CN1300149A

CN1300149A - 帧构造方法、帧构造装置和数据传输系统

Info

Publication number: CN1300149A
Application number: CN00128277A
Authority: CN
Inventors: 西原基夫
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: Juniper Networks Inc
Priority date: 1999-12-14
Filing date: 2000-12-14
Publication date: 2001-06-20
Anticipated expiration: 2020-12-14
Also published as: JP2001168880A; EP1109419A2; US8369331B2; JP3613102B2; US20100020803A1; US7593399B2; DE60037001T2; US7050455B2; US20130128901A1; US20020016852A1; US20060120365A1; CN100391192C; DE60037001D1; EP1109419B1; EP1109419A3

Abstract

由边缘节点构造可以通用帧格式兼容STM信号、ATM信元、原始IP分组的第一层帧并发往数据传输系统。第一层帧包括第一层帧首部、第一层帧有效负载和有效负载CRC字段。第一层帧首部包括“分组长度”、“优先级”、“协议”、“帧模式”、“填充”和“首部CRC”等标识符。第一层帧有效负载包括具有首部和有效负载的第二层帧。以固定间隔(125微秒)按最高优先级来传送STM第一层帧。按最低优先级来传送最大努力IP第一层帧。

Description

帧构造方法、帧构造装置和数据传输系统

本发明涉及一种帧构造方法，其可通过使用相同帧格式来兼容STM(同步传输模式)、ATM(异步传输模式)和IP(互联网协议)，并能够通过使用相同的帧格式来传送STM通信量和最大努力通信量的混合业务。本发明还涉及用于构造这种帧的帧构造装置和用于传送这种帧的数据传输系统。

常规的网络主要是在电路交换网络(电话网络(语音传输电信网络)等)领域和采用专用(租用)线路的网络领域中构造。但是，随着目前互联网通信的快速增长，数据网络，特别是采用IP(互联网协议)的网络正在高速增长。因此，经由在语音信道上的调制解调器显著增加的互联网通信量对电路交换网络系统的使用状态带来了巨大的压力。

IP数据在被交换后(在被连接到ISP(互联网业务供应商)之后)，就在由租用线路和路由器组成的IP网络中传输。同时，数据传输系统的传输容量是通过加速SONET(同步光纤网)/SDH(同步数字分级)并采用DWDM(密集波分复用)来增加的。

在当今这种复杂的环境当中，构成了各种类型的网络并进行独立的管理，而网络的构造、管理和维护则变得越来越复杂。

为了摆脱复杂性，需要一种能够将STM(同步传输模式)、ATM(异步传输模式)和IP(互联网协议)兼容在单一分组传输网络中的技术。

要求这种进行基于分组的数据传输的分组传输网络将常规的同步传输模式的STM数据与异步传输模式的ATM数据放在一起传输，并要求其具有点到点线路质量监控功能(点到点性能监控)，这种功能已经提供给常规的网络了。

同时，还需要分组传输网络以高质量水平的常规STM信号来传输下一代分组通信所要求的高优先级的通信业务。

下一代分组通信必须满足上述条件，因此，可以通过采用相同帧格式来兼容STM、ATM和IP的帧构造方法是当今的需求，而基于这种帧构造方法的数据传输系统的课题也正是人们正在寻求的。

作为与帧构造相关的现有技术，在互联网草案(Internet Draft)“draft-ietf-pppext-sdl-pol-00.txt”,1999年、Lucent Technologies,IETF(互联网工程任务组)中已经公布了“简单数据链路”协议(SDL)。

图1是显示在现有技术(SDL)中定义的常规帧格式的示意图。参考图1，SDL帧格式包括由2字节字段(“分组长度”和“CRC16”)组成的首部。“分组长度”字段(标识符)表示分组的长度(即帧的有效负载)，而“CRC16”字段(标识符)则表示“分组长度”字段的CRC(循环冗余校验)结果。SDL帧的有效负载是一可变长度字段(0～64千字节)。

接收SDL帧的装置对帧的首部进行CRC操作，并由此建立字节同步和帧同步。通过使用SDL帧格式，就能够连续传送单个协议的可变长度分组。

但是，因为常规的SDL帧格式不具有执行固定间隔的STM信号定期数据传输，也不具有用于指定传输调度的信息，上述常规的SDL帧格式不能传送各种协议的混合信号(例如混合了STM、ATM和IP)。

