專利名稱：一種在spi4.2總線上實現(xiàn)組播的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及組播技術(shù)，特別涉及在總線上實現(xiàn)組播的方法。
背景技術(shù)：
SPI4.2總線(System Packet Interface Level 4 Phase 2 BUS,系統(tǒng)包接口 4 級2相位總線)是OIF (Optical Internetworking Forum，光互連網(wǎng)絡(luò)論壇)制 定的一種總線標準，應(yīng)用在數(shù)據(jù)鏈路層與物理層之間的總線接口，其帶寬可達 10Gb/s。可以應(yīng)用的物理接口有OC-192 ATM ， Packet over SONET/SDH (POS), 10Gb/S Ethernet等。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示，其中，接收和發(fā)送的數(shù)據(jù) 通道和流量控制通道是分離的，并且是反向的。兩個通道的分離就使得接收和 發(fā)送相互獨立。在接收端口和發(fā)送端口，數(shù)據(jù)包的地址，描述信息和錯誤控制 碼在帶內(nèi)傳輸。
SPI4.2總線具有以下特點點對點連接(Point-to-point connection);最 多支持256個端口(port);發(fā)送/接收數(shù)據(jù)通道的數(shù)據(jù)寬度為16bit，帶內(nèi)的端口 地址表示包起始/包末尾指示和錯誤控制碼，IO電平標準為LVDS，每條數(shù)據(jù) 線最低速率為622Mb/s，源同步雙邊沿時鐘采樣的最低采樣速率為311MHz; 發(fā)送/接收FIFO狀態(tài)通道LVTTL或者LVDSIO;數(shù)據(jù)線速率最低1/4數(shù)據(jù) 通道速率(LVTTL)，數(shù)據(jù)通道速率(雙邊沿時鐘采樣LVDS) ， 2位FIFO 狀態(tài)數(shù)據(jù)，帶內(nèi)Start-of-FIFO狀態(tài)信號，源同步時鐘采樣。
圖2表示ATM信元/變長數(shù)據(jù)包如何映射到SPI4.2數(shù)據(jù)流，在此，其 Payload部分是變長的，但必須是16字節(jié)的整數(shù)倍，除了隨后的控制字包含有 效的EOP狀態(tài)。其Payload control部分就是寬度為16bit的控制字(Control words)，控制字包含與數(shù)據(jù)傳輸密切相關(guān)的一些信息，包括端口地址，包起 始/結(jié)束t旨示符，ECC 等(port address, start/end-of-packet indication and error-control coding)。需要說明的是，SPI4.2總線是通過信號TCTL/RCTL的 電平的高低來指示當前的數(shù)據(jù)流是控制字還是數(shù)據(jù)有效載荷(Payload)。在
數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程中，控制字是被插在兩次傳輸過程中的， 一旦數(shù)據(jù)傳輸被觸發(fā)，
Payload部分就會無阻斷的被傳輸，直至在隨后的控制字里面的EOPS有效或 者Payload長度是16字節(jié)的整數(shù)倍。在一次傳輸?shù)哪┪埠拖乱淮蝹鬏數(shù)目刂?字之間是空閑控制字(idle control words)以及訓練碼(training patterns)。
圖3是SPI4.2總線接口信號圖，如圖3所示為數(shù)據(jù)通道和FIFO狀態(tài)通道 的寬度和收發(fā)方向。
圖4是數(shù)據(jù)通道狀態(tài)圖，如圖4所示， 一次數(shù)據(jù)傳輸(databurst)必須緊 跟在有效載荷控制字(Payload control words)后。
圖5是SPI4的FIFO狀態(tài)通道狀態(tài)圖。從中可以看出，狀態(tài)通道初始為 (DISABLE)狀態(tài)，并且不斷的發(fā)送狀態(tài)字"11"，當發(fā)送被使能，狀態(tài)通 道會過渡到同步狀態(tài)，并且發(fā)送狀態(tài)字"ll"，而后將根據(jù)"日程表"(calendar) 順序發(fā)送相應(yīng)的FIFO狀態(tài)字，每一個calendar將會被重復(fù)CALENDAR一M次， 然后就會發(fā)送DIP2代碼，F(xiàn)IFO狀態(tài)字能夠被重新復(fù)位到DISABLE狀態(tài)。
