CN1543162A - 变长数据分组与定长信元混合传送的方法与适配装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种变长数据分组与定长信元混合传送的方法与适配装置。该方法与适配装置完成变长数据分组和统一组帧协议单元UFPDU、定长信元和修改的异步转移模式ATM信元之间的映射，统一组帧协议单元UFPDU和修改的异步转移模式ATM信元经过混合或分离、速率适配、透明性变换、加扰或解扰、映射或取出等处理，在同步数字体系/同步光网络SDH/SONET同一个虚容器/虚支路VC/VT或裸光纤/电缆上传送。该统一组帧协议数据单元UFPDU标头与异步转移模式ATM标头兼容，变长数据分组传送采用连接或无连接方式。本发明不仅大幅度提高同步数字体系/同步光网络SDH/SONET或裸光纤/电缆的传送效率，而且提供高层数据协议的标识和优先级，可为有关网络设备提供变长数据分组和定长信元传送接口。
Description
技术领域：
本发明涉及信息网中相关的数据传送。特别涉及在同步数字体系/同步光网络SDH/SONET传输线路的同一个虚容器/虚支路VC/VT或裸光纤/电缆上，混合传送变长数据分组与定长信元两种协议数据单元PDU的方法和适配装置，可为有关信息网络设备提供分组传送接口，例如异步转移模式ATM接口、以太网媒质独立接口MII。
背景技术：
在各种各样的传输系统和信息网络中，网络端点利用同步数字体系/同步光网络SDH/SONET设备完成变长分组或异步转移模式ATM信元的传输。变长数据分组(网际协议IP分组、以太网媒质接入控制MAC帧等)经过点到点协议PPP封装成PPP协议数据单元PDU，该协议数据单元(PPP PDU)再经过高级数据链路控制HDLC(或经过SDH上的链路接入规程LAPS，或经过通用成帧规程GFP)封装成相应的协议数据单元，然后在同步数字体系/同步光网络SDH/SONET的一个虚容器/虚支路VC/VT中传送。变长数据分组也可经过异步转移模式ATM网络中的ATM适配层(AAL)适配处理，再按定长分割，与信元标头一起组装成异步转移模式ATM信元，在同步数字体系/同步光网络SDH/SONET的一个虚容器/虚支路VC/VT中传送。变长数据分组经过上述多种技术封装成的变长协议数据单元和异步转移模式ATM信元，也可在裸光纤/电缆上传送。
上述技术的主要缺陷是在同步数字体系/同步光网络SDH/SONET的一个虚容器/虚支路VC/VT中或裸光纤/电缆上，仅能传送变长协议数据单元或异步转移模式ATM信元中的一种协议数据单元PDU，而不能同时传送两种协议数据单元PDU，从而使得同步数字体系/同步光网络SDH/SONET或裸光纤/电缆的传送效率较低。
ATM论坛(ATM Forum)定义了基于ATM的帧在同步数字体系SDH上传送方式FAST(Frame based ATM over SONET/SDH Transport，fb-fbatm-0151.000，July，2000)，采用ATM适配层AAL协议封装高层用户数据分组，但其主要缺陷是：
(1)承载用户数据主要采用ATM适配层AAL5封装，导致链路层待传送单元是48字节的整倍数(不包括ATM论坛定义的信元标头4/8字节)，或将待传送单元加入填充(Padding)以使其成为48字节的整倍数；
(2)FAST帧格式中采用32位帧校验序列FCS，但在大多数情况下，语音或视频等实时业务并不需要这种帧校验保护；
(3)未明确提及变长分组与异步转移模式ATM信元混合传送时如何区别两种协议数据单元PDU；
(4)FAST不提供类似于网际协议IP网络的无连接数据传送功能；
(5)在高层数据分组较长时，FAST将其分割为多个FAST帧传送，但分组序号和位置要占用3字节开销，开销较大；
(6)FAST的协议数据单元PDU中未提供载荷优先级(如高层数据用户业务的优先级)，从而使得无连接方式工作的网络转发结点，不能对语言/视频、数据等业务提供不同的转发交换策略，无法保证实时用户业务的服务质量QoS。
由SCOTT JAMES、WEN-LUNG CHEN、GORDON LEE提出的“在SONET/SDH上映射定长分组和变长分组的系统和方法”(WO 0217543)通过存储4n个信元的字节(n为正整数)，将这些异步转移模式ATM信元字节流和用高级数据链路控制HDLC封装的变长数据分组映射到4n个虚支路VT组成的复帧Superframe中。这种方案的缺点是：(1)变长分组与定长分组采用不同的封装，使相关传输及交换设备的实现复杂性增大；(2)由于交换设备利用虚通道标识符/虚通路标识符VPI/VCI实现信元交换，而采用高级数据链路控制HDLC帧只能实现点到点传输，无法用一种交换单元完成变长分组和定长分组交换；(3)因为n可变，复帧结构复杂，而且增加了异步转移模式ATM信元的端到端传送时延。
发明内容：
本发明的目的在于克服上述已有技术的不足，提出一种变长数据分组与定长信元混合传送的方法及其适配装置，用于网络端点间实现变长数据分组与信元，在同步数字体系/同步光网络SDH/SONET的同一个虚容器/虚支路VC/VT或裸光纤/电缆上的混合传送。
实现本发明目的的变长数据分组与定长信元混合传送方法，包括发送和接收两个方向的传送处理，如图1所示。该方法在同步数字体系/同步光网络SDH/SONET或裸光纤/电缆传送方式下的处理流程略有差别，其中：
发送方向按图1(a)所述的下述过程进行：
(1)使用标准的媒质独立接口MII、异步转移模式通用测试及操作接口UTOPIA等接口，从用户终端、传输设备和交换机等网络部件处接收变长数据帧和定长信元，将变长数据帧中的载荷部分，即变长数据分组，存入发送分组先进先出存储器，并将信元直接放入发送信元先进先出存储器；
(2)将变长数据分组外加控制标头和标头扩展及分组校验序列PCS，封装成统一组帧协议数据单元UFPDU，同时将定长信元变换成修改的信元格式，该修改的信元格式的标头差错控制HEC字段可选择使用；
(3)在统一组帧协议数据单元UFPDU和信元之间加入区分两者边界的“特殊标志F”，以区别不同协议数据单元PDU间边界，并根据用户业务的服务质量QoS特性，将统一组帧协议数据单元UFPDU和修改的信元进行混合；
(4)在“特殊标志F”和统一组帧协议数据单元UFPDU及信元组成的混合流中加入填充协议数据单元PPDU，保证该四者(即F、UFPDU、ATM信元、PPDU)的速率之和等于同步数字体系/同步光网络SDH/SONET的虚容器/虚支路VC/VT或裸光纤/电缆线路的传输净速率，以实现速率适配；
(5)对统一组帧协议数据单元UFPDU、信元和填充协议数据单元PPDU进行透明性处理，即对发送的统一组帧协议数据单元UFPDU、信元及填充协议数据单元PPDU等三种协议数据单元PDU中，出现的“特殊标志F”进行处理；
(6)在同步数字体系/同步光网络SDH/SONET传送方式时，将“特殊标志F”、统一组帧协议数据单元UFPDU、信元、填充协议数据单元PPDU组成的混合流，装入或映射到同步数字体系/同步光网络SDH/SONET的虚容器/虚支路VC/VT，并对虚容器/虚支路VC/VT中的净载荷，采用多项式为x43+1的自同步扰码器进行可选择的加扰；在裸光纤/电缆传送方式时，仅对上述混合流采用多项式为x43+1的自同步扰码器进行可选择的加扰；
(7)在同步数字体系/同步光网络SDH/SONET传送方式时，对加扰后的净载荷加入同步数字体系/同步光网络SDH/SONET帧的段开销SOH和通道开销POH，形成同步数字体系/同步光网络SDH/SONET发送帧，并对该发送帧采用多项式g(x)＝x7+x6+1进行加扰；
(8)对同步数字体系/同步光网络SDH/SONET发送帧，或裸光纤/电缆传送方式时的上述(加扰后)混合流的字节进行比特变换，并使用发送时钟产生差分输出数据信号，通过对该输出数据信号的驱动，输出到线路上。
接收方向按图1(b)所述的下述过程进行：
(1)接收同步数字体系/同步光网络SDH/SONET发送帧或裸光纤/电缆传送方式时的混合流，从输入的差分数据中恢复时钟和数据(或直接输入时钟)，将数据比特变换为字节；
