专利名称：一种实现数据报文传输的方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及网络通讯技术领域，具体涉及一种实现数据报文传输的方法和基于实现本发明的数据报文传输方法的系统。
背景技术：
目前在网络通讯系统中数据报文传输方式包括单播、组播和广播。
单播是基于点对点的传输方式；组播是基于一点发送，特定的多点接收的传输方式；广播是基于一点发送，不特定多点接收的传输方式。
随着互联网中流媒体，视频会议和视频点播等多媒体业务成为网络通讯系统中信息传输的重要组成部分，组播数据报文在网络中的传输越来越多，组播传输方式在网络通讯中越来越重要。
现有的网络通讯技术，多是基于单播传输方式和广播传输方式，我们可以利用单播和广播传输方式来实现组播数据报文的传输，下面简要介绍互联网中用单播和广播实现组播数据报文传输的方法。
单播的传输方式为单点发送单点接收。这种传输方式要求服务器为每一个请求发送报文的用户复制一份相应的报文，并将其发送到用户。如果用单播方式来实现组播数据报文的传输，即当多个用户请求发送的报文相同时，服务器会为每个用户的请求复制一份相同内容的报文，并分别发送到请求发送报文的用户。这样网络上会重复传输相同内容的报文，占用了大量的系统资源；而且服务器重复复制相同内容的报文并发送，会造成数据传输瓶颈，浪费服务器的资源，使服务器的处理能力下降。
广播传输方式为单点发送不特定多点接收。这种传输方式要求网络中某一个结点的用户发送报文时，网络中的所有用户结点都接收。如果用广播传输方式来实现组播数据报文的传输，即一个用户请求数据报文，服务器发送的数据报文网络中所有的用户都要接收。但是由于不是所有的用户都需要这些数据报文，造成不必要的报文在网络中传输，因而会造成数据传输的瓶颈，浪费网络资源。
在开展了流媒体、视频会议或视频点播等多媒体业务的网络通讯系统中，如果希望简单高效的实现数据报文的传输，必须很好的解决组播数据报文在网络中的传输。
下面介绍组播的特性及目前的网络通讯系统中实现组播数据报文传输的方法。
组播采用的信息传输方式为单点发送特定的多点接收。这种传输方式要求服务器可以向网络中的特定的多个接收者发送数据报文。当一个或多个用户请求发送的报文相同时，服务器只拷贝一份报文并发送到有接收权限的网络节点，网络节点中的用户根据自己的需求接收报文。
目前现有的解决组播数据报文在网络中的传输方法是基于以太网交换模块实现的。其具体实现方法如附图1所示。
在图1中，用户1到用户4通过交换模块的用户接口与交换模块相连；组播服务器通过交换模块的网络接口与交换模块相连。组播服务器根据用户的申请将相应的组播数据报文发送到交换模块，交换模块通过网络接口接收组播服务器发送的组播数据报文，并将其存放在交换模块的共享缓冲区中。如果用户1和用户4需要共享缓冲区中存放的组播数据报文时，交换模块将其共享缓冲区中存放的相应组播数据报文复制到用户接口1和用户接口4；用户1从用户接口1接收组播数据报文；用户4从用户接口4接收组播数据报文。从而完成组播数据报文的传输。
如果连接在交换模块上的用户数量增多，则交换模块复制传输的负担增大，需要级联交换模块。级联交换模块实现组播传输方式的具体实现方法如附图2所示。
在图2中，交换模块1至交换模块5组成组播设备；交换模块2至交换模块5分别与交换模块1相连；交换模块1认为在其下面级联的交换模块2、交换模块3、交换模块4、交换模块5是它的用户。
用户1、用户2与交换模块2相连；用户3与交换模块3相连；用户4与交换模块4相连；用户5、用户6与交换模块5相连。
组播服务器通过网络接口与组播设备相连。
组播服务器根据用户1至用户6的组播报文数据申请情况，将相应的组播数据报文发送到组播设备，组播设备通过网络接口接收组播服务器发送的组播数据报文，并将其存放在交换模块1的共享缓冲区中，并将其存放在交换模块1的缓冲区中。如果用户1和用户4需要交换模块1的共享缓冲区中存放的组播数据报文时，交换模块1将其共享缓冲区中存放的相应组播数据报文复制并发送到交换模块2和交换模块4；交换模块2和交换模块4接收交换模块1发送来的组播数据报文，并将其存放在各自的共享缓冲区中；然后交换模块2将其存放在共享缓冲区中的组播数据报文发送到用户1；交换模块4将其存放在共享缓冲区中的组播数据报文发送到用户4。从而完成组播数据报文的传输。
在现有技术的基于以太网交换模块实现组播传输方式2中，如果连接在交换模块2的用户有很多，而且这些用户申请很多的组播数据报文时，对于交换模块之间的数据传输带宽要求很高。每一个组播数据报文，占用一份带宽。组播数据报文越多，占用交换模块1与其级联的交换模块2之间的带宽就越多，在带宽一定的情况下，交换模块和与其级连的交换模块之间存在传输瓶颈问题；而且在传输多播数据报文时，交换模块1需要复制大量的数据报文，降低了交换模块的处理能力，从而使网络的传输性能受限。同时网络中重复传输相同内容的数据报文浪费了网络资源。
另外，交换模块1根据用户终端的请求发送多播数据报文的请求，将其存放在共享缓冲区中的每个组播数据报文复制到相应的与其级联的交换模块。这对于交换模块的处理能力要求很高。
由于带宽和交换模块处理能力的要求，使通讯设备支持用户的数目受限，如果仍需要保证支持同等数目的用户，则通讯设备成本将大幅上升，使网络设备成本过高。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种实现数据报文传输的方法和系统，以实现在支持同等数目的用户时，降低网络设备成本的目的。
