数据帧传输的方法及系统与流程

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种数据帧传输的方法及系统。
背景技术：
：在开放式系统互联(OSI)参考模型中，数据链路层位于在物理层之上，主要任务是保证相邻节点间的数据可靠地传输。数据链路层主要有功能：如何将数据组合成数据块，在数据链路层中称这种数据块为帧(frame)，帧是数据链路层的传送单位。主控机柜与扩展机柜之间的每条链路(LINK)承载256个端口(PORT)的语音通道(PCMchannel)、256个端口的信令通道(SIGchannel)和64个链路管理通道(OHchannel)。这些通道的数据采用时分复用技术传输，即将提供给整个链路传输数据的时间划分成若干时间片(简称时隙)。在一般的通信设备之间，采用的帧结构是将数据按照端口号从小到大顺序传输，而导致传输延迟较高或对扩展机柜上的用户板瞬时处理能力的要求较高。一方面，扩展柜上的板件会在某一段很短的时间内收到全部数据，导致要求板件有极高的瞬时处理速度。另一方面，为了避免上述问题，现有技术采用先缓存一帧的数据，再转成低速总线的方案，可解决板件处理能力不足的问题，但是会带来数据的延迟，从而影响用户体验。技术实现要素：本发明实施例的目的是提供一种数据帧传输的方法及系统，能有效解决现有技术将数据按照端口号从小到大顺序传输，而导致传输延迟较高或对扩展机柜上的用户板瞬时处理能力的要求较高的问题，高速有效。为实现上述目的，本发明实施例提供了一种数据帧传输的方法，包括步骤：第一通信设备根据端口号与传输时序的对应关系，通过与当前传输时序对应的第一端口向第二通信设备发送数据；其中，端口号与传输时序的对应关系通过以下方式确定：根据每一端口号和其所在的端口组号获得对应的语音通道基址；根据所述对应的语音通道通过比特位倒叙排列的方式获得对应的语音通道编号；根据所述端口组号通过比特位倒叙排列的方式获得对应的时隙编号，根据所述对应的时隙编号和语音通道编号获得与所述端口号对应的传输时序；所述第二通信设备通过与所述第一端口一一对应的第二端口接收所述数据，根据第二端口号与槽位号的对应关系，将所述第二端口接收到的数据发送到对应的槽位上进行处理。与现有技术相比，本发明公开的数据帧传输的方法通过将帧结构中的时隙编号与端口组号、语音通道编号和语音通道基址分别进行比特位倒叙映射，从而获得端口号与传输时序的对应关系，根据该对应关系，第一通信设备通过与当前传输时序对应的第一端口向第二通信设备发送数据，第二通信设备通过对应的第二端口接收所述数据后，将所述数据发送到对应的槽位上进行处理，解决了现有技术将数据按照端口号从小到大顺序传输，而导致传输延迟较高或对扩展机柜上的用户板瞬时处理能力的要求较高的问题，每个槽位上的板件收到一个端口的数据后，能够在接收下一个端口数据之前，获得更多的处理时间，且比特位倒叙的映射计算占用资源少，耗时少。作为上述方案的改进，所述数据帧的帧结构为E1信道的帧结构。所述E1信道的帧结构中每一帧包括32个时隙。作为上述方案的改进，所述帧结构中每一时隙包括a个子时隙，每一端口组包括m个语音通道、n个信令通道和f个链路管理通道，且a＝m+n+f，a＜50。使语音通道、信令通道和链路管理通道组成特定的帧结构，可实现设备之间的数据通信方案。作为上述方案的改进，通过以下公式获得相应的语音通道基址：PCMPort＝PCMBASE×32+PORTBLOCK其中，所述PCMPort为端口号，所述PCMBASE为对应的语音通道基址，所述PORTBLOCK为端口组号；通过以下公式获得与所述端口号相对应的传输时序：TS＝ETS*m+CH其中，所述TS为传输时序，ETS为对应的时隙编号，CH为语音通道编号时，m为一个端口组中的语音通道数。作为上述方案的改进，所述第一通信设备为电路交换机的主控机柜，所述第二通信设备为电路交换机的扩展机柜；或，所述第一通信设备为电路交换机的扩展机柜，所述第二通信设备为电路交换机的主控机柜。应用于电路交换机的主控机柜和扩展机柜之间的通信，可实现数据链路层通信的新方法。作为上述方案的改进，所述方法还包括步骤：所述第二通信设备通过预设周期的检测窗口对预设的链路管理通道进行校验，若校验成功，则开始接收同步的数据帧。通过该步骤，第二通信设备能够识别帧的起始和终止，保证接收到有效的数据。