因此，本发明的一个目的是提供一种采用相同帧格式来兼容STM、ATM和IP、并能够以相同的帧格式来传送STM通信量和最大努力通信量的混合业务的帧构造方法。

本发明的另一个目的是提供一种用于构造帧的帧构造装置，其能够采用相同帧格式来兼容STM、ATM和IP、并能够以相同的帧格式来传送STM通信量和最大努力通信量。

本发明的再一个目的是提供一种用于传送帧的数据传输系统，其能够采用相同帧格式来兼容STM、ATM和IP、并能够以相同的帧格式来传送STM通信量和最大努力通信量。

根据本发明的第一个方面，提供了一种帧构造方法，其中构造了一种能够在一通用帧格式中兼容从STM(同步传输模式)信号、ATM(异步传输模式)信元、原始IP(互联网协议)分组以及最大努力IP分组中选出的任一种协议类型数据的第一层帧，以进行传输。

根据本发明的第二方面，在第一方面中，第一层帧包括第一层帧首部和第一层帧有效负载。第一层帧首部包括预定类型的首部信息。第一层帧有效负载包括诸如STM信号、ATM信元、原始IP分组以及最大努力IP分组等数据。

根据本发明的第三方面，在第二方面中，第一层帧还包括有效负载CRC(循环冗余校验)字段，用于包含对第一层帧有效负载进行的CRC操作的结果。

根据本发明的第四方面，在第二方面中，第一层帧有效负载是可变长度字段。

根据本发明的第五方面，在第四方面中，第一层帧的可变长度有效负载的长度被设置在0千字节和64千字节之间。

根据本发明的第六方面，在第二方面中，第一层帧首部包括：“分组长度”标识符、“优先级”标识符、“协议”标识符、“帧模式”标识符、“填充”标识符和“首部CRC”标识符。“分组长度”标识符指示第一层帧有效负载的长度。“优先级”标识符指示在第一层帧中传送的数据的优先级。“协议”标识符指示在第一层帧中传送的数据的类型。“帧模式”标识符指示第一层帧的类型。“填充”标识符指示第一层帧中是否包含填充数据。“首部CRC”标识符指示对于第一层帧首部进行的除该标识符本身以外的CRC操作结果。

根据本发明的第七方面，在第六方面中，“协议”标识符指示在第一层帧中的数据传送类型是IPv4(互联网协议第4版)数据、IPv6(互联网协议第6版)数据、STM数据、ATM数据还是虚数据。

根据本发明的第八方面，在第六方面中，构造并定期传送一OAM(操作和管理)帧作为特殊目的的第一层帧，用于监控入口点和出口点之间的路径。

根据本发明的第九方面，在第八方面中，在OAM帧的有效负载中对PN码型进行组装(pack)。

根据本发明的第十方面，在第八方面中，“协议”标识符指示在第一层帧中传送的数据类型是IPv4(互联网协议第4版)数据、IPv6(互联网协议第6版)数据、STM数据、ATM数据还是虚数据。

根据本发明的第十一方面，在第六方面中，“首部CRC”标识符被提供给第一层帧首部，以便由线路终接装置用来建立字节同步和/或帧同步。

根据本发明的第十二方面，在第二方面中，第一层帧首部是一个固定长度的字段。

根据本发明的第十三方面，在第六方面中，在第一层帧中包含填充数据的情况下，向第一层帧首部中加入指示填充数据长度的“填充长度”标识符。

根据本发明的第十四方面，在第二方面中，在第一层帧有效负载中组装第二层帧，用于包含和传送诸如STM信号、ATM信元和原始IP分组以及最大努力IP分组等数据。

根据本发明的第十五方面，在第十四方面中，第二层帧包括第二层帧首部和第二层帧有效负载。第二层帧首部包括用于对第二层帧择路的信息。在第二层帧有效负载中，组装有诸如STM信号、ATM信元和原始IP分组以及最大努力IP分组等数据。

根据本发明第十六方面，在第十五方面中，当在第二层帧有效负载中组装STM信号时，在第二层帧的有效负载中对从STM装置传送的比特率为N×64Kbps(对于每个信道为8比特/125微秒)的N信道STM信号进行组装。

根据本发明的第十七方面，在第十五方面中，在第二层帧有效负载中组装ATM信元的情况下，从ATM装置传送的ATM信元在第二层帧有效负载中组装。

根据本发明的第十八方面，在第六方面中，在第一层帧有效负载中组装STM信号的情况下，指示CBR(恒定比特率)通信量的信息在“优先级”标识符中描述，并且指示STM的信息在“协议”标识符中描述。

根据本发明的第十九方面，在第十五方面中，在第二层帧有效负载中组装STM信号的情况下，第二层帧首部包括路由标号，其用作包含通过中继节点的STM信号的第一层帧的路由信息。