圖6表示控制字的字符格式，可以看到，bit[ll:4]是8位端口地址，總共 可以表示256個端口地址。在當前的協(xié)議里，有效載荷控制字后面的有效載荷 就是這個要發(fā)送到這個端口的內(nèi)容，也就是說， 一次數(shù)據(jù)傳送只能發(fā)送到一個 端口，在某些特定的場合，例如發(fā)送器件需要發(fā)送相同的內(nèi)容到多個PHY器 件時(對應(yīng)多個端口)，效率就很低了。
接下來說明現(xiàn)有技術(shù)中進行組播的方法。
組播是一種允許一個或多個發(fā)送者(組播源)發(fā)送單一的數(shù)據(jù)包到多個接 收者(一次的，同時的)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。組播源把數(shù)據(jù)包發(fā)送到特定組播組， 而只有屬于該組播組的地址才能接收到數(shù)據(jù)包。組播可以大大的節(jié)省網(wǎng)絡(luò)帶 寬，因為無論有多少個目標地址，在整個網(wǎng)絡(luò)的任何一條鏈路上只傳送單一 的數(shù)據(jù)包。它提高了數(shù)據(jù)傳送效率。減少了主干網(wǎng)出現(xiàn)擁塞的可能性。組播組 中的主機可以是在同一個物理網(wǎng)絡(luò)，也可以來自不同的物理網(wǎng)絡(luò)(如果有組 播路由器的支持)。通常所說的組播就是IP組播，是一種允許一臺或多臺主 機(組播源)發(fā)送單一數(shù)據(jù)包到多臺主機(一次的，同時的)的TCP/IP網(wǎng)絡(luò) 技術(shù)。IP組播通信必須依賴于IP組播地址，在IPv4中它是一個D類IP地址， 范圍從224.0.0.0到239.255.255.255，并被劃分為局部鏈接組播地址、預(yù)留組 播地址和管理權(quán)限組播地址三類。其中，局部鏈接組播地址范圍在224.0.0.0~224.0.0.255，這是為路由協(xié)議和其它用途保留的地址，路由器并不轉(zhuǎn) 發(fā)屬于此范圍的IP包；預(yù)留組播地址為224.0丄0 238.255.255.255，可用于全 球范圍(如Internet )或網(wǎng)絡(luò)協(xié)議；管理權(quán)限組播地址為 239.0.0.0~239.255.255.255，可供組織內(nèi)部使用，類似于私有IP地址，不能用 于Internet,可限制組播范圍。
隨著IPTV (網(wǎng)絡(luò)電視)，VOD (按需點播)等技術(shù)和應(yīng)用的發(fā)展，用戶 對網(wǎng)絡(luò)帶寬的要求越來越高，網(wǎng)絡(luò)帶寬的瓶頸越發(fā)凸現(xiàn)出來，因此組播技術(shù)得 到廣泛的應(yīng)用。然而傳統(tǒng)的組播是3層的組播，通常需要CPU，交換芯片以 及網(wǎng)絡(luò)處理器的處理，這樣就會占用系統(tǒng)的資源，對組播路由協(xié)議的配置也給 網(wǎng)絡(luò)增加了復(fù)雜性，并且存在組播復(fù)制點的問題。組播復(fù)制點即用戶IGMP請 求的終結(jié)點。在組播復(fù)制點，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備根據(jù)端口是否有IGMP請求向端口復(fù)制 組播流。組播復(fù)制點越接近用戶越能節(jié)省網(wǎng)絡(luò)帶寬。
SPI4.2總線是數(shù)據(jù)鏈路層與物理層之間的協(xié)議，在這一層次上實現(xiàn)組播能 充分的節(jié)省網(wǎng)絡(luò)帶寬，并且該總線是高速接口 ，典型的物理接口有SONET，10G Ethernet,在這些高速接口實現(xiàn)不同Port的組播，可以降低系統(tǒng)對信源帶寬的 要求，有著廣泛的應(yīng)用前景。
所以說，與傳統(tǒng)組播稍有不同的是，在SPI4.2總線上實現(xiàn)組播是物理層 與數(shù)據(jù)鏈路層之間的組播，是更低一層的組播。由于SPI4.2總線可以支持256 個帶內(nèi)Port地址，在其MAC層實現(xiàn)在一組Port上發(fā)送相同的數(shù)據(jù)包，這樣就 實現(xiàn)了 SPI4.2的組播，物理層芯片實現(xiàn)組播內(nèi)Port的的發(fā)送，這些Port發(fā)送 相同的內(nèi)容到用戶終端。