(2)在同步数字体系/同步光网络SDH/SONET传送方式时，根据同步数字体系/同步光网络SDH/SONET帧的(A1，A2)字节进行帧定界，并采用解扰多项式g(x)＝x7+x6+1进行解扰；
(3)在同步数字体系/同步光网络SDH/SONET传送方式时，取出和处理同步数字体系/同步光网络SDH/SONET帧的段开销SOH和通道开销POH，检测线路远端恶化指示RDI、告警指示信号AIS、字节交织奇偶校验BIP-x(x＝8或96)错误是否发生，并给出相应错误指示；
(4)在同步数字体系/同步光网络SDH/SONET传送方式时，根据控制开销中的指针指示，取出虚容器/虚支路VC/VT中的净载荷；
(5)在同步数字体系/同步光网络SDH/SONET传送方式时，如果发送方虚容器/虚支路VC/VT中的净载荷已加扰，则采用多项式x43+1进行自同步解扰；在裸光纤/电缆传送方式时，对已加扰的数据字节采用多项式x43+1进行解扰；
(6)在接收的字节流中搜索“特殊标志F”，并进行字节“去填充”(Destuffing)处理，识别并删除速率适配的填充协议数据单元PPDU中的PPDU格式3和异常中断分组，将两个“特殊标志F”间的数据作为一个协议数据单元PDU进行后续处理；
(7)当发送方统一组帧协议数据单元UFPDU或信元中的标头差错控制HEC字段存在时，根据国际电联ITU I.361完成协议数据单元PDU标头的差错控制处理，对标头差错控制HEC正确的协议数据单元PDU进行后续处理，丢弃标头差错控制HEC处理后仍不正确的协议数据单元PDU；
(8)在接收的标头差错控制HEC正确的协议数据单元PDU中，识别统一组帧协议数据单元UFPDU和信元，如果载荷类型PT字段≠111B且长度为52/53，则判定该协议数据单元PDU为信元，如果载荷类型PT＝111B，则判定该协议数据单元PDU为统一组帧协议数据单元UFPDU，当统一组帧协议数据单元UFPDU的分组校验序列PCS存在时，再对其进行循环冗余校验CRC-32处理；
(9)处理填充协议数据单元PPDU，将统一组帧协议数据单元UFPDU的载荷取出，放入接收分组先进先出存储器，并将信元进行可能的协议数据单元PDU格式变换，再将该协议数据单元PDU放入接收信元先进先出存储器；
(10)根据标准的媒质独立接口MII和异步转移模式通用测试和操作接口UTOPIA等接口上传送协议数据单元PDU的格式要求，取出接收分组/信元先进先出存储器中的分组和信元，完成可能的格式变换后发送给用户终端、传输设备和交换机等网络部件。
上述变长数据分组与定长信元混合传送的方法，其中统一组帧协议数据单元UFPDU依次由控制标头、标头扩展、变长数据分组和分组校验序列PCS字段组成。
上述变长数据分组与定长信元混合传送的方法，其中速率适配是在不发送信元时，按优先权从高到低依次发送统一组帧协议数据单元UFPDU，如果既不发信元，也不发统一组帧协议数据单元UFPDU时，发送用于速率适配的填充协议数据单元PPDU，该填充协议数据单元PPDU有不同的格式。
上述变长数据分组与定长信元混合传送的方法，其中透明处理的过程为：
(1)发送方将发送协议数据单元PDU中出现的“特殊标志F”置换为两个字节，一个是“转义8位二进制组”，另一个是“特殊标志F”与“填充特殊掩码”(8位二进制组)进行“异或”后的数值；
(2)发送方将发送协议数据单元PDU中出现的“转义8位二进制组”也置换为两个字节，一个是“转义8位二进制组”，另一个是“转义8位二进制组”与“填充特殊掩码”(8位二进制组)进行“异或”后的数值；
(3)“转义8位二进制组”和“填充特殊掩码”的设置可改变，两者的默认值分别为0x7d(16进制)和0x20，则透明处理变换将0x7e和0x7d分别置换为(0x7d，0x5e)和(0x7d，0x5d)。
上述变长数据分组与定长信元混合传送的方法，其中接收方进行字节“去填充”处理的过程是，先将(0x7d，0x5e)和(0x7d，0x5d)分别置换为0x7e和0x7d，再将两个“特殊标志F”间的数据作为一个协议数据单元PDU进行识别处理。
上述变长数据分组与定长信元混合传送的方法，其中由变长分组封装成的统一组帧协议数据单元UFPDU由以下字段组成：
(1)统一组帧协议虚连接标识符/统一组帧协议网络结点标识符UFPVCI/UFPNNI字段，该字段用于表示统一组帧协议数据单元UFPDU的逻辑虚连接标识或分级区域网络结点地址。当表示统一组帧协议虚连接标识符UFPVCI时，其含义类似于异步转移模式ATM信元中的虚通道标识符/虚通路标识符VPI/VCI，由信令协议分配；当表示网络结点地址时，用于区别统一组帧协议联网区域内的不同网络结点；
(2)载荷类型PT字段，该字段用于区别统一组帧协议数据单元UFPDU和定长信元混合流中的统一组帧协议数据单元UFPDU和定长信元；
(3)分组丢失优先级PLP字段，该字段用于标识统一组帧协议数据单元UFPDU中的分组丢失优先级，在分组传送过程中，如果转接/交换结点内出现拥塞，可先丢弃PLP＝1的分组；
(4)标头差错控制HEC字段，该字段采用与标准信元的标头差错控制HEC相同的处理，用于保证协议数据单元PDU标头的正确性；
(5)分组校验序列存在标识PCSE字段，该字段表示是否使用分组校验序列PCS对统一组帧协议数据单元UFPDU的有关字段进行差错控制；
(6)分组优先级域PPF字段，该字段用于标识统一组帧协议数据单元UFPDU的载荷分组优先级，便于网络转接/交换结点对该协议数据单元PDU进行不同的处理；
(7)高层协议标识符ULPI字段，该字段用于标识统一组帧协议数据单元UFPDU中载荷的高层数据协议类型等信息；
(8)最后一段指示LSI字段，该字段用于标识某个统一组帧协议数据单元UFPDU的载荷区为某一个高层用户协议数据单元PDU的开始或中间一部分，还是为某一个高层用户协议数据单元PDU的完整部分或最后一部分；
(9)载荷Payload字段，该字段用于存放高层用户完整的协议数据单元PDU或协议数据单元PDU的一部分(用户数据分组)，或操作管理维护OAM分组；
(10)分组校验序列PCS字段，该字段用于对统一组帧协议数据单元UFPDU的标头、标头扩展、数据载荷区(或仅标头扩展和数据载荷区)进行差错校验保护，生成多项式为g(x)＝x32+x26+x22+x16+x12+x11+x10+x8+x7+x5+x4+x2+x+1；
需说明的是统一组帧协议数据单元UFPDU中的标头差错控制HEC字段、整个标头扩展字段(分组校验序列存在标识PCSE、分组优先级域PPF、高层协议标识符ULPI、最后一段指示LSI)和分组校验序列PCS字段可编程选择是否使用。
上述变长数据分组与定长信元混合传送的方法，其中填充协议数据单元PPDU有以下五种形式：
(1)填充PDU格式1，用于统一组帧协议联网时的操作维护管理OAM，该填充PDU包括统一组帧协议数据单元UFPDU的标头和载荷区，载荷区内容与异步转移模式ATM的操作维护管理OAM的载荷相同；
(2)填充PDU格式2，是异步转移模式ATM的操作维护管理OAM信元，该填充PDU与标准的异步转移模式ATM的操作维护管理OAM信元相同；
(3)填充PDU格式3，由“特殊标志F”、特殊字符0xdd(可编程为其它值)、“特殊标志F”等三个8位二进制组组成，该格式适用于同步数字体系/同步光网络SDH/SONET或裸光纤/电缆传输线路占用率较高的情况；
(4)填充PDU格式4，包括统一组帧协议数据单元UFPDU的标头，没有标头扩展、载荷区、分组校验序列PCS字段；
(5)填充PDU格式5，是标准的异步转移模式ATM空闲信元。
填充PDU格式1和格式2的发送取决于操作维护管理OAM协议数据单元的传输带宽，在不发送填充PDU格式1和格式2时，优选的填充PDU发送顺序是填充PDU格式3、填充PDU格式4、填充PDU格式5。
