專利名稱：多協(xié)議靈活成幀器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，更具體地說，涉及能夠自動支持兩種或多種數(shù)據(jù)幀協(xié)議的數(shù)據(jù)成幀器。
背景技術：
眾所周知，用于在通信網(wǎng)絡上的源與目的地之間傳輸信息的數(shù)據(jù)通信協(xié)議一般會采用用于在源與目的地之間同步數(shù)據(jù)的成幀體系結構。數(shù)據(jù)幀可被分成各個部分，包括消息部分和與消息部分相關的信息部分(如成幀數(shù)據(jù))，信息部分例如用來識別幀的邊界和維護通信網(wǎng)絡路徑。信息部分一般位于數(shù)據(jù)幀的頭部和/或尾部。不同的數(shù)據(jù)通信協(xié)議通常采用不同的幀結構用以在通信網(wǎng)絡上發(fā)送數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)成幀器是通常完成數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的數(shù)據(jù)鏈路層功能的設備。當用于系統(tǒng)的接收端時，成幀器搜尋輸入數(shù)據(jù)流，以獲得預置格式或協(xié)議的數(shù)據(jù)幀。一旦利用預置協(xié)議識別出幀邊界，有效的用戶數(shù)據(jù)將被隨后的處理階段在幀中定位。在發(fā)送端，成幀器將用戶數(shù)據(jù)組織到對應于在通信網(wǎng)絡上傳輸?shù)念A置協(xié)議的幀中。
常規(guī)的成幀器通常只能處理單一幀協(xié)議。由于常規(guī)的成幀器特別地為選定的協(xié)議完成所有的功能，與選定協(xié)議不匹配的接收到的數(shù)據(jù)流不會被識別為有效。同樣，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流將只能按單一選定的協(xié)議成幀。此外，通常存在用于不同的數(shù)據(jù)傳輸速率的不同的給定協(xié)議。成幀器通常是基于目標數(shù)據(jù)速率優(yōu)化的。因而，當數(shù)據(jù)速率發(fā)生變化時，成幀器的設置通常必須被手動地修改以相應于所要求速率的選定協(xié)議。
因此，提供能自動支持多種幀協(xié)議和/或數(shù)據(jù)傳輸速率的成幀器將是有利的。
發(fā)明概述本發(fā)明提供了用于形成用于例如數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中的多協(xié)議成幀器的技術。多協(xié)議成幀器能夠自動檢測通過傳輸介質，例如光纖網(wǎng)絡中接收到的輸入的數(shù)據(jù)流中的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議。特定的協(xié)議一旦被成幀器檢測到，成幀器就被配置為從輸入數(shù)據(jù)流中提取有效數(shù)據(jù)和/或按照檢測到的協(xié)議將有效數(shù)據(jù)成幀用于傳輸介質上傳輸。因此，利用本發(fā)明的技術，可提供不僅能自動處理多種數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議、還能消除預先知道協(xié)議類型的需要的數(shù)據(jù)成幀器。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，一種能夠支持可能出現(xiàn)在源數(shù)據(jù)流中的至少兩種不同的數(shù)據(jù)幀協(xié)議的數(shù)據(jù)成幀器包括兩個或兩個以上的成幀電路和與這些成幀電路相耦合的控制器。根據(jù)與每個成幀電路相關的不同的數(shù)據(jù)幀協(xié)議，配置每個成幀電路以從源數(shù)據(jù)流中提取用戶數(shù)據(jù)?？刂破鬟M行操作以(i)接收源數(shù)據(jù)流并自動確定出至少兩種不同數(shù)據(jù)幀協(xié)議的哪一種對于源數(shù)據(jù)流；以及(ii)響應源數(shù)據(jù)流中的確定的數(shù)據(jù)幀協(xié)議，與第一和第二數(shù)據(jù)幀協(xié)議之一匹配，將源數(shù)據(jù)流路由到第一成幀電路和第二個成幀幀電路之一。
通過閱讀以下說明性的實施例的具體描述并結合附圖，本發(fā)明的這些和其它目的、特征和優(yōu)點將變得明顯。


圖1的方框圖示出了本發(fā)明的多協(xié)議靈活成幀器的系統(tǒng)組成；圖2的方框圖示出了按照本發(fā)明的一方面相成的接收端多協(xié)議成幀器；圖3的方框圖示出按照本發(fā)明被圖2說明性多協(xié)議成幀器用來確定輸入數(shù)據(jù)流的協(xié)議的示例性決策樹；圖4的方框圖示出了按照本發(fā)明形成的發(fā)送端多協(xié)議成幀器；
圖5的方框圖用于實現(xiàn)本發(fā)明的方法的通用數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。
具體實施例方式
本發(fā)明提供了用于形成多協(xié)議成幀器的技術。多協(xié)議成幀器是在此具體參考用于在光纖網(wǎng)絡上傳輸數(shù)據(jù)的同步光網(wǎng)絡(SONET)/同步數(shù)字系列(SDH)、以太廣域網(wǎng)(WAN)、以太局域網(wǎng)(LAN)，光纖信道WAN和光纖信道LAN的協(xié)議來描述的。但應當理解，本發(fā)明不限于這些或任何特定數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議和/或通信介質。
