具体实施方式

本领域普通技术人员将认识到，以下描述仅是例示性的而非以任何方式进行限制。本领域技术人员将易于想到其他实施方案。

首先参见图1，示意图示出了根据本发明的网络10中的典型数据流，该数据流从源节点12通过中间节点14并最终到达汇聚节点或目标节点16。

存在用于通过网络载送CBR信号的两个嵌套信道。第一信道端对端延伸，即，从CBR信号进入源节点12中的网络的位置并通过一个或多个中间节点14延伸到该CBR信号离开汇聚节点或目标节点16中的网络的位置。该信道在本文中被称为“路径”层信道，并且在图1中以附图标记18在括号中指出。

由本发明插入的CBR信号加上开销信息通过由多件切换设备(节点)组成的网络逐跳地载送，其中节点通过一些物理介质信道彼此连接。该物理介质信道(两个级联信道中的第二个)在本文中被称为“段”层信道。第一段层信道将源节点12连接到中间节点14，并且在图1中以附图标记20在括号中指出。第二段层信道将中间节点14连接到汇聚节点或目标节点16，并且在图1中以附图标记22在括号中指出。

64B/66B编码CBR客户端信号24的集合被递送到源节点12，在添加适当的性能监视开销之后，该源节点将64B/66B编码CBR客户端信号24的集合朝向中间节点14插入链路26中。段层20涵盖在链路26上载送的所有信息。出于本公开的目的，假设传入客户端信号24已经以所有64B/66B块是数据块的方式被适配成64B/66B格式。

中间节点14通常连接到多个源节点12和多个汇聚节点14。客户端信号由中间节点14切换到连接到多个汇聚节点的出口链路集合(其中一者由附图标记30标识)上。图1所示的特定汇聚节点16被指定为64B/66B编码的CBR客户端信号24的目标汇聚节点，并且提取性能监视开销并恢复64B/66B编码CBR客户端信号24。

管理从多个源节点到多个汇聚节点的该流量通常使用本领域已知的FlexE日历时隙技术来处理。这一层数据传输在图1中未示出，以避免使本公开过于复杂以及使本发明模糊。本领域的普通技术人员将理解，本文所公开的用于数据传输的时钟定时概念反映了FlexE技术中采用的日历时隙定时，这对于理解本发明是必要的。

段层基于FlexE，其中时分多路复用信道被称为日历时隙。该术语来自每个日历时隙在同一日历时隙的出现之间以固定间隔每FlexE帧出现多次的事实。

段层20和22分别由源节点12和中间节点14之间的链路26以及中间节点14和汇聚节点16之间的链路30载送。本领域的普通技术人员将理解，与本发明无关的用于链路26的性能监视器开销(未示出)在数据离开源节点12之前被插入并且在中间节点14中被监视。类似地，与本发明(未示出)无关的用于链路30的性能监视器开销在数据离开中间节点14之前被插入并且在汇聚节点16中被监视。段层20或22起源于链路26或30的发射端，并且分别终止在中间节点(链路26)或汇聚节点(链路30)中的接收端处。

每个64B/66B编码CBR客户端信号24还与从源节点12延伸到汇聚节点16的路径层18相关联。路径层18从源节点12跨越汇聚节点16。中间节点14将CBR客户端信号24和相关联的路径层18开销信息视为单个单元。它们一起不可分割地从链路26(也称为入口链路26)切换到链路30(也称为出口链路30)。

在源节点12的入口处，在64B/66B编码CBR客户端信号24中接收的客户端数据准备好在由附图标记32指定的虚线内转发到中间节点14。附图标记34处的插入POH插入用于客户端信号24的路径级性能监视器开销信息。路径级性能监视器开销包括若干分量，出于本发明的目的，包括数量Cm，其是将在下一帧中发送的客户端数据的块的数量的标识。在附图标记36中，速率适配经由GMP插入，并且所插入的空闲块的数量被标识。插入空闲块以使客户端信号24适配到FlexE多路复用协议的日历时隙的有效载荷容量，并且适配到将源节点12连接到中间节点14的链路26的时钟速率。传输到链路26中的源节点12已知链路26的时钟速率。由POH和插入的空闲块增强的客户端信号24由源节点12通过链路26传输到中间节点14。

