專利名稱：在同步以太網(wǎng)系統(tǒng)中傳送時間臨界信息的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及一種同步以太網(wǎng)系統(tǒng)，更具體地，涉及一種實現(xiàn)可以處于同步幀時間段中的時間臨界控制信號的傳輸?shù)姆椒?，例如，?dāng)由于上行鏈路異步數(shù)據(jù)的擁塞使得以太網(wǎng)交換機的接收緩沖器填充有超過閾值的分組時產(chǎn)生的暫停信號。
背景技術(shù)：
以太網(wǎng)是最廣泛使用的LAN(局域網(wǎng))技術(shù)之一。其已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化為IEEE(電氣和電子工程師協(xié)會)802.3。
典型地，以太網(wǎng)設(shè)備利用符合IEEE 802.3的CSMA/CD(載波偵聽多址接入/碰撞檢測)協(xié)議來競爭地訪問該網(wǎng)絡(luò)。該設(shè)備利用其間的IFG(幀間間隔)來發(fā)送上層服務(wù)幀，作為以太網(wǎng)幀。注意，按照其產(chǎn)生的次序來傳遞上層服務(wù)幀，而與其類型無關(guān)。
盡管已知的是以太網(wǎng)并不適合于承載如運動圖像和語音等對時間延遲敏感的數(shù)據(jù)，但是正在研究在傳統(tǒng)以太網(wǎng)中傳送如視頻和音頻數(shù)據(jù)等同步數(shù)據(jù)的技術(shù)。該類型的以太網(wǎng)被稱為同步以太網(wǎng)。
同步以太網(wǎng)逐周期地發(fā)送幀。典型地，一個周期定義為125μs，并且分為同步幀時間段和異步幀時間段。同步幀具有固定長度而異步幀具有可變長度。
因為同步幀以預(yù)定尺寸的格式來承載數(shù)據(jù)，不能在同步幀中發(fā)送控制信號。因此，當(dāng)產(chǎn)生時間臨界控制信號時，對此控制信號進行處理變?yōu)榫哂刑魬?zhàn)性的任務(wù)。下面將更詳細地描述該任務(wù)。
圖1A和1B是示出了傳統(tǒng)以太網(wǎng)系統(tǒng)中的暫停幀的產(chǎn)生和傳輸?shù)牡湫鸵晥D。
參考圖1A和1B，在傳統(tǒng)以太網(wǎng)系統(tǒng)中，設(shè)備10(設(shè)備A)將下行信號108到112發(fā)送到設(shè)備11(設(shè)備B)和設(shè)備12(設(shè)備C)。設(shè)備B和設(shè)備C將上行信號101到107發(fā)送到設(shè)備A。以太網(wǎng)交換機13在設(shè)備A、設(shè)備B和設(shè)備C之間進行交換。
以太網(wǎng)交換機13包括接收緩沖器131，用于暫時緩沖來自設(shè)備B的上行信號103和104和來自設(shè)備C的上行信號105、106和107，從而可以順序地輸出這些上行信號。
在如圖1A所示以可接受的水平將數(shù)據(jù)填充在接收緩沖器131中的情況下，不需要控制上行信號的速率。另一方面，如果數(shù)據(jù)填充在接收緩沖器131中超過了閾值，則太網(wǎng)交換機13將暫停信號100發(fā)送到設(shè)備A，然后設(shè)備A產(chǎn)生暫停幀113。這樣做來控制/通知設(shè)備B和C在預(yù)定的時間段內(nèi)不要發(fā)送上行信號。
暫停幀113是控制幀，用于MAC(媒體接入控制)層中的顯性流控制。當(dāng)因為其接收緩沖器填充得超過閾值，接收以太網(wǎng)設(shè)備不能夠跟上從發(fā)送方接收到的分組數(shù)據(jù)量時，其發(fā)送暫停幀113以禁止來自發(fā)送以太網(wǎng)設(shè)備的數(shù)據(jù)幀傳輸。
圖2示出了典型同步以太網(wǎng)中的傳輸周期的結(jié)構(gòu)。
參考圖2，在典型同步以太網(wǎng)系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊粋€周期20是125μs。將周期20分為用于傳輸同步數(shù)據(jù)的同步幀時間段200和用于傳輸異步數(shù)據(jù)的異步幀時間段210。
在周期20中，同步幀時間段200具有比異步幀時間段210更高的優(yōu)先級。同步幀時間段210可以包括738字節(jié)的子同步幀201到204。然而，應(yīng)該理解，可以改變字節(jié)數(shù)量。
異步幀時間段210包括子異步幀211、212和213，每一個均具有可變尺寸。