根据本发明的第二十方面，在第六方面中，在第一层帧有效负载中组装ATM信元的情况下，指示ATM信元类型的信息在“优先级”标识符中描述，并且指示ATM的信息在“协议”标识符中描述。

根据本发明的第二十一方面，在第十五方面中，在第二层帧有效负载中组装ATM信元的情况下，第二层帧首部包括路由标号，其用作包含通过中继节点的ATM信元的第一层帧的路由信息。

根据本发明的第二十二方面，在第十五方面中，在第二层帧有效负载中组装原始IP分组的情况下，原始IP分组被组装在第二层帧有效负载中而没有被分割。

根据本发明的第二十三方面，在第六方面中，在第一层帧有效负载中组装原始IP分组的情况下，指示IP分组类型的信息在“优先级”标识符中描述，并且指示IP的信息在“协议”标识符中描述。

根据本发明的第二十四方面，在第十五方面中，在第二层帧有效负载中组装原始IP分组的情况下，第二层帧首部包括路由标号和流标号。路由标号作为用于对包含通过中继节点的原始IP分组信号的第一层帧进行择路的信息。流标号则作为用于指定波长的信息，该波长用于在中继节点间传送包含原始IP分组的第一层帧。

根据本发明的第二十五方面，在第二十四方面中，流标号通过对原始IP分组的首部进行散列(Hash)操作来产生。

根据本发明的第二十六方面，在第十五方面中，当在第二层帧有效负载中组装最大努力IP分组时，最大努力IP传送空间长度L被确定为L=CL-SL-AL-PL-BL。其中L是指可被用于传送包含最大努力IP分组的第一层帧的传送的传送空间长度。在该等式中，CL是指对应于预定周期的预定长度，SL是指包含在周期中传送的STM信号的第一层帧的长度，AL是指一个或多个包含在周期中传送的ATM信元的第一层帧的长度，PL是指一个或多个包含在周期中传送的原始IP分组的第一层帧的长度，而BL是指包含在传送包含最大努力IP分组的第一层帧之前的周期中传送的最大努力IP分组的一个或多个第一层帧的长度。

根据本发明的第二十七方面，在第二十六方面中，如果包含最大努力IP分组的第一层帧的长度B等于最大努力IP传送空间长度L，则将包含最大努力IP分组的第一层帧作为单帧来发送，而不用进行分割。

根据本发明的第二十八方面，在第二十六方面中，如果包含最大努力IP分组的第一层帧的长度B大于最大努力IP传送空间长度L，则使用包含最大努力IP分组的第一层帧的前部来构造长度为L的BOM(消息开始)帧，发送该BOM帧，并将包括含有最大努力IP分组的第一层帧其余部分的EOM(消息结束)帧储存。

根据本发明的第二十九方面，在第二十八方面中，如果所储存的EOM帧的长度M比最大努力IP传送空间长度L大，则使用所储存的EOM帧的前部来构造长度为L的COM(连续消息)帧，发送该COM帧，并将包括所储存的EOM帧剩余部分的EOM帧储存。

根据本发明的第三十方面，在第二十八方面中，如果所储存的EOM帧的长度M比最大努力IP传送空间长度L小，并且如果所储存的EOM帧的长度M与最小虚帧长度D加在一起的(M+D)比最大努力IP传送空间长度L小，则发送所储存的EOM帧作为EOM帧，并将最大努力IP传送空间长度L更新为L-M。

根据本发明的第三十一方面，在第二十八方面中，如果所储存的EOM帧的长度M比最大努力IP传送空间长度L小，并且如果所储存的EOM帧的长度M与最小虚帧长度D加在一起的(M+D)等于最大努力IP传送空间长度L，则发送所储存的EOM帧作为EOM帧，然后发送最小虚帧。

根据本发明的第三十二方面，在第二十八方面中，如果所储存的EOM帧的长度M比最大努力IP传送空间长度L小，并且如果所储存的EOM帧的长度M与最小虚帧长度D加在一起的(M+D)比最大努力IP传送空间长度大，则将填充数据插入到所储存的EOM帧的有效负载中，以便将EOM帧长度M增加为L，并将含有填充数据的所储存的EOM帧作为EOM帧发送。

根据本发明的第三十三方面，在第二十六方面中，如果没有最大努力IP第一层帧要发送，则产生并发送长度为L的虚帧。

根据本发明的第三十四方面，在第二十六方面中，如果包含最大努力IP分组的第一层帧的长度B比最大努力IP传送空间长度L小，并且如果最大努力IP第一层帧的长度B和最小虚帧长度D加在一起的(B+D)等于最大努力IP传送空间长度L，则将最大努力IP第一层帧作为单帧来发送而不用对其分割，然后发送最小虚帧。

