一種時延可控制的基於e1鏈路的ethernet傳輸系統的製作方法
2023-10-27 17:04:37
一種時延可控制的基於e1鏈路的ethernet傳輸系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及時延可控的基於E1鏈路的ETHERNET傳輸系統，其特徵在於：包括主設備和從設備，主設備設有主接收回路、主發送迴路，從設備設有從接收回路、從發送迴路，主接收回路通過E1鏈路連接從發送迴路，主發送迴路通過E1鏈路連接從接收回路；主接收回路包括主接收緩存單元、主延時計數單元、主GFP封裝單元和主E1發送單元，主發送迴路包括主E1接收單元、主GFP解封裝單元、主時延計數單元、主發送控制單元；從接收回路包括從接收緩存單元、從延時計數單元、從GFP封裝單元和從E1發送單元，從發送迴路包括從E1接收單元、從GFP解封裝單元、從時延計數單元和從發送控制單元。本實用新型採用硬體計算時延的方式，不修改傳輸ETHERNET的內容，簡化了系統設計，保證了連續兩幀時間間隔小的數據的傳輸時延精度。
【專利說明】—種時延可控制的基於E1鏈路的ETHERNET傳輸系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種時延可控的基於El鏈路的ETHERNET傳輸系統，屬於通信及其設備【技術領域】。
【背景技術】
[0002]PTP (IEEE1588 )是精密時間同步協議標準，可在主、從設備間提供基於網絡連接的時間同步功能。PTP協議採用軟硬體相結合的方式，在物理層由硬體打時間戳，主、從之間的同步精度可達微秒級。PTP同步精度會受網絡流量變化以及時延抖動等因素的影響，因此在進行多跳數、長距離傳輸時，同步精度往往不能得到保證。目前情況下，PTP協議還不能在傳統路由器或交換機上進行高精度遠程傳輸。
[0003]目前的傳輸網絡以SDH傳輸網為主體。SDH技術，以其可靠性、可控性、擴展性以及完善的網絡體制，在傳輸網中佔著主導地位。以SDH技術為基礎發展的MSTP (多業務傳送平臺)技術，在原有的SDH技術上增加了相關的數據接入、處理功能而形成，目前已經形成了多個版本:基於二層交換、內嵌RPR(彈性分組環)功能、內嵌MPLS功能、ATM處理等。在承載3G移動業務方面的性能也優於光纖直連、ATM等方案。
[0004]運營商目前擁有豐富的El資源，一般情況下，直接將PTP數據包通過ETHERNET/E1協議轉換器封裝到El鏈路，通過El鏈路接入SDH中實現長距離時間數據傳輸。通常乙太網口傳輸速率為1000/100/10Mbit/s，而El線路傳輸速率為2.048Mbit/s,並且乙太網接口的數據特徵為間歇性和突發性強，而El接口的數據特徵則是固定速率傳輸。由於速率不匹配，ETHERNET/E1協議轉換器都應具有緩存機制，因此，以太數據包通過協議轉換器的時延是不確定的。這不確定的傳輸時延對一般的以太數據業務影響不大，但對傳輸線路時延抖動敏感的以太業務影響大，如會造成PTP數據包授時精度的下降。傳統的ETHERNET/E1協議轉換器時延抖動可達幾十微秒，即使採用優先轉發PTP數據包的方式，時延抖動也會有幾個微秒。