作为上述方案的改进，所述方法还包括步骤：所述第二通信设备通过将所述数据帧中的数据进行CRC运算得到第一CRC运算结果，将第一CRC运算结果与特定的链路管理通道上的第二CRC运算结果进行比较，若所述第一CRC运算结果和第二CRC运算结果不一致，则确认所述数据存在误码。CRC校验的检错能力极强，开销小，易于用编码器及检测电路实现。作为上述方案的改进，所述信令通道的消息类型包括STA、CTL、EXT、TYP、SPT0、SPT1。作为上述方案的改进，每一语音通道编号通过3比特位倒叙排列的方式与一语音通道基址相对应，每一信令通道编号通过3比特位倒叙排列的方式与一信令通道基址相对应，每一时隙编号通过5比特位倒叙排列的方式与一端口组号相对应。本发明实施例还提供了一种数据帧传输的系统，包括：第一通信设备，用于根据端口号与传输时序的对应关系，通过与当前传输时序对应的第一端口向第二通信设备发送数据；其中，端口号与传输时序的对应关系通过以下方式确定：根据每一端口号和其所在的端口组号获得相对应的语音通道基址；根据所述对应的语音通道通过比特位倒叙排列的方式获得对应的语音通道编号；根据所述端口组号通过比特位倒叙排列的方式获得对应的时隙编号，根据所述对应的时隙编号和语音通道编号获得与所述端口号对应的传输时序；第二通信设备，用于通过与所述第一端口一一对应的第二端口接收所述数据，根据端口号与槽位号的对应关系，将所述第二端口接收到的数据发送到对应的槽位上进行处理。与现有技术相比，本发明公开的数据帧传输的系统通过帧结构中的时隙编号与端口组号、语音通道编号和语音通道基址分别进行比特位倒叙映射，从而获得语音通道编号和接收该语音通道的端口号的对应关系，即端口号与传输时序的对应关系，根据该对应关系，第一通信设备通过与当前传输时序对应的第一端口向第二通信设备发送数据，第二通信设备通过对应的第二端口接收所述数据后，将所述数据发送到对应的槽位上进行处理，解决了现有技术要求板件需瞬时处理全部数据的问题，每个槽位上的板件收到一个端口的数据后，能够在接收下一个端口数据之前，获得更多的处理时间，且比特位倒叙的映射计算占用资源少，耗时少。附图说明图1是本发明实施例1中一种数据帧传输的方法的流程示意图。图2是本发明实施例2中一种数据帧传输的方法的流程示意图。图3是E1信道的帧结构的示意图。图4是主控机柜和扩展机柜的下行链路数据传输示意图。图5是包括语音通道、链路管理通道和信令通道的帧结构示意图。图6是第二通信设备的槽位接收对应传输时序的数据的示意图。图7是本发明实施例3中一种数据帧传输的方法的流程示意图。图8是帧同步检测的示意图。图9是本发明实施例4中一种数据帧传输的系统的结构示意图。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。参见图1，是本发明实施例1提供的一种数据帧传输的方法的流程示意图，包括步骤：S1、第一通信设备根据端口号与传输时序的对应关系，通过与当前传输时序对应的第一端口向第二通信设备发送数据；其中，端口号与传输时序的对应关系通过以下方式确定：根据每一端口号和其所在的端口组号获得相对应的语音通道基址；根据所述对应的语音通道基址通过比特位倒叙排列的方式获得对应的语音通道编号；根据所述端口组号通过比特位倒叙排列的方式获得对应的时隙编号，根据所述对应的时隙编号和语音通道编号获得与所述端口号对应的传输时序；S2、所述第二通信设备通过与所述第一端口一一对应的第二端口接收所述数据，根据端口号与槽位号的对应关系，将所述第二端口接收到的数据发送到对应的槽位上进行处理。所述数据帧的帧结构包括若干个复帧，每一复帧由若干个帧组成，每一帧由若干个时隙组成，每一时隙由若干个子时隙组成，每一时隙对应一端口组，每一子时隙对应一通道，可以理解的，每一端口组包括若干个通道。基于上述帧结构，分别将时隙编号和端口组号、语音通道编号和语音通道基址作比特位倒叙映射，则根据每一端口号和其所在的端口组号可获得相对应的语音通道基址，将述对应的语音通道基址通过比特位倒叙排列的方式获得对应的语音通道编号，将所述端口组号通过比特位倒叙排列的方式获得对应的时隙编号；根据所述对应的时隙编号和语音通道编号获得与所述端口号对应的传输时序。