SONET標準的詳細描述可以例如在美國國家標準化協(xié)會(ANSI)文檔T1.105-1995，T1.105.02-1995，T1.105.04-1995和T1.105.09-1996中找到，在此引入作為參考。WAN同步標準可以例如在ANSI的T1TR3GPP27.103-300中找到，在此引入作為參考。同樣，LAN協(xié)議標準的綜述可以在例如國際標準化組織(ISO)/國際電工委員會(IEC)的文檔TR8802-12001，ISO/IEC10038-1993、電氣和電子工程師協(xié)會(IEEE)的文檔802.7-1989和IEEE802.1q-1998中找到，在此引入作為參考。光纖信道協(xié)議標準例如在“Fiber Channel-Physical and Signaling Interface”(ANSI X3.230-1994)中加以描述。因此，這些常規(guī)的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議的詳細描述將不在此表述。
在包括成幀器的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中，判斷使用哪種成幀格式用以在源和目的地之間傳輸數(shù)據(jù)的方法是從成幀器外部人工設置數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議。然而，這通常需要預先知道源所使用的協(xié)議。此外，只要輸入數(shù)據(jù)流的協(xié)議發(fā)生變化，與成幀器相關的控制設置也必須人工改變以對應于輸入?yún)f(xié)議以識別輸入數(shù)據(jù)為有效。
為了使協(xié)議改變不必人工交互且不需要預先知道源使用的數(shù)據(jù)幀協(xié)議，本發(fā)明提供了用于自動檢測接收到的數(shù)據(jù)流的協(xié)議并鎖定此協(xié)議使用的幀體系結構的技術。一旦協(xié)議在成幀器的接收端被確定，成幀器的發(fā)送端可自動設置為對應于檢測出的協(xié)議。在這種方式下，根據(jù)本發(fā)明形成的成幀器能夠有利地確定自身的功能而不用人工交互。另外，本發(fā)明中的數(shù)據(jù)成幀器可提供響應用戶選擇的控制信號改變數(shù)據(jù)幀協(xié)議的能力。
圖1示出了按照本發(fā)明形成的典型的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。說明性的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)100優(yōu)選地包括時鐘和數(shù)據(jù)恢復(CDR)電路102、一對多協(xié)議靈活成幀器104和106、一對介質訪問控制器(MAC)112和114，和交換機/路由器116。CDR電路102和傳輸介質，如光纖網(wǎng)絡118，耦合以傳輸數(shù)據(jù)。CDR 102至少部分地以操作地分別將輸入和輸出數(shù)據(jù)流串行化和/或解串行化。在系統(tǒng)的接收端，一個成幀器104被可操作地配置為從CDR電路102中接收輸入數(shù)據(jù)流120。輸入數(shù)據(jù)流120可包含多個待確定協(xié)議之一的數(shù)據(jù)幀。在系統(tǒng)的發(fā)送端，另一個成幀器106被可操作地配置為向CDR電路102發(fā)送輸出數(shù)據(jù)流122。和輸入數(shù)據(jù)流120一樣，輸出數(shù)據(jù)流122可包括多個協(xié)議之一的數(shù)據(jù)幀，并且優(yōu)選地與輸入數(shù)據(jù)流的協(xié)議匹配。
在接收端，多協(xié)議成幀器104優(yōu)選地配置成自動檢測輸入數(shù)據(jù)流的協(xié)議并從中提取有效數(shù)據(jù)。一旦協(xié)議被確定，有效數(shù)據(jù)就能被容易地定位在對應于檢測出的協(xié)議的給定幀中。成幀器104優(yōu)選地包括第一輸出124，用于向交換機/路由器116提供SONET/SDH型數(shù)據(jù)。由于成幀器104也優(yōu)選地包括第二輸出130，用于想介質訪問控制器(MAC)112提供以太網(wǎng)/光纖信道數(shù)據(jù)，介質訪問控制器(MAC)112被可操作地耦合到交換機/路由器116。MAC 112至少部分用作估計系統(tǒng)中的交換路由選擇。
在發(fā)送端，多協(xié)議成幀器106優(yōu)選地被配置為或者直接從交換機/路由器116接收SONET/SDH型數(shù)據(jù)126，或者通過MAC 114從交換機/路由器116接收以太網(wǎng)/光纖信道型數(shù)據(jù)128。無論如何，從交換機/路由器116接收到的數(shù)據(jù)優(yōu)選地被發(fā)送端多協(xié)議成幀器106利用接收端104多協(xié)議成幀器所檢測到的協(xié)議進行成幀。然后，成幀后的數(shù)據(jù)作為輸出數(shù)據(jù)流122被發(fā)送到CDR 102，用于將數(shù)據(jù)通過光纖網(wǎng)絡118傳輸?shù)侥康牡亍?br> 現(xiàn)在參照圖2，圖中示出了按照本發(fā)明的一個方面的被配置為接收端操作的多協(xié)議靈活成幀器。為了便于解釋，將多協(xié)議成幀器200優(yōu)選地組織成幾個功能塊，包括協(xié)議鎖和幀同步引擎202、SONET/SDH成幀模塊204和以太網(wǎng)/光纖信道成幀模塊208。應當理解，這些功能塊的每一個都可以由單獨的與其對應的電路實現(xiàn)，這些單獨的與其對應的電路如數(shù)字信號處理器(DSP)或其它的處理設備?；蛘撸梢允褂脝我坏碾娐穼崿F(xiàn)一個以上的功能塊。而且，本領域的技術人員應當理解，本發(fā)明考慮到可以以運行在處理器上的軟件、硬件或軟件和硬結合來實現(xiàn)與成幀器相關的一個或多個功能塊。
