专利名称：在sonet/sdh上传输通道化以太网的系统和方法
技术领域：
本发明总体来说涉及数据通信网络领域。更具体地说，本发明涉及带宽效率高地将来自一个网络类型的业务量映射到另一个。
相关技术的说明SONET/SDH标准规定了STS-xC管(～150Mbits/s，x＝1，2，3...)这样的粒度。但是，市场上的SONET/SDH装置仅支持STS-3c、STS-12c、STS-48c等，它们的最大数据传输率分别为155.52Mbits/s、622.08Mbits/s和2488.32Mbits/s。根据所需的有效载荷的大小，当y＜＜x时将大小为y的有效载荷映射到x是效率低的。例如，利用标准装置将千兆比特以太网端口映射到SONET/SDH管将需要使用STS-48c通道。对于千兆比特以太网，STS-3c和STS-12c通道没有足够的数据传输率。因此，将必须使用STS-48c通道，而使用STS-48c通道会导致～40％的带宽利用率，这样做的效率很低。
已经提出了如ANSI Tlx1.5中所规定的虚拟级联。
发明概述提供了一种用于传输业务量的系统。该系统在具有多个通道的传输网络路径上传输来自第一网络接入路径的业务量并在相同传输网络路径上传输来自第二网络接入路径的业务量。该系统利用传输网络路径通道传输业务量，其中第一网络接入路径的带宽比任何传输网络路径通道的容量都高，而且其中第二网络接入路径的带宽比任何传输网络路径通道的容量都高。该系统分配第一数量的传输网络路径通道用于传输来自第一网络接入路径的业务量。该系统分配第二数量的传输网络路径通道用于传输来自第二网络接入路径的业务量。而且，第一数量加上第二数量的总和小于或等于传输网络路径中通道的总数。
附图的简要说明为了能使权利要求书中确定的本发明得到更清楚的理解，下面将参照附图通过实例来详细说明具有与权利要求中列举的发明元件相对应的元件的结构、系统和方法的优选实施例，在附图中
图1是利用通道化传输的示范通信系统的示意图；图2是利用通道化传输的示范通信系统的另一示意图；图3是易于通道化传输的优选网络元件的框图；图4是图示通道化传输的示意图；图5是提供通道化传输的SONET网络的示意图；以及图6是当SONET用于通道化传输时的示范S帽帧结构的例图。
详细说明图1显示了示范通信系统2的示意图，其中，通过传输网络给多个网络系统配备到其它网络系统的通信路径。在所示实施例中，提供了传输网络4，它包括多个标记为N1-N4的网络元件6，它们通过一个或多个通信路径8A、8B耦合在环状结构中。优选地，传输网络4是SONET/SDH网络，虽然也可使用其它类型的传输网络。如图1所示，两个路径8A、8B以相反的方向在SONET环4周围传输多个SONET STS-N数据流。优选地，通信路径8A、8B是光导纤维连接(在SONET和SDH中)，但还可以是电路径或甚至是无线连接(在其它类型的网络中)。在光导纤维连接的情况下，路径8A、8B可以在单光纤8、双光纤8A、8B或一些其它组合连接上实现。在双光纤实现中，光纤中的一个可以是工作环，而另一个可以是保护环。
通信路径8A、8B包括一个或多个用于在网络中将数据从一个节点6传输到另一个节点6的传输网络路径。在这个实例中的传输网络4只能提供STS-1传输路径、STS-3c传输路径、STS-12c传输路径或STS-48c传输路径。
优选地，在环4中，各个网络元件6耦合到环状结构中的两个其它网络元件6。例如，网络元件N2与网络元件N1和N3相耦合。元件之间的耦合是双向的，这意味着每个元件6将信号向/从与其相连的两个其它元件6中的每一个发送/接收信号。每个网络元件6包括至少两个发送机/接收机接口，到另一元件6的每个连接一个。网络元件6可以是多种类型的公知网络器件，例如分插多路复用器(“ADM”)、交换机、路由器、SMA、Marconi MCN-7000网络元件、接入集线器、ATM/IP交换机或其它类型的器件。
优选地，网络器件6是ADM。ADM是具有上游网络元件接口、下游网络元件接口和分插接口的器件。这些ADM 6通过网络接入路径L1-I4与本地元件10耦合，并且它们用于从本地元件10向网络数据业务量插入信号，另一方面，还用于将数据信号从网络数据业务量分出到本地元件10。ADM 6的交换、插入和分出操作一般通过一个或多个硬件交叉连接交换系统卡来执行，该硬件交叉连接交换系统卡具有一个或多个硬件交叉连接交换矩阵。关于SONET/SDH格式、线路速度和操作原理的更多信息，请参见JohnBellamy1991年编写的Digital Telephony第二版第403-425页。
