利用實時承載協(xié)議傳輸承載業(yè)務(wù)的系統(tǒng)和方法

專利名稱：利用實時承載協(xié)議傳輸承載業(yè)務(wù)的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及傳輸協(xié)議。本發(fā)明尤其針對，但不受限于利用輕型、低等待時間的實時承載協(xié)議(RBPreal-time bearer protocol)在信令服務(wù)器中傳輸承載業(yè)務(wù)(例如，信令消息信息)的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
帶外信令為所有呼叫成員節(jié)點之間交換信令信息建立一個獨立信道，以便在電話網(wǎng)絡(luò)中建立、維護(hù)和服務(wù)呼叫。這種信道稱為信令鏈路，用于攜帶各個節(jié)點之間的所有必要的信令消息。因此，例如，當(dāng)發(fā)出一個呼叫時，撥號的數(shù)字、選擇的干線，以及其它相關(guān)信息利用其信令鏈路而不是利用干線在網(wǎng)絡(luò)交換點之間發(fā)送，干線將最終用于傳輸話音承載業(yè)務(wù)(即通話)。
帶外信令有多個優(yōu)點，使其比傳統(tǒng)的帶內(nèi)信令更為方便。首先，它使得能以高于電話網(wǎng)絡(luò)中使用的多頻(MF)局間發(fā)送脈沖(outpulsing)的速度傳輸更多的數(shù)據(jù)。而且，由于干線和信令鏈路分離，信令可在整個呼叫的持續(xù)時間內(nèi)的任意時刻發(fā)送，而不僅是在呼叫之初。此外，帶外信令使得為沒有直接線路連接的網(wǎng)絡(luò)單元提供信令。
No.7信令系統(tǒng)(SS7)提供了一種基于分組的信令體系結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)已成為電話網(wǎng)絡(luò)之間以及全球范圍內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)單元之間選擇的帶外信令方案。在基于SS7體系結(jié)構(gòu)的信令網(wǎng)絡(luò)中定義了三個基本組成部分。信令或業(yè)務(wù)交換點(SSP)，為裝配有端接信令鏈接的具有SS7的軟件功能的基本電話交換設(shè)備，SSP通常發(fā)出、終止或切換呼叫。信令轉(zhuǎn)接點(STP)，為SS7網(wǎng)絡(luò)的分組交換設(shè)備，除了特定的功能，它們還接收并路由輸入的信令消息到其正確的目的地。最后是業(yè)務(wù)控制點(SCP)，是一個為高級的呼叫處理和業(yè)務(wù)邏輯執(zhí)行提供必要信息的數(shù)據(jù)庫。
眾所周知，SS7信令結(jié)構(gòu)作為多層協(xié)議實現(xiàn)，由美國國家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(ANSI)和國際電信聯(lián)盟(ITU)標(biāo)準(zhǔn)化，用作將無所不在的自主網(wǎng)絡(luò)接合(bind)到一起以提供“一個網(wǎng)絡(luò)”的通用“粘結(jié)劑”，以使電話用戶感覺上在一個網(wǎng)絡(luò)之內(nèi)。此外，SS7信令使得能在無線和有線通信網(wǎng)絡(luò)中基于智能網(wǎng)(IN)/高級智能網(wǎng)結(jié)構(gòu)提供多種高級業(yè)務(wù)(或增值服務(wù))。
當(dāng)今全球范圍內(nèi)出現(xiàn)的本地電話線路、移動用戶、尋呼、傳真機以及數(shù)據(jù)設(shè)備(例如計算機，信息家電等)的指數(shù)級增長，與不穩(wěn)定性(deregulation)推動了對小波形系數(shù)(form factor)的需求，必須易于維護(hù)的高處理能力STP提供完全的SS7功能，即具有所謂的“5個9”的操作能力(即99.999％的正常運行時間)，以及在需要時提供支持將來功能或特征的能力。此外，由于用戶對更多的業(yè)務(wù)操作擴展的需求，在STP節(jié)點內(nèi)綜合能執(zhí)行IN SCP功能方面取得了進(jìn)展。