協(xié)議鎖和幀同步引擎202優(yōu)選地接收，例如光纖網(wǎng)絡提供的輸入數(shù)據(jù)流226，并且在輸入數(shù)據(jù)流中搜索以得到幀同步模式。例如對于WAN協(xié)議，數(shù)據(jù)流可以包括成幀字節(jié)A1和A2，它指示了同步傳輸信號(STS)幀的開始?；蛘?，在LAN協(xié)議的情況下，數(shù)據(jù)流可以在每66比特包含一個01/10比特序列，指示LAN型數(shù)據(jù)幀的開始。協(xié)議鎖和幀同步引擎202優(yōu)選地包括兩個或多個狀態(tài)機210和212，狀態(tài)機210、212每一個被配置為可操作地檢測輸入數(shù)據(jù)流226中的不同的預定協(xié)議。本發(fā)明考慮到可將另外的狀態(tài)機(未示出)加到協(xié)議鎖和幀同步數(shù)據(jù)引擎202，以便檢測輸入數(shù)據(jù)流中的與其對應的另外的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，這樣擴大了成幀器的協(xié)議檢測能力。
狀態(tài)機210、212優(yōu)選地接收輸入數(shù)據(jù)流226并基本上并行操作，以大體上掃描輸入數(shù)據(jù)流并按照與其相關的預定協(xié)議標準檢測數(shù)據(jù)幀。通過并行操作，狀態(tài)機210、212能更快地檢測粗在輸入數(shù)據(jù)流中的待確定協(xié)議。因此，按照本發(fā)明形成的數(shù)據(jù)成幀器的速度得到顯著提高。當一個狀態(tài)機檢測到對應于其配置協(xié)議的特定數(shù)據(jù)幀時，此狀態(tài)機可以稱為處于“入幀”狀態(tài)或“鎖定”狀態(tài)，另一個狀態(tài)機可被禁用或者關閉直到入幀狀態(tài)結束。通過禁用不使用的狀態(tài)機，降低了成幀器的功耗。
當協(xié)議鎖和幀同步引擎20識別輸入數(shù)據(jù)流為WAN型協(xié)議時，在此例中用于檢測數(shù)據(jù)流226中的WAN型協(xié)議的狀態(tài)機210優(yōu)選地產(chǎn)生控制信號以指示它處于入幀狀態(tài)。由狀態(tài)機210產(chǎn)生的入幀控制信號可用來在操作上禁用狀態(tài)機212和/或傳送輸入數(shù)據(jù)流到與狀態(tài)機210相關的后續(xù)處理電路。一旦輸入數(shù)據(jù)流的協(xié)議被識別，入幀的狀態(tài)機(例如210)優(yōu)選地繼續(xù)周期性的監(jiān)視輸入數(shù)據(jù)流226以確定是否還處于入幀狀態(tài)。應當理解，一旦狀態(tài)機處于入幀狀態(tài)，指示出已知數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，可容易地確定對應于檢測出的協(xié)議的幀邊界。因此，本領域的技術人員應當理解，為了確定入幀狀態(tài)是否仍然存在，狀態(tài)機只需監(jiān)視輸入數(shù)據(jù)流以得到預期的幀邊界。
狀態(tài)機210通過線路214傳送前面被確認為WAN型協(xié)議的輸入數(shù)據(jù)流到SONET/SDH成幀塊204。SONET/SDH成幀塊204優(yōu)選地確定輸入數(shù)據(jù)流是SONET/SDH協(xié)議還是WAN接口子層(WIS)協(xié)議，本領域的技術人員知道，這兩個協(xié)議分別由SONET/SDH標準和WIS標準(如，ANSI T1.416-1999，其在此引入作為參考)定義的，為了實現(xiàn)這一點，SONET/SDH成幀塊204可以配置成為檢測輸入數(shù)據(jù)流中的一個或多個預定字節(jié)的位置。例如，SONET/SDH成幀塊204可以在操作上檢測在SONET/SDH協(xié)議中采用的、但WIS協(xié)議中不使用并被置為特定的邏輯電平如邏輯零的特定開銷字節(jié)。應當理解，按照本發(fā)明可采用用于識別特定的協(xié)議或區(qū)分在輸入數(shù)據(jù)流中的兩種或兩種以上協(xié)議的替代技術。
當?shù)絊ONET/SDH成幀塊204的輸入數(shù)據(jù)流214被確定為完全是SONET/SDH協(xié)議時，SONET/SDH成幀塊204優(yōu)選地例如通過線路222直接傳送數(shù)據(jù)流到后續(xù)處理電路(如圖1中的交換機/路由器116)。或者，當數(shù)據(jù)流214并沒有被識別為SONET/SDH協(xié)議時，包括在SONET/SDH成幀塊204中的WIS塊228優(yōu)選地通過線路218將數(shù)據(jù)流傳送到狀態(tài)機212進一步處理。由于WIS幀大體上包括多個以太網(wǎng)/光纖信道幀，WIS數(shù)據(jù)流218可以按照LAN型協(xié)議進一步處理。
當協(xié)議鎖和幀同步引擎202識別輸入數(shù)據(jù)流226為LAN型協(xié)議時，狀態(tài)機212優(yōu)選地產(chǎn)生入幀控制信號。由狀態(tài)機212產(chǎn)生的入幀控制信號可以以如先前所述的、與狀態(tài)機210一致的方式，用以在操作上禁用狀態(tài)機210，以及與其相關的任何未使用電路(如SONET/SDH成幀塊204)，和/或將數(shù)據(jù)流226路由到與狀態(tài)機212相關的后續(xù)處理電路。如前所述，一旦輸入數(shù)據(jù)流226中的協(xié)議被識別，入幀狀態(tài)機(如212)優(yōu)選地繼續(xù)周期性地監(jiān)視數(shù)據(jù)流以確定是否仍處于入幀狀態(tài)。
狀態(tài)機212在操作上將已確定是LAN型協(xié)議的數(shù)據(jù)流路由到加擾器/解擾器206，此加擾器/解擾器包含在以太網(wǎng)/光纖信道成幀塊208中。加擾器/解擾器206優(yōu)選地被配置為可提取輸入幀中的凈負荷和開銷字段，這些凈負荷和開銷都是先前被加擾以便在數(shù)據(jù)流中提供足夠的比特躍遷(如0到1或1到0)。本領域的技術人員應當理解，在采用接收機鎖相環(huán)的光纖系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)流一般必須被編碼為包括預定數(shù)量比特躍遷，以便允許接收機鎖相環(huán)以低抖動從接收到的數(shù)據(jù)中恢復時鐘信號。如前面所敘述的，由于WIS幀實質上包含多個以太網(wǎng)/光纖信道幀，WIS數(shù)據(jù)流218可被以太網(wǎng)/光纖信道成幀塊208進一步處理。此外，加擾器/解擾器206可以提供數(shù)據(jù)編碼/解碼以達到誤碼檢測和/或糾正的目的。例如，在LAN型協(xié)議中，對于每66比特接收到的數(shù)據(jù)，只有64比特是凈數(shù)據(jù)。因此，解擾器優(yōu)選地被配置為將66比特數(shù)據(jù)流216移位成64比特數(shù)據(jù)流224(如利用66比特/64比特解碼器)。
