專利名稱：在電信網(wǎng)絡(luò)中使用tdm可變幀長度的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信網(wǎng)絡(luò)。更具體地且并非作為限制，本發(fā)明涉及電信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)在時(shí)分復(fù)用(TDM)幀中利用可變幀長度的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
在電信網(wǎng)絡(luò)中利用TDM技術(shù)的數(shù)字傳輸是眾所周知的。這種傳送已經(jīng)被部署了許多年。TDM技術(shù)采用通常具有125微秒的持續(xù)時(shí)間的所謂幀。每個(gè)幀的開頭正常情況下都用眾所周知的位模式發(fā)信號通知，這有助于接收裝置恢復(fù)幀對齊，由此便于恢復(fù)幀的有效載荷內(nèi)容。這個(gè)模式包括部分或所有的所謂TDM成幀模式或幀同步模式。許多電信服務(wù)(諸如數(shù)字TDM電話和數(shù)字租用線服務(wù))基于重復(fù)幀的概念。然而， 電信網(wǎng)絡(luò)迅速遷移到了沒有重復(fù)幀概念的基于分組的網(wǎng)絡(luò)。然而，這種基于分組的網(wǎng)絡(luò)必須繼續(xù)支持遺留的TDM服務(wù)。一些電信協(xié)議(諸如在具吉比特能力的無源光網(wǎng)絡(luò)(GPON)中使用的那些)保留了精確重復(fù)的成幀模式的概念，同時(shí)使任意有效載荷分段都適合于相繼成幀模式之間的間隔。這些任意有效載荷分段通常也稱為幀。在本發(fā)明的論述中，幀類型被區(qū)分為具有重復(fù)定時(shí)恢復(fù)幀類型的TDM幀或有效載荷幀。對于現(xiàn)有系統(tǒng)存在若干問題。TDM成幀同步模式必須重復(fù)出現(xiàn)在精確重復(fù)的時(shí)刻， 這些時(shí)刻在下文稱為“參考時(shí)刻”。因?yàn)橛行лd荷幀可具有任意長度，因此每個(gè)可能與另一個(gè)不同，難以使有效載荷幀適合于TDM幀間間隔。當(dāng)前有兩個(gè)解決方案用于克服這個(gè)問題。第一個(gè)，較低層成幀機(jī)制可定義為傳輸協(xié)議的一部分。在這個(gè)現(xiàn)有系統(tǒng)中，一個(gè)機(jī)制允許有效載荷幀分段，使得TDM成幀間間隔能完全用這些較低層幀和幀分段打包，而分段的有效載荷幀在接收端從較低層幀片段被重新組裝。例如在GPON中采用這種方法，由此以太網(wǎng)有效載荷幀被分段成所謂的GEM(GP0N封裝方法)幀。這種方法的缺點(diǎn)是，對于重新組裝有效載荷幀，存在相當(dāng)高的硬件成本。圖1是例證第一現(xiàn)有系統(tǒng)中成幀模式10的幀分段的圖解。成幀模式包含以精確時(shí)間間隔Y傳送的TDM成幀模式(FP) 12。參考時(shí)刻MJ6和28指定以速率Y重復(fù)出現(xiàn)的精確隔開的時(shí)間參考。可用于有效載荷幀的時(shí)間是成幀模式FP之間時(shí)間的其余部分，是被指定為X的恒定值。在每個(gè)FP 12之間的是可能任意或可變長度的有效載荷幀(Pay) 16。 如所例證的，存在不能在時(shí)間間隔X中完全傳送的過大尺寸的有效載荷幀18。由此，在現(xiàn)有系統(tǒng)中，有效載荷幀18被分段，并且部分在第一間隔20期間傳送，而部分在FP之后的第二間隔22中傳送。在第二現(xiàn)有解決方案中，傳輸邏輯可在傳送每個(gè)有效載荷幀前檢查每個(gè)有效載荷幀，并且僅當(dāng)在TDM成幀間間隔X中還有足夠時(shí)間用于整個(gè)有效載荷幀時(shí)才傳送該幀。X是可用于有效載荷幀的標(biāo)稱時(shí)間，并且在現(xiàn)有解決方案中不改變。如果沒有足夠時(shí)間，則保持該幀，直到TDM成幀模式FP之后。改為傳送某一其它(更小的)有效載荷幀通常是不可行的，因此TDM成幀間間隔的尾端保持不用，這表示傳輸容量的損失。