雖然通常希望一個支持大數(shù)據(jù)庫、高事務(wù)IN服務(wù)以及大容量分組交換(下文中稱為信令服務(wù)器平臺)的單個平臺在增加經(jīng)濟(jì)效益的同時將降低設(shè)備成本、降低網(wǎng)絡(luò)設(shè)施成本以及與之相關(guān)的其它成本，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識到，為了集成所必需的功能到滿足通信設(shè)備所要求的必要性能準(zhǔn)則的適當(dāng)網(wǎng)絡(luò)單元需要克服一些困難。在設(shè)計一個足夠緊湊的波形系數(shù)時挑戰(zhàn)很大，為維護(hù)簡單，該系數(shù)因子能有效伸縮、穩(wěn)定以及模塊化，而且必須裝配一種由復(fù)雜電子電路(例如處理器，控制元件，定時模塊，I/O，與電話網(wǎng)耦合的線路/鏈路接口卡等)組成的特別的星座(constellation)，它們是實現(xiàn)必須的網(wǎng)絡(luò)元素功能所通常要求的。電子元件本身可被小型化和模塊化為卡或板，通過適當(dāng)?shù)目偩€系統(tǒng)互連大量的這種板卡，并在這種互連系統(tǒng)中實現(xiàn)快速通信用于傳輸信息(例如，信令消息信息)將面臨諸多困難。
現(xiàn)有的用于傳輸數(shù)據(jù)的通信協(xié)議方案在這方面有許多不足和缺陷。首先，當(dāng)前協(xié)議主要優(yōu)化用于那些覆蓋從本地到大城市和廣闊地理區(qū)域內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)，可能包括經(jīng)由網(wǎng)關(guān)、路由器、網(wǎng)橋等連接的大量節(jié)點。除了通常為中性(獨立于物理媒介)的第一層以外，這些協(xié)議具有路由能力和巨大的地址空間。因此，由于協(xié)議的巨大開銷，這些協(xié)議趨于為“重型”協(xié)議，需要相當(dāng)大的處理能力。
其次，當(dāng)當(dāng)前協(xié)議很靈活時，就實時處理和帶寬利用而言，在網(wǎng)絡(luò)單元(如信令服務(wù)器)內(nèi)傳輸承載業(yè)務(wù)量以應(yīng)用于業(yè)務(wù)量較高的通信環(huán)境中，這些協(xié)議不具有吸引力(至少部分由于它們的巨大的開銷)。當(dāng)要求承載業(yè)務(wù)(即信令信息)在一個相對少量的節(jié)點(即控制信令鏈路的多個處理器)間快速傳輸時，不僅要求傳輸協(xié)議的等待時間要短，而且必須支持高業(yè)務(wù)量級別。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明一方面針對一種利用輕型實時承載協(xié)議(RBP)結(jié)構(gòu)在信令服務(wù)器中傳輸承載業(yè)務(wù)的系統(tǒng)，用于優(yōu)化傳輸處理。信令服務(wù)器最好設(shè)置為位于以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)上的多個互連的計算單元(CE)或節(jié)點。RBP結(jié)構(gòu)包括一個數(shù)據(jù)鏈信頭，該信頭包括與信令服務(wù)器的一對選擇的CE節(jié)點相關(guān)的目的和源媒體接入控制(MAC)地址。一個RBP信頭分組包括一個RBP指示，一個用于指示承載有效負(fù)載類型的郵箱，以及一個多幀控制段。RBP的協(xié)議數(shù)據(jù)單元(PDU)的總幀數(shù)在多幀控制段中指示。在RBP幀中提供一個可變數(shù)據(jù)分組，用于保持或攜帶承載有效負(fù)載，它被設(shè)計為具有已知格式的低開銷幀(例如，以太網(wǎng)幀或ATM幀)，用于優(yōu)化信令服務(wù)器內(nèi)的傳輸和處理速度。
另一方面，本發(fā)明針對一種在具有多個互連計算節(jié)點結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)單元內(nèi)傳輸消息信息的方法，其中每個計算節(jié)點控制通信網(wǎng)絡(luò)中的一個或多個鏈路。該方法以在網(wǎng)絡(luò)單元的一個特定鏈路上接收消息信息開始，之后確定與消息信息有關(guān)的目的MAC地址和源MAC地址。該消息信息和MAC地址信息被打包到一個或多個優(yōu)化用于快速從源鏈路單元傳輸?shù)侥康逆溌穯卧妮p型幀。這些幀與具有信頭和可變有效負(fù)載的實時承載協(xié)議一致。PDUs接著根據(jù)源和目的MAC地址傳輸。


通過聯(lián)系附圖時參考下面的詳細(xì)描述可更充分地理解本發(fā)明，其中圖1描繪了信令服務(wù)器的高級體系結(jié)構(gòu)圖，其中應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明提供的諸如實時承載協(xié)議(RBP)的輕型傳輸協(xié)議更為有利；圖2A和2B示意了一種示例性信令服務(wù)器的兩種可伸縮的、冗余互連(交換結(jié)構(gòu))結(jié)構(gòu)；圖3描繪了一個信令服務(wù)器的示例性實施例的功能方框圖；圖4A-4D描繪了用于應(yīng)用本發(fā)明的RBP的示例性以太網(wǎng)幀；圖5描繪了根據(jù)本發(fā)明的RBP的示例性信頭部分；圖6描繪了本發(fā)明的示例性RBP PDU；圖7描繪了根據(jù)有效負(fù)載特性在RBP幀中提供的附加字段；以及圖8描繪了示意根據(jù)本發(fā)明在RBP格式中打包20字節(jié)的消息信號單元(MSU)的表格。