如果如圖1所示，在該周期中需要傳送時間臨界控制信號，則現(xiàn)有同步以太網(wǎng)系統(tǒng)只能在異步幀時間段210中傳送該時間臨界控制信號。因此，在同步幀時間段200中傳送時間臨界控制信號總是涉及時延。結(jié)果，該時間臨界控制信號可能不會按時到達以防止數(shù)據(jù)丟失。
圖3示意地示出了典型同步以太網(wǎng)系統(tǒng)中作為時間臨界控制信號的暫停幀的產(chǎn)生和傳輸。
參考圖3，當(dāng)在異步幀時間段32中出現(xiàn)暫停事件時，按照圖1B所示的正常方式來發(fā)送暫停幀。然而，如果在同步幀時間段31中出現(xiàn)了暫停事件301，則不能在同步幀時間段31中發(fā)送暫停幀。這意味著以太網(wǎng)設(shè)備必須等待，直到同步幀時間段31過去為止，從而可以產(chǎn)生異步幀時間段32中的暫停幀302。在這種情況下，在暫停事件出現(xiàn)時間301和暫停幀產(chǎn)生時間302之間存在時間差Δt 303.
考慮到當(dāng)分組在接收緩沖器中充滿到閾值時創(chuàng)建暫停事件，在Δt期間的緩沖器溢出引起了上行異步幀的傳輸丟失。因此，在本領(lǐng)域中需要一種在同步幀時間段31中發(fā)送時間臨界(例如暫停)信息而不會產(chǎn)生時間差Δt 303的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個方案涉及一種同步以太網(wǎng)系統(tǒng)中的時間臨界信息傳送方法，如果在上行鏈路中異步業(yè)務(wù)發(fā)生擁塞，通過在針對異步幀時間段的傳統(tǒng)暫停幀中傳送暫停信息或者通過允許針對同步幀時間段的暫停信息的傳送，防止了接收緩沖器中上行數(shù)據(jù)的丟失。
本發(fā)明的一個實施例涉及一種實現(xiàn)甚至在同步幀時間段中仍能傳輸時間臨界控制信號的方法，例如，當(dāng)由于上行鏈路異步數(shù)據(jù)的擁塞使得以太網(wǎng)交換機的接收緩沖器填充有超過閾值的分組時產(chǎn)生的暫停信號。為了傳送同步以太網(wǎng)系統(tǒng)中的時間臨界信息，在檢測到時間臨界事件時，檢查當(dāng)前傳輸時間段。如果該當(dāng)前傳輸時間段是同步幀時間段，則產(chǎn)生時間臨界控制信息，在時間臨界事件之后，插入到第一子同步幀中并進行傳送。如果當(dāng)前傳輸時間段是異步幀時間段，則產(chǎn)生包括所述時間臨界控制信息的控制幀并進行傳送。


通過以下結(jié)合附圖而進行的詳細描述，本發(fā)明的上述和其他方案、特征和實施例將變得更加明顯，其中圖1示意地示出了在傳統(tǒng)以太網(wǎng)系統(tǒng)中的暫停幀的產(chǎn)生和傳輸；圖2示出了典型同步以太網(wǎng)系統(tǒng)中的傳輸周期的結(jié)構(gòu)；
圖3示意地示出了典型同步以太網(wǎng)系統(tǒng)中作為時間臨界控制信號的暫停幀的產(chǎn)生和傳輸；圖4示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的同步以太網(wǎng)系統(tǒng)中作為時間臨界控制信號的暫停幀的產(chǎn)生和傳輸；圖5示出了傳統(tǒng)以太網(wǎng)系統(tǒng)中的暫停幀的結(jié)構(gòu)；圖6示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的用于承載時間臨界信息的子同步幀的結(jié)構(gòu)；圖7示出了根據(jù)本發(fā)明另一實施例的用于承載時間臨界信息的子同步幀的結(jié)構(gòu)；以及圖8是根據(jù)本發(fā)明實施例、在同步以太網(wǎng)系統(tǒng)中發(fā)送時間臨界信息的方法的流程圖。
具體實施例方式
下面將參考附圖來描述本發(fā)明的實施例。為了清楚和簡明，由于其可能使本發(fā)明變得不清楚，將不再詳細描述公知功能或結(jié)構(gòu)。
盡管在以下描述中將暫停幀描述為需要進行時間臨界控制的事件，但是其僅是說明性的。因此，應(yīng)該意識到，根據(jù)本發(fā)明的實施例，還可以發(fā)送除了暫停幀之外的其他時間臨界OAM(操作、管理和維護)信息。
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的同步以太網(wǎng)系統(tǒng)中作為時間臨界控制信號的暫停幀的產(chǎn)生和傳輸。