本方案具体实施时，第一通信设备根据上述方法获得端口号与传输时序的对应关系，通过与当前传输时序对应的第一端口向第二通信设备发送数据；所述第二通信设备通过与所述第一端口一一对应的第二端口接收所述数据，根据端口号与槽位号的对应关系，将所述第二端口接收到的数据发送到对应的槽位上进行处理。通过以上方案，可以使第二通信设备上的槽位上的板件能够收到一个端口的数据后，在接收下一个端口的数据前，有更多的时间完成处理，解决了现有技术中将数据按照端口号从小到大顺序传输，而导致传输延迟较高或对扩展机柜上的用户板瞬时处理能力的要求较高，数据依次接收，不存在延迟，且比特位倒叙的映射计算占用资源少，耗时少。。参见图2，是本发明实施例2提供的一种数据帧传输的方法的流程示意图。实施例2的数据帧的帧结构为E1信道的帧结构，如图3所示，每32个时隙组成一个帧，每16个帧组成一个复帧。参考E1信道的帧结构，为了承载足够多的通道，则将每个E1时隙再分为a个子时隙，每一端口组包括m个语音通道、n个信令通道和f个链路管理通道，且a＝m+n+f，a＜50。称原E1时隙(ETS)为端口组(PortBlock)，且时隙编号和端口组号范围均为0～31。如图2所示的数据帧传输的方法，在实施例1步骤S1中，通过以下公式获得相应的语音通道基址：PCMPort＝PCMBASE×32+PORTBLOCK其中，所述PCMPort为端口号，所述PCMBASE为对应的语音通道基址，所述PORTBLOCK为端口组号；通过以下公式获得与所述端口号相对应的传输时序：TS＝ETS*m+CH其中，所述TS为传输时序，ETS为对应的时隙编号，CH为语音通道编号，m为一个端口组中的语音通道数。可以理解的，每一语音通道对应一端口号，因为一个帧包括32个时隙，则根据公式PCMPort＝PCMBASE×32+PORTBLOCK可获得语音通道基址和对应端口号的对应关系；进一步的，一个端口组内包括m个语音通道，则可根据公式TS＝ETS*m+CH获得传输时序和语音通道编号的关系，通过上述公式，即可获得传输时序与对应端口号的关系，且因为时隙编号和端口组号、语音通道编号和语音通道基址呈比特位倒叙映射，处理对应端口的槽位在接收两个连续数据时有了足够多的时间间隔，防止按照端口号顺序接收而对板件的瞬时处理速度要求较高的问题，数据依次传递，不存在延迟的现象，保证第一通信设备和第二通信设备的正常通信。此外，链路管理通道编号和链路管理通道基址一致，不同PortBlock内的链路管理通道号通过以下等式计算得到：OHCHANNEL＝OHBASE*32+PORTBLOCK其中，所述OHCHANNEL为链路管理通道号，所述OHBASE为链路管理通道基址，所述PORTBLOCK为端口组号；进一步地，信令通道编号和信令通道基址也呈比特位倒叙映射关系，信令通道号通过以下等式计算得到：SIGPort＝SIGBASE*32+PORTBLOCK其中，所述SIGPort为信令通道号，所述SIGBASE为信令通道基址，所述PORTBLOCK为端口组号。优选的，所述第一通信设备为电路交换机的主控机柜，所述第二通信设备为电路交换机的扩展机柜；或，所述第一通信设备为电路交换机的扩展机柜，所述第二通信设备为电路交换机的主控机柜。主控机柜和扩展机柜通过接口板传输数据，数据通道时全双工的，分为上行链路和下行链路。对于下行链路，主控机柜将端口0到端口255的数据传输到扩展柜的接口板，接口板再根据端口号将数据分发到各个槽位上，其中，如图4所示，每个槽位处理16个端口的数据。主控机柜和扩展机柜之间的每条链路承载256个端口(PORT)的语音通道(PCMchannel)、256个端口的信令通道(SIGchannel)和64个链路管理通道(OHchannel)。将256个PCM通道平均分配到32个端口组里，则每个端口组占8个PCM通道。因为每个PCM通道的带宽为8KB/S，而SIG通道的带宽只要求为2KB/S，所以SIG在每个端口组里占2个字节。OH通道有64个，因此OH在每个端口组里占2个字节。即每个端口组被分为12个通道，包括8个语音通道、2个信令通道和2个链路管理通道，即a＝12，m＝8，n＝f＝2。每个端口组内的语音通道编号的范围为0～7，链路管理通道编号为0、1。对于信令通道，不同的帧号对应的信令通道编号不同，消息类型也不同。