如将参考图4A、图4B和图4C所示，将控制块标头和有序集块标志符在源节点12处编码到控制64B/66B块中，作为插入POH块34的一部分。将数据块标头以及信号64B/66B块中待编码的数据块的计数编码到多个路径开销64B/66B数据块中。将数据块标头、来自CBR客户端信号24的数据块的总数编码到多个信号64B/66B块中的每个中，该总数等于在路径开销64B/66B数据块中发送的计数和64b/66B填充块的数量。数据块和路径开销块优选地是分布式的，而不是聚集在一起，以用于对错误突发有更大的抗扰性，因为它们稍后用于帮助在汇聚节点处重建客户端CBR信号的客户端信号时钟。

将多个路径开销数据64B/66B块、多个信号64B/66B块和控制64B/66B块汇编成路径信号帧。控制64B/66B块占据路径信号帧中的最后位置。在路径信号帧结束之后经过控制64B/66B块的位置处附加具有多个空闲字符64B/66B块的空闲字符64B/66B块的集合，该集合被选择为产生匹配第一链路段的链路比特率的汇编。在第一链路段26处以相应的链路比特率将路径信号帧和空闲字符64B/66B块的附加数量从源节点传输到信号流中。

在中间节点14中，由源节点12发送的编码客户端信号被适配到附图标记38中的中间节点14的时钟速率，这根据需要从数据流中插入或删除空闲字符64B/66B块以将数据流速率与中间节点14的时钟速率匹配。在中间节点14处从第一链路段26接收具有空闲字符64B/66B块的附加数量的路径信号帧，通过在链路比特率慢于中间节点中的比特率时将额外空闲字符64B/66B块附加到空闲字符64B/66B块的集合，并且通过在链路比特率快于中间节点中的比特率时从空闲字符64B/66B块的集合中删除空闲字符64B/66B块，来将链路比特率适配到中间节点14内部的比特率，以形成空闲字符64B/66B块的修改集合。在将在下文中进一步讨论的由日历时隙交换机40进行的分布之后，在附图标记44中进一步修改空闲字符64B/66B块的修改集合，以使中间节点14的时钟速率适配到链路30的速率，并且路径信号帧和空闲字符64B/66B块的进一步修改集合在第二链路段30处以相应链路比特率从中间节点14传输到信号流中。具体地讲，通过在中间节点14中的比特率慢于链路30的比特率时将额外空闲字符64B/66B块附加到空闲字符64B/66B块的集合，并且通过在中间节点14中的比特率快于链路30的比特率时，从空闲字符64B/66B块的集合中删除空闲字符64B/66B块，来将链路比特率从中间节点14的内部比特率适配到链路30的链路比特率，以形成空闲字符64B/66B块的进一步修改集合。

中间节点14包括日历时隙交换机40，用于根据本领域已知的FlexE方案根据预期的汇聚节点在日历时隙中分布客户端数据。链路42被示为向另一个汇聚节点(未示出)发送数据。

日历时隙交换机40是交换结构，其将通过输入端口上的日历时隙集合载送的路径层信号连接到输出端口上的日历时隙集合。其在概念上类似于用于切换/交叉连接恒定速率信号的任何结构。与其他结构的主要差异在于日历时隙交换机40必须使用I/D速率适配器38和44来进行速率适配。I/D速率适配器38和44从路径信号帧之间插入或移除空闲块，如图5A、图5B和图5C所示，使得其所得数据速率匹配日历时隙交换机40中的交换机结构的实际日历时隙速率，然后匹配中间节点14的输出端口处的链路30的实际日历时隙速率。

在汇聚节点16处以相应的链路比特率从第二链路段30接收路径信号帧和空闲字符64B/66B块的进一步修改集合。在汇聚节点16中，从多个路径开销64B/66B数据块中提取编码数据块的计数。从进一步修改的信号64B/66B块中提取编码数据块。从所提取的编码数据块重新生成恒定比特率客户端信号。恒定比特率客户端信号的比特率由传入链路30的恢复比特率，编码数据块的提取计数(Cm)和空闲字符64B/66B块的进一步修改集合中的空闲字符64B/66B块的数量来确定，并且调整恒定比特率客户端信号时钟的速率，以用于以提供给源节点12的恒定比特率客户端信号24的比特率传输恒定比特率客户端信号。

在汇聚节点16中的附图标记46中，从客户端数据信号中提取CBR客户端信号24的路径级性能监视器开销信息。该信息中包括标识要从下一帧中恢复多少数据块的数量Cm。要从当前帧恢复的数据块的数量Cm已经由附图标记46从前一帧中提取。

在附图标记48处，恢复GMP开销(Cm)，对所接收的空闲块的数量进行计数，并且丢弃GMP填充块和所有空闲块。框48的输出是如附图标记50处所示的所得的客户端64B/66BCBR编码信号。