以太網(wǎng)/光纖信道成幀塊208優(yōu)選地確定輸入數(shù)據(jù)流216是以太網(wǎng)協(xié)議還是光纖信道協(xié)議，這兩個寫分別由以太網(wǎng)和光纖信道標準所定義。以太網(wǎng)/光纖信道成幀塊208可被配置為利用各種技術以區(qū)分太網(wǎng)和光纖信道協(xié)議，此各種技術如有序集信令、文件頭(SOF)識別、文件尾(EOF)識別和開路光纖控制(OFC)信令，這些在下面將進一步詳細解釋。同樣也考慮到適用于本發(fā)明的替代區(qū)分識別技術。
本領域的技術人員應當理解，在光纖信道協(xié)議的環(huán)境下，有序集是四字節(jié)傳輸字，它包括數(shù)據(jù)和作為第一個傳送字符的專用字符。例如，有序集可以是幀定界符、原始信號或原始序列。有序集被至少部分地用來區(qū)分光纖信道控制信息和數(shù)據(jù)，并提供獲得比特和字同步的可行性。這也建立了字邊界對準。按照IEEE標準802.3ae的幀信令(FSIG)被用來發(fā)送光纖信道代碼的有序集，并且總是以專用字符K28.2開頭。位于有序集byte 0位置的特殊字符K28.2將總是指示光纖信道有序集數(shù)據(jù)，如K28.2-Dx1.y1-Dx2.y2-Dx3.y3，然后再轉換回適當?shù)墓饫w信道有序集，例如K28.5-Dx1.y1-Dx2.y2-Dx3.y3。
另一種用于區(qū)分以太網(wǎng)和光纖信道協(xié)議的技術是SOF和EOF識別。幀定界符SOF和EOF分別位于給定幀內(nèi)容的緊前面頭和緊后面。SOF和EOF在以太網(wǎng)和光纖信道中不同地進行處理。例如，對SOF和EOF，光纖信道采用特定的有序集。另一方面，以太網(wǎng)只為SOF和EOF采用單一控制字符。此外，由于光纖信道協(xié)議采用四字符有序集，定界符SOF和EOF的控制字符將總是位于同一字節(jié)位置上。然而，在以太網(wǎng)協(xié)議中只有SOF字符位于在同一字節(jié)位置，EOF字符可位于任何字節(jié)位置上。這些區(qū)別在10GHz光纖信道標準文檔版本1.0，第14部分，pp.53ff(2001年3月10日)和10GHz以太網(wǎng)標準文檔IEEE 802.3ae，草案2.3，48.3部分，pg.296ff中被闡述，這些文檔在此引入作為參考。
更具體地說，從位于以太網(wǎng)/光纖信道成幀塊208中的從66比特/64比特解碼器(未示出)中出來的字節(jié)，將優(yōu)選地與以太網(wǎng)協(xié)議和光纖信道協(xié)議特有的所期望的SOF和/或EOF字符比較。當具有適當?shù)腟OF和EOF字符對準和/或有序集序列的光纖信道被檢測到時，包括在以太網(wǎng)/光纖信道幀塊208中的狀態(tài)機優(yōu)選地開始計數(shù)具有適當?shù)腟OF和EOF的數(shù)據(jù)包，直到一個用戶定義的數(shù)量才終止，以確保沒有光纖信道檢測出錯的可能性。如果光纖信道集沒有被檢測出來，或如果在對于光纖信道協(xié)議的數(shù)據(jù)流中的錯誤或非預期字符位置檢測出EOF控制字符，則假定是以太網(wǎng)數(shù)據(jù)。在該例子中，與以太網(wǎng)具體相關的狀態(tài)機優(yōu)選地在適當?shù)淖止?jié)位置搜索SOF字符并開始適當?shù)赜嫈?shù)格式化的以太網(wǎng)包到用戶定義的最大計數(shù)值。
本發(fā)明優(yōu)選地采用上文描述的最大計數(shù)值，以提供在協(xié)議確定過程中的滯后量，以使成幀器少受到數(shù)據(jù)流中單個包錯誤而造成的“假信號和/或其它異常的影響。按照本發(fā)明，可以采用不同的技術來提供此滯后量。例如，可以在以太網(wǎng)/光纖信道成幀塊208中包含“有效包”計數(shù)器(未示出)。有效包計數(shù)器可以被初始化為預定計數(shù)值。如果過一定時間發(fā)現(xiàn)以太網(wǎng)或光纖信道幀的SOF和/或EOF格式化有錯，與有效包計數(shù)器相關的計數(shù)值增加1或者減少1，以便單個包錯誤不會導致以太網(wǎng)/幀的確定過程不希望地出現(xiàn)“假信號”或切換到使用另一種協(xié)議。本領域的技術人員應當理解，比較器(未示出)可以被與有效包計數(shù)器一道用來比較計數(shù)器值與預定計數(shù)值，以便確定是否應改變協(xié)議(如，檢測到的包錯誤數(shù)量不可接受)。如果沒有發(fā)現(xiàn)提供足夠低的誤碼率的任何協(xié)議，則成幀器可按照本發(fā)明以由與相關的標準或用戶確定的方式指示出鏈路丟失(LOL)。
應當理解，有各種可選擇的方法用來實現(xiàn)本發(fā)明的協(xié)議確定和切換功能。例如，按照本發(fā)明的另一方面，以太網(wǎng)/光纖信道成幀塊208可以先尋找以太網(wǎng)協(xié)議而不是光纖信道協(xié)議。為實現(xiàn)這一點，以太網(wǎng)/光纖信道成幀塊208可以被配置成為檢測可變EOF控制字符的位置?；蛘?，SOF和以太網(wǎng)前置字符可以被用來定義唯一的偽有序集，此偽有序集與對應于光纖信道協(xié)議的SOF有序集定義是不同的。