为达到上述目的，本发明提供的实现数据报文传输的方法，包括a、发送端将网络中待发送的数据报文转换为信元后发送；b、接收端接收所述信元并根据该信元承载的信息将其还原为数据报文。
所述的数据报文包括单播数据报文、多播数据报文；其中多播数据报文包括组播数据报文和广播数据报文。
当所述信元为ATM信元时所述的步骤a之前还包括建立介质访问地址与虚路径标识符、虚信道标识符的对应关系；建立虚路径标识符、虚信道标识符与信元标识的对应关系。
所述的信元标识包括单播信元标识、组播信元标识和广播信元标识。
所述的单播信元标识还包括单播信元的目的端的特征信息。
所述的组播信元标识还包括组播组号。
当所述的发送端为网络侧，接收端为一组用户侧时，所述的步骤a包括a1、网络侧根据网络中待发送数据报文的介质访问控制地址将其转换成具有相应虚路径标识符和虚信道标识符的信元；a2、根据所述信元的虚路径标识符和虚信道标识符确定其对应的信元标识；a3、将所述信元和信元标识一起通过信元标识对应的专用信道发送。
所述的步骤a3还包括所述网络侧根据预定算法和预定信元优先级确定允许发送的信元和信元标识。
所述的步骤b包括各用户侧接收所述信元并根据该信元的信元标识和用户终端的需求判断需要所述信元的用户终端；如果所述信元的信元标识为单播信元标识，确定和所述接收的信元的目的端特征信息相符的用户侧，由该用户侧根据所述信元的目的端特征信息确定需要接收所述信元的用户终端，并将所述信元还原为单播数据报文传输至相应的用户终端；如果所述信元的信元标识为组播信元标识，各用户侧根据记录的用户终端请求数据报文信息确定需要接收所述信元的用户终端，并将所述信元还原为组播数据报文传输至相应的用户终端；如果所述信元的信元标识为广播信元标识，各用户侧将所述信元还原为广播数据报文传输至与其连接的各用户终端。
当所述的发送端为一组用户侧，接收端为网络侧时所述的步骤a包括各用户侧将用户终端传输来的请求数据报文转换为信元并将其和单播信元标识一起通过单播信元标识对应的专用信道传输至网络侧，同时当请求数据报文承载的信息为请求发送组播数据报文时，记录请求信息。
本发明还提供一种实现数据报文传输的系统，包括用户侧接口设备用于将用户终端传输来的请求数据报文转换为信元和单播信元标识一起通过传输总线传输至网络侧接口设备，接收所述网络侧接口设备通过传输总线传输来的信元并根据所述信元的信元标识和用户终端的需求确定将其发送到相应的用户终端；网络侧接口设备用于接收所述用户侧接口设备通过传输总线传输来的信元，并将其还原为请求数据报文后传输至IP网络，将所述IP网络发送的多播数据报文或单播数据报文转换为信元和其对应的信元标识一起通过传输总线传输至各用户侧接口设备。
所述的各用户侧接口设备分别包括用户设备接口单元用于将用户终端传输来的请求数据报文转换成信元后传输至与其相连的传输总线接口单元，并将与其相连的传输总线接口单元传输来的信元还原为多播数据报文或单播数据报文发送到相应的用户终端；传输总线接口单元用于将所述用户设备接口单元传输来的信元和其对应的信元标识一起通过传输总线传输至网络侧接口设备，接收所述传输总线上的信元并根据信元标识和用户需求将其传输至所述用户设备接口单元。
所述的用户设备接口单元包括用户终端接入单元用于将所述用户终端传输来的请求数据报文转换成信元，并将其承载在预定帧中发送到信元承载单元，将信元承载单元传输来的承载在预定帧中的信元还原为多播数据报文或单播数据报文传输至用户终端；信元承载单元用于将用户终端接入单元传输来的承载在预定帧中的信元传输至所述传输总线接口单元，并将所述传输总线接口单元传输来的信元承载在预定帧中根据所述信元的VPI和VCI传输至相应的用户终端接入单元。
所述的信元承载单元为不对称数字用户线芯片，或甚高速数字用户线芯片，或高比特率数字用户线套片。
所述的网络侧接口设备包括
数据报文处理单元用于将IP网络传输来的多播数据报文或单播数据报文转换成信元后和其对应的信元标识一起传输至具有仲裁功能的传输总线接口单元，并将所述具有仲裁功能的传输总线接口单元传输来的信元还原为请求数据报文传输至IP网络；具有仲裁功能的传输总线接口单元用于确定所述数据报文处理单元传输来的信元对应的信元标识，并根据预定算法和优先级确定允许信元和信元标识传输至传输总线，接收传输总线上的信元，并根据所述接收的信元的信元标识确定需要传输至所述数据报文处理单元的信元并将其传输至所述数据报文处理单元。
所述的网络侧接口设备还包括接口转换单元用于连接所述网络侧接口设备和所述IP网络。
所述的接口转换单元为FE(快速以太网)光口或FE电口或GE(G比特以太网)光口。
利用本发明，通过用户侧将用户终端的请求数据报文传输至网络侧，并记录请求组播数据报文的相关信息，网络侧将网络中待传输的单播数据报文、多播数据报文转化为信元后传输至传输总线，与传输总线连接的各用户侧接收传输总线上的信元并根据信元标识和用户终端的需求确定将信元传输至相应的用户终端，当多个用户侧需要所述信元时，不需将信元多次复制，即可传输至相应的用户侧，使多播数据报文的传输不存在传输瓶颈问题，简单高效的实现了多播数据报文的传输，节约了网络资源，提高了网络通讯设备的传输性能，从而实现了通讯设备在支持同等数目的用户时，降低通讯设备成本的目的。
图1是现有技术中利用交换模块实现多播数据报文传输的方法；
图2是现有技术中利用交换模块级连实现多播数据报文传输的方法；图3是本发明的第一种实现数据报文传输的系统；图4是本发明的第二种实现数据报文传输的系统；图5是本发明的第三种实现数据报文传输的系统；图6是本发明的基于DSLAM实现数据报文传输的系统；图7是图6的协议处理示意图。
具体实施例方式