圖2在高級圖解50中例證了第二現(xiàn)有系統(tǒng)中成幀模式的幀推遲的圖解。如上面論述的，幀包含成幀模式FP 12，這些模式以具有Y持續(xù)時(shí)間的精確時(shí)間間隔傳送，并且它們指定參考時(shí)刻對、26和觀。在每個(gè)FP 12之間的是在其間傳送有效載荷幀16的不變間隔X。過大尺寸的有效載荷幀40從第一幀位置52推遲到FP 12之后的第二幀位置M。用這個(gè)解決方案，在位置56和58浪費(fèi)了容量。這兩個(gè)現(xiàn)有系統(tǒng)都沒給利用TDM系統(tǒng)內(nèi)的幀的問題提供充分的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明利用出現(xiàn)在近似間隔而不是精確周期性時(shí)間間隔的TDM幀同步模式。通過用動態(tài)偏移指示進(jìn)行的補(bǔ)償，傳輸?shù)慕邮掌骺芍貥?gòu)本該在此出現(xiàn)TDM成幀模式的精確參考時(shí)間，動態(tài)偏移指示與TDM成幀模式本身一起傳送。由此，有可能避免需要將有效載荷幀分段，同時(shí)保留可靠定時(shí)參考用于TDM域應(yīng)用。在一個(gè)方面，本發(fā)明涉及在電信系統(tǒng)中使用可變有效載荷幀長度的方法。在TDM 成幀模式之間的間隔期間，傳送單元向接收單元傳送多個(gè)具有任意或可變幀長度的有效載荷幀，如果必要的話，允許最后有效載荷幀擴(kuò)展超過下一參考時(shí)刻。傳送單元然后傳送TDM 幀同步模式FP。傳送單元確定偏移值，其規(guī)定施加在TDM幀同步模式FP上的延遲量。偏移值然后被發(fā)送到接收單元。接收單元接收多個(gè)幀和偏移值，并重構(gòu)從偏移值中導(dǎo)出的參考時(shí)刻。通過重構(gòu)精確參考時(shí)刻，接收單元與傳送單元保持同步。在另一方面，本發(fā)明涉及在電信系統(tǒng)中使用可變幀長度的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包含傳送單元，該傳送單元在TDM成幀模式之間的間隔期間傳送具有任意或可變幀長度的有效載荷幀，如果必要的話，允許最后有效載荷幀擴(kuò)展超過下一參考時(shí)刻。傳送單元然后傳送TDM成幀模式FP。傳送單元確定偏移值，其規(guī)定施加在TDM成幀模式FP上的延遲量。該系統(tǒng)包含用于從傳送單元接收多個(gè)幀和偏移值的接收單元。接收單元還包含用于重構(gòu)從偏移值中導(dǎo)出的精確參考時(shí)刻的重構(gòu)單元。通過重構(gòu)精確參考時(shí)刻，接收單元與傳送單元保持同步。在又一方面，本發(fā)明涉及在電信系統(tǒng)中使用可變有效載荷幀長度的節(jié)點(diǎn)。該節(jié)點(diǎn)接收多個(gè)具有可變或任意幀長度的幀。該節(jié)點(diǎn)還接收其在時(shí)間上的位置從它按計(jì)劃本該出現(xiàn)的精確參考時(shí)刻被延遲(有可能延遲0)的TDM成幀模式。該節(jié)點(diǎn)還接收提供與參考時(shí)刻的偏差量的偏移值。此外，節(jié)點(diǎn)重構(gòu)從偏移值中導(dǎo)出的精確參考時(shí)刻。通過重構(gòu)精確參考時(shí)刻，該節(jié)點(diǎn)與傳送多個(gè)幀的傳送單元保持同步。


在以下部分，將參考附圖中所例證的示范實(shí)施例描述本發(fā)明，附圖中圖1 (現(xiàn)有技術(shù))是例證第一現(xiàn)有系統(tǒng)中成幀模式的幀分段的圖解；圖2(現(xiàn)有技術(shù))是例證第二現(xiàn)有系統(tǒng)中成幀模式的幀推遲的圖解；圖3是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中TDM系統(tǒng)的多個(gè)組件的簡化框圖；圖4是例證與圖3的系統(tǒng)一起使用的TDM成幀模式110的圖解；以及圖5是例證根據(jù)本發(fā)明的示教在TDM系統(tǒng)中利用幀模式的步驟的流程圖。