如本领域的普通技术人员可以理解的，中间节点14使客户端64B/66B编码信号经过，并且仅根据需要移除或添加空闲块，以将传入信号的速率适配到其自身的时钟速率以及其与汇聚节点16之间的链路30的时钟速率。中间节点14不需要消耗处理功率来对客户端64B/66B编码信号进行解包和重新打包。

在附图标记34和36处执行的POH插入和速率适配使路径开销增强的64B/66B编码客户端信号的速率适配到与所选择的路径层(未示出)相关联的FlexE日历时隙的有效载荷容量并且适配到链路26的时钟速率。根据如图2(其示出了更详细的附图标记32的第一实施方案)所示的本发明的第一方面，数据块的数量Cm是可变的，并且在附图标记52处将可变数量的64B/66B填充块添加到帧以实现标称速率流，该标称速率流具有比所选择路径的FlexE日历时隙的有效载荷容量低固定量的比特率。通过在帧之后插入固定数量的64B/66B空闲块来在附图标记54处填充有效载荷容量的其余部分。换句话讲，源节点12将可变数量的64B/66B填充块插入帧内的客户端数据中，使得当在帧结束时添加固定/恒定数量的空闲块时，所得信号的时间长度与将载送其的FlexE日历时隙的速率恰好匹配。根据本发明的该方面，源节点12从FlexE信道(“CalSlot”)速率导出路径层信号18的时钟速率，并使用动态GMP进行客户端映射和源速率适配。源节点12每帧传输恒定最小数量的空闲块。在源节点12处不执行IMP。源节点12GMP包括字分数信息以帮助接收器锁相环(PLL)。汇聚节点16通过检查动态GMP信息和它接收的相对于由源节点插入的空闲的已知数量的空闲的平均数量的组合，来确定原始客户端信号速率。由源节点插入的空闲的已知数量与所接收的空闲的平均数量之间的差异在于一个或多个中间节点已修改了空闲的数量。

根据如参考图3(其示出了更详细的附图标记32的第二实施方案)所示的本发明的另一个方面，插入可变数量的64B/66B填充块以构建比特率与64B/66B编码客户端信号24的比特率不同的填塞增强流。如在图2的实施方案中，POH插入在附图标记34处执行。在附图标记56处将固定数量的64B/66B数据块(Cm)和64B/66B填充块添加到帧，以实现具有比特率的流，该比特率是比所选择路径18的FlexE日历时隙的有效载荷容量更低的可变量。通过在每个帧中插入可变数量的64B/66B空闲块来填充有效载荷容量的其余部分，如附图标记58处所示，以将分配的日历时隙填充到FlexE型日历时隙中。根据本发明的该方面，源节点12从客户端速率导出路径信号速率，使用静态GMP进行映射，并且使用IMP进行源速率适配。使用预先确定的恒定GMP Cm以便创建略慢于标称服务器信道率的路径信号。然后，标准FlexE“垫片”层使用IMP来在帧之间添加空闲块以便填充链路26中的任何剩余带宽。汇聚节点16将仅基于所接收的64B/66B空闲块的平均数量来确定原始客户端速率。在该实施方案中，GMP主要用于以每个路径帧固定的速率提供路径帧有效载荷内的有效载荷块的平滑递送。

虽然标准链路协议规定段链路26或30的比特率在每对连接节点之间标称相同，但每个节点处的时钟源准确度的差异导致每个节点到节点链路的速率的小频率变化。因此，每个节点需要对64B/66B空闲块的数量进行一些调整，使得其在路径信号帧之间添加适当数量的64B/66B空闲块以匹配下一跳的段层信道速率。

中间节点14的每客户端空闲I/D速率适配块38在每客户端的基础上插入或删除空闲块。调整链路26上的入口流的比特率以匹配中间节点14中的时钟，从而控制由日历时隙交换块40设置的FlexE方案中的日历时隙的有效载荷容量。日历时隙交换块40将由日历时隙的一个集合通过入口链路26递送的客户端信号切换到出口链路30的目标集合的对应FlexE日历时隙。通常，交换机40中的日历时隙的容量与出口链路30的容量匹配。在这种情况下，可省略速率适配块44。在日历时隙交换机40和出口链路30的日历时隙速率不相同的情况下，速率适配块44插入或删除客户端流中的空闲块，以将所得流的速率与出口链路30处的日历时隙的有效载荷容量的速率匹配。