如前所述，按照本發(fā)明，還可以采用OFC信令定義技術來區(qū)分以太網(wǎng)協(xié)議和光纖信道協(xié)議。在數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)100(見圖1)的CDR電路102中可使用的OFC信令技術，依賴于在建立用于在單個光纖中傳輸一些數(shù)據(jù)流的850nm波分復用(WDM)光光纖信道鏈路。例如，對于OFC功能，光光纖信道鏈路可以采用由高速前端電路產(chǎn)生的信號，此信號被CDR電路102中的OFC電路處理以便產(chǎn)生激光起動信號(例如Laser_En)。本領域的技術人員應當理解，當高速前端電路檢測到信號時，該激光起動信號可以是邏輯高電平。由于無論是以太網(wǎng)協(xié)議還是SONET協(xié)議都不采用此信號，激光起動信號上升為邏輯高電平的任何鏈路都將自動地被認為是光纖信道鏈路。
圖3僅通過實施例示出了按照本發(fā)明被圖2的多協(xié)議成幀器用來確定輸入數(shù)據(jù)流的協(xié)議的說明性的決策樹300。如前所述，在節(jié)點302，輸入數(shù)據(jù)流被確定為WAN型協(xié)議或LAN型協(xié)議。當檢測出是WAN型協(xié)議時，成幀器將WAN型協(xié)議數(shù)據(jù)流320路由到節(jié)點304。節(jié)點304確定數(shù)據(jù)流320是SONET/SDH協(xié)議還是WIS協(xié)議。當檢測到SONET/SDH協(xié)議時，SONET/SDH數(shù)據(jù)流310被路由到預定的目的地。同樣，當節(jié)點304確定數(shù)據(jù)流320是WIS協(xié)議時，WIS協(xié)議數(shù)據(jù)流324被路由到節(jié)點308進一步處理。節(jié)點308在操作上確定數(shù)據(jù)流324是以太網(wǎng)協(xié)議還是光纖信道協(xié)議。由于在節(jié)點308接收到的數(shù)據(jù)流在前面已被確定為WAN型協(xié)議，節(jié)點308將或者輸出以太網(wǎng)WAN協(xié)議數(shù)據(jù)流316或者輸出光纖信道WAN協(xié)議數(shù)據(jù)流318到各個預定的目的地。
當節(jié)點302確定輸入數(shù)據(jù)流是LAN型協(xié)議時，LAN型協(xié)議數(shù)據(jù)流322被路由到節(jié)點306進一步處理。節(jié)點306在操作上確定數(shù)據(jù)流322是以太網(wǎng)協(xié)議還是光纖信道協(xié)議。由于在節(jié)點306接收到的數(shù)據(jù)流先前已被確定為LAN型協(xié)議，節(jié)點306將或者輸出以太LAN協(xié)議數(shù)據(jù)流312，或輸出光纖信道型LAN協(xié)議數(shù)據(jù)流314到各個預定的目的地。應當理解，節(jié)點306和節(jié)點308每一個至少部分地用作區(qū)分在給定輸入數(shù)據(jù)流中的以太網(wǎng)和光纖信道協(xié)議。因此，節(jié)點306和節(jié)點308可以以相同或相似的功能實現(xiàn)(如圖2中的塊208)。
隨著被本發(fā)明的多協(xié)議成幀器處理的協(xié)議數(shù)量和/或類型的變化，決策樹300將相應對應其變化。本領域的技術人員應當理解，還可以以與圖中所示決策樹300相一致的方式，為配置為發(fā)送端操作的多協(xié)議成幀器定義決策樹。
現(xiàn)在參見圖4，圖中示出了按照本發(fā)明被配置為發(fā)送端操作的說明性的多協(xié)議靈活成幀器400。同圖2所示的接收端多協(xié)議分幀器一樣，多協(xié)議分幀器400包括協(xié)議鎖和幀同步引擎202、SONET/SDH成幀模塊204和以太網(wǎng)/光纖信道成幀塊208。應當理解，這些功能塊的每一個都能由單獨的對應其的電路實現(xiàn)，例如，數(shù)字信號處理器(DSP)?；蛘?，可用單個電路實現(xiàn)一個以上功能塊。另外，本領域的技術人員應當理解，本發(fā)明還考慮到成幀器相關的一個或多個功能塊可以以運行在處理器上的軟件、硬件或軟件與硬件的結合來實現(xiàn)。
在發(fā)送操作中，多協(xié)議成幀器400優(yōu)選地被配置為接收源自SONET/SDH源的第一數(shù)據(jù)流402和源自以太網(wǎng)/光纖信道源的第二數(shù)據(jù)流404的至少之一，雖然不必同時接收。第一數(shù)據(jù)流402被路由到SONET/SDH成幀塊204，此塊在操作上處理接收到的數(shù)據(jù)并產(chǎn)生SONET/SDH協(xié)議輸出數(shù)據(jù)流408。包含在協(xié)議鎖和幀同步引擎202中的第一狀態(tài)機210優(yōu)選地被配置為按照WAN型協(xié)議處理數(shù)據(jù)。狀態(tài)機210節(jié)收到SONET/SDH協(xié)議數(shù)據(jù)流408，并產(chǎn)生WAN型協(xié)議幀用以通過光纖網(wǎng)絡414或另一種通信介質傳輸?shù)筋A定目的地。
源自以太網(wǎng)/光纖信道源的數(shù)據(jù)流404被路由到以太網(wǎng)/光纖信道成幀塊208，此塊在操作上處理接收到的數(shù)據(jù)并產(chǎn)生以太網(wǎng)/光纖信道協(xié)議輸出數(shù)據(jù)流406。以太網(wǎng)/光纖信道協(xié)議數(shù)據(jù)流406優(yōu)選地被包括在以太網(wǎng)/光纖信道成幀塊208中的加擾器/解擾器206編碼，以便在數(shù)據(jù)流中提供足夠的比特月錢(如0到1或1到0)，這一過程被稱為“加擾”。正如以前解釋的，在采用接收機鎖相環(huán)的光纖系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)流一般必須被編碼成包含預定數(shù)量的比特躍遷，以便使接收機鎖相環(huán)以減少的抖動從接收到的數(shù)據(jù)中恢復時鐘信號。