具體實施例方式
在整個附圖中，同樣或類似的單元標(biāo)記有相同的附圖標(biāo)記，而且描繪的各個單元不必按比例繪制?，F(xiàn)在參考圖1，圖1描繪了一種通信網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(如信令服務(wù)器10)的高級結(jié)構(gòu)圖，其具有增強的STP功能并位于復(fù)合網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，其中使用下面將詳細(xì)描述的諸如實時承載協(xié)議方案的輕型傳輸協(xié)議最為有利。信令服務(wù)器10最好為基于一種計算/控制單元(CE)或處理器(例如輔助標(biāo)記12-1～12-N)的松耦合的分布式結(jié)構(gòu)，經(jīng)由一個快速交換結(jié)構(gòu)24組網(wǎng)。每個處理器在控制和維護(hù)特定設(shè)備(附圖中未示出)以及在信令控制、管理和/或維護(hù)功能時執(zhí)行特定功能。例如，一個或多個CEs負(fù)責(zé)控制與復(fù)合通信網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的連接，在該網(wǎng)絡(luò)環(huán)境內(nèi)配置信令服務(wù)器10用于提供信令/交換服務(wù)。大量可操作用于支持通信端口的鏈路接口卡(未清晰示出)受信令服務(wù)器10的至少一部分CEs的控制。在圖1所示的示意性結(jié)構(gòu)中，工作于1.544Mbps的T1網(wǎng)絡(luò)16(相當(dāng)于24個話音信道)通過由CE12-1控制的多個端口14連接到信令服務(wù)器10。類似地，能工作于特定速率(例如光纖載波(OC)-3、OC-12、OC-48，OC-N等)的異步傳輸模式(ATM)網(wǎng)絡(luò)18通過由CE12-3控制的端口14連接到信令服務(wù)器10。在模擬方式下，工作于64Kbps的DS-OA網(wǎng)絡(luò)20以及工作2.048Mbps的E1網(wǎng)絡(luò)22也可作為例子。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)知道，與其它標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議一起操作，例如同步光纖網(wǎng)(SONET)及其伙伴同步數(shù)字系列(SDH)、網(wǎng)際協(xié)議(IP)，可同樣以特定的實現(xiàn)它們與信令服務(wù)器10連接。
因此應(yīng)理解，各種CEs與信令服務(wù)器配置為通信關(guān)系，以便執(zhí)行其信令/交換功能。因此，來自一個或多個鏈路接口卡(和/或與之相關(guān)的CE)的信令消息通過結(jié)構(gòu)24傳輸?shù)狡渌溌方涌诳?和與之相關(guān)的CE)。由此，方便本發(fā)明將各種CEs視為源和目的“節(jié)點”，在這些節(jié)點之間消息需要快速傳輸以便支持信令服務(wù)器10要求的流量。
圖2A和2B示意了一種示例性信令服務(wù)器的兩種可伸縮的、冗余互連交換結(jié)構(gòu)，其中本發(fā)明的RBP方案可用于在信令服務(wù)器內(nèi)傳輸內(nèi)部消息通信。根據(jù)本發(fā)明的當(dāng)前優(yōu)選的示例性實施例，示例了兩種可伸縮的以太網(wǎng)交換結(jié)構(gòu)，這兩種結(jié)構(gòu)具有冗余性用于提供信令服務(wù)器的內(nèi)部消息主干。交換結(jié)構(gòu)是通過一個或多個互連的以太網(wǎng)交換(例如輔助標(biāo)記46)實現(xiàn)的。以太網(wǎng)交換46最好能在100base-T速度下提供完全的線路交換。如同圖2A描繪的示例性基本配置，交換網(wǎng)絡(luò)46包括兩種獨立的交換結(jié)構(gòu)，A-方結(jié)構(gòu)和B-方結(jié)構(gòu)，目的是支持完全冗余。CE布局74中的每個CE(對應(yīng)上面提到的信令服務(wù)器的內(nèi)部通信節(jié)點)具有兩個100Mbps的以太網(wǎng)連接。一個在交換網(wǎng)絡(luò)的A-方而另一個在B-方。
在圖2A的基本配置中，提供兩種以太網(wǎng)交換網(wǎng)絡(luò)，它們可根據(jù)每個以太網(wǎng)交換的可用端口數(shù)連接最大數(shù)目的CE。例如，如果每個交換網(wǎng)絡(luò)有36個端口，那么可能最大有36個初始的CE連接(或18對CEs)。連接路徑76A和76B示意了以太網(wǎng)交換端口和CEs之間的100Mbps鏈路。