根据本发明的第三十五方面，在第二十六方面中，如果包含最大努力IP分组的第一层帧的长度B比最大努力IP传送空间长度L小，并且如果最大努力IP第一层帧的长度B和最小虚帧长度D加在一起的(B+D)大于最大努力IP传送空间长度L，则将填充数据插入到最大努力IP第一层帧的有效负载中，以便将最大努力IP分组的第一层帧的长度B增加为L，并将含有填充数据的最大努力IP第一层帧作为单帧发送。

根据本发明的第三十六方面，在第二十六方面中，如果包含最大努力IP分组的第一层帧的长度B比最大努力IP传送空间长度L小，并且如果最大努力IP第一层帧的长度B和最小虚帧长度D加在一起的(B+D)小于最大努力IP传送空间长度L，则将最大努力IP第一层帧作为单帧发送而不用分割，并将最大努力IP第一层帧的空间长度更新为L-B。

根据本发明的第三十七方面，在第十五方面中，当在第二层帧有效负载中组装最大努力IP分组时，第二层帧首部包括路由标号和流标号。路由标号作为用于对包含通过中继节点的最大努力IP分组信号的第一层帧进行择路的信息。流标号则作为用于指定波长的信息，该波长用于在中继节点间传送包含最大努力IP分组的第一层帧。

根据本发明的第三十八方面，在第三十七方面中，通过对最大努力IP分组的首部进行散列(Hash)运算来产生流标号。

根据本发明的第三十九方面，在第十五方面中，当第一层帧作为COM(连续消息)帧或EOM(消息结束)帧发送时，省略第二层帧首部。

根据本发明的第四十方面，在第六方面中，当在第一层帧有效负载中组装最大努力IP分组时，指示IP分组类型的信息在“优先级”标识符中描述，并且指示IP的信息在“协议”标识符中描述。

根据本发明的第四十一方面，提供了一种在包括第一层帧构造装置的网络设备中的帧构造装置。第一层帧构造装置以一种通用帧格式来构造能够兼容任何协议类型数据的第一层帧，这些数据选自于STM(同步传输模式)信号、ATM(异步传输模式)信元、原始IP(互联网协议)分组以及最大努力IP分组中。

根据本发明的第四十二到八十方面，帧构造装置分别根据本发明的第二至第四十方面进行操作。

根据本发明的第八十一方面，提供了一种包括边缘节点和核心节点的数据传输系统，边缘节点与STM(同步传输模式)装置、ATM(异步传输模式)装置和/或IP(互联网协议)路由器连接。边缘节点包括第一层帧构造装置、第一层帧传输装置、第一层帧分离装置、数据提取装置和数据传输装置。第一层帧构造装置构造能够以一种通用的帧格式兼容任何协议的数据的第一层帧，这些数据选自由STM装置提供的STM信号、ATM装置提供的ATM信元、IP路由器提供的原始IP分组、由IP路由器提供的最大努力IP分组。第一层帧传输装置将由第一层帧构造装置构造的包含STM信号的第一层帧、包含ATM信元的第一层帧、包含原始IP分组的第一层帧和/或包含最大努力IP分组的第一层帧发往核心节点。第一层帧分离装置将由核心节点提供的第一层帧分离为包含STM信号的第一层帧、包含ATM信元的第一层帧、包含原始IP分组的原始IP第一层帧和/或包含最大努力IP分组的最大努力IP第一层帧。数据提取装置分别从STM第一层帧中提取STM信号、从ATM第一层帧中提取ATM信元、从原始IP第一层帧中提取原始IP分组、从最大努力IP第一层帧中提取最大努力IP分组。数据传输装置将数据提取装置所提取的STM信号发送至STM装置，将数据提取装置所提取的ATM信元发送至ATM装置，将数据提取装置所提取的原始IP分组和最大努力IP分组发往IP路由器。核心节点与一个或多个边缘节点和/或一个或多个核心节点连接。核心节点通过参考第一层帧中包含的路由信息，将由边缘节点或核心节点提供的第一层帧传送给适当的核心节点或边缘节点。

根据本发明的第八十二至一百二十方面，数据传输系统分别根据本发明的第二至第四十方面进行操作。

根据本发明的第一百二十一方面，在第八十一方面中，边缘节点的第一层帧传输装置以预定的时间间隔向核心节点发送含有STM信号的第一层帧。

根据本发明的第一百二十二方面，在第一百二十一方面中，预定的时间间隔设置为125微秒。

根据本发明的第一百二十三方面，在第八十一方面中，边缘节点的第一层帧传输装置对包含STM信号的第一层帧、包含ATM信元的第一层帧、包含原始IP分组的原始IP第一层帧和/或包含最大努力IP分组的最大努力IP第一层帧进行复用，按照STM、ATM、原始IP和最大努力IP的顺序给予优先级，并将帧复用后的第一层帧发往核心节点。

