專利名稱：物理層與網(wǎng)絡(luò)層側(cè)設(shè)備間傳輸數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)傳輸裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及與Internet/Intranet相關(guān)的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)和開放式系統(tǒng)通信，特別是涉及物理層與網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸裝置和方法，例如核心和邊緣路由器、交換設(shè)備、基于IP(因特網(wǎng)協(xié)議)的網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備、線卡和在高速如千兆應(yīng)用中使用的接口單元等設(shè)備，用于將IP信號直接適配到SDH(同步數(shù)字體系)/SONET(同步光網(wǎng)絡(luò))、簡化SDH/SONET及其它物理層設(shè)備。
背景技術(shù)：
目前，主要電信設(shè)備或傳輸通道傳輸?shù)氖荌Pv4(因特網(wǎng)協(xié)議版本4)數(shù)據(jù)包，以支持IP協(xié)議以及提供與IP相關(guān)的各種應(yīng)用。最好的傳輸通道之一是SDH和與之相關(guān)的波分復(fù)用(WDM)光傳輸網(wǎng)被認(rèn)為是寬帶IP和寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(B-ISDN)物理層的基礎(chǔ)。近十年來，SDH/SONET在全世界已廣泛應(yīng)用。
ITU(國際電信聯(lián)盟)-TG.707敘述了SDH的優(yōu)點和復(fù)用方法，規(guī)定了SDH系列速率、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點接口(NNI)的基本原理和幀結(jié)構(gòu)、9行乘N×270列的總幀長、段開銷(SOH)及其字節(jié)分配、同步傳輸模式(STM)的國際互連方式、在NNI處將元素復(fù)用和映射為STM-N的格式。
北美相當(dāng)于SDH的標(biāo)準(zhǔn)是SONET，它是用于光媒質(zhì)上同步數(shù)據(jù)傳輸?shù)拿绹?ANSI，美國國家標(biāo)準(zhǔn)化組織)標(biāo)準(zhǔn)。人們采用標(biāo)準(zhǔn)是為了使數(shù)字網(wǎng)絡(luò)能夠國際互連，已有的傳統(tǒng)傳輸系統(tǒng)能夠通過一些附屬設(shè)備而共享光媒質(zhì)的優(yōu)點。SONET的基本速率是51.84Mbps，基本速率的倍數(shù)為眾所周知的光載波系列。SONET是定義了一系列標(biāo)準(zhǔn)速率和格式的八位組(octet)同步復(fù)用方案。SONET不象其名，它不僅僅用于光鏈路，也為單模光纖、多模光纖和CATV(有線電視)75歐姆同軸電纜規(guī)定了電氣規(guī)范。其傳輸速率為51.84Mbps的整倍數(shù)，能夠攜帶T3/E3位同步信號，同時它也強烈建議采用G.703E1/E3/E4/T1/E2/T4接口作為IP-over-SDH/SONET(IP適配到SDH/DONET上)的物理層，它是通過LAN(局域網(wǎng))的普通用戶接入方法。
SDH和SONET兩種標(biāo)準(zhǔn)都能提供最高速率到9.953Gbps的一系列線路速率，實際線路速率有可能達(dá)到20Gbps。
如何最大限度地利用已有的巨大寬帶資源來提供Internet(因特網(wǎng))數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)？如何將基于IP的網(wǎng)絡(luò)和SDH/SONET結(jié)合起來，建立低成本和高速率的協(xié)議模型？RFC(IETF的一種推薦標(biāo)準(zhǔn))2225(1998)定義了異步傳輸模式(ATM)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，構(gòu)造為邏輯IP子網(wǎng)(LIS)的傳統(tǒng)IP和ARP的初步應(yīng)用，它僅僅只考慮了ATM直接替代“網(wǎng)絡(luò)線”、本地LAN分段連接IP終端設(shè)備(“成員”)、及路由器在“傳統(tǒng)”的基于LAN范例運行的應(yīng)用情況。RFC 1619(1994)說明了PPP over SONET和SDH的電路的使用，PPP(RFC 1548,1993)設(shè)計作為點對點鏈路通信的標(biāo)準(zhǔn)方法，最初應(yīng)用于短程本地線路、租用線路和使用調(diào)制解調(diào)器的普通電話業(yè)務(wù)(POTS)。隨著新的包業(yè)務(wù)和更高速率線路的引入，RFC 1717(1994)提出了跨過多個邏輯數(shù)據(jù)鏈路的分?jǐn)?、重新合并和排序的方法?br> Internet/Intranet(因特網(wǎng)/內(nèi)聯(lián)網(wǎng))的快速增長已經(jīng)導(dǎo)致需要建立電信Internet/Intranet(如QoS(服務(wù)質(zhì)量)、優(yōu)先級、帳戶管理等)的框架，同時，還有必要在其它Internet/Intranet領(lǐng)域考慮與當(dāng)前因特網(wǎng)協(xié)議IPv4兼容和與下一代因特網(wǎng)協(xié)議IPv6兼容，這一點非常重要。
當(dāng)前IP到SDH/SONET的適配方法是利用RFC 2615協(xié)議的PPP(包括LCP(鏈路控制協(xié)議)和NCP(網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議))over HDLC(高級數(shù)據(jù)鏈路控制)，包括RFC 1661、RFC 1662、RFC 1570、RFC 1547、RFC1340。PPP能夠封裝包括IPv4在內(nèi)的30多個網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，但是，PPP最初是為調(diào)制解調(diào)器撥號(防火墻)的協(xié)議間適配提出的，且PPP的算法很復(fù)雜。
應(yīng)用PPP over SONET或SDH時，存在下列不足(1)無標(biāo)準(zhǔn)支持低價虛容器應(yīng)用，這將導(dǎo)致IP over SDH/SONET不能應(yīng)用于Internet的邊緣接入；(2)對于2.5Gbps及以上的速率，轉(zhuǎn)發(fā)引擎的硬件開銷過大，特別是對于IP over使用簡化SDH/SONET幀結(jié)構(gòu)的WDM來說更是如此。
由于在RFC 1619中，建議使用LCP和魔數(shù)(Magic Number)，兩者都非常復(fù)雜；(3)在使用了RFC 1619的情況下，PPP中重新發(fā)送的定時器缺省值是3秒，對于高速鏈路來講太慢了。在特殊的工程應(yīng)用中，要求支持的速率范圍為2Mbit/s(兆位/秒)到10000Mbit/s(變化大約為4032倍)，因此，重新發(fā)送的定時器值應(yīng)根據(jù)線路往返程延遲來決定。但在RFC 1619中沒有定義，這將導(dǎo)致在將不同廠商之間的設(shè)備互聯(lián)時會產(chǎn)生不確定性；(4)IP over SDH/SONET的情況中幾乎沒有使用PPP的填充字段，但其規(guī)定仍保留在RFC 2615中，此外，此填充字段要求在接收端具備區(qū)分RFC標(biāo)準(zhǔn)中定義的信息字段和填充字段的功能，這又增加了處理開銷。
(5)LCP包括10個配置包，16個事件和12個動作，以及130多個協(xié)議狀態(tài)，對于實現(xiàn)光的包交換是很困難的和昂貴的。為了說明以上情況，表1示出了使用傳統(tǒng)的PPP over SONET/SDH標(biāo)準(zhǔn)時LCP有限狀態(tài)機的事件與動作表。
表1 事件動作表事件動作Up=lower layer is Up(低層為上) Tlu=This-Layer-Up(該層為上)Down=lower layer is Down(低層為下) Tld=This-Layer-Down(該層為下)Open=administrative Open(管理打 Tls=This-Layer-開) Started(該層開始)Close=administrative Close(管理關(guān)Tlf=This-Layer-閉) Finished(該層結(jié)束)TO+=Timeout with counter＞0(計 Irc=Initialize-Restart-數(shù)器＞0即到時) Count(初始化-重啟動-計數(shù))TO-=Timeout with counter Zrc=Zero-Restart-expired(計數(shù)器滿即到時) Count(零-重啟動-計數(shù))RCR+=Receive-Configure-Request Scr=Send-Configure-(Good)(接收-配置-請求(好)) Request(發(fā)送-配置-請求)RCR-=Receive-Configure-Request(Bad)(接收-配置-請求(壞))RCA=Receive-Configure-Ack(接收- Sca=Send-Configure-配置-確認(rèn)) Ack(發(fā)送-配置-確認(rèn))RCN=Receive-Configure-Nak/Rej(接 Scn=Send-Configure-收-配置-無確認(rèn)/拒絕)Nak/Rej(發(fā)送-配置-無確認(rèn)/拒絕)RTR=Receive-Terminate-Request(接 Str=Send-Terminate-收終止請求) Request(發(fā)送-終止-請求)RTA=Receive-Terminate-Ack(接收- Sta=Send-Terminate-終止-確認(rèn)) Ack(發(fā)送-終止-確認(rèn))RUC=Receive-Unknown-Code(接收未 Scj=Send-Code-Reject(發(fā)知碼) 送碼拒絕)RXJ+=Receive-Code-Reject(permitted)or Receive-Protocol-Reject(接收碼拒絕(允許)或接收協(xié)議拒絕)RXJ-=Receive-Code-Reject(catastrophic)or Receive-Protocol-Reject(接收碼拒絕(故障)或接收協(xié)議拒絕)RXR=Receive-Echo-Request ser=Send-Echo-Reply(發(fā)送or Receive-Echo-Reply回程應(yīng)答)or Receive-Discard-Request(接收回程請求或接收回程應(yīng)答或接收丟棄請求)為了進行示例性說明，

圖1為傳統(tǒng)PPP over SDH路由器中線卡的結(jié)構(gòu)圖。如圖1所示，作為路由器1的組成部分，有多個線卡2-1、…、2-N，每一塊都與交換背板單元(switch fabric unit)3相連，對于每一塊線卡，來自O(shè)/E(光/電)轉(zhuǎn)換模塊5的類HDLC數(shù)據(jù)幀由OC-192c/48c/12c/3c或STM-64c/16c/4c/1收發(fā)器6接收，然后發(fā)送到POS(PPP over SDH/SONET)映射器/去映射器7(也叫成幀器/解幀器)；在POS成幀器/解幀器7中，封裝在HDLC幀中的PPP幀被提取出來，然后傳送到包轉(zhuǎn)發(fā)引擎8中，轉(zhuǎn)發(fā)引擎8與路由引擎4協(xié)同運行，用于PPP處理，路由引擎4是由路由器中的嵌入式CPU運行的軟件，轉(zhuǎn)發(fā)引擎8通過使用一個將路由表或轉(zhuǎn)發(fā)信息庫的IP地址子集與線卡標(biāo)識符相組合的機制，將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到交換背板3上，以便將數(shù)據(jù)包傳送到目的地址。作為網(wǎng)絡(luò)層處理的PPP功能是在路由器內(nèi)每塊線卡上的轉(zhuǎn)發(fā)引擎和路由引擎中實現(xiàn)的。
圖2說明了傳統(tǒng)線卡上實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)層PPP處理的示例。例如，假定此時的數(shù)據(jù)速率為2.5Gbit/s，圖2中，PPP(LCP、NCP)的過濾功能可以由50,000門以上的現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)這樣的硬件作為轉(zhuǎn)發(fā)引擎實現(xiàn)，而其它的LCP功能則可以利用象路由引擎這樣的軟件的形式來實現(xiàn)；另一種方案是，所有PPP、LCP、NCP功能都能利用象轉(zhuǎn)發(fā)引擎這樣的硬件實現(xiàn)，但其FPGA的門數(shù)將超過500,000門。此外，PPP軟件的C語言源代碼超過10,000行，價值數(shù)萬美元。
對于線卡上的映射器/去映射器芯片和網(wǎng)絡(luò)處理引擎芯片的復(fù)雜性，發(fā)明人通過調(diào)查多家廠商映射器/去映射器芯片解決方案，發(fā)現(xiàn)了以下情況當(dāng)配置為POS模式時，映射器/去映射器的發(fā)送HDLC處理器將HDLC幀信號插入SPE中，執(zhí)行包成幀、幀間填充和發(fā)送FIFO錯誤恢復(fù)。此外，無論是前置還是后置HDLC處理器，均可選擇執(zhí)行擾碼(x43+1)功能，執(zhí)行RFC1662規(guī)定的透明性處理過程，還可選擇性的產(chǎn)生16/32比特的FCS(幀校驗序列)。
接收HDLC處理器提供以下功能提取HDLC幀，去除透明性，(如有必要)解擾碼，檢查FCS錯誤，任選地刪除HDLC地址字段和控制字段。LCP和NCP功能沒有包含在映射器/去映射器芯片中。
定義下列情況的POS PHY(物理)接口OC-3/STM-1為8位并行，25Mbps的速率；OC-12/STM-4為16位并行，速率為50Mbps；OC-48/STM-16時為32或64位并行，速率為100Mbps或50Mbps。
PPP中不同的LCP包的處理、鏈路建立、驗證、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和鏈路終止處理、以及狀態(tài)轉(zhuǎn)換表的形成，將可以在網(wǎng)絡(luò)處理引擎處，或者由網(wǎng)絡(luò)處理器轉(zhuǎn)送到全局路由引擎處實現(xiàn)。許多廠商，如Agere、Broadcom、Conexant、C-port、IBM、Intel、Lucent、Maker、MMC network、Motorola、Sitera、softcom、TI和Vitesse(還有其它的歐洲、日本和中國公司)都在開發(fā)各種網(wǎng)絡(luò)處理器引擎，有支持包模式的，有支持信元(cell)模式的，也有兩種模式都支持的。例如已有公司發(fā)布其網(wǎng)絡(luò)處理器或進入商用，它為800多只腳的BGA)封裝，此外還需要一系列軟件開發(fā)和測試工具，才能構(gòu)建線卡。這種引擎具有多協(xié)議處理器，有許多必要的功能與基于IP的轉(zhuǎn)發(fā)有關(guān)，如輸入流調(diào)度、接收流解析、路由表查詢和更新、接收編輯、輸入隊列管理、輸出隊列管理、發(fā)送編輯、輸出信號調(diào)度、與SSRAM、SDRAM的接口，以及SNMP網(wǎng)絡(luò)管理等等，導(dǎo)致引擎十分復(fù)雜。到目前通常使用基于微碼或基于低層分類語言的編程。下一目標(biāo)是建立一個純ASIC(專用集成電路)來實現(xiàn)IP轉(zhuǎn)發(fā)。由于基于IP的線速轉(zhuǎn)發(fā)仍是基本的要求，在上面兩種情況中，LCP和NCP協(xié)議的使用表明此種引擎增加了額外的負(fù)擔(dān)。即使這種情況將來比以前復(fù)雜十倍，建立包括這種PPP機制在內(nèi)的功能也不會出現(xiàn)問題(如Nexabit已在芝加哥和克里夫蘭之間實現(xiàn)PPP over OC-192)。但在傳統(tǒng)設(shè)計中不能做到降低成本，提高效率的主要要求。
從以上可見，傳統(tǒng)的PPP over SDH/SONET解決方案是相當(dāng)復(fù)雜、實現(xiàn)起來很困難和昂貴、速率緩慢，不適合高速速率傳輸，特別不適合于千兆速率應(yīng)用。
發(fā)明概述本發(fā)明的目的在于提供一種物理層和網(wǎng)絡(luò)層之間的數(shù)據(jù)傳輸裝置。它簡單、高效、可靠、低成本，適于高速數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)用，如千兆或千兆以上速率的路由器、在邊緣網(wǎng)絡(luò)節(jié)點處的路由器等。
發(fā)送方向，本發(fā)明提供一種數(shù)據(jù)傳輸裝置，用于將數(shù)據(jù)包從網(wǎng)絡(luò)層側(cè)設(shè)備傳送到物理層側(cè)設(shè)備，包括第一接收裝置，從網(wǎng)絡(luò)層側(cè)設(shè)備接收一定類型的數(shù)據(jù)包；SAPI識別符產(chǎn)生裝置，識別數(shù)據(jù)包的類型，并根據(jù)識別的類型，產(chǎn)生SAPI識別符；第一成幀裝置，用于以下列格式封裝所述數(shù)據(jù)起始標(biāo)志、含SAPI標(biāo)識符的SAPI字段、控制字段、含所述數(shù)據(jù)包的信息字段、FCS字段和結(jié)束標(biāo)志，以形成第一類的幀；第二成幀裝置，用于將第一類幀封裝到凈荷部分中，并插入適當(dāng)?shù)拈_銷，以形成第二類的幀；以及，第一發(fā)送裝置，將第二類幀發(fā)送到物理層側(cè)設(shè)備中。
接收方向，本發(fā)明提供一種數(shù)據(jù)傳輸裝置，用于將數(shù)據(jù)包從物理層側(cè)設(shè)備傳送到網(wǎng)絡(luò)層側(cè)設(shè)備，所述數(shù)據(jù)包為將第一類幀作為凈荷加上適當(dāng)?shù)拈_銷，封裝在第二類幀中形成。每個第一類幀包括起始標(biāo)志、地址字段、控制字段、信息字段、FCS字段和結(jié)束標(biāo)志。所述裝置包括第二接收裝置，用于從物理層側(cè)設(shè)備接收數(shù)據(jù)包；第二解幀裝置，用于從第二類幀的凈荷中去掉開銷，并提取第一類幀；第一解幀裝置，從第一類幀中提取地址字段和信息字段中的數(shù)據(jù)；判決裝置，將地址字段(SAPI字段)的值與至少包括第一值和第二值的一組預(yù)置值進行比較，如果地址字段數(shù)據(jù)的值與第一值相匹配，就判定所提取的數(shù)據(jù)是第一類，如果地址字段的值與第二類值相匹配，就判定所提取的數(shù)據(jù)是第二類；第二發(fā)送裝置，用于向網(wǎng)絡(luò)層側(cè)設(shè)備發(fā)送所提取的數(shù)據(jù)包和判定的結(jié)果。
本發(fā)明還提供一種在網(wǎng)絡(luò)層側(cè)設(shè)備與物理層側(cè)設(shè)備之間傳輸數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)傳輸裝置，其包括上述發(fā)送和接收兩個方向的數(shù)據(jù)傳輸裝置。
