[发明专利]一种千兆以太网扩展实时数据通道的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在千兆以太网上扩展实时数据通道的方法，属于通信与信息 系统类网络传输技术领域。

背景技术

千兆以太网(GbE，Gigabit Ethernet)已经获得从桌面到城域网的广泛应用。 为了解决新兴包交换网络与目前仍大量运行着的传统时分复用(TDM)电路交换 网络的并存和融合问题，通过TDM网络传输Ethernet信号的Ethernet over TDM 技术和通过Ethernet网络传输TDM信号的TDM over Ethernet技术，都已被开发 出来并获得应用。Ethernet over TDM技术实现成本过高，因为TDM网络本身就有 技术复杂、造价高的缺点，而Ehernet over TDM专用芯片的售价也相当昂贵。TDM over Ethernet技术是在异步的以太网中传输同步的TDM实时数据，需要采用大缓 存和复杂的排序算法来处理以太网的随机延时、丢包等带来的TDM数据和时钟的 丢失问题，会严重影响TDM信号的实时性，而数据处理的复杂，也导致系统稳定 性较差、开发周期长且成本高。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种千兆以太网扩展实时数据通道的方法， 该方法通过改进8B/10B信道编码方案，将125Mbps时分复用(TDM)数据叠加 到1000Base-SX/LX千兆以太网上，经原有光纤信道传输，适用于IP网络和传统 TDM网络的综合接入。

技术方案：本发明提出的GbE+TDM技术，利用特殊的编码方法，将125Mbps 的实时数据叠加到线速率为1000Mbps的以太网信号上，合成后的数据流仍然是 1.25Gbps，与标准GbE信号兼容，可以在原有的光纤线路上传输。该技术既可以 实现GbE和TDM信号的同时传输，又保持了各自的独立性，对TDM信号无任何 附加延时，还能利用已有的GbE网络设备，是一种技术合理、实现成本低且系统 稳定可靠的方案。

该方法通过改进千兆以太网的8B/10B编码方案，在保证改进后的10B编码中 “0”和“1”的总数不超过6，连续的“0”和“1”不超过5的前提下，将8B/10B 编码改进为(8+1)B/10B编码，从而扩展出一个最高速度可达125Mbps的实时数据 通道；

具体设计一个9B/10B码表，使每个9B数据对应一个独立的10B编码；在发 送端将扩展的125Mbps实时数据通道的每1B数据与1000Mbps的以太网数据中每 8B数据对应叠加，构成9B数据，通过查找9B/10B码表获得一个唯一对应的10B 编码，该10B编码的线路传输速度仍然是1.25Gbps，与标准千兆以太网兼容，可 以在原有的光纤线路上传输；接收端接收到10B编码后，根据通过查找同样的 9B/10B码表，获得9B编码，即可恢复1000Mbps的以太网数据和扩展通道的 125Mbps实时数据。

1)计算证明有足够的10B可用码型，对于全部的8B的数据来说，需要 256*2＝512种10B独立编码，另外8B/10B编码方案中，还有12个控制字符(K28.5， K28.1，K28.7等)，所以共需要536种编码；经计算，10B编码中“0”和“1”的 总数不超过672种，其中有5个及5个以上连“0”和连“1”的编码为60种(表 1)，672-60＝612.612＞536，表明有足够的可用码型支持(8+1)B/10B的完全重新编 码；

2)设计出一种与标准8B/10B编码兼容的(8+1)B/10B编码方案，其中，512 种数据编码仅有72种与标准不同，24种控制编码则与标准8B/10B完全相同(表 2)。(具体设计的9B/10B码表见表2。)

3)提出了一种便于实现的光纤传输系统

在发送端的实现过程为：

①首先对输入的1.25Gbps标准GbE信号进行串/并转换，使之成为10路并行 的125Mbps信号，经标准10B/8B转换，得到8路125Mbps的GbE纯数据；

②对输入的125Mbps的TDM(实时数据)信号，经串行扰码器平衡其中的“0” 和“1”；

③将8路并行的GbE数据与1路串行的TDM实时数据合并，形成并行的9 位地址，读取已储存在ROM中的(8+1)B/10B编码表(表2)对应数值，即可完成 转换；

④转换得到的10B并行数据，经并串转换，重新得到1.25Gbps信号，该信号 已是GbE+TDM——在千兆以太网上叠加了125Mbps实时数据；