本发明的核心思想为发送端将网络中待发送的单播数据报文、多播数据报文转换为信元后发送；接收端接收所述信元并根据该信元承载的信息将其还原为数据报文。
基于本发明的核心思想，可以实现网络中网络侧和用户侧之间的信息传输。如网络侧将网络服务器传输来的单播数据报文、多播数据报文转换为信元后发送；各用户侧接收所述信元并根据所述信元承载的信息将其传输至相应的用户终端；用户侧将用户终端传输来的请求数据报文转换为信元后发送；网络侧接收所述信元并根据所述信元承载的信息将其转换为请求数据报文传输至对应的网络服务器。
本发明可采用基于ATM(异步传输模式)信元来实现数据报文的传输。ATM是一种高速、低延迟的多路复用交换技术，由于ATM采用信元、提供有限的差错检测操作等技术使网络具有足够快的速度以支持多兆位的传输速率。利用ATM信元的传输特性，通过将多播数据报文、单播数据报文转换为信元通过传输总线进行接收发送，各用户侧和网络侧再将信元还原为数据报文传输至数据报文的目的地址，完成网络侧与用户侧之间的数据报文的传输。
这样多播数据报文不需要多次复制即可在网络侧和用户侧之间进行数据报文的传输。从而简单高效的实现数据报文的传输。
在本发明的具体实施方式
中，传输总线采用基于ATM传输总线标准的总线。一条基于ATM传输总线标准的总线最多可以同时支持32个传输总线接口单元，即与一条基于ATM传输总线标准的总线连接的用户侧和网络侧之和为32。它最多可以能够提供1Gbps以上的共享交换容量。
传输总线的特点是使用一条总线即可完成ATM信元在不同单板的传输总线接口单元之间的交换。与传输总线连接的用户侧可以有多个，由于与传输总线连接的各用户侧和网络侧的传输总线接口单元的内部提供三级路由查找等比较丰富的信元调度机制，从而传输总线上的ATM信元可以实现在各用户侧和网络侧的传输总线接口单元之间的交换。
本发明实现数据报文传输的具体方法为首先，分别建立网络侧与各用户侧之间的单播信元标识对应的永久虚拟连接、组播信元标识对应的永久虚拟连接、广播信元标识对应的永久虚拟连接。
建立MAC(介质访问控制)地址与VPI(虚路径标识符)、VCI(虚信道标识符)的对应关系，建立VPI和VCI与信元标识的对应关系。
当用户侧接收到用户终端传输来的请求数据报文时，用户侧将请求数据报文转换成信元；用户终端请求IP网络向其发送的数据报文的种类有单播数据报文、组播数据报文、广播数据报文。如果用户终端需要IP网络向其发送的数据报文为组播数据报文时，需要记录请求数据报文的相关信息。请求数据报文的相关信息包括用户终端的地址信息和请求发送的组播数据报文的组播组号。请求数据报文的相关信息可记录在用户侧，也可记录在网络侧。
用户侧根据转换后信元的VPI和VCI为其增加单播信元标识、目的端的特征信息，并将信元和单播信元标识、目的端的特征信息一起通过单播信元标识对应的永久虚拟连接发送到传输总线。
目的端的特征信息包括端口号和槽位号。
与传输总线连接的所有端口都接收传输总线上的信元，并根据信元标识和目的端的特征信息判断是否将信元还原并传输。
由于请求数据报文转换后的信元标识为单播信元标识，而且信元的目的端的特征信息为网络侧的特征信息，所以网络侧将接收的信元还原为请求数据报文后根据请求数据报文的目的MAC地址将其发送至IP网络。由于各用户侧的特征信息和信元的目的端的特征信息不同，所以各用户侧将接收的信元丢弃。
网络侧根据IP网络传输来的待发送的数据报文的介质访问控制地址将数据报文转换为信元，并根据信元的VPI和VCI为信元增加对应的信元标识。
如果待发送的数据报文是单播数据报文，网络侧根据单播数据报文的源MAC地址为信元增加单播信元标识、目的MAC地址对应的目的端的特征信息，并将信元、目的端的特征信息和单播信元标识一起通过单播信元标识对应的永久虚拟连接发送至传输总线。
如果待发送的数据报文是组播数据报文，网络侧根据组播数据报文的源MAC地址为信元增加组播信元标识和组播数据报文的组播组号；并将信元、组播信元标识和组播组号一起通过组播信元标识对应的永久虚拟连接发送至传输总线。
如果待发送的数据报文是广播数据报文，网络侧根据广播数据报文的源MAC地址为信元增加广播信元标识，并将信元和广播信元标识一起通过广播信元标识对应的永久虚拟连接发送至传输总线。
当网络侧待发送的数据报文有多个时，网络侧可根据预定算法和预定优先级确定允许发送的信元。我们可以设定具有组播信元标识的信元的优先级高于具有单播信元标识的信元和具有广播信元标识的信元的优先级。
与传输总线连接的各用户侧接收传输总线上的信元，并根据信元标识和用户终端的需求确定将信元传输至对应的用户终端。
如果用户侧接收的信元标识是单播信元标识，各用户侧根据信元的目的端的特征信息确定需要将接收的信元传输至对应的用户终端，并将接收的信元还原为单播数据报文传输至相应的用户终端；当与用户侧连接的所有用户都不需要接收的信元时，用户侧将接收的信元丢弃。
如果用户侧接收的信元标识是组播信元标识，各用户侧根据记录的请求信息确定需要接收所述信元的用户终端，并将所述信元还原为组播数据报文传输至相应的用户终端；当与用户侧连接的所有用户都不需要接收的信元时，用户侧将接收的信元丢弃。
如果用户侧接收的信元标识是广播信元标识，各用户侧将所述信元还原为广播数据报文传输至与其连接的各用户终端。
下面结合附图3对本发明第一种实现数据报文传输的系统作进一步详细说明。
传输总线接口单元在背板侧引出传输总线接口，通过引出的传输总线接口与传输总线相连；在传输总线接口单元的单板上引出UTOPIA(ATM通用测试与操作物理层接口)，通过UTOPIA与用户设备接口单元相连。