本發(fā)明還提供一種路由器設(shè)備，其包括多個線卡，至少有一線卡包括上述發(fā)送和接收兩個方向的數(shù)據(jù)傳輸裝置。
本發(fā)明還提供一種在網(wǎng)絡(luò)層側(cè)設(shè)備與物理層側(cè)設(shè)備之間傳輸數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)傳輸方法，包括以下步驟接收來自網(wǎng)絡(luò)層側(cè)設(shè)備的一定類型數(shù)據(jù)包；識別數(shù)據(jù)包類型，并根據(jù)識別的類型產(chǎn)生SAPI標(biāo)識符；第一成幀步驟，以下列的格式封裝所述數(shù)據(jù)起始標(biāo)志、含SAPI標(biāo)識符的SAPI字段、控制字段、含所述數(shù)據(jù)包的信息字段、FCS字段和結(jié)束標(biāo)志；第二成幀步驟，將第一類幀加上適當(dāng)?shù)拈_銷，封裝到凈荷部分，形成第二類幀；以及，將第二類幀發(fā)送到物理層側(cè)設(shè)備。
本發(fā)明還提供一種將數(shù)據(jù)包從物理層設(shè)備傳送到網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸方法，所述數(shù)據(jù)包是通過將第一類幀作為凈荷加上適當(dāng)開銷封裝在第二類幀中形成，第一類幀包括起始標(biāo)識、地址字段、控制字段、信息字段、FCS字段和結(jié)束標(biāo)識，所述方法包括以下步驟接收來自物理層側(cè)設(shè)備的數(shù)據(jù)包；第二解幀步驟去除開銷，從第二類幀的凈荷中提取第一類幀；第一解幀步驟從第一類幀中提取地址字段和包含在信息字段中的數(shù)據(jù)；將地址字段(SAPI字段)的值與至少包括第一值和第二值的一組預(yù)置值進行比較，如果地址字段的值與第一值相匹配，就判定提取的數(shù)據(jù)是第一類，如果地址字段的值與第二類值相匹配，就判定提取的數(shù)據(jù)是第二類；以及，向網(wǎng)絡(luò)層側(cè)設(shè)備發(fā)送提取的數(shù)據(jù)包和判定的結(jié)果。
本發(fā)明中的數(shù)據(jù)傳送裝置和方法能夠應(yīng)用于核心和邊緣路由器、交換設(shè)備、基于IP的網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備、線卡和接口單元等等。
圖例簡要說明以下結(jié)合附圖對本發(fā)明進行示例說明，但不僅限于附圖中的圖形，圖中相同標(biāo)號表示類似部件。
圖1示出了傳統(tǒng)PPP over SDH路由器中的線卡結(jié)構(gòu)；圖2示出了傳統(tǒng)線卡中網(wǎng)絡(luò)層中PPP處理的一種實施方式；圖3A為依據(jù)本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧的結(jié)構(gòu)的一個例子；圖3B示出了依據(jù)本發(fā)明的采用LAPS的IP over STM-N/協(xié)議棧結(jié)構(gòu)；圖3C示出了依據(jù)本發(fā)明的采用LAPS的IP over sSTM/協(xié)議棧結(jié)構(gòu)；圖4舉例說明本發(fā)明中的LAPS幀格式；圖5A、5B舉例說明網(wǎng)絡(luò)層、鏈路層和物理層之間的關(guān)系，及相關(guān)的原語關(guān)系；圖6示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的使用LAPS的IP over SDH路由器的架構(gòu)；圖7示出根據(jù)本發(fā)明的IOSL成幀器/解幀器結(jié)構(gòu)的一個實施例；
圖8A顯示STM-N的SPE/VC的結(jié)構(gòu)示例；圖8B示出SDH和SONET中使用的的通道開銷(POH)結(jié)構(gòu)；圖8C示出SPE/VC中POH的位置；圖9示出根據(jù)本發(fā)明的IOSL成幀器/解幀器中擾碼器和解擾器的結(jié)構(gòu)；圖10是RFC 2615幀結(jié)構(gòu)與本發(fā)明幀結(jié)構(gòu)之間的比較；圖11是根據(jù)本發(fā)明，使用IP over SDH結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)互連示例；優(yōu)選實施例的詳細(xì)說明本發(fā)明從網(wǎng)絡(luò)層處理器去掉了諸如過濾功能的PPP處理過程，用服務(wù)接入點標(biāo)識符(SAPI)容納多種邏輯鏈路，來封裝多種類型的數(shù)據(jù)，如基于IPv4、基于IPv6和其它網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的數(shù)據(jù)包。
采用LAPS的IP over SDH是將Internet協(xié)議與SDH網(wǎng)絡(luò)結(jié)合在一起的數(shù)據(jù)通信結(jié)構(gòu)。圖3A是根據(jù)本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧結(jié)構(gòu)示例，在連接局域網(wǎng)(LAN)到IP over SDH網(wǎng)絡(luò)時，它顯示了輸入側(cè)和輸出側(cè)節(jié)點的協(xié)議棧結(jié)構(gòu)。如圖3A所示，IP over SDH代表著IP與SDH的互連。在網(wǎng)關(guān)處可以提供SDH和MAC兩種物理接口，而網(wǎng)絡(luò)層是IPv4/IPv6。
圖3B的IP over STM-N層/協(xié)議棧中和圖3C的IP over sSTM-n的層/協(xié)議棧中，物理層、鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層分別規(guī)定為SDH/SONET、LAPS和IPv4/IPv6/PPP/中間系統(tǒng)-中間系統(tǒng)(IS-IS)。
圖3B是依據(jù)本發(fā)明，舉例說明采用LAPS的IP over STM-N層/協(xié)議棧結(jié)構(gòu)。如圖3B所示，有兩種方法放入虛容器一種是將LAPS幀放入低階虛容器，然后根據(jù)SDH復(fù)用結(jié)構(gòu)，利用字節(jié)交錯間插將低階VC復(fù)用到高階VC中，最后依次傳送給復(fù)用段、再生段和O/E轉(zhuǎn)換單元，在接收側(cè)可以根據(jù)上述過程的反過程來提取LAPS幀信號；另一種方式就是將LAPS幀放入SPE中，直接映射到高階容器中，然后依次發(fā)送給復(fù)用段、再生段和O/E轉(zhuǎn)換單元，接收側(cè)根據(jù)反過程就可提取LAPS幀。
圖3C是依據(jù)本發(fā)明，舉例說明采用LAPS的IP over sSTM-n層/協(xié)議棧結(jié)構(gòu)。如圖3C所示，只能將LAPS幀信號放入低階VCx(VC11、VC12、VC2)中，然后根據(jù)SDH的子類復(fù)用結(jié)構(gòu)，利用字節(jié)間插將低階VC復(fù)用到子類復(fù)用段中，依次發(fā)送到復(fù)用段、再生段和O/E轉(zhuǎn)換單元，接收側(cè)可按反過程提取LAPS幀。
圖4根據(jù)本發(fā)明，舉例說明LAPS的幀結(jié)構(gòu)。如圖4所示，LAPS的幀結(jié)構(gòu)由起始標(biāo)識序列、地址字段(SAPI服務(wù)接入點標(biāo)識符)、控制字段(0x03)、信息字段(IPv4、IPv6、或PPP協(xié)議數(shù)據(jù)單元)、FCS(幀校驗序列)和結(jié)束標(biāo)識序列組成，標(biāo)識序列(0x7E)指明了LAPS幀的開始/結(jié)束。
圖5A、5B舉例說明了LAPS、IP和SDH之間的原語關(guān)系。各層之間的通信是通過原語完成的。原語，抽象的說，是表示數(shù)據(jù)鏈路層和第三層或其它上層協(xié)議間信息和控制的邏輯交換。它們并沒有規(guī)定或限制實現(xiàn)的方法。如圖5B所示，DL-UNACK-DATA(請求和指示)原語用來請求和指示由使用UITS的數(shù)據(jù)鏈路層實體傳輸或接收的第三層IP包(用戶數(shù)據(jù))或其它上層用戶數(shù)據(jù)。PH-DATA原語用來請求和指示為數(shù)據(jù)鏈路層對等通信的由物理層傳送來的和將要傳送到物理層去的數(shù)據(jù)鏈路幀。
MDL-ERROR原語是用來向連接管理實體指示作為與數(shù)據(jù)鏈路層對等實體通信的結(jié)果差錯已發(fā)生。在收到MDL-ERROR指示原語時，連接管理實體要產(chǎn)生動作。參數(shù)與原語相聯(lián)系，包含與業(yè)務(wù)相關(guān)的信息。在DATA原語的情況，參數(shù)數(shù)據(jù)包含業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)單元。業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)單元允許業(yè)務(wù)使用者將協(xié)議數(shù)據(jù)單元傳送到對等業(yè)務(wù)使用者實體。例如，DL-UNACK-DATA參數(shù)包含第三層信息。PH_DATA參數(shù)包含數(shù)據(jù)鏈路層的幀。如供不同業(yè)務(wù)使用的用戶數(shù)據(jù)和6位DS(組分業(yè)務(wù))碼點(codepoint)。
原語進程確定了相鄰層間的相互作用以便調(diào)用和提供業(yè)務(wù)。業(yè)務(wù)原語代表了進程的元素。如圖5B所示。
圖6根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的使用LAPS的IP over SDH(以后簡稱IOSL)路由器的線卡結(jié)構(gòu)的架構(gòu)。如圖6所示，路由器包括2-1’、…、2-N’等多個線卡，每一線卡與一確定的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點相接口；交換背板3在線卡之間進行數(shù)據(jù)包交換；路由處理和網(wǎng)絡(luò)管理單元4進行路由處理和必要的網(wǎng)絡(luò)管理處理，如OSPF、BGPv4、RIPv1/v2、RSVP、CR-LDP，即系統(tǒng)SNMP。每塊線卡包括與物理層設(shè)備接口的O/E模塊5、從/向O/E模塊接收/發(fā)送數(shù)據(jù)的OC收發(fā)器、執(zhí)行LAPS成幀/解幀處理的IOSL成幀器/解幀器11、標(biāo)準(zhǔn)/速率適配的FPGA或網(wǎng)絡(luò)處理器中的軟件代碼12、根據(jù)其接收的IP地址，向其目的節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)IP包的網(wǎng)絡(luò)處理引擎8、標(biāo)準(zhǔn)/速率適配的FPGA 13、從/向交換背板單元3接收/發(fā)送數(shù)據(jù)的串行背板收發(fā)器9。
圖6中，O/E是具有OC3/12/48/192速率的光/電模塊5,OC3/12/48/192收發(fā)器6是集成了時鐘發(fā)生器，與SONET/SDH兼容的芯片，能夠用于以2.488Gb/s數(shù)據(jù)速率工作的SONET/SDH系統(tǒng)。為了提供內(nèi)部邏輯和輸出重新定時的2.488GHz時鐘，內(nèi)部時鐘發(fā)生器采用鎖相環(huán)技術(shù)將77.76MHz或155.52MHz的參考時鐘進行倍頻。8/16/32/64位并行接口采用本機(onboard)FIFO(先入先出)，通過提供靈活并行定時架構(gòu)，消除了環(huán)路定時設(shè)計方面的考慮。此外，該設(shè)備還提供了設(shè)施和設(shè)備回饋模式兩者和兩個環(huán)路定時模式。
圖6中，IOSL(采用LAPS的IP over SDH/SONET)成幀器/解幀器執(zhí)行下列功能●將由SAPI識別的IPv4、IPv6、PPP、IS-IS和基于以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)包封裝進LAPS信息字段。
●LAPS中參數(shù)“6位DS碼點”(RFC 2460定義)可以用來完成IPv4/IPv6和LAPS之間，或IPv4/IPv6和PPP之間的鏈路功能，以提供對細(xì)分業(yè)務(wù)的支持；它不應(yīng)用于LAPS的任何幀中。DS碼點是從IP數(shù)據(jù)中提取，將其放到信息字段，用以控制隊列算法。
●用E1、E2、F1和D1-D12的傳輸/段開銷接口，在發(fā)送和接收兩個方向處理SONET/SDH段、線路和通道層的源和宿。
●通過將LAPS幀全雙工映射進SONET/SDH凈荷，實現(xiàn)STS-192/STM-64、或STS-48c/STM-16、或STS-12c/STM-4、或STS-3c/STM-1數(shù)據(jù)流處理過程。
●利用多項式(X43+1)對LAPS信號進行自同步擾碼/解擾。
●提供POS PHY接口或Utopia(烏托邦，一種接口標(biāo)準(zhǔn)名)接口。
●提供用于控制、配置和狀態(tài)監(jiān)視的8位或16位的微處理器接口。
●符合ITU-T建議X.85的LAPS處理過程。
●符合ANSI T1.105、Bellcore GR-253-CORE和ITUG.707(2000年4月版)SONET/SDH規(guī)范。
●提供IEEE 1149.1 JTAG測試端口。
●支持內(nèi)部用于診斷的環(huán)回通道。
上述IOSL成幀器/解幀器中，發(fā)送方向包括下列基本功能將LAPS幀插入SPE(同步凈荷包封)幀中；幀間填充和傳送FIFO差錯恢復(fù)；擾碼(X43+1)；透明性處理；產(chǎn)生32位FCS。
接收方向包括下列基本功能提取LAPS幀；去除透明性；解擾(如已設(shè)置)；FCS錯誤檢查；去除LAPS地址字段和控制字段。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，圖6中IOSL成幀器/解幀器的具體結(jié)構(gòu)在圖7中示出，在傳送和接收兩個方向成幀器/解幀器完成標(biāo)準(zhǔn)的STS-3c/STM-1處理過程。
發(fā)送方向，LAPS幀封裝到SONET/SDH的SPE/VC中，插入POH(通道開銷)和TOH/SOH(傳輸開銷/段開銷)，得到的STS信號以字節(jié)寬的格式發(fā)送給并行/串行轉(zhuǎn)換器，再到光纖收發(fā)器。如圖7所示IOSL成幀器/解幀器包括在發(fā)送方向，TX FIFO(發(fā)送FIFO)18從網(wǎng)絡(luò)層側(cè)設(shè)備接收數(shù)據(jù)包并緩存，IP數(shù)據(jù)包可以為IPv4、IPv6、PPP、IS-IS、或其它；SAPI判決單元19判定接收的數(shù)據(jù)包類型，并產(chǎn)生對應(yīng)的一個預(yù)定SAPI值；TX LAPS處理單元22，用于按照圖4的格式將SAPI和數(shù)據(jù)包封裝到LAPS幀中；用于LAPS幀的擾碼單元23；SPE/VC指針調(diào)整單元，調(diào)整指示SPE/VC4位置的指針；SDH開銷插入單元33插入適當(dāng)?shù)拈_銷；TX SDH/SONET成幀器25，將解擾的LAPS幀裝入SDH/SONET幀的SPE/VC4中，形成SDH/SONET幀；線路接口26，通過TX(發(fā)送)線路向物理層設(shè)備發(fā)送SDH/SONET幀，如圖6的O/E模塊。
在接收方向，處理過程反過來。當(dāng)接收到字節(jié)寬的STS信號，IOSL成幀器/解幀器11定位幀和TOH/SOH，解析指針，終止TOH/SOH和POH，提取SPE/VC4，然后從SPE/VC4凈荷中提取LAPS幀。SONET/SDH處理器由接收SONET/SDH處理器和發(fā)送SONET/SDH處理器組成。如圖7所示，IOSL成幀器/解幀器包括線路接口26，從物理層設(shè)備接收SDH/SONET幀(類HDLC幀)；RX SDH/SONET解幀器27，對SDH/SONET進行解幀；SDH開銷提取單元34，用于去除開銷；指針解析單元28，用于定位和解析指針，提取SPE/VC4，并從SPE/VC4中提取LAPS幀；解擾單元29，對提取出來的LAPS幀解擾；RXLAPS處理單元30，對LAPS幀進行解幀，從LAPS幀中提取封裝的SAPI和數(shù)據(jù)包；RX FIFO 20，用于緩存數(shù)據(jù)包和向網(wǎng)絡(luò)層側(cè)設(shè)備，例如圖6中的網(wǎng)絡(luò)引擎8，發(fā)送如IP包這樣的數(shù)據(jù)包和SAPI值。IOSL成幀器/解幀器11還包括在接收側(cè)判定是否需要重發(fā)的連接管理單元36。
IOSL成幀器/解幀器還包括監(jiān)視POH的POH監(jiān)視器、監(jiān)視SOH的SDH開銷監(jiān)視器、連接到控制CPU的微處理器I/F(接口)36、測試用的JTAG端口、提供工作寄存器的GPIO(通用輸入輸出)寄存器；這些都將在隨后的對應(yīng)部分依次說明。
成幀器/解幀器接收和發(fā)送類HDLC的數(shù)據(jù)過程隨后將詳細(xì)說明。在以后的說明過程中，相關(guān)功能和操作、功能塊或單元可以采用可執(zhí)行程序和/或硬件設(shè)計來實現(xiàn)，其細(xì)節(jié)不予贅述，以避免不必要地模糊了本發(fā)明的主要方面。
類HDLC的幀結(jié)構(gòu)圖8A舉例說明HDLC幀結(jié)構(gòu)的示例。如圖8A所示，它包括261字節(jié)×9行的凈荷(SPE/VC)、再生段開銷(RSOH)、管理單元(AU)指針、和復(fù)用段開銷來作為SDH/SONET開銷。AU指針部分包括指示凈荷起始位置的H1、H2字節(jié)，RSOH部分包括用于確定幀位置的A1、A2字節(jié)。
圖8B顯示的是通道開銷的結(jié)構(gòu)，圖8C顯示的是凈荷(SPE/VC)中POH的位置，如圖8B和圖8C所示，POH分別包括用于SONET的J1、B3、C2、G1、F2、H4、Z3、Z4和Z5，用于SDH的J1、B3、C2、G1、F2、H4、F3、K3和N1，并且，9字節(jié)的POH放在凈荷的第一列。
接收SONET/SDH處理RX解幀器27實現(xiàn)為接收SONET/SDH處理器。接收SONET/SDH處理器用于實現(xiàn)STS信號的解幀、解擾、含B1和B2監(jiān)控的TOH/SOH監(jiān)控、AIS檢測、指針處理、POH監(jiān)控等。接收SONET/SDH處理器實現(xiàn)下列功能●根據(jù)SAPI，識別和提取LAPS字段；●SONET/SDH解幀，檢測[A1A1A2A2]字節(jié)并且用于解幀，提供OOF和LOF指示(單一事件和第二事件)；●采用SONET/SDH幀同步解擾器29，用多項式(X7+X6+1)，對凈荷解擾；●通過開銷監(jiān)視塊32實現(xiàn)開銷監(jiān)視；●指針狀態(tài)檢測或解析單元28檢查H1-H2字節(jié)，建立接收指針的狀態(tài)(正常、LOP、AIS)。如果指針狀態(tài)是正常的話，讀取第一H1H2字節(jié)，確定SPE/VC的狀態(tài)；●POH監(jiān)視塊31由J1、B3、C2和G1監(jiān)控組成。監(jiān)控這些POH字節(jié)以發(fā)現(xiàn)狀態(tài)錯誤或改變；●為了判定接收的誤碼率是否高于或低于兩個不同設(shè)置的閾值，IOSL提供兩種B2錯誤率閾值塊，當(dāng)超過閾值時，通過中斷報告信號錯誤(SF)和信號劣化(SD)情況。
