同步时分以太网传输方法及相应的传输装置的制作方法

文档序号:7975694阅读:276来源:国知局

专利名称::同步时分以太网传输方法及相应的传输装置的制作方法
技术领域
:本发明涉及网络领域,尤其涉及以太网领域;更具体地说,本发明涉及在以太网上实现数据的同步时分化传输。
背景技术
:突发业务是指非恒速率传输,允许较大的端到端传输时延抖动的数据业务。普通以太网分组交换能较好地解决带宽复用,对突发业务的性价比较高,且已得到越来越广泛的应用。相应地,现有普通以太网交换机(LanSwitch,LocalareanetworkSwitch)作为-种主要的分组交换设备,不仅在局域网普遍应用,在城域网的应用也越来越多。现有以太网交换机的框图可简化为如图1所示以太网交换机100中各端口130,、1302、…、130n(n^;2)通过输入部分接收缓存140…1402、…、140n和输出部分发送缓存150"1502、…、150,,与交换单元110相连,该交换单元110还连接有转发表120。根据现有以太网交换机的工作原理,---个数据帧从输入以太网交换机100到由该以太网交换机IOO输出,如图2中所示,需要经过四歩典型操作S101分类(Classification),从端口130,、1302、…、130,,的输入部分140,、1402、…、140。接收数据包头具有L2/L3信息的数据包,辨识该数据包所属的流类别;S102访问控制(AdmissionControl),对属于各种流的数据包施加预定的各种管理策略;S103交换(Switching),交换单元nO査找转发表120,根据该转发表120将该数据包交换到对应的端口130,、1302、…、130的输出部分150卜1502、…、150n;以及S104输出队列(Outputqueue),该数据包在所述端口130,、或1302、或…、或130n的发送缓存150,、或1502、或…、或150n中等待发送。需要说明的是,为了确保最高优先级的数据包能最快发送出去,现有以太网交换机100的端口130"1302、…、130n-—般都支持优先级算法图1中各端口130i、1302、…、130。一般均分别独立管理有若千个优先级不等的输出队列,各对应某特定优先级的输出队列均为支持FIFO(FirstInFirstOut,先进先出)算法的缓存结构;也就是说,各发送缓存150,,1502,…,150均可能包括有若干个优先级可灵活设置或固定的子缓存150、…、1501K,15021、…、1502L,150ni、…、150nM,其屮K^l、L21、且M^1。这样,上述S104输出队列详细为各端i—j130i、1302、…、130。按优先级算法,只要线路有空闲,就从各自独立管理的若干输出队列中读取数据包进行发送。根据G.8261(Draft,6-17February2006)关于以太网交换机时延分析的报告,以太网交换机转发数据帧经过的时延大致可分为.::个阶段。1、输入阶段执行图2中所示分类S101操作和访问控制S102操作。如图3所示,该输入阶段的时延与设备额定处理能力和负载大小有关当数据帧到达速率低于设备额定处理能力时,基本为恒定时延;当数据帧到达速率瞬时大于设备额定处理能力时,将会增加缓存时间从而扩大时延;当数据帧到达速率持续大于设备额定处理能力时,不但将会因缓存时间增加而扩大时延,还将可能造成某些数据丢包。2、交换阶段,执行图2中所示交换S103操作。该交换阶段的时延也与设备额定处理能力和负载大小有关,当负载超出设备额定处理能力时也将可能造成数据丢包。3、输出阶段,执行图2中所示输出队列S104操作,指数据帧在队列中等待直到根据调度从端口输出;如图4所示,该输出阶段的时延与接口速率和调度策略有关,且时延不固定。根据以上分析,以太网交换机的总交换时延可简化为图5所不,吋延的不确定部分主要由输出阶段产生通过提高设备额定处理能力,可降低输入阶段时延和交换阶段时延,且能够使所述输入阶段时延和交换阶段时延基本恒定;但输出阶段时延却无法固定,即使将针对时延抖动敏感的时分业务放入高优先队列,保证带宽并优先发送,仍可能由于每个数据帧的长度不固定而导致不确定的队列时延。