专利名称：弹性分组环网传送业务的方法
技术领域：
本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种弹性分组环网传送业务的方法。
背景技术：
目前，随着互联网的发展，数据通信量正在呈爆炸式的增长，为在企业网和广域网之间起链接作用的城域网的发展提供了新的需求。弹性分组数据环RPR技术是为了满足基于分组城域网的要求而设计的新型网络体系结构和技术；是一种由分组交换节点组成的环形网络，其拓扑结构如图1所示，相邻的节点通过一对光纤连接；其网络拓扑是基于两个相反方向传输的环。
RPR(弹性分组环)技术是一种在环形结构上优化数据业务传送的MAC(媒质接入控制层)层协议，能够适应多种物理层，如SDH(同步传输体系)、以太网、DWDM(密集波分复用)，可有效地传送话音、图像等多种业务类型的数据。它融合了以太网技术的经济性、灵活性、可扩展性等特点，同时吸收了SDH环网的50ms快速保护的优点，并具有网络拓扑自动发现、环路带宽共享、公平分配、严格的COS(业务分类)等功能。
在新一代SDH/SONET(同步数字体系/同步光网络)产品中，已将RPR环网技术内嵌到SDH设备中，采用RPR over SDH(SDH承载RPR)的方式组网，可充分利用现有传输网络的资源，并增强传输网络对数据业务的承载能力。RPR over SDH使运营商既可以提供高速的数据业务，也保留了对传统的基于电路的语音业务的支持。RPR over SDH采用图2所示的层次结构，相应地，用户的业务包处理流程如图3所示Step1客户的数据包；
Step2将客户的数据包添加上RPR Head便于进行RPR层的协议处理，对于用户的数据在RPR看作是净荷，形成RPR的帧格式。
Step3封装了RPR数据头的包再封装GFP Head，形成GFP的帧，并映射到SDH帧格式中；Step4SDH在光纤或铜缆中进行传输。
封装后的GFP帧格式包括GFP帧头中的核心头、净荷帧头，GFP净荷区包括PRP帧头、用户净荷数据，FCS(帧校验Frame check sequence)。
由该图可以看出，用户的数据包需要添加RPR头和GFP头进行封装，然后，再由物理媒质进行传送。这样经过两层封装会降低传送效率；同时涉及到多层的处理，包括不同协议的封装及提取，导致结构设计复杂，产品开发成本上升。
为了保证RPR环网上用户业务的正常传输，各节点之间还需要传送各种信令消息。现有技术中，RPR协议层和GFP协议层是分开独立处理的，在设计上是分别通过不同的模块进行处理，相互之间没有任何关系，这样使得系统设计复杂，传送和处理效率相对较低。
发明内容
本发明的目的是提供一种弹性分组环网传送的方法，以解决现有技术中RPR环网在业务层传递信令方式处理复杂、传送效率较低的问题，在保证RPR信令安全可靠传送的同时简化产品的设计。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的一种弹性分组环网传送业务的方法，包括A、利用通用成帧协议净荷帧头扩展字段承载所述弹性分组环帧头信息；B、根据所述通用帧处理协议的帧格式设定所述弹性分组环网管理帧；C、通过所述弹性分组环网管理帧管理所述弹性分组环网传送业务。
所述弹性分组环网管理帧包括管理控制帧、公平帧、空闲帧。
所述步骤B具体为利用通用成帧协议客户管理帧的用户净荷标识UPI的保留情况中任意选择一个值定义为所述弹性分组环网管理帧。
所述步骤B具体为利用通用成帧协议帧的净荷类型指示PTI的保留情况中任意选择一个值定义为所述弹性分组环网管理帧。
所述步骤C包括C1、利用所述通用成帧协议封装所述业务数据；C2、按预定方式插入所述弹性分组环网管理帧；C3、通过所述弹性分组环网管理帧传送所述弹性分组环网上不同节点的信息。
所述预定方式具体为定时插入所述弹性分组环网管理帧或者需要检测所述不同节点状态时插入所述弹性分组环网管理帧。