在125μs傳輸周期的異步幀時間段42中產(chǎn)生暫停事件時，產(chǎn)生暫停幀并將其作為時間臨界控制信號進行發(fā)送，如在典型以太網(wǎng)系統(tǒng)中那樣，如圖1B所示。另一方面，如果在同步幀時間段41中出現(xiàn)了暫停事件401，則在同步幀時間段41的子同步幀403中發(fā)送暫停信息。
在同步幀時間段41中存在多個子同步幀。設(shè)計每一個子同步幀，在同步幀時間段41中傳送時間臨界控制信號。用于在同步幀時間段41中承載時間臨界控制信號的子同步幀的結(jié)構(gòu)將參考圖6和7進行更詳細的描述。
在本發(fā)明的該實施例中，每一個子同步幀包括22字節(jié)的以太網(wǎng)報頭404，具有與目的地地址、源地址和以太網(wǎng)幀的類型有關(guān)的報頭信息；32字節(jié)的同步報頭405，具有與同步幀有關(guān)的信息，例如表示同步或異步的信息、幀計數(shù)信息、周期計數(shù)信息；4字節(jié)的HCS(報頭校驗序列)406；768字節(jié)的同步數(shù)據(jù)時隙407，包括192個4字節(jié)的同步數(shù)據(jù)時隙；以及4字節(jié)的FCS(幀校驗序列)408。
圖5示出了傳統(tǒng)以太網(wǎng)系統(tǒng)中的暫停幀的結(jié)構(gòu)。
參考圖5，暫停幀is包括6字節(jié)的DA(目的地地址)501，表示暫停幀的目的地；6字節(jié)的SA(源地址)502，表示暫停幀的源；2字節(jié)的類型503，表示暫停幀的類型；2字節(jié)的OPCODE 504，表示暫停幀的操作碼；2字節(jié)的暫停時間505，表示在接收到暫停幀的以太網(wǎng)設(shè)備中的暫停操作的持續(xù)時間；PAD 506，如果暫停幀未達到46字節(jié)，用來將偽比特根據(jù)以太網(wǎng)幀格式填充到剩余區(qū)域中；以及4字節(jié)的FCS07，用于暫停幀中的差錯校驗。
OPCODE 504包括控制消息，向以太網(wǎng)設(shè)備通知所傳送的幀是暫停幀，并命令其執(zhí)行暫停操作。暫停時間505告知接收以太網(wǎng)設(shè)備暫停操作的持續(xù)時間。暫停時間505以512個比特來表示0到65535。在1Gbps的以太網(wǎng)中，暫停計時器的實際最大值為33.6ms。
接收以太網(wǎng)設(shè)備將暫停計時器設(shè)置為所指示的值，并且不再繼續(xù)數(shù)據(jù)傳輸，直到計時器截止為止。
將同步幀時間段中所傳送的時間臨界信息限制為傳統(tǒng)暫停幀中的OPCODE 504和暫停時間505。4個字節(jié)足以傳輸時間臨界信息。
圖6示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的傳送時間臨界信息的子同步幀的結(jié)構(gòu)。
參考圖6，每一個子同步幀包括22字節(jié)的以太網(wǎng)報頭404，具有與目的地地址、源地址和以太網(wǎng)幀的類型有關(guān)的報頭信息；32字節(jié)的同步報頭405，具有與同步幀有關(guān)的信息，例如表示同步或異步的信息、幀計數(shù)信息、周期計數(shù)信息；4字節(jié)的HCS 406；768字節(jié)的同步數(shù)據(jù)時隙407，包括192個4字節(jié)的同步數(shù)據(jù)時隙；以及4字節(jié)的FCS 408。
根據(jù)該實施例，分配同步數(shù)據(jù)時隙407中所包括的同步數(shù)據(jù)時隙之一(4字節(jié))來傳送時間臨界信息。
在檢測到同步幀時間段中的時間臨界事件時，可以發(fā)送該時間臨界控制信息，不超過一個子同步幀的最大值(大約830字節(jié))。因此，與時延出現(xiàn)在整個同步幀時間段上(大約8000到12000字節(jié))的傳統(tǒng)技術(shù)相比，相當(dāng)大地減小了由于時間臨界信息的延遲所引起的問題。
圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的可選實施例的用于傳送時間臨界信息的子同步幀的結(jié)構(gòu)。
參考圖7，每一個子同步幀包括22字節(jié)的以太網(wǎng)報頭404，具有與目的地地址、源地址和以太網(wǎng)幀的類型有關(guān)的報頭信息；32字節(jié)的同步報頭405，具有與同步幀有關(guān)的信息，例如表示同步或異步的信息、幀計數(shù)信息、周期計數(shù)信息；4字節(jié)的HCS 406；768字節(jié)的同步數(shù)據(jù)時隙407，包括192個4字節(jié)的同步數(shù)據(jù)時隙；以及4字節(jié)的FCS 408。