[0005]現有技術中，公開了一種為解決PTP遠程傳輸時延抖動的ETHERNET/E1協議轉換方法，如圖3所示，將從網口進入的ETHERNET數據進行PTP數據識別，如果是PTP事件包則立即傳輸，否則將數據緩存傳輸。當識別到PTP事件報文時，立即中斷非PTP事件報文傳輸，優先傳輸PTP事件報文。該實現方法根據PTP事件包的長度固定的特點，採用即收即發的方式進行傳輸處理，保證了 PTP事件包通過該協議轉換傳輸系統的時延一致，從而到達控制線路時延的目的。但是要保證通過該傳輸系統的PTP事件包的時延精度，必須控制相鄰兩個PTP事件包的間隔，即要等前一個PTP事件包發送完成後，下一個PTP事件包再進入系統傳輸。因為以太和El的速率是不對等的，如無緩存控制功能，PTP事件包會積壓在發送端，這樣在發送端被諸塞的PTP事件包的時延精度會受影響。另外該系統對非PTP事件包做中斷傳輸處理的機制，會造成線路帶寬的效率下降；並且只能對PTP事件包做時延控制，不能對其他類型以太業務做時延控制，這決定了該系統的通用性不強。實用新型內容
[0006]本實用新型需要解決的技術問題，是提供一種時延可控的基於El鏈路的ETHERNET傳輸系統，該系統能夠極大的降低ETHERNET業務在轉換傳輸過程中的時延抖動，滿足像PTP報文這樣的對傳輸線路時延抖動要求嚴格的ETHERNET業務的應用需求。
[0007]本實用新型解決所述技術問題可以採用如下技術方案:
[0008]一種時延可控的基於El鏈路的ETHERNET傳輸系統，其結構特點在於:包括主設備MASTER和從設備SLAVE，主設備MASTER設有主接收回路、主發送迴路，從設備SLAVE設有從接收回路、從發送迴路，主接收回路通過El鏈路連接從發送迴路，主發送迴路通過El鏈路連接從接收回路；主接收回路由主接收緩存單元、主延時計數單元、主GFP封裝單元和主El發送單元連接而成，主發送迴路由主El接收單元、主GFP解封裝單元、主時延計數單元、主發送控制單元和主發送緩存單元連接而成；從接收回路由從接收緩存單元、從延時計數單元、從GFP封裝單元和從El發送單元連接而成，從發送迴路由從El接收單元、從GFP解封裝單元、從時延計數單元、從發送控制單元和從發送緩存單元連接而成；主設備MASTER和從設備SLAVE間的系統設置參數通過GFP管理幀傳輸，ETHERNET業務的優先級設置通過GFP管理巾貞傳輸。
[0009]本實用新型解決所述技術問題還可以採用如下技術方案:
[0010]進一步地，一種時延可控的基於El鏈路的ETHERNET傳輸系統，其結構特點還在於:
[0011]I)主、從接收緩存單元，用於接收、緩存來自乙太網接口的ETHERNET數據，並具有ETHERNET數據包類型識別功能，將ETHERNET數據包根據系統對業務數據分類設置分為一般數據包和特殊數據包(指定做延時控制的ETHERNET業務，如PTP)；
[0012]2)主、從時延計數單元，用於跟蹤、計數ETHERNET特殊數據包的時延；
[0013]3)主、從GFP封裝單元，用於將ETHERNET及其時延數據進行GFP幀封裝；
[0014]4)主、從El發送單元，用於將GFP幀適配到El傳輸並向El線路接口發送；
[0015]5)主、從El接收單元，用於接收來自El接口的數據；
[0016]6)主、從GFP解封裝單元，用於從GFP幀中解出ETHERNET和攜帶的時延數據；
[0017]7)主、從發送緩存單元，用於緩存ETHERNET數據，並將一般數據包和特殊數據包分開緩存；
[0018]8)主、從發送控制單元，用於控制緩存的ETHERNET數據包的發送。當特殊數據包的總時延等於設置時延值時，發送緩存的特殊數據包；當以太接口空閒時並且不影響下一個特殊數據包發送的情況下，發送一般數據包。
[0019]本實用新型只針對ETHERNET特殊數據包做時延控制，對一般ETHERNET數據包不做時延控制，這樣在滿足特殊數據包的時延抖動的情況下，儘可能的發揮了系統的傳輸功能，並提高線路帶寬利用率。
[0020]本實用新型具有如下突出的有益效果:
