[发明专利]用于多信道分组传送的系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及分组传送。作为一种变形，本发明涉及分组无线电传送。

背景技术

一些无线通信系统基于分组无线电范式。这样的系统例如所谓的以太网无线电系统。这样的分组无线电系统通常需要具有以下功能的传送机制：

-尽可能充分地利用点对点多链路无线电设备的可用带宽；

-尽可能地保证高水平的服务质量(QoS)、流量汇聚和丢弃优先级；

-对分组或帧的动态许可控制；

-在硬件故障的情况下流量的快速恢复；

-在单一或多个无线电故障或多链路吞吐量改变的情况下对流量没有影响或者有非常不明显的影响。

发明内容

鉴于以上要求，需要一种新的方法来设计新一代点对点多链路无线系统的体系架构。旧式无线电设备上可用的已知的保护机制(例如N：1、N+1或1+1)或者旧式多链路配置(例如N+0)通常要求分组被静态地映射到单一链路中。然而，为了实现尽可能地实现多链路系统中的完全负荷平衡，需要一种针对每个流/对话的保护引擎以在大多数或全部状况下的传入服务之间保持某种类型的优先级等级。还需要这样的引擎按照一种优选地不打断所服务的对话/流的透明的方式实时地工作。

在无线电应用中，由于有限的频谱可用性，不希望浪费无线电资源(带宽)。因此，一种经过设计的流量分配机制通常是需要的，该流量分配机制允许充分地(或者至少高效地)利用可用的资源。因此，需要一种智能的针对每个流/对话的保护机制，该保护机制能够自主且动态地丢弃低优先级的流/对话并保留高优先级的流/对话。

此外，由于自适应编码调制的引入(其中调制、编码和可能的其它参数通常根据无线电链路上出现的状况被适配)，希望利用一种能够克服或者至少基本上避免静态方法的缺点的解决方案来执行流量汇聚和分组保护，静态方法是一些旧式无线电系统通常所提供的解决方案。无论何时无线电带宽由于无线电传播状况而改变，希望对流量的影响被尽可能地限制，提高保护效率并且尽可能地达到‘无中断’状况。

传送资源(带宽)的可用性变得越有限，例如在数字无线电传送系统中，越需要有效地利用来自针对基于分组的流量的无线电多链路传送系统中的并行传送资源的可用带宽。

除了上述情境以外，可能需要保持控制的另一个变量是系统的延迟。在某个时间使用一个信道进行流量传送，逐个分组所经历的延迟通常是单个链路所带来的延迟。反之，通过将整个多链路阵列考虑为单个虚拟链路，延迟可以被减少以提高系统的性能。

解决以上问题的一些解决方案已经是已知的了。

这些已知解决方案中的一个方案基于被公知为LAG，IEEE802.1AX-2008的标准链路汇聚。

对LAG，IEEE802.1AX-2008(为了简单起见下文中被称为LAG)所提出的一些功能的非穷尽的简要描述被提供如下：

·在LAG中可实现的负荷平衡通常非常依赖于要在多链路传送系统上被传播的流量的统计数据。典型的实现方式基于按随机的方式将流量分配在可用信道上的哈希算法。哈希函数通常作用于分组自身的一些特定/标准字段的内容上。这个方法不能保证对总的可用带宽的有效使用，并且如果流量是用诸如IP-SEC(表示互联网协议安全性，涉及利用对IP分组的认证和加密来为IP流量提供安全保障)之类的机制被加密的则结果可能会更差。

·标准的LAG通常针对具有高可靠性的物理层(例如光纤或铜线)。这些物理层的工作状态通常可以很容易地被称为‘工作’或‘不工作’，对应于带宽的100％或0％的可用性。这种状态的改变通常非常少发生，因为这种改变可能主要是由于设备或线路的故障(例如硬件故障)引起的。因此，当链路变为‘不工作’状态时，对流量的影响可以被接受，只是因为该影响是源自于被设定为罕见事件的故障。反之，当物理层是利用自适应调制的无线电时，状态可能对应于100％的带宽可用性或者更少(例如75％、50％、25％或0％)，并且这种状态的改变可能更频繁地发生，因为这种改变可能是由于无线电传播状况引起的，例如因为天气状况(这是无线电介质的常见且预期的表现)。

·当链路中的一个变为不可用时，总的吞吐量通常会降低：标准的LAG通常不保证只丢弃低优先级流量。通常的情况可能是如下情况：LAG预知分配器将传入对话分配到一组物理接口上。对话在不考虑其流量/服务类型或优先级的情况下被分配。一旦被分配，QoS机制就只应用在物理接口上而不应用在汇聚的流量上。按照这种方式，如果物理接口因为所有的高优先级流量而过载时，甚至是高优先级流量也可能被丢弃。最后，LAG首先分配，然后处理物理接口上具有QoS的优先级。