一种百兆以太网额外信息传输方法及其传输实现系统技术方案

本发明专利技术涉及一种在百兆以太网中的传输额外信息的方法及其系统。本信息传输方法主要是利用百兆以太数据帧之间的固有帧间隙来传输额外数据，如时间同步信息，控制信息。基于此思想的通信系统主要包括通信终端，以太协议物理层模块和ＭⅡ插入处理模块。以太协议物理层模块将终端信息进行层次转换，以便ＭⅡ插入处理模块进行数据的插入和提取解析。本发明专利技术利用百兆以太网的固有帧间隙传输额外数据，不再占用以太分组的带内带宽，是一种不干扰正常以太分组传输的新的数据传输方法，极大地提高了带宽利用率。

【技术实现步骤摘要】

该专利技术涉及一种应用在百兆以太网的额外数据传输系统。提出了一种可应用在百兆以太网中传输额外信息的方法及系统。
技术介绍
自以太网技术专利技术以来，传输媒质从粗铜线到光纤，距离由数百米到数百公里，其速率也从10Mbit/s发展到目前的10Gbit/s，以太网技术在局域网，城域网和广域网中得到了普遍应用。尽管以太网的速率不断地飞速提升，但还是跟不上人们对于网络带宽的几何增长要求。因此提高网络带宽资源利用率能够使网络更好地为人们服务。最初的以太网是端对端连接的，每个用户都配置了一个实际的物理连接，这种网络链路配置方案对网络资源的利用率极低，一旦某用户处于空闲，则链路就处于浪费状态，此后网络的配置方案转变为了多个用户共享一条或几条物理链路，随后又出现了为不同用户动态分配带宽的算法，这一系列的改进技术和软件调配算法大大地提高了同级网络的资源利用率。但面对用户不断升级的网络带宽需求以及日益增长的P2P业务量，网络却日益显得资源紧张，现在解决这种矛盾的最多方法就是不停地为网络升级，提高传输速率并且搭建更多的网络链路。现在广泛应用的快速以太网和千兆以太网技术在物理层上采用全双工点到点工作方式，与传统以太网的半双工广播方式有了很大的改变，但是数据链路层方面变化不大，仍然沿用了最初的以太网MAC协议，以太分组之间保留了原始以太网的帧间隔(IPG，Inter-PacketGap)，由于物理层的传输速率越来越高，这部分帧间隔的带宽受到了更多的重视，充分利用这部分带宽传输额外的数据引起了大家的重视。目前为止，还没有真正利用这一带宽的技术出现。
技术实现思路
本专利技术的目的在于打破常规单纯靠网络提速来解决网络资源紧张的局面，提供在百兆以太网中传输额外信息的方法及系统，它是一种切实可行的为同等级网络提高带宽利用率的技术方法，并且相对技术成本较低，主要用于传输一些额外信息，如时间同步信号，控制信号等。为达到上述目的，本专利技术的构思是：百兆以太网中数据帧之间最小间隔为12字节，在任何两个数据帧间都有一段固有间隙，可以将一些额外的短小信息，如时钟同步信息或控制信号插入在这些间隙中进行传输，提高带宽利用率。基于上述信息传输思想的通信系统，包括-->信息终端，以太协议物理层模块，MII插入处理模块。以太协议物理层模块与信息终端和MII插入处理模块相连接，同时以太协议物理层模块连接通信另一方系统的以太协议物理层模块，以太协议物理层模块与MII插入处理模块和通信终端相连，通信任何一方的系统结构是基本相同的；根据上述专利技术构思，本专利技术采用下述技术方案：一种在百兆以太网中传输额外信息的方法，其特征在于利用百兆以太网的前后数据帧之间的固有间隙插入数据来传送额外信息。上述额外信息为时钟同步信息或控制信号。一种在百兆以太网中传输额外信息的系统，用于实现上述方法，包括第一通信终端(1)连接第一以太协议物理层模块(2)，第一以太协议物理层模块(2)通过以太网连接另一方系统的第二以太协议物理层模块(10)，第二以太协议物理层模块(10)连接第二通信终端(18)，其特征在于所述的第一以太协议物理层模块(2)和第二以太协议物理层模块(10)分别连接一个第一MII插入处理模块(3)和一个第二MII插入处理模块(11)；所述的第一以太协议物理层模块(2)和第二以太协议物理层模块(10)分别将信息终端(1)和通信终端(18)的信息进行层次转换，以便分别由第一MII插入处理模块(3)和第二MII插入处理模块(11)进行数据的插入和提取解析；第一MII插入处理模块(3)和第二MII插入处理模块(11)结构相同，系统可双向工作。在上述的百兆以太网中传输额外信息的系统中，所述的第一和第二以太协议物理层模块均由KS8995芯片实现；所述的第一和第二MII插入处理模块均由EP1C3T144C8型现场可编程门阵列实现。本专利技术具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：1.