具體實(shí)施方式
在以下詳細(xì)描述中，為了提供對本發(fā)明的全面理解，闡述了大量的具體細(xì)節(jié)。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，在沒有這些具體細(xì)節(jié)的情況下也可以實(shí)施本發(fā)明。在其它情況下，眾所周知的方法、過程、組件和電路未詳細(xì)描述，以免模糊了本發(fā)明。本發(fā)明是在TDM系統(tǒng)的成幀模式中利用可變幀同步傳輸間隔的系統(tǒng)和方法。圖3 是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中TDM系統(tǒng)100的多個(gè)組件的簡化框圖。TDM系統(tǒng)包含傳送單元102 和接收單元104。傳送單元102利用TDM成幀模式212(圖4中所示)向接收單元104傳送信號。傳送單元可以是傳送信號的任何節(jié)點(diǎn)或裝置，諸如移動臺、基站等。此外，接收單元可以是從傳送單元接收信號的任何節(jié)點(diǎn)或裝置，諸如移動臺等?？梢圆灰?guī)則或規(guī)則間隔傳送TDM成幀模式212。接收單元包含用于重構(gòu)對應(yīng)精確參考時(shí)刻的重構(gòu)機(jī)構(gòu)120。這個(gè)重構(gòu)機(jī)構(gòu)允許在TDM成幀間間隔結(jié)束時(shí)傳送完整的有效載荷幀，而無需分段或損失傳輸容量。與參考時(shí)刻的偏移時(shí)間可作為TDM成幀模式中的字段傳遞或與TDM成幀模式本身一起傳遞。圖4是例證與圖3的TDM系統(tǒng)一起使用的TDM成幀模式212的圖解。TDM傳輸協(xié)議的時(shí)序包含TDM幀同步模式幀(FP)212、214和216。FP 214在有效載荷間隔220和前一 FP 212的傳輸之后傳送。FP 216在有效載荷間隔222和前一 FP 214的傳輸之后傳送。 在每對連續(xù)FP之間的是可能任意或可變長度的有效載荷幀(I^y) 230。如圖4所描繪的，有效載荷幀230a使TDM成幀間間隔220從以持續(xù)時(shí)間Y重復(fù)出現(xiàn)的精確參考時(shí)刻沈擴(kuò)展偏移01。這個(gè)參考時(shí)刻(如對于圖1和2所討論的)是按計(jì)劃傳送每個(gè)FP所在的時(shí)刻。01 的值可編碼到FP 214的數(shù)據(jù)字段中，或附加到FP 214。接收單元104中的定時(shí)器(或計(jì)數(shù)器)250可用于實(shí)時(shí)預(yù)測參考時(shí)刻，并且其預(yù)測可根據(jù)接收的偏移值01的值驗(yàn)證和校正。 01可表示為提供有關(guān)FP 214的偏移的信息的任何值，諸如以位或字節(jié)倍數(shù)表示。因此，可從偏移中導(dǎo)出零參考以允許接收單元與傳送單元同步。此外，圖4例證有效載荷間隔222擴(kuò)展了又一完整(未分段)有效載荷幀230b，并且對在TDM幀模式FP 216中傳送或與之一起傳送的新偏移值02進(jìn)行的編碼。圖5是例證根據(jù)本發(fā)明的示教在TDM系統(tǒng)100中利用幀模式110的步驟的流程圖。參考圖3-5，現(xiàn)在將說明該方法。該方法開始于步驟300，在此傳送單元102將消息作為幀傳送到接收單元104。傳送單元102根據(jù)利用近似間隔而不是精確周期性間隔的幀模式 110發(fā)送消息。在步驟302，傳送單元102確定哪些幀可在近似(可變)有效載荷間隔(例如間隔220或22 內(nèi)傳送。接下來，在步驟304，傳送單元102確定成幀間隔220或222是否要被擴(kuò)展一個(gè)偏移(例如01或02)。由此，在每個(gè)FP之間的是可能任意或可變長度的有效載荷幀O^ay) 230。例如，如圖4所描繪的，有效載荷幀230a使TDM成幀間間隔220從精確參考時(shí)刻26擴(kuò)展偏移01。