实现本发明目的的适配装置包括：业务侧接口、分组/异步转移模式信元Packet/ATMCell先进先出存储器FIFO、统一组帧协议数据单元/异步转移模式信元UFPDU/ATM Cell发送处理器、同步数字体系/同步光网络SDH/SONET发送处理器、线路侧接口、同步数字体系/同步光网络SDH/SONET接收处理器、统一组帧协议数据单元/异步转移模式信元UFPDU/ATM Cell接收处理器、开销接口、微处理器接口等单元或模块，其中同步数字体系/同步光网络SDH/SONET发送处理器和同步数字体系/同步光网络SDH/SONET接收处理器仅用于同步数字体系/同步光网络SDH/SONET传送方式。
各模块的功能及连接关系如下：
(1)业务侧接口，用于通过业务输入/输出接口发送/接收数据帧和信元，实现与分组/信元先进先出存储器FIFO间的分组或信元传送，完成业务输入/输出接口和分组/信元先进先出存储器FIFO中的协议数据单元PDU间的格式转换，该接口与业务输入/输出接口、发送和接收分组/信元先进先出存储器FIFO相连接；
(2)分组/信元(Packet/ATM Cell)先进先出存储器FIFO，包括发送/接收分组先进先出存储器FIFO和发送/接收信元先进先出存储器FIFO等四个存储器，用于存放发送及接收方向的分组和信元，该四个存储器与业务侧接口、统一组帧协议数据单元/信元UFPDU/ATM Cell发送或接收处理器相连接；
(3)统一组帧协议数据单元/信元UFPDU/ATM Cell发送处理器，用于完成将分组/信元先进先出存储器FIFO输入的分组和信元，分别封装成统一组帧协议数据单元UFPDU和修改的信元，混合统一组帧协议数据单元UFPDU和修改的信元，加入填充协议数据单元PPDU以实现速率适配，在协议数据单元PDU间加入区别边界的“特殊标志F”。对准备装入虚容器/虚支路VC/VT或裸光纤/电缆传输线路的净载荷进行透明性处理和加扰后，在同步数字体系/同步光网络SDH/SONET传送方式时，输出到同步数字体系/同步光网络SDH/SONET发送处理器，而在裸光纤/电缆传送方式时，直接输出到线路侧接口；
(4)同步数字体系/同步光网络SDH/SONET发送处理器，用于在同步数字体系/同步光网络SDH/SONET传送方式时，将统一组帧协议数据单元/信元UFPDU/ATM Cell发送处理器输入的协议数据单元PDU混合流装入(映射到)同步数字体系/同步光网络SDH/SONET的虚容器/虚支路VC/VT，产生段开销SOH和通道开销POH，组装同步数字体系/同步光网络SDH/SONET帧，对该帧加扰后送到线路侧接口；
(5)线路侧接口，用于对同步数字体系/同步光网络SDH/SONET发送处理器的输入，或统一组帧协议数据单元/信元UFPDU/ATM Cell发送处理器的输入，进行并/串交换，产生发送时钟和差分数据信号，将数据信号输出到线路上；从物理线路接收输入数据信号，完成接收时钟信号恢复和数据恢复，并进行数据串/并变换，根据同步数字体系/同步光网络SDH/SONET和裸光纤/电缆两种不同传送方式，将变换后数据传送给同步数字体系/同步光网络SDH/SONET接收处理器，或统一组帧协议数据单元/信元UFPDU/ATM Cell接收处理器；
(6)同步数字体系/同步光网络SDH/SONET接收处理器，对线路侧接口输入的数据搜索以确定同步数字体系/同步光网络SDH/SONET帧的起始位置，并对接收数据帧解扰，取出该帧中的段开销SOH和通道开销POH，根据指针机制确定虚容器/虚支路VC/VT起始位置、载荷区第一个完整协议数据单元PDU的起始位置，再将该帧中数据送到统一组帧协议数据单元/信元UFPDU/ATM Cell接收处理器；
(7)统一组帧协议数据单元/信元UFPDU/ATM Cell接收处理器，用于对同步数字体系/同步光网络SDH/SONET接收处理器输入的虚容器/虚支路VC/VT净载荷区数据，或裸光纤/电缆传送方式下线路侧接口输入的数据，进行解扰、接收定界、“去填充”处理，完成接收分组的标头差错控制HEC计算，识别统一组帧协议数据单元UFPDU和信元，删除填充协议数据单元PPDU，完成分组校验序列PCS计算，将正确的统一组帧协议数据单元UFPDU和信元进行格式变换，分别送到接收分组/信元先进先出存储器FIFO，通过业务侧接口变换格式并输出；
(8)开销接口，用于完成操作维护管理OAM相关信息的设置和取出，该接口与同步数字体系/同步光网络SDH/SONET发送处理器、同步数字体系/同步光网络SDH/SONET接收处理器、统一组帧协议数据单元/信元(UFPDU/ATM Cell)发送处理器和统一组帧协议数据单元/信元(UFPDU/ATM Cell)接收处理器相连接；
(9)微处理器接口，用于实现与外接微处理器连接，完成适配装置的配置和状态输出。
需说明的是同步数字体系SDH虚容器VC与同步光网络SONET虚支路VT功能上相同，故本发明对同步数字体系SDH虚容器VC的描述也适用于同步光网络SONET虚支路VT。
上述适配装置，其中统一组帧协议数据单元/信元UFPDU/ATM Cell发送处理器输出到同步数字体系/同步光网络SDH/SONET发送处理器或线路侧接口的协议数据单元PDU混合流有4种，统一组帧协议数据单元UFPDU、信元、填充协议数据单元PPDU和“特殊标志F”。
上述适配装置，其中同步数字体系/同步光网络SDH/SONET接收处理器或线路侧接口输出到统一组帧协议数据单元/信元UFPDU/ATM Cell接收处理器的协议数据单元PDU混合流有4种，统一组帧协议数据单元UFPDU、信元、填充协议数据单元PPDU和“特殊标志F”。
本发明具有如下优点：
(1)完成变长数据分组与定长信元在同步数字体系/同步光网络SDH/SONET的单个虚容器/虚支路VC/VT或裸光纤/电缆上的混合传输，大幅度提高传输效率；
(2)也可完成变长数据分组或定长信元单独在同步数字体系/同步光网络SDH/SONET的单个虚容器/虚支路VC/VT或裸光纤/电缆上的传输；
(3)在面向连接的传送方式时，定义的变长数据分组控制标头与标准信元标头完全兼容，减少了相关传输与交换中的处理复杂度；
(4)可根据高层数据分组的业务特性，确定是否采用分组校验序列PCS以提供差错校验保护，应用范围广；
(5)提供高层数据分组的协议类型指示功能(如IPv4，IPv6等)；
(6)为变长数据分组的传送提供优先级，便于交换设备采用区分服务，以提高实时业务的服务质量QoS；
(7)提供高层数据分组可能需要的数据分组分段/重装功能；
(8)可为高层数据分组提供类似于网际协议IP网络的无连接数据传送功能。
附图说明：
图1是本发明提出的变长数据分组和定长信元混合传送方法的原理框图。
图2是本发明所提出的统一组帧协议数据单元格式图。
图3是本发明所提出的、修改的异步转移模式ATM信元格式图。
图4是高级数据链路控制HDLC帧标志、变长统一组帧协议数据单元和定长信元混合传送示意图。
图5是变长统一组帧协议数据单元和定长信元流映射到同步数字体系SDH的单个虚容器VC的混合传送示意图。
图6是变长统一组帧协议数据单元和定长信元混合传送时的适配处理装置。
图7是以太网物理层帧组成格式图。
图8是以太网媒质接入控制MAC帧格式图。
图9是传送以太网媒质接入控制MAC帧时，生成的统一组帧协议数据单元UFPDU格式图。
图10是本发明的应用实施例图。
具体实施方式：
以下结合附图详细描述本发明的实现方法和装置。
如图2所示，本发明所提出的统一组帧协议数据单元UFPDU，包括统一组帧协议虚连接标识符/统一组帧协议网络结点标识符UFPVCI/UFPNNI字段、载荷类型PT字段、分组丢失优先级PLP字段、标头差错控制HEC字段、分组校验序列存在标识PCSE字段、分组优先级域PPF字段、高层协议标识符ULPI字段、最后一段指示LSI、载荷字段、分组校验序列PCS字段等，其协议数据单元中各字段的含义如下：
(1)统一组帧协议虚连接标识符/统一组帧协议网络结点标识符UFPVCI/UFPNNI(28比特)，其作用是标识统一组帧协议数据单元UFPDU相关的逻辑标识或分级区域网络结点地址。