根据本发明的第一百二十四方面，在第八十三方面中，边缘节点的第一层帧构造装置对第一层帧有效负载进行16位的CRC(循环冗余校验)操作，并将CRC16的结果加入第一层帧中作为有效负载CRC字段。

根据本发明的第一百二十五方面，在第八十三方面中，边缘节点的第一层帧构造装置对第一层帧有效负载进行32位的CRC(循环冗余校验)操作，并将CRC32的结果加入第一层帧中作为有效负载CRC字段。

根据本发明的第一百二十六方面，在第八十二方面中，边缘节点的第一层帧分离装置通过使用从核心节点传送的第一层帧的第一层帧首部建立帧同步。

根据本发明的第一百二十七方面，在第八十六方面中，边缘节点的第一层帧分离装置通过参考第一层帧首部的“协议”标识符判断在第一层帧中包含的数据是STM信号、ATM信元、还是IP分组，并通过使用第一层帧首部的“分组长度”标识符将帧复用后的第一层帧解复用为第一层帧。

根据本发明的第一百二十八方面，在第九十五方面中，核心节点从所接收的第一层帧中提取第二层帧，通过参考各第二层帧的第二层帧首部，确定包含在第二层帧有效负载中的有效数据应当传送至的下一核心节点或边缘节点，对于各下一节点的数据的第一层帧，对于各下一节点对第一层帧进行帧复用，并将帧复用第一层帧发送至下一核心节点或边缘节点。

根据本发明的第一百二十九方面，在第一百二十八方面中，核心节点将包含STM信号的第一层帧按照预定的时间间隔发送至下一节点。

根据本发明的第一百三十方面，在第一百二十九方面中，预定时间间隔被设为125微秒。

根据本发明的第一百三十一方面，在第一百二十八方面中，核心节点对包含STM信号的第一层帧、包含ATM信元的第一层帧、包含原始IP分组的第一层帧和包含最大努力IP分组的第一层帧进行帧复用，按照STM、ATM、原始IP和最大努力IP的顺序给予从高到低的优先级，并将帧复用后的第一层帧发往下一核心节点或边缘节点。

