专利名称：一种通过分组交换网传输tdm业务的方法、装置和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及网络交换技术领域，特别涉及一种通过分组交换(Packet Switching, PS)网传输时分复用(Time Division Multiplexing, TDM)业务 的方法、装置和系统。
背景技术：
现有的通信网络中，TDM是一种广泛采用的网络交换技术。为了满足 通信网络架构演进的需要，各个电信运行商都迫切希望能以一种更低成本的 传输方式，将各种通信业务集成在一种网络中传输。由于以国际互连网协议(Internet Protocol, IP)网络为代表的分组交换网的成本低廉、应用范围广 泛等特点，将各种业务集成在统一的分组交换网中传输成为通信业的一种发 展趋势。在这种网络一体化的发展趋势下，需要一种能将TDM业务通过分 组交换网传输的方法。现有的交换技术中，TDM业务和分组包业务分别通过TDM网络和分组 交换网络进行传输，两种业务是不能同时在一个交换网络中传输的。前几年， 发展出将分组包业务通过TDM网交换的技术同步光网络上的以太网(Ethernet Over SONET, EOS)。而目前还没有一种通过分组交换网传输 TDM业务的方法。发明内容本发明实施例的目的在于，提出一种通过分組交换网传输TDM业务的 方法，可以实现在分组交换网络中传输TDM业务。 该方法包括如下步骤A、解析TDM数据帧，提取出净荷以及TDM拼装信息；B、 把净荷和TDM拼装信息封装在分组交换数据包中，送入分组交换 网络中传输。所述分组交换数据包经过分组交换网络传输后，进一步包括C、 在分组交换网络的出口处，从所述分组交换数据包中剥离出净荷和 TDM拼装信息，并组装生成TDM数据帧。本发明实施例的另 一 目的在于，提出 一种用于实现通过分组交换网传输 TDM业务的装置，可以实现在分组交换网络中传输TDM业务。该装置包括 分解单元、封装单元和转发单元；所述分解单元用于接收来自TDM网络的TDM数据帧，并对所述TDM 数据帧进行解析，提取出净荷和TDM拼装信息，将所述净荷和TDM拼装 信息发送至封装单元；所述封装单元用于保存预先配置的目的标识和类型标识；根据来自分解 单元的所述TDM拼装信息生成TDM信息信元头，根据预先配置的目的标 识和类型标识生成分组交换信元头，并将所生成的TDM信息信元头和分组 交换信元头与来自分解单元的净荷组装生成TOP包，将所述TOP包发送至 转发单元；所述转发单元用于将来自所述封装单元的TOP包发送到分组交换网络中。本发明实施例的目的还在于，提出一种用于实现通过分组交换网传输 TDM业务的系统，可以实现在分组交换网乡各中传1命TDM业务。所述系统包 括该系统包括TDM处理模块、格式转换模块和分组交换数据处理模块； 所述TDM处理模块用于接收并处理来自TDM网络的TDM数据帧，产生TDM业务的时隙信号，并将所述时隙信号和TDM数据帧发送至格式转换模块；所述格式转换模块用于依照所述时隙信号接收并解析来自TDM处理模 块的TDM数据帧，从所述TDM数据帧中提取出净荷；生成分组交换信元头和TDM信息信元头，与所述净荷组合生成TOP包并输出至分组交换数据 处理模块；所述分组交换数据处理模块用于接收来自格式转换模块的TOP包，并 根据所述TOP包的分组交换信元头中的地址信息将其发送至分组交换网络。从以上技术方案可以看出，本发明实施例在分组交换网络的入口处，将 TDM数据包重新解析，提取出净荷以及TDM拼装信息，把净荷和TDM拼 装信息封装在分组交换数据包中，送入分组交换网络中传输；在分组交换网 络的出口处，从分组数据包中剥离出净荷和TDM拼装信息，并重新生成 TDM数据包。本发明实施例可以实现将目前的TDM网和分组交换网络双网 合一，达到将TDM业务通过分组交换网传输的效果。
图1为本发明实施例中系统的结构示意图；图2为本发明实施例的格式转换模块的结构示意图；图3为本发明实施例TOP包的结构图；图4为本发明实施例实现分组交换网上行传输TDM业务的流程图； 图5为本发明实施例实现分组交换网下行传输TDM业务的流程图。