UFPVCI/UFPNNI字段有以下两种形式：第一种形式是其表示统一组帧协议虚连接标识符UFPVCI，含义类似于信元中的虚通道标识符/虚通路标识符VPI/VCI，其中虚通道标识符VPI部分占用8/12位，分别对应用户网络接口/网络结点接口UNI/NNI，虚通路标识符VCI部分占用16位，由信令协议分配；第二种形式是其代表统一组帧协议网络结点标识符UFPNNI，即网络结点地址，用于区别统一组帧协议UFP联网区域内的不同网络结点。统一组帧协议网络结点标识符UFPNNI共28比特，前14比特表示分组的统一组帧协议UFP域内宿结点，后14比特表示该分组的统一组帧协议UFP域内源结点。不同统一组帧协议UFP域结点所包括的用户端点地址范围(如网际协议IP地址)由网管协议规定。由于此方式属于无连接方式，不能保证分组按序到达；如要保证分组按序到达，可由高层协议在协议数据单元载荷区中加入序号。
(2)载荷类型PT(3比特)，标识UFPDU的载荷类型。在统一组帧协议数据单元UFPDU与信元混合传送时，载荷类型PT＝111B(2进制)标识某个协议数据单元是统一组帧协议数据单元UFPDU，而PT≠111B标识某个协议数据单元是信元Cell。
(3)分组丢失优先级PLP(1比特)：标明统一组帧协议数据单元UFPDU的分组丢失优先级，PLP的功能、使用方式与信元中的信元丢失优先级CLP相同。在统一组帧协议数据单元UFPDU传送过程中，如果转接/交换结点内出现拥塞，可先丢弃分组丢失优先级PLP＝1的分组。
(4)分组校验序列存在标识PCSE(1比特)：统一组帧协议数据单元UFPDU是否使用分组校验序列PCS的标志。PCSE＝1/0分别表示分组校验序列PCS字段存在/不存在。
(5)分组优先级域PPF(3比特)：指明统一组帧协议数据单元UFPDU的分组优先级。PPF＝000～111B标识载荷优先级，111表示优先级最高。
(6)高层协议标识符ULPI(3比特)：标识统一组帧协议数据单元UFPDU载荷Payload的高层数据协议类型等信息。高层协议标识符ULPI＝0x04标识统一组帧协议数据单元UFPDU载荷为IPv4分组，ULPI＝0x06标识统一组帧协议数据单元UFPDU载荷为IPv6分组，ULPI＝0x07标识统一组帧协议数据单元UFPDU载荷为点到点协议PPP分组。其它ULPI数值暂时保留。
(7)最后一段指示LSI(1比特)：最后一段指示LSI＝1标识某个统一组帧协议数据单元UFPDU的载荷区为某一个高层用户协议数据单元的完整部分或最后一部分，而LSI＝0标识某个统一组帧协议数据单元UFPDU的载荷区为某一个高层用户协议数据单元的开始或中间一部分。
(8)标头差错控制HEC(8比特)：标头差错控制采用与标准信元中标头差错控制HEC相同的处理，即采用生成多项式g(x)＝x8+x2+x+1对标头4字节信息多项式与x8相乘的结果求余数，该余数经加入01010101B处理后放入该字段。
(9)载荷Payload：载荷区存放高层用户一个完整的协议数据单元或协议数据单元的一部分(用户数据分组)，或操作管理维护OAM分组。
(10)分组校验序列PCS(32比特)：用于对统一组帧协议数据单元UFPDU的标头、标头扩展、数据载荷区(或标头扩展和数据载荷区)进行差错校验保护，生成多项式为g(x)＝x32+x26+x22+x16+x12+x11+x10+x8+x7+x5+x4+x2+x+1。
需说明的是图2的虚线方框内的字段是可选的，即统一组帧协议数据单元UFPDU中的标头差错控制HEC、整个标头扩展字段(分组校验序列存在标识PCSE、分组优先级域PPF、高层协议标识符ULPI、最后一段指示LSI)、分组校验序列PCS字段可编程选择是否使用。
如图3所示，本发明所提出的、修改的异步转移模式ATM信元，其载荷为定长分组。其协议数据单元中各字段的含义与标准信元对应字段的含义相同，区别是其协议数据单元中的标头差错控制HEC字段(虚线方框内)是可选择的，即由网络管理决定其是否存在。
如图4所示，本发明的协议数据单元混合流由“特殊标志F”、统一组帧协议数据单元UFPDU、信元和填充协议数据单元PPDU组成，其中填充协议数据单元PPDU的作用是速率适配。“特殊标志F”长度是一个字节(八位二进制组)，可区别协议数据单元混合流中的两个相邻的协议数据单元间的边界，这些协议数据单元包括统一组帧协议数据单元UFPDU、信元和填充协议数据单元PPDU，两个相邻的协议数据单元既可属于同一种类(如一个信元与一个信元)，也可属于不同种类(如一个统一组帧协议数据单元UFPDU与一个信元)。在发送统一组帧协议数据单元UFPDU、信元和填充协议数据单元PPDU时，字节的发送顺序是从字节编号1处开始，字节内的比特发送顺序是从字节的最高位(位7)到最低位(位1)。
如图5所示，本发明的统一组帧协议数据单元UFPDU和信元按照业务优先级等策略，依次装入(或映射到)同步数字体系SDH的虚容器VC中，指针调整由段开销SOH中的H1和H2字节给出。由于信元和统一组帧协议数据单元UFPDU的开始在虚容器VC载荷区中是变化的，需注意一个虚容器VC载荷区的最后部分可能仅装入了一个协议数据单元(信元或统一组帧协议数据单元UFPDU)的开始部分，而同一个协议数据单元的其余部分装入了下一个同步数字体系SDH帧的虚容器VC载荷区的开始部分。
如图6所示，本发明的适配装置包括：业务侧接口、分组/异步转移模式信元Packet/ATM Cell先进先出存储器FIFO、统一组帧协议数据单元/信元UFPDU/ATM Cell发送处理器、同步数字体系/同步光网络SDH/SONET发送处理器、线路侧接口、同步数字体系/同步光网络SDH/SONET接收处理器、统一组帧协议数据单元/信元UFPDU/ATMCell接收处理器、开销接口、微处理器接口等单元或模块，但同步数字体系/同步光网络SDH/SONET发送处理器和同步数字体系/同步光网络SDH/SONET接收处理器仅用于同步数字体系/同步光网络SDH/SONET传送方式，其中：
业务侧接口，完成的功能包括：(1)产生与识别业务输入/输出接口所需控制信号，并在业务输入/输出接口上发送/接收数据；(2)实现与发送信元先进先出存储器FIFO、发送分组先进先出存储器FIFO、接收分组先进先出存储器FIFO、接收信元先进先出存储器FIFO四个存储器间的分组或信元传送；(3)实现业务输入/输出接口和上述四个存储器间的协议数据单元PDU格式转换。
在传送以太网业务时，业务输入/输出接口中传送的协议数据单元是如图7所示的以太网物理帧，业务侧接口将以太网物理帧转换为图8所示的以太网媒质接入控制MAC帧，输出到发送分组先进先出存储器FIFO。以太网媒质接入控制MAC帧是以太网物理帧除去前置码和帧起始定界符两字段，将其剩余字段作为统一组帧协议数据单元UFPDU的有效载荷传送。业务输入/输出接口支持的传送接口类型包括：(1)异步转移模式通用测试和操作接口UTOPIA，(2)分组在同步数字体系/同步光网络SDH/SONET上传送PoS接口，(3)媒质独立接口MII接口，(4)传送信元的同步数字体系/同步光网络SDH/SONET接口，(5)传送信元或数据分组的准同步数字体系PDH接口，(6)ATM论坛定义的信元传输接口。
分组/信元Packet/ATM Cell先进先出存储器FIFO，包括发送信元先进先出存储器FIFO、发送分组先进先出存储器FIFO、接收分组先进先出存储器FIFO、接收信元先进先出存储器FIFO四种存储器，用于存放发送及接收方向的变长分组和信元。
统一组帧协议数据单元/信元UFPDU/ATM Cell发送处理器，完成以下功能：
(1)产生发送统一组帧协议数据单元/信元
将从发送信元ATM Cell先进先出存储器FIFO接收的信元进行可能的格式变换，即根据混合传送系统的设置决定是否采用标头差错控制HEC字段。
将从发送分组Packet先进先出存储器FIFO接收的变长分组封装成统一组帧协议数据单元UFPDU。在变长分组封装成统一组帧协议数据单元UFPDU时，网络源点处的混合传送设备THE对变长分组加入标头、标头扩展、分组校验序列。