所述步骤C3包括通过所述管理控制帧传送所述不同节点的状态及控制信息；通过所述公平帧传送所述不同节点间的流量信息；通过所述空闲帧调整所述不同节点间的传输速率。
由以上本发明提供的技术方案可以看出，本发明在RPR环网中通过GFP封装层实现信令协议的传递，将PRR头封装在GFP的净负荷帧头扩展字段区域，充分利用了GFP的头扩展区，提高了封装效率，简化了封装过程及信令传送的多层复杂处理，减少了对物理层带宽的占用，使信令的传送简单、可靠；由于封装层次的减少，降低了系统设计复杂度，进而可以降低设备成本。本发明还利用形成的GFP传递通道实现了RPR环网保护。
图1是RPR环网结构示意图；图2是现有技术SDH/SONET承载RPR的网络层次图；图3是现有技术RPR over SDH/SONET用户业务包处理流程图；图4是GFP的帧结构示意图；图5是GFP净负荷头结构示意图；图6是本发明方法中利用GFP扩展头传递上层业务的信令或协议时的封装格式；图7是本发明方法中对用户业务数据封装过程及封装后的GFP帧格式；图8是GFP客户帧格式；图9是本发明方法中利用GFP客户管理帧传递上层业务的信令或协议时的封装格式；图10是本发明方法中利用定义新的类型帧传递上层业务的信令或协议时的封装格式；图11是本发明方法的流程图；图12是本发明方法中通过插入管理控制帧实现1∶1保护示意图。
具体实施例方式
本发明的核心在于在RPR环网中利用GPF(通用成帧协议)层承载信令协议，并将PRR头封装在GFP的净荷帧头扩展区域中，通过GFP封装层形成的通道实现各节点间的信令及业务数据的传递。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。
首先对本发明中用到的GFP帧结构作一简单说明GFP帧格式在G.7041标准中详细定义，GFP的帧结构如图4所示，包括GFP帧头(Core Header)和GFP净负荷区(GFP Payload Area)两部分。其中，GFP帧头包括帧长度标识(PLI)和帧头错误检验(Core HEC)。PLI为2个字节，标明帧的净负荷的长度，帧头错误检验也为2个字节，它采用CRC-16的检错方法给帧头提供保护；GFP净负荷区包括净负荷头(Payload Header)、净负荷信息域(Payload Information)和净负荷的帧检验序列(Payload FCS)三部分。
本发明即根据以上GFP协议定义，利用GFP层实现上层用户信令及协议的封装，具体包括(1)利用GFP帧的扩展区段承载RPR封装头GFP净负荷头(Payload Header)结构如图5所示，包括2字节的类型域(Payload Type)、2字节的类型域校验(Type HEC)、0～60字节的扩展头信息域(包括2字节的扩展头校验域)。
可见，可以利用净负荷头中的扩展头来承载RPR头，将RPR帧头信息直接插入该区域实现RPR层的封装，该头包括但不限于以下信息源节点地址、目的节点地址、RPR内外环标识、TTL(Time to live)、控制信息、协议类型等信息。当然，也可以利用净负荷头中的扩展头来传递上层业务的信令或协议，将用户的信息直接插入该区域完成信息协议的传送，信令封装格式如图6所示。
对于用户业务数据封装，将现有技术中的RPR封装和GFP封装过程合并，与现有技术相比，简化了封装过程，提高了协议封装效率。用户业务数据的封装过程及封装后的GFP帧格式如图7所示。
Step1客户的数据包；Step2将客户的数据包封装到GFP头，在GFP帧头中承载了RPR协议，形成GFP帧，并映射到SDH帧格式中；Step3SDH在光纤或铜缆中进行传输。
封装后的GFP帧格式包括GFP帧头、净荷帧头，包含RPR帧头的净荷扩展帧头，GFP净荷区包括用户净荷数据，另外还包括帧校验序列FCS。