在下行链路中，对于第0帧，信令通道基址为0、4，消息类型分别是CTL、SPT1；第1帧，SIGBASE为1、5，消息类型分别是SPT0、CTL；第2帧，SIGBASE为2、6，消息类型分别是EXT、SPT0；第3帧，SIGBASE为3、7，消息类型分别是SPT1、EXT；第4～7帧、第8～11帧、第12～15帧的SIG排列方式与第0～3帧一样。在上行链路中，信令通道基址为0、4，消息类型分别是STA、SPT1；第1帧，SIGBASE为1、5，消息类型分别是SPT0、STA；第2帧，SIGBASE为2、6，消息类型分别是TYP、SPT0；第3帧，SIGBASE为3、7，消息类型分别是SPT1、TYP；第4～7帧、第8～11帧、第12～15帧的SIG排列方式与第0～3帧一样。参见图5，是包括语音通道、信令通道和链路管理通道的帧结构的示意图。每一时隙编号通过5比特位倒叙排列的方式与一端口组编号相对应(如表1所示)，每一语音通道编号通过3比特位倒叙排列的方式与一语音通道基址相对应(如表2所示)，每一信令通道编号通过3比特位倒叙排列的方式与一信令通道基址相对应(如表2所示)。表1时隙编号和端口组编号按5比特位倒叙映射表表2语音/信令通道编号与语音/信令通道基址按3比特位倒叙映射表原始数(十进制)原始数(二进制)映射结果(二进制)映射结果(十进制)0000000010011004201001023011110641000011510110156110011371111117通过上述方案，主控机柜和扩展机柜之间的数据通信更流畅，不存在数据延迟现象，每个槽位上的板件收到一个端口的数据后，能够在接收下一个端口的数据之前，有更多的时间完成处理。如图6所示，最先的槽位1接收传输时序TS0的数据，接着槽位9接收传输时序TS1的数据…槽位1接收传输时序TS16的数据，每个槽位上连续接收的数据的传输时序间隔为16，如槽位1，其连续接收的两个语音通道的传输时序分别为TS0和TS16，则每个槽位在接收到一个端口的数据后，有足够多的时间处理当前数据，才接着接收下一个端口的数据，无需按照端口号顺序接收全部数据而对其瞬时处理能力有较高的要求。下面，以槽位9为例对端口号和传输时序的对应关系进行具体的说明。槽位9占用端口号是128～143。端口128相对第九槽就是偏移0个端口，对应PortBlock0。代入公式PCMPort＝PCMBASE×32+PORTBLOCK，128＝PCMBASE×32，得PCMBASE＝4，按照3比特倒序逆映射，得到PCMCH＝1，即当前PortBlock里，第1个传输的PCM通道。PortBlock0对应ETS0，即第0个传输的PortBlock。每个PortBlock发送8个语音数据，链路上语音通道的传输时序TS＝ETS*8+CH。代入式子得0*8+1＝1，即在链路的语音通道的传输时序1上传输端口128的数据；端口129相对槽位9就是偏移1个端口，对应PortBlock1。代入公式PCMPort＝PCMBASE×32+PORTBLOCK，129＝PCMBASE×32+1，得PCMBASE＝4，按照3比特倒序逆映射，对应PCMCH＝1。PortBlock1对应ETS16，带入式子TS＝ETS*8+CH得16*8+1＝129，即在链路的语音通道的传输时序TS129上传输端口129的数据；端口136相对槽位9就是偏移8个端口，对应portblock8。代入公式PCMPort＝PCMBASE×32+PORTBLOCK，136＝PCMBASE×32+8，计算得PCMBASE＝4，对应PCMCH＝1。PortBlock8对应ETS2，代入公式TS＝ETS*8+CH得2*8+1＝17，即在链路的语音通道的传输时序TS17上传输端口136的数据。值得说明的是，每个端口号所在的端口组号由所在的槽位确定，当其所在的槽位号为奇数时，其所在的端口组号为所述端口号相对该槽位号的偏移端口数；当其所在的槽位号为偶数时，其所在的端口组号为相对前一槽位号的偏移端口数。通过上述槽位号与传输时序的对应关系，两个槽位可由同一板件进行处理，容易扩展，在接收两个数据之间也有足够多时间进行处理。另一方面，比特位倒叙的映射运算在FPGA上容易实现，且占用资源少，耗时较低。参见图7，是本发明实施例3提供的一种数据帧传输的方法的流程示意图，实施例3在实施1的基础上还包括步骤：S3、所述第二通信设备通过预设周期的检测窗口对预设的链路管理通道进行校验，若校验成功，则开始接收同步的数据帧；其中，帧同步指的是接收方应当能从接收到的二进制比特流中区分出帧的起始与终止。