發(fā)送SONET/SDH處理TX成幀器25實現(xiàn)為發(fā)送SONET/SDH處理器。發(fā)送SONET/SDH處理器用于實現(xiàn)LAPS幀到SPE/VC的封裝，然后插入適當(dāng)?shù)腜OH和TOH/SOH，隨后將最后的STS信號輸出到并/串轉(zhuǎn)換器上，再到光纖收發(fā)器。
●同步凈荷區(qū)/虛擬容器(SPE/VC)指針調(diào)整塊24調(diào)整指針，將來自系統(tǒng)接口的LAPS幀與其產(chǎn)生的通道開銷(POH)復(fù)用，生成SONET的SPE，或SDH的VC；●利用開銷插入模塊33插入開銷∷POH字節(jié)；●采用SONET/SDH幀同步擾碼器29和多項式(X7+X6+1)，對凈荷擾碼；下面詳細(xì)說明LAPS處理過程。
LAPS處理過程根據(jù)本發(fā)明的具體情況，IOSL成幀器/解幀器11從SONET凈荷區(qū)域(SPE)中提取幀信號/包信號，幀信號/包信號經(jīng)由LAPS處理器提取。IOSL同時也支持直通模式，允許SPE直接通過，到達(dá)系統(tǒng)接口。LAPS處理器進行LLC(邏輯控制鏈路)和其它基于包的數(shù)據(jù)信號的類LAPS成幀。根據(jù)本發(fā)明，LAPS處理器是單一信道引擎，用于將數(shù)據(jù)包封裝到LAPS幀中。LAPS處理器對于SONET/SDH，只對以字節(jié)排列的數(shù)據(jù)工作(如消息長度為字節(jié)的整數(shù)倍)。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，如圖7所示，LAPS處理器可以分開成接收LAPS處理器和發(fā)送LAPS處理器。
封裝通過協(xié)調(diào)子層或等效的“POS PHY/UTOPIA”,LAPS鏈路實體從網(wǎng)絡(luò)層或其它上層接收幀。IP、LAPS和SDH之間的適配和原語關(guān)系在圖3B、3C和5A、5B中示出，圖4展示了經(jīng)過封裝一種類型信息字段之后的LAPS格式。IP overSDH功能單元將全部輸入LAPS信息字段轉(zhuǎn)發(fā)給其對等的連接鏈路，原發(fā)出鏈路端口除外，并且在轉(zhuǎn)發(fā)之前，還允許緩存一個或多個輸入幀。
接收LAPS處理器RX LAPS處理器27的LAPS接收(Rx)處理過程主要包括下列功能。
-接收的SPE(同步凈荷區(qū)域)八位組流假定包含一個或多個連續(xù)的LAPS幀流。
-LAPS幀結(jié)構(gòu)的組成為起始標(biāo)志序列、地址字段(SAPI，服務(wù)訪問點標(biāo)識符)、控制字段(0x03)、信息字段(IPv4、IPv6或PPP協(xié)議數(shù)據(jù)單元)、FCS(幀校驗序列)和結(jié)束標(biāo)志序列。
-提取IPv4、IPv6、IS-IS或PPP協(xié)議數(shù)據(jù)單元，存儲到RxFIFO(接收先進先出)模塊20中。
接收LAPS處理器27提取LAPS幀信號、透明性去除、FCS錯誤校驗、SPE/VC凈荷的解擾，任選刪除控制字段和地址字段，并進行性能監(jiān)視。
去除字段起始/結(jié)束標(biāo)識和填充字節(jié)之后，余下的凈荷包括數(shù)據(jù)字段和FCS字段，見后文詳細(xì)描述。注意兩個包信號之間實際上只需要一個標(biāo)志字節(jié)。包信號之間的全部標(biāo)志都丟棄。
具體地，接收LAPS處理器特別要實現(xiàn)系列功能●對接收的凈荷任選地執(zhí)行自同步解擾(X43+1多項式)；●檢測和終止LAPS幀，如檢測幀定界標(biāo)志；●去除控制轉(zhuǎn)義(Control Escape)填充；●計算可選的FCS碼(32位)，將其與接收的FCS值進行比較。
在性能監(jiān)視寄存器中積累錯誤，如果檢測到FCS錯誤后，將輸出數(shù)據(jù)標(biāo)記為出錯；●檢測字節(jié)流中的中止序列(0x7D、0x7E)；●任選地刪除地址字段和控制字段；●提供可選的數(shù)據(jù)包最小和最大檢測長度(SW可配置)，將數(shù)據(jù)標(biāo)明RX_ERR以表明錯誤情況；●產(chǎn)生八位組的性能監(jiān)視FCS錯誤、中止(abort)的包、短包、長包、因RX_FIFO錯誤而丟棄的包；●任選地刪除用于處理遠(yuǎn)端FIFO下溢情況下的包填充；●對錯誤情況產(chǎn)生中斷；●自動刪除標(biāo)志中的包間縫隙。
下面詳細(xì)說明RX LAPS處理器27的功能的實現(xiàn)。
LAPS幀同步標(biāo)志序列(0X7E)標(biāo)識LAPS幀的起始/終止。逐個八位組搜索接收的SPE凈荷數(shù)據(jù)，尋找標(biāo)志序列，以確定LAPS幀的邊界。用來識別標(biāo)志序列的八位組值可以編程配置，缺省值為0x7E。
兩個連續(xù)的標(biāo)志序列組成一個空幀，可以簡單地忽略。N個連續(xù)標(biāo)志序列因此可以認(rèn)為是N-1個空幀。太短的幀、無效的幀可以悄然丟棄。LAPS幀出現(xiàn)下列情況，可以認(rèn)為是無效幀。
a)沒有正確的以兩個標(biāo)志為界；或b)在幀標(biāo)志間的八位字節(jié)少于六個；或c)含有錯誤的幀校驗序列；或d)包含的服務(wù)訪問點標(biāo)識符不是“4”(基于IPv4的服務(wù))、“6”(基于IPv6的服務(wù))、“255”(基于PPP的服務(wù))、或不被接收裝置支持；e)包含不能被識別的控制字段值；f)以超過六個1的序列作為結(jié)束。
LAPS字節(jié)去填充處理過程(透明性處理過程)LAPS字節(jié)去填充過程(有時也指轉(zhuǎn)義變換(escape transform))是應(yīng)用于接收的LAPS幀上，它是在FCS計算之前，LAPS幀同步之后進行。通過檢查起始和結(jié)束標(biāo)志序列之間的全部LAPS幀，查找控制轉(zhuǎn)義八位組，來進行字節(jié)去填充。當(dāng)發(fā)現(xiàn)控制轉(zhuǎn)義八位組后，從八位組流中去除控制轉(zhuǎn)義八位組，并利用一個八位組去填充屏蔽八位組對后隨八位組進行異或運算。放棄序列不應(yīng)考慮為轉(zhuǎn)義序列。
控制轉(zhuǎn)義字節(jié)值可以通過編程配置，缺省值為0x7D。八位組去填充屏蔽八位組可以通過編程配置，缺省值為0x2O，例如，0x7E可以編碼為0x7D、0x5E,0x7D可以編碼為0x7D、0x5D。
SAPI協(xié)議封裝字段(地址字段)的剝離SAPI字段規(guī)定處在LAPS標(biāo)志后面的八位組位置。SAPI字段為一個八位組長。十六進制值“0x04”、“0x06”、“0x08”、“0x0c”、“0xff”分別代表基于IPv4、基于IPv6、基于IS-IS、基于以太網(wǎng)和基于PPP的數(shù)據(jù)包。在將幀存儲在Rx FIFO20之前，SAPI將被剝掉。
LAPS中止序列中止序列(控制轉(zhuǎn)義后隨標(biāo)志序列)可以任選地在輸入LAPS幀信號中進行檢測。中止序列標(biāo)記一個中止LAPS幀的結(jié)束。
FCS計算接收的FCS字段需要校驗，在完成八位組字節(jié)去填充之后，對LAPS起始/結(jié)束定界標(biāo)志序列(包括FCS字段)的所有八位組進行計算，得出FCS校驗和值?？梢圆捎脙煞N不同的FCS類型完成校驗。
第一種是用生成多項式1+X5+X12+X16產(chǎn)生的16位CRC-CCITT。16位FCS“好的最終FCS”值是0xF0B8(注意當(dāng)LAPS的SAPI值設(shè)置成“11111111”，與RFC 2615兼容時，16位FCS是參考RFC 2615，在這種情況下，F(xiàn)CS的長度變?yōu)?個八位組)。第二種是用生成多項式1+X+X2+X4+X5+X7+X8+X10+X11+X12+X16+X22+X23+X26+X32產(chǎn)生的32位CRC-32功能，“好的最終FCS”值是0xDEBB20E3。
最小有效FCS字節(jié)是緊隨最后一個LAPS信息字段之后，最先到達(dá)的FCS字段。首先將每個八位組的最低有效位(最后到達(dá)的)送入CRC的計算器。當(dāng)計算出來的FCS校驗和值與“好的最終FCS值”不匹配時，則認(rèn)為LAPS幀的FCS出錯，缺省情況下，采用32位的CRC實現(xiàn)FCS校驗。
用自同步擾碼器(SSS)1+X43解擾圖9B為根據(jù)本發(fā)明的一實施例的圖7中解擾器29的結(jié)構(gòu)。如圖9B所示，解擾器包括一個XOR門和一個43位的移位寄存器，輸出位與輸入加擾數(shù)據(jù)位進行異或計算，產(chǎn)生不加擾的位。
接收的數(shù)據(jù)利用自同步解擾器X43+1進行解擾，到達(dá)的數(shù)據(jù)位根據(jù)輸入次序進行解擾。解擾可以采用三種方式運行全解擾、部分解擾和不解擾。三種方式的選擇是通過初始配置確定的。全解擾是在完成任一LAPS成幀功能之前，就應(yīng)用SSS,SPE凈荷的整個(全部)內(nèi)容都要進行解擾。部分解擾是指除了標(biāo)志序列和中止轉(zhuǎn)義八位組之外的所有LAPS八位組應(yīng)用SSS，在八位組去填充之后和在進行LAPS協(xié)議字段處理之前，應(yīng)用部分解擾。兩種解擾過程可以獨立開/斷。無解擾是禁止解擾功能?？梢圆惶砑訑_碼器功能，這對于與老設(shè)備互通非常重要。缺省情況是只將全解擾處理設(shè)定為開(使能)。
長包處理過程如果寫入Rx FIFO的包八位組數(shù)大于可編程最大包長(MPS)值時，則認(rèn)為包“太長”。
對于長包來說，向Rx FIFO寫入超過MPS的包可能是禁止的。無論此功能是使能還是禁止，寫入Rx FIFO長包最后一個字是EOP(對于SDH/SONET系列速率STM-1/4/16/64，或OC-3/12/48/192，輸入到網(wǎng)絡(luò)處理器的接口配置/帶寬為8bit×25MHz、16bit×50MHz、32bit×100MHz、64bit×50MHz、64bit×200MHz、128bit×100MHz)。另外，Rx FIFO錯誤標(biāo)記和丟棄功能的操作與此功能無關(guān)。注意此選項只有在Rx FIFO錯誤標(biāo)記和丟棄功能都使能時才能使用。IPv4的缺省MPS為1600八位組，IPv6的MPS可以改變和編程配置。缺省情況下，只有長包的MPS寫入Rx FIFO。
短包處理如果寫入Rx FIFO的包字節(jié)數(shù)小于可編程最小包長(mPS)值時，則認(rèn)為包“太短”。
mPS的缺省值是64字節(jié)，可以在8到65535范圍之間進行配置。
SAPI和信息字段在Rx FIFO中的存儲對于每個LAPS幀，提取SAPI和信息字段，并存入Rx FIFO中，STM-64c/OC-192c，要與128位或64位邊界對齊；對于STM-16c/OC-48c，與64位或32位邊界對齊；對于STM-4c/OC-12c，與16位邊界對齊；對于STM-1/OC-3c，與8位邊界對齊。SAPI存入Rx FIFO可以被使能/禁止。缺省情況，SAPI字段是存入Rx FIFO。例如Rx FIFO在OC-48c/STM-16c時為512個字(32×100MHz)，可以容納下存儲總共2048個信息字段八位組。假定MPS為1600個八位組，則它就可以容納下用于一個包外加若干額外的開銷(約448個字節(jié))的緩沖區(qū)。一個字可以利用77.8MHz的核心時鐘頻率寫入RxFIFO。各個接收信息字段之間有最小5個八位組的間隔(4個FCS八位組+1個標(biāo)志序列八位組)。每77.8MHz核心時鐘周期會有4個SPE凈荷八位組到達(dá)，因此，每77.8MHz核心時鐘周期可以將一個字寫入Rx FIFO。因此對于任意大小的SAPI/信息字段，在Rx FIFO寫入接口處均有足夠的帶寬來存儲SAPI/信息字段。這樣在Rx FIFO寫入接口處，有足夠的帶寬來處理任何LAPS凈荷流的接收。
Rx FIFO溢出事件處理IP over SDH/SONET解幀器在接收方向向Rx FIFO寫入包。如果Rx FIFO被填充滿了(Rx FIFO槽的最后一個可用字節(jié)被填充)，就會產(chǎn)生一個告警信號向管理接口報告溢出事件，F(xiàn)IFO溢出事件的發(fā)生同時也會導(dǎo)致性能計數(shù)器加一。在此情況下，存儲在Rx FIFO的最后一個字的EOP(包結(jié)束)字段將自動被設(shè)置成邏輯“1”。
對于出現(xiàn)Rx FIFO滿事件的包，剩下的包八位組(如果有)將不會被存儲到Rx FIFO。更進一步，在接收到空存儲區(qū)域可編程的初始化信號之前，不能將字寫入Rx FIFO。緊隨滿事件寫入Rx FIFO的第一個字應(yīng)該為SOP(包開始)標(biāo)記的字。
差錯處理過程若干事件定義接收的LAPS幀為“出錯”，對于這些錯誤幀，可以采用兩種不同的處理過程(1)差錯標(biāo)記。IP over SDH/SONET成幀器將標(biāo)記由Rx FIFO溢出破壞的錯誤幀，將寫入Rx FIFO的最后一個SAPI/信息字段字設(shè)置成RX_ERR，對應(yīng)LAPS錯誤幀。
(2)包丟棄。寫入Rx FIFO對應(yīng)于LAPS錯誤幀的所有SAPI/信息字段的字(包)是無效的。
連接管理功能如圖7所示，IOSL成幀器/解幀器包括在數(shù)據(jù)傳輸過程中判定錯誤或斷開的連接管理單元36。該連接管理單元36任選地用來監(jiān)控接收對等鏈路幀的鏈路狀態(tài)。它僅為局部事件，在RX和TX兩端之間沒有相關(guān)的要使用的幀。
連接管理單元36具體包括定時器T200和計數(shù)器N200。
-初始化之后(T200和N200的缺省值分別為1秒和3)，鏈路實體就進入發(fā)送器和接受器的正常工作狀態(tài)。
-如果定時器T200在接收到任一幀之前(包括信息幀和幀間時間填充)已經(jīng)計滿，鏈路實體將重啟定時器T200，并遞減重發(fā)計數(shù)器N200。
-如果在接收到任一幀信號之前，定時器T200計滿、重發(fā)計數(shù)器已經(jīng)減為0，鏈路實體就利用MDL-ERROR指示原語，向本地連接管理實體指示這種情況，并重新啟動定時器T200和重新賦N200的值。
-T200和N200的值是可以配置的，T200和N200可配置的最小值分別是100毫秒和1。
可以從性能監(jiān)控計數(shù)器處得到下列統(tǒng)計數(shù)據(jù)。全部性能監(jiān)控計數(shù)器的長度應(yīng)為32位長。
●接收空LAPS幀
●接收太長包●接收無效幀下面詳細(xì)說明TX LAPS處理器的處理過程。
發(fā)送LAPS處理器TX LAPS處理器22中的LAPS發(fā)送(Tx)處理過程主要包括下列功能-從TX FIFO 18中讀出IPv4、IPv6或PPP協(xié)議的數(shù)據(jù)單元并封裝到LAPS幀中，該LAPS幀滿足映射到SPE凈荷要求。
-LAPS封裝包括起始標(biāo)志序列、地址字段(SAPI，服務(wù)訪問點標(biāo)識符)、控制字段(0x03)、信息字段(IPv4、IPv6或PPP協(xié)議數(shù)據(jù)單元)、FCS(幀校驗序列)字段和結(jié)束標(biāo)志序列。
-發(fā)送的SPE(同步凈荷區(qū)域)字節(jié)流假定包含一個或多個連續(xù)的LAPS幀流。
具體是發(fā)送LAPS處理器22提供將基于包的信息插入STS SPE。它提供包封裝、FCS字段的產(chǎn)生、包間填充、TX FIFO錯誤恢復(fù)和擾碼。發(fā)送LAPS處理器完成下列功能●將包封裝到LAPS幀中。利用起始標(biāo)志(0x7E)、任選的FCS字段、任選的地址和控制字段、及任選的結(jié)束字段標(biāo)志(0x7E)對每個包進行封裝。
●任選的自同步發(fā)送凈荷擾碼器(X43+1多項式)。
●根據(jù)ITU-TX.85要求的透明性處理(用于標(biāo)志及控制轉(zhuǎn)義的字節(jié)填充)。在字段標(biāo)志的起始和結(jié)束之間進行字節(jié)填充。利用兩個字節(jié)序列替換與標(biāo)志或控制轉(zhuǎn)義字節(jié)相匹配的任何字節(jié)，該兩字節(jié)序列由控制轉(zhuǎn)義字節(jié)加原碼與十六進制(0x20)進行異或運算得到的值組成。
●產(chǎn)生起始和結(jié)束字段標(biāo)志(0x7E)，注意一個單一的標(biāo)志可以由兩個包共享。
●任選地對幀校驗序列(FCS)字段產(chǎn)生32位的CRC。
●提供插入FCS差錯的功能，以便在SW控制下，進行測試。
●TX_PRTY錯誤產(chǎn)生中斷。
●提供FIFO下溢的可選處理方法。當(dāng)TX FIFO變空先于包結(jié)束發(fā)生時，就產(chǎn)生FIFO下溢。當(dāng)發(fā)生這種情況時，產(chǎn)生一個中斷。
包可以采用下列方式結(jié)束產(chǎn)生FCS錯誤；產(chǎn)生中止序列；通過SW可配置的轉(zhuǎn)義碼在縫隙間插入“填充(fill)”字節(jié)。
●產(chǎn)生性能監(jiān)控計數(shù)，包括FIFO錯誤事件數(shù)、中止包數(shù)、違反最短和最長包長參數(shù)的包數(shù)(SW可配置)。
LAPS幀封裝根據(jù)本發(fā)明采用標(biāo)志序列描繪數(shù)據(jù)鏈路層的每一幀。標(biāo)志用于指明LAPS幀的起始和結(jié)束。根據(jù)速率的需要，在LAPS幀之間插入標(biāo)志序列使LAPS幀八位組流也適用于SPE凈荷帶寬。發(fā)送的LAPS幀至少用一個標(biāo)志序列隔開，插入的標(biāo)志序列值八位組是可以編程配置的，缺省值為0x7E。前一幀的結(jié)束標(biāo)志可以是后一幀的起始標(biāo)志。
LAPS地址字段(或SAPI)。在起始標(biāo)志之后插入地址字段，插入的地址字段值可以通過編程配置，并依據(jù)封裝的數(shù)據(jù)包類型而定。SAPI是由判決單元依據(jù)輸入數(shù)據(jù)包的類型而判定。對于基于IPv4、基于IPv6、基于IS-IS、基于以太網(wǎng)、基于PPP的數(shù)據(jù)包，對應(yīng)的值分別是“0x04”、“0x06”、“0x08”、“0x0C”和“0xFF”。
LAPS控制字段。地址字段的后面緊跟控制字段，插入的控制字段值是可以設(shè)置的，缺省值是0x03。
LAPS幀校驗序列(FCS)。FCS是對所有的地址、控制、協(xié)議和信息字段計算得出的，它不包括標(biāo)志序列，也不包括FCS字段自己本身。完成計算是在進行字節(jié)填充之前進行。能夠產(chǎn)生兩種FCS類型。第一種是16位的CRC函數(shù)，它是由生成多項式1+x5+x12+x16產(chǎn)生的。(注意當(dāng)LAPS的SAPI值設(shè)置成“11111111”，與RFC 2615兼容時，16位FCS是參考RFC 2615，在這種情況下，F(xiàn)CS的長度變?yōu)?個八位組)。第二種是32位的CRC-32，它是由生成多項式1+x+x2+x4+x5+x7+x8+x10+x11+x12+x16+x22+x23+x26+x32產(chǎn)生的。
IOSL成幀器/解幀器11支持CRC-32幀校驗序列(FCS)的生成和校驗。FCS首先發(fā)送最低有效八位組，它包含高階系統(tǒng)?？梢砸?guī)定IOSL器件采用最低有效位順序或最高有效位順序來計算FCS。