(2)利用GFP客户管理帧定义RPR环网管理帧按照GFP格式定义的帧分成两类a、GFP客户帧完成客户侧信息的封装，包括客户数据帧(封装客户数据信息)和客户管理帧(封装一些客户的管理信息)；b、GFP控制帧定义GFP连接管理，目前只定义GFP的Idle(空闲)帧。
根据GFP协议定义，在GFP核心帧头的PLI域表示净荷长度指示。当PLI＝0～3，表示为GFP控制帧，定义GFP连接管理。根据目前协议控制帧只定义PLI＝0的时候为GFP Idle帧，用于数据映射过程中的速率适配。PLI＝1～3为保留情况，目前未定义。当PLI＝4～65535，表示为GFP客户帧，如图8所示，完成客户侧信息的封装，包括客户数据帧(封装客户数据信息)和客户管理帧(封装一些客户的管理信息帧)。
PTI(Payload type Identifier，净荷类型指示)，用来指示在GFP封装传送的用户数据类型，目前在ITU-t G.7041中定义如下表1所示表1
当帧类型标识PTI＝100，表示客户管理帧，用于客户端管理信息传送，目前只在UPI(User payload Identifier，用户净荷标识)域中定义两种UPI＝00000001为客户信号丢失(Loss of Client Signal)；UPI＝00000010为字符同步丢失(Loss of Character Synchronization)；UPI＝00000000、00000011～11111111未定义。
可见，可以利用UPI＝00000000、00000011～11111111时未定义的客户管理帧来传递上层业务的信令或协议，将用户的信息直接插入该区域完成信息协议的传送，信令封装格式如图9所示。
例如，通过定义UPI的值来区分是RPR协议的管理控制帧、公平帧、空闲帧UPI＝00000011时，定义为RPR管理控制帧；UPI＝00000100时，定义为RPR公平帧；这样，通过硬件逻辑可以快速地提取出管理帧进行后续的相应处理，从而可以提高处理效率。
(3)利用新的类型帧定义RPR环网管理帧由表1可见，PTI＝000，PTI＝100被分别用来定义客户数据帧和客户管理帧，而PTI字段含3个bit，可以最多表示8种类型的帧，因此当前未使用的类型PTI＝001～011及PTI＝101～111都可以被用来定义传递信令，信令封装格式如图10所示。
例如，通过定义不同的PTI值来区分是业务帧还是管理控制帧PTI＝001时，定义为管理控制帧；UPI＝101时，定义为公平帧；这样，通过硬件逻辑可以快速提取出管理帧进行后续的相应处理，，从而可以提高处理效率。
通过以上三种方式定义使GPF帧来传递用户的不同信令，具体可以根据实际情况分别选用。
图11是本发明方法的流程图，包括以下步骤步骤S1利用GFP协议净负荷帧头字段承载RPR帧头信息；步骤S2根据GFP帧格式设定RPR管理帧，包括管理控制帧、公平帧、空闲帧。具体定义方式如下利用通用成帧协议客户管理帧的用户净荷标识UPI的保留情况中任意选择一个值定义为所述弹性分组环网管理帧；或者利用通用成帧协议帧的净荷类型指示PTI的保留情况中任意选择一个值定义为所述弹性分组环网管理帧。
对上述两种定义方式前面已作详细说明，在此不再赘述。
步骤S3利用GFP协议封装业务数据。在该协议封装过程中，将RPR协议插入GFP协议净负荷帧头字段中，一次完成GFP协议和RPR协议的封装。
步骤S4按预定方式插入RPR管理帧。可以根据实际需要，定时插入RPR管理帧或者需要检测RPR环网上不同节点状态时插入RPR管理帧。通过这些管理帧实现对RPR环网的管理。
步骤S5通过RPR管理帧传送RPR环网上不同节点的信息，实现对用户业务及RPR环网的管理。
例如通过所述管理控制帧传送所述不同节点的状态及控制信息；通过所述公平帧传送所述不同节点间的流量信息；通过所述空闲帧调整所述不同节点间的传输速率。
只要能够提供两个网元间的协议通道，使不同的网元间可以利用该通道业务流量信息、网络拓扑信息、各站点间的阻塞信息等，这样各节点通过硬件提取报文给上层软件进行处理，这样就可以实现对RPR环网的管理。