通過增加更多的以太網(wǎng)交換到交換網(wǎng)絡(luò)的每一方可實現(xiàn)信令服務(wù)器的更大配置，由此提供額外的CE連接。此外，內(nèi)部交換網(wǎng)絡(luò)中的每個交換最好利用一個1Gbit鏈路(1Gbps或1000Mbps)連接其它每個交換。圖2B示意了利用4對36-端口以太網(wǎng)交換連接144個CEs(或72對)的交換結(jié)構(gòu)。內(nèi)部交換G比特鏈路是通過交換結(jié)構(gòu)A-方的6個連接路徑78A以及交換結(jié)構(gòu)B-方的6個連接路徑78B示意的。
圖3描繪了一個信令服務(wù)器的示例性實施例的功能方框圖，其中多個CEs根據(jù)下述功能分組集中外圍和負(fù)載CEs(PLCE)32耦合到一個操作；負(fù)責(zé)執(zhí)行操作支持系統(tǒng)(OSS)接口的管理和維護(hù)(OAM)代理34；信令管理CEs(SMCE)38；數(shù)據(jù)庫管理CEs(DMCE)42；業(yè)務(wù)統(tǒng)計和測量CEs(TMMCE)40；以及依賴于網(wǎng)絡(luò)鏈路接口和接口類型的多個信令鏈路CEs(SLCE)42-1～42-N和多個信令服務(wù)CEs(SSCE)44-1～44-M。同時還在PLCE 32的控制下提供多個時鐘36，用于信令服務(wù)器操作需要的各種時間基準(zhǔn)信號。
PLCE32提供作為信令服務(wù)器的邏輯主CE，并控制下列功能—初始化和裝入系統(tǒng)在加電之時為除了OAM代理34和一個本地服務(wù)控制點(圖3中未示出)之外的系統(tǒng)所有處理器和設(shè)備提供初始段的裝入；—指令處理程序處理用戶指令(即，由SS7網(wǎng)絡(luò)操作員生成的指令，用于操作和維護(hù)信令服務(wù)器)并調(diào)度指令到適當(dāng)?shù)淖酉到y(tǒng)；—集中配置管理提供處理器和設(shè)備的維護(hù)處理；—集中故障處理接收和處理信令服務(wù)器系統(tǒng)中檢測到的故障，與配置管理協(xié)調(diào)以從系統(tǒng)中除去故障設(shè)備；—集中測試管理執(zhí)行處理器和設(shè)備請求的所有測試，在不同處理器/設(shè)備之間協(xié)調(diào)以跨越多個設(shè)備的測試；—事件報告處理輸出到用戶的處理事件；—告警處理處理給用戶的告警；—核心/應(yīng)急管理處理來自處理器事故的數(shù)據(jù)；—時鐘管理控制負(fù)責(zé)信令服務(wù)器中使用的用于生成適當(dāng)系統(tǒng)時鐘的系統(tǒng)定時生成器(STG)；以及—系統(tǒng)告警卡發(fā)送告警信息到用戶設(shè)備OAM代理34與PLCE 32一起作為信令服務(wù)器系統(tǒng)的協(xié)同主設(shè)備，并與之共享OAM功能。OAM代理34負(fù)責(zé)提供用戶接口(最好為基于Web的圖形用戶接口)，而且包括本地服務(wù)管理，復(fù)位控制器管理、交換控制中心系統(tǒng)(SCCS)功能，以及信令工程和管理系統(tǒng)(SEAS)功能。
繼續(xù)參考圖3，TMMCE40包含信令服務(wù)器系統(tǒng)中收集的所有測量數(shù)據(jù)的一個集中式采集機制。SMCE38管理SS7子系統(tǒng)，它包括下述功能SS7路由管理；SS7業(yè)務(wù)管理；SS7業(yè)務(wù)提供；以及信令連接控制部分(SCCP)管理。每個SLCE(例如，輔助標(biāo)記42-1)控制SS7鏈路硬件并包含到達(dá)和經(jīng)由消息傳輸部分(MTP)級別3和SCCP功能。SLCE因此負(fù)責(zé)下述功能MTP2/MTP3功能(通過消息信號單元或MSUs實現(xiàn))；SS7鏈路管理；具有全球名稱翻譯(GTT)的SCCP；以及網(wǎng)關(guān)隔離(screening)。
SSCE(例如SSCE44-1)控制與SS7無關(guān)的硬件，包含SS7子系統(tǒng)的邏輯數(shù)據(jù)庫和隔離業(yè)務(wù)功能。其功能包括本地號碼移動性(LNP)業(yè)務(wù)；具有GTT的SCCP；網(wǎng)關(guān)隔離；以及MTP緩沖和路由。DMCE42還控制與SS7無關(guān)的硬件并為SSCEs提供LNP和應(yīng)用位置寄存器(ALR)功能。
有關(guān)各個CE的其他細(xì)節(jié)和信令服務(wù)器的有關(guān)子系統(tǒng)可在共同委托的前面參考的相關(guān)專利申請中找到，在此作為參考。