也就是说,现有以太网交换机的缺点在于数据输出是尽力而为方式发送的,并非定时有节奏地发送每个数据包,因而无法保证数据帧从输入到输出的时延恒定;并由于以太网数据帧不定长,即使有同步信息,现有以太网交换机输出端口也难于准确时分化。然而,以太网技术因其低成本、简单易用等特点,不仅在局域网得到普遍应用,在城域网的应用也越来越多,使得有必要研发以太网丄:时分业务数据的传输交换。所述时分业务是指要求恒速率传输,具有较小的端到端传输时延抖动的数据业务。并且,所述时分业务传输前需要建立链路,传输期间独占分配的链路,现有的电路交换能比较好保证时分业务的QoS(QualityofService,网络服务质量)。现有的电路交换有PDH(PlesiochronousDigitalHierarchy,准同步数字层级)禾QSDH(SynchronousDigitalHierarchy,同步数字层级)/SONET(SynchronousOpticalNETwork,同歩光纤网)两大体系,它]的主要思想是线路带宽时分复用化和定长帧结构。TDM(TimeDivisionMultiplexing,时分复用)交换,也称时分交换,典型应用在数字程控交换机中多个El及其它整数倍El速率的TDM接口。图6为TDM交换示意图,其中各TDM接口230卜2302、…、23()n(论2)具有相同的帧同步,一般为8KHz;各TDM接口230,、2302、…、230n的工作时钟频率相同或成整数倍关系,如2,048MHz、4.096MHz、8.192MHz、16.384MHz、32.768MHz等,这样各TDM接口拥有的时隙数量相等或成整数倍关系,比如2.048MHz的TDM接口拥有32个时隙、4.096MHz的TDM接口拥有64个时隙;且一般1个时隙承载1个字节,而时隙编号以帧同步为周期。图6所示TDM交换单元210内部-一般具有如图7所不的功能结构,其交换原理是各TDM接口230,、2302、…、230n(论2)的各输入时隙数据写入数据存储器211(DataMemory,DM)中与该输入时隙编号对应的固定地址;同时,根据存储在接续关系存储器212(ConnectionMemory,CM)中可配置的输入时隙与输出时隙的交换关系,各TDM接口230"2302、…、230n按时隙编号发送数据存储器211中与该输出时隙编号对应的寄存器中内容。对于上述TDM交换,某个输入时隙到达配置的对应输出时隙的时延是固定的,不受其它时隙的影响,因而能较好地保证QoS。但是,现有TDM交换的缺点在于由于一般以字节或字节的--部分为时隙单位迸行交换,使得TDM接口的速率较低;而且E1接口和ElTDM线路成本较高;并且TDM接口各时隙不能直接承载越来越广泛应用的以太网数据包,使得需要借用某种封装格式进行封装/解封装。
发明内容针对上述现有技术中以太网交换时延不固定而TDM交换效率低的缺点,本发明目的在于提供一种同步时分以太网传输方法,使得以太网能够承载恒速率时分业务数据流。本发明另一目的在于提供与上述同步时分以太网传输方法对应的同步时分以太网传输装置,以进一步具体帮助实现在低成本以太网上进行数据的同步时分化传输。为了达到上述发明目的,本发明提供了一种同步时分以太网传输方法,其中将以太网端口的输出部分按定长以太网帧的单位传输时间划分输出时隙,待传输的上层数据进行格式转换产生相应的待传输定长以太网帧后,由所述以太网端口的输出部分在同步信息协调下于各所述输出时隙开始时刻才开始发送所述定长以太网帧。对于上述同步时分以太网传输方法,其中,当所述上层数据对应的帧有效内容小于所述定长以太网帧的帧有效内容时,直接对该1:层数据进行格式转换产生相应的小于所述定长的以太网帧后发送该以太网帧,并用无效数据位填充发送完该以太网帧后的时隙剩余时间片。