[0021]1、通用性強:本實用新型採用GFP封裝傳輸數據，很方便的實現對不同長度的ETHERNET數據進行傳輸；利用GFP幀的擴展頭傳輸特殊ETHERNET的時延數據；對傳輸數據進行識別，對特殊ETHERNET數據進行時延控制，對一般數據不進行時延控制；主、從設備間通過GFP管理傳遞系統設置和管理信息，方便維護和查詢。本實用新型中，還可對ETHERNET數據的類型進行優先級設置，即指定特定ETHERNET數據業務進行時延控制傳輸，這樣不僅提高了系統的靈活性，也提高了系統的通用性。
[0022]2、數據完整性好:本實用新型為傳輸的數據設置了緩存，並對高優先級的數據做時延計算，允許高優先級的數據在發送端緩存延時，即使當前傳輸的數據的優先級低，也要先完成當前數據傳輸後，才傳輸優先級高的數據，這樣即保證了線路傳輸數據的完整性，也提高了線路有效帶寬，因此具有保持數據完整性的有益效果。克服了一般的ETHERNET傳輸系統當有高優先級數據傳輸時，易中斷正在傳輸的低優先級數據、從而破壞系統中傳輸數據的完整性的缺陷。
[0023]3、時延控制精度可以保證:本實用新型提出的基於El鏈路傳輸EHTERNET業務，並控制傳輸時延的方法，採用硬體計算時延的方式，不修改傳輸ETHERNET的內容，簡化了系統設計，同時在緩存的基礎上實現時延控制，可以控制ETHERNET數據時延抖動小於I微秒。另外，本實用新型中對高優先級的數據具有緩存功能，這樣從機制上保證了連續兩幀時間間隔小的數據的傳輸時延精度，克服了現有技術的同類系統易會造成後一幀高優先級數據的傳輸時延變化的缺陷。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]圖1是本實用新型的基於El鏈路的ETHERNET主、從設備傳輸系統原理圖。
[0025]圖2是本實用新型涉及的GFP幀格式示意圖。
【具體實施方式】
[0026]具體實施例1:
[0027]參見圖1，本實用新型涉及的時延可控的基於El鏈路的ETHERNET傳輸系統，包括主設備MASTER和從設備SLAVE，主設備MASTER設有主接收回路、主發送迴路，從設備SLAVE設有從接收回路、從發送迴路，主接收回路通過El鏈路連接從發送迴路，主發送迴路通過El鏈路連接從接收回路；主接收回路由主接收緩存單元、主延時計數單元、主GFP封裝單元和主El發送單元連接而成,主發送迴路由主El接收單元、主GFP解封裝單元、主時延計數單元、主發送控制單元和主發送緩存單元連接而成；從接收回路由從接收緩存單元、從延時計數單元、從GFP封裝單元和從El發送單元連接而成,從發送迴路由從El接收單元、從GFP解封裝單元、從時延計數單元、從發送控制單元和從發送緩存單元連接而成；主設備MASTER和從設備SLAVE間的系統設置參數通過GFP管理幀傳輸，ETHERNET業務的優先級設置通過GFP管理幀傳輸。
[0028]本實施例中:
[0029]主、從接收緩存單元，用於接收、緩存來自乙太網接口的ETHERNET數據，並具有ETHERNET數據包類型識別功能，將ETHERNET數據包根據系統對業務數據分類設置分為一般數據包和特殊數據包(指定做延時控制的ETHERNET業務，如PTP);主、從時延計數單元，用於跟蹤、計數ETHERNET特殊數據包的時延；主、從GFP封裝單元，用於將ETHERNET及其時延數據進行GFP幀封裝；主、從El發送單元，用於將GFP幀適配到El傳輸並向El線路接口發送；主、從El接收單元，用於接收來自El接口的數據；主、從GFP解封裝單元，用於從GFP幀中解出ETHERNET和攜帶的時延數據；主、從發送緩存單元，用於緩存ETHERNET數據，並將一般數據包和特殊數據包分開緩存；主、從發送控制單元，用於控制緩存的ETHERNET數據包的發送，當特殊數據包的總時延等於設置時延值時發送緩存的特殊數據包，當以太接口空閒時並且不影響下一個特殊數據包發送的情況下，發送一般數據包。