當源數(shù)據(jù)流404中的目的地協(xié)議是WAN型協(xié)議(如被接收端成幀器或被源數(shù)據(jù)流自身確定出)，加擾器/解擾器206產(chǎn)生編碼后的以太網(wǎng)/光纖信道協(xié)議數(shù)據(jù)流，此數(shù)據(jù)流優(yōu)選地經(jīng)過包含在協(xié)議鎖和幀同步引擎202中的第二狀態(tài)機212，被路由選擇到包含在SONET/SDH成幀塊204中的WIS塊228。WIS塊228按照WIS協(xié)議處理接收到的數(shù)據(jù)流410，并由SONET/SDH成幀塊204進一步處理以產(chǎn)生SONET/SDH協(xié)議輸出數(shù)據(jù)流408。狀態(tài)機210接收到SONET/SDH協(xié)議數(shù)據(jù)流408并產(chǎn)生WAN型協(xié)議幀用以通過光纖網(wǎng)絡414傳輸?shù)筋A定目的地。可以在成幀器400中包括復用器(MUX)412，以便將由狀態(tài)機212輸出的有選擇地路由或者到光纖網(wǎng)絡414或者到WIS塊228。也可以包含第二MUX 416以便有選擇地或者將LAN型數(shù)據(jù)流(如來自狀態(tài)機212)或者將WAN型數(shù)據(jù)流(如來自狀態(tài)機210)路由選擇到光纖網(wǎng)絡414。
當源數(shù)據(jù)流404的目的地協(xié)議是LAN型協(xié)議時，加擾器/解擾器206產(chǎn)生編碼后的以太網(wǎng)/光纖信道協(xié)議數(shù)據(jù)流406，此數(shù)據(jù)流被路由選擇到包含在協(xié)議鎖和幀同步引擎202中的第二狀態(tài)機212中。第二狀態(tài)機212優(yōu)選地被配置為處理LAN型協(xié)議的數(shù)據(jù)。狀態(tài)機212接收到編碼后的以太網(wǎng)/光纖信道協(xié)議數(shù)據(jù)流406并產(chǎn)生適當?shù)腖AN型協(xié)議幀用以通過光纖網(wǎng)絡414傳輸?shù)筋A定目的地。在該例中，輸出數(shù)據(jù)流并沒有通過WIS塊228進一步處理。
應當理解，在發(fā)送操作中輸出的協(xié)議可以由如前所述的、與接收端成幀器相關的狀態(tài)機產(chǎn)生的控制信號(如入幀控制信號)或其它手段確定?；蛘?，本發(fā)明考慮到關于與目的地協(xié)議的信息可被編碼成成幀器400接收到的輸入數(shù)據(jù)流。此外，發(fā)送端成幀器400所使用的協(xié)議可以由用戶選擇。
盡管圖中描繪的多協(xié)議成幀器包含對應于特定協(xié)議的與協(xié)議具體相關的功能塊，但這些功能塊中的一個或多個可以被一個以上協(xié)議共享。例如，加擾器/解擾器優(yōu)選地與協(xié)議無關，并且因此可被用于每個接收到的協(xié)議。同樣，除了微小的差異，加擾器/解擾器的功能在基本上是相同的，該微小的差異如映射控制有序集(如在光纖信道協(xié)議中)或字符(如在以太網(wǎng)協(xié)議中)。因此，只需要對其進行微小的修改，這些協(xié)議的編碼和/或解碼可以使用相同的硬件執(zhí)行。
有利的是，一旦輸入數(shù)據(jù)流的協(xié)議被確定，與未使用協(xié)議相關的那些功能塊就被關閉或禁用，因此，大大的降低了整個成幀器的功耗。例如，WIS幀開銷是SONET/SDH幀開銷的子集。因此，當接收到以太網(wǎng)/光纖信道WAN數(shù)據(jù)流時，至少一部分SONET/SDH功能塊被禁用。
由于關于接收到的數(shù)據(jù)流的協(xié)議的信息可用于以后的數(shù)據(jù)處理(例如在數(shù)據(jù)鏈路層)，按照本發(fā)明的另一方面，多協(xié)議成幀器優(yōu)選地被配置成提供與檢測到的協(xié)議相關的信息，以允許例如進一步的與協(xié)議相關的處理。這可以例如通過串行管理接口實現(xiàn)，例如，復用的數(shù)據(jù)輸入/輸出(MDIO)/復用的數(shù)據(jù)時鐘(MDC)接口，或當編碼的數(shù)據(jù)在接口使用時在帶內(nèi)實現(xiàn)。當所有要被傳輸?shù)臄?shù)據(jù)是網(wǎng)際協(xié)議(IP)格式時，發(fā)送端能被轉換到適當?shù)妮敵龈袷?。如果在交換機的輸入包括先進先出(FIFO)緩沖器或替代的緩沖設備，來自不同協(xié)議的IP數(shù)據(jù)就能夠在操作上饋送給交換機。緩沖使數(shù)據(jù)成幀器能夠處理輸入數(shù)據(jù)流的小的數(shù)據(jù)速率漂移。本領域的技術人員應當理解，對于給定協(xié)議的可接受的速率漂移，例如可以在對應于特定所使用的協(xié)議的標準中闡明。
關于CDR電路，如前面結合圖1所述，輸入數(shù)據(jù)流的時鐘和數(shù)據(jù)恢復必須在源自光纖網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)被成幀器接收到前完成。如下面表1所示，隨著在此描述的協(xié)議的不同，數(shù)據(jù)的速率也隨之變化，這些協(xié)議能被本發(fā)明的多協(xié)議成幀器恢復。
表1

在表1中，術語“XAUI”指10G比特相關單元接口而且所有的數(shù)據(jù)速率以Gbit/秒(Gbs)給出。CDR電路必須被配置成鎖定在此范圍內(nèi)的任何頻率，以便是成幀器適當?shù)毓ぷ鳌４送?，如果多協(xié)議成幀器中包括另外的協(xié)議和/或數(shù)據(jù)速率，CDR電路也必須被配置成能處理這些另外的頻率。
可以采用不同方法以確保CDR電路在感興趣頻率范圍操作。一種技術是配置CDR電路以使其可以自動鎖定輸入的頻率，如通過加進鎖相環(huán)(PLL)電路來實現(xiàn)。在另一個實施例中，可配置CDR電路以提供多個較窄頻帶以供選擇。本領域的技術人員應當理解，當多協(xié)議成幀器從CDR電路接收到的數(shù)據(jù)流不提供任何有用信息時，按照本發(fā)明的分幀器可以被配置成在CDR電路中啟動頻帶變化，以使CDR電路能鎖定輸入的頻率。此過程可不斷重復，直到成幀器檢測到數(shù)據(jù)流中的一種所支持協(xié)議的有效成幀序列為止。