对于上述同步时分以太网传输方法,优选地,所述无效数据位为扩展域,或者为帧间隔。对于上述同步时分以太网传输方法,其中,当所述上层数据对应的帧有效内容大于所述定长以太网帧的帧有效内容时,应用分片技术对该上层数据进行分片,并对其各分片分别进行格式转换产生相应的等于或小于所述定长的以太网帧后发送。对于.t述同步时分以太网传输方法,优选地,所述分片技术为现有的IP(InternetProtocol,因特网协议)包分片技术,或者为与所述IP包分片技术类似的MAC(MediaAccessControl,媒体接入控制层)帧分片技术。并且,应用MAC帧分片对所述大于定长的以太网帧进行分片时,其各分片的MAC帧头均分别包括有分片类型和分片偏移量。并且,所述分片类型用于标识该以太网帧为MAC帧分片之一,所述分片偏移量用于表示该以太网帧在相应被分片上层数据中的位置。比如规定所述分片类型占2字节;同时,规定所述分片偏移量也占2字节,且其中1比特用于标识该以太网帧分片是否为最后一个分片、其余15比特则用于表示该以太网帧分片相对第一个分片的位置偏移量。对于上述同步时分以太网传输方法,其中,通过计算所述定长以太网帧的发送和到达时间获取所述同步信息;或者,通过提取上游线路时钟获取所述同步信息;或者,利用GPS同步系统获取所述同步信息;或者,利用PDH或SDH同步网获取所述同步信息。同时,为了达到上述另一发明目的,本发明还提供一种同步时分以太网传输装置,其包括有至少1个以太网端口和同步单元,其屮所述同步单元用于使所述以太网端口和该以太网传输装置的上下游设备保持同步;所述以太网端口中MAC,用于在所述同步单元协调下根据预设的定长以太网帧帧长循环计算所述以太网端口中各输出时隙的开始时刻,并只有在所述开始时刻才开始有效发送使能信号TX—ENLh所述以太网端口发送数据,从而使得所述以太网端口的输出部分实现了按所述定长以太网帧的单位传输时间划分输出时隙、并以所述输出时隙为单位进行传输调度。对于上述同步时分以太网传输装置,其中,所述同步单元通过计算所述定长以太网帧的发送和到达时间获取同步信息,所述同步信息用于使所述以太网端口和该同步时分以太网传输装置的上下游设备保持同步;或者,所述同步单元通过提取上游线路时钟获取所述同歩信总;或者,所述同步单元利用GPS同步系统获取所述同步信息;或者,所述同步单元利用PDH或SDH同步网获取所述同步信息。本发明提供的同步时分以太网传输方法及相应的传输装置,通过按定长以太网帧单位传输时间划分时隙,并在同步信息协调下以所述吋隙为单位定时调度以太网端口,使其能够承载恒速率时分业务数据流,从而能够有效加速低成本以太网技术在城域网的广泛应用。图1:现有技术中以太网交换机的框图;图2:现有技术中以太网交换的数据操作流程图;图3:现有技术中以太网交换的输入阶段时延分析图;图4:现有技术中以太网交换的输出阶段时延分析图;图5:现有技术中以太网交换的总交换时延分析图;图6:现有技术中TDM交换的示意图;图7:现有技术中TDM交换的时隙交换单元的功能框图;图8:IEEE802.3给出的以太网帧结构示意图;图9:本发明同步时分以太网传输方法中定长以太网帧结构示意图;图10:现有技术中以太网端口的媒体访问控制层与物理层之间Mil的接口信号图;图11:本发明同步时分以太网传输方法中以太网端口在同步信息协调下以输出时隙为单位进行传输调度的示意图;图12:本发明同步时分以太网传输方法的流程示意图;图13:本发明同步时分以太网传输方法中时隙顺序示意图图14:本发明同步时分以太网传输方法中应用IP包分片技术对大于定长的以太网帧进行分片的举例示意图;图15:本发明同步时分以太网传输方法中应用MAC帧分片技术对大于定长的以太网帧进行分片时各分片的帧结构示意图;图16:本发明同步时分以太网传输方法中应相MAC帧分片技术对大于定长的以太网帧进行分片的举例示意图。具体实施例方式如上所述,本发明提供了一种同步时分以太网传输方法,以使低成本以太网能够承载恒速率的时分业务数据流。