在步驟306，傳送單元經(jīng)由FP (諸如FP 214或216)向接收單元104發(fā)送該偏移的值(有可能為0)。01的值可編碼到FP 214內(nèi)的數(shù)據(jù)字段中。接下來，在步驟308中，接收單元104接收有效載荷幀230和具有該偏移的已編碼值的FP。在步驟310，接收單元內(nèi)的重構(gòu)機(jī)構(gòu)120重構(gòu)對應(yīng)的精確參考時(shí)刻沈。而且，接收單元104中的定時(shí)器或計(jì)數(shù)器250可選地可用于實(shí)時(shí)預(yù)測參考時(shí)刻，并且其預(yù)測可根據(jù)接收的01測量的值來驗(yàn)證和校正。01可表示為提供有關(guān)與參考時(shí)刻的偏移的信息的任何值，諸如以位或字節(jié)倍數(shù)表示。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，可在成幀模式的傳輸定義(諸如同步光網(wǎng)絡(luò)(SONET)或同步數(shù)字體系(SDH)的段開銷)中攜帶成幀。本發(fā)明適用于GPON和所提出的IOG后代。 然而，在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明可用在其中在以太網(wǎng)幀中攜帶所有智能的純以太網(wǎng)傳輸系統(tǒng)中?？梢耘c上面討論的相同的方式使用和接收變化的幀，但其中定時(shí)參考字段在分組中作為普通業(yè)務(wù)攜帶。這個(gè)定時(shí)參考可指定分組眾所周知的分量出現(xiàn)的時(shí)刻，諸如分組標(biāo)題與分組體之間的邊界。本發(fā)明提供了優(yōu)于現(xiàn)有系統(tǒng)和方法的許多優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明避免了需要將有效載荷幀分段并在接收端重新組裝分段的幀。而且，本發(fā)明避免需要確定在當(dāng)前間隔期間是否能傳送有效載荷幀，以及在候選有效載荷幀太大而無法立即傳送的情況下避免了損失傳輸容量。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到，本申請中描述的創(chuàng)新概念可在各種各樣的應(yīng)用上進(jìn)行修改和改變。從而，申請專利的主題的范圍不應(yīng)局限于以上論述的任何特定示范示教，而是由如下權(quán)利要求書定義。
權(quán)利要求
1.一種在電信系統(tǒng)中使用可變幀長度的方法，所述方法包括如下步驟傳送單元向接收單元傳送多個(gè)具有可變或任意幀長度的幀，所述多個(gè)幀的級聯(lián)超過下一隨后重復(fù)參考時(shí)刻之前可用于有效載荷幀傳輸?shù)臅r(shí)間，以便從其傳輸?shù)臉?biāo)稱參考時(shí)刻推遲所述幀模式參考的傳輸；確定偏移值，所述偏移值規(guī)定幀模式傳輸中的延遲； 向所述接收單元發(fā)送所述偏移值；在所述接收單元處接收所述多個(gè)具有可變或任意幀長度的幀、幀模式參考信號和所述偏移值；以及重構(gòu)從所述偏移值中導(dǎo)出的參考時(shí)刻。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述重構(gòu)精確參考時(shí)刻的步驟包含 所述接收單元與所述傳送單元同步；所述接收單元接受所述多個(gè)具有可變或任意幀長度的幀，其中一個(gè)幀形成在時(shí)間上位移所述偏移值的幀同步模式(FP)；以及導(dǎo)出用于規(guī)定的幀同步模式的零參考以使所述接收單元能夠與所述傳送單元保持同止少ο