具体实施方式
本发明实施例主要包括以下两个方面在分组交换网络的入口处，对TDM数据帧进行解析，提取出净荷以及 TDM数据帧的头部特征信息，把净荷和TDM数据帧的头部特征信息封装在 分组交换数据包中，送入分组交换网络中传输；在分组交换网络的出口处，从封装了 TDM数据帧的头部特征信息的分 组交换数据包中剥离出净荷和TDM数据帧的头部特征信息，根据所述TDM 数据帧的头部特征信息重新组装出TDM数据帧头部，并将所述TDM数据 帧头部和净荷組装成TDMlBt据帧。为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对作进一步的详细阐述。其中，上行方向是指从TDM网络进入分组交换网络 的报文传输方向；在上行方向上，TDM网络和分组交换网络的接口设备称 为分组交换网络的入口 。下行方向是指从分组交换网络进入TDM网络的报 文传输方向；在下行方向上，TDM网络和分组交换网络的接口设备称为分 组将交换网络的出口。本发明的方法实施例在数据包中携带TDM拼装信息，通过该信息，使 得TDM业务在通过分组交换网络传输后，在分组交换网络的出口设备中能 被无误差的还原。同时，数据包中携带有分组交换信息，通过该信息，能够 确认数据包的交换地址，实现数据包在分组交换网络中的有效传输。以下将 本发明实施例的这种携带了 TDM拼装信息和分组交换信息的数据包简称为 分组交换中的TDM ( TDM Over PS, TOP )包，以表示与普通分组交换数据 包的区别。在分组交换网络中对于TOP包可以像普通分组数据包一样进行 转发处理。图1为本发明实施例系统示意图。本发明实施例系统110包括如下部分 TDM处理4莫块lll,在上行方向上，用于接收并处理来自TDM网络120 的TDM数据帧，产生TDM的时隙信号，并将所述时隙信号和TDM数据帧 发送至格式转换模块112;在下行方向上，接收来自格式转换模块112的TDM 数据帧，并将所接收的TDM数据帧发送至TDM网络120;格式转换模块112，在上行方向上，用于依照所述TDM时隙信号接收 并解析来自TDM处理模块111的TDM数据帧，剥离掉TDM业务特有的帧 开销，提取出净荷；然后，添加分组交换数据包头到所述净荷上，同时在包 头位置添加TDM信息包头，所述TDM信息包头中包括TDM时隙指示以及 复帧指示信息、状态指示信息、校验指示信息等特征信息，生成并输出TOP 包至分组交换数据处理模块113;在下行方向上，用于接收并解析来自分组 交换数据处理模块113的TOP包，剥离出净荷信息，然后根据包头中的指 示信息生成TDM帧头，并与净荷组成TDM数据帧并输出至TDM处理模块ill;分组交换数据处理模块113,在上行方向上，用于接收来自格式转换模 块的TOP包，并#4居TOP包中的分组交换包头中的目的地址，将其发送至 分组交换网络130;在下行方向上，用于接收来自分组交换网络130的TOP 包，并将所接收的TOP包发送至格式转换模块112。其中，格式转换模块112的内部结构如图2所示，包括 分解(spliter)单元201 ，用于接收TDM数据帧并完成对TDM数据帧 的解析，提取出净荷以及TDM数据帧的头部；分段(segment)单元202,用于緩存来自分解单元201的净荷； 封装(wrapper)单元203,用于保存预先配置的目的标识和类型标识； 提取分段单元202中緩存的净荷，根据预先配置的类型标识和目的标识生成 分组交换包头，根据分解单元201所提取的TDM数据帧头部的特征信息生 成TDM信息包头，并在净荷上添加所生成的分组交换包头和TDM信息包 头，将其转换为TOP包；转发(itx)单元204,用于将封装单元203已封装好的TOP包根据其 分组交换包头中的地址信息发送到分组交换网络中；接收(irx)单元208，用于接收来自分组交换网络中的TOP包； 解封装(unwrapper)单元2(H，对接收单元208得到的TOP包进行解 封装，去掉分组交换包头，从TDM信息包头中提取出TDM特征信息，并 剥离出净荷；组装(reassembly)单元206,用于接收来自解封装单元207的净荷和 TDM特征信息，緩存所述净荷；根据所述TDM特征信息将所緩存的净荷组 装成为TDM数据帧，并对所述TDM凄t据帧进行定向；映射(map)单元205，用于将组装单元206生成的TDM数据帧根据 其定向在TDM网络中发送。