如图1和2所示，网络元件N1通过网络接入路径L1和L3分别与两个网络系统Net1和Net3相耦合。而且，网络元件N3通过网络接入路径L2和L4分别与两个网络系统Net2和Net4相耦合。在图2所示的实例中，传输网络4提供网络系统Net1和Net2之间的传输网络路径TP以及网络系统Net3和Net4之间的传输网络路径TP。在图1和2所示的实例中，网络接入路径L1-L4中的每一个都是千兆比特以太网路径。由于在该实例中的传输网络4仅能提供STS-1传输路径、STS-3c传输路径、STS-12c传输路径或STS-48c传输路径，因此，为了在网络系统Net1和Net2之间提供传输网络路径TP，传输网络必须专门使用STS-48c路径。而且，为了在网络系统Net3和Net4之间提供传输网络路径，传输网络必须专门使用STS-48c路径。并且，在该实例中，网络系统Net1、Net2、Net3和Net4可以是局域网(LAN)、城域网(MAN)、广域网(WAN)或其它类型的以太网设备或网络。
图3是优选网络元件12的框图，该元件能允许网络系统Net1和Net2之间的通信路径以及网络系统Net3和Net4之间的通信路径共享传输网络路径带宽从而更有效地利用传输网络带宽。优选网络元件12包括映射模块14、交叉连接模块16和线路卡18。
参照图4，优选网络元件N1和N3将STS-48c传输网络路径视作48个STS-1传输网络路径通道，而其它网络元件将STS-48c传输网络路径视作一个STS-48c路径。优选网络元件N1和N3利用STS-48c的个别的STS-1部分来形成比单独STS-1通道所用的有效载荷包封更大的有效载荷包封。在优选网络元件12中的映射模块14将诸如以太网t端口之类的业务量端口映射到STS-48c上。映射模块14挑选足够数量的STS-1通道来完成映射。剩余的STS-1通道可用于将其它业务量端口映射到STS-48c上以便更有效地利用STS-48c。在图4的实例中，端口#1被映射到最开始的两个STS-1通道中，第二端口被映射到STS-1通道数2，3&4中，等等。分配给端口的STS-1通道的数量不是固定的，但是由从端口传输业务量所需的比特率来确定。
优选地，在优选网络元件12中的映射模块14执行映射功能和解映射功能。例如，对于从网络系统Net1流到网络系统Net2的业务量，网络元件N1的映射模块14将来自网络接入路径L1的业务量映射到STS-48c传输网络路径的STS-1通道上。对于从网络系统Net2流到网络系统Net1的业务量，网络元件N1处的映射模块14将业务量从STS-48c传输网络路径的STS-1通道解映射(de-map)至网络接入路径L1。同样地，映射模块14将存在于网络元件N3中以执行同样的映射和解映射功能。在网络中的插入点上，将要被映射的端口利用预设数量的STS-1通道来进行映射。将要被映射的业务量被分布在不同的STS-1中。在网络中的分出点上，用于映射业务量的STS-1通道被解映射从而重建原始的有效载荷。
如图5所示，网络元件N1和N3处的交叉连接模块16将对网络元件执行分/插功能，网络元件N1和N3处的线路卡18将与传输网络中的通信路径8A、8B连接。
在图1和2所示的实例中，两个千兆比特以太网端口可以被映射到单个STS-48c路径中。最开始24个STS-1通道将用来传输第-千兆比特以太网端口而最后24个STS-1通道将用于传输第二端口。因此，从网络系统Net1到网络系统Net2的业务量将被映射到传输网络路径TP最开始的24个STS-1通道上，并且从网络系统Net3到网络系统Net4的业务量将被映射到STS-48c传输网络路径TP中的最后24个STS-1通道上。在另一实例中，两个快速以太网端口可以映射到STS-3c传输网络路径中。第一端口可以映射到传输网络路径TP的第一个STS-1通道中而第二端口可以映射到最后两个STS-1通道中。
示例性映射器优选地，映射模块包括网络接入路径电路。网络接入路径电路接收来自网络接入路径的业务量并将所接收到的业务量映射到多个网络路径通道上。在图1和2所示的实例中，映射模块的网络接入路径电路与网络接入路径(例如网络接入路径L1)连接并且将来自网络接入路径L1的业务量映射到从网络系统Net1到网络系统Net2的STS-48c传输网络路径TP1的24个STS-1通道上。映射模块的网络接入路径电路还接收来自从网络系统Net2到网络系统Net1的STS-48c传输网络路径TP2的24个STS-1通道的业务量，解映射该业务量并在网络接入路径L1上传输它。在该实例中，传输网络路径TP是双向网络路径并且包括单向传输网络路径TP1和单向传输网络路径TP2，其中，每个单向路径是STS-48c路径。而且，在该实例中，每个STS-1通道是双向通道，该双向通道具有在单向传输网络路径TP1中的单向通道和在单向传输网络路径TP2中的单向通道，其中每个单向通道是STS-1通道。