如圖5所示，在此描述的本發(fā)明的多協(xié)議靈活成幀器可整體地或部分地根據(jù)處理系統(tǒng)500實現(xiàn)，該處理系統(tǒng)包括控制器或處理器502、存儲器504和用戶接口506。應當理解，在此使用的術語“處理器”旨在包括任何處理設備，如中央處理單元(CPU)和/或其它處理電路(如數(shù)字信號處理器(DSP)、微處理器、控制器等)。此外，應當理解，術語“處理器”可指帶一種以上的處理設備，并且與處理設備相關的各種元件可以被其它處理設備共享。在此處所用的術語“存儲器”旨在包括存儲器和與處理器或CPU相關的其它計算機可讀介質，如隨機存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、固定存儲介質(如硬盤)、可移動存儲介質(如軟盤)、閃存等。此外，這里用到的術語“用戶接口”旨在包括例如用于向處理器輸入數(shù)據(jù)的一種或多種輸入設備(如鍵盤、鼠標等)，和/或用于呈現(xiàn)與處理器相關的計算結果的一種或多種輸出設備(如監(jiān)視器等)。
因此，包括了用于執(zhí)行本發(fā)明方法的指令或代碼的應用程序或其軟件部分可存儲在多種相關的存儲介質上(如ROM、固定或可移動存儲器)，且當準備好被利用后，被處理器502完全或部分加載(到RAM)并執(zhí)行。無論如何，應當理解，圖1和圖2所示的一個或多個部件可以以各種形式的軟、硬件或其結合來實現(xiàn)，如具有相關存儲器的一個或多個數(shù)字信號處理器(DSP)、與應用具體相關的集成電路、功能電路等。
盡管在此已參照相關的附圖描述了本發(fā)明的說明性實施例，應該理解，本發(fā)明并不僅限于這些精確的實施例，在不超出所附權利要求的情況下，本領域的技術人員可以進行各種改變和修改。
權利要求
1.一種至少能支持可能出現(xiàn)在源數(shù)據(jù)流中的至少兩種不同的數(shù)據(jù)幀協(xié)議的數(shù)據(jù)成幀器，該數(shù)據(jù)成幀器包括第一成幀電路，被配置為按照兩種數(shù)據(jù)幀協(xié)議的第一種協(xié)議有選擇地從源數(shù)據(jù)流中提取用戶數(shù)據(jù)；第二成幀電路，被配置為按照兩種數(shù)據(jù)幀協(xié)議的第二種協(xié)議有選擇地從源數(shù)據(jù)流中提取用戶數(shù)據(jù)；以及與第一和至少第二成幀電路相耦合的控制器，控制器、第一成幀電路和第二成幀電路中的至少一個進行操作以(i)接收源數(shù)據(jù)流并且自動確定至少兩種不同的數(shù)據(jù)幀協(xié)議中的那一種對應于源數(shù)據(jù)流；以及(ii)響應源數(shù)據(jù)流的確定的數(shù)據(jù)幀協(xié)議與第一和第二數(shù)據(jù)幀協(xié)議之一之間的匹配，將源數(shù)據(jù)流路由選擇到第一成幀電路或第二成幀電路之一。
2.根據(jù)權利要求1的數(shù)據(jù)成幀器，其中每個成幀電路包括至少一個狀態(tài)機，該至少一個狀態(tài)機被配置為接收源數(shù)據(jù)流和確定對應于源數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)幀協(xié)議是否基本上和與該狀態(tài)機相關的數(shù)據(jù)幀協(xié)議匹配，所述至少一個狀態(tài)機的每一個包括對應于該狀態(tài)機的數(shù)據(jù)幀協(xié)議。
3.根據(jù)權利要求2的數(shù)據(jù)成幀器，其中每一個與成幀電路相關的狀態(tài)機被配置為基本上同時確定對應于源數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)幀協(xié)議。
4.根據(jù)權利要求2的數(shù)據(jù)成幀器，其中控制器被配置為能禁用與對應于源數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)幀協(xié)議不匹配的一個或多個與數(shù)據(jù)幀協(xié)議相關的狀態(tài)機。
5.根據(jù)權利要求1的數(shù)據(jù)成幀器，其中第一數(shù)據(jù)幀協(xié)議是廣域網(wǎng)(WAN)協(xié)議；以及第二數(shù)據(jù)幀協(xié)議是局域網(wǎng)(LAN)協(xié)議。
6.根據(jù)權利要求1的數(shù)據(jù)成幀器，其中第一數(shù)據(jù)幀協(xié)議是同步光網(wǎng)絡(SONET)/同步數(shù)字系列(SDH)協(xié)議；以及第二數(shù)據(jù)幀協(xié)議是以太網(wǎng)協(xié)議和光纖信道協(xié)議。
7.根據(jù)權利要求1的數(shù)據(jù)成幀器，還包括加擾器/解擾器，所述加擾器/解擾器能耦合在控制器和第一成幀電路和第二成幀電路中的至少一個之間，所述加擾器/解擾器在第一操作模式被配置為有選擇地插入預定比特躍遷到目的地數(shù)據(jù)流，在第二操作模式，被配置為有選擇地從源數(shù)據(jù)流中去除預定的比特躍遷。
8.根據(jù)權利要求1的數(shù)據(jù)成幀器，其中控制器進一步操作以(iii)檢測至少一個成幀電路的狀態(tài)，該至少一個成幀電路監(jiān)視源數(shù)據(jù)流以得到對應于源數(shù)據(jù)流的確定的數(shù)據(jù)幀協(xié)議的期望的幀邊界，(iv)當期望的幀邊界與對應于監(jiān)視的源數(shù)據(jù)流的幀邊界并不基本上匹配時，自動確定對應于源數(shù)據(jù)流的新的數(shù)據(jù)幀協(xié)議。
9.根據(jù)權利要求1的數(shù)據(jù)成幀器，其中控制器進一步操作以(iii)檢測至少一個成幀電路的狀態(tài)，該至少一個成幀電路監(jiān)視源數(shù)據(jù)流以得到對應于源數(shù)據(jù)流的確定的數(shù)據(jù)幀協(xié)議的期望的幀邊界，以及(iv)當對于源數(shù)據(jù)流的預定數(shù)量的連續(xù)幀，期望的幀邊界與對應于監(jiān)視的源數(shù)據(jù)流的幀邊界并不基本匹配時，自動確定對應于源數(shù)據(jù)流的新的數(shù)據(jù)幀協(xié)議。