并且,其主要思想是利用长度固定的定长以太网帧使以太网端口经由同步信息得到准确时分化。下面将首先参照图8以及图9详细介绍所述定长以太网帧。IEEE802.3给出的以太网MAC(MediaAccessControl,媒体接入控制层)帧的结构如图8所示,其包括有前导码3100(Preamble)占7字节,帧首定界符3200(SFD,StartFrameDelimiter)占1宇节,睡地址3311(DA,DestinationAddress)占6字节,源地址3312(SA,SourceAddress)占6字节,长度/类型3313(Length/Type)占2字节,数据域3320(Data)和填充域3330(PAD)—起占461500字节,帧校验位3340(FCS,FrameCheckS叫uence)占4字节,以及扩展域3400(Extension)占不定长的字节数。并且,其中所述目的地址3311、源地址3312、及长度/类型3313—起构成14字节的MAC帧头3310;其中所述MAC帧头3310、数据域3320、填充域3330、帧校验位3340—起构成帧有效内容3300;其中所述扩展域3400是为了填充载波到规定最小长度的无效数据位,即其只出现在帧长小于载波规定最小长度的情况下,且其占用字节数为0或为载波最小长度减帧长。此外,802.3还规定10Mbps,100Mbps,及1000Mbps的帧间隔3500(IFG,InterFrameGap)最少占12字节。如图9所示,本发明同步时分以太网传输方法所涉及的定长以太网帧与上述现有以太网帧兼容,仍然保持7字节的前导码3100,1字节的帧首定界符3200,以及最少12字节的帧间隔3500;只是该定长以太网帧的帧有效内容3300部分包含的数据长度固定。比如当前导码3100占7字节,帧首定界符3200占1字节,帧有效内容3300占601字节,帧间隔3500占16字节时,整个帧长为625字节;对于10Mbps的以太网,625字节相当于125|is*4=50(^s的传输长度;对于100Mbps以太网,625字节相当于5(His的传输长度。介绍完定长以太网帧后,下面将参照图10以及图11详细介绍如何利用定长以太网帧使以太网端口经由同步信息得到准确时分化。对于本发明同步时分以太网传输方法,为了保持所述以太网端口的准确时分复用化,如图12所示,本发明同步时分以太网传输方法还涉及用于保持网络同步的同步信息。目前已经有不少方法用于在以太网系统中提供同步信息,比如方法之一是通过提取上游线路时钟获取所述同步信,窗、,并为该以太网时分交换机的网络下游设备提供发送时钟;方法之二是通过计算数据包发送和到达时间获取所述同步信息,如IEEE1588,IEEE802.las等;方法之三是利用GPS(GlobalPositioningSystem,全球定位系统)的同步系统;方法之四是利用传统的PDH或SDH的同步网。同时,本公司于2006年12月7日提交的名称为"基于以太网时分化的时钟同步传递方法和装置及保护方法"的中国专利申请"200610153146.5"公开了定长以太网帧情况下如何获取所述同步信息的详细技术实施方案,援引于此,以资参考。下面将详细介绍在上述同步信息协调下,所述以太网端U如何以按定长以太网帧单位传输时间划分的输出时隙为单位进行传输调度。根据IEEE802.3标准,现有以太网接口普遍采用MAC(MediaAccessControl,媒体接入控制层)+PHY(Physical,物理层)的实现组合。而所述MAC和PHY之间一般通过Mil(MediaIndependentInterface,媒体无关接口)或GMII(GigabitMediaIndependentInterface,千兆位媒体无关接口)连接。具体实现中还有其它由Mil或GMII改进而来接l」,如RGMII(ReducedGigabitMediaInd印endentInterface,简化的丁兆位媒体无关接口)等接口。