根據(jù)本發(fā)明的該可選實施例，與傳統(tǒng)暫停幀不同，并不發(fā)送OPCODE 504和暫停時間505的所有內(nèi)容。作為替代，設(shè)置與暫停持續(xù)時間有關(guān)的信息，并且設(shè)置更多標(biāo)記比特(More Flag bit)來傳送該暫停信息。然后，接收以太網(wǎng)設(shè)備在暫停時間段內(nèi)不繼續(xù)上行傳輸。這是與本發(fā)明的第一實施例的差別。
可以按照多種方式來分配更多標(biāo)記比特。例如，將以太網(wǎng)報頭404或同步報頭405中所包括的保留字段中的一個比特分配為更多標(biāo)記比特。
此外，可以通過修改以太網(wǎng)報頭404或同步報頭405中所包括的指定字段(即，長度/類型字段)來分配更多標(biāo)記比特。例如，可以將4字節(jié)的長度/類型字段中的一個比特用作更多標(biāo)記比特。
圖8是示出了根據(jù)本發(fā)明實施例、在同步以太網(wǎng)系統(tǒng)中發(fā)送時間臨界信息的方法的流程圖。
參考圖8，在檢測到時間臨界事件時，在步驟801，如接收緩沖器填充得超過了閾值，在步驟802，檢查當(dāng)前的傳輸時間段。
在同步幀時間段的情況下，在步驟804中產(chǎn)生時間臨界控制信息。將時間臨界控制信息如圖6所示那樣插入在同步數(shù)據(jù)時隙中或如圖7所示設(shè)置為表示時間臨界控制信息的存在的標(biāo)記信息，這取決于該系統(tǒng)所采用的時間臨界控制信息傳送方法。
在步驟805，在時間臨界事件之后，將時間臨界控制信息插入到第一子同步幀中，并且在步驟806中進行發(fā)送。
另一方面，在步驟803中的異步幀時間段的情況下，在步驟807中產(chǎn)生具有時間臨界控制信息的控制幀，并且在步驟808中進行發(fā)送，如在傳統(tǒng)以太網(wǎng)中那樣。
如上所述，當(dāng)在上行鏈路上異步業(yè)務(wù)量擁塞時，如果在異步幀時間段中出現(xiàn)了暫停事件，則如傳統(tǒng)那樣，可以發(fā)送暫停幀。此外，如果在同步幀時間段中出現(xiàn)了暫停事件，則在子同步幀中也可以發(fā)送該暫停幀。因此，與傳統(tǒng)系統(tǒng)相比，防止和/或減少了接收緩沖器中上行數(shù)據(jù)的丟失。
盡管已經(jīng)參考其特定實施例示出并描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以進行形式和細節(jié)上的各種改變。
權(quán)利要求
1.一種在同步以太網(wǎng)系統(tǒng)中傳送時間臨界信息的方法，包括以下步驟(1)在檢測到時間臨界事件時，檢查當(dāng)前傳輸時間段；(2)如果當(dāng)前傳輸時間段是同步幀時間段，則產(chǎn)生時間臨界控制信息；(3)在時間臨界事件之后，將時間臨界控制信息插入到第一子同步幀中，并傳送所述時間臨界控制信息；以及(4)如果當(dāng)前傳輸時間段是異步幀時間段，則產(chǎn)生包括時間臨界控制信息的控制幀并傳送所述時間臨界控制信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟(3)包括以下步驟在時間臨界事件之后，將時間臨界控制信息插入到第一子同步幀的同步數(shù)據(jù)時隙字段中所包括的同步數(shù)據(jù)時隙之一中，并且傳送所述時間臨界控制信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟(3)包括以下步驟在時間臨界事件之后，在第一子同步幀的報頭字段中分配標(biāo)記比特，設(shè)置所述標(biāo)記比特表示時間臨界控制信息，并傳送所述時間臨界控制信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述標(biāo)記比特是報頭字段中的保留字段中的一個比特。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述標(biāo)記比特是通過修改報頭字段中的預(yù)定字段而分配的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述時間臨界事件是將上行接收緩沖器填充得超過預(yù)定閾值的事件。