10.根據(jù)權利要求1的數(shù)據(jù)成幀器，其中控制器附加地被配置為響應提供給數(shù)據(jù)成幀器的用戶選擇控制信號，來改變數(shù)據(jù)成幀器中的數(shù)據(jù)幀協(xié)議。
11.一種在源和目的地之間傳輸數(shù)據(jù)的方法，該方法包括以下步驟從源接收輸入數(shù)據(jù)流；從在輸入中可能出現(xiàn)的至少兩種數(shù)據(jù)幀協(xié)議中，自動確定對應于輸入數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)幀協(xié)議；在第一操作模式中，對應于輸入數(shù)據(jù)流的確定的數(shù)據(jù)幀協(xié)議提取數(shù)據(jù)；在第二操作模式中，對應于輸入數(shù)據(jù)流的確定的數(shù)據(jù)幀協(xié)議將數(shù)據(jù)成幀。
12.根據(jù)權利要求11的方法，還包括以下步驟監(jiān)視輸入的數(shù)據(jù)流以得到對應于輸入數(shù)據(jù)流的確定的數(shù)據(jù)幀協(xié)議的期望的幀邊界；以及當期望的幀邊界與對應于監(jiān)視的輸入數(shù)據(jù)流的幀邊界并不基本上匹配時，自動確定對應于輸入數(shù)據(jù)流的新的數(shù)據(jù)幀協(xié)議。
13.根據(jù)權利要求11的方法，還包括以下步驟監(jiān)視輸入數(shù)據(jù)流以得到對應于輸入數(shù)據(jù)流的確定的數(shù)據(jù)幀協(xié)議的幀邊界；以及當對于數(shù)據(jù)的預定數(shù)量的連續(xù)幀，期望的幀邊界都與對應于監(jiān)視的輸入數(shù)據(jù)流的幀邊界并不基本上匹配時，自動地確定對應于輸入數(shù)據(jù)流的新的數(shù)據(jù)幀協(xié)議。
14.根據(jù)權利要求11的方法，其中第一數(shù)據(jù)幀協(xié)議是廣域網(wǎng)(WAN)協(xié)議，而第二數(shù)據(jù)幀協(xié)議是局域網(wǎng)(LAN)協(xié)議。
15.根據(jù)權利要求11的方法，其中第一數(shù)據(jù)幀協(xié)議是同步光網(wǎng)絡(SONET)/同步數(shù)字系列(SDH)協(xié)議，第二數(shù)據(jù)幀協(xié)議是以太網(wǎng)協(xié)議和光纖信道協(xié)議中的一種。
16.根據(jù)權利要求11的方法，還包括以下步驟在第一操作模式中，有選擇地插入一個或多個預定比特躍遷到輸出數(shù)據(jù)流中；在第二操作模式中，有選擇地從輸入數(shù)據(jù)流中去除一個或多個預定比特躍遷。
17.一種用于在源和目的地之間傳輸數(shù)據(jù)的設備，該設備能夠支持可能出現(xiàn)在源數(shù)據(jù)流中的至少兩種不同的數(shù)據(jù)幀協(xié)議，該設備包括至少一個處理器，進行操作以(i)接收源數(shù)據(jù)流；(ii)自動確定對應于源數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)幀協(xié)議；(iii)在第一操作模式中，按照對應于源數(shù)據(jù)流的確定的數(shù)據(jù)幀協(xié)議提取數(shù)據(jù)；以及(iv)在第二操作模式中，按照對應于源數(shù)據(jù)流的確定的數(shù)據(jù)幀協(xié)議將數(shù)據(jù)成幀。
18.根據(jù)權利要求17的設備，其中所述至少一個處理器進一步操作以(v)監(jiān)視源數(shù)據(jù)流以得到對應于源數(shù)據(jù)流的所確定的數(shù)據(jù)幀協(xié)議的期望的幀邊界；以及(vi)當期望的幀邊界與對應于監(jiān)視的源數(shù)據(jù)流的幀邊界并不基本匹配時，自動地確定對應于源數(shù)據(jù)流的新的數(shù)據(jù)幀協(xié)議。
19.根據(jù)權利要求17的設備，其中所述至少一個處理器進一步操作以(v)監(jiān)視源數(shù)據(jù)流以得到對應于源數(shù)據(jù)流的確定的數(shù)據(jù)幀協(xié)議的期望的幀邊界；以及(vi)當對于數(shù)據(jù)流的預定數(shù)量的連續(xù)幀，期望的幀邊界都與對應于監(jiān)視的源數(shù)據(jù)流的幀邊界并不基本匹配時，自動確定對應于源數(shù)據(jù)流的新的數(shù)據(jù)幀協(xié)議。
20.根據(jù)權利要求17的設備，其中所述至少一個處理器進一步操作以(v)在第一操作模式中，有選擇地插入一個或多個預定比特躍遷到目的地數(shù)據(jù)流；(vi)在第二操作模式中，有選擇地從源數(shù)據(jù)流中去除一個或多個預定比特躍遷。
全文摘要
一種能支持可能出現(xiàn)在源數(shù)據(jù)流中的至少兩種不同的數(shù)據(jù)幀協(xié)議的數(shù)據(jù)成幀器(100)，包括兩個或兩個以上成幀電路(104，106)及一個與成幀電路相耦合的控制器。每個成幀電路(104，106)被配置為根據(jù)與各成幀電路相關的不同的數(shù)據(jù)幀協(xié)議從源數(shù)據(jù)流中提取用戶數(shù)據(jù)。該控制器進行操作以(i)接收源數(shù)據(jù)流并自動確定至少兩種不同數(shù)據(jù)幀協(xié)議對應于源數(shù)據(jù)流的那一種對應于源數(shù)據(jù)流；以及(ii)響應源數(shù)據(jù)流的確定的數(shù)據(jù)幀協(xié)議與第一和第二數(shù)據(jù)幀協(xié)議之一的匹配，將源數(shù)據(jù)流路由選擇(116)到第一和第二成幀電路之一。
文檔編號H04L29/08GK1520652SQ02812695
公開日2004年8月11日 申請日期2002年5月28日 優(yōu)先權日2001年5月31日
發(fā)明者C·L·海姆斯, M·B·里特, T·羅沃爾, C L 海姆斯, 侄 , 里特 申請人:國際商業(yè)機器公司