并且,MII的接口信号如图IO所示,其中各接口信号的具体功能及其相应GMII的备注详见表1。从表1可以看出,以太网端口的数据传输节奏是由其中发送使能信号TX—EN来控制的有效所述发送使能信号TX—EN时,发送前导码3100、帧首定界符3200和帧有效内容3300;无效所述发送使能信号TX—EN时,发送扩展域或帧间隔3500等无效数据位。也就是说,通过调度所述发送使能信号TX—EN的有效/无效,能够实现对所述以太网端口的数据同步时分传输调度。表1:MII的接口信号功能表<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>如图11所示,存在同步单元提供同步信息时,所述以太网端口中的MAC和PHY均同步工作于所述同步单元提供的同步时钟。而所述以太网端口中MAC的数据发送部分作为数据发送控制单元,其根据预设的定长以太网帧帧长循环计算所述以太网端口中各输出时隙的开始时刻,只有在所述开始时刻才开始有效发送使能信号TX—EN,同时所述以太网端口开始传输前导码3100、帧首定界符3200和帧有效内容3300等输出数据TXD;并且,在传输完帧有效内容3300后,所述以太网端L」中MAC.的数据发送部分作为数据发送控制单元,将立即无效相应的发送使能信号TX一EN,并在该发送使能信号TX—EN无效期间发送扩展域3400或帧间隔3500等无效数据位,以等待下一个输出吋隙的开始时刻的到来。成功实现上述以输出时隙为单位对以太网端口进行传输调度后,则可根据实际需要将不同的数据业务灵活地承载于不同的输出时隙。介绍完定长以太网帧以及以太网端口以输出时隙为单位进行传输调度后,下面将参照图12给出的流程示意,详细介绍本发明所提供的同歩时分以太网传输方法。首先,如图12所示,本发明同步时分以太网传输方法的基础在于以太网端口时分复用化S0,也就是将以太网端口的输出部分按照定长以太网帧的传输时间为单位划分输出时隙,并以所述输出时隙为单位进行传输调度一个所述输出时隙承载一个所述定长以太网帧,并且在所述输出时隙开始时刻才开始发送所述定长以太网帧。通过上述以太网端口时分复用化S0,使得所述以太网端口能够承载恒速率时分业务数据流。所述恒速率时分业务数据流的一系列数据包在固定时间间隔(TS,TimeSlot)中由所述时分复用化以太网端口顺序均匀发送;当某个TS没有被分配时,则在其对应的吋间片内所述吋分复用化以太网端口不发送数据,也即让线路保持空闲。比如假设定长以太网帧的定长为625字节,对于100Mbps的以太网端口,625字节相当于50pS的传输长度,则以50pS为单位对该100Mbps以太网端口划分输出时隙。如果实际数据传输中一个以太网帧只需20n.s就能发送完成,则发送完该以太网帧后的剩余30ps(=50^is—2(^s)时间片内将让线路空闲,直到下一个50ps开始才再发送下--帧。这样,如图13所示,一个所述时分复用化的以太网端口的整个带宽被分成n份,且最多可由n个恒速率时分业务数据流分别占用,其中论2;也就是说,--个恒速率时分业务数据流占用该时分复用化以太网端口整个带宽的l/n,每n个时隙TSo,TS,,,TSn发送--'次该恒速率业务数据流的数据包。然后,如图12所示,本发明同步时分以太网传输方法在上述以太网端口时分复用化S0基础上进行同步时分数据传输S1时,具体包括有以下两步操作步骤Sl-l,对待传输的上层数据进行格式转换,以产生相应的待传输定长以太网帧;步骤Sl-2,所述以太网端口的输出部分在同歩信息协调l、,于各所述输出时隙开始时刻才开始发送所述定长以太网帧。而且,如图12所示,根据所述待传输上层数据与MA.C帧头组成的以太网帧和所述定长以太网帧的长度比较结果不同,上述步骤S1-1义可能分别具体为1)、当所述上层数据对应的帧有效内容等于所述定长以太网帧的帧有效内容时,无需任何进一步的处理而直接进行格式转换得到相应的等于所述定长以太网帧。