通过配置传输总线接口单元的不同工作模式，在传输总线接口单元上可以通过UTOPIA灵活的连接各种网络设备接口单元或者用户设备接口单元，使网络侧和用户侧完成ATM信元的收发。
传输总线上可挂接多个传输总线接口单元，每个接口器件都有一个唯一的ID(标识)，此标识可以是每个接口器件的端口地址。传输总线接口单元具有仲裁功能，可通过预定算法和优先级确定需要发送到传输总线上的信元。用户侧的传输总线接口单元与用户设备接口单元连接，网络侧的传输总线接口单元与网络设备接口单元连接。用户设备接口单元有多个槽位，每个槽位有一个槽位号，每个槽位号又可对应多个用户终端。
在图3中，传输总线上挂接了三个传输总线接口单元300、310和320，它们分别与网络设备接口单元330、用户设备接口单元340和350相连。
传输总线接口单元300和网络设备接口单元330组成网络侧接口设备。
传输总线接口单元310和用户设备接口单元340组成用户侧接口设备；传输总线接口单元320和用户设备接口单元350组成用户侧接口设备。
当网络设备接口单元330接收到待传输的单播数据报文时，将单播数据报文转换为信元后通过单播信元的专用信道传输至传输总线接口单元300，传输总线接口单元300根据信元的VCI和VPI确定为所述信元增加单播信元标识和单播信元的目的端的单板端口号和槽位号，将信元和单播信元标识及单播信元的目的端的单极端口号、槽位号一起通过单播信元标识对应的永久虚拟连接发送至传输总线上。与传输总线相连的各传输总线接口单元310和320同时都接收，传输总线接口单元310和320根据接收的信元的单播信元标识确定信元为单播信元，再根据信元的目的端的端口号判断是否与自己的端口地址相同，如果相同，根据信元的槽位号传输至用户设备接口单元340或350相应的槽位，用户设备接口单元340或350再根据信元的VPI和VCI将其发送到相应的用户终端设备；如果信元的目的端的端口号与自己的端口地址不相同，则抛弃。这样就实现了单播信元在传输总线上各个传输总线接口单元之间的传输。
当网络设备接口单元330接收到待传输的组播数据报文时，将组播数据报文转换为信元后通过组播信元的专用信道传输至与传输总线接口单元300，传输总线接口单元300根据信元的VCI和VPI确定为所述信元增加组播信元标识和组播的组号。将信元和组播信元标识及组播的组号一起组播信元标识对应的永久虚拟连接发送至传输总线上。与传输总线相连的各传输总线接口单元310和320同时都接收，传输总线接口单元310和320根据接收的信元的组播信元标识确定信元为组播信元，再根据记录的用户请求组播数据报文的请求信息和信元的组播的组号判断与其连接的用户终端是否需要此组播组号的信元，如果与传输总线接口单元310连接的用户终端需要此信元，传输总线接口单元310将其传输至对应的用户设备接口单元340，由用户设备接口单元340根据信元的VPI和VCI传输至相应的用户终端；如果与传输总线接口单元320连接的用户终端都不需要此信元，传输总线接口单元320将此组播信元抛弃。这样就实现了组播信元在传输总线上各个传输总线接口单元之间的传输。
当网络设备接口单元330接收到待传输的广播数据报文时，将广播数据报文转换为信元后通过广播信元的专用信道传输至传输总线接口单元300，传输总线接口单元300根据信元的VCI和VPI确定为所述信元增加广播信元标识。传输总线接口单元300将信元和广播信元标识一起通过广播信元标识对应的永久虚拟连接发送至传输总线上。与传输总线相连的各传输总线接口单元310和320同时都接收，传输总线接口单元310和320根据接收的信元的广播信元标识确定信元为广播信元，传输总线接口单元310将此广播信元传输至用户设备接口单元340，传输总线接口单元320将此广播信元传输至用户设备接口单元350，由用户设备接口单元340和350将广播信元传输至与其连接的所有用户终端设备。这样就实现了广播信元在传输总线上各个传输总线接口单元之间的传输。
与传输总线相连的传输总线接口单元300、310、320都具有仲裁功能，可以通过设置，使与网络设备接口单元相连的传输总线接口单元300的仲裁功能打开，与用户设备接口单元相连的传输总线接口单元310和320的仲裁功能关闭。在与网络侧接口设备相连的传输总线接口单元300有多个需要发送的信元时，可以通过预定算法和预定的优先级确定允许发送的信元。这样在信元的传输过程中不会发生数据拥塞。
本发明提供的第二种实现数据报文传输的系统如附图4所示。
在图4中，本发明的实现数据报文传输的系统包括网络侧接口设备400，用户侧接口设备410。传输总线上可同时挂接多个用户侧接口设备。
网络侧接口设备400包括传输总线接口单元401，数据报文处理单元402，接口转换单元403。
用户侧接口设备410包括传输总线接口单元411，信元承载单元412，用户终端接入单元413。传输总线接口单元411可同时与多个信元承载单元连接。信元承载单元412也可分别与多个用户终端接入单元连接。
传输总线接口单元401为具有仲裁功能的传输总线接口单元，用于确定所述数据报文处理单元402传输来的信元对应的信元标识，并根据预定算法和优先级确定允许信元和信元标识传输至传输总线，接收传输总线上的信元和信元标识，并根据信元标识确定需要传输至所述数据报文处理单元402的信元并将其传输至所述数据报文处理单元402。
数据报文处理单元402用于将IP网络通过接口转换单元403传输来的多播数据报文或单播数据报文转换成信元后和其对应的信元标识一起传输至具有仲裁功能的传输总线接口单元401，并将所述具有仲裁功能的传输总线接口单元401传输来的信元还原为请求数据报文通过接口转换单元403传输至IP网络。