根据本发明的第一百三十二方面，在第八十八方面中，由在用于路径监控的出口点使用OAM帧。

通过结合附图对本发明的详细说明，本发明的目的与特征将更为清晰。附图中：

图1是由SDL(简单数据链路)定义的常规帧格式的示意图；

图2是根据本发明实施例的第一层帧基本帧格式的示意图；

图3是显示图1中基本第一层帧与根据本发明实施例的基本第二层帧的对应关系的示意图；

图4A是根据本发明实施例用于传输ATM信元的第一层帧的示意图；

图4B是根据本发明实施例用于传输STM信号的第一层帧的示意图；

图4C是根据本发明实施例用于传输IP分组的第一层帧的示意图；

图5A是根据本发明实施例的第一层帧首部组成的示意图；

图5B是显示用于图5A中第一层帧首部的“帧模式”标识符的代码例子的表；

图5C是显示用于图5A中第一层帧首部的“填充”标识符的代码例子的表；

图5D是显示用于图5A中第一层帧首部的“协议”标识符的代码例子的表；

图6是当进行填充时将“填充长度”标识符加入图5A中的第一层帧首部的示意图；

图7是当执行填充时第一层帧构成的示意图；

图8A是显示第一层帧基本构成的示意图；

图8B是显示根据本发明实施例的BOM(消息开始)帧结构的示意图；

图8C是显示根据本发明实施例的BOM(连续消息)帧和EOM(消息结束)帧结构的示意图；

图9是显示根据本发明实施例分割第二层帧的例子的示意图，其中第二层帧被分割为数段并分配为一BOM帧、两个COM帧和一EOM帧；

图10是显示根据本发明实施例的经帧复用的第一层帧的例子的示意图，其中最大努力IP第二层帧被分割为数段并分配为一BOM帧和一EOM帧；

图11是显示根据本发明实施例的经帧复用的第一层帧的例子的示意图，其中最大努力IP帧被分割为数段并分配为一BOM帧、两个COM帧和一EOM帧；

图12是显示根据本发明实施例的数据传输系统的网络例子的示意图；

图13是显示通过使用根据本发明实施例的路由标号进行IP第一层帧传输的示意图；

图14是说明根据本发明实施例的通过使用流标号传送IP第一层帧的示意图；

图15是显示图12中数据传输系统的边缘节点的传输部分内部构成的例子的方框图；

图16是显示边缘节点的接收部分内部构成的例子的方框图；

图17是图12中数据传输系统的核心节点的传输部分内部构成的例子的方框图；

图18是显示核心节点的接收部分内部构成的例子的方框图；

图19是显示核心节点的传输部分内部构成的例子的方框图；

图20是显示根据本发明实施例进行的链路监控和路径监控的方框图；

图21是显示根据本发明实施例用于传输最大努力IP第一层帧的算法的流程图；

图22A是显示在本发明实施例中使用的虚帧构成的示意图；

图22B是显示在本发明实施例中所使用的最小虚帧的构成的示意图；

图22C是显示在本发明实施例中使用的OAM(操作和管理)帧构成的示意图。

下面将参考附图详细说明本发明的优选实施例。

根据本发明的设计能够以相同的帧格式兼容STM(同步传输模式)信号、ATM(异步传输模式)信元和IP分组的帧是第一层帧和包含在第一层帧中的第二层帧来实现的。第一层帧是能够进行可变长度分组传输的可变长度帧。

第一层帧的首部包括“分组长度”标识符、“优先级”标识符、“协议”标识符、“帧模式”标识符、“填充”标识符和“首部CRC16”标识符，如图5A所示。“分组长度”标识符指示分组的长度(第一层帧的有效负载)。“优先级”标识符指示分组的优先级。“协议”标识符指示第二层的协议(STM,ATM,IP等)。“帧模式”标识符指示第一层帧的类型，即第一层帧和包含在第一层帧中的第二层帧之间的对应关系。“填充”标识符指示在第一层帧中是否包含填充数据(用于填充的数据)。“CRC 16”标识符指示对前述字段(“分组长度”标识符、“优先级”标识符、“协议”标识符、“帧模式”标识符、“填充”标识符)的16位CRC(循环冗余校验)操作的结果。

当不执行填充时，如图8A所示，第一层帧包括紧接在首部后面的“有效负载”字段(此后称为“第一层帧有效负载”或“有效负载”)。第一层帧有效负载是可变长度字段(0～64千字节)。在“有效负载”后面，第一层帧包括“有效负载CRC”字段，其指示对第一层帧有效负载的CRC操作结果。

而当执行填充时，如图7所示，第一层帧包括在首部后面的有效负载。第一层帧有效负载是可变长度字段(0～64千字节)。在这种情况下，用于指示填充数据长度的“填充长度”标识符被提供给第一层帧有效负载的头部。填充数据被插入到第一层帧有效负载的末端。填充数据是用于调整第一层帧长度的数据。填充数据的长度由发送端在“填充长度”标识符中描述。在有效负载之后，第一层帧还包括“有效负载CRC”字段，其指示用于第一层帧有效负载的CRC操作的结果。

第一层帧的“首部CRC16”标识符使接收第一层帧的装置建立位同步、字节同步和帧同步。“有效负载CRC”字段用于监控有效负载数据质量。因此，第一层帧使接收端的装置进行位同步、字节同步和帧同步和有效负载数据质量监控。简言之，根据本发明的第一层帧可以实现常规第一层的基本功能。

该实施例的上述第二层帧在第一层帧的有效负载中组装。第二层帧可以兼容和传输多协议数据(STM信号，ATM信元，IP分组等)。包含在第二层帧中的数据协议由第一层帧首部中的“协议”标识符指示。

上述多协议包括ATM、STM、IPv4(互联网协议第4版)数据、IPv6(互联网协议第6版)、MPLS(多协议标签交换)等等。

第二层帧中的首部设置在第一层帧有效负载的头部。另外，在进行填充的情况下(即，在“填充长度”标识符设置在第一层帧有效负载的头部时)，第二层帧首部位于“填充长度”标识符之后。第二层帧首部的长度可以根据在第二层帧中包含并传输的数据的协议来改变。

这里，在IP分组在第一层帧中传输时，我们定义两种类型的标号作为第二层帧的首部：路由标号和流标号。路由标号是在通过网络节点择路中参考的字段。流标号是在两个节点之间有两个或更多个OCH(光纤信道)(由传输线和波长定义)时，用于选择要使用的OCH。此外，作为用于监控入口点和出口点之间路径的特殊目标第一层帧，定义了OAM(操作和管理)帧。

当STM信号或ATM信元在第一层帧中传送时，可以将路由标号用于第二层帧首部中的标号信息，以用于第一层帧的择路。在这些情况下，因为STM业务量和ATM业务量比IP业务量小，并且用于STM和ATM第一层帧的传输可以通过使用在节点之间的预设波长来进行，所以不使用流标号。