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述發(fā)送所述偏移值的步驟包含在幀模式(FP)幀內(nèi)向所述接收單元發(fā)送所述偏移值，所述偏移值在所述FP的數(shù)據(jù)字段內(nèi)編碼。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中所述偏移值在所述FP的數(shù)據(jù)字段內(nèi)編碼。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述傳送多個(gè)幀的步驟包含在成幀模式的傳輸定義內(nèi)形成所述成幀模式的步驟。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中在同步光網(wǎng)絡(luò)(SONET)的段開銷或同步數(shù)字體系 (SDH)幀的段開銷中攜帶所述成幀模式。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述電信網(wǎng)絡(luò)是具吉比特能力的無源光網(wǎng)絡(luò) (GPON)。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述傳送多個(gè)幀的步驟包含利用使用以太網(wǎng)幀的以太網(wǎng)傳輸系統(tǒng)。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，所述重構(gòu)參考時(shí)刻的步驟包含從所述偏移值中導(dǎo)出定時(shí)參考以規(guī)定所述幀的分量出現(xiàn)的時(shí)刻，所述時(shí)間參考提供通過所述偏移值驗(yàn)證和校正的預(yù)測。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述重構(gòu)參考時(shí)刻的步驟包含在所述接收單元中利用定時(shí)器實(shí)時(shí)預(yù)測所述參考時(shí)刻。
11.一種在電信系統(tǒng)中使用可變幀長度的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括傳送單元，用于傳送多個(gè)具有可變或任意幀長度的幀，它們的級聯(lián)超過下一隨后重復(fù)參考時(shí)刻之前可用于有效載荷幀傳輸?shù)臅r(shí)間，由此從其傳輸?shù)臉?biāo)稱參考時(shí)刻推遲所述幀模式參考的傳輸；所述傳送單元內(nèi)的確定部件，用于確定規(guī)定幀模式傳輸中從其標(biāo)稱參考時(shí)刻的延遲的偏移值；所述傳送單元用于傳送所述偏移值；接收單元，用于從所述傳送單元接收所述多個(gè)具有可變或任意幀長度的幀、幀模式參考信號和所述偏移值；以及所述接收單元內(nèi)的重構(gòu)機(jī)構(gòu)，用于重構(gòu)從所述偏移值中導(dǎo)出的參考時(shí)刻。
12.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述重構(gòu)機(jī)構(gòu)包含用于同步所述接收單元與所述傳送單元的部件。
13.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述重構(gòu)機(jī)構(gòu)包含用于接受所述多個(gè)具有可變或任意幀長度的幀的部件，其中一個(gè)幀形成在時(shí)間上位移偏移值的幀同步模式(FP)。1
14.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述重構(gòu)機(jī)構(gòu)包含用于導(dǎo)出用于規(guī)定的幀同步模式的零參考時(shí)刻以使所述接收單元能夠與所述傳送單元保持同步的部件。
15.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述用于發(fā)送所述偏移值的部件包含用于在幀同步模式(FP)幀內(nèi)向所述接收單元發(fā)送所述偏移值的部件。
16.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述用于傳送多個(gè)幀的部件包含用于在所述成幀模式的傳輸定義內(nèi)傳遞偏移信息的部件。