[0030]本實用新型只針對ETHERNET特殊數據包做時延控制，對一般ETHERNET數據包不做時延控制，這樣在滿足特殊數據包的時延抖動的情況下，儘可能的發揮了系統的傳輸功能，並提高線路帶寬利用率。
[0031]參照圖1和圖2，本實用新型中ETHERNET數據採用GFP封裝，GFP幀結構符合G.7041的規定。在系統中傳輸的GFP幀分為兩類:傳輸ETHERNET數據的幀(PTI=OOOO)和系統管理幀(PTI=IOO),如下表。將ETHERNET映射到GFP淨荷封裝，ETHERNET數據中帶有FCS校驗，因此設置PFI=0。系統傳輸一般數據不使用擴展報頭EXI=OOOO,傳輸特殊數據採用擴展報頭傳輸時延數據，EXI=0011。用戶淨荷識別符規定為UPI=11110000。擴展報頭欄位設置為3Bytes，傳輸時延數據。
【權利要求】
1.一種時延可控的基於El鏈路的ETHERNET傳輸系統，其特徵在於:包括主設備MASTER和從設備SLAVE，主設備MASTER設有主接收回路、主發送迴路，從設備SLAVE設有從接收回路、從發送迴路，主接收回路通過El鏈路連接從發送迴路，主發送迴路通過El鏈路連接從接收回路；主接收回路由主接收緩存單元、主延時計數單元、主GFP封裝單元和主El發送單元連接而成，主發送迴路由主El接收單元、主GFP解封裝單元、主時延計數單元、主發送控制單元和主發送緩存單元連接而成；從接收回路由從接收緩存單元、從延時計數單元、從GFP封裝單元和從El發送單元連接而成，從發送迴路由從El接收單元、從GFP解封裝單元、從時延計數單元、從發送控制單元和從發送緩存單元連接而成；主設備MASTER和從設備SLAVE間的系統設置參數通過GFP管理幀傳輸，ETHERNET業務的優先級設置通過GFP管理巾貞傳輸。
2.根據權利要求1所述的一種時延可控的基於El鏈路的ETHERNET傳輸系統，其特徵在於: 1)主、從接收緩存單元，用於接收、緩存來自乙太網接口的ETHERNET數據，並具有ETHERNET數據包類型識別功能，將ETHERNET數據包根據系統對業務數據分類設置分為一般數據包和特殊數據包； 2)主、從時延計數單元，用於跟蹤、計數ETHERNET特殊數據包的時延； 3)主、從GFP封裝單元，用於將ETHERNET及其時延數據進行GFP幀封裝； 4)主、從El發送單元，用於將GFP幀適配到El傳輸並向El線路接口發送； 5)主、從El接收單元，用於接收來自El接口的數據； 6)主、從GFP解封裝單元，用於從GFP幀中解出ETHERNET和攜帶的時延數據； 7)主、從發送緩存單元，用於緩存ETHERNET數據，並將一般數據包和特殊數據包分開緩存； 8)主、從發送控制單元，用於控制緩存的ETHERNET數據包的發送，當特殊數據包的總時延等於設置時延值時發送緩存的特殊數據包，當以太接口空閒時並且不影響下一個特殊數據包發送的情況下，發送一般數據包。
【文檔編號】H04L7/00GK203466828SQ201320521334
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年8月23日 優先權日:2013年8月23日
【發明者】張斌, 何定高, 陳寶仁, 鄧皓, 卓越, 傅俊鵬, 楚鷹軍 申請人:中國能源建設集團廣東省電力設計研究院, 電信科學技術第五研究所