标头中设置统一组帧协议虚连接标识符/统一组帧协议网络结点标识符UFPVCI/UFPNNI字段，令载荷类型PT＝111B，根据分组重要性设置分组丢失优先级PLP＝0/1。标头差错控制HEC字段是可选的，但如果不选用分组校验序列PCS(此时分组校验序列存在标识PCSE＝0)，则标头差错控制HEC字段必须使用，其生成多项式是g(x)＝x8+x2+x+1，标头差错控制HEC的发送方计算方法与信元的HEC计算方法相同。
对于万维网WWW业务等需进行分组校验序列PCS保护的数据，设置分组校验序列存在标识PCSE＝1；对于IP语音VoIP等无需分组校验序列PCS差错保护的数据，置分组校验序列存在标识PCSE＝0。根据业务的服务质量QoS特性设置分组优先级域PPF＝000～111B。依据高层数据载荷的协议，设置合理的高层协议标识符ULPI值。载荷为IPv4分组时设ULPI＝0x04，载荷为IPv6分组时设ULPI＝0x06，载荷为PPP分组时设ULPI＝0x07。ULPI其它数值的使用可在具体实施时定义。
在源网络部件处，如果待发送协议数据单元的长度大于最大传送单元长度MTU，则需将待发送信息按[MTU减去PDU控制开销长度]为长度分割，形成M个数据块(1，2，3，---，M，M为正整数)。在数据块组装成统一组帧协议数据单元UFPDU时，对载荷装入数据块(1，2，---，M-1)而形成的统一组帧协议数据单元UFPDU，设置其最后一段指示LSI＝0，而对最后一个数据块M形成的统一组帧协议数据单元UFPDU，设置其最后一段指示LSI＝1。
载荷区装入一个完整的高层协议数据单元PDU或其中一部分，或操作维护管理OAM分组。
分组校验序列PCS计算使用的多项式为g(x)＝x32+x26+x22+x16+x12+x11+x10+x8+x7+x5+x4+x2+x+1。
当分组校验序列存在标识PCSE＝1时，分组校验序列PCS保护的信息字段取决于标头差错控制HEC字段是否存在。在标头差错控制HEC字段存在时，分组校验序列PCS保护的信息字段为统一组帧协议数据单元UFPDU的标头扩展和载荷字段；当标头差错控制HEC字段不存在时，分组校验序列PCS保护的信息字段为统一组帧协议数据单元UFPDU的标头、标头扩展和载荷字段。当分组校验序列存在标识PCSE＝0时，分组校验序列PCS字段不存在。
发送方分组校验序列PCS的典型计算方法是：设余数寄存器初值全“1”(32位)，假定待保护信息字段的信息多项式为m(x)，计算m(x)·x32÷g(x)(模‘2’除法)的余数，上述余数在完成与0xFFFFFFFF异或之后，放入分组校验序列PCS字段，最高位放入字节(N-3)的位7，最低位放入字节N的位0。
在传送以太网媒质接入控制MAC帧时，统一组帧协议数据单元/信元UFPDU/ATMCell发送处理器将太网媒质接入控制MAC帧作为载荷，根据上述处理产生的统一组帧协议数据单元UFPDU如图9所示。
(2)速率适配
速率适配的作用是在“特殊标志F”、统一组帧协议数据单元UFPDU、信元的协议数据单元混合流中，加入填充协议数据单元PPDU，以保证发送到同步数字体系/同步光网络SDH/SONET处理器或线路侧接口的上述协议数据单元与填充协议数据单元PPDU的速率之和，等于同步数字体系SDH的虚容器VC净速率，或裸光纤/电缆物理线路传输速率，例如，对同步传送模块STM-1，该速率为149.76Mbps。速率适配的原则是：优先发送信元。在没有信元可发送时，才依次发送优先级从高到低的统一组帧协议数据单元UFPDU。如果既没有信元，也没有统一组帧协议数据单元UFPDU等待发送，此时将发送用于速率适配的填充协议数据单元PPDU，它有以下形式：
1)填充PDU格式1用于统一组帧协议联网时的操作维护管理OAM，该填充PDU包括图2的统一组帧协议数据单元UFPDU标头和载荷区，用特定的统一组帧协议虚连接标识符/统一组帧协议网络结点标识符UFPVCI/UFPNNI标识虚路径级F4、虚通路级F5的统一组帧协议数据单元UFPDU，标头差错控制HEC是必备项，载荷区内容与异步转移模式ATM的操作维护管理OAM的载荷相同；
2)填充PDU格式2是图3格式的异步转移模式ATM的操作维护管理OAM信元，该填充PDU与标准的异步转移模式ATM的操作维护管理OAM信元相同；
3)填充PDU格式3由“特殊标志F”、特殊字符0xdd(可编程为其它值)、“特殊标志F”等3个8位二进制组组成，该格式适用于同步数字体系/同步光网络SDH/SONET或裸光纤/电缆传输线路占用率较高的情况；
4)填充PDU格式4包括图2统一组帧协议数据单元UFPDU的标头，此时标头差错控制HEC是必备项。统一组帧协议数据单元UFPDU的标头5字节是(0x0，0x0，0x0，0x1，标头差错控制HEC的有效值)，没有标头扩展、载荷区、分组校验序列PCS字段；
5)填充PDU格式5是异步转移模式ATM空闲信元，其信元头5字节是(0x0，0x0，0x0，0x1，标头差错控制HEC的有效值)，载荷字段放置48字节的“01101010”。
填充PDU格式1和格式2的发送取决于操作维护管理OAM协议数据单元的传输带宽，在不发送填充PDU格式1和格式2时，填充PDU优选发送顺序是填充PDU格式3、填充PDU格式4、填充PDU格式5。
(3)透明性处理
透明性处理完成发送PDU中出现“特殊标志F”时的处理方法，此处“特殊标志F”指用于不同PDU间边界定位的标志，使用0x7e，也可编程设置为其它值。
发送方将发送协议数据单元PDU中出现的“特殊标志F”置换为两个字节，一个是“转义8位二进制组”，另一个是“特殊标志F”与“填充特殊掩码”(8位二进制组)进行“异或”后的数值。对发送PDU中出现的转义8位二进制组也进行上述处理。转义8位二进制组和填充特殊掩码均可用软件改变设置，默认值分别是0x7d和0x20。作为实例，透明处理变换如下：
1)0x7e置换为0x7d，0x5e
2)0x7d置换为0x7d，0x5d
(4)加扰
统一组帧协议数据单元/信元UFPDU/ATM Cell发送处理器可(编程)选择是否对“特殊标志F”、统一组帧协议数据单元UFPDU、信元和填充协议数据单元PPDU的混合流加扰，加扰采用多项式是x43+1的自同步扰码器。加扰计算开始前，将扰码初值设为全“1”。
同步数字体系/同步光网络SDH/SONET发送处理器，完成如下功能：
(1)统一组帧协议数据单元/信元UFPDU/ATM Cell映射
同步数字体系/同步光网络SDH/SONET发送处理器将统一组帧协议数据单元/信元UFPDU/ATM Cell发送处理器输入的“特殊标志F”、统一组帧协议数据单元UFPDU、信元和填充协议数据单元PPDU混合流，按图5方式装入同步数字体系SDH的虚容器VC。需注意这种映射一般在高阶虚容器VC中进行，也可根据配置在低阶虚容器VC中进行，但高阶虚容器VC中的复用效率高，更能体现本发明的优点。例如当采用虚容器VC-12映射时，一个同步传送模块STM-1仅包含63个虚容器VC-12，其最大传输效率为63*2.048/149.76＝86％。采用虚容器VC-4映射时，一个同步传送模块STM-1包含1个虚容器VC-4，其最大传输效率为149.76/149.76＝100％。
根据管理单元指针AU-PTR的原理，管理单元指针AU-PTR中的(H1，H2)字节能指出虚容器VC的起始位置，通道开销POH中H4用于指明第一个完整协议数据单元PDU的头部在当前同步数字体系SDH帧虚容器VC的位置。
(2)开销字节产生与处理
产生同步数字体系SDH帧的帧定界字节(A1，A2)。可编程选择插入线路数据通信信道(D1～D12)。
将前一个同步数字体系SDH帧加扰后的所有比特流计算字节交织校验BIP，BIP-8采用偶校验，其结果放入B1字节。将前一个同步数字体系SDH帧除了段开销SOH的第1～3行外的所有比特流，进行字节交织校验BIP-96偶校验计算，结果放入字节B2。对前一个同步数字体系SDH帧的SDH载荷信封SPE计算BIP-8，BIP-8采用偶校验，其结果放入B3字节。
根据相关规范监测通道传输性能，将监测结果用G1字节传送给另一端。根据相关规范插入自动保护切换APS信道字节(K1，K2)。