下面，将对第二层帧的分段进行解释。下面的解释中将假定要求第二层帧传送CBR(恒定比特率)业务量如STM信号。顺便提及，在普通数据传送中，一个第二层帧对应于一个第一层帧。

在普通的基于分组的数据传输如POS(Sonet上的分组，RFC2615[互联网工程任务组])中，包含CBR业务的帧必须以恒定的周期(125微秒)来传输。

但是，CBR业务帧的传输通常一直延缓到前一第二层帧(包含最大努力业务量等的第二层帧)传输完成为止。因此，由于每个分组是可变长度的，STM信号不能在普通的基于分组的数据传输中以恒定周期传输。

为了避免这一问题，在本实施例的帧构造方法中，将一个长的低优先级的第二层帧分段，并分配成两个或更多个第一层帧。

即使低优先级的第二层帧在传输，也通过中断来强行传输高优先级的第一层帧(如CBR业务)。

包含分割的第二层帧的第一层帧可以分为三种类型：BOM(消息开始)帧，COM(连续消息)帧，EOM(消息结束)帧。BOM帧是包含第二层帧前端的第一层帧。EOM帧是包含第二层帧后端的第一层帧。COM帧是包含分段的第二层帧但不包含第二层帧的前后端的第一层帧。简单地说，低优先级的第二层帧(从其前端到其后端)被分为数段并分配为一个BOM帧、一个或多个(或零个)COM帧和一个EOM帧。

可以通过参考包括在第一层帧首部中的“帧模式”标识符来判断第一层帧是包括第二层帧的分段(BOM帧，COM帧，EOM帧)的帧还是不包括第二层帧的分段的帧(即为单帧)。

终接第一层帧的装置参考第一层帧中的“优先级”标识符和“协议”标识符，并由此提取具有相同“优先级”标识符和“协议”标识符的第一层帧。通过这种操作，包含第二层帧分段的BOM帧、COM帧、EOM帧被连续接收和传送，由此原始第二层帧可以容易地被再构造(重新组装和恢复)。

在该实施例的帧构造方法中，存在第一层帧的第二层帧首部被省略的情况。当第二层帧被分割为数段并分配为BOM帧、COM帧、EOM帧时，要被COM帧和EOM帧保持的首部信息与BOM帧是一样的。因此，在该实施例中省略COM帧和EOM帧中的第二层帧首部信息是允许的。换言之，BOM帧包含第二层帧首部，而COM帧和EOM帧则不被提供第二层帧首部。这样，BOM帧就被称为“未压缩帧”，而COM帧和EOM帧被称为“压缩帧”。

下面，将说明使用根据本发明实施例的集合(aggregate)帧进行的数据传输。

本实施例的第二层帧在传输上层协议(STM、ATM、IP、MPLS等)的数据时，能够兼容和传输两个或更多的数据单元。

例如，STM信号以N字节为单位传输(而不是以字节为单位传输)。通过将各字节分配给64千字节信道，在两个常规的交换机之间传输N×64Kbps的N-信道的干线信号。

在这种情况下，用于产生第二层帧的网络边缘装置(如边缘节点)以125微秒为单位收集STM数据，并将它们组装在第二层帧中。类似地，为了传输ATM信号，网络边缘装置将多个ATM信元组装在一个第二层帧中并发送该第二层帧。

下面，将说明该实施例中进行的定期STM信号传输(以125微秒的固定间隔)。

当包含STM信号的第一层帧(此后称为“STM第一层帧”)必须以固定间隔传送时，在STM第一层帧之前传送的第一层帧的长度就变得重要了。

例如，即使当在STM第一层帧之前没有要传送的第一层帧时，也必须保持位同步、字节同步和帧同步。这种情况下，在STM第一层帧之前传送一虚帧并由此填满STM第一层帧之间的空闲的传送空间。

可以通过参考第一层帧首部的“协议”标识符来判断第一层帧是否为虚帧。虚帧长度是可变的。

当在STM第一层帧之前的空闲传送空间长度比最短的虚帧(最小虚帧)还要短时，上述填充数据就被插入到在空闲传送空间之前传送的第一层帧中，由此填充满空闲的传送空间，从而使第一层帧变得连续了。

填充数据长度比最小虚帧还要短。最小虚帧由第一层帧首部和“有效负载CRC”字段构成，因此，填充数据长度比第一层帧首部长度和“有效负载CRC”字段长度加在一起要短。具体地说，填充数据长度变成几个字节。