接口转换单元403用于提供网络侧接口设备和IP网络相连的接口。
传输总线接口单元411用于将信元承载单元412传输来的信元和其对应的信元标识一起传输至传输总线，接收所述传输总线上的信元并根据信元标识和用户需求将其传输至相应的信元承载单元412。
信元承载单元412用于将用户终端接入单元413传输来的信元传输至传输总线接口单元411，并将传输总线接口单元411传输来的信元承载在预定帧中根据信元的VPI和VCI传输至相应的用户终端接入单元413。
用户终端接入单元413用于将用户终端传输来的请求数据报文转换成信元，并将转换后的信元承载在预定帧中发送到信元承载单元412，并将信元承载单元412传输来的承载在预定帧中的信元还原为多播数据报文或单播数据报文传输至用户终端。
本发明提供的第三种实现数据报文传输的系统如附图5所示。
在图5中，传输总线上挂接了三个传输总线接口单元500、510和520，他们分别与用户设备接口单元530、540和550相连；传输总线接口单元500和数据报文处理单元530组成网络侧接口设备；传输总线接口单元510和用户设备接口单元540组成用户侧接口设备；传输总线接口单元520和用户设备接口单元550组成用户侧接口设备。
传输总线接口单元500为网络侧的具有仲裁功能的传输总线接口单元，传输总线接口单元510和传输总线接口单元520为用户侧的传输总线接口单元。
数据报文处理单元530为网络侧的网络设备接口单元，用户设备接口单元540和用户设备接口单元550为分别为用户侧的用户设备接口单元。
IP网络560与数据报文处理单元530相连，用户终端541、用户终端542、用户终端543、用户终端544和用户终端545分别与用户设备接口单元540和用户设备接口单元550相连。
建立用户侧接口设备与网络侧接口设备的永久虚拟连接，此永久虚拟连接包括单播信元标识对应的永久虚拟连接、组播信元标识对应的永久虚拟连接和广播信元标识对应的永久虚拟连接。
建立VPI、VCI与信元标识的对应关系。
信元标识包括单播信元标识、组播信元标识和广播信元标识。
设定用户终端541需要IP网络560向其发送数据报文。
用户终端541将请求数据报文传输至用户设备接口单元540，用户设备接口单元540将请求数据报文转换为信元后通过单播信元标识对应的永久虚拟连接传输至传输总线接口单元510。
传输总线接口单元510接收用户设备接口单元540传输来的信元后为其增加单播信元标识和传输总线接口单元500的端口号和数据报文处理单元530的槽位号，并将信元和单播信元标识及端口号、槽位号一起发送到传输总线。如果接收的信元承载的信息是请求IP网络560向其发送组播数据报文，还需要记录请求IP网络发送组播数据报文的请求信息；请求信息包括请求的组播数据报文的组播组号和用户终端的地址信息。请求组播数据报文的请求信息可记录在实现数据报文传输的系统的任何组成器件中。
与传输总线相连的各传输总线接口单元同时接收传输总线上的信元，传输总线接口单元500接收所述信元后根据信元标识判断接收的信元是单播信元、组播信元、还是广播信元。如果信元标识为单播信元标识，再根据端口号确定是自己应该接收的信元，根据槽位号通过单播信元标识对应的永久虚拟连接传输至数据报文处理单元520；其他传输总线接口单元520通过判断信元的端口号和自己的端口号不一致而将接收的信元丢弃。
数据报文处理单元520接收到传输总线接口单元500传输来的单播信元后，将其还原为请求数据报文，并根据请求数据报文的介质访问控制地址将其传输至IP网络560。
数据报文处理单元530接收IP网络560传输来的数据报文。
IP网络560传输来的数据报文包括单播数据报文、组播数据报文和广播数据报文。
由于广播数据报文、组播数据报文和单播数据报文的MAC地址不同，所以数据报文处理单元530可以通过判断接收到的数据报文的MAC地址进行识别数据报文的种类。
IP网络560根据用户终端541的请求数据报文，将请求数据报文对应的数据报文传输至数据报文处理单元530。
如果IP网络560需要发送广播数据报文，将广播数据报文传输至数据报文处理单元530。
数据报文处理单元530根据接收到的数据报文的MAC地址将其转换为对应的信元，如果数据报文是单播数据报文则将信元通过单播信元标识对应的永久虚拟连接传输至传输总线接口单元500；如果数据报文是组播数据报文，则通过组播信元标识对应的永久虚拟连接传输至传输总线接口单元500；如果数据报文是广播数据报文，则通过广播信元标识对应的永久虚拟连接传输至传输总线接口单元500。
传输总线接口单元500接收到数据报文处理单元530从单播信元标识对应的永久虚拟连接传输来的信元，为其增加单播信元标识并根据信元的VPI和VCI确定其对应的目的端的端口号和槽位号，如果此单播数据报文是用户终端541所请求IP网络发送的单播数据报文，为信元增加传输总线接口单元510的端口号和用户设备接口单元540的槽位号；并将信元和单播信元标识及端口号、槽位号一起发送到传输总线。
传输总线接口单元500接收到数据报文处理单元530从组播信元标识对应的永久虚拟连接传输来的信元，为其增加组播信元标识和组播的组号；并将信元和组播信元标识及组播的组号一起发送到传输总线。
传输总线接口单元500接收到数据报文处理单元530从广播信元标识对应的永久虚拟连接传输来的信元，为其增加广播信元标识；并将信元和广播信元标识一起发送到传输总线。
传输总线接口单元500是具有仲裁功能的传输总线接口单元，当有多个数据报文转换后的信元需要发送时，传输总线接口单元500可以根据预定的算法和预定的优先级确定允许发送的信元。