其中，分解单元201、分段单元202、封装单元203和转发单元204组 成了上行处理模块；接收单元208、解封装单元207、组装单元206和映射单元205组成了下行处理4莫块。所述格式转换模块112还可以包括复位控制单元209,用于对封装单元 203所生成的TOP包进行检验，当发现异常时复位格式转换模块112中的各 个单元，使其恢复正常工作状态。后面将具体介绍如何对TOP包进行检验。TOP包的格式如图3所示，采用的封装格式为信元格式，包括分组交换 信元头301、 TDM信息信元头302和净荷303。因为信元长度是恒定的，而 目前大部分的分组交换网都是采用定长方式进行交换的，并且定长方式很容 易转换为不定长方式，因此采用定长的信元格式就能实现本发明实施例的 TOP包能够在现有的定长和不定长的分组交换网中的传输。该处净荷长度可 根据分組交换网中的要求来配置，净荷长度配置得越长，则带宽利用率越高。其中，分组交换信元头301至少包括类型标识，用于定义分组交换的类型，例如单播还是多播等； 目的标识，即目的IP地址，用于定义分组交换的路径。分组交换网络中的路由设备就是根据目的标识对TOP包进行转发，转发方式与转发现有分组交换数据包的方式相同。分组交换信元头301还可以包括保留字段，用于实现各种扩展功能。 在发送TDM数据帧之前，在格式转换模块112中就设置好组装分组交换信息头301所需的类型标识、目的标识等信息；分组交换信元头301是根据所述预先设置好的信息生成的。TDM信息信元头302包括如下字段状态(Status)字段，用于定义链路状态，状态至少包括正常和拥塞两 种；在链路出现拥塞时候，通过该字段，可以使上流设备停止发送分组包业 务，从而保证TDM业务的无阻塞传递。信元粒度的类型(CELL—GRAIN)，用于表示信元为哪一种粒度类型， 其取值表示内容为"00":表示信元粒度为VC12; "01":表示信元粒度为VC3;"10":表示信元粒度为VC4;"11":保留值，用于指示TDM流的其他颗粒类型。 VC4—NUM: 1OG带宽的TDM流中VC4的序号。 VC3—NUM:每条VC4中VC3的序号。 VC12—NUM:每条VC4中VC12的序号。以上参数均由封装单元203根据在格式转换模块112中预先设置好的信 息生成。信元复帧号(MULT_NUM)，用于表示使用复帧格式的信元中复帧的 序号。由于信元是定长的，如果不使用复帧格式，不将多帧TDM数据复接 在一块进行传输的话，必然会有部分信元携带信息不足，从而造成带宽的浪 费，这种浪费在TDM数据的颗粒越小时越明显；而采用复帧格式，则能大 大增加带宽利用率。该参数由封装单元203自动生成。信元复帧头指示(MULT—FR)，用于指示复帧号为"O，，的复帧，当复 帧号为"0"时，该信元复帧头指示设置为真。通过该指示，能够有效的判 决链路传递的正确性，检验本发明实施例装置电路的工作稳定性与正确性。 图2所示的复位控制单元209就是通过检测信元复帧头指示是否为真来判断 是否出现异常。循环冗余校验(Cyclic Redundancy Check, CRC )字段，采用CRC-4校 验，保证信元头的可靠性。MULT一FR和CRC字段由TDM信息信元头302中其他已确定的参数进 行解析校验而得到。从上述信元头的定义可以看出，通过分组交换信元头301的信息就可以 实现在分组交换网中的交换；通过TDM信元头302的信息，可以实现TDM 数据的交叉以及再封装，通过该信元头的定义，可以使TDM业务处理网减 少交叉处理模块，节约成本。图4为本发明实施例实现分组交换网传输TD M业务的上行方向处理流 程，具体包括如下步骤步骤401:对输入的TDM数据帧进行解析，得到TDM数据帧的时隙信 号、净荷以及TDM数据帧头部的特征信息；步骤402:根据所述时隙信号的VC12/VC3/VC4等信元粒度序列，将所 迷净荷緩存；步骤403:生成TOP包中的TDM信息信元头。