(3)加扰
同步数字体系/同步光网络SDH/SONET发送处理器可使用帧同步器对传输帧流加扰，使用的多项式是g(x)＝x7+x6+1，同步数字体系SDH帧控制字节(A1，A2)、J0和Z0不加扰。
线路侧接口
在发送方向，线路侧接口根据同步数字体系/同步光网络SDH/SONET或裸光纤/电缆传送方式，将从同步数字体系/同步光网络SDH/SONET发送处理器或统一组帧协议数据单元/信元UFPDU/ATM Cell发送处理器接收的字节数据，完成并/串变换，以差分方式发送到线路上(TXD+，TXD-)。数据发送时钟应满足G.707和Bellcore GR-253-CORE规范，对155.52MHz/622.08MHz精度为±20ppm。
在接收方向上，线路侧接口从接收的差分数据(RXD+，RXD-)中恢复时钟或直接输入接收时钟参考，并从(RXD+，RXD-)中恢复出数据，完成串/并变换，交给同步数字体系/同步光网络SDH/SONET接收处理器或统一组帧协议数据单元/信元UFPDU/ATM Cell接收处理器。检测信号丢失LOS是否发生，若发生则通过开销接口给出指示。
同步数字体系/同步光网络SDH/SONET接收处理器，完成如下功能：
(1)接收段处理
同步数字体系/同步光网络SDH/SONET接收处理器可取出段开销SOH中的段数据通信信道(D1～D4)，并根据(A1，A2)字节完成同步数字体系SDH帧定界。在连续4帧中，如果出现定界差错，可给出帧失步信号LOF。
同步数字体系/同步光网络SDH/SONET接收处理器对接收流进行解扰，是否采用解扰可编程设置。解扰多项式为g(x)＝x7+x6+1，同步数字体系SDH帧控制字节(A1，A2)、J0、Z0不参加解扰。
(2)接收开销处理
同步数字体系/同步光网络SDH/SONET接收处理器可检测线路远端恶化指示RDI和告警指示信号AIS是否发生，若发生则给出指示。同步数字体系/同步光网络SDH/SONET接收处理器可取出线路数据信道(D4～D12)，通过开销接口输出。根据字节交织奇偶校验BIP原理可检测BIP-8错误和BIP-96错误，通过开销接口给出相应错误指示。
(3)接收指针处理
同步数字体系/同步光网络SDH/SONET接收处理器实现指针的正确解释，并将虚容器VC中的净载荷取出，交给统一组帧协议数据单元/信元UFPDU/ATM Cell接收处理器处理。如果产生无效指针，通过开销接口给出指示相应指针丢失LOP错误。
统一组帧协议数据单元/信元UFPDU/ATM Cell接收处理器，完成以下功能：
(1)解扰
统一组帧协议数据单元/信元UFPDU/ATM Cell接收处理器以字节方式从同步数字体系/同步光网络SDH/SONET接收处理器或线路侧接口接收数据混合流，能编程选择是否对该输入混合流解扰，该混合流包括“特殊标志F”、统一组帧协议数据单元UFPDU、信元和填充协议数据单元PPDU。解扰采用多项式是x43+1的自同步解扰器。解扰计算开始前，将扰码初值设为全“1”。
(2)接收定界与“去填充”处理
在接收的(解扰后)数据字节流中搜索“特殊标志F”，进行字节“去填充”处理(Destuffing)，删除速率适配的填充PDU(填充PDU格式3)和异常中断分组，将上述处理后的两个“特殊标志F”间的数据作为一个PDU进行统一组帧协议数据单元和信元的识别。异常中断分组指两个“特殊标志F”之间的字节数少于5。
“去填充”处理完成与发送时相反的处理，即将下列2个特殊8位二进制组变换为一个8位二进制组：0x7d，0x5e置换为0x7e，0x7d，0x5d置换为0x7d。
(3)识别统一组帧协议数据单元和信元
当发送方统一组帧协议数据单元UFPDU或信元中的标头差错控制HEC字段存在时，根据g(x)＝x8+x2+x+1对前4节字节进行循环冗余校验CRC-8计算，所得结果加上01010101，并与接收的第5字节进行比较，如果正确，则将该协议数据单元PDU作为正确的PDU进行后续处理；否则纠正前4字节中的单个比特错误。如发生多比特错误，则丢弃该协议数据单元PDU。
在接收的协议数据单元PDU中，如果载荷类型PT字段≠111B和长度为52/53(标头差错控制HEC字段不存在/存在)，则判定该协议数据单元PDU为信元。丢弃满足载荷类型PT字段≠111B和长度≠52/53的协议数据单元PDU。
在接收的协议数据单元PDU中，如果载荷类型PT＝111B，则判定该协议数据单元PDU为统一组帧协议数据单元UFPDU；若载荷类型PT＝111B和分组校验序列存在标识PCSE＝1，则分组校验序列PCS字段存在，需对协议数据单元PDU进行循环冗余校验CRC-32处理。
(4)接收分组校验序列PCS计算
接收方计算循环冗余校验CRC-32的典型方法是：设余数寄存器初值全“1”，设接收的待保护字段信息字段多项式是m(x)′，，则先用串行或并行查表法计算m(x)′·x32÷g(x)的余数。将所得余数结果与0xFFFFFFFF“异或”(模2加)，得到的结果与接收帧中的分组校验序列PCS比较，以确定协议数据单元PDU是否有错。当有差错时，对能纠正的错误进行纠正，否则丢弃该协议数据单元PDU。
(5)接收协议数据单元PDU存贮
在判定一个协议数据单元PDU是统一组帧协议数据单元UFPDU或信元之后，先进行可能的协议数据单元PDU格式变换，再将其分别放入接收分组/信元Rx Packet/ATM Cell先进先出存储器FIFO。
开销接口，用于操作维护管理OAM的统一组帧协议数据单元UFPDU和异步转移模式ATM信元相关操作维护管理信息的设置和取出。在同步数字体系/同步光网络SDH/SONET传送方式时，还完成发送方向段开销SOH、通道开销POH中可选择控制字节的设置，实现接收方向段开销SOH、通道开销POH中控制字节的取出。
微处理器接口，主要实现与外接微处理器的接口，包括适配装置的工作模式设置、测试，状态寄存器，适配装置的状态输出，还包括相关的控制逻辑。
如图10所示，本发明可用于点到点传送和点到多点或网络传送。在图10(a)中，混合传送设备HTE通过标准的网络接口NI，从交换机、路由器、服务器、网络终端等网络部件处接收变长分组(如Ethernet帧)和定长信元，这些网络接口包括媒质独立接口MII、异步转移模式通用测试和操作接口UTOPIA。混合传送设备HTE对接收的变长分组和定长信元分别按本发明给定的格式封装成协议数据单元PDUs，并将两种形式的协议数据单元PDUs在同步数字体系/同步光网络SDH/SONET的同一个虚容器/虚支路VC/VT或裸光纤/电缆上混合传送。接收方混合传送设备THE对收到的两种协议数据单元PDUs完成识别与分离，再对两种协议数据单元PDUs进行拆封装，完成协议数据单元PDU格式变换，通过网络接口将变长数据分组和定长信元，递交给交换机等网络部件，或以源端网络部件NE递交时的形式传送到宿端网络部件NE中。在图10(b)中，源宿网络部件NE中的变长数据分组/定长信元传送过程与图10(a)基本一致，区别是图10(b)中的网络结点(混合传送设备HTE/交换机SW)具有交换功能。在图10(b)中假定某个网络有6个网络结点，编号分别是N1～N6。源网络部件NE将其接收的变长数据分组/定长信元进行格式变换，传送给N1结点。N1结点的混合传送设备HTE将收到的两种PDUs完成识别与分离，再通过标准接口将变长数据分组和定长信元传送给交换机完成交换。对信元进行标准的虚通道/虚通路VP/VC交换，信元分别送到N1的端口2或端口3。对变长数据分组的交换有两种形式，一种是统一组帧协议虚连接标识符/统一组帧协议网络结点标识符UFPVCI/UFPNNI采用统一组帧协议虚连接标识符UFPVCI，此时N1结点的交换机SW完成相应的VP/VC交换，但交换基本单元是变长协议数据单元PDU。另一种是UFPVCI/UFPNNI采用统一组帧协议网络结点标识符UFPNNI，此时N1结点的交换机SW需根据路由算法，确定该协议数据单元PDU的输出到N1的端口2或端口3。N1中的混合传送设备THE将某一端口(1，2，3)中的等待发送的变长数据分组/定长信元进行格式变换，形成统一组帧协议数据单元UFPDU或修改的信元，通过同步数字体系/同步光网络SDH/SONET或裸光纤/电缆传输线路将两种协议数据单元PDU发送出去。N2中的混合传送设备HTE将从N1结点接收到的统一组帧协议数据单元UFPDU或修改的信元两种PDUs完成识别与分离，再通过标准接口将变长数据分组和信元交给交换机SW进行交换。N2结点的其它后续处理与N1结点相同。网络其它结点的处理也与N1结点相同。宿端点中的混合传送设备HTE将从N6结点接收到的统一组帧协议数据单元UFPDU或修改的信元两种PDUs完成识别与分离，再通过标准接口(如异步转移模式通用测试和操作接口UTOPIA)将变长数据分组和信元交给网络部件NE进行后续处理。
