基于分组增强型光传送网的QOS功能实现系统及方法.pdf

一种基于分组增强型光传送网的QoS功能实现系统及方法，涉及POTN/PE-OTN，包括POTN/PE-OTN设备和PTN设备，PTN设备用于发送MPLS-TP业务，POTN/PE-OTN设备用于对MPLS-TP业务进行封装，MPLS-TP业务的封装结构中设有优先级字段，POTN/PE-OTN设备用于提取MPLS-TP业务中的优先级数值，并将优先级数值映射在优先级字段中；封装后的MPLS-TP业务发生拥塞时，POTN/PE-OTN设备用于按照优先级字段的指示，按照优先级由高到低处理业务。本发明POTN/PE-OTN设备根据业务的不同重要性提供差异化的QoS，网络处理机制简单、成本低。

权利要求书1.  一种基于分组增强型光传送网的QoS功能实现系统，包括分组增强型光传送网设备和光传送网PTN设备，二者组网互通，PTN设备用于发送多协议标签交换-传送架构MPLS-TP业务，分组增强型光传送网设备用于对MPLS-TP业务进行封装，其特征在于：MPLS-TP业务的封装结构中设有优先级字段，分组增强型光传送网设备用于提取MPLS-TP业务中的优先级数值，并将优先级数值映射在优先级字段中；封装后的MPLS-TP业务发生拥塞时，分组增强型光传送网设备用于按照优先级字段的指示，按照优先级由高到低处理业务。2.  如权利要求1所述的基于分组增强型光传送网的QoS功能实现系统，其特征在于：所述MPLS-TP业务的封装为通用成帧规程GFP封装，封装结构中，净荷区的客户净荷信息字段中存放业务数据，GFP帧的其余字段都是GFP帧开销。3.  如权利要求2所述的基于分组增强型光传送网的QoS功能实现系统，其特征在于：净荷区的净荷头带有GFP扩展帧头，包括通道标示和空闲域，二者均为一个字节，所述空闲域设为优先级字段。4.  如权利要求1或3所述的基于分组增强型光传送网的QoS功能实现系统，其特征在于：所述优先级字段具有8个比特位，优先级数值映射到优先级字段中的0-2比特位，优先级字段的其余比特位备用。5.  一种基于权利要求1系统的基于分组增强型光传送网的QoS功能实现方法，其特征在于，包括：S1.分组增强型光传送网设备接收来自PTN设备的MPLS-TP业务，提取MPLS标签中的优先级数值；S2.分组增强型光传送网设备对MPLS-TP业务进行封装，业务数 据以净荷的形式放在净荷区的客户净荷信息字段，净荷区的净荷头带有GFP扩展帧头，包括通道标示和空闲域各一个字节，将空闲域设为优先级字段；S3.将所提取的优先级数值映射到优先级字段中的0-2比特位；S4.经过封装后的业务流量在分组增强型光传送网络中发生拥塞时，分组增强型光传送网设备通过GFP扩展帧头中的优先级字段，将不同优先级的业务在不同的出口队列中排队，按照优先级由高到低调用业务。6.  一种基于权利要求1系统的基于分组增强型光传送网的QoS功能实现方法，其特征在于：S1中，优先级数值位于MPLS标签中的实验字段。7.  一种基于权利要求1系统的基于分组增强型光传送网的QoS功能实现方法，其特征在于：所述优先级字段中包括8个比特位，分别对应0-7优先级，优先级字段中0-2比特位之外的其他比特位备用。8.  一种基于权利要求1系统的基于分组增强型光传送网的QoS功能实现方法，其特征在于：S4中，采用出口队列调用机制调用优先级业务。

说明书基于分组增强型光传送网的QoS功能实现系统及方法
技术领域
本发明涉及POTN/PE-OTN(Packet Enhanced Optical Transport Network，分组增强型光传送网)，具体来讲是一种基于分组增强型光传送网的QoS功能实现系统及方法。
背景技术
随着PTN(Packet Transport Network，分组传送网)、OTN(Optical Transport Network，光传送网)设备的广泛应用和发展以及相关应用需求的不断增长，POTN/PE-OTN技术正逐步浮出水面，其定位在汇聚和核心层，是分组传送和光传送两种技术的融合，同时具备了PTN分组标签转发、统计复用和OTN大容量、长距离传送等技术优势。