具体地说，包括如下步骤步骤403a:根据解析得到TDM数据帧的时隙号，配置其对应的目的方 向4并装时的VC12/VC3/VC4时隙号，即配置TDM信息信元头中的 VC4—NUM、 VC3一NUM、 VC12—NUM，同时根据信元粒度的类型来告知下 游设备封装的数据颗粒。通过这种配置，也可以减少原有TDM业务中的交 叉部分，通过配置目的颗粒号(VC4/VC3/VC12—NUM)来实现交叉。现有技术中，通常需要一个交叉处理单元来实现交叉功能。而通过本发 明实施例的方法可以无需交叉处理模块就可以实现交叉功能。举例说明如 下假设TDM数据为STM-4格式，它内部包含了 4个VC4，其对应的VC4 依次为1、 2、 3、 4。按照原有的方式，首先需要将该数据传输到交叉处理 单元，然后根据交叉配置，将之交叉为2、 1、 4、 3。但是，现在我们可以 通过设置SDH信息信元头的方式来实现该功能。在发送1VC4的时候，将 其SDH信息信元头的VC4一NUM设置为2;在发送2 VC4的时候，将其SDH 信息信元头的VC4—NUM设置为1;在发送3 VC4的时候，将其SDH信息 信元头的VC4—NUM设置为4;在发送4 VC4的时候，将其SDH信息信元 头的VC4_NUM设置为3;则在对端重新封装的时候，新生成的STM-4数 据，其VC4的排列为2、 1、 4、 3。如此则实现了交叉的功能。步骤403b:在TDM信息信元头中封装入MULT_NUM号，告知下游设 备其处在的复帧序号，同时通过MULT—FR的指示来说明接收到的包数据是 否是复帧头；步骤403c:根据链路拥塞状况设置状态值status。这样做的目的是在链路拥塞的时候，通过status告知的链路状态，从而^吏得上游设备停止发送 分组包业务，从而保证TDM业务的无阻塞传递。步骤404:在TDM信息信元头外部，封装一个分组交换信元头，从上 行緩存中提取出净荷，与所述TDM信息信元头和分组交换信元头组合起来 生成TOP包。所述分组交换信元头中可以指明该TOP包发送的目的地址， 通过该目的地址可以让分组交换网络识别其路由，从而正确传输该包；分组 交换信元头中还可以通过指明包的类型是多播还是单播来告知下游设备如 何处理该TOP包。对于不同的流量管理器(TM)或者分组交换网络而言，其能识别的分 组包头也有可能是不一样，此时通过修改分组交换信元头，将之改为对应的 TM或者交换网片能够识别的分组包头，则能实现在不同交换网上传输的目 的。具体实现方式属于现有的分组交换网络传输技术，故不再赘述。步骤405:将所生成的TOP包根据其分组交换信元头中的目的地址信息 发送到分组交换网络。图5为本发明实施例实现分组交换网传输TDM业务的下行方向处理流 程，具体包括如下步骤步骤501:对来自分组交换网络的分组交换数据包进行解析，判断其是 否为TOP包，若是则执行步骤502,否则采用现有技术对分组交换数据包进 行处理；步骤502:对所述TOP包进行解析，去掉分组交换信元头，提取出净荷 并存入下行緩存；步骤503:根据TOP包中的TDM信息信元头中的信息组装生成TDM 数据帧头；步骤504:根据TDM数据帧的时隙信号，从下行緩存中提取出净荷， 并与TDM ^t据帧头组合生成TDM l史据帧；步骤505:将所生成的TDM数据帧发送到TDM网络中。 本发明实施例可以将目前的分组交换网络和TDM网络双网合一，达到将TDM业务通过分组交换网传输的效果。同时，由于双网合一，可以节约 运营成本，利于维护。通过本发明实施例方案还可以实现TDM业务无阻塞 的传递，减少TDM业务中的交叉处理单元，节约TDM网络设备成本，减 少设备复杂程度。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本 发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本 发明的保护范围之内。
权利要求