图12示出了本发明方法中通过管理帧对RPR环网实现1∶1保护的流程，即在两个网元间通过GFP的信令通道传递两个网元间链路状态，实现业务的选择。实现过程如下1、节点A将业务进行双发，在工作路径和保护路径同时传送相同业务；
2、目的节点B进行业务的选收，选择信号好的一端；3、为方便B点进行业务的判断，在A点可以定期发送状态确认报文。
例如，PTI＝010时，定义为1∶1管理控制帧；这样在图12的A、B两节点间可以通过PTI＝010的管理控制帧进行两个节点间链路状态信息的传递，硬件逻辑可以通过识别PTI＝010的帧，快速提取出管理控制帧提供给软件进行协议状态机的迁移，从而实现了基于包级别的1∶1保护。
具体业务实现过程如下1、A节点只通过工作路径将业务数据发送给B节点；2、为了保证B节点能够实时监控工作路径好坏，A节点定时从工作路径发送PTI＝010的管理控制帧给B节点；3、为了保证B节点能够实时监控保护路径好坏，A节点定时从保护路径发送PTI＝010的管理控制帧给B节点；4、B节点分别监控工作路径和保护路径收到的PTI＝010的管理控制帧，如果能定期收到则说明链路状态正常。
5、如果A到B的工作路径出现故障(如光纤故障)，B节点在工作路径将无法接收到定期的管理控制帧，这样可以触发上层软件重新协商A和B节点的业务路径；6、A和B节点协商完成后A节点将业务从保护路径发送给B，B节点在保护路径上可以正常接收业务，从而实现了业务保护。
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而不脱离本发明的精神。
权利要求
1.一种弹性分组环网传送业务的方法，其特征在于，包括A、利用通用成帧协议净荷帧头扩展字段承载所述弹性分组环帧头信息；B、根据所述通用帧处理协议的帧格式设定所述弹性分组环网管理帧；C、通过所述弹性分组环网管理帧管理所述弹性分组环网传送业务。
2.根据权利要求1所述的弹性分组环网传送业务的方法，其特征在于，所述弹性分组环网管理帧包括管理控制帧、公平帧、空闲帧。
3.根据权利要求1或2所述的弹性分组环网传送业务的方法，其特征在于，所述步骤B具体为利用通用成帧协议客户管理帧的用户净荷标识UPI的保留情况中任意选择一个值定义为所述弹性分组环网管理帧。
4.根据权利要求1或2所述的弹性分组环网传送业务的方法，其特征在于，所述步骤B具体为利用通用成帧协议帧的净荷类型指示PTI的保留情况中任意选择一个值定义为所述弹性分组环网管理帧。
5.根据权利要求2所述的弹性分组环网传送业务的方法，其特征在于，所述步骤C包括C1、利用所述通用成帧协议封装所述业务数据；C2、按预定方式插入所述弹性分组环网管理帧；C3、通过所述弹性分组环网管理帧传送所述弹性分组环网上不同节点的信息。
6.根据权利要求5所述的弹性分组环网传送业务的方法，其特征在于，所述预定方式具体为定时插入所述弹性分组环网管理帧或者需要检测所述不同节点状态时插入所述弹性分组环网管理帧。
7.根据权利要求5所述的弹性分组环网传送业务的方法，其特征在于，所述步骤C3包括通过所述管理控制帧传送所述不同节点的状态及控制信息；通过所述公平帧传送所述不同节点间的流量信息；通过所述空闲帧调整所述不同节点间的传输速率。
全文摘要
本发明公开了一种弹性分组环网传送业务的方法，包括利用通用成帧协议净荷帧头扩展字段承载弹性分组环帧头信息；根据通用帧处理协议的帧格式设定弹性分组环网管理帧；通过弹性分组环网管理帧管理弹性分组环网传送业务。利用本发明可以提高用户业务数据封装效率及物理层带宽利用率，简化系统设计，降低成本。
文档编号H04L12/42GK1744555SQ20041005707
公开日2006年3月8日 申请日期2004年8月30日 优先权日2004年8月30日
发明者彭忠文, 周建伟 申请人:华为技术有限公司