FCS字段是對地址字段(SAPI值)、控制字段、信息字段的所有位計算得出的，但不包括插入的用于透明性的八位組。這還不包括標(biāo)志序列和FCS字段自己本身。在這兩種方式中，CRC發(fā)生器和校驗器都初始化成邏輯“1”。完成FCS的計算之后，F(xiàn)CS值是“1”的補碼。并將此新值插入FCS字段。
在插入LAPS幀之前，將計算出來的FCS值分別與0xFFFF或0xFFFFFFFF，進行異或運算，分別對應(yīng)16位或32位的FCS，此時計算的FCS值就為補碼。最小有效FCS八位組(高階系統(tǒng))是最先插入/發(fā)送的FCS字節(jié)，它緊位于最后的信息字段字節(jié)之后。每個八位組首先將最低有效位(最后發(fā)送的)饋入CRC計算器中。缺省情況下，插入的是32位的FCS值。
八位組填充LAPS八位組填充過程(有時也稱轉(zhuǎn)義變換)是在FCS計算和進行部分?jǐn)_碼之后，對發(fā)送LAPS幀進行的。在全部LAPS幀的起始和結(jié)束標(biāo)志序列之間尋找控制轉(zhuǎn)義八位組，當(dāng)找到時，0x7E被轉(zhuǎn)換為0x7D,0x5E。0x7D被轉(zhuǎn)換為0x7D,0x5D。中止序列不應(yīng)考慮為轉(zhuǎn)義序列。
控制轉(zhuǎn)義八位組字節(jié)值是可以編程配置的，缺省值為0x7D。字節(jié)填充標(biāo)記字節(jié)是可以編程配置的，缺省值為0x20。
用自同步擾碼器(SSS)X43+1擾碼圖9A示出本發(fā)明一實施例的圖7中擾碼器23的結(jié)構(gòu)。如圖9A所示，擾碼器23包括一個XOR門和一個43位的移位寄存器，輸出數(shù)據(jù)與輸入的原始數(shù)據(jù)進行異或計算，產(chǎn)生擾碼數(shù)據(jù)。
發(fā)送的數(shù)據(jù)利用自同步擾碼器X43+1進行解擾，發(fā)送的各個位根據(jù)它們的發(fā)送次序依次擾碼。擾碼器可以采用三種方式運行全擾碼、部分?jǐn)_碼和不擾碼。三種替代方式的選擇是通過初始配置確定的。全擾碼是在將其映射到SPE之前，就采用SSS，即SPE凈荷的全部內(nèi)容都要進行擾碼；部分?jǐn)_碼是指除了標(biāo)志序列和中止轉(zhuǎn)義字節(jié)之外的所有LAPS八位組都要采用SSS。部分?jǐn)_碼是填充過程之前和在產(chǎn)生PPP/LAPS字段之后應(yīng)用。兩種擾碼過程可以獨立開/關(guān)(on/off)。無擾碼是指禁止擾碼功能。不是一定要加上擾碼功能，這對于與老設(shè)備互通非常重要。缺省情況是只將全擾碼設(shè)定為開(使能)。
SAPI和信息字段SAPI和信息字段可以內(nèi)部產(chǎn)生，或按照每個LAPS幀從Tx FIFO處得到，該Tx FIFO對于STM-64c/OC-192c，與128位或64位邊界對齊；STM-16c/OC-48c，與64位或32位邊界對齊；STM-4c/OC-12c，與16位邊界對齊；STM-1/OC-3c，與8位邊界對齊。當(dāng)內(nèi)部產(chǎn)生時，插入的SAPI字段大小(1個或2個字節(jié))或數(shù)值應(yīng)可以編程配置，缺省值為1個八位組，數(shù)值為0x04(代表基于IPv4業(yè)務(wù))，當(dāng)從TX FIFO處得到時，存入Tx FIFO的包就作為SAPI/信息字段插入生成的LAPS幀中。缺省情況下，SAPI字段的來源就是Tx FIFO。
按照每個LAPS幀，各個包對于STM-64c/OC-192c，與128位或64位邊界對齊；STM-16c/OC-48c，與64位或32位邊界對齊；STM-4c/OC-12c，與16位邊界對齊；STM-1/OC-3c，與8位邊界對齊。Tx FIFO的大小是在1到4096個字的范圍內(nèi)可編程配置的，此時1個字等于32位。缺省情況下，大小是4096個字，等于16384個八位組的包數(shù)據(jù)存儲。
存儲于Tx FIFO的所有有效包八位組都被讀出，并映射到生成的LAPS幀的SAPI/信息字段中。數(shù)據(jù)將從Tx FIFO處讀出，并以背對背(back-to-back)的方式將LAPS幀映射到SPE中。
在包轉(zhuǎn)發(fā)模式下，當(dāng)Tx FIFO中至少出現(xiàn)一個EOP(包結(jié)束)標(biāo)記字時，就開始讀包。在字轉(zhuǎn)發(fā)模式下，當(dāng)整個包還未存儲到Tx FIFO中時，就可以開始從Tx FIFO中讀包。缺省模式為字轉(zhuǎn)發(fā)模式。
Tx FIFO下溢處理過程在從TX FIFO讀出數(shù)據(jù)包的過程中，如果在讀到EOP包標(biāo)記字之前，TxFIFO以一種未預(yù)料的空方式運行的話，正在將包映射進去的LAPS幀就可以任選地利用LAPS中止序列中止。如果因為Tx FIFO下溢導(dǎo)致其后幀丟棄的話，通過CPU接口產(chǎn)生的LAPS中止請求仍為有效。
如果任選的中止選項是設(shè)置成關(guān)(off)的話，發(fā)送的LAPS幀將根據(jù)計算出來的FCS字段結(jié)束。當(dāng)下溢發(fā)生時，從Tx FIFO讀出的剩余包部分將被沖掉(flush)。在發(fā)現(xiàn)SOP標(biāo)記字之前，一直從Tx FIFO讀數(shù)據(jù)。同時，發(fā)送空幀。
中止幀特殊的字節(jié)編碼(0x7D 0x7E)用于指示幀已被中止。如果接收到這些字節(jié)，相關(guān)的幀將被丟棄。如果包發(fā)送給對等的鏈路裝置，則標(biāo)記為錯。
下面詳細(xì)描述本發(fā)明的一個實施例的成幀器/解幀器在發(fā)送方向?qū)?shù)據(jù)的處理過程。
在發(fā)送方向，IOSL裝置提供基于包的數(shù)據(jù)插入STS/STM SPE的功能。該裝置的工作模式可通過管理控制接口規(guī)定。
發(fā)送FIFO接口IOSL裝置中，發(fā)送系統(tǒng)接口作為“POS PHY/UTOPIA”兼容的系統(tǒng)接口工作。
-發(fā)送FIFO發(fā)送系統(tǒng)接口是由鏈路層設(shè)備控制的，鏈路層設(shè)備在傳輸路徑的發(fā)送方向先于IOSL裝置。鏈路層提供到IOSL裝置的接口，用于同步所有的接口轉(zhuǎn)送這個約定要求IOSL裝置采用一個速率匹配的緩沖器(即FIFO)時鐘。FIFO的尺寸為256個八位組。
IOSL裝置還通過FIFO轉(zhuǎn)送包狀況(包/信元的起始/結(jié)束，包信號的最后一個字是否由1個或2個字節(jié)組成，包錯誤)。
-發(fā)送FIFO錯誤在IOSL裝置中，由IOSL裝置監(jiān)控FIFO的狀態(tài)。每當(dāng)下列條件，出現(xiàn)FIFO錯誤1)先于接收到包結(jié)束標(biāo)記(TX_EOP指示)之前接收到IOS_TX_SOP；或2)不再斷言TX_CLAV信號之后，在“發(fā)送窗口”外IOS_TX_ENB為有效。通過設(shè)置IOS_TX_FIFOERR_E=1向管理接口報告FIFO錯誤事件。
IOSL裝置包括8位FIFO錯誤計數(shù)器，計數(shù)由FIFO錯誤事件影響的每個包。
當(dāng)性能監(jiān)視計數(shù)器被鎖存時，該計數(shù)器值由IOS_TX_FIFOERR_CNT[7:0]鎖存，并清除FIFO錯誤計數(shù)器。
如果由于LATCH_EVENT的最后上升沿，至少有一個FIFO錯誤事件的話，那么就設(shè)置(set)FIFO錯誤事件位IOS_TX_FIFOERR_SECE。
在IOS模式(IOS_TX_IOS=1)下，IOSL裝置中止錯誤包。
-IOS錯誤包的處理在IOS運行模式下(IOS_TX_IOS=1)，提供下列錯誤包處理過程--TX_ERR鏈路層指示發(fā)送系統(tǒng)接口提供一種指示方法，當(dāng)特殊的數(shù)據(jù)包包括錯誤，應(yīng)被中止或丟棄時(見IOS_TX_ERR的定義)，鏈路層設(shè)備就能給IOSL裝置指示。
IOSL裝置包括8位FIFO錯誤計數(shù)器，計數(shù)標(biāo)記為出錯的從鏈路層接收的每個包。當(dāng)性能監(jiān)視計數(shù)器被鎖存時(LATCH_EVENT變?yōu)楦?，該計數(shù)器值由IOS_TX_IOS_LLPKT_ERRCNT[7:0]鎖存，并清除FIFO錯誤計數(shù)器。
如果由于LATCH_EVENT的最后上升沿，至少有一個鏈路層包錯誤的話，那么就設(shè)置鏈路層包錯誤事件位IOS_TX_IOS_LLPKT_ERR_SECE。
--最小/最大包長作為一種選項，IOSL裝置在包信號違反最小/最大包長時，可以認(rèn)為包是錯誤包，不將其發(fā)送或中止。包的大小只指LAPS包的大小，不包括由IOSL裝置插入的字節(jié)(標(biāo)志序列、地址、控制、FIFO下溢、透明性或FCS字節(jié))。
最小和最大包長可以通過管理控制接口進行編程配置。IOSL裝置中，有一組寄存器存儲不同的值，如上面的mPS、MPS。
-線路側(cè)包信號環(huán)回為了測試目的，IOSL裝置還為用戶提供環(huán)回(Loopback)功能，將從SDH/SONET信號中提取的包，放入到發(fā)送方向的FIFO，在其中替代從系統(tǒng)接口接收的數(shù)據(jù)。然后數(shù)據(jù)經(jīng)歷發(fā)送端的LAPS處理，并被發(fā)送回SDH/LINE線路。當(dāng)IOS_R_TO_T_LOOP設(shè)置為1時環(huán)回功能有效，當(dāng)IOS_R_TO_T_LOOP為0時，禁止環(huán)回，進行正常處理過程。
環(huán)回功能主要用于裝置測試目的。實際運行中，如果接收時鐘比發(fā)送時鐘快，且SONET/SDH凈荷中填有數(shù)據(jù)包的話，由于發(fā)送端不能適應(yīng)接收端的全速率，將可能出現(xiàn)周期性的錯誤。
作為一種選擇方案，IOSL裝置可以只插入一個標(biāo)志，指明是一個幀的結(jié)束和下一幀的開始。這通過管理接口控制，如果IOS_TX_IOS_EOP_FLAG=1,IOSL裝置插入分開的標(biāo)志，表明幀的開始和結(jié)束；如果IOS_TX_IOS_EOP_FLAG=0(缺省值)，就只插入一個標(biāo)志序列。
在FCS字段的生成被禁止的特殊情況下，IOSL裝置忽略IOS_TX_IOS_EOP_FLAG，仍總為插入幀起始/結(jié)束標(biāo)志序列。這是一種非標(biāo)準(zhǔn)的運行，因為根據(jù)ITU-TX.85,FCS字段是強制的，這一特性要求在測試期間，接收端保證適當(dāng)?shù)倪\行方式，其中，F(xiàn)CS是被禁止的，單一字節(jié)的包是可能的。
--地址和控制字段緊隨幀的起始標(biāo)志序列有兩個字段設(shè)置成“0x0c”的地址字段和定義為00000011的控制字段。在IOS模式下(IOS_TX_IOS=1)，任選地，如果IOS_TX_IOS_ADRCTL_INS=1,IOSL裝置就插入這些字段。如果IOS_TX_IOS_ADRCTL_INS=0(缺省)，就不插入這些字段。
--透明性在此處實現(xiàn)八位組填充過程，也稱為透明性處理過程。特殊字節(jié)--控制轉(zhuǎn)義(01111101或16進制0x7D)用作一個標(biāo)識，指明這些字節(jié)需要在接收側(cè)進行特殊處理?？刂妻D(zhuǎn)義用于標(biāo)記幀數(shù)據(jù)中特定編碼的出現(xiàn)。
經(jīng)過FCS計算后，IOSL裝置在任意兩個標(biāo)志序列之間檢查整個幀，每發(fā)現(xiàn)一個標(biāo)識為0x7E或0x7D的碼，就用一個雙八位組序列替代，此雙八位組序列由控制轉(zhuǎn)義八位組隨原碼與十六進制數(shù)0x20異或而得。IOSL裝置對后面的字節(jié)序列進行透明性處理過程，除了由IOSL裝置插入的用于描繪幀信號的標(biāo)志序列之外。凈荷(標(biāo)志序列之間)中出現(xiàn)0x7E處理過程如下0x7E被轉(zhuǎn)換成0x7D,0x5E0x7D被轉(zhuǎn)換成0x7D,0x5DSPE的建立隨后IOS數(shù)據(jù)流被映射到SONET/SDH同步凈荷區(qū)域(SPE)的凈荷里。IOS八位組的邊界是與SPE八位組的邊界對齊。由IOS幀是變長的，允許其跨越SPE的邊界。運行過程中，當(dāng)無LAPS幀可以立即插入SPE時，就發(fā)送標(biāo)志序列來填充LAPS幀之間的時間。這只有在完整幀之間才能進行。
SPE/VC的產(chǎn)生-SPE/VC的結(jié)構(gòu)SPE/VC的第一列是POH。如圖8A-8C所示，以下示出對于SONET和SDH的9個字節(jié)的次序。
為了便于參考，SDH虛擬容器的帶寬和STM接口速率分別在表2和圖3中示出。
表2 SDH虛擬容器的帶寬


表3 STM接口速率

SONET傳輸速率是STS-1(51.840 Mbps)的整數(shù)倍，當(dāng)前允許的倍數(shù)如下STS-1:51.840 MbpsSTS-3:155.520 MbpsSTS-9:466.560 MbpsSTS-12:622.080 MbpsSTS-18:933.120 MbpsSTS-24:1244.160 MbpsSTS-36:1866.240 MbpsSTS-48:2488.320 MbpsSTS-192:9953280 Mbps-POH通道開銷有9個字節(jié)。通道開銷的第一個字節(jié)是通道軌跡字節(jié)J1。其對于SONET/SDH的TOH/SOH的位置由相關(guān)的STS/AU指針指示。下一節(jié)定義了POH字節(jié)的發(fā)送值。由于SONET和SDH之間的命名不一樣，SONET的命名列在前。
--通道軌跡(J1)可以將205L裝置設(shè)為在J1字節(jié)中發(fā)送16字節(jié)或64字節(jié)的通道軌跡消息。這些消息存入IOS_TX_J1_[63:0]_[7:0]。如果IOS_TX_J1SEL=0，則以IOS_TX_J1_[15]_[7:0]下數(shù)至IOS_TX_J1_
_[7:0]的16字節(jié)序列，重復(fù)發(fā)送J1字節(jié)。否則的話，發(fā)送IOS_TX_J1_[63]_[7:0]至IOS_TX_J1_
_[7:0]里的字節(jié)序列。(SDH模式下，通常采用16字節(jié)序列，SONET模式則采用64字節(jié)序列。)--通道BIP-8(B3)如果B3_INV=0，就發(fā)送比特交錯校驗字節(jié)(BIP-8)，作為偶校驗(正常情況)，否則的話，生成奇校驗(不正確情況)。BIP8是通過對前一SPE/VC的所有字節(jié)(包括POH)進行計算得到的，并置于當(dāng)前SPE/VC的B3字節(jié)。
根據(jù)BIP-8的定義，B3的第一位提供前一SPE/VC所有字節(jié)第一位的校驗；B3的第二位提供上一SPE/VC所有字節(jié)第二位的校驗，等等。
--信號標(biāo)志(C2)
信號標(biāo)志字節(jié)指明SPE/VC的組成，將TX_C2_[7:0]規(guī)定值插入生成的C2字節(jié)里。
--通道狀態(tài)(G1)Path REI。接收端在接收的SPE/VC中監(jiān)視B3位的錯誤。每幀(0至8)檢測到的B3錯誤數(shù)從接收端被轉(zhuǎn)送到發(fā)送端，插入發(fā)送通道狀態(tài)字節(jié)G1，作為遠(yuǎn)端錯誤指示。
如果FORCE_G1ERR=1,G1的4個MSB以1000連續(xù)發(fā)送(作測試用)。否則的話，如果PERI_INH=0，就將其設(shè)置為等于接收端POH監(jiān)控模塊最近檢測到的B3錯誤數(shù)的二進制值(0000到1000，表示0到8)。如果是其它情況，將其全部設(shè)置為零。
Path RDI。G1的第5位可用作通道/AU遠(yuǎn)程故障指示(RDI-P)，或者G1的第5、6和7位用作增強的RDI-P指示符。G1第5、6和7位中的發(fā)送值或者從TX_G1_[2:0]寄存器取出(如果PRDI_AUTO=0)，或者IOSL裝置自動生成一個增強的RDI信號(如果PRDI_AUTO=1，且PRDI_ENH=1)，或者由一位RDI信號取出(如果PRDI_AUTO=1，且PRDI_ENH=0)。G1的第5、6和7位發(fā)送值如表4所示。
表4 通道RDI位值

如PRDI_AUTO=1，上面所述的值最少發(fā)送20幀，一旦以相同值發(fā)送了20幀，就發(fā)送表1中故障指示值對應(yīng)的的當(dāng)前狀態(tài)。
G1的第8位(最低有效位)沒有使用，設(shè)置為0。
--其它POH字節(jié)IOSL裝置不支持其余的POH字節(jié)，全部以固定全零的字節(jié)發(fā)送。這些字節(jié)包括通道用戶信道(F2)、位置指示符(H4)、通道增長/用戶信道(Z3/F3)、通道增長/通道APS信道(Z4/K3)以及串列連接監(jiān)控字節(jié)(Z5/N1)。
SONET/SDH幀生成SONET/SDH幀生成模塊通過生成傳輸(段)開銷(TOH/SOH)字節(jié)、用來自SPE/VC的字節(jié)填充凈荷、對除TOH/SOH字節(jié)第一行外的SONET/SDH的所有字節(jié)進行擾碼，創(chuàng)建STS-3c/STM-1。
-幀排列對輸入TX_FRAME_IN來說，生成幀的位置是固定的。幀起始指示輸出TX_FRAME_OUT與TX_FRAME_IN輸入有一個固定的但非規(guī)定的關(guān)系。TX_FRAME_OUT上1個時鐘周期寬脈沖與發(fā)送線路輸出TX_DATA[7:0]數(shù)據(jù)字節(jié)的關(guān)系由IOS_TX_FOUT_BYTE_TYPE[1:0]和TX_FOUT_BYTE_NUMBER[3:0]寄存器控制。
-凈荷生成SONET或SDH凈荷在正常情況下由來自SPE/VC的字節(jié)填充而成。在STS-3c/STM-1模式(IOS_TX_SIG_MODE=0)中SPE/VC的J1字節(jié)放置在第1行第10列。
--AIS生成在線路(復(fù)用段，MS)報警指示信號(AIS)LAIS，或通道(管理單元，AU)報警指示信號PAIS發(fā)送期間，暫停(suspend)SONET/SDH凈荷的正常生成。IOS_TX_LAIS和IOS_TX_PAIS寄存器控制AIS的生成。
如果IOS_TX_LAIS或IOS_TX_PAIS=1，整個凈荷(9396或2349字節(jié))全部填充為全1字節(jié)。
--無填充生成除非激活了AIS，否則的話，如果TX_UNEQ=1，就生成沒有填充的SPE/VC(所有SPE/VC字節(jié)全部用全零字節(jié)填充)。
-TOH/SOH生成SONET TOH字節(jié)通常與SDH TOH字節(jié)是一樣的。下文中定義生成的所有TOH/SOH字節(jié)值。當(dāng)SONET和SDH字節(jié)名稱不同時，首先列出SONET所用名稱。標(biāo)準(zhǔn)中的空白之處是SONET中沒有定義的或者在SDH中的非標(biāo)準(zhǔn)化保留字節(jié)。IOSL裝置將這些字節(jié)全部用全零填充。
--AIS生成在LAIS或PAIS傳送過程中，暫停TOH/SOH字節(jié)的正常生成。如果IOS_TX_LAIS=1，正常生成TOH/SOH頭3行，但TOH/SOH剩余部分(以及所有SPE/VC字節(jié))作為全1字節(jié)進行傳送。如果IOS_TX_PAIS=1，除第4行中的指針字節(jié)外，TOH/SOH所有行字節(jié)均正常生成。H1、H2和H3字節(jié)(以及所有SPE/VC字節(jié))以全1字節(jié)傳送。
--幀字節(jié)(A1和A2)正常生成下面固定格式的幀字節(jié)●A1:1111_0110=F6；●A2:0010_1000=28。