1. 一种通过分组交换网传输时分复用TDM业务的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤A、解析TDM数据帧，提取出净荷以及TDM拼装信息；B、把净荷和TDM拼装信息封装在分组交换数据包中，送入分组交换网络中传输。
2、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述TDM拼装信息包 括TDM数据帧的时隙指示和TDM数据帕头部的特征信息。
3、 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述TDM数据帧头部 的特征信息包括复帧指示信息、状态指示信息和校验指示信息。
4、 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤B包括 B1 、根据所述时隙指示的信元粒度序列緩存所述净荷；B2、根据所述TDM数据帧头部的特征信息生成TDM信息信元头，并 根据预先配置的类型标识和目的标识生成分组交换信元头；B3、将所述净荷与所述TDM信息信元头和分组交换信元头组合起来生 成分组交换中的时分复用TOP包；B4、在分组交换网络中发送所生成的TOP包。
5、 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述生成TOP包的方式 为采用信元格式封装TOP包。
6、 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述TDM数 据帧头部的特征信息生成TDM信息信元头包括根据所述时隙指示的VC12/VC3/VC4信元粒度序列，配置TDM信息信 元头中的时隙号；配置TDM信息信元头中用于表示使用复帧格式的信元复 帧号以及信元复帧头指示。
7、 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述生成TDM信息信 元头进一步包括下面步骤中的至少一个步骤根据链路拥塞状况设置TDM信息信元头中的状态值； 生成TDM信息信元头的校验信息。
8、 根据权利要求1至7任一项所述的方法，其特征在于，所述分组交 换数据包经过分组交换网络传输后，进一步包括C、在分组交换网络的出口处，从所述分组交换数据包中剥离出净荷和 TDM 4并装信息，并组装生成TDM数据帧。
9、 根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述步骤C具体包括 Cl、对所接收到的分组交换数据包进行解析，去掉分组交换信元头，提取出净荷并緩存；C2、从所述分组交换数据包中提取出TDM信息信元头，根据所述TDM 信息信元头生成TDM数据帧头；C3 、根据TDM帧的时隙，将所述净荷与TDM数据帧头组合生成TDM 数据帧；C4、将所生成的TDM数据帧发送到TDM网络中。
10、 根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述步骤C1之前进一 步包括判断在分组交换网络的出口处所接收到的分组交换数据包是否为 TOP包，若是则执行步骤Cl,否则结束本流程。
11、 一种通过分组交换网传输TDM业务的装置，其特征在于，该装置 包括分解单元、封装单元和转发单元；所述分解单元用于接收来自TDM网络的TDM数据帧，并对所述TDM 数据帧进行解析，提取出净荷和TDM拼装信息，将所述净荷和TDM拼装 信息发送至封装单元；所述封装单元用于保存预先配置的目的标识和类型标识；根据来自分解 单元的所述TDM拼装信息生成TDM信息信元头，根据预先配置的目的标 识和类型标识生成分组交换信元头，并将所生成的TDM信息信元头和分组 交换信元头与来自分解单元的净荷组装生成TOP包，将所述TOP包发送至 转发单元；所述转发单元用于将来自所述封装单元的TOP包发送到分组交换网络中。
12、 根据权利要求11所述的装置，其特征在于，该装置进一步包括 分段单元，用于緩存所述分解单元的所提取的净荷，并将所緩存的净荷发送 至封装单元。
13、 根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述装置进一步包括 复位控制单元，用于检测封装单元生成的TDM信息信元头中的信元复帧头 指示，根据检测结果对所述装置进行复位。