17.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述電信系統(tǒng)是具吉比特能力的無源光網(wǎng)絡(luò) (GPON)。
18.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述用于傳送多個(gè)幀的部件包含利用使用以太網(wǎng)幀的以太網(wǎng)傳輸系統(tǒng)。
19.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述重構(gòu)機(jī)構(gòu)包含用于從所述偏移值中導(dǎo)出定時(shí)參考以規(guī)定所述幀的分量出現(xiàn)的時(shí)刻的部件。
20.如權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其中所述時(shí)間參考提供通過所述偏移值驗(yàn)證和校正的預(yù)測。
21.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述重構(gòu)機(jī)構(gòu)利用定時(shí)器實(shí)時(shí)預(yù)測所述參考時(shí)刻。
22.一種在電信系統(tǒng)中使用可變幀長度的節(jié)點(diǎn)，所述節(jié)點(diǎn)包括用于接收多個(gè)具有可變或任意幀長度的幀和幀同步參考信號的部件；用于接收偏移值的部件，所述偏移值提供了與規(guī)定的幀同步參考信號的偏移量；以及用于重構(gòu)從所述偏移值中導(dǎo)出的精確參考時(shí)刻的部件。
23.如權(quán)利要求22所述的節(jié)點(diǎn)，其中所述用于重構(gòu)的部件包含用于同步所述節(jié)點(diǎn)與傳送所述多個(gè)幀的傳送單元的部件。
24.如權(quán)利要求22所述的節(jié)點(diǎn)，其中所述用于重構(gòu)參考時(shí)刻的部件包含用于接受所述多個(gè)具有可變或任意幀長度的幀的部件，其中一個(gè)幀形成在時(shí)間上位移所述偏移值的幀同步模式(FP)。
25.如權(quán)利要求22所述的節(jié)點(diǎn)，其中所述用于重構(gòu)的部件包含用于導(dǎo)出用于所述規(guī)定的幀同步模式的零參考以使所述節(jié)點(diǎn)能夠與傳送所述多個(gè)幀的傳送單元保持同步的部件。
26.如權(quán)利要求22所述的節(jié)點(diǎn)，其中所述偏移值在幀模式(FP)幀內(nèi)接收。
27.如權(quán)利要求22所述的節(jié)點(diǎn)，其中所述用于重構(gòu)的部件包含用于從所述偏移值中導(dǎo)出定時(shí)參考以規(guī)定所述幀的分量出現(xiàn)的時(shí)刻的部件。
28.如權(quán)利要求30所述的節(jié)點(diǎn)，其中所述時(shí)間參考提供通過所述偏移值驗(yàn)證和校正的預(yù)測。
29.如權(quán)利要求22所述的節(jié)點(diǎn)，其中所述用于重構(gòu)的部件利用定時(shí)器實(shí)時(shí)預(yù)測所述參考時(shí)刻。
全文摘要
一種用于有效地將可變或任意幀長度的有效載荷打包到TDM電信系統(tǒng)傳輸中的系統(tǒng)、方法和節(jié)點(diǎn)。傳送單元向接收單元傳送其級聯(lián)不精確適合于TDM成幀同步模式之間的間隔的多個(gè)幀。確定偏移值，其規(guī)定TDM成幀同步模式的傳輸中的結(jié)果延遲。偏移值然后連同TDM成幀信號一起被發(fā)送到接收單元。接收單元接收多個(gè)幀和偏移值，并重構(gòu)從偏移值中導(dǎo)出的精確參考時(shí)刻。通過重構(gòu)精確間隔邊界，接收單元與傳送單元保持同步。
文檔編號H04J3/16GK102422576SQ201080021433
公開日2012年4月18日 申請日期2010年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月11日
發(fā)明者D·胡德 申請人:瑞典愛立信有限公司