2)、当所述上层数据对应的帧有效内容小于所述定长以太网帧的帧有效内容时,也无需任何进一步的处理而直接进行格式转换得到相应的小于所述定长的以太网帧;并在随后执行的上述歩骤Sl-2中,在发送完该、于所述定长的以太网帧的时隙剩余时间片发送无效数据位,自:F一个输出时隙的开始。其中,所述无效数据位可为扩展域3400,或者为帧间隔3500。这种处理的结果就是,执行上述步骤Sl-2以发送所述小于定长的以太网帧后,让线路在输出该小于定长以太网帧之后的时隙剩余时间片内空闲。3)当所述上层数据对应的帧有效内容大于所述定长以太网帧的帧有效内容时,则需要执行步骤Sl-l-l以应用分片技术对该上层数据进行分片,使其各分片进行格式转换后所产生的以太网帧均等于或小于所述定长,以实现跨帧传输。其中,可用于进行分片的方法有很多,其中之」为现有的lP(IntemetProtocol,因特网协议)包分片技术。下面将参照图14给出的IP包分片举例,对本发明同步时分以太网传输方法中应用IP包分片技术跨帧传输所述大于定长的以太网帧,进行详细解释之。如图14所示假设系统设计要求定长以太网帧的帧有效内容3300包含的数据长度为601字节,所需传输的上层数据TCP报文长度为1500字节。如果采用图8所示普通以太网帧的结构,其帧有效内容3300的长度为1538(=1500+20+6+6+2+4)字节,大于601字节的定长。这时就需要应用IP包分片技术对该大于定长的以太网帧进行分片,使其能够被已按所述定长以太网帧单位传输时间划分时隙的时分复用化以太网端口所承载。如图14所示,该TCP报文被IP层分片为3,其中TCP分片1和TCP分片2承载560字节,TCP分片3承载380字节。分别加上20字节的IP头后,由所述TCP分片1和TCP分片2经该次格式转换而得到的IP报文分片1和IP报文分片2均分别占580字节,而由所述TCP分片3经该次格式转换而得到的IP报文分片3占400字节。分别加上14字节的MAC帧头3310(包括6字节目的地址3311、6字节源地址3312、以及2字节长度/类型3313)和4字节帧校验位3340后,由所述IP报文分片1和IP报文分片2经该次格式转换而得到的以太网帧均占598字节,需要用3(=601-598)字节的扩展域3400或帧间隔3500等无效数据位来填充所述小于定长的以太网帧,以分别构成相应的以太网帧分片1和以太网帧分片2;而由所述IP报文分片3经该次格式转换后得到的以太网帧占418字节,需要用183(=601-418)字节的扩展域3400或帧间隔3500等无效数据位来填充所述小于定长的以太网帧,以产生相应的以太网帧分片3。从图14中还可看出,承载IP包分片的各以太网帧分片均包含有完整的L2信息、L3信息、和IP包分片信息。其中,所述L2信息为各所述以太网帧分片中14字节的帧头3310,由6字节目的地址3311、6字节源地址3312、及2字节长度/类型3313组成;所述L3信息为各所述IP报文分片中20字节的IP头,且所述IP头还携带有具体的IP包分片信息。如上所述,可用于进行分片的方法有很多,其中之二为与所述IP包分片技术类似的MAC(MediaAccessControl,媒体接入控制层)帧分片技术。不过,虽然所述MAC帧分片与前述IP包分片的分片技术原理相同,但是应用所述IP包分片对所述上层数据进行分片时,其中用于表示L3信息的IP头携带有具体的分片信息;然而,应用所述MAC帧分片对所述上层数据进行分片时,用于表示L2信息的图8所示的正常以太网帧MAC帧头3310并不能携带具体的分片信息。因此,为了携带MAC帧分片的具体信息,需要对图8所示的正常MAC帧头3100进行扩充,下面将参照图15详细介绍之。如图15所示,定义特殊2字节长度的分片类型3314用于标识该以太网帧为MAC帧分片之一;同时,定义2字节长度的分片偏移量3315用于表示该以太网帧在相应被分片上层数据中的位置,比如规定所述分片偏移量占2字节,其中的1比特用于标识该以太网帧分片是否为最后一个分片,其余的15比特则用于表示该以太网帧分片相对第一个分片的位置偏移量。