為了測試之目的，A1和A2生成時可以包含錯誤。如果A1A2_ERR=0，不插入錯誤。當(dāng)A1A2_ERR=1時，用A1A2_ERR_PAT[15:0]的值與A1和A2進行異或操作在每組8個幀中生成m個連續(xù)幀(其中m相當(dāng)于A1A2_ERR_NUM[2:0]的二進制數(shù))。A1的MSB是與A1A2_ERR_PAT[15]異或，A2的LSB是與A1A2_ERR_PAT
異或。
--段軌跡/再生段軌跡(J0)和段生長/空余(Z0)段軌跡16個連續(xù)幀的期間，IOSL裝置連續(xù)發(fā)送包含在IOS_TX_J0_[15:0]_[7:0]的16字節(jié)格式，從IOST_TX_J0[15]_[7:0]字節(jié)開始按遞減順序發(fā)送。
ITU-TG.707標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定含第3條/G.831定義的段訪問點識別符(SAPI)的16位段軌跡幀以連續(xù)J0字節(jié)連續(xù)發(fā)送。注意，只有幀開始標(biāo)記字節(jié)在其MSB為1。
目前，SONET沒有定義段軌跡功能。除非給SONET定義一個相似的段軌跡字段，所有的IOS_TX_J0字節(jié)應(yīng)采用0000_0001填充，以便在J0中連續(xù)發(fā)送十進制的1。
段生長/空余。
在STS-12c/STM-4(IOS_TX_SIG_MODE=1)模式中，作相當(dāng)于2到12的二進制依序發(fā)送Z0字節(jié)，在STS-3c/STM-1(IOS_TX_SIG_MODE=0)模式中為2到3(GR-253中規(guī)定)。
--段BIP-8(B1)如果IOS_B1_INV=0,B1比特交錯奇偶校驗8(BIP-8)以偶數(shù)校驗(正常)發(fā)送，否則生成奇數(shù)校驗(不正確)。BIP-8是對前1個擾碼后的STS-3c/STM-1幀所有位進行計算后得出的，并在擾碼之前置入當(dāng)前幀的B1字節(jié)。通過定義BIP-8,B1的第一位提供前一幀所有字節(jié)的第一位上的奇偶校驗，B1的第二位提供前一幀所有字節(jié)的第二位上的奇偶校驗，依次類推。
--指令線(E1和E2)和段用戶通道(F1)定義指令線字節(jié)用來攜帶兩個64kb/s的數(shù)字化語音信號。F1字節(jié)可供網(wǎng)絡(luò)提供商使用，發(fā)送塊接收3個串行輸入IOS_TX_E1_DATA、IOS_TX_E2_DATA和TX_F1_DATA，用來插入到要發(fā)送的E1、E2和F1字節(jié)中。從IOSL裝置輸出一個單一的64kHz時鐘(IOS_TX_E1E2F1_CLK)，以便為這三個串行輸入提供時鐘參考。
這些字節(jié)的第一位(MSB)應(yīng)與輸入幀開始脈沖IOS_TX_FRAME_IN對齊。在接收到E1、E2和F1字節(jié)的最后一位后，接收到的E1、E2和F1字節(jié)插入到輸出SONET/SDH幀中。
--數(shù)據(jù)通信信道，DCC(D1-D12)TOH/SOH定義了兩種DCC(數(shù)據(jù)通信通道)。段/再生段DCC用D1、D2和D3字節(jié)來產(chǎn)生一個192kb/s的信道。線路/復(fù)用段DCC用D4到D12的字節(jié)來產(chǎn)生一個576kb/s的信道。發(fā)送端通過兩個串行輸入IOS_TX_SDCC_DATA和IOS_TX_LDCC_DATA，接收DCC數(shù)據(jù)。為了保證位同步，發(fā)送端輸出兩個時鐘192kHz的IOS_TX_SDCC_CLK；以及576kHz的IOS_TX_LDCC_CLK。時鐘信號使得能夠為從IOS_TX_SDCC_DATA和IOS_TX_LDCC_DATA到寄存器的碼流插入到TOH/SOH重新定時。因為重新定時是根據(jù)上升沿做出的，因此IOS_TX_SDCC_DATA和IOS_TX_LDCC_DATA輸入應(yīng)在IOS_TX_SDCC_CLK和IOS_TX_LDCC_CLK的下降沿變化。
--指針字節(jié)(H1,H2)和指針動作字節(jié)(H3)H1和H2字節(jié)包含3個字段。由于SPE/VC與TOH同步生成，所以無需生成變化指針。與此相反，有效的H1和H2字節(jié)以固定指針值522(十進制)=10_0000_1010(二進制)生成，H3字節(jié)固定為全0。這樣SPE/VC中J1字節(jié)在STS-3c/STM-1模式(IOS_TX_SIG_MODE=0)中被放置在第1行第10列。
AIS生成如果IOS_TX_LAIS或TX_PAIS有效，H1、H2和H3字節(jié)以全1發(fā)送。當(dāng)IOS_TX_LAIS或TX_PAIS變化，使得兩個位都變?yōu)?時，IOSL裝置在下一個幀中用一個使能的新數(shù)據(jù)標(biāo)志(NDF)發(fā)送第一個H1字節(jié)。利用第一個H1字節(jié)中無效的NDF字段生成隨后的幀。
無AIS生成。第一個H1-H2字節(jié)對以正常指針發(fā)送，此時●NDF=0110；●SS=TX_SDH_PG,0；●指針值=10_0000_1010；所有其它H1-H2字節(jié)對以級聯(lián)指示字節(jié)發(fā)送，此時●NDF=1001；●SS=TX_SDG_PG,0；●指針值=11_1111_1111；--線路/MS BIP-96/24(B2)在下面B2字節(jié)的說明中，根據(jù)設(shè)備模式(STS-12c模式與STS-3c模式)的不同，其數(shù)目略有變化。為了描述兩種模式的運行，采用下面的約定來區(qū)分每種模式的要求STS-3c。TOH/SOH有12[3]個B2字節(jié)，他們提供BIP-96[BIP-24]錯誤檢測能力。
每個B2字節(jié)為前一個幀的12[3]組字節(jié)之一中的字節(jié)提供BIP-8奇偶校驗。第j列中的B2字節(jié)為前一個幀(TOH/SOH開始3行中的除外)中位于第j+12k(j+3k)列的字節(jié)提供BIP-8奇偶校驗，其中k=0到89。如果B2_INV=0,BIP-8以偶數(shù)校驗(正常態(tài))發(fā)送。否則，生成奇數(shù)校驗(錯誤態(tài))。BIP-8值是對前一個STS-3c/STM-1幀在擾碼之前的字節(jié)計算而得出來的，在擾碼前置入當(dāng)前幀的B2字節(jié)中。
--APS信道和線路/MS AIS/RDI(K1和K2)K1和K2的5位最高有效位用作自動保護交換(APS)信號。K2的3個最低有效位在線路/MS級用作AIS或遠(yuǎn)程故障指示(RDI)，在SONET中，他們也用于APS信令。IOSL裝置在發(fā)送的K1字節(jié)中插入IOS_TX_K1_[7:0]，在發(fā)送的K2字節(jié)的5個MSB中插入IOS_TX_K2_[7:3]。
K2的3個LSB位由3個源控制，按照優(yōu)先級，他們是●If(如果)TX_LAPS=1，以全1發(fā)送(同所有的線路/MS開銷字節(jié)一樣)。
●Else if(否則如果)LRDI_INH=0，以及如果(IOS_RX_LOS AND
NOT RX_LOS_INH)、IOS_RX_LOF、IOS_RX_LOC或IOS_RX_LAIS中任何一個等于1，它們以110碼發(fā)送。無論何時該特殊事件為有效時，最少20幀的K2設(shè)置為110。
●Else(否則)發(fā)送IOS_TX_K2_[2:0]。
RX_LOS可為高有效(IOS_RX_LOS_LEVEL=0，缺省值)或低有效(IOS_RX_LOS_LEVEL=1)。在內(nèi)部，如果IOS_RX_LOS_LEVEL=1，反相IOS_RX_LOS產(chǎn)生IOS_RX_LOS。GR-253的R6-180到R-182要求規(guī)定應(yīng)在檢測和去除接收到的LOS，LOF或LAIS的125μs時間內(nèi)插入和移去RDI。
--同步狀態(tài)(S1)該字節(jié)的4個LSB傳送同步狀態(tài)消息。設(shè)置發(fā)送的S1字節(jié)等于IOS_TX_S1_[7:0]。
--線路/MS REI(M1)接收端在接收信號中監(jiān)控B2位錯誤。在STS-12c/STM-4模式中每幀檢測到的B2錯誤數(shù)范圍為每幀0到96個B2位，或在STS-3c/STM-1模式中為每幀0到24個B2位。在正常情況下線路/MS遠(yuǎn)程錯誤指示(REI)字節(jié)，即M1字節(jié)傳送在接收信號中檢測到的B2錯誤計數(shù)。
通過設(shè)置TX_M1_ERR=1，用戶可強制發(fā)送REI錯誤指示。這使得在M1字節(jié)中發(fā)送24個中的任何一個計數(shù)(STS-3c/STM-1模式下)。如果LREI_INH=0,M1字節(jié)等于最近的B2錯誤計數(shù)。否則的話，M1字節(jié)設(shè)置為全0。
--生長/未定義(Z1和Z2)由于Z1和Z2字節(jié)的使用沒有標(biāo)準(zhǔn)化。IOSL裝置將這些字節(jié)用全0填充。
HDLC成幀中的擾碼用一個幀同步擾碼序列對輸入數(shù)據(jù)進行擾碼，擾碼生成多項式為g(x)=x7+x6+1。在第一SPE/VC字節(jié)(在STS-3c/STM-1模式中位于1行10列的字節(jié))開始處擾碼器初始化為1111111，對除第一行TOH/SOH以外的所有SONET/SDH信號進行擾碼。為了測試之目的，可通過設(shè)置SCRINH位為1使擾碼器失效。
如上所述，LAPS幀封裝到SDH/SONET幀中的SPE/VC中，LAPS幀可以從多個虛容器中獲得，稱為所謂的級聯(lián)。插入的指針指示虛容器，也就是凈荷的起始位置。
以下描述本發(fā)明的一個實施例在接收方向的數(shù)據(jù)處理過程。
接收方向的數(shù)據(jù)處理過程T到R的環(huán)回和LOC如果R_LOOP=1,IOSL裝置接收部分能夠配置為環(huán)回(Loopback)生成的發(fā)送信號。否則，選擇從SONET/SDH接口接收到的信號。在環(huán)回中，利用TX_SONETCLK輸入確定接收成幀器和其它接收電路的時鐘。如果沒有選擇環(huán)回，RX_SONETCLK輸入用于確定該電路的時鐘。
RX_SONETCLK輸入用TX_CLK輸入監(jiān)視時鐘丟失。如果RX_SONETCLK上在16個TX_CLK周期沒有檢測到變換，則設(shè)置RX_LOC位。如果檢測到了變換，則清除它。如果RX_LOC從0變換到1或從1變換到0，就設(shè)置RX_LOC_Ddelta位。
傳輸開銷監(jiān)視TOH/SOH監(jiān)視模塊由J0、B2、K1K2、S1和M1監(jiān)視字節(jié)組成。監(jiān)視這些TOH/SOH字節(jié)有無錯誤或狀態(tài)是否發(fā)生變化。
-J0字節(jié)監(jiān)視J0監(jiān)視有兩種運行模式，一種用于SONET應(yīng)用，一種用于SDH應(yīng)用。在IOS_RX_J0=0模式(SONET)下，J0監(jiān)視包括檢查接收到的3個連續(xù)幀中J0字節(jié)值是否匹配一致。當(dāng)接收到相同的J0值，把它寫入IOS_RX_J0_[15]_[7:0]。
在IOS_RX_J0=1情況(SDH)下，J0字節(jié)可以包含一個重復(fù)的16字節(jié)段軌跡幀，該幀包括段訪問點標(biāo)識符。J0監(jiān)視包括鎖定16字節(jié)段軌跡幀的起始、檢查接收段軌跡幀值是否在3個連續(xù)幀匹配相同。當(dāng)接收到相同的幀值，把它寫入IOS_RX_J0_[15:0]_[7:0]。段軌跡幀的第一個字節(jié)(包括幀起始標(biāo)志)寫入IOS_RX_J0_[15]_[7:0]。
--成幀除幀起始標(biāo)志字節(jié)的MSB外，所有段軌跡幀字節(jié)的MSB均為0。J0監(jiān)視成幀器搜索15個連續(xù)J0字節(jié)，查找在本字節(jié)MSB為0，后接的J0字節(jié)MSB為1的Jo字節(jié)。當(dāng)發(fā)現(xiàn)這種碼型(pattern)，成幀器進入幀內(nèi)，此時J0_OOF=0。一旦J0監(jiān)視成幀器在幀內(nèi)，它一直留在幀內(nèi)直到接收到3個連續(xù)段軌跡幀中至少有1個MSB位錯誤。如果IOS_RX_J0=0,J0幀字節(jié)保留在幀內(nèi)狀態(tài)IOS_J0_OOF=0。當(dāng)IOS_J0_OOF改變其狀態(tài)時，設(shè)置IOS_J0_OOF_Ddelta位。
--格式接受和比較一旦處在幀內(nèi)，如果IOS_RX_J0=1,J0監(jiān)視模塊就查找3個連續(xù)的16字節(jié)的段軌跡幀；如果IOS_RX_J0=0，就查找1個字節(jié)的段軌跡幀。當(dāng)接收到3個連續(xù)相同的幀時，接受的幀就存入IOS_RX_J0_[15:0]_[7:0](SONET模式下，存入IOS_RX_J0_[15]_[7:0])。接受的幀與這些寄存器的先前內(nèi)容進行比較，當(dāng)存儲了一個新值時，就設(shè)置IOS_RX_J0_D的delta位。
-BIP-96(B2)校驗在下面B2的說明中，根據(jù)設(shè)備的模式(STS-3c)，數(shù)目略有變化。為了說明兩種情況的操作，將利用以下約定來確定模式(STS-3c)的要求。IOSL裝置校驗接收的B2字節(jié)是否為正確的BIP-8值。(12或3個B2字節(jié)組合在一起形成1個BIP-96或BIP-24)。除去TOH(在SONET中為SOH，在SDH中為RSOH)的最前3行，對每幀的全部12或3字節(jié)組進行計算，得到BIP-96或BIP-24偶校驗。解擾之后對接收的數(shù)據(jù)進行計算，得到的值然后與解擾之后的下一幀的B2值進行比較。通過比較可以得到0到96或0到24的不匹配(B2位錯誤)。每幀檢測到的B2位錯誤數(shù)可以插入到發(fā)送的M1字節(jié)。
--B2錯誤計數(shù)IOSL裝置包括一個20位的B2錯誤計數(shù)器，當(dāng)BIT_BLKCNT=0時，可以對每個B2位錯誤計數(shù)；當(dāng)BIT_BLKCNT=1時，可以計數(shù)至少有一個B2錯誤的幀。當(dāng)性能監(jiān)視計數(shù)器被鎖存時(LATCH_EVENT變成高電平)，此計數(shù)器的值就由B2_ERRCNT[19:0]寄存器鎖存，并清除B2錯誤計數(shù)器。如果由于LATCH_EVENT的最后上升沿，而導(dǎo)致至少還有一個B2錯誤時，則設(shè)置B2錯誤第二事件位B2ERR_SECE。采用B2錯誤率閾值模塊。
為了判定接收信號的誤碼率是否高于或低于兩個規(guī)定的不同閾值(信號故障和信號衰減情況)，IOSL裝置提供了兩個B2錯誤率閾值模塊。如果SF模塊或SD模塊判定錯誤率高于閾值的話，就設(shè)置B2_ERR_SF或B2_ERR_SD。如果對應(yīng)的錯誤率位改變了值的話，也設(shè)置delta位B2_ERR_SF_D或B2_ERR_SD_D。對于每種錯誤率閾值模塊，用戶可以規(guī)定一個BLOCK(塊)寄存器和2對THRESH(閾值)和GROUP(組)寄存器。為了允許設(shè)置和清除狀態(tài)位的滯后，每個錯誤率閾值模塊有1對THRESH和GROUP寄存器來設(shè)置狀態(tài)，1對THRESH和GROUP寄存器來清除狀態(tài)。因此用于錯誤率門限模塊的寄存器是·當(dāng)B2_ERR_SF=0，判定其是否應(yīng)使用B2_BLOCK_SF[7:0]，B2_THRESH_SET_SF[7:0]，和B2_GROUP_SET_SF[5:0]來設(shè)置，·當(dāng)B2_ERR_SF=1，判定其是否應(yīng)使用B2_BLOCK_SF[7:0]，B2_THRESH_CLR_SF[7:0]，和B2_GROUP_CLR_SF[5:0]來清除，·當(dāng)B2_ERR_SD=0，判定其是否應(yīng)使用B2_BLOCK_SD[15:0]，B2_THRESH_SET_SD[5:0]，和B2_GROUP_SET_SD[5:0]來設(shè)置，·當(dāng)B2_ERR_SD=1，判定其是否應(yīng)使用B2_BLOCK_SD[15:0]，B2_THRESH_CLR_SD[5:0]，和B2_GROUP_CLR_SD[5:0]來清除。
K1K2監(jiān)視K1和K2字節(jié)是用于發(fā)送Line/MS AIS或RDI，及用于APS信令，監(jiān)視它們的狀態(tài)的改變。
-Line/MS AIS監(jiān)視和LRDI的產(chǎn)生K2字節(jié)的3個LSB在線路/MS級上能夠用于AIS或遠(yuǎn)端故障指示(RDI)。
如果對于K2_CONSEC[3:0]連續(xù)幀都收到它們?yōu)椤?11”，就設(shè)置RX_LAIS，同時RX_LAIS_OUT輸出為高；如果對于K2_CONSEC[3:0]連續(xù)幀沒有收到它們?yōu)椤?11”，就清除RX_LAIS和RX_LAIS_OUT。當(dāng)RX_LAIS狀態(tài)改變時，就設(shè)置RX_LAIS_D delta位。
-Line/MS RDI監(jiān)視K2字節(jié)的3個LSB同時也可以用于監(jiān)視K2_CONSEC[3:0]連續(xù)接收“110”或不接收“110”，發(fā)生這種情況時，就設(shè)置或清除RX_LRDI，當(dāng)RX_LRDI改變狀態(tài)時就設(shè)置RX_LRDI_D。
-APS監(jiān)視K1字節(jié)和K2字節(jié)的4個MSB是用于發(fā)送APS請求和信道數(shù)的，當(dāng)對于3個連續(xù)幀接收到同樣的數(shù)值時，就將其寫入RX_K1_[7:0]和RX_K2_[7:4]。然后將接收的值與寄存器原先的值進行比較，當(dāng)存入一個新的12位值時，就設(shè)置RX_K1_D delta位。
檢查K1字節(jié)察看其不穩(wěn)定性。如果在12個連續(xù)幀中，沒有3個連續(xù)幀接收到同樣的K1字節(jié)時，就設(shè)置K1_UNSTAB位，當(dāng)連續(xù)3幀都接收到同一K1字節(jié)時就清除。在K1_UNSTAB改變狀態(tài)時，就設(shè)置K1_UNSTAB_D delta位。K2的0到3位可以包括APS模式信息，對于K2_CONSEC[3:0]監(jiān)視這些位是否為連續(xù)的同樣值。出現(xiàn)上述情況時就寫入RX_K2_[3:0]，除非K2字節(jié)的1位和2位的值為“11”(表明線路/MS AIS或RDI)。當(dāng)新值寫入RX_K2_[3:0]時，設(shè)置RX_K2_D delta位。
3個delta位IOS_RX_K1_D，RX_K2_D and IOS_K1_UNSTAB_D均與APS監(jiān)視有關(guān)，都能提供APS中斷信號APS_INTB。此外，這3種deltas位還能提供標(biāo)準(zhǔn)的概要中斷信號INTB。
-S1監(jiān)視監(jiān)視接收的S1字節(jié)的4個LSB是否為相同值，在SONET模式下，IOS_RX_SDH_S1=0，需要監(jiān)視8個連續(xù)幀；在SDH模式下，IOS_RX_SDH_S1=1，需要監(jiān)視3個連續(xù)幀。當(dāng)這些位包括相同的同步狀態(tài)消息時，就將接收的值寫入RX_S1_[3:0]。將接收的值與該寄存器先前的值進行比較，當(dāng)存儲了一個新值時，就設(shè)置IOS_RX_S1_D delta位。S1字節(jié)的監(jiān)視也用于消息故障。如果由于LATCH_EVENT的最后一個上升沿，而沒有消息能夠滿足上述有效判據(jù)(它是否與最后接收的值相同還是不同)，就設(shè)置S1故障第二事件位S1_FAIL_SECE。