在该步骤中，帧同步功能用到了OH通道的0x00、0x01、0x02通道。0x00通道传输固定的数据0x3F；0x01通道传输固定的数据0xFC；0x02通道传输帧号。时钟的同步已经由物理层来保证。接收方只要不断地移动检测窗口，直到在OH通道的0x00、0x01上得到固定数据0x3F、0xFC，且在OH通道的0x02上得到帧号，再锁定检测窗口。之后连续32帧内错误不超过2次，则判断为帧同步。S4、所述第二通信设备通过将所述数据帧中的数据进行CRC运算得到第一CRC运算结果，将第一CRC运算结果与特定的链路管理通道上的第二CRC运算结果进行比较，若所述第一CRC运算结果和第二CRC运算结果不一致，则确认所述数据存在误码；该步骤涉及数据帧传输差错识别过程，差错控制(errorcontrol)是指保证接收的数据完整、准确的方法。在数据传输过程中，无论传输系统的设计再怎么完美，差错总会存在，这种差错可能会导致在链路上传输的一个或者多个帧被破坏(出现比特差错，0变为1，或者1变为0)，从而接受方接收到错误的数据。为尽量提高接受方收到数据的正确率，在接收方接收数据之前需要对数据进行差错检测，当且仅当检测的结果为正确时接收方才真正收下数据。检测的方式有多种，常见的有奇偶校验、因特网校验和循环冗余校验(CRC)等。一旦发现数据存在异常则禁止异常数据传输到下一级设备，避免错误传递。对数据帧进行同步时，因为每帧有3072个比特。如图8所示，同步之前，将检测窗口的周期设置为3071比特，则窗口的滑动步进为1比特；一旦检测到符合要求的帧同步字，即OH通道的0x00、0x01上得到固定数据0x3F、0xFC，且在OH通道的0x02上得到帧号时，则将检测窗口的周期设置为3072比特，即无步进。而对数据帧进行差错检测时采用的是CRC校验。第一通信设备将每帧内的数据进行CRC运算，将第二运算结果插入到OH的0x06、0x07通道；第二通信设备将收到的数据进行CRC运算，将第一运算结果与收到的OH的0x06、0x07通道上的第二运算结果进行比较。如果计算结果不同，则表明传输中出现误码。第二通信设备统计CRC错误的次数，将错误次数值插入OH的0x22、0x23通道，返回到发送方，则第一通信设备也能知道之前的传输结果，可以进行下一步的处理，如告警等。如图9所示，为本发明实施例4提供的一种数据帧传输的系统100的结构示意图，包括：第一通信设备101，用于根据端口号与传输时序的对应关系，通过与当前传输时序对应的第一端口向第二通信设备发送数据；其中，端口号与传输时序的对应关系通过以下方式确定：根据每一端口号和其所在的端口组号获得相对应的语音通道基址；根据所述对应的语音通道通过比特位倒叙排列的方式获得对应的语音通道编号；根据所述端口组号通过比特位倒叙排列的方式获得对应的时隙编号，根据所述对应的时隙编号和语音通道编号获得与所述端口号对应的传输时序；第二通信设备102，用于通过与所述第一端口一一对应的第二端口接收所述数据，根据端口号与槽位号的对应关系，将所述第二端口接收到的数据发送到对应的槽位上进行处理。本发明实施例提供的数据帧传输的系统100的具体工作过程可参考实施例1对数据帧传输的方法的具体描述，在此不再赘述。综上，本发明实施例提供了一种数据帧传输的方法及系统，通过将帧结构中的时隙编号与端口组号、语音通道编号和语音通道基址分别进行比特位倒叙映射，从而获得端口号与传输时序的对应关系，根据该对应关系，第一通信设备通过与当前传输时序对应的第一端口向第二通信设备发送数据，第二通信设备通过对应的第二端口接收所述数据后，将所述数据发送到对应的槽位上进行处理，解决了现有技术将数据按照端口号从小到大顺序传输，而导致传输延迟较高或对扩展机柜上的用户板瞬时处理能力的要求较高的问题，每个槽位上的板件收到一个端口的数据后，能够在接收下一个端口数据之前，获得更多的处理时间，且比特位倒叙的映射计算占用资源少，耗时少。以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本
技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。当前第1页1 2 3