圖4A-4D描繪了應(yīng)用本發(fā)明的RBP方案的示例性以太網(wǎng)幀，目的是在信令服務(wù)器的互連CE(如，從源SLCE到目的SLCE)間傳輸信令消息業(yè)務(wù)(例如SS7信令業(yè)務(wù))作為承載業(yè)務(wù)(即“有效負(fù)載”)。附圖標(biāo)記100A指的是一種基本以太網(wǎng)幀，其中提供前置碼102(例如，包括8字節(jié))用于物理媒介(例如線纜)的時鐘同步。目的媒體接入控制(MAC)地址字段104和源MAC地址字段106用于唯一識別目的和源CE節(jié)點。在此示意的基本以太網(wǎng)幀格式中，每個MAC地址字段均包括6字節(jié)。在這個示例性幀實施例中，一個循環(huán)冗余檢驗(CRC)字段110(長4字節(jié))用于確保數(shù)據(jù)的完整性。也可提供由48-1,500字節(jié)組成的有效負(fù)載字段108，用于傳輸承載業(yè)務(wù)。
附圖標(biāo)記110B指的是一種改進(jìn)后的以太網(wǎng)幀格式，其中包含一個2字節(jié)的以太類型字段112，用于區(qū)分可用于消息傳輸?shù)母鞣N類型(flavors)的以太網(wǎng)幀格式。另一種改進(jìn)的以太網(wǎng)幀格式由圖4C中的輔助標(biāo)記100C表示，其中提供長度字段114。根據(jù)IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)，目的MAC地址104、源MAC地址106和長度字段114一起稱為數(shù)據(jù)鏈信頭(DLH)。
圖4D中的輔助標(biāo)記100D指的是另外一種改進(jìn)后的以太網(wǎng)幀格式，其中根據(jù)IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)提供一個3字節(jié)的鏈路層控制(LLC)字段122，LLC字段122包括目的業(yè)務(wù)接入點(DSAP)字段116、源業(yè)務(wù)接入點(SSAP)118以及控制字段120。
圖5描繪了根據(jù)本發(fā)明提供的RBP幀的信頭部分250的示例性實施例。RBP方案最好為信令服務(wù)器的CE之間的低開銷、短等待時間的數(shù)據(jù)傳輸機制。由于CE設(shè)置于平面結(jié)構(gòu)中(如系統(tǒng)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(SAN))，因此，在重型協(xié)議中將典型地導(dǎo)致附加開銷的能力在RBP方案中能得到避免。因此，提供一種極為輕型的傳輸協(xié)議，用于在具有48個DS-0速率(64Kbps)信道的密布線路接口卡的環(huán)境中用于支持約1.0愛爾蘭或更高的業(yè)務(wù)級別。
RBP信頭部分250最好包括4字節(jié)，而且提供作為典型以太網(wǎng)幀的LLC信頭的重疊。顯然，在這個示意性實施例中，提供的RBP信頭比LLC信頭長1個字節(jié)，這使得能字調(diào)整消息中的其他字段。此外，通過使信頭部分為4字節(jié)字段，在使用長字結(jié)構(gòu)的環(huán)境中軟件處理的實時性能得以提高。
信頭部分202的RBP類型字段202覆蓋LLC信頭的DSAP字段，用于識別與信頭部分200相關(guān)的幀為RBP幀，而不是其它已知協(xié)議的傳統(tǒng)以太網(wǎng)幀。RBP類型字段252由此操作為處理實體的指示器，而且其軟件處理該幀的剩余部分(或多幀消息中的幀)作為屬于本發(fā)明RBP的消息。
一旦確定一個幀為RBP幀，信頭部分200的剩余字段就用于控制RBP處理。郵箱ID204作為特定應(yīng)用的長字節(jié)字段，用于識別目的RBP隊列。也就是說，當(dāng)利用RBP幀傳輸不同類型的信息作為有效負(fù)載時，郵箱ID字段204能唯一地識別它們，用于分離為與相應(yīng)應(yīng)用相關(guān)的獨立隊列。例如，SS7信令業(yè)務(wù)在CE中傳輸?shù)那闆r下(可能就是當(dāng)前優(yōu)選的示例性信令服務(wù)器實施例中的情況)，除了經(jīng)由RBP幀的其它信息，郵箱ID204有利于用于分離SS7信令業(yè)務(wù)與非SS7業(yè)務(wù)。
在RBP信頭200中包含一個多幀控制字段206，用于指示RBP協(xié)議數(shù)據(jù)單元(PDU)中涉及的總幀數(shù)或剩余幀數(shù)。當(dāng)消息占據(jù)的幀數(shù)大于一個RBP幀時(在本發(fā)明的示例性實施例中最好由最大的64K字節(jié)組成)，RBP PDU必要時涉及多個幀，而且由此PDU前導(dǎo)幀的多幀控制字段206用于為處理實體提供一個指示以處理剩余幀作為單個PDU。在圖5描繪的示例性實施例中，多幀控制字段206包括一個多幀比特(MFB)210，其設(shè)置為1指示該幀為多幀PDU的一部分。剩余的7個比特包括字段212，其對應(yīng)一個整數(shù)值，指示處理實體(軟件、硬件、固件或任何組合)在PDU中包含有多少剩余數(shù)據(jù)幀。應(yīng)理解的是，由于大部分RBPPDU通常為期望的單幀PDU，因此對多幀條件的測試包括一個極快速的單比特測試，這將優(yōu)化處理周期。
