[发明专利]通用标号封装协议

说明书

发明领域

本发明一般涉及串行通信系统，更具体的说，涉及通过串行链路传送标号交换信息包的通用标号封装协议。

技术背景

在数据服务商的网络中，对带宽的要求正在飞涨。对于这种要求，需要有效的带宽利用，较高的性能并且简单。预计互联网协议(IP)业务容量继续以相当高的速度持续增长。随着遍及全球网络的IP增长，许多大容量链路试图回避ATM信元所需要的额外负担。多数电信公司使用SONET(同步光纤网络)作为公众网络中通过光纤进行数据传输的OSI第1层的规范，使用ATM作为OSI第II层的链路。但是，必须添加分组中以通过ATM链路的附加数据会占用10％以上的ATM原始带宽。而且，还有许多其它分组协议用于打包传输的数据。尽管SONET在这里作为一个主要示例来提涉，然而本领域的技术人员将认识到这里讨论的概念对任何串行链路都是有效的。

SONET是传输速率从51.84Mbps(基本速率)到13.22Gbps的系列，它被产生以提供传输许多具有不同容量的数字信号的灵活性并为生产商提供设计标准。尽管它的名字是SONET，但它不限于光纤链路。SONET拟定起初是作为对交换载波标准协会(ExchangeCarriers Standards Association)的建议，并最终为美国国家标准化组织(ANSI)所接受。SONET还被国际电信联盟-电信标准化部门(ITU-T)采用。ITU-T的版本被称为同步数字系列(SDH)，它稍微做了一些修改，其速率从155Mbps开始。

为了提供有效的网络可操作性和可伸缩性，如今的数据网络都基于分层结构，它包括主干和服务节点层。路由器和主干的主要功能是提供运行和可伸缩性，以便每秒交换数百万个分组并可达到高速率。在服务节点或分配层，边缘路由器的主要目的是提供诸如安全访问控制的特征，通过服务级提供来支持不同的服务。例如，对于长途来说，多数运营者通过SONET/SDH平台传输其路由业务。SONET/SDH硬件形成修改全球电信提供商和企业的基础结构。因而需要数据设备与这个基础结构进行无缝的互操作。

SONET/SDH上的IP作为减轻上述ATM开销负担并压缩更多链路带宽的方法变得流行。SONET/SDH上的IP从传输图像中去除ATM，放弃传统的把IP分组封装到ATM信元的方法，在传统的方法中ATM信元之后被映射到SONET帧。而该技术直接把IP信息包映射到SONET帧。

SONET/SDH上的分组数据是通过使用点到点协议(PPP)在SONET帧上的数据伺服传输。PPP设计为通过点到点链路进行通信的标准方法。最初被设计用于短距离的本地线路、租用线路和使用调制解调器的普通老式电话业务(POTS)。随着新分组服务和较高速率线路引入，点对点协议也易于在这些环境使用。

PPP将SONET传输作为面向八位位组的同步链路来对待。PPP对物理层表现为八位位组接口并没有规定要备提供或接受的子八位位组(sub-octet)。八位位组流被映射为SONET同步净荷信包(SPE)，八位位组边界和SPE八位位组边界对齐。SONET提供丰富的开销信息，允许较为简单的复用和高消耗的操作、管理、维护和提供(OAM§P)能力。

SONET包括诸如映射、对齐、复用和填充的复用原则。SONET的优点之一是它能够承载大的净荷(超过50Mbps)。然而，为了传送和交换小于STS-1速率的净荷，通过把STS(同步传输信号)SPE细分成称为虚拟分支(VT)的较小结构单元，还能够容纳数字体系信号。

因此，SONET/SDH上的分组是被建立以提供互联网或IP数据的网络的理想特征。SONET/SDH上的分组提供比其它传输方法更高的带宽利用和效率。但是，不是所有网络都能受益于SONET/SDH上的IP的优点。首先，所有通过连路的数据必须是IP的。因为IP数据上的155Mbps不容易得到，这种要求是使用SONET/SDH上的IP的主要缺陷。统计上，ATM比SONET/SDH上的IP更容易被复用。可是，ATM能够在较低速率的链路上运行。但是，如上所述，ATM承载必须加到每个分组以通过ATM链路的额外开销。

当经通过任何媒体向任何位置提供高速传输的不同传输交换系统来集中传送音频、数据、图像和视频时，SONET作为用于传输分组的传输网络而获得动力，因为与通过ATM类型的解决方案的IP相比较，SONET的开销低。但是，如上所述，当前在SONET/SDH上分组的方法是使用点到点协议封装。