各传输总线接口单元510和520都接收传输总线上的信元。
传输总线接口单元510接收到传输总线上的信元后根据信元标识判断接收到的信元是单播信元、组播信元还是广播信元。
如果传输总线接口单元510接收到的信元的信元标识是单播信元标识，再根据信元的端口号确定和自己的端口号是否相同，如果相同，根据槽位号通过单播信元标识对应的永久虚拟连接将其传输至用户设备接口单元540中相应的槽位，用户设备接口单元540将传输总线接口单元510传输来的信元还原为单播数据报文，根据单播数据报文的目的MAC地址将单播数据报文传输至用户终端541。如果不相同，将接收的信元丢弃。传输总线接口单元520也根据上述方法对接收到的信元进行处理。
如果传输总线接口单元510接收到的信元的信元标识是组播信元标识，根据记录的请求组播数据报文的请求信息，将信元传输至用户设备接口单元540的相应槽位，用户设备接口单元540将传输总线接口单元510传输来的信元还原为组播数据报文，并根据记录的请求信息将信元传输至相应的用户。其他传输总线接口单元520通过记录的请求组播数据报文的请求信息将接收的信元传输至相应的用户。
如果传输总线接口单元510接收到的信元的信元标识是广播信元标识，将信元传输至用户设备接口单元540的各槽位，用户设备接口单元540将传输总线接口单元510传输来的信元还原为广播数据报文，传输至与其连接的所有的用户终端。传输总线接口单元520也根据上述方法将从传输总线上接收的信元传输至与其连接的所有用户终端。
本发明提供的基于DSLAM(数字用户线接入复用设备)实现本发明的数据报文传输的系统如附图6所示。
DSLAM主要由两种业务板组成，网络接口板和用户接口板。网络接口板主要的作用是为DSLAM提供网络侧接口，将DSLAM设备与IP网络连通，是DSLAM中的网络侧接口设备。用户接口板主要的作用是为DSLAM提供用户侧接口，将DSLAM设备与用户终端接入单元连通，与用户终端接入单元一起组成DSLAM中的用户侧接口设备。
IP网络与用户终端之间通过DSLAM进行数据通讯，其协议的处理过程如附图7所示在图7中，用户终端向IP网络发送数据报文为上行方向，上行方向的协议处理方法为1)用户终端发送的IP网络的数据报文通过计算机的协议栈处理，封装成以太网帧，然后发给CPE(用户终端接入单元)。
2)CPE接收到以太网帧之后，按照1483B/AAL5协议，将IP网络的数据报文进行分割成标准的ATM信元，然后将ATM信元承载在ADSL帧中发给用户接口板。
3)用户接口板从ADSL帧中将ATM信元恢复出来，通过传输总线发送到网络接口板。
4)网络接口板按照1483B/AAL5协议，将接收的ATM信元组成以太网帧，并将其发送到IP网络。
IP网络向用户终端发送数据报文为下行方向，下行方向的协议处理方法与上行方向相反。
在图6中，DSLAM中的网络接口板600包括传输总线接口单元601、数据报文处理单元602和LANSWITCH芯片603；网络接口板600为本发明的网络侧接口设备；数据报文处理单元602和LANSWITCH芯片503组成本发明的网络设备接口单元。
DSLAM中的用户接口板610包括传输总线接口单元611、ADSL芯片612、ADSL芯片613。ADSL芯片611、ADSL芯片612分别与CPE630、CPE640、CPE650相连并组成用户设备接口单元。用户接口板610和CPE630、CPE640、CPE650共同组成用户侧接口设备。
传输总线接口单元601为网络侧的具有仲裁功能的传输总线接口单元。
IP网络620与LANSWITCH芯片603相连，用户终端631、641、651分别与用户终端接入单元CPE630、640、650相连。
建立各CPE与网络接口板600的永久虚拟连接，此永久虚拟连接包括单播信元标识对应的永久虚拟连接、组播信元标识对应的永久虚拟连接和广播信元标识对应的永久虚拟连接。
建立VPI、VCI与信元标识的对应关系。
信元标识包括单播信元标识、组播信元标识和广播信元标识。
设定用户631需要IP网络620向其发送数据报文。
用户终端631将请求数据报文传输至CPE630，CPE630将请求数据报文转换为信元，并将其承载在ADSL帧中通过单播信元标识对应的永久虚拟连接传输至ADSL芯片612；ADSL芯片612将接收到的承载在ADSL帧中的信元通过单播信元标识对应的永久虚拟连接传输至传输总线接口单元611。如果请求数据报文是请求IP网络620向其发送组播数据报文，DSLAM需要记录请求发送组播数据报文的请求信息。请求信息包括请求的组播数据报文的组播组号和用户设备的地址信息。请求组播数据报文的请求信息可记录在DSLAM的任何组成器件中。
ADSL芯片611将接收到的信元传输至传输总线接口单元611，传输总线接口单元611根据接收到的信元为信元增加单播信元标识和传输总线接口单元600的端口号和数据报文处理单元630的槽位号，并将信元和单播信元标识及端口号、槽位号一起通过单播信元对应的永久虚拟连接发送到传输总线。
与传输总线相连的各传输总线接口单元同时接收传输总线上的信元，传输总线接口单元601接收到所述信元后根据单播信元标识确定信元为单播信元，再根据端口号确定是本端口应该接收的信元，根据槽位号通过单播信元标识对应的永久虚拟连接传输至数据报文处理单元602；其他与传输总线相连的传输总线接口单元通过判断信元的端口号和自己的端口号不一致而将接收的信元丢弃。
数据报文处理单元602接收到传输总线接口单元601传输来的单播信元后，将其还原为请求数据报文，并根据请求数据报文的介质访问控制地址通过LANSWITCH芯片603将其传输至IP网络620。