POTN/PE-OTN设备将来自PTN设备的分组业务进行GFP(Generic Framing Procedure，通用成帧规程)封装后，映射汇聚到OTN的承载管道，再通过POTN/PE-OTN网络进行传送。在POTN/PE-OTN设备对业务的封装映射过程中，没有对业务的优先级进行标记，POTN/PE-OTN设备在处理本层开销时所有业务的重要性都一样，不能根据业务的不同重要性提供差异化的QoS(Quality of Service，服务质量)。
而QoS是用来解决网络延迟和阻塞等问题的一种技术，可以为指定的网络通信提供更好的服务能力。当网络发生拥塞时，QoS能在不增加带宽资源的情况下确保重要的业务量不受延迟或丢弃。
但是，现有的POTN/PE-OTN设备的封装结构中不含QoS信息， 被封装后的业务在网络中转发和处理时若要确保服务质量，就要求网络中的所有设备都去识别和处理净荷内容，导致网络处理机制复杂、成本高。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于分组增强型光传送网的QoS功能实现系统及方法，POTN/PE-OTN设备根据业务的不同重要性提供差异化的QoS，网络处理机制简单、成本低。
为达到以上目的，本发明提供一种基于分组增强型光传送网的QoS功能实现系统，包括分组增强型光传送网设备和光传送网PTN设备，二者组网互通，PTN设备用于发送多协议标签交换-传送架构MPLS-TP业务，分组增强型光传送网设备用于对MPLS-TP业务进行封装，MPLS-TP业务的封装结构中设有优先级字段，分组增强型光传送网设备用于提取MPLS-TP业务中的优先级数值，并将优先级数值映射在优先级字段中；封装后的MPLS-TP业务发生拥塞时，分组增强型光传送网设备用于按照优先级字段的指示，按照优先级由高到低处理业务。
在上述技术方案的基础上，所述MPLS-TP业务的封装为通用成帧规程GFP封装，封装结构中，净荷区的客户净荷信息字段中存放业务数据，GFP帧的其余字段都是GFP帧开销。
在上述技术方案的基础上，净荷区的净荷头带有GFP扩展帧头，包括通道标示和空闲域，二者均为一个字节，所述空闲域设为优先级字段。
在上述技术方案的基础上，所述优先级字段具有8个比特位，优先级数值映射到优先级字段中的0-2比特位，优先级字段的其余比特 位备用。
本发明还提供一种基于分组增强型光传送网的QoS功能实现方法，包括：S1.分组增强型光传送网设备接收来自PTN设备的MPLS-TP业务，提取MPLS标签中的优先级数值；S2.分组增强型光传送网设备对MPLS-TP业务进行封装，业务数据以净荷的形式放在净荷区的客户净荷信息字段，净荷区的净荷头带有GFP扩展帧头，包括通道标示和空闲域各一个字节，将空闲域设为优先级字段；S3.将所提取的优先级数值映射到优先级字段中的0-2比特位；S4.经过封装后的业务流量在分组增强型光传送网络中发生拥塞时，分组增强型光传送网设备通过GFP扩展帧头中的优先级字段，将不同优先级的业务在不同的出口队列中排队，按照优先级由高到低调用业务。
在上述技术方案的基础上，S1中，优先级数值位于MPLS标签中的实验字段。
在上述技术方案的基础上，所述优先级字段中包括8个比特位，分别对应0-7优先级，优先级字段中0-2比特位之外的其他比特位备用。
在上述技术方案的基础上，S4中，采用出口队列调用机制调用优先级业务。
本发明的有益效果在于：可通过POTN/PE-OTN设备自身的映射封装技术传递QoS信息，网络中的各节点设备仅需要通过对GFP帧的净荷头的处理，即能实现业务的优先级调度，优先转发高优先级业务，保证了网络端到端的QoS，并且实现简单，成本代价低。在对PTN的MPLS-TP(Multi-Protocol Label Switching-Transport Profile，多协议标签交换-传送架构)业务封装映射时将MPLS的优先级映射到GFP的净荷头，便于POTN/PE-OTN设备识别业务优先级以实现 QoS调度和保障，该方式处理机制简单，有效的降低了网络建设成本。