Claims (8)
1.一种变长数据分组与定长信元混合传送的方法，包括发送和接收两个方向的传送处理，其中：
发送方向按下述过程进行：
(1)使用标准的媒质独立接口(MII)、异步转移模式通用测试和操作接口(UTOPIA)等接口，从用户终端、传输设备和交换机等网络部件处接收变长数据帧和定长信元，将变长数据帧中的载荷部分，即变长数据分组，存入发送分组先进先出存储器(FIFO)，并将信元直接放入发送信元先进先出存储器(FIFO)；
(2)将发送分组先进先出存储器(FIFO)中的变长数据分组取出，外加控制标头和标头扩展及分组校验序列(PCS)，封装成统一组帧协议数据单元(UFPDU)；同时将发送信元先进先出存储器(FIFO)中的定长信元取出并变换成修改的信元格式，该修改的信元格式中的标头差错控制(HEC)字段可选择使用；
(3)在统一组帧协议数据单元(UFPDU)和信元之间加入区分两者边界的“特殊标志(F)”，以区别不同协议数据单元(PDU)间边界，并根据用户业务的服务质量(QoS)特性，将统一组帧协议数据单元(UFPDU)和修改的信元进行混合；
(4)在“特殊标志(F)”和统一组帧协议数据单元(UFPDU)及信元组成的混合流中加入填充协议数据单元(PPDU)，保证该四者(即F、UFPDU、ATM信元、PPDU)的速率之和等于同步数字体系/同步光网络(SDH/SONET)的虚容器/虚支路(VC/VT)或裸光纤/电缆线路的净速率，以实现速率适配；
(5)对统一组帧协议数据单元(UFPDU)、信元和填充协议数据单元(PPDU)进行透明性处理，即对发送的统一组帧协议数据单元(UFPDU)、信元及填充协议数据单元(PPDU)等三种协议数据单元(PDU)中，出现的“特殊标志(F)”进行处理；
(6)在同步数字体系/同步光网络(SDH/SONET)传送方式时，将“特殊标志(F)”、统一组帧协议数据单元(UFPDU)、信元、填充协议数据单元(PPDU)组成的混合流，装入或映射到同步数字体系/同步光网络(SDH/SONET)的虚容器/虚支路(VC/VT)，并对虚容器/虚支路(VC/VT)中的净载荷，采用多项式为x43+1的自同步扰码器进行可选择的加扰；在裸光纤/电缆传送方式时，仅对上述混合流采用多项式为x43+1的自同步扰码器进行可选择的加扰；
(7)在同步数字体系/同步光网络(SDH/SONET)传送方式时，对加扰后的净载荷加入同步数字体系/同步光网络(SDH/SONET)帧的段开销(SOH)和通道开销(POH)，形成同步数字体系/同步光网络(SDH/SONET)发送帧，并对该发送帧采用多项式g(x)＝x7+x6+1进行加扰；
(8)对同步数字体系/同步光网络(SDH/SONET)发送帧，或裸光纤/电缆传送方式时的上述(加扰后)混合流的字节进行比特变换，并使用发送时钟产生差分输出数据信号，通过对该输出数据信号的驱动，输出到线路上；
接收方向按下述过程进行：
(1)接收同步数字体系/同步光网络(SDH/SONET)发送帧或裸光纤/电缆传送方式时的混合流，从输入的差分数据中恢复时钟和数据(或直接输入时钟)，将数据比特变换为字节；
(2)在同步数字体系/同步光网络(SDH/SONET)传送方式时，根据同步数字体系/同步光网络(SDH/SONET)帧的(A1，A2)字节进行帧定界，并采用解扰多项式g(x)＝x7+x6+1进行解扰；
(3)在同步数字体系/同步光网络(SDH/SONET)传送方式时，取出和处理同步数字体系/同步光网络(SDH/SONET)帧的段开销(SOH)和通道开销(POH)，检测线路远端恶化指示(RDI)、告警指示信号(AIS)、字节交织奇偶校验BIP-x(x＝8或96)错误是否发生，并给出相应错误指示；
(4)在同步数字体系/同步光网络(SDH/SONET)传送方式时，根据控制开销中的指针指示，取出虚容器/虚支路(VC/VT)中的净载荷；
(5)在同步数字体系/同步光网络(SDH/SONET)传送方式时，如果发送方虚容器/虚支路(VC/VT)中的净载荷已加扰，则采用多项式x43+1进行自同步解扰；在裸光纤/电缆传送方式时，对已加扰的数据字节采用多项式x43+1进行解扰；
(6)在接收的字节流中搜索“特殊标志(F)”，并进行字节“去填充”(Destuffing)处理，识别并删除速率适配的填充协议数据单元(PPDU)中的PPDU格式3和异常中断分组，将两个“特殊标志(F)”间的数据作为一个协议数据单元(PDU)进行后续处理；
(7)当发送方统一组帧协议数据单元(UFPDU)或信元中的标头差错控制(HEC)字段存在时，根据国际电联ITU I.361完成协议数据单元(PDU)标头的差错控制处理，对标头差错控制(HEC)正确的协议数据单元(PDU)进行后续处理，丢弃标头差错控制(HEC)处理后仍不正确的协议数据单元(PDU)；
(8)在接收的标头差错控制(HEC)正确的协议数据单元(PDU)中，识别统一组帧协议数据单元(UFPDU)和信元，如果载荷类型(PT)字段≠111B且长度为52/53，则判定该协议数据单元(PDU)为信元，如果载荷类型(PT)＝111B，则判定该协议数据单元(PDU)为统一组帧协议数据单元(UFPDU)，当统一组帧协议数据单元(UFPDU)的分组校验序列(PCS)存在时，再对其进行循环冗余校验(CRC-32)处理；
(9)处理填充协议数据单元(PPDU)，将统一组帧协议数据单元(UFPDU)的载荷取出，放入接收分组先进先出存储器(FIFO)，并将信元进行可能的协议数据单元(PDU)格式变换，再将该协议数据单元(PDU)放入接收信元先进先出存储器(FIFO)；
(10)根据标准的媒质独立接口(MII)和异步转移模式通用测试和操作接口(UTOPIA)等接口上传送协议数据单元(PDU)的格式要求，取出接收分组/信元先进先出存储器(FIFO)中的分组和信元，完成可能的格式变换后发送给用户终端、传输设备和交换机等网络部件。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于统一组帧协议数据单元(UFPDU)依次由控制标头、标头扩展、变长数据分组和分组校验序列(PCS)字段组成。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于速率适配分三种情况发送，即一是直接发送信元，二是在不发送信元时，按优先权从高到低依次发送统一组帧协议数据单元(UFPDU)，三是在如果既不发信元，也不发统一组帧协议数据单元(UFPDU)时，发送不同格式的填充协议数据单元(PPDU)。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于由变长分组封装成的统一组帧协议数据单元(UFPDU)由以下字段组成：
(1)统一组帧协议虚连接标识符/统一组帧协议网络结点标识符(UFPVCI/UFPNNI)字段，该字段用于表示统一组帧协议数据单元(UFPDU)的逻辑虚连接标识或分级区域网络结点地址；当表示统一组帧协议虚连接标识符(UFPVCI)时，其含义类似于异步转移模式(ATM)信元中的虚通道标识符/虚通路标识符(VPI/VCI)，由信令协议分配；当表示网络结点地址时，用于区别统一组帧协议联网区域内的不同网络结点；