优选地，映射模块包括至少一个附加的网络接入路径电路。在图1和2所示的实例中，第二网络接入路径电路从网络接入路径L2接收业务量并将来自网络接入路径L2的业务量映射到从网络系统Net3到网络系统Net4的STS-48c传输网络路径TP1的最后24个STS-1通道上。映射模块的第二网络接入路径电路还接收来自从网络系统Net4到网络系统Net3的STS-48c传输网络路径TP2的最后24个STS-1通道的业务量，解映射该业务量并在网络接入路径L2上传输它。
优选地，该示例性映射器通过利用在传输网络路径上的最小高阶信号的有效载荷容量来执行其映射功能、通道化映射。在SONET的情况下，该映射器利用STS-1信号的有效载荷容量来携载来自具有诸如以太网业务量之类的业务量的网络接入路径或网络系统的业务量。该以太网业务量被组成为级联的有效载荷。该级联有效载荷分成“y”个较小的组块，其中每个组块足够小以适合于STS-1管的STS-1有效载荷内。“Y”个STS-1管被用于映射以太网业务量。因此，为了将以太网业务量映射到传输网络路径中，传输网络路径分成“x”个STS-1管。这些STS-1管中的“Y”个管被认为是一个有效载荷。由“y”个STS-1管形成的“新”有效载荷用来将以太网业务量映射到传输网络路径上。传输网络路径中剩余的STS-1管(即x-y个STS-1管)可以与其它有效载荷相映射。在映射业务量的分出点上，映射器将解映射“y”个STS-1管从而重构以太网业务量。
示例性帧结构图6中显示了一种用于SONET通道化映射的示范SONET帧结构。BellCore规定了在帧结构中有三个不同部分路径开销(“POH”)、固定填充位和STS-xC有效载荷容量。当用于通道化映射时，STS-xC有效载荷容量分成两个不同的部分未用的列和通道化的有效载荷。
未用的列是未使用的，优选地全部用‘1’填充，并且其存在使列数可被x整除。通道化有效载荷的剩余部分分成x个仿真STS-1通道。第一通道化有效载荷列用于仿真的STS-1通道#1，第二通道化有效载荷列用于仿真的STS-1通道#2，并且下一个通道化有效载荷列用于下一个仿真的STS-1通道号，等等。当到达x个通道化有效载荷列之后，重复该方式并对每个仿真的STS-1通道形成相同数量的列。
总结在不脱离由权利要求所限定的本发明的范围的前提下，从这些系统和方法得出的其它变化对于本领域普通技术人员来说应该是显而易见的。虽然已经参照SONET/SDH传输网络和以太网说明了优选实施例，但是权利要求所述的本发明还可应用于其它网络系统。
附图中显示及本说明书所述的实施例是具有与权利要求中所述的本发明的元件相对应的元件的结构、系统或方法的实例。书面的说明书和附图可以使本领域技术人员做出并使用具有替换元件的实施例，替换元件同样也与权利要求中所述的本发明的元件相对应。因此本发明的范围意欲不仅包括在字面上与权利要求所述相同的其它结构、系统或方法，并且还包括在字面上与权利要求所述有非实质性差别的其它结构、系统或方法。还应当理解本发明并不局限于使用SONET或SDH系统或以太网，除非由权利要求明确限定。
权利要求
1.一种在具有多个通道的传输网络路径上传输来自第一网络接入路径的业务量并且在该传输网络路径上传输来自第二网络接入路径的业务量的系统，其中，第一网络接入路径的带宽比任何传输网络路径通道的容量都高，并且第二网络接入路径的带宽比任何传输网络路径通道的容量都高，该系统执行的步骤包括分配第一数量的传输网络路径通道以用于传输来自第一网络接入路径的业务量；并且分配第二数量的传输网络路径通道以用于传输来自第二网络接入路径的业务量；其中，第一数量加上第二数量的总和小于或等于传输网络路径中通道的总数。
2.根据权利要求1的系统，其中，第一网络接入路径是以太网路径，第二网络接入路径是以太网路径，而传输网络路径是SONET或SDH路径。
3.根据权利要求1的系统，其中，传输网络路径是双向传输网络路径且传输网络路径通道是双向传输网络路径通道。