能够利用百兆以太网的帧间隔传输数据，提高带宽利用率；2.不会对正常传输的数据造成干扰，也不影响同步；3实施成本比较低廉，技术复杂度也较低。附图说明图1是本专利技术系统总体结构框图。图2是本专利技术实例连接图。图3是用于实现MII插入处理模块的EP1C3T144C8型现场可编程门阵列内部模块连接示意图-->具体实施方式本专利技术一种基于利用百兆以太网帧间隔传输额外数据的通信系统实施例详述如下：本在百兆以太网中传输额外信息的方法是利用百兆以太网的前后数据帧之间的固有间隙插入数据来传送额外信息。传送的额外信息为时钟同步信息或控制信号。参见图1，用于实现上述方法，本在百兆以太网中传输额外信息的系统，包括第一通信终端(1)连接第一以太协议物理层模块(2)，第一以太协议物理层模块(2)通过以太网连接另一方系统的第二以太协议物理层模块(10)，第二以太协议物理层模块(10)连接第二通信终端(18)，其特征在于所述的第一以太协议物理层模块(2)和第二以太协议物理层模块(10)分别连接一个第一MII插入处理模块(3)和一个第二MII插入处理模块(11)；所述的第一以太协议物理层模块(2)和第二以太协议物理层模块(10)分别将信息终端(1)和通信终端(18)的信息进行层次转换，以便分别由第一MII插入处理模块(3)和第二MII插入处理模块(11)进行数据的插入和提取解析；第一MII插入处理模块(3)和第二MII插入处理模块(11)结构相同，系统可双向工作。参见图2，选用KS8995芯片实现第一和第二以太协议物理层模块(2，10)的作用，选用EP1C3T144C8型现场可编程门阵列实现第一和第二MII插入处理模块(3，11)的作用。KS8995芯片与通信终端(1)和EP1C3T144C8型现场可编程门阵列相连接，同时KS8995芯片通过RJ45网口与另一通信系统的KS8995芯片相连接，通信各方的系统构成相同。如果通信终端(1，18)处于发送信息状态，则KS8995芯片接收通信终端(1，18)的待发送数据，然后将其传给EP1C3T144C8型现场可编程门阵列，EP1C3T144C8型现场可编程门阵列对待发送数据进行处理后再将参有额外数据的合成数据传给KS8995芯片并发向通信另一方。如果通信终端(1，18)处于接收信息状态，则KS8995芯片通过RJ45网口将从远端系统传送过来待接收数据接收，然后传送给EP1C3T144C8型现场可编程门阵列处理，EP1C3T144C8型现场可编程门阵列对参有额外数据的信号进行过滤解析并将原始常规数据信号传送给KS8995芯片，通过KS8995芯片传给通信终端(1，18)。图3是用于实现MII插入处理模块的EP1C3T144C8型现场可编程门阵列内部模块连接示意图。EP1C3T144C8型现场可编程门阵列对于待发送数据和待接收数据各自设计了一个数据接收模块和数据发送模块，互不冲突。待发送的数据使用数据接收模块(4，15)传入EP1C3T144C8型现场可编程门阵列，EP1C3T144C8型现场可编程门阵列用内部的数据插入模-->块(5，16)对信号流进行分析并寻找以太固有帧间隙插入额外的数据形成新的合成数据流，此数据流作为新的待发送数据通过数据发送模块(6，17)从EP1C3T144C8型现场可编程门阵列输出；待本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在百兆以太网中传输额外信息的方法，其特征在于利用百兆以太网的前后数据帧之间的固有帧间隙插入数据来传送额外信息。

【技术特征摘要】
1.一种在百兆以太网中传输额外信息的方法，其特征在于利用百兆以太网的前后数据帧之间的固有帧间隙插入数据来传送额外信息。2.根据权利要求1所述的在百兆以太网中传输额外信息的方法，其特征在于所述的额外信息为时钟同步信息或控制信号。3.一种在百兆以太网中传输额外信息的系统，用于实现根据权利要求1所述的在百兆以太网中传输额外信息的方法，包括第一通信终端(1)连接第一以太协议物理层模块(2)，第一以太协议物理层模块(2)通过以太网连接另一方系统的第二以太协议物理层模块(10)，第二以太协议物理层模块(10)连接第二通信终端(18)，其特征在于所述的第一以太协议物理层模块(2)和第二以太协议物理层模块(10)分别连接一个第一MII插入处理模块(3...

【专利技术属性】
技术研发人员：张俊杰，韩盛杰，陈健，宋英雄，洪亮，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]