-M1監(jiān)視M1字節(jié)表示由遠(yuǎn)程終端在接收信號中檢測的B2錯誤。IOSL裝置包含1個20位的M1錯誤計數(shù)器，當(dāng)BIT_BLKCNT=0時，就計數(shù)由M1指示的每個錯誤；當(dāng)BIT_BLKCNT=1時，就計數(shù)接收的M1不等于0的每一幀。當(dāng)IOS_RX_SIG_MODE=1時，BIT_BLKCNT=0情況下，M1的有效值范圍是0到96；其它任何值都解釋為0錯誤。當(dāng)RX_SIG_MODE=0和BIT_BLKCNT=0時，M1字節(jié)的有效值范圍是0到24；任何其它值都解釋為0錯誤。當(dāng)性能監(jiān)視計數(shù)器被鎖存時，該計數(shù)器的值是由M1_ERRCNT[19:0]寄存器鎖存，并且清除M1錯誤計數(shù)器。
如果由于LATCH_EVENT最后的上升沿，使得至少還有1個接收M1錯誤指示的話，就設(shè)置M1錯誤第二事件位M1_ERR_SECE。
傳送開銷下路(drop)TOH/SOH下路模塊輸出接收的E1、F1和E2字節(jié)，以及2個串行DCC信道。
-指令線(E1和E2)和用戶信道段(F1)3個串行輸出IOS_RX_E1_DATA、IOS_RX_E2_DATA和IOS_RX_F1_DATA包含接收的E1、E2和F1字節(jié)的值。還提供獨立的64kHz時鐘參考輸出(IOS_RX_E1E2F1_CLK)，在RX_FRAME_OUT上升沿之后，E1、E2和F1字節(jié)的MSB出現(xiàn)在第一個64kHz時鐘周期。
-數(shù)據(jù)通信信道，DCC,(D1-D12)TOH/SOH中定義了兩個DCC。段/再生段DCC采用D1、D2和D3字節(jié)建立1個192kb/s的信道。線路/復(fù)用段DCC采用D4到D12字節(jié)建立576kb/s的信道。TOH/SOH下路模塊通過2個串行信道RX_SDCC_DATA和RX_LDCC_DATA輸出DCC數(shù)據(jù)。這些信道與輸出IOS_RX_SDCC_CLK和IOS_RX_LDCC_CLK同步。DCC數(shù)據(jù)輸出在RX_SDCC_CLK和RX_LDCC_CLK的下降沿改變。
指針狀態(tài)判定或指針解釋指針狀態(tài)判定是檢查H1-H2字節(jié)，建立STS-3c/AU-4接收指針的狀態(tài)。
-狀態(tài)變化規(guī)則在下列指針狀態(tài)判定說明中，依據(jù)裝置的模式(STS-3c)，數(shù)字略有變化。為了說明兩種情況的運行，將利用以下約定來確定模式(STS-3c)的要求第一對H1-H2字節(jié)包含STS-3c/AU-4指針，監(jiān)視此字節(jié)對，并考慮它們是下列3種狀態(tài)之一·正常(NOPM=00)·告警指示信號(AIS=01)·指針丟失((LOP=10)其剩余的11[2]對H1-H2字節(jié)用于監(jiān)視正確級聯(lián)指示。它們被認(rèn)為是下列3種狀態(tài)之一·級聯(lián)(CONC=11)·告警指示信號(AISC=01)·指針丟失(LOPC=10)各自的狀態(tài)存儲于IOS_PTR_STATE_[1:12]_[1:0][IOS_PTR_STATE_[1:3]_[1:0]]，其中IOS_PTR_STATE_[i]_[1:0]表示第i對H1-H2字節(jié)的狀態(tài)。然后合并各對單獨的H1-H2字節(jié)，來決定STS-3c/AU-4指針狀態(tài)。
-STS-3c/AU-4指針狀態(tài)IOSL裝置提供寄存器狀態(tài)位IOS_RX_PAIS和IOS_RX_LOP，用于指示接收的STS-3c/AU-4指針的指針狀態(tài)，它們可能為3種狀態(tài)之一
·正常(IOS_RX_PAIS=0和RX_LOP=0)-IOS_PTR_STATE_[1]_[1:0]為NORM(00)，其它PTR_STATE_[i]_[1:0]為CONC(11)。
·通道/AU AIS(IOS_RX_PAIS=1和RX_LOP=0)-所有PTR_STATE_[i]_[1:0]為AIS或AISC(01)。
·指針丟失(IOS_RX_PAIS=0和IOS_RX_LOP=1)-所有其它情況(PTR_STATE_[i]_[1:0]值不能滿足正常或通道/AU AIS情況)。
IOS_RX_PAIS和IOS_RX_LOP信號提供給通道遠(yuǎn)程故障指示(PRDI)。通過IOS_RX_PAIS_D和IOS_RX_LOP_D delta位表明這些狀態(tài)值的改變。
指針解釋單元圖7指針解釋單元28中，H1-H2字節(jié)對被解釋以為SPE/VC的起始定位，指針解釋規(guī)則如下1．在正常運行情況下，指針找到SPE/VC的起始位置。
2．當(dāng)前接受指針的任何變化都將被忽略，除非連續(xù)3次接收到1個相同的新指針值，或者由于規(guī)則3、4或5中的任何一條而優(yōu)先。任何連續(xù)3次接收到相同的新指針值優(yōu)先于規(guī)則3或4。
3．當(dāng)IOS_RX_SDH_PI=0，如果4位NDF位中至少3位匹配于無效指示(0110)以及10位指針值位中至少8位匹配于當(dāng)前接收到的I位反轉(zhuǎn)指針，就表明這是一個正的調(diào)整(justification)。跟在H3字節(jié)后面的字節(jié)是正填充字節(jié)，當(dāng)前接收到的指針值加1(模783)。
當(dāng)IOS_RX_SDH_PI=1，如果4位NDF位中至少3位匹配于無效指示(0110)，指針值I位中3位或更多位以及指針值D位中2位或更少位匹配于當(dāng)前接收到的所有位反轉(zhuǎn)指針，并且任何一個接收到的SS位是10或IOS_RX_SS_EN=0，就表明這是一個正調(diào)整(justification)。跟在H3字節(jié)后的字節(jié)是正填充字節(jié)，當(dāng)前接受的指針值加1(模783)。
4．當(dāng)IOS_RX_SDH_PI=0，如果4位NDF位中至少3位匹配于無效指示(0110)以及10位指針值位中至少8位匹配于當(dāng)前接收到的D位反轉(zhuǎn)指針，就表明這是一個負(fù)調(diào)整。H3字節(jié)被認(rèn)為是負(fù)填充字節(jié)(它是SPE的一部分)，當(dāng)前接收到的指針值減1(模783)。
當(dāng)IOS_RX_SDH_PI=1，如果4位NDF位中至少3位匹配于禁止指示(0110)，指針值D位中3位或更多位以及指針值I位中2位或更少位匹配于當(dāng)前接收到的所有位反轉(zhuǎn)指針，并且接收到的SS位是10或IOS_RX_SS_EN=0，就表明這是一個負(fù)調(diào)整。H3字節(jié)被認(rèn)為是負(fù)填充字節(jié)(它是VC的一部分)，當(dāng)前接收到的指針值減1(模783)。
5．當(dāng)IOS_RX_SDH_PI=0，如果4位NDF位中至少3位匹配于使能指示(1001)，指針值在0到782之間，接收的指針替換當(dāng)前已經(jīng)接收到的指針值。
當(dāng)IOS_RX_SDH_PI=1，如果4位NDF位中至少3位匹配于使能指示(1001)，指針值在0到782之間，任何一個接收到的SS位是10或IOS_RX_SS_EN=0，接收到的指針替換當(dāng)前已經(jīng)接收到的指針值。
利用這些指針解釋規(guī)則，指針解釋模塊判定SPE/VC凈荷和POH字節(jié)的位置。
-指針處理關(guān)于在IOSL裝置中實現(xiàn)指針跟蹤算法，指針跟蹤狀態(tài)機是基于ITU-T要求確定的指針軌跡狀態(tài)機，對Bellcore和ANSI標(biāo)準(zhǔn)一樣有效。在Bellcore模式中沒有從AIS到LOP的狀態(tài)機轉(zhuǎn)換(如設(shè)置BELLCORE位為邏輯1)。
使用了四個指針跟蹤狀態(tài)機，每個AU-4/STS-3c使用一個。指針跟蹤采用H11和H21字節(jié)，從H1n和H2n字節(jié)的級聯(lián)中提取指針，解釋如下N=新數(shù)據(jù)標(biāo)志位，解釋為使能=1001或0001/1101/1011/1000，正常或禁止=0110或1110/0010/0100/0111(即可容忍單比特位錯誤)。
SS=指針跟蹤狀態(tài)機中的位長，如果使能，BELLCORE控制位設(shè)置為0。當(dāng)BELLCORE設(shè)置為1時忽略這些位，但當(dāng)它設(shè)置為0時，這些位為10。
I=增加位，定義為H1n的位7以及H2n的位1、3、5和7。
D=降低位，定義為H1n的位8以及H2n的位2、4、6和8。
負(fù)調(diào)整反轉(zhuǎn)5個D位，接受多數(shù)規(guī)則。通過設(shè)置在OR#Conf 3到0中的Just ITU位，使能[GR-253]O3-92的10個對象中的8個。
正調(diào)整反轉(zhuǎn)5個I位，接受多數(shù)規(guī)則。通過設(shè)置在OR#Conf 3到0中的Just ITU位，使能[GR-253]03-92的10個對象中的8個。
對于STM-1/STS-3c操作模式，指針為一個二進制數(shù)，范圍為0到782(十進制)。它是一個10位的數(shù)值，其中有兩位來自H1字節(jié)的兩個最低有效位，與H2字節(jié)級聯(lián)，形成與H3字節(jié)位置起算有3個字節(jié)的偏差。例如，對STM-1信號，指針值為0表示VC-4在H3字節(jié)后3個字節(jié)處開始，而偏置字段值為87表示VC-4從K2字節(jié)后3個字節(jié)開始。
在STM-4/STS-12模式有4個字節(jié)-交錯AU-4，因此有4個H1/H2字節(jié)對用于確定他們各自VC-4的開始(如J1字節(jié)位置)。在這種情況下，4個指針跟蹤狀態(tài)機的操作等同于4×STM-1/STS-3c的運行。
在處理STS-12c/STM-4c時，對宏1的指針跟蹤狀態(tài)機用來定位VC-4-4c的起始。使用H11和H21字節(jié)進行指針跟蹤，指針從H11和H21級聯(lián)字節(jié)中提取出來，指針解釋如上面所述。但形成的偏置字段是一個12字節(jié)的數(shù)值，其值從H3字節(jié)位置開始算起。例如，對STM-12c信號，指針值為0表示VC-4在H3字節(jié)后12個字節(jié)處位置開始，而偏置字段值為87表示VC-4從K2字節(jié)后12個字節(jié)開始。在對應(yīng)宏(宏2-4)中也檢查級聯(lián)指示字節(jié)，根據(jù)[G.783]附件C監(jiān)視每狀態(tài)機的LOP和HPAIS。下面的狀態(tài)圖說明了級聯(lián)指示器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換定義請參考[G.783]。
此外，8位計數(shù)器用來記錄正和負(fù)調(diào)整事件，以及NDF事件。提供狀態(tài)位用來指示負(fù)調(diào)整、正調(diào)整、NDF、無效指針、新指針和級聯(lián)指示的檢測。當(dāng)進入如上所述的LOP或LOPC態(tài)時，將在相應(yīng)OR#IRQ2寄存器中設(shè)置LOP中斷請求位。同樣，如果進入了AIS或AISC態(tài)，將設(shè)置相應(yīng)的HPAIS中斷請求。
通道開銷監(jiān)視通道開銷監(jiān)視模塊由J1、B3、C2和G1監(jiān)視組成。這些通道開銷字節(jié)用于監(jiān)視狀態(tài)中的錯誤或變化。
-通道軌跡(J1)捕獲/監(jiān)視通過插入J1字節(jié)，IOSL裝置支持兩種通道軌跡(J1)捕獲方法。第一種主要用于SONET，在STS-3c/AU-4中捕獲64個連續(xù)的J1字節(jié)。第二種用于SDH，查找重復(fù)的16個連續(xù)的J1字節(jié)。在3個連續(xù)事件中檢測到相同的16字節(jié)碼型(pattern)后，J1格式存儲在指定的寄存器中。
--SONET J1捕獲當(dāng)IOS_RX_SDH_J1=0(SONET模式),IOSL裝置能設(shè)為捕獲通道軌跡消息的抽樣。當(dāng)J1_CAP從0轉(zhuǎn)換成1，IOSL裝置從特定支路(tributary)上連續(xù)捕獲64個J1字節(jié)，將他們寫入IOS_RX_J1_[63:0]_[7:0]。
SONET中沒有定義通道軌跡幀結(jié)構(gòu)，但GR-253的確建議一個64字節(jié)的序列，該序列由一串ASCⅡ字符組成，空字符(00)填充了62字節(jié)，結(jié)束為<CR>(0D)和<LF>(0A)字節(jié)。如果設(shè)置了J1_CRLF位，IOSL裝置在J1字節(jié)位置上，從接收字節(jié)中捕獲以{0A,0D}結(jié)束的第一個64字節(jié)字符串。如果J1_CRLF=0,IOSL裝置1捕獲下一個64字節(jié)的J1字節(jié)，不考慮它們的內(nèi)容。一旦完成捕獲，IOSL裝置設(shè)置J1_CAP_E事件位。
--16字節(jié)J1監(jiān)控如果IOS_RX_SDH_J1=1(一般用于SDH模式),J1字節(jié)包含一個重復(fù)的16字節(jié)的通道軌跡幀，它包括PAPI。在這種模式中，不使用J1_CAP、J1_CRLF和J1_CAP_E位。
J1監(jiān)視包括鎖定16字節(jié)通道軌跡幀的起始、檢查接收通道軌跡幀值是否3個連續(xù)幀匹配一致。當(dāng)接收到一個相同的幀值時，把它寫入IOS_RX_J1_[15:0]_[7:0]。通道軌跡幀的第一個字節(jié)(它包括幀起始標(biāo)志)寫入IOS_RX_J1_[15]_[7:0]。
成幀除幀起始標(biāo)志字節(jié)的MSB外，所有通道軌跡幀字節(jié)的MSB均為0。J1監(jiān)視成幀器搜索15個連續(xù)J1字節(jié)，該字節(jié)的MSB為0，后接J1字節(jié)的MSB為1。一旦搜索到這種格式，成幀器進入幀內(nèi)，此時J1_OOF=0。一旦J1監(jiān)視成幀器在幀內(nèi)，一直留在幀內(nèi)直到接收到3個連續(xù)通道軌跡幀中至少有1個MSB位錯誤。(在SONET模式，J1幀指示保持在幀內(nèi)狀態(tài)，J1_OOF=0)。如果J1_OOF狀態(tài)改變，設(shè)置J1_OOF_D delta位。
格式接受和比較。一旦在幀內(nèi)，J1監(jiān)視模塊查找3個連續(xù)的16字節(jié)通道軌跡幀。當(dāng)接收到3個連續(xù)相同的幀時，接收的幀就存入IOS_RX_J1_[15:0]_[7:0]。接收的幀與這些寄存器的先前內(nèi)容進行比較。當(dāng)存儲了一個新值時，就設(shè)置RX_J1_D的delta位。
-BIP-8(B3)校驗IOSL裝置檢查接收到的B3字節(jié)，獲得正確的BIP-8值。通過對每幀SPE/VC(包括POH)中所有位的計算得出BIP-8的偶數(shù)校驗。然后這些值與下一幀接收到的B3值進行比較，比較的結(jié)果可能會是0到8的不匹配(B3位錯誤)，該值將插入到發(fā)送端的G1字節(jié)中。
IOSL裝置包含一個16位B3錯誤計數(shù)器，該計數(shù)器對每個B3位錯誤(如果BIT_BLKCNT=0)或者至少有一個B3位錯誤(如果BIT_BLKCNT=1)的每個幀進行計數(shù)。當(dāng)性能監(jiān)控計數(shù)器被鎖存(LATCH_EVENT變?yōu)楦唠娖?時，該計數(shù)器值鎖定為B3ERRCNT_[15:0]寄存器，并清除B3錯誤計數(shù)器。
如果由于LATCH_EVENT的最后1個上升沿，而導(dǎo)致至少有一個B3錯誤，則設(shè)置B3錯誤第二次事件位B3ERR_SECE。
-信號標(biāo)簽(C2)監(jiān)視監(jiān)視接收到的C2字節(jié)，確認(rèn)接收到正確類型的凈荷。連續(xù)5幀接收到同樣的C2值時，將接收到的值寫入IOS_RX_C2[7:0]中。當(dāng)接收到一個新的C2值，設(shè)置IOS_RX_C2_D的delta位。
接收到C2字節(jié)的期望值保留在EXP_C2[7:0]中。如果當(dāng)前接受的值與期望值不匹配，接受的值也不符合以下條件，則將凈荷標(biāo)簽不匹配寄存器位IOS_RX_PLM設(shè)置為高電平●全部為0，沒配備標(biāo)簽的；●01(十六進制)，配備了非特殊標(biāo)簽；●FC(十六進制)，有凈荷錯誤標(biāo)簽；●FF(十六進制)，有保留標(biāo)簽。
如果當(dāng)前接收到的值是全0、無標(biāo)簽，且EXP_C2[7:0]！=00(十六進制)，則設(shè)置無配備寄存器位IOS_RX_UNEQ為高電平。
IOS_RX_PLM和IOS_RX_UNEQ信號提供通道RDI在發(fā)送端的插入。當(dāng)IOS_RX_PLM或IOS_RX_UNEQ狀態(tài)發(fā)生改變時，設(shè)置IOS_RX_PLM或IOS_RX_UNEQ delta位。
-通道狀態(tài)(G1)監(jiān)視--通道REI監(jiān)視通道狀態(tài)字節(jié)的位1到位4(4個MSB)表示遠(yuǎn)程終端在其接收到的SPE/VC信號中檢測的B3錯誤數(shù)。只有在0到8間的二進制值是合法的。如果接收到的值大于8，將其解釋為0錯誤(正如GR-253和ITU-T建議G.707所規(guī)定的一樣)。IOSL裝置包含一個16位的G1錯誤計數(shù)器，它對G1指示的每個錯誤(如果BIT_BLKCNT=0)計數(shù)，或者對接收到G1的頭4位不等于0的每個幀(如果BIT_BLKCNT=1)計數(shù)。當(dāng)性能監(jiān)視計數(shù)器被鎖存時(LATCH_EVENT變成高電平)，該計數(shù)器的值就由G1_ERRCNT[15:0]寄存器鎖定，并清空G1錯誤計數(shù)器。
如果由于LATCH_EVENT的最后1個上升沿，而導(dǎo)致至少接收到一次G1錯誤指示，則設(shè)置G1錯誤第二次事件位G1ERR_SECE。
--通道RDI監(jiān)視如果IOS_RX_PRDI5=1,IOSL裝置可監(jiān)視G1的第5位(RDI-P指示符)；如果IOS_RX_PRDI5=0，可監(jiān)視G1的第5、6和7位(增強RDI-P指示符)。監(jiān)視過程包括檢查G1_CONSEC[3:0]連續(xù)接收的監(jiān)視位值是否完全相同。當(dāng)接收到完全相同的值，G1的5、6和7位寫入IOS_RX_G1[2:0]。接收值與該寄存器先前值進行比較(3位全都被寫入，但如果IOS_RX_PRDI5=1，只將G1的第5位和IOS_RX_G1[2]進行比較)。當(dāng)存儲一個新值，設(shè)置IOS_RX_G1_Ddelta位。
-其它POH字節(jié)IOSL裝置不對POH剩下的其它字節(jié)進行監(jiān)視。這些字節(jié)包括通道用戶信道(F2)、位置指示符(H4)、通道增長/用戶信道(Z3/F3)、通道增長/通道APS信道(Z4/K3)以及串列連接監(jiān)控(Z5/N1)字節(jié)。
接收凈荷的解擾從SONET/SDH信號中提取凈荷后，凈荷數(shù)據(jù)用自同步X43+1解擾器29進行解擾。全部模式中，寄存器IOS_RX_DSCR_INH控制解擾器的運行。當(dāng)IOS_RX_DSCR_INH=0(缺省設(shè)置)，解擾器正常工作。當(dāng)IOS_RX_DSCR_INH=1，解擾器禁止工作。
IOSL裝置提供一個基于生成多項式X43+1的自同步解擾器。