这样,对于应用MAC帧分片技术产生的以太网帧,其MAC帧头3310,,相比常用的14字节普通以太网MAC帧头3100,长度被扩充至18字节。下面将参照图16给出的MAC帧分片举例,对本发明同步时分以太网传输方法中应用MAC帧分片技术跨帧传输所述大于定长的以太网帧,进行详细解释之。如图16所示,假设系统设计要求定长以太网帧的帧有效内容3300包含的数据长度为601字节,对于长度为1500字节的IP报文,如果采用图8所示普通以太网帧的帧结构,其帧有效内容3300的长度为1518(=1500+6+6+2+4)字节,大于601字节的定长。这时,就需要利用MAC帧分片技术将所述大于定长的以太网帧承载于多个连续或非连续的按所述定长以太网帧单位传输时间划分的时隙。如图16所示,该IP报文被MAC层分片为3,其中IP报文分片1和IP报文分片2承载579字节,IP报文分片3承载342字节。分别加上18字节的MAC帧分片用MAC帧头3310;(包括6字节目的地址3311、6字节源地址3312、2字节分片类型3314、2字节分片偏移量3315、以及2字节长度/类型3313)和4字节帧校验位3340后,由所述IP报文分片1和IP报文分片2经该次格式转换而得到的以太网帧均分别占601字节,无需对所述等于定长的以太网帧做任何进一歩的处理,而直接产生了相应的以太网帧分片1和以太网帧分片2;而由所述IP报文分片3经该次格式转换而得到的以太网帧占364字节,需要用237(=601-364)字节的扩展域3400或帧间隔3500等无效数据位来填充所述小于定长的以太网帧,以产生相应的以太网帧分片3。从图16中还可看出,每个承载MAC帧分片的以太网帧分片均包含有完整的L2信息和MAC帧分片信息。其中,所述L2信息由各所述以太网帧分片中的6字节目的地址3311、6字节源地址3312、及2字节长度/类型33:13携带;而所述MAC帧分片信息由各所述以太网帧分片中的2字节分片类型3314和2字节分片偏移量3315携带;并且上述各信息携带者共同构成应用MAC帧分片技术独有的18字节MAC帧头3310,。综上所述,对于超出所述定长的待传输上层数据,本发明所提供同步时分以太网传输方法可以应用诸如IP包分片和MAC帧分片之类的分片技术,先对其进行分片后再进行正常的时分化传输。于是,从数据帧的角度来考虑所述分片,得到的结论是本发明可以将大于所述定长的以太网帧划分为多个等于或小于所述定长的以太网帧分片后进行时分传输,从而使得本发明能够支持数据的跨帧传输。然而,如果换一个角度,从时隙的角度来考虑所述分片,则得到的结论是本发明可以将多个连续或不连续的时隙级联成一个复合时隙以承载大于所述定长的以太网帧,从而使得本发明相比单一时隙提高了带宽,进而能够提供更灵活的传输粒度。此外,本发明还提供一种与上述同步时分以太网传输方法对应的同步时分以太网传输装置,以进一步具体帮助在低成本以太网上实现数据的同步时分化传输。同步时分以太网传输装置包括有至少1个以太网端口和同步单元,且所述以太网端口与所述同步单元的连接关系可参考图11所示。其中,所述同步单元用于使所述以太网端口和该以太网传输装置的上下游设备保持同步。并且,所述同步单元的具体技术实施,与前述同步信息的获取类似,故在此不再赘述。同时,所述以太网端口中MAC用于在所述同步单元协调—F根据预设的定长以太网帧帧长循环计算所述以太网端口中各输出时隙的开始时刻,并只有在所述开始时刻才开始有效发送使能信号TX—EN让所述以太网端口发送数据,从而使得所述以太网端口的输出部分实现了按所述定长以太网帧的单位传输时间划分输出时隙、并以所述输出时隙为单位进行传输调度。并且,有关存在所述同步单元提供同步信息时如何实现所述以太网端口的同步时分化数据传输调度,可参考前述图11的详细介绍,故在此不再重复。需要声明的是,上述