當前的SPI4.2總線標準不支持組播，如圖7所示，每一次的數(shù)據(jù)發(fā)送只 能針對1個端口，如果要發(fā)送給另一個端口就要重新發(fā)起一次數(shù)據(jù)發(fā)送。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中依次數(shù)據(jù)發(fā)送只能針對一個端口的缺 陷，進而提供一種在總線上實現(xiàn)組播的方法。
本發(fā)明所提供的一種在SPI4.2總線上實現(xiàn)組播的方法，用于在一次數(shù)據(jù)傳 輸中將有效載荷發(fā)送給至少一個端口，包括步驟
在所述有效載荷前設(shè)置有效載荷控制字組，所述有效載荷控制字組包括至少一個有效載荷控制字，每個所述有效載荷控制字具有-一個端口地址； 將上述有效載荷復(fù)制到所述端口上。 其中所述端口為POS/SDH接口或以太網(wǎng)接口。 其中所述組播為IP組播。
本發(fā)明還提供一種在SPI4.2總線上進行組播方法，用于將數(shù)據(jù)包發(fā)送到至 少一個物理端口，所述數(shù)據(jù)包包括有效載荷和有效載荷控制字組，其中所述有 效載荷控制字組包括至少一個有效載荷控制字，每個所述有效載荷控制字表示 一個物理端口地址。
其中所述物理端口為POS/SDH接口或以太網(wǎng)接口。
其中所述組播為IP組播。
本發(fā)明還提供一種設(shè)置數(shù)據(jù)包的方法，用于將所述數(shù)據(jù)包在SPI4.2總線上 進行組播，在所述數(shù)據(jù)包中設(shè)置有效載荷和有效載荷控制字組，其中所述有效 載荷控制字組包括至少一個有效載荷控制字，每個所述有效載荷控制字表示一 個物理端口地址。
其中所述物理端口為POS/SDH接口 。
其中所述物理端口為以太網(wǎng)接口 。 其中所述組播為IP組播。
采用本發(fā)明的在總線上實現(xiàn)組播的方法，可以在總線上實現(xiàn)基于端口的組 播，與原有的協(xié)議相比，滿足了目前對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備帶寬的巨大需求，具有良好的 應(yīng)用前景。


圖1是SPI4.2總線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖2是ATM信元/變長數(shù)據(jù)包映射到SPI4.2數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)圖； 圖3是SPI4.2總線接口信號圖； 圖4是數(shù)據(jù)通道狀態(tài)圖； 圖5是發(fā)送側(cè)通道狀態(tài)圖6是現(xiàn)有技術(shù)中的有效載荷控制字的字符格式； 圖7是SPI4.2總線的有效載荷控制字和有效載荷； 圖8是本發(fā)明在SPI4.2總線實現(xiàn)組播的框圖； 圖9是本發(fā)明具體實施方式
的示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖，詳細說明本發(fā)明的具體實施方式
。
圖8是本發(fā)明在SPI4.2總線實現(xiàn)組播的框圖。如圖8所示，本發(fā)明所提供 的在SPI4.2總線上實現(xiàn)IP組播的方法，使得在一次數(shù)據(jù)傳輸中可將有效載荷 發(fā)送給至少一個端口，其包括如下步驟在有效載荷前設(shè)置有效載荷控制字組 (Payload Control Word Group),其中有效載荷控制字組包括至少一個有效載荷 控制字，每個有效載荷控制字都具有一個端口地址；然后將上述有效載荷復(fù)制 到所述端口上。
在本發(fā)明中，基于對所發(fā)送的數(shù)據(jù)包進行設(shè)置，從而使得其可在SPI4.2 總線上實現(xiàn)組播，具體是，在數(shù)據(jù)包中設(shè)置有效載荷和有效載荷控制字組，其 中有效載荷控制字組包括至少一個有效載荷控制字，每個所述有效載荷控制字 表示一個物理端口地址。
將多個有效載荷控制字組成控制字組，如圖8所示，每個控制字對應(yīng)一個 端口，后面的有效載荷將被復(fù)制到這些端口上，也就實現(xiàn)了基于端口的組播。 需要說明的是，如果有效載荷控制字區(qū)域只有一個控制字，則可以與當前的協(xié) 議兼容。
圖9是本發(fā)明具體實施方式