IP网络620发送的数据报文通过LANSWITCH芯片603传输至数据报文处理单元602。
IP网络620传输来的数据报文包括单播数据报文、组播数据报文和广播数据报文。
由于广播数据报文、组播数据报文和单播数据报文的MAC地址不同，所以数据报文处理单元602可以通过判断接收到的数据报文的MAC地址进行识别数据报文的种类。
IP网络620根据用户终端631的请求数据报文，将请求数据报文对应的数据报文通过LANSWITCH芯片603传输至数据报文处理单元602。
如果IP网络620需要发送广播数据报文，将广播数据报文通过LANSWITCH芯片603传输至数据报文处理单元602。
数据报文处理单元602根据接收到的数据报文的MAC地址将其转换为信元，如果数据报文是单播数据报文则将信元通过单播信元标识对应的永久虚拟连接传输至传输总线接口单元601；如果数据报文是组播数据报文，则通过组播信元标识对应的永久虚拟连接传输至传输总线接口单元601；如果数据报文是广播数据报文，则通过广播信元标识对应的永久虚拟连接传输至传输总线接口单元601。
传输总线接口单元601为从单播信元标识对应的永久虚拟连接传输来的信元增加单播信元标识并根据信元的VPI和VCI确定其对应的端口号和槽位号，为信元增加传输总线接口单元611的端口号和槽位号；并将信元和单播信元标识及端口号、槽位号一起通过单播信元对应的永久虚拟连接发送到传输总线。
传输总线接口单元611为从组播信元标识对应的永久虚拟连接传输来的信元增加组播信元标识和组播的组号；并将信元和组播信元标识及组播的组号一起通过组播信元标识对应的永久虚拟连接发送到传输总线。
传输总线接口单元611为从广播信元标识对应的永久虚拟连接传输来的信元增加广播信元标识；并将信元和广播信元标识一起通过广播信元标识对应的永久虚拟连接发送到传输总线。
传输总线接口单元611接收传输总线上的信元，与传输总线连接的其他传输总线接口单元也同时接收。
传输总线接口单元611接收所述信元后，判断接收的信元是单播信元、组播信元还是广播信元。
如果传输总线接口单元611根据单播信元标识确定信元为单播信元，再根据信元的端口号确定和自己的端口号相同，根据槽位号通过单播信元标识对应的永久虚拟连接将其传输至ADSL芯片612，ADSL芯片612将其承载在ADSL帧中并通过单播信元标识对应的永久虚拟连接传输至CPE630。
CPE630将接收到的ADSL帧中的信元还原为单播数据报文，根据单播数据报文的目的MAC地址将单播数据报文传输至用户631。与传输总线连接的其他传输总线接口单元通过判断信元的端口号和自己的端口号不一致而将接收的信元丢弃。
如果传输总线接口单元611根据组播信元标识确定信元为组播信元，再根据记录的请求组播数据报文的请求信息，通过组播信元标识对应的永久虚拟连接将其传输至ADSL芯片612，ADSL芯片612将其承载在ADSL帧中并通过组播信元标识对应的永久虚拟连接传输至CPE630。CPE630将接收到的ADSL帧中的信元还原为组播数据报文，根据组播数据报文的目的MAC地址将组播数据报文传输至用户631。如果用户641也请求了此组播数据报文，传输总线接口单元611根据记录的请求组播数据报文的请求信息，通过组播信元标识对应的永久虚拟连接将其传输至ADSL芯片613，ADSL芯片613将组播数据报文承载在ADSL帧中并通过组播信元标识对应的永久虚拟连接传输至CPE640。CPE640将接收到的ADSL帧中的信元还原为组播数据报文，根据组播数据报文的目的MAC地址将组播数据报文传输至用户641。其他传输总线接口单元也以同样的方法将接收的信元传输至相应的用户。
如果传输总线接口单元611根据广播信元标识确定信元为广播信元，通过广播信元标识对应的永久虚拟连接将其传输至ADSL芯片612和613，ADSL芯片612和613将广播数据报文承载在ADSL帧中并通过广播信元标识对应的永久虚拟连接将其传输至CPE630，640，650。CPE630，640，650将接收到的ADSL帧中的信元还原为广播数据报文，根据广播数据报文的目的MAC地址分别将广播数据报文传输至用户终端631，641，651。其他传输总线接口单元也以同样的方法将接收的信元传输至相应的用户。
虽然通过实施例描绘了本发明，本领域普通技术人员知道，本发明有许多变形和变化而不脱离本发明的精神，希望所附的权利要求包括这些变形和变化。
权利要求
1.一种实现数据报文传输的方法，其特征在于包括a、发送端将网络中待发送的数据报文转换为信元后发送；b、接收端接收所述信元并根据该信元承载的信息将其还原为数据报文。
2.如权利要求1所述的一种实现数据报文传输的方法，其特征在于所述的数据报文包括单播数据报文、多播数据报文；所述的多播数据报文包括组播数据报文和广播数据报文。
3.如权利要求1或2所述的一种实现数据报文传输的方法，其特征在于当所述信元为异步传输模式信元时所述的步骤a之前还包括建立介质访问控制地址与虚路径标识符、虚信道标识符的对应关系；建立虚路径标识符、虚信道标识符与信元标识的对应关系。
4.如权利要求3所述的一种实现数据报文传输的方法，其特征在于所述的信元标识包括单播信元标识、组播信元标识和广播信元标识。
5.如权利要求4所述的一种实现数据报文传输的方法，其特征在于所述的单播信元标识包括单播信元的目的端的特征信息。
6.如权利要求4所述的一种实现数据报文传输的方法，其特征在于所述的组播信元标识包括组播组号。