接收LAPS過程此處SPE從SONET/SDH幀中提取，然后進入LAPS處理器做進一步的處理。在IOS模式下，IOS_RX_POS=1,LAPS處理過程將LAPS包信號/幀從SPE中提取。
-LAPS解幀器通過從幀的起始/結(jié)束位置識別標(biāo)志序列(0x7e)，從SPE凈荷中提取LAPS幀。
IOSL裝置檢查凈荷中的每個八位組，當(dāng)格式為0x7e的八位組被檢查到時，IOSL裝置就認(rèn)為這是1個包信號的起始/結(jié)束，然后檢查緊跟其后的八位組，如果仍為0x7e，則認(rèn)為它們是用于填充包信號縫隙的標(biāo)志序列，并將其丟棄。跟隨起始標(biāo)志序列，且不等于0x7e的第一個八位組是LAPS幀的第一個八位組。在找到幀起始標(biāo)志之后，IOSL裝置繼續(xù)檢查凈荷的每個八位組，查找標(biāo)志序列。如果找到了標(biāo)志序列，且其前面字節(jié)為控制轉(zhuǎn)義字節(jié)(0x7d)，則此幀為中止幀；否則，就認(rèn)為是當(dāng)前幀的正常結(jié)尾。在FCS字段的終止被禁止的特殊情況下(見6.9.5節(jié))，在各幀之間必須檢測到最小量為2個標(biāo)志序列的信息。
-透明性填充字節(jié)的刪除IOSL裝置將透明性字節(jié)填充過程反過來，恢復(fù)原始包信息流。FIFO下溢字節(jié)序列是在發(fā)送端的FIFO下溢過程中插入的，如果IOS_RX_POS_FIFOUNDR_MODE=1，在透明性處理過程中需要檢測出，并刪除。該參數(shù)值的缺省值為禁止IOS_RX_IOS_FIFOUNDR_MODE=0。特殊的FIFO下溢字節(jié)編碼可以利用寄存器IOS_RX_IOS_FIFOUNDR_BYTE[7:0]配置。
--下溢字節(jié)刪除在IOS模式下，如果IOS_RX_IOS_FIFOUNDR_MODE=1匹配于FIFO下溢字節(jié)(IOS_RX_IOS_FIFOUNDR_BYTE[7:0])的字節(jié)如果其后沒有緊跟控制轉(zhuǎn)義字節(jié)(0x7d)則被丟棄。
-錯誤幀在IOS模式下(IOS_RX_IOS=1)，在205模式利用1個特殊的字節(jié)編碼(0x7d7e)來指明該幀是中止幀。如果接收到此字節(jié)，含此字節(jié)的幀就為被中止，不需繼續(xù)將該包的更多的八位組送入FIFO；如果該包信號是發(fā)送到鏈路層設(shè)備的，則標(biāo)記為錯誤。
IOSL裝置包括1個8位計數(shù)器，計算檢測到中止序列的每個包。當(dāng)性能監(jiān)視的計數(shù)器被鎖存時(LATCH_EVENT變成高電平)，該計數(shù)器的值由寄存器IOS_RX_IOS_PABORT_ERRCNT[7:0]鎖存，并清除包中止錯誤計數(shù)器。
如果因LATCH_EVENT的最后1個上升沿，而導(dǎo)致至少還有1個包中止錯誤，則需設(shè)置包中止錯誤第二事件位IOS_RX_IOS_PABORT_ERR_SECE。
作為一種替換方案，通過反轉(zhuǎn)FCS字節(jié)也可以中止1個包。這對于IOSL裝置接收LAPS處理器來說，是簡化了FCS錯誤。其處理過程，如下段說明。
作為1種選項，IOSL裝置也可以將包視為錯誤包，并根據(jù)其是否違反最小或最大包規(guī)定，而進行標(biāo)記。包的大小只是指從IOSL出來的包信號大小，不包括去掉的標(biāo)志序列、地址字節(jié)、控制字節(jié)、透明性字節(jié)、FIFO下溢字節(jié)和FCS字節(jié)。通過管理接口可以配置包長的最小值和最大值。寄存器IOS_RX_IOS_PMIN[3:0]包含包長的最小值，該寄存器的缺省值是0；寄存器IOS_RX_IOS_PMAX[15:0]含有包長的最大值，該寄存器的缺省值是0x05E0。
當(dāng)被指令為通過管理接口時，IOSL裝置可以使最小和最大包校驗功能禁止/使能。寄存器IOS_RX_IOS_PMIN_ENB和IOS_RX_IOS_PMAX_ENB(兩個的缺省值為0)控制任何處理違反了最小和最大包長。當(dāng)任何一個寄存器設(shè)置為1時，任何違反對應(yīng)的包長規(guī)定，都會標(biāo)記為錯誤。
IOSL裝置包括2個8位計數(shù)器，分別計數(shù)違反最小和最長包長限制的違例。當(dāng)性能監(jiān)視計數(shù)器被鎖存時(LATCH_EVENT變?yōu)楦唠娖?，計數(shù)器值由寄存器IOS_RX_IOS_PMIN_ERRCNT[7:0]和IOS_RX_IOS_PMAX_ERRCNT[7:0]鎖存，并清除包違例計數(shù)器。
如果由于LATCH_EVENT的最后上升沿，而導(dǎo)致至少還有1個包大小違例錯誤的話，就設(shè)置合適的包長違例第二事件位IOS_RX_IOS_PMIN_ERR_SECE或IOS_RX_IOS_PMAX_ERR_SECE。
-幀校驗序列(FCS)字段在IOS模式下(IOS_RX_IOS=1)，計算出FCS，并在每幀的結(jié)尾處對FCS字節(jié)進行檢查。該選項是由寄存器IOS_RX_IOS_FCS_INH控制的。IOS_RX_IOS_FCS_INH=0使能FCS。IOS_RX_IOS_FCS_INH=1值為禁止FCS。僅采用32位的校驗序列(CRC-32)。
IOS_RX_IOS_FCS_MODE=0使該裝置處于FCS-32模式。
IOSL裝置提供CRC-32功能，采用下列生成多項式1+x+x2+x4+x5+x7+x8+x10+x11+x12+x16+x22+x23+x26+x32。
FCS字段是對所有幀碼位計算而得出的，除了標(biāo)志序列和FCS字段自己本身。
如果IOS_RX_IOS_FCS_BIT_ORDR=0(缺省值)，采用最高有效位(先為MSB)次序?qū)⒔邮盏男盘栕x進移位寄存器；如果IOS_RX_IOS_FCS_BIT_ORDR=1，采用最低有效位(先為LSB)次序?qū)⒔邮盏男盘栕x進移位寄存器。任何一種情況下，F(xiàn)CS計算后，數(shù)據(jù)都是采用最高有效位進行存儲，以便處理。
得到的FCS結(jié)果值與接收在FCS字段里的值進行比較，如果檢測到1個錯誤，就告知管理控制接口，對應(yīng)的計數(shù)器加1,FIFO中包的最后1個字標(biāo)記為錯誤。IOSL裝置包含1個20位的FCS錯誤計數(shù)器，對每個FCS CRC違例進行計數(shù)，當(dāng)性能監(jiān)視計數(shù)器被鎖存時(LATCH_EVENT變?yōu)楦唠娖?，該計數(shù)器的值由寄存器IOS_RX_IOS_FCS_ERRCNT[19:0]鎖存，并清除FCS錯誤計數(shù)器。
如果由于LATCH_EVENT的最后上升沿，而導(dǎo)致至少還有1個FCS錯誤，則設(shè)置FCS錯誤第二事件位IOS_RX_IOS_FCS_ERR_SECE。
FCS校驗后，終止FCS字節(jié)(它們沒有存儲到FIFO)。如果通過管理接口，使FCS校驗禁止的話，最后2或4個字節(jié)就發(fā)送到FIFO。假定檢測到1個FCS，當(dāng)發(fā)送到鏈路層設(shè)備時，標(biāo)記包信號為錯誤(RX_ERR)。
-LAPS幀終止在IOS模式(IOS_RX_IOS=1)下，F(xiàn)CS計算之后，監(jiān)視下列LAPS字節(jié)，并任選地終止。
--標(biāo)志序列所有用于幀描繪和幀間填充目的而出現(xiàn)的標(biāo)志序列都被刪除。幀信息的起始和結(jié)束標(biāo)志仍由IOSL裝置保留，通過RX_SOP和RX_EOP信號發(fā)送給鏈路層。
--地址和控制字節(jié)地址和控制字節(jié)(LAPS幀中緊跟標(biāo)志序列的前兩2個字節(jié))是由IOSL裝置監(jiān)視。監(jiān)視是檢查有效地址字段和控制字段(0xFF03)。如果檢測到不匹配，就認(rèn)為該字段是壓縮的，不發(fā)送出去。如果檢測到無效值，這兩個字節(jié)不被丟棄，而是通過IOS接口送到鏈路層。通過設(shè)置IOS_RX_IOS_ADRCTL_INVALID=1告知管理控制接口檢測到無效地址和控制字段。通過設(shè)置IOS_RX_IOS_ADRCTL_INVALID_D delta位為1，表明IOS_RX_IOS_ADRCTL_INVALID的狀態(tài)發(fā)生改變。
如果檢測到有效地址和控制字段(0xFF03),IOSL裝置就終止這兩個字節(jié)，不讓通過，到達(dá)RX FIFO。通過設(shè)置IOS_RX_IOS_ADRCTL_DROP_INH=1，可以禁止刪除有效地址和控制字節(jié)，該寄存器的缺省值是0(自動丟棄使能)。
--FCS字節(jié)如在FCS一節(jié)中提到的，IOSL裝置也可以終止4個FCS字節(jié)。如果通過管理控制接口(IOS_RX_IOS_FCS_INH=1)禁止FCS校驗的話，終止功能也被禁止，LAPS幀最后4個字節(jié)發(fā)送到鏈路層。
接收FIFO接口-系統(tǒng)側(cè)包信號的環(huán)回IOSL裝置通過系統(tǒng)接口為用戶提供環(huán)回接受的包信號功能。
當(dāng)SYS_T_TO_R_LOOP=1時，從鏈路層設(shè)備接收的包從發(fā)送FIFO直接送到接收FIFO，再輸出回發(fā)出該信元數(shù)據(jù)的鏈路層設(shè)備。當(dāng)SYS_T_TO_R_LOOP設(shè)置為0時，在SONET/SDH線路信號內(nèi)接收的包數(shù)據(jù)，發(fā)送到接收FIFO，然后輸出到系統(tǒng)接口。
-FIFO處理過程IOSL裝置將包數(shù)據(jù)寫入FIFO，準(zhǔn)備通過接收系統(tǒng)接口輸出到鏈路層設(shè)備。FIFO具有256個八位組。連同包信號，下列可應(yīng)用的標(biāo)識符必須伴隨FIFO的每個字包的開始，包的結(jié)尾，是否包結(jié)尾，1個字里有幾個八位組(1還是2)，包是否出錯，等等。一旦在包信號里檢測到1個錯誤，包信號里不再有更多的字節(jié)裝入FIFO中。
IOSL裝置監(jiān)視FIFO的狀態(tài)。通過設(shè)置IOS_RX_FIFOOVER_E=1，向管理控制接口報告FIFO下溢事件，F(xiàn)IFO下溢的發(fā)生同時也會使對應(yīng)的性能監(jiān)視計數(shù)器增加。
IOSL裝置包括1個8位FIFO溢出錯誤的計數(shù)器，計數(shù)因FIFO溢出事件而受影響的每個包。當(dāng)性能監(jiān)視計數(shù)器被鎖存時(LATCH_EVENT變?yōu)楦唠娖?，該計數(shù)器的值就由寄存器IOS_RX_FIFOOVER_ERRCNT[7:0]鎖存，并清除FIFO溢出錯誤計數(shù)器。
如果由于LATCH_EVENT的最后上升沿，而導(dǎo)致至少還有1個FIFO溢出事件的話，就設(shè)置FIFO溢出錯誤事件位IOS_RX_FIFOOVER_ERR_SECE。
一旦檢測到溢出錯誤，就不再有包的字節(jié)送入FIFO。在IOS模式(IOS_RX_IOS=1)下，包信號的最后1個字標(biāo)記為錯誤(RX_ERR)。
該FIFO就在接收系統(tǒng)兼容接口之前，其目的是完成SONET時鐘域和鏈路層時鐘域之間的速率匹配功能。
--錯誤包信號處理在IOS模式(IOS_RX_IOS=1)下，IOSL裝置采用RX_ERR，將由FIFO溢出事件破壞的包標(biāo)記為錯誤。
無效幀滿足下列條件1〕沒有正確的以兩個標(biāo)志序列為界；2〕幀標(biāo)志序列間的八位組少于8個；3〕包含有一個幀校驗序列差錯；4〕包含一個與接收端不匹配或不支持的服務(wù)訪問點標(biāo)識符(見ITU-TX.85的A.3.3)；
5〕包含一個不可識別的控制字段值；6〕結(jié)束標(biāo)志為超過六個1的序列。
無效幀將被丟棄，不通知發(fā)送方。也不為該幀產(chǎn)生任何動作。
--接收數(shù)據(jù)奇偶校驗對于MAC-PHY的規(guī)定，IOSL裝置提供1個奇偶檢驗位，它跟隨發(fā)送到鏈路層的每個八位組或兩個八位組的字(IOS_RX_SYS_DAT[15:0])。在RX_PRTY管腳提供該奇偶校驗位。在缺省時(IOS_RX_PRTY_MODE=0)，提供奇校驗；當(dāng)IOS_RX_PRTY_MODE=1時，提供偶校驗。
管理控制接口下面說明IOSL的管理控制接口，定義由外部處理器讀或?qū)懙乃屑拇嫫鞯牡刂贰?br> 微處理器總線地址的MSB--ADDR[8:0]是說明映射是傳送方向(ADDR[8]=0)還是接收方向(ADDR[8]=1)。ADDR[7:0]是指示特殊的映射，判別這些值是利用下面每種映射的詳細(xì)說明。通常的配置和狀況映射表是設(shè)置ADDR[8]=0。
中斷或輪詢操作管理控制接口能夠工作在中斷驅(qū)動或輪詢模式。兩種模式下，都能夠采用IOSL裝置寄存器位SUM_INT來判定IOSL裝置的監(jiān)視寄存器狀態(tài)是否發(fā)生改變，該信息位于通用配置和總狀況映射表的地址0x002。
-中斷源--傳送端傳送端寄存器映射表幾乎為全部的規(guī)定參數(shù)，它決定SONET/SDH信號的組成，提供LAPS、SONET/SDH POH和SONET/SDH TOH/SOH的值。除了這些規(guī)定的參數(shù)之外，傳送端寄存器映射表還包括系統(tǒng)接口和通用的I/O監(jiān)視。如果這些指示是有效的話，寄存器0x002的SUM_INT位將為高(邏輯1)。如果SUM_INT_MASK=0，微處理器接口的中斷輸出INTB變?yōu)橛行?邏輯0)。
--接收端表(TBD)同時在寄存器0x005也包含接收端的總狀態(tài)位，這些位決定寄存器0x002的SUM_INT位。如果總狀態(tài)位里的任何位是“1”，及對應(yīng)的掩蔽位是“0”的話，則SUM_INT位設(shè)置為“1”。
表(TBD)寄存器0x005的總狀態(tài)位都為“1”，如果表(TBD)里對應(yīng)位組有1個或多個是“1”的話，需要掩蔽各自的TOH/SOH delta位和第二事件位(表(TBD)，地址0x104-0X106)。
-中斷生成在中斷生成模式下，通用配置和總狀態(tài)映射表中寄存器0x006的SUM_INT_MASK位應(yīng)被清除(變?yōu)檫壿?)。它允許INTB的輸出變?yōu)橛行?邏輯0)。該輸出是INTB=！(！SUM_INT_MASK && SUM_INT)。此外接收端的IOS_RX_APS_INT_MASK位應(yīng)被清除(變?yōu)檫壿?)，這允許APS_INTB的輸出變?yōu)橛行?邏輯0)。該輸出是APS_INTB=！(！IOS_RX_APS_INT_MASK &&IOS_RX_APS_INT)。
如果發(fā)生中斷，微處理器首先讀總狀態(tài)寄存器0x004-0x005，判斷有效中斷源的等級，然后讀該等級的特定寄存器，判斷發(fā)生中斷的準(zhǔn)確原因。
-輪詢模式為了抑制所有的硬件中斷并在輪詢模式下操作，應(yīng)設(shè)置SUM_INT_MASK和I0S_RX_APS_INT_MASK位(變?yōu)檫壿?)。這種模式下，在無效(邏輯1)狀態(tài)下保留IOSL的輸出INTB和APS_INTB。
注意SUM_INT_MASK和IOS_RX_APS_INT_MASK位不會影響寄存器位SUM_INT和IOS_RX_APS_INT的狀態(tài)?？梢暂喸冞@些字節(jié)，來判定是否需要更多的寄存器詢問。
微處理器接口微處理器接口連接IOSL裝置和系統(tǒng)CPU，微處理器接口可以使系統(tǒng)CPU訪問IOSL裝置內(nèi)的所有寄存器。微處理器接口能夠運行于中斷和輪詢兩種模式，中斷模式中，IOSL裝置能夠支持多個中斷源。無論在哪種中斷模式下，IOSL裝置能夠掩蔽出中斷。
與舊PPP over SDH/SONET設(shè)備的兼容圖10是RFC 2615的幀格式與本發(fā)明的幀格式之間的比較。如圖所示，如果SAPI設(shè)置為255，LAPS幀格式幾乎與PPP/HDLC的一樣，因此，采用LAPS成幀器/解幀器的IP over SDH不需要在結(jié)構(gòu)上作任何改動，就能用本發(fā)明的數(shù)據(jù)傳輸裝置處理PPP包，并將提取的PPP包傳送給網(wǎng)絡(luò)層進行PPP處理。
圖11是根據(jù)本發(fā)明采用IP over SDH架構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)示例。其中實線表示節(jié)點之間SDH的物理連接；虛線表示建議的節(jié)點之間的包交換；黑色節(jié)點代表起網(wǎng)關(guān)作用的網(wǎng)絡(luò)邊緣節(jié)點；白色節(jié)點代表網(wǎng)絡(luò)骨干節(jié)點，這樣可以從節(jié)點角度看到IP over SDH網(wǎng)絡(luò)的概貌。需要著重強調(diào)的是IP overSDH網(wǎng)絡(luò)中，在網(wǎng)絡(luò)中鏈路上可以有各種不同速率的IP over SDH物理接口，只要同一鏈路上的兩個對等物理接口具有同樣的接口速率和物理參數(shù)。
根據(jù)從網(wǎng)絡(luò)層或上層接收的數(shù)據(jù)類型，本發(fā)明的SAPI值是可變的，能夠適應(yīng)IPv4、IPv6、PPP、IS-IS、以太網(wǎng)、或其它類型的數(shù)據(jù)，例如，對于MPEG數(shù)據(jù)傳輸來說，SAPI可以安排為“64”或“128”。本發(fā)明的架構(gòu)能夠適用于將IP適配到SDH/SONET、簡化的SDH，或IP適配到SDH，然后再到WDM，或PDH(準(zhǔn)SDH)。對于PDH情況，LAPS幀的封裝信息字段是面向位的，不是面向八位組。
工業(yè)實用性從上述說明可以看出，本發(fā)明揭示了一種全新的數(shù)據(jù)傳輸裝置和方法，它能夠應(yīng)用于將IP信號直接適配到SDH/SONET的核心和邊緣路由器、交換設(shè)備、基于IP的網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備、線卡，及用于Gigabit的高速接口單元。本發(fā)明的優(yōu)點是簡單、有效、可靠、低成本，適合高速數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)用，特別是在網(wǎng)絡(luò)邊緣節(jié)點上的應(yīng)用。本發(fā)明的裝置和路由器可以方便的配置為與象PPP over SDH線卡或路由器這樣的舊設(shè)備兼容。
以下用優(yōu)選實施例，已經(jīng)敘述和說明了本發(fā)明的原理。很明顯，不偏離本發(fā)明的精神和范圍，在結(jié)構(gòu)和細(xì)節(jié)上能對發(fā)明進行改變。例如除了SDH和SONET之外，傳送和/或接收方向的數(shù)據(jù)傳輸裝置和方法能夠應(yīng)用于其它如簡化的SDH、準(zhǔn)SDH、WDM、以太網(wǎng)等物理層設(shè)備，并且容納其它網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議。所有這些變化和改變都應(yīng)落在所附權(quán)利要求定義范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1．一種將數(shù)據(jù)包從網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備傳輸?shù)轿锢韺釉O(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸裝置，包括第一接收裝置，用于從網(wǎng)絡(luò)層側(cè)設(shè)備接收一定類型的數(shù)據(jù)包；SAPI標(biāo)識符產(chǎn)生裝置，用于識別數(shù)據(jù)包的類型，并根據(jù)識別的類型產(chǎn)生SAPI標(biāo)識符；第一成幀裝置，用于以如下格式封裝所述數(shù)據(jù)起始標(biāo)志、含所述SAPI標(biāo)識符的SAPI字段、控制字段、包括所述數(shù)據(jù)包的信息字段、FCS字段和結(jié)束標(biāo)志，以形成第一類幀；第二成幀裝置，用于將所述的第一類幀封裝到凈荷部分，并插入適當(dāng)?shù)拈_銷，形成第二類幀；第一發(fā)送裝置，用于將所述的第二類幀輸出到物理層側(cè)設(shè)備。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的數(shù)據(jù)傳輸裝置，其中還包括實現(xiàn)X43+1的自同步擾碼器，該擾碼器包括1個XOR門和43位移位寄存器，其輸出碼流和原始輸入碼流執(zhí)行異或運算，產(chǎn)生傳輸碼。