繼續(xù)參考圖5，在信頭部分200提供保留字段208，留作將來使用和/或用于增強性能。例如，當(dāng)需要附加的數(shù)據(jù)完整性級別時(除了奇偶校驗、校驗和或CRC形式的鏈路層級別保護(hù))，還可適當(dāng)?shù)囟x保留字段208。而且，由于還需要進(jìn)行改進(jìn)以適應(yīng)不同類型的信息和/或物理媒介，保留字段208的位圖還可作適當(dāng)?shù)男薷?。除非作了適當(dāng)定義，保留字段208最好初始化為全0，這使得將來能以后向適應(yīng)方式定義。
現(xiàn)在參考圖6，在此描繪了一個本發(fā)明RBP的示例性PDU250。在這個示例性實施例中，在上面詳細(xì)描述的4字節(jié)RBP信頭部分200之后附加一個14字節(jié)的DLH字段252。根據(jù)以太網(wǎng)幀格式，在DLH字段252內(nèi)提供目的和源MAC地址字段。最大可達(dá)1,494字節(jié)的RBP有效負(fù)載254用于傳輸多種數(shù)據(jù)類型(即，承載業(yè)務(wù))。
圖7描繪了在RBP幀中提供的附加字段，用于支持作為有效負(fù)載254的SS7承載業(yè)務(wù)。提供2字節(jié)的時間戳字段258和包含4字節(jié)的事務(wù)ID字段260。有效負(fù)載部分254包括多達(dá)1,464字節(jié)的SS7應(yīng)用數(shù)據(jù)字段262。時間戳字段258用于監(jiān)視局內(nèi)(cross-office)交換性能以及用于計算傳輸時延，例如SS7信令中的MTP2到MTP3的時延。在本發(fā)明的一個當(dāng)前優(yōu)選示例性實施例中，時間戳提供作為全球系統(tǒng)計數(shù)器，它與預(yù)定義的幀脈沖同步，例如來源于信令服務(wù)器系統(tǒng)定時參考的125μs幀脈沖，這種定時參考提供125μs的分辨率和8.192s的定時間隔。這種能力還可用于同步信令服務(wù)器的所有CEs中的日歷時鐘。
事務(wù)ID字段260用于監(jiān)視與任何丟失或復(fù)制消息有關(guān)的私人點到點數(shù)據(jù)路徑。在該示例性實施例中，事務(wù)ID字段260被進(jìn)一步改進(jìn)為一個12比特的虛擬路徑指示(VPI)字段264，用于識別源節(jié)點；一個12比特的虛擬信道指示(VCI)字段266，用于識別源節(jié)點內(nèi)的一個特定鏈路接口卡；以及一個8比特的序列號字段268(例如，用于SS7 MSUs的前向和后向序列號(FSNs和BSNs))，用于跟蹤消息序列號。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解，將事務(wù)字段ID260改進(jìn)為12比特的VPI和VCP字段簡化了經(jīng)由ATM網(wǎng)絡(luò)的RBP傳輸。此外，管理兩個12比特的字段比管理24比特的均勻地址空間在存儲空間上更為有效。
現(xiàn)在參考圖8，圖8描繪了示意根據(jù)本發(fā)明在遵循以太網(wǎng)的RBP格式中打包20字節(jié)的MSU的表格300。前置碼302包括8個字節(jié)。DLH字段252和RBP信頭部分200分別占用14和4個字節(jié)。除了2字節(jié)的時間戳字段258和4字節(jié)的事務(wù)ID260，SS7應(yīng)用開銷字段304占用4個字節(jié)。在該示例性RBP幀中，MSU306本身占用20字節(jié)，這包括12字節(jié)的填充單元308、4字節(jié)的CRC256、以及包括12字節(jié)的分組間時延310?？偟膩碚f，整個幀包括76字節(jié)，其中在以太網(wǎng)幀格式要求下需要前置碼、DLH、CRC以及分組間時延。
根據(jù)前面的詳細(xì)描述，應(yīng)理解的是，本發(fā)明提供了一種利用低開銷和短等待時間幀傳輸消息信息的簡單高效且健壯的傳輸協(xié)議方案用于實時傳輸。由此提供的RBP系統(tǒng)最好為層-1中性的(即，與實際的物理層實現(xiàn)無關(guān))。因此，可在以太網(wǎng)傳輸?shù)捻攲踊蚶肁TM適配層(AAL)-5通過ATM提供RBP幀。
由于在優(yōu)選實施例中RBP幀沒有與路由有關(guān)的開銷，因此無需協(xié)議轉(zhuǎn)換和/或封裝。因此，結(jié)果產(chǎn)生的輕型RBP PDUs幀便于實時處理和帶寬有效利用，這在諸如信令服務(wù)器位于通信網(wǎng)絡(luò)中的大業(yè)務(wù)量的情況下是很關(guān)鍵的。此外，在RBP方案中提供的有限地址空間不僅足夠用于唯一識別相對少量的物理節(jié)點(例如32-1024個CE節(jié)點)，而且能更有效地提高了軟件處理效率。