7.如权利要求3所述的一种实现数据报文传输的方法，其特征在于当所述的发送端为网络侧，接收端为一组用户侧时，所述的步骤a包括a1、网络侧根据网络中待发送数据报文的介质访问控制地址将其转换成具有相应虚路径标识符和虚信道标识符的信元；a2、根据所述信元的虚路径标识符和虚信道标识符确定其对应的信元标识a3、将所述信元和信元标识一起通过信元标识对应的专用信道发送。
8.如权利要求7所述的一种实现数据报文传输的方法，其特征在于所述的步骤a3还包括所述网络侧根据预定算法和预定信元优先级确定允许发送的信元和信元标识。
9.如权利要求7所述的一种实现数据报文传输的方法，其特征在于所述的步骤b包括各用户侧接收所述信元并根据该信元的信元标识和用户终端的需求判断需要所述信元的用户终端；如果所述信元的信元标识为单播信元标识，确定和所述接收的信元的目的端特征信息相符的用户侧，由该用户侧根据所述信元的目的端特征信息确定需要接收所述信元的用户终端，并将所述信元还原为单播数据报文传输至相应的用户终端；如果所述信元的信元标识为组播信元标识，各用户侧根据记录的用户终端请求数据报文信息确定需要接收所述信元的用户终端，并将所述信元还原为组播数据报文传输至相应的用户终端；如果所述信元的信元标识为广播信元标识，各用户侧将所述信元还原为广播数据报文传输至与其连接的各用户终端。
10.权利要求3所述的一种实现数据报文传输的方法，其特征在于当所述的发送端为一组用户侧，接收端为网络侧时所述的步骤a包括各用户侧将用户终端传输来的请求数据报文转换为信元并将其和单播信元标识一起通过单播信元标识对应的专用信道传输至网络侧，同时当请求数据报文承载的信息为请求组播数据报文时，记录相关的请求信息；所述请求信息包括用户终端的地址信息、请求的组播数据报文的组播组号。
11.一种实现数据报文传输的系统，其特征在于包括用户侧接口设备用于将用户终端传输来的请求数据报文转换为信元和单播信元标识一起通过传输总线传输至网络侧接口设备，接收所述网络侧接口设备通过传输总线传输来的信元并根据所述信元的信元标识和用户终端的需求确定将其发送到相应的用户终端；网络侧接口设备用于接收所述用户侧接口设备通过传输总线传输来的信元，并将其还原为请求数据报文后传输至IP网络，将所述IP网络发送的多播数据报文或单播数据报文转换为信元和其对应的信元标识一起通过传输总线传输至各用户侧接口设备。
12.如权利要求11所述的一种实现数据报文传输的系统，其特征在于所述的各用户侧接口设备分别包括用户设备接口单元用于将用户终端传输来的请求数据报文转换成信元后传输至与其相连的传输总线接口单元，并将与其相连的传输总线接口单元传输来的信元还原为多播数据报文或单播数据报文发送到相应的用户终端；传输总线接口单元用于将所述用户设备接口单元传输来的信元和其对应的信元标识一起通过传输总线传输至网络侧接口设备，接收所述传输总线上的信元并根据信元标识和用户需求将其传输至所述用户设备接口单元。
13.如权利要求12所述的一种实现数据报文传输的系统，其特征在于所述的用户设备接口单元包括用户终端接入单元用于将所述用户终端传输来的请求数据报文转换成信元，并将其承载在预定帧中发送到信元承载单元，将信元承载单元传输来的承载在预定帧中的信元还原为多播数据报文或单播数据报文传输至用户终端；信元承载单元用于将用户终端接入单元传输来的承载在预定帧中的信元传输至所述传输总线接口单元，并将所述传输总线接口单元传输来的信元承载在预定帧中根据所述信元的VPI和VCI传输至相应的用户终端接入单元。
14.如权利要求13所述的一种实现数据报文传输的系统，其特征在于所述的信元承载单元为不对称数字用户线芯片，或甚高速数字用户线芯片，或高比特率数字用户线套片。
15.如权利要求11所述的一种实现数据报文传输的系统，其特征在于所述的网络侧接口设备包括数据报文处理单元用于将IP网络传输来的多播数据报文或单播数据报文转换成信元后和其对应的信元标识一起传输至具有仲裁功能的传输总线接口单元，并将所述具有仲裁功能的传输总线接口单元传输来的信元还原为请求数据报文传输至IP网络；具有仲裁功能的传输总线接口单元用于确定所述数据报文处理单元传输来的信元对应的信元标识，并根据预定算法和优先级确定允许信元和信元标识传输至传输总线，接收传输总线上的信元，并根据所述接收的信元的信元标识确定需要传输至所述数据报文处理单元的信元并将其传输至所述数据报文处理单元。
16.如权利要求11或15所述的一种实现数据报文传输的系统，其特征在于所述的网络侧接口设备还包括接口转换单元用于连接所述网络侧接口设备和所述IP网络。
17.如权利要求16所述的一种实现数据报文传输的系统，其特征在于所述的接口转换单元为FE(快速以太网)光口或FE电口或GE(G比特以太网)光口。
全文摘要
本发明提供一种实现数据报文传输的方法，包括发送端将网络中待发送的数据报文转换为信元后发送；接收端接收所述信元并根据该信元承载的信息将其还原为数据报文；本发明还提供一种基于实现数据报文传输方法的系统，包括用户侧接口设备和网络侧接口设备。利用本发明，可实现网络侧与用户侧之间的单播、多播数据报文的传输；尤其当网络侧需要将大量的多播数据报文传输至相应的用户终端时，通过将多播数据报文转化为信元通过传输总线传输，不需将信元多次复制，即可传输至相应的用户侧，使多播数据报文的传输不存在传输瓶颈问题，节约了网络资源，提高了网络的传输性能，从而在通讯设备支持同等用户数目时，实现了降低通讯设备成本的目的。
文档编号H04L12/24GK1581847SQ0315414
公开日2005年2月16日 申请日期2003年8月12日 优先权日2003年8月12日
发明者韩雨发, 熊宇鹏 申请人:华为技术有限公司