附图说明
图1为本发明实施例MPLS-TP业务GFP封装结构示意图。
图2为本发明实施例中GFP优先级字段格式。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。
本发明基于分组增强型光传送网的QoS功能实现系统，包括POTN/PE-OTN设备和PTN设备，二者组网互通；PTN设备用于发送MPLS-TP业务，POTN/PE-OTN设备用于对MPLS-TP业务进行封装。POTN/PE-OTN设备还用于提取MPLS-TP业务中EXP(Experiment，试验)字段的数值，该数值用来标识所承载业务的优先级，即优先级数值。
本实施例采用GFP封装，封装结构如图1所示，净荷区(Payload area)的客户净荷信息字段(Client payload information field)中存放MPLS-TP业务的业务数据，GFP帧的其余字段都是GFP帧开销。净荷区的净荷头(Payload area的Payload headers)带有GFP扩展帧头，GFP扩展帧头的内容包括CID(Channel ID，通道标示)和Spare(空闲域)各一个字节，由于Spare字节目前保留未被使用，因此用来标示业务的优先级，设为优先级字段，即POTN/PE-OTN设备将优先级数值映射在优先级字段中。优先级字段具有8个比特位，将所提取的优先级数值映射到优先级字段中的0-2比特位，分别对应0-7优先级，用来区分目前的8种不同重要性级别的业务，优先级字段的其余比特位备用，可用作其它用途或用于将来优先级的扩展。优先级字段格式如图2所示，前三个比特位的默认值是000，其余比特位是RSV (Reserved保留)比特位。
Spare优先级与MPLS EXP的映射对应关系详见表1所示。

封装后的MPLS-TP业务发生拥塞时，POTN/PE-OTN设备用于按照优先级字段的指示，按照优先级由高到低处理业务。
本发明基于分组增强型光传送网的QoS功能实现方法，具体包括如下步骤：
S1.POTN/PE-OTN设备接收来自PTN设备的MPLS-TP业务，提取MPLS标签中的EXP(Experiment，试验)字段的数值，即优先级数值。
S2.POTN/PE-OTN设备对MPLS-TP业务进行封装。业务数据以净荷的形式放在净荷区(Payload area)的客户净荷信息字段(Client payload information field)，GFP帧的其余字段都是GFP帧开销。净荷区的净荷头(Payload headers)带有GFP扩展帧头，包括CID和Spare各一个字节，Spare目前保留未被使用，因此用来标示业务的优先级，设为优先级字段。
S3.优先级字段具有8个比特位，将所提取的优先级数值映射到优先级字段中的0-2比特位，分别对应0-7优先级，用来区分目前的8种不同重要性级别的业务，Spare字段的其余比特位备用，可用作 其它用途或用于将来优先级的扩展。
S4.经过封装后的业务流量在POTN/PE-OTN网络中发生拥塞时，POTN/PE-OTN设备通过GFP扩展帧头中的优先级字段的指示，将不同优先级的业务在不同的出口队列中排队；然后采用合适的出口队列调用机制，按照优先级由高到低调用业务以满足QoS要求；当然，在其他实施例中，也可以按照是预先设置的权重比例来调用业务。此步骤中，网络上的POTN/PE-OTN设备只需要检测GFP的净荷头中的优先级字段，完全不用去识别和处理报文的净荷内容，简化了网络设备的处理机制，降低网络运维成本。
本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。