我們認(rèn)為，從前面的詳細(xì)描述可知道本發(fā)明的操作和結(jié)構(gòu)。雖然在此示意和描繪的系統(tǒng)和方法具有優(yōu)選的特征。但應(yīng)理解的是，在此可在不偏離下面的權(quán)利要求書陳述的本發(fā)明范圍內(nèi)可進(jìn)行各種變化和改進(jìn)。例如，盡管在某些優(yōu)選的示例性實施例中，特別選擇了使用SS7信令消息信息作為例子，但應(yīng)理解的是，其它類型的消息信息也可用作RBP有效負(fù)載。此外，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識到，雖然詳細(xì)示意了以太網(wǎng)幀格式，但利用根據(jù)本發(fā)明提供的低開銷、短等待時間的PDUs，其它已知和目前還未知的格式也可用于傳輸RBP數(shù)據(jù)。另外，雖然根據(jù)在通信網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中使用的信令服務(wù)器描述了RBP方案的機能和使用，但本發(fā)明無論如何不受這種實施例的限制。因此，所有這些各種各樣的改進(jìn)、替代、添加、組合、擴展等被認(rèn)為是在本發(fā)明的范圍內(nèi)，本發(fā)明的范圍僅受所附的權(quán)利要求書的限制。
權(quán)利要求
1.一種用于在多個互連節(jié)點間傳輸有效負(fù)載的實時承載協(xié)議(RBP)結(jié)構(gòu)，包括一個數(shù)據(jù)鏈信頭，其包含一個目的媒體接入控制(MAC)地址、一個源MAC地址和一個長度指示，其中所述目的和源MAC地址與選擇的一對所述多個節(jié)點相關(guān)；一個RBP信頭分組，包含多個部分，其中至少一個部分用于指示所述有效負(fù)載的類型；以及一個可變數(shù)據(jù)分組，用于根據(jù)所述選擇的節(jié)點對的目的和源MAC地址來傳輸所述有效負(fù)載，其中所述數(shù)據(jù)鏈信頭、所述RBP信頭分組以及所述可變數(shù)據(jù)分組被設(shè)計為至少類似于所選擇幀格式的幀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的在多個互連節(jié)點間傳輸有效負(fù)載的RBP結(jié)構(gòu)，其中所述選擇的幀格式包括異步傳輸模式(ATM)幀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的在多個互連節(jié)點間傳輸有效負(fù)載的RBP結(jié)構(gòu)，其中所述選擇的幀格式包括以太網(wǎng)幀。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的在多個互連節(jié)點間傳輸有效負(fù)載的RBP結(jié)構(gòu)，其中所述RBP信頭還包括一個字段，用于指示所述幀包括RBP幀。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的在多個互連節(jié)點間傳輸有效負(fù)載的RBP結(jié)構(gòu)，其中所述RBP信頭還包括一個字段，用于指示所述幀為多幀協(xié)議數(shù)據(jù)單元(PDU)的一部分。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的在多個互連節(jié)點間傳輸有效負(fù)載的RBP結(jié)構(gòu)，其中所述RBP信頭還包括一個保留作將來使用的字段。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的在多個互連節(jié)點間傳輸有效負(fù)載的RBP結(jié)構(gòu)，其中所述RBP信頭長4字節(jié)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的在多個互連節(jié)點間傳輸有效負(fù)載的RBP結(jié)構(gòu)，其中所述數(shù)據(jù)鏈信頭長14字節(jié)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的在多個互連節(jié)點間傳輸有效負(fù)載的RBP結(jié)構(gòu)，其中所述可變數(shù)據(jù)分組長約1,494字節(jié)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7的在多個互連節(jié)點間傳輸有效負(fù)載的RBP結(jié)構(gòu)，其中所述幀還包括循環(huán)冗余校驗(CRC)字段。