的示意圖。如圖9所示，數(shù)據(jù)鏈路層(Data Link) 器件與物理層(PHY)器件的接口為SPI4.2總線，PHY的線路側(cè)有多個輸入 輸出端口 ，端口可以是POS/SDH接口 ，也可以是千兆以太網(wǎng)接口 。以POS/SDH 接口為例，PHY線路側(cè)有4個POS48接口，每個接口對應(yīng)SPI4.2總線的一個 端口。現(xiàn)有的SPI4.2總線標準中，由于控制字只有一個端口地址，這樣控制 字后面的數(shù)據(jù)只能發(fā)送到某一個端口，如果4個POS48接口都要發(fā)送相同的 數(shù)據(jù)，就需要發(fā)送4次，每次的控制字不同，但數(shù)據(jù)部分是相同的，這樣就極 大的浪費了系統(tǒng)的帶寬。
在本發(fā)明中，采用了控制字組，代替了控制字，每個控制字組包含l個或 者多個控制字。如果4個物理接口都要發(fā)送相同的內(nèi)容，只需要采用包含4 個控制字的控制字組，每個控制字代表一個實際的物理端口。這樣，每次發(fā)送 的數(shù)據(jù)都會復(fù)制到4個物理端口上，極大的節(jié)省了系統(tǒng)的帶寬。
當然，本發(fā)明還可有其他多種實施例，在不背離本發(fā)明精神及其實質(zhì)的情 況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但 這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護范圍。
權(quán)利要求
1、一種在SPI4.2總線上實現(xiàn)組播的方法，用于在一次數(shù)據(jù)傳輸中將有效載荷發(fā)送給至少一個端口，包括步驟在所述有效載荷前設(shè)置有效載荷控制字組，所述有效載荷控制字組包括至少一個有效載荷控制字，每個所述有效載荷控制字具有一個端口地址；將上述有效載荷復(fù)制到所述端口上。
2、 如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，其中所述端口為POS/SDH接口或以太網(wǎng)接口。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，其中所述組播為IP組播。
4、 一種在SPI4.2總線上進行組播方法，用于將數(shù)據(jù)包發(fā)送到至少一個物理端口，其特征在于所述數(shù)據(jù)包包括有效載荷和有效載荷控制字組，其中所述有效載荷控制字組包括至少一個有效載荷控制字，每個所述有效載荷控制字表示一個物理端口地址。
5、 如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，其中所述物理端口為POS/SDH 接口或以太網(wǎng)接口。
6、 如權(quán)利要求4或5所述的方法，其特征在于，其中所述組播為IP組播。
7、 一種設(shè)置數(shù)據(jù)包的方法，用于將所述數(shù)據(jù)包在8 14.2總線上進行組播，其特征在于在所述數(shù)據(jù)包中設(shè)置有效載荷和有效載荷控制字組，其中所述有效載荷控制字組包括至少一個有效載荷控制字，每個所述有效載荷控制字表示一個物理端口地址。
8、 如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，其中所述物理端口為POS/SDH接口。
9、 如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，其中所述物理端口為以太網(wǎng)接口。
10、 如權(quán)利要求7或8所述的方法，其特征在于，其中所述組播為IP組播。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種在SPI4.2總線上實現(xiàn)組播的方法，用于在一次數(shù)據(jù)傳輸中將有效載荷發(fā)送給至少一個端口，包括步驟在所述有效載荷前設(shè)置有效載荷控制字組，所述有效載荷控制字組包括至少一個有效載荷控制字，每個所述有效載荷控制字具有一個端口地址；將上述有效載荷復(fù)制到所述端口上。
文檔編號H04L12/18GK101174964SQ20061011417
公開日2008年5月7日 申請日期2006年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月31日
發(fā)明者王振峰, 翟紅健 申請人:中興通訊股份有限公司