载送CBR客户端的端到端路径层18由源节点12以“X”比特/秒的比特率发送。在节点之间载送上述路径层信道的段层信道20或22的比特率是“Z”比特/秒，其中Z的速率略高于X的速率。本发明将可识别填充块添加到路径流以适应X速率和Z速率之间的差异。根据本发明的一个方面，特殊以太网控制块(以太网空闲块或有序集块)用于填充块。根据本发明的第二方面，可识别填充块是GMP填充块。

图4A、图4B和图4C是示出64B/66B块的结构的示意图。图4A示出控制块60。块包含64个信息比特，在这些信息比特之前是在附图标记62处标识的2比特标头，有时称为“同步标头”。如果64B/66B块包括控制信息，则标头是控制块标头并且如图4A所示被设置为10，并且标头之后的第1字节处的8比特字段标识控制块类型。由附图标记60标识的块是控制块。出于本发明的目的，感兴趣的唯一控制块类型是由块类型0x4B指定的有序集块。有序集(OS)64B/66B块在图4A中示出。

图4B示出64B/66B控制块60和在附图标记64处标识的三个相关联的64B/66B POH数据块的组织。三个POH数据块64中的字节位置7和8用于传输数据计数Cm连同数量Cm的错误校正数据。Cm数据和错误校正数据被分布在三个64B/66B POH数据块64上，使得在数据传输期间发生单个破坏事件的情况下，仍然可以使用错误校正数据来恢复数量Cm。

现在参见图4C，如果64B/66B块仅包含数据(即，其为数据字符)，则标头为数据块标头并且被设置为值01，并且标头之后的64比特包含8个字节的数据(例如，来自以太网分组的字节)。图4C中以附图标记66示出的上部64B/66B数据块仅包含字节位置1至8中由Val1至Val 8表示的客户端数据。数据块还可以包含额外POH字段，包括GMP开销，如图4C的下部64B/66B POH块中所示，如附图标记62处所示(也表示为图4B中的64B/66B块64)。

图5A、图5B和图5C示出了帧的三种不同的示例性非限制性布置。图5A和图5B是其中N个数据块(在附图标记68处标识为“有效载荷”)分布到段中的布置。图5A示出了N个数据块被分成四个段，每个段包括N/4个数据块。每个数据块段之后是64B/66B POH块70。帧结束时的64B/66BPOH块72是64B/66B控制块。图5B示出了N个数据块被分成三个段，每个段包括N/3个数据块。每个数据块段之前是64B/66B POH块。帧结束时的64B/66B POH块是控制块。

图5C示出了其中N个数据块(标识为“有效载荷68”)被分组在一起，前面是一组三个64B/66BPOH块的布置。帧结束时的64B/66B POH块总是控制块。

图5A、图5B和图5C中的每一者中的帧之后是多个64B/66B空闲块(在附图标记74处标识)，如前所述，这些空闲块用于使帧速率适配到源节点12、中间节点14、汇聚节点16和连接它们的链路26、30的比特率的微小变化。

控制POH块72定位在图5A、图5B和图5C所描绘的帧中的每个帧的末端处。这样做是因为电信系统中的中间节点已经被配置为在数据流中插入空闲块。中间节点被配置为总是插入紧接在控制块之后的任何必要的空闲块74。如果本发明72的控制块72位于其他POH块位置中的任一者中，则存在中间节点可在紧接控制块之后的位置处插入空闲块74的风险。这将完全破坏汇聚节点正确找到路径信号帧的能力。

现在参见图6A，框图示出根据本发明的一方面配置的源节点80的示例。源节点80实现图2所示的本发明的方面。在图2中，改变GMP填充块的数量以填充具有固定周期的GMP帧。如果64B/66B客户端编码信号缓慢，则添加更多的填充块。如果客户端快，则添加更少的填充块。施加由源节点内的参考时钟生成的线路86上的外部帧脉冲，以确保GMP帧具有固定周期。由于GMP帧每帧具有固定周期和固定数量的块，并且FlexE日历时隙每时间单位具有固定容量，因此它们之间的差可用固定数量的64B/66B空闲块来填充。

在线路82上接收64B/66B客户端数据。路径层帧边界由GMP引擎84生成，该GMP引擎由线路86上的外部GMP窗口帧脉冲进行时间对准。GMP窗口帧脉冲由节点80的主定时时钟(未示出)生成。