4.根据权利要求3的系统，其中，该系统包括映射模块，该映射模块包括第一网络接入路径电路和第二网络接入路径电路，第一网络接入路径电路工作用于从第一网络接入路径接收业务量并将所接收到的业务量映射到第一数量的传输网络路径通道上，第一网络接入路径电路还工作用于从第一数量的网络路径通道接收业务量并将接收到的业务量传送到第一网络接入路径上，第二网络接入路径电路工作用于从第二网络接入路径接收业务量并将所接收到的业务量映射到第二数量的传输网络路径通道上，并且第二网络接入路径电路还工作用于从第二数量的网络路径通道接收业务量并将接收到的业务量传送到第二网络接入路径上。
5.根据权利要求4的系统，其中，映射模块工作用于将来自第一网络接入路径的业务量分成“y”个业务量子单元，其中一个子单元的带宽小于或等于一个传输网络路径通道的有效载荷容量，映射模块还工作用于将每个“y”子单元映射到传输网络路径通道之一中。
6.根据权利要求4的系统，其中，第一网络接入路径是以太网路径，第二网络接入路径是以太网路径，而传输网络路径是SONET或SDH路径。
7.根据权利要求6的系统，其中，第一网络接入路径是千兆比特以太网路径，第二网络接入路径是千兆比特以太网路径，传输网络路径是SONETSTS-48c或SDH STM-12路径，而传输网络路径通道是STS-1或STM-1通道。
8.根据权利要求4的系统，还包括交叉连接器件，该交叉连接器件工作用于将来自第一网络接入路径电路的业务量切换到第一数量的传输网络路径通道并且将来自第一数量的传输网络路径通道的业务量切换到第一网络接入路径电路，该交叉连接器件还工作用于将来自第二网络接入路径电路的业务量切换到第二数量的传输网络路径通道并且将来自第二数量的传输网络路径通道的业务量切换到第二网络接入路径电路。
9.一种利用传输网络中的双向传输网络路径在第一网络系统和第二网络系统之间提供通信并且在第三网络系统至第四网络系统之间提供通信的系统，其中，双向传输网络路径具有多个双向通道，第一网络系统和第二网络系统之间的通信带宽高于任何传输网络路径通道的容量，并且第三网络系统和第四网络系统之间的通信带宽高于任何传输网络路径通道的容量，该系统执行的步骤包括分配第一数量的传输网络路径通道以用于在第一网络系统和第二网络系统之间提供通信；并且分配第二数量的传输网络路径通道以用于在第三网络系统和第四网络系统之间提供通信；其中，第一数量加上第二数量的总和小于或等于传输网络路径中通道的总数。
10.根据权利要求9的系统，其中，该系统包括映射接口，该映射接口包括第一网络接入路径电路和第二网络接入路径电路，第一网络接入路径电路工作用于从第一网络系统接收业务量并将所接收到的业务量映射到第一数量的传输网络路径通道上，第一网络接入路径电路还工作用于从第一数量的网络路径通道接收业务量并将接收到的业务量传送到第一网络系统，第二网络接入路径电路工作用于从第二网络系统接收业务量并将所接收到的业务量映射到第二数量的传输网络路径通道上，并且第二网络接入路径电路还工作用于从第二数量的网络路径通道接收业务量并将接收到的业务量传送到第二网络系统。
11.根据权利要求10的系统，其中，映射模块工作用于将来自第一网络接入路径的业务量分成“y”个业务量子单元，其中一个子单元的带宽小于或等于一个传输网络路径通道的有效载荷容量，映射模块还工作用于将每个“y”子单元映射到传输网络路径通道之一中。
12.根据权利要求10的系统，还包括交叉连接器件，该交叉连接器件工作用于将来自第一网络接入路径电路的业务量切换到第一数量的传输网络路径通道并且将来自第一数量的传输网络路径通道的业务量切换到第一网络接入路径电路，该交叉连接器件还工作用于将来自第二网络接入路径电路的业务量切换到第二数量的传输网络路径通道并且将来自第二数量的传输网络路径通道的业务量切换到第二网络接入路径电路。
全文摘要
提供一种用于传输业务量的系统。该系统在具有多个通道的传输网络路径上传输来自第一网络接入路径的业务量并且在相同传输网络路径上传输来自第二网络接入路径的业务量。该系统利用传输网络路径通道来传输业务量，其中，第一网络接入路径的带宽比任何传输网络路径通道的容量都高，并且第二网络接入路径的带宽比任何传输网络路径通道的容量都高。该系统分配第一数量的传输网络路径通道以用于传输来自第一网络接入路径的业务量。该系统分配第二数量的传输网络路径通道以用于传输来自第二网络接入路径的业务量。而且，第一数量加上第二数量的总和小于或等于传输网络路径中通道的总数。
文档编号H04L12/64GK1513237SQ02811322
公开日2004年7月14日 申请日期2002年6月6日 优先权日2001年6月6日
发明者L·蒂普莱西, A·勒鲁, L 蒂普莱西 申请人:马科尼知识产权(灵格芬斯)公司