14、 根据权利要求10至13任一项所述的装置，其特征在于，该装置进 一步包括接收单元、解封装单元、组装单元和映射单元；所述接收单元用于接收来自分组交换网络的TOP包；所述解封装单元用于对所述接收单元得到的TOP包进行解封装，去掉 分组交换信元头，得到净荷和从TDM信息信元头中得到的TDM拼装信息；所述组装单元用于緩存所述解封装单元得到的净荷，并将所緩存的净荷 与TDM拼装信息组装成为TDM数据帧；所述映射单元用于将组装单元生成的TDM数据帧发送至TDM网络。
15、 一种用于实现通过分组交换网传输TDM业务的系统，其特征在于， 该系统包括TDM处理模块、格式转换模块和分组交换数据处理模块；所述TDM处理模块用于接收并处理来自TDM网络的TDM数据帧，产 生TDM业务的时隙信号，并将所述时隙信号和TDM数据帧发送至格式转 换模块；所述格式转换模块用于依照所述时隙信号接收并解析来自TDM处理模 块的TDM数据帧，从所述TDM数据帧中提取出净荷；生成分组交换信元 头和TDM信息信元头，与所述净荷组合生成TOP包并输出至分组交换数据 处理模块；所述分组交换数据处理模块用于接收来自格式转换模块的TOP包，并 根据所述TOP包的分组交换信元头中的地址信息将其发送至分组交换网络。
16、 根据权利要求15所述的系统，其特征在于，所述格式转换模块包 括分解单元、封装单元、分段单元和转发单元；所述分解单元用于接收TDM数据帧并完成对TDM数据帧的解析，提 取出净荷和TDM拼装信息，将所述净荷发送至分段单元，将TDM拼装信 息发送至封装单元；所述分段单元用于緩存来自所述分解单元的净荷；所述封装单元用于保存预先配置的目的标识和类型标识；提取所述分段 单元中緩存的净荷，根据所述TDM拼装信息生成TDM信息信元头，根据 预先配置的目的标识和类型标识生成分组交换信元头，并将所生成的TDM 信息信元头和分组交换信元头与所述净荷组装生成TOP包；所述转发单元用于将来自封装单元的TOP包发送到分组交换数据处理 模块。
17、 根据权利要求15所述的系统，其特征在于，所述TDM处理模块 进一步用于接收来自格式转换模块的TDM数据帧，并将所接收的TDM数 据帧发送至TDM网络；所述格式转换模块进一步用于接收并解析来自分组交换数据处理模块 的TOP包，剥离出净荷，然后根据TOP包中的TDM信息信元头生成TDM 数据帧头，将所生成的TDM数据帧头与净荷组成TDM数据帧并输出至 TDM处理模块；所述分组交换数据处理模块进一步用于接收来自分组交换网络的TOP 包，并将所接收的TOP包发送至格式转换模块。
18、 根据权利要求17所述的系统，其特征在于，所述格式转换模块进 一步包括接收单元、解封装单元、组装单元和映射单元；所述接收单元用于接收来自分组交换数据处理模块的TOP包，并将所 述TOP包发送至解封装单元；所述解封装单元用于对所述接收单元得到的TOP包进行解封装，去掉 分组交换信元头，得到净荷和从TDM信息信元头中得到的TDM拼装信息，并将所述净荷和TDM拼装信息发送至组装单元；所述组装单元用于緩存所述解封装单元得到的净荷，并将所緩存的净荷 与TDM拼装信息组装成为TDM数据帧，将所述TDM数据帧发送至映射单元；映射单元用于将组装单元生成的TDM数据帧发送至TDM处理模块。
全文摘要
本发明公开了一种通过分组交换网传输时分复用(TDM)业务的方法，该方法包括如下步骤A.解析TDM数据帧，提取出净荷以及TDM拼装信息；B.把净荷和TDM拼装信息封装在分组交换数据包中，送入分组交换网络中传输。本发明还公开了一种用于实现通过分组交换网传输时分复用TDM业务的装置和系统。本发明可以将TDM网络与分组交换网络双网合一，达到将TDM业务通过分组交换网传输的目的。
文档编号H04L12/56GK101217452SQ200710000189
公开日2008年7月9日 申请日期2007年1月5日 优先权日2007年1月5日
发明者付海春, 刘明艳, 孙文华, 朋 张, 王晓波, 葛建阁 申请人:华为技术有限公司