GMP引擎84确定POH块和GMP填充块的位置。GMP帧中每帧的有效载荷数据块和填充块的总和是固定的。每帧的有效载荷数据块和填充块的数量是固定的。每帧的有效载荷数据块和填充块的混合是可变的，根据由时钟速率测量电路88测量的客户端数据速率来计算。每个GMP帧周期从空闲插入块90插入固定数量的64B/66B空闲块，而与FIFO缓冲器92中64B/66B编码客户端数据块的填充等级无关。多路复用器控制器94由GMP引擎84控制以指示多路复用器96在来自FIFO缓冲器92的有效载荷数据(64B/66B客户端数据)、来自空闲插入块90的64B/66B空闲块、来自填充插入块98的64B/66B填充块和来自POH插入块100的64B/66B POH块中进行选择。多路复用器96的输出被呈现给线路98上的FlexE日历时隙。

在图2和图3两者所示的实施方案中，填充块分布在数据块中，而不是集中在一个位置处。

现在参见图6B，框图示出根据本发明的一方面配置的源节点的另一个示例。现在参见图6C，框图示出根据本发明的一方面配置的源节点110的示例。源节点110的某些元件对于图6A的源节点80是共同的，并且将在图6B中使用与图6A中用于这些元件的相同的附图标记来指定。

源节点110实现图3所示的本发明的方面。在线路82上接收64B/66B客户端数据。路径层帧边界由没有外部时间对准的自由运行的GMP引擎84生成。GMP引擎84确定64B/66BPOH块和GMP填充块的位置。每帧的有效载荷数据块和64B/66B填充块的数量是固定的。客户端速率越高，在GMP帧内累积有效载荷64B/66B客户端数据块将花费的时间越短。客户端速率越低，在GMP帧内累积有效载荷数据64B/66B客户端数据块将花费的时间越长。因此，GMP帧的周期由线路82上的传入64B/66B客户端数据块的比特率确定。多路复用器控制器94监视通过线路82接受64B/66B客户端数据块的FIFO缓冲器92的填充等级。当FIFO缓冲器92的等级低时，插入另外的64B/66B空闲块。当FIFO缓冲器92中的64B/66B客户端数据块的等级高时，插入减少数量的64B/66B空闲块。64B/66B空闲块被插入在路径层帧之间。多路复用器96由GMP引擎84控制以在来自FIFO缓冲器92的有效载荷数据(64B/66B客户端数据块)、来自空闲插入块90的64B/66B空闲块、来自填充插入块98的64B/66B填充块和来自POH插入块96的64B/66B POH块中进行选择。

现在参见图7，框图示出了汇聚节点120的示例，该汇聚节点根据本发明的一方面被配置为接收由图1至图3所示的源节点生成的流。在线路122上接收载送客户端有效载荷流的传入FlexE日历时隙。时钟速率测量电路124测量载送客户端有效载荷流的传入FlexE日历时隙的比特率。该速率由DSP引擎126缩放以恢复客户端有效载荷速率，作为在恢复GMP开销和计数空闲电路128中检测到的GMP开销中的空闲数量和Cm值的函数。使用由恢复GMP开销和计数空闲电路128标识的Cm值和空闲块，提取客户端有效载荷块130标识GMP帧内的有效载荷、空闲和填充块。丢弃64B/66B填充块和空闲块，同时将客户端有效载荷64B/66B数据块写入FIFO缓冲器132中。控制锁相环(PLL)134以在客户端有效载荷速率下在线路136上从FIFO缓冲器132读取。FlexE日历时隙中的所有其他块被丢弃。

本领域的普通技术人员将理解，图2的中间节点14以常规方式配置。从本文的公开内容可以清楚地看出，中间节点仅插入或删除本领域已知的64B/66B空闲块，以在其输入速率和输出速率之间同步数据流定时，而不考虑64B/66B数据和64B/66B POH块的内容。

本发明提供优于现有技术解决方案的若干优点。CBR客户端信号到段层的速率适配位于路径层信号内，而不是段层开销内。这导致对段层格式没有影响。此外，使用IMP允许使用GMP以改善性能，同时使路径信号对于中间节点透明，并且因此对它们没有影响。与先前的解决方案不同，本发明允许使用完全包含在路径信号内的GMP。这提供了GMP相对于IMP/分组解决方案的优点，包括使所需汇聚FIFO缓冲器最小化，以及简化客户端时钟的汇聚恢复。本发明使可用于客户端信号的服务器信道带宽最大化，尤其是相对于基于分组的解决方案。

虽然已经示出和描述了本发明的实施方案和应用，但是对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离本文的发明构思的情况下，可以进行比上述更多的修改。因此，除了所附权利要求的实质之外，本发明不受限制。