发明内容及具体实施方式意在证明本发明所提供技术方案的实际应用,不应解释为对本发明保护范围的限定。本领域技术人员在本发明的精神和原理内,当可作各种修改、等同替换、或改进。本发明的保护范围以所附权利要求书为准。权利要求1.一种同步时分以太网传输方法,其特征在于,将以太网端口的输出部分按定长以太网帧的单位传输时间划分输出时隙;待传输的上层数据进行格式转换产生相应的待传输定长以太网帧后,由所述以太网端口的输出部分在同步信息协调下于各所述输出时隙开始时刻才开始发送所述定长以太网帧。2.如权利要求1所述的同步时分以太网传输方法,其特征在于,,所述上层数据对应的帧有效内容小于所述定长以太网帧的帧有效内容时,直接对该上层数据进行格式转换产生相应的小于所述定长的以太网帧后发送该以太网帧,并用无效数据位填充发送完该以太网帧后的时隙剩余时间片。3.如权利要求2所述的同步时分以太网传输方法,其特征在于,所述无效数据位为扩展域,或者为帧间隔。4.如权利要求1所述的同步时分以太网传输方法,其特征在于,当所述上层数据对应的帧有效内容大于所述定长以太网帧的帧有效内容时,应用分片技术对该上层数据进行分片,并对其各分片分别进行格式转换产生相应的等于或小于所述定长的以太网帧后发送。5.如权利要求4所述的同步时分以太网传输方法,其特征在于,所述分片技术为IP包分片。6.如权利要求4所述的同步时分以太网传输方法,其特征在于,所述分片技术为MAC帧分片。7.如权利要求6所述的同步时分以太网传输方法,其特征在于,应用MAC帧分片对所述大于定长的以太网帧进行分片时,其各分片的MAC帧头均分别包括有分片类型和分片偏移量;并且,所述分片类型用于标识该以太网帧为MAC帧分片之一,所述分片偏移量用于表示该以太网帧在相应被分片上层数据中的位置。8.如权利要求1至7所述的同步时分以太网传输方法,其特征在于,通过计算所述定长以太网帧的发送和到达时间获取所述同步信息;或者,通过提取上游线路时钟获取所述同步信息;或者,利用GPS同步系统获取所述同步信息;或者,利用PDH或SDH同步网获取所述同步信息。9.-种同步时分以太网传输装置,包括有至少1个以太网端口,其特征在于该以太网传输装置还包括有同步单元,用于使所述以太网端口和该以太网传输装置的上下游设备保持同步;所述以太网端口中MAC,用于在所述同步单元协调下根据预设的定长以太网帧帧长循环计算所述以太网端口中各输出时隙的开始时刻,并只有在所述开始时刻才开始有效发送使能信号TX—EN让所述以太网端口发送数据。10.如权利要求9所述的同步时分以太网传输装置,其特征在于,所述同步单元通过计算所述定长以太网帧的发送和到达时间获取同歩信息,所述同步信息用于使所述以太网端口和该同歩时分以太网传输装置的上下游设备保持同步;或者,所述同步单元通过提取上游线路时钟获取所述同步信息;或者,所述同步单元利用GPS同步系统获取所述同步信息;或者,所述同步单元利用PDH或SDH同步网获取所述同步信息。全文摘要同步时分以太网传输方法及相应的传输装置。该同步时分以太网传输方法包括将以太网端口的输出部分按定长以太网帧的单位传输时间划分输出时隙(S0);待传输上层数据进行格式转换产生相应待传输定长以太网帧(S1-1)后,由所述以太网端口的输出部分在同步信息协调下于各所述输出时隙开始时刻才开始发送所述定长以太网帧(S1-2)。优选地,本发明利用无效数据位填充发送完小于所述定长的以太网帧后的时隙剩余时间片,和/或分片大于所述定长的以太网帧(S1-1-1)使其各分片等于或小于所述定长后再分别发送所述各分片。本发明使得所述以太网端口能够承载恒速率的时分业务数据流,从而能有效加速低成本以太网技术在城域网的推广。文档编号H04L5/24GK101212290SQ200610172769公开日2008年7月2日申请日期2006年12月26日优先权日2006年12月26日发明者洋于,李晶林,玮王,魏初舜申请人:杭州华三通信技术有限公司
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