11.根據(jù)權(quán)利要求7的在多個互連節(jié)點間傳輸有效負(fù)載的RBP結(jié)構(gòu)，其中所述有效負(fù)載類型指示No.7信令系統(tǒng)(SS7)消息信息。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的在多個互連節(jié)點間傳輸有效負(fù)載的RBP結(jié)構(gòu)，其中所述可變數(shù)據(jù)分組包括時間戳字段。
13.根據(jù)權(quán)利要求11的在多個互連節(jié)點間傳輸有效負(fù)載的RBP結(jié)構(gòu)，其中所述可變數(shù)據(jù)分組包括虛擬路徑指示(VPI)字段。
14.根據(jù)權(quán)利要求11的在多個互連節(jié)點間傳輸有效負(fù)載的RBP結(jié)構(gòu)，其中所述可變數(shù)據(jù)分組包括虛擬信道指示(VCI)字段。
15.根據(jù)權(quán)利要求11的在多個互連節(jié)點間傳輸有效負(fù)載的RBP結(jié)構(gòu)，其中用于指示所述幀為多幀PDU的一部分的字段包括多個比特位以指示所述多幀PDU中的剩余幀。
16.根據(jù)權(quán)利要求11的在多個互連節(jié)點間傳輸有效負(fù)載的RBP結(jié)構(gòu)，其中所述可變數(shù)據(jù)分組包括SS7承載業(yè)務(wù)。
17.一種在組織為多個互連計算節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)單元內(nèi)傳輸消息信息的方法，每個計算節(jié)點控制多個鏈路，包括步驟在所述網(wǎng)絡(luò)單元的一個特定鏈路上接收所述消息信息；確定與所述消息信息相關(guān)的目的媒體接入控制(MAC)地址、源MAC地址；打包所述消息信息和所述目的和源MAC地址到具有一個有效負(fù)載分組和一個RBP信頭分組的實時承載協(xié)議(RBP)數(shù)據(jù)單元(PDU)的至少一個幀；以及根據(jù)所述目的MAC地址傳輸所述RBP PDU的至少一個幀到所述網(wǎng)絡(luò)單元內(nèi)的一個計算節(jié)點。
18.根據(jù)權(quán)利要求17在網(wǎng)絡(luò)單元內(nèi)傳輸消息信息的方法，其中所述RBPPDU包括多個幀，而且其中所述多幀的前導(dǎo)幀中的RBP信頭分組包括一個字段，用于指示所述前導(dǎo)幀為所述多幀RBP PDU的一部分。
19.根據(jù)權(quán)利要求18在網(wǎng)絡(luò)單元內(nèi)傳輸消息信息的方法，其中所述用于指示所述前導(dǎo)幀為所述多幀RBP PDU一部分的字段包括多個比特，用于指示一個所述多幀RBP PDU中其余幀數(shù)的整數(shù)值。
20.根據(jù)權(quán)利要求17在網(wǎng)絡(luò)單元內(nèi)傳輸消息信息的方法，其中所述RBPPDU的所述至少一個幀被設(shè)計為至少類似于以太網(wǎng)幀的幀。
21.根據(jù)權(quán)利要求17在網(wǎng)絡(luò)單元內(nèi)傳輸消息信息的方法，其中所述RBP信頭分組包括用于指示所述有效負(fù)載類型的字段。
22.根據(jù)權(quán)利要求21在網(wǎng)絡(luò)單元內(nèi)傳輸消息信息的方法，其中所述有效負(fù)載類型指示No.7信令系統(tǒng)(SS7)消息信息。
23.根據(jù)權(quán)利要求22在網(wǎng)絡(luò)單元內(nèi)傳輸消息信息的方法，其中至少一個幀包括時間戳字段。
24.根據(jù)權(quán)利要求22在網(wǎng)絡(luò)單元內(nèi)傳輸消息信息的方法，其中所述至少一個幀包括虛擬路徑指示(VPI)字段。
25.根據(jù)權(quán)利要求22在網(wǎng)絡(luò)單元內(nèi)傳輸消息信息的方法，其中所述至少一個幀包括虛擬信道指示(VCI)字段。
全文摘要
一種利用實時承載協(xié)議(RBP)結(jié)構(gòu),在信令服務(wù)器中傳輸承載業(yè)務(wù)的系統(tǒng)和方法,其中信令服務(wù)器設(shè)置為多個互連的計算單元或節(jié)點。RBP結(jié)構(gòu)包括數(shù)據(jù)鏈信頭,其包含與信令服務(wù)器所選擇的一對計算節(jié)點相關(guān)的目的和源MAC地址。一個RBP信頭分組,其包括一個RBP指示,一個用于指示承載有效負(fù)載類型的郵箱,以及一個多幀控制字段。RBPPDU的總幀數(shù)在多幀控制字段中指示。用于保持承載有效負(fù)載的可變數(shù)據(jù)分組在RBP幀中提供,其設(shè)計為具有已知格式的低開銷幀,用于優(yōu)化傳輸速率。
文檔編號H04Q3/00GK1340945SQ01125879
公開日2002年3月20日 申請日期2001年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月30日
發(fā)明者格里·杜伯斯 申請人:美國阿爾卡塔爾資源有限合伙公司