(2)载荷类型(PT)字段，该字段用于区别统一组帧协议数据单元(UFPDU)和定长信元混合流中的统一组帧协议数据单元(UFPDU)和定长信元；
(3)分组丢失优先级(PLP)字段，该字段用于标识统一组帧协议数据单元(UFPDU)中的分组丢失优先级，在分组传送过程中，如果转接/交换结点内出现拥塞，可先丢弃PLP＝1的分组；
(4)标头差错控制(HEC)字段，该字段采用与标准信元的标头差错控制(HEC)相同的处理，用于保证协议数据单元(PDU)标头的正确性；
(5)分组校验序列存在标识(PCSE)字段，该字段表示是否使用分组校验序列(PCS)对统一组帧协议数据单元(UFPDU)的有关字段进行差错控制；
(6)分组优先级域(PPF)字段，该字段用于标识统一组帧协议数据单元(UFPDU)的载荷分组优先级，用于网络转接/交换结点对该协议数据单元(PDU)进行不同的处理；
(7)高层协议标识符(ULPI)字段，该字段用于标识统一组帧协议数据单元(UFPDU)中载荷的高层数据协议类型等信息；
(8)最后一段指示(LSI)字段，该字段用于标识某个统一组帧协议数据单元(UFPDU)的载荷区为某一个高层用户协议数据单元(PDU)的开始或中间一部分，还是为某一个高层用户协议数据单元(PDU)的完整部分或最后一部分；
(9)载荷(Payload)字段，该字段用于存放高层用户完整的协议数据单元(PDU)或协议数据单元(PDU)的一部分(用户数据分组)，或操作管理维护(OAM)分组；
(10)分组校验序列(PCS)字段，该字段用于对统一组帧协议数据单元(UFPDU)的标头、标头扩展、数据载荷区(或仅标头扩展和数据载荷区)进行差错校验保护，生成多项式为g(x)＝x32+x26+x22+x16+x12+x11+x10+x8+x7+x5+x4+x2+x+1。
5.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于填充协议数据单元(PPDU)有以下五种形式：
(1)填充协议数据单元格式1，用于统一组帧协议联网时的操作维护管理(OAM)，该填充协议数据单元包括统一组帧协议数据单元(UFPDU)的标头和载荷区，载荷区内容与异步转移模式(ATM)的操作维护管理(OAM)的载荷相同；
(2)填充协议数据单元格式2，是异步转移模式(ATM)的操作维护管理(OAM)信元，填充协议数据单元与标准的异步转移模式(ATM)的操作维护管理(OAM)信元相同；
(3)填充协议数据单元格式3，由“特殊标志(F)”、特殊字符0xdd(可编程为其它值)、“特殊标志(F)”等三个8位二进制组组成，该格式适用于同步数字体系/同步光网络(SDH/SONET)或裸光纤/电缆传输线路占用率较高的情况；
(4)填充协议数据单元格式4，包括统一组帧协议数据单元(UFPDU)的标头，没有标头扩展、载荷区、分组校验序列(PCS)字段；
(5)填充协议数据单元格式5，是标准的异步转移模式(ATM)空闲信元。
6.一种变长数据分组与定长信元混合传送的适配装置，包括下述功能模块：
业务侧接口，用于发送/接收数据帧和信元，实现分组/信元传送及传送控制，协议数据单元(PDU)格式转换，该接口与业务输入/输出接口、分组/信元先进先出存储器(FIFO)相连接；
分组/信元先进先出存储器(FIFO)，主要由发送/接收分组先进先出存储器(FIFO)和发送/接收信元先进先出存储器(FIFO)组成，用于存放发送及接收方向的分组和信元，该存储器与业务侧接口、统一组帧协议数据单元/信元(UFPDU/ATM Cell)发送或接收处理器相连接；
同步数字体系/同步光网络(SDH/SONET)发送处理器，用于在同步数字体系/同步光网络(SDH/SONET)传送方式时，将统一组帧协议数据单元/信元(UFPDU/ATM Cell)发送处理器输入的协议数据单元(PDU)混合流，映射到同步数字体系/同步光网络(SDH/SONET)的虚容器/虚支路(VC/VT)，并产生段开销(SOH)和通道开销(POH)，组装同步数字体系/同步光网络(SDH/SONET)帧，对该帧加扰后送到线路侧接口；
线路侧接口，用于对同步数字体系/同步光网络(SDH/SONET)发送处理器，或统一组帧协议数据单元/信元(UFPDU/ATM Cell)发送处理器的输入数据，进行并/串交换，产生发送时钟和差分数据信号，将数据信号输出到线路上；从物理线路接收输入数据信号，完成接收时钟信号恢复和数据恢复，并进行数据串/并变换，根据同步数字体系/同步光网络(SDH/SONET)和裸光纤/电缆两种不同传送方式，将变换后数据传送给同步数字体系/同步光网络(SDH/SONET)接收处理器，或统一组帧协议数据单元/信元(UFPDU/ATM Cell)接收处理器；
同步数字体系/同步光网络(SDH/SONET)接收处理器，用于对线路侧接口输入的数据搜索以确定同步数字体系/同步光网络(SDH/SONET)帧的起始位置，并对接收数据帧解扰，取出该帧中的段开销(SOH)和通道开销(POH)，根据指针机制确定虚容器/虚支路(VC/VT)起始位置和载荷区第一个完整协议数据单元(PDU)的起始位置，再将帧中数据送到统一组帧协议数据单元/信元(UFPDU/ATM Cell)接收处理器；
开销接口，用于完成操作维护管理(OAM)相关信息的设置和取出，该接口与同步数字体系/同步光网络(SDH/SONET)发送处理器、同步数字体系/同步光网络(SDH/SONET)接收处理器、统一组帧协议数据单元/信元(UFPDU/ATM Cell)发送处理器和统一组帧协议数据单元/信元(UFPDU/ATM Cell)接收处理器相连接；
微处理器接口，用于实现与外接的微处理器、适配装置的其余功能模块连接，完成适配装置的配置和状态输出；
其特征在于还包括：
统一组帧协议数据单元/信元(UFPDU/ATM Cell)发送处理器，用于完成将分组/信元先进先出存储器(FIFO)输入的分组和信元分别封装成统一组帧协议数据单元(UFPDU)和修改的信元，混合统一组帧协议数据单元(UFPDU)和修改的信元，加入填充协议数据单元(PPDU)以实现速率适配，并对准备装入虚容器/虚支路(VC/VT)或裸光纤/电缆传输线路中的净载荷进行透明性处理和加扰，该发送处理器的输出连接到同步数字体系/同步光网络(SDH/SONET)发送处理器，或在裸光纤/电缆传送方式连接到线路侧接口；
统一组帧协议数据单元/信元(UFPDU/ATM Cell)接收处理器，用于对同步数字体系/同步光网络(SDH/SONET)接收处理器输入的虚容器/虚支路(VC/VT)净载荷区数据，或在裸光纤/电缆传送方式时线路侧接口输入的数据，进行解扰、接收定界和“去填充”处理，完成接收分组的标头差错控制(HEC)计算，识别统一组帧协议数据单元(UFPDU)和信元，计算分组校验序列(PCS)，删除填充协议数据单元(PPDU)，将正确的统一组帧协议数据单元(UFPDU)和信元进行格式变换，分别输出到接收分组/信元先进先出存储器(FIFO)，再通过业务侧接口变换格式输出到网络部件。
7.根据权利要求6所述的适配装置，其特征在于统一组帧协议数据单元/信元(UFPDU/ATM Cell)发送处理器输出到同步数字体系/同步光网络(SDH/SONET)发送处理器，或在裸光纤/电缆传送方式时输出到线路侧接口的混合流，由统一组帧协议数据单元(UFPDU)、信元、填充协议数据单元(PPDU)和“特殊标志(F)”四种协议数据单元(PDU)组成。
8.根据权利要求6所述的适配装置，其特征在于同步数字体系/同步光网络(SDH/SONET)接收处理器，或裸光纤/电缆传送方式时线路侧接口输出到统一组帧协议数据单元/信元(UFPDU/ATM Cell)接收处理器的混合流，由统一组帧协议数据单元(UFPDU)、信元、填充协议数据单元(PPDU)和“特殊标志(F)”四种协议数据单元(PDU)组成。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20090527 Termination date: 20101106 |