3．根據(jù)權(quán)利要求2的數(shù)據(jù)傳輸裝置，其中還包括指針插入裝置，用于在所述第一類幀中插入指示凈荷起始位置的指針。
4．根據(jù)權(quán)利要求3的數(shù)據(jù)傳輸裝置，其中所述的第一接收裝置是第一FIFO，用于接收和緩存輸入的數(shù)據(jù)包。
5．根據(jù)權(quán)利要求4的數(shù)據(jù)傳輸裝置，其中所述的起始標(biāo)志和結(jié)束標(biāo)志是“0x7E”。
6．根據(jù)權(quán)利要求5的數(shù)據(jù)傳輸裝置，其中所述的第一成幀裝置執(zhí)行幀間填充。
7．根據(jù)權(quán)利要求6的數(shù)據(jù)傳輸裝置，其中所述的第一成幀裝置執(zhí)行透明性處理(八位組填充)，將0x7E編碼成0x7D,0x5E,將0x7D編碼成0x7D,0x5D。
8．根據(jù)權(quán)利要求7的數(shù)據(jù)傳輸裝置，其中所述的第一成幀裝置利用生成多項式1+x+x2+x4+x5+x7+x8+x10+x11+x12+x16+x22+x23+x26+x32對幀內(nèi)所有八位組，除起始標(biāo)志，結(jié)束標(biāo)志，及FCS字段本身之外，計算32位幀校驗序列字段。
9．根據(jù)權(quán)利要求8的數(shù)據(jù)傳輸裝置，其中所述凈荷部分包括多個攜帶所述第一類幀的凈荷子部分，并且所述第一類幀的邊界與所述凈荷部分的邊界對齊。
10．根據(jù)權(quán)利要求4的數(shù)據(jù)傳輸裝置，其中所述SAPI生成裝置從第一FIFO獲得SAPI。
11．根據(jù)權(quán)利要求9的數(shù)據(jù)傳輸裝置，其中所述SAPI生成裝置從第一FIFO獲得SAPI。
12．根據(jù)權(quán)利要求1的數(shù)據(jù)傳輸裝置，其中所述前一幀結(jié)束標(biāo)志是緊隨該前一幀的隨后幀的起始標(biāo)志。
13．根據(jù)權(quán)利要求1的數(shù)據(jù)傳輸裝置，其中還包括包大小處理裝置，具有一最小包長(mPS)和最大包長(MPS)，如果輸入包的長度大于MPS或小于mPS，則產(chǎn)生錯誤指示。
14．根據(jù)權(quán)利要求1的數(shù)據(jù)傳輸裝置，其中還包括線路側(cè)的包環(huán)回裝置，用于將從第二類幀提取的第一類幀，環(huán)回到第一FIFO，用于測試的目的。
15．根據(jù)前述權(quán)利要求中任何一個的數(shù)據(jù)傳輸裝置，其中所述的物理層是SDH/SONET、簡化SDH/SONET、準(zhǔn)同步數(shù)字體系和WDM中的一個。
16．根據(jù)前述權(quán)利要求中任何一個的數(shù)據(jù)傳輸裝置，其中所述來自網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)包為IPv4、IPv6、IS-IS、PPP數(shù)據(jù)包或MPEG數(shù)據(jù)流，每個分別與一個預(yù)先設(shè)定的SAPI值對應(yīng)，所述的第一類幀是LAPS幀，第二類幀是類SDH/SONET的幀。
17．根據(jù)權(quán)利要求9的數(shù)據(jù)傳輸裝置，其中所述的凈荷部分是SDH/SONETSPE，并且虛容器作為凈荷的子部分。
18．根據(jù)權(quán)利要求16的數(shù)據(jù)傳輸裝置，其中DS碼點從網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)中提取出來用于控制隊列算法。
19．一種用于將第一類幀加上適當(dāng)?shù)拈_銷封裝成第二類幀而形成的數(shù)據(jù)包從物理層側(cè)設(shè)備傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)層側(cè)設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸裝置，每個所述第一類幀包括起始標(biāo)志、地址字段、控制字段、信息字段、FCS字段和結(jié)束標(biāo)志，該裝置包括第二接收裝置，用于從物理層側(cè)設(shè)備接收數(shù)據(jù)包；第二解幀裝置，用于去除開銷，從第二類幀的凈荷中提取第一類幀；第一解幀裝置，用于從第一類幀中提取地址字段和包括于信息字段內(nèi)的數(shù)據(jù)；判決裝置，用于將地址字段(SAPI字段)的值，與一組預(yù)置的、至少包括第一值和第二值的值進行比較，如果地址字段數(shù)據(jù)值與第一類值匹配的話，則判定提取的值是第一類；如果地址字段的數(shù)據(jù)值與第二類值匹配的話，則判定提取的值是第二類；第二發(fā)送裝置，用于將提取的婁據(jù)包和判決結(jié)果發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)層側(cè)設(shè)備。
20．根據(jù)權(quán)利要求19的數(shù)據(jù)傳輸裝置，其中還包括實現(xiàn)X43+1解擾的解擾器，所述解擾器包括1個XOR門和43位移位寄存器，輸出位和輸入的加擾數(shù)據(jù)位執(zhí)行異或運算，以產(chǎn)生解擾的位。
21．根據(jù)權(quán)利要求20的數(shù)據(jù)傳輸裝置，其中還包括指針解釋裝置，用于定位由該指針指示的封裝到第二類幀中的第一類幀的開始。
22．根據(jù)權(quán)利要求21的數(shù)據(jù)傳輸裝置，其中所述第二發(fā)送裝置是用于接收和緩存所提取數(shù)據(jù)包的第二FIFO。
23．根據(jù)權(quán)利要求22的數(shù)據(jù)傳輸裝置，其中所述起始標(biāo)志和結(jié)束標(biāo)志為“0x7E”。
24．根據(jù)權(quán)利要求23的數(shù)據(jù)傳輸裝置，其中所述第一解幀裝置去除幀間填充。
25．根據(jù)權(quán)利要求24的數(shù)據(jù)傳輸裝置，其中所述第一解幀裝置進行去填充過程，將0x7D,0x5E解碼為0x7E，將0x7D,0x5D解碼為0x7D。
26．根據(jù)權(quán)利要求25的數(shù)據(jù)傳輸裝置，其中校驗接收的FCS字段是通過采用生成多項式1+x+x2+x4+x5+x7+x8+x10+x11+x12+x16+x22+x23+x26+x32在起始標(biāo)志和結(jié)束標(biāo)志之間對所有的八位組計算FCS校驗和。
27．根據(jù)權(quán)利要求26的數(shù)據(jù)傳輸裝置，其中所述提取的SAPI值存儲在第二FIFO中。
28．根據(jù)權(quán)利要求29的數(shù)據(jù)傳輸裝置，其中前一幀的結(jié)束標(biāo)志是緊跟該前一幀的隨后幀的起始標(biāo)志。
29．根據(jù)權(quán)利要求30的數(shù)據(jù)傳輸裝置，其中所述第二FIFO有最小包長(mPS)和最長包長(MPS)，如果輸入的包長比MPS長的話，或比mPS短的話，則產(chǎn)生一個錯誤指示。
30．根據(jù)權(quán)利要求19-29中任何一條中的數(shù)據(jù)傳輸裝置，其中所述物理層是SDH/SONET、簡化SDH/SONET、PDH和WDM中的一個。
31．根據(jù)權(quán)利要求19-30中任何一條中的數(shù)據(jù)傳輸裝置，其中所述第一類幀是LAPS幀，第二類幀是類SDH/SONET幀，并且從中提取的數(shù)據(jù)包是IPv4、IPv6、IS-IS、PPP數(shù)據(jù)包、或MPEG數(shù)據(jù)流。
32．根據(jù)權(quán)利要求31的數(shù)據(jù)傳輸裝置，還包括連接管理單元，所述連接管理單元包括、定時器，用于監(jiān)視無幀接收時間是否超過一預(yù)置值；和一計數(shù)器，用于計數(shù)定時器滿時的次數(shù)，如果計數(shù)器計數(shù)到一預(yù)置值，則連接管理單元就判定有一連接錯誤，并向全局路由引擎里的網(wǎng)絡(luò)管理實體報告。
33．根據(jù)權(quán)利要求32的數(shù)據(jù)傳輸裝置，其中所述定時器預(yù)置值為1秒，計數(shù)器缺省的預(yù)置計數(shù)值是3。
34．一種在網(wǎng)絡(luò)層側(cè)設(shè)備和物理層側(cè)設(shè)備之間傳送數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)傳輸裝置，包括根據(jù)權(quán)利要求1-18中任何之一的數(shù)據(jù)傳輸裝置和根據(jù)權(quán)利要求19-33中任何之一的數(shù)據(jù)傳輸裝置。
35．根據(jù)權(quán)利要求34的數(shù)據(jù)傳輸裝置，還包括嵌入式CPU，用于執(zhí)行涉及第一類成幀/解幀裝置的處理過程。
36．根據(jù)權(quán)利要求37的數(shù)據(jù)傳輸裝置，還包括網(wǎng)絡(luò)層處理器，所述的網(wǎng)絡(luò)層處理器包括一個PPP處理單元，當(dāng)所述判決裝置判定SAPI值為255時，即指示接收的數(shù)據(jù)包為PPP數(shù)據(jù)包，需要進一步處理時，所述網(wǎng)絡(luò)處理器就對從所述第二FIFO傳送的數(shù)據(jù)執(zhí)行PPP(LCP、NCP)處理過程，或?qū)PP包信號傳送到全局路由引擎。
37．一種路由器設(shè)備，包括多個線卡，并且至少有一個線卡包括根據(jù)權(quán)利要求1-18中任何之一的數(shù)據(jù)傳輸裝置和根據(jù)權(quán)利要求19-33中任何之一的數(shù)據(jù)傳輸裝置。
38．根據(jù)權(quán)利要求37的路由器，其中所述至少一個線卡還包含嵌入式CPU，用于執(zhí)行涉及第一類成幀/解幀裝置的處理過程。
39．根據(jù)權(quán)利要求38的路由器，其中所述至少一個線卡還包含網(wǎng)絡(luò)層處理器，所述網(wǎng)絡(luò)層處理器包括一個PPP處理單元，當(dāng)所述判決裝置判定SAPI值為255時，即指示接收的數(shù)據(jù)包為PPP數(shù)據(jù)包，需要進一步處理時，所述網(wǎng)絡(luò)處理器就對從所述第二FIFO傳送的數(shù)據(jù)執(zhí)行PPP(LCP、NCP)過程，或?qū)PP包信號傳送到全局路由引擎。
40．根據(jù)權(quán)利要求39的路由器，還包括一個全局CPU，用于對每個線卡執(zhí)行路由引擎和網(wǎng)絡(luò)管理。
41．一種將數(shù)據(jù)包從網(wǎng)絡(luò)層側(cè)設(shè)備傳輸?shù)轿锢韺觽?cè)設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸方法，包括下列步驟從網(wǎng)絡(luò)層側(cè)設(shè)備接收一定類型的數(shù)據(jù)包；識別數(shù)據(jù)包的類型，并根據(jù)識別的類型產(chǎn)生SAPI標(biāo)識符；第一成幀步驟，采用下列格式封裝所述數(shù)據(jù)起始標(biāo)志、包含所述SAPI標(biāo)識符的SAPI字段、控制字段、包含所述數(shù)據(jù)包的信息字段、FCS字段和結(jié)束標(biāo)志，以形成第一類幀；第二成幀步驟，將所述第一類幀封裝到凈荷部分，插入適當(dāng)?shù)拈_銷，以形成第二類幀；將所述第二類幀輸出到物理層側(cè)設(shè)備。
42．根據(jù)權(quán)利要求41的數(shù)據(jù)傳輸方法，還包括對傳輸?shù)牡谝活悗瑘?zhí)行X43+1擾碼功能的自同步擾碼器。
43．根據(jù)權(quán)利要求42的數(shù)據(jù)傳輸方法，其中所述起始標(biāo)志和結(jié)束標(biāo)志是“0x7E”。
44．根據(jù)權(quán)利要求43的數(shù)據(jù)傳輸方法，其中所述的第一成幀步驟進行幀間填充和傳送FIFO錯誤恢復(fù)。
45．根據(jù)權(quán)利要求44的數(shù)據(jù)傳輸方法，其中所述第一成幀步驟進行透明性處理(字節(jié)填充)，將0x7E轉(zhuǎn)換為0x7D,0x5E,將0x7D轉(zhuǎn)換為0x7D,0x5D。
46．根據(jù)權(quán)利要求45的數(shù)據(jù)傳輸方法，其中所述第一成幀步驟包括利用生成多項式1+x+x2+x4+x5+x7+x8+x10+x11+x12+x16+x22+x23+x26+x32對幀內(nèi)所有八位組，除起始標(biāo)志，結(jié)束標(biāo)志，及FCS字段本身之外，計算出32位幀校驗序列。
47．根據(jù)權(quán)利要求46的數(shù)據(jù)傳輸方法，其中所述前一幀結(jié)束標(biāo)志是緊隨前一幀的隨后幀的起始標(biāo)志。
48．根據(jù)權(quán)利要求47的數(shù)據(jù)傳輸方法，其中在對輸入數(shù)據(jù)包進行處理之前，緩存所述輸入數(shù)據(jù)包進行速率適配。
49．根據(jù)權(quán)利要求41-48中任何之一的數(shù)據(jù)傳輸方法，其中所述物理層為SDH/SONET、簡化SDH/SONET、準(zhǔn)同步數(shù)字系列和WDM之一。
50．根據(jù)權(quán)利要求41-49中任何之一的數(shù)據(jù)傳輸方法，其中所述來自網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)包為IPv4、IPv6、IS-IS、PPP數(shù)據(jù)包、或MPEG數(shù)據(jù)流，每個分別對應(yīng)于一個預(yù)先設(shè)定的SAPI值，所述的第一類幀是LAPS幀，第二類幀是類SDH/SONET的幀。
51．一種將第一類幀作為凈荷加上適當(dāng)?shù)拈_銷封裝到第二類幀中形成的數(shù)據(jù)包從物理層側(cè)設(shè)備傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)層側(cè)設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸方法，所述第一類幀包括起始標(biāo)志、地址字段、控制字段、信息字段、FCS字段和結(jié)束標(biāo)志，該方法包括以下步驟從物理層側(cè)設(shè)備接收數(shù)據(jù)包；第二解幀步驟，去除開銷，從第二類幀中提取第一類幀；第一解幀步驟，從第一類幀中提取地址信息和包括于信息字段內(nèi)的數(shù)據(jù)；將地址字段(SAPI字段)的值，與一組預(yù)置的、至少包括第一值和第二值的值進行比較，如果地址字段數(shù)據(jù)值與第一值匹配的話，則判定提取的值是第一類；如果地址字段的數(shù)據(jù)值與第二值匹配的話，則判定提取的值是第二類；將提取的數(shù)據(jù)包和判決結(jié)果發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備。
52．根據(jù)權(quán)利要求51的數(shù)據(jù)傳輸方法，其中還包括解擾步驟執(zhí)行X43+1解擾，產(chǎn)生不加擾數(shù)據(jù)流。
53．根據(jù)權(quán)利要求52的數(shù)據(jù)傳輸方法，其中所述起始標(biāo)志和結(jié)束標(biāo)志為“0x7E”。
54．根據(jù)權(quán)利要求53的數(shù)據(jù)傳輸方法，其中所述第一解幀步驟是去除幀間填充。
55．根據(jù)權(quán)利要求54的數(shù)據(jù)傳輸方法，其中所述第一解幀步驟執(zhí)行去填充過程，將0x7D,0x5E解碼為0x7E，將0x7D,0x5D解碼為0x7D。
56．根據(jù)權(quán)利要求55的數(shù)據(jù)傳輸方法，其中校驗接收的FCS字段是采用生成多項式1+x+x2+x4+x5+x7+x8+x10+x11+x12+x16+x22+x23+x26+x32在起始標(biāo)志和結(jié)束標(biāo)志之間對所有的八位組計算FCS校驗和。
57．根據(jù)權(quán)利要求56的數(shù)據(jù)傳輸方法，其中前一幀的結(jié)束標(biāo)志是緊跟該前一幀的隨后幀的起始標(biāo)志。
58．根據(jù)權(quán)利要求57的數(shù)據(jù)傳輸方法，其中在將數(shù)據(jù)傳送到網(wǎng)絡(luò)層之前，緩存輸出數(shù)據(jù)包以進行速率適配。
59．根據(jù)權(quán)利要求51-58中任何之一的數(shù)據(jù)傳輸方法，其中所述物理層是SDH/SONET、簡化的SDH/SONET、準(zhǔn)同步數(shù)字系列和WDM之一。
60．根據(jù)權(quán)利要求51-59中任何一條的數(shù)據(jù)傳輸方法，其中第一類幀是LAPS幀，第二類幀是類SDH/SONET的幀，由此提取的數(shù)據(jù)包是IPv4、IPv6、IS-IS、PPP數(shù)據(jù)包、或MPEG數(shù)據(jù)流。
全文摘要
本發(fā)明公開了在物理層側(cè)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)層側(cè)設(shè)備之間進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)难b置和方法。它采用了可變的SAPI值,將全新的LAPS幀/解幀封裝到類HDLC幀的SPE/VC中。LAPS幀由標(biāo)志序列、地址字段(SAPI,服務(wù)訪問點標(biāo)識符)、控制字段(0x03)、信息字段(IPv4、IPv6或PPP協(xié)議數(shù)據(jù)單元)、FCS字段(幀校驗序列)和結(jié)束標(biāo)志序列組成。標(biāo)志序列(0x7E)指示LAPS幀的起始/結(jié)束。本發(fā)明可以將Internet/Intranet適配到電信基礎(chǔ)設(shè)施上,可以應(yīng)用于將IP信號直接適配到SDH/SONET、簡化的SDH/SONET或其它物理層設(shè)備的設(shè)備,諸如核心和邊緣路由器、交換設(shè)備、基于IP的網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備、線卡和千兆位(Gigabit)的高速接口單元等設(shè)備。
文檔編號H04L12/56GK1310905SQ00800297
公開日2001年8月29日 申請日期2000年7月13日 優(yōu)先權(quán)日1999年7月14日
發(fā)明者余少華 申請人:信息產(chǎn)業(yè)部武漢郵電科學(xué)研究院