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述時間臨界事件是將上行接收緩沖器填充得超過預(yù)定閾值的事件。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述時間臨界事件是將上行接收緩沖器填充得超過預(yù)定閾值的事件。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于所述時間臨界事件是將上行接收緩沖器填充得超過預(yù)定閾值的事件。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于所述時間臨界事件是將上行接收緩沖器填充得超過預(yù)定閾值的事件。
11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于所述時間臨界控制信息是針對在上行鏈路上傳輸數(shù)據(jù)的設(shè)備的暫停信息。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于所述時間臨界控制信息是針對在上行鏈路上傳輸數(shù)據(jù)的設(shè)備的暫停信息。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于所述時間臨界控制信息是針對在上行鏈路上傳輸數(shù)據(jù)的設(shè)備的暫停信息。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于所述時間臨界控制信息是針對在上行鏈路上傳輸數(shù)據(jù)的設(shè)備的暫停信息。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于所述時間臨界控制信息是針對在上行鏈路上傳輸數(shù)據(jù)的設(shè)備的暫停信息。
16.一種用于同步以太網(wǎng)系統(tǒng)的信號傳送方法，包括以下步驟檢測可能影響同步以太網(wǎng)系統(tǒng)的性能的狀態(tài)條件；如果在同步幀時間段中檢測到所述狀態(tài)條件，則在檢測到該狀況之后，產(chǎn)生控制信息，將所述控制信息插入到第一子同步幀中，并傳送所述控制信息；以及如果在異步幀時間段中檢測到所述狀態(tài)條件，則產(chǎn)生包括所述控制信息的控制幀，并傳送所述控制信息。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于所述插入步驟包括以下步驟在檢測到所述狀態(tài)條件之后，將控制信息插入到第一子同步幀的同步數(shù)據(jù)時隙字段中所包括的多個同步數(shù)據(jù)時隙之一中，并傳送所述控制信息。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于所述插入步驟包括以下步驟在檢測到所述狀態(tài)條件之后，在第一子同步幀的報頭字段中分配標(biāo)記比特，設(shè)置所述標(biāo)記比特表示所述控制信息，并傳送所述控制信息。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于所述標(biāo)記比特是報頭字段的保留字段中的一個比特。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于所述標(biāo)記比特是通過修改報頭字段的預(yù)定字段而分配的。
全文摘要
公開了一種實現(xiàn)同步幀時間段中的時間臨界控制信號的傳輸?shù)姆椒ǎ?，?dāng)由于上行鏈路異步數(shù)據(jù)的擁塞使得以太網(wǎng)交換機的接收緩沖器填充有超過閾值的分組時產(chǎn)生的暫停信號。為了傳送同步以太網(wǎng)系統(tǒng)中的時間臨界信息，在檢測到時間臨界事件時，檢查當(dāng)前傳輸時間段。如果該當(dāng)前傳輸時間段是同步幀時間段，則產(chǎn)生時間臨界控制信息，在時間臨界事件之后，插入到第一子同步幀中并進行傳送。如果當(dāng)前傳輸時間段是異步幀時間段，則產(chǎn)生包括所述時間臨界控制信息的控制幀并進行傳送。
文檔編號H04L29/02GK1767499SQ200510114170
公開日2006年5月3日 申請日期2005年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月29日
發(fā)明者趙宰憲, 高俊豪, 金鐘權(quán), 沈昌燮, 吳潤濟, 洪尚模, 尹鐘浩 申請人:三星電子株式會社