通过插入虚帧和填充数据，就实现了第一层帧的连续传输，可以保持帧同步，并且可以实现以精确的固定间隔(125微秒)来定期传送STM第一层帧。

图2是显示根据本发明实施例的第一层帧基本帧格式的示意图。如图2所示，第一层帧包括第一层帧首部(6字节)和第一层帧有效负载(0-64千字节)。可以选择加入表示对第一层帧有效负载进行CRC16或CRC32操作结果的“有效负载CRC”字段。

图3是显示基本的第一层帧和基本的第二层帧之间对应关系的示意图。参考图3，第二层帧由第二层首部(L2首部)和数据部分构成。如图3所示，第二层帧与第一层帧的有效负载(0～64千字节)相应。

图4A至4C是显示当在第二层帧中组装STM信号、ATM信元、IP分组时，根据本发明实施例的帧的示意图。

在图4A所示的第一层帧的有效负载中，包括首部(L2首部)和多个具有相同VPI(虚拟路径标识符)的ATM信元的第二层帧被组装。

在图4B所示的第一层帧的有效负载中，包括首部(L2首部)和STM信号(寻址到同一目的地的N×64Kbps话音数据)的第二层帧被组装。

在图4C所示的第一层帧的有效负载中，包括首部(L2首部)和IP分组的第二层帧被组装。

图5A是根据本发明实施例的第一层帧首部组成的示意图。如图5A所示，第一层帧首部(L1首部)包括“分组长度”标识符、“优先级”标识符、“协议”标识符、“帧模式”标识符、“填充”标识符和“首部CRC16”标识符。在填充数据被插入到第一层帧有效负载中的情况下，表示填充数据长度的“填充长度”标识符被加到第一层帧首部中。

“分组长度”标识符表示第一层帧的有效负载长度。“优先级”标识符指示第一层帧的优先级。“协议标识符”指示在第二层帧中包含的数据的协议。“帧模式”标识符指示在一个或多个第一层帧中组装第二层帧的方法，即第一层帧是单帧、BOM帧、COM帧还是EOM帧。“填充”标识符指示第一层帧中是否包含填充数据。“首部CRC16”标识符指示对上述字段(标识符)进行16位CRC(循环冗余校验)的操作结果。“填充长度”标识符指示填充数据的长度。

图5B是显示用于“帧模式”标识符的代码例子的表。参考图5B，“帧模式”标识符(代码)“00”、“01”、“10”和“11”分别指示单帧、BOM帧、COM帧和EOM帧。

图5C是显示用于“填充”标识符的代码例子的表。参考图5C，“填充”标识符(代码)为“0”表示未执行填充，而“填充”标识符(代码)为“1”表示执行填充。

图5D是显示用于“协议”标识符的代码例子的表。参考图5D，“协议”标识符(代码)“000”、“001”、“010”、“011”、“100”和“101”分别”表示IPv4、IPv6、STM、ATM、OAM和虚帧。

如图6和7所示，当执行填充时，“填充长度”标识符被加到第一层帧首部中，并且填充数据被插入到第一层帧有效负载的底部。

下面，将说明该实施例中传输第一层帧的数据传输方法。当包含STM信号的第一层帧(STM第一层帧)和包含ATM信元的第一层帧(此后称为“ATM第一层帧”)被传输时，定期传输STM第一层帧和ATM第一层帧。在STM第一层帧和ATM第一层帧之间的剩余空间中容纳IP分组(此后称为“IP第一层帧”)。

在该实施例中，关于IP分组有两个优先级：原始(primary)IP分组和最大努力IP分组。原始IP分组是其带宽必须保证或其延迟要求短(对延迟敏感)的IP分组。原始IP分组比最大努力IP分组有更高的优先级。

因此，以预定的周期发送STM第一层帧和ATM第一层帧，并且在STM第一层帧和ATM第一层帧之间连续发送包含原始IP分组的第一层帧(此后称为“原始IP第一层帧”)和包含最大努力IP分组的第一层帧(此后称为“最大努力IP第一层帧”)。

当可变长度最大努力IP分组(包含在最大努力IP第一层帧的最大努力IP第二层帧中)与STM/ATM第二层帧(包含在STM/ATM第一层帧中)的定期传输重叠时，将最大努力IP第二层帧分割为几段并分配为两个或更多个最大努力IP第一层帧。如前所述，含有最大努力IP第二层帧的分段的最大努力IP第一层帧包括BOM帧、COM帧和EOM帧。

图10是显示根据本发明实施例的经帧复用的第一层帧的例子的示意图，其中最大努力IP第二层帧被分割为数段并分配为BOM帧和EOM帧。参考图10，最大努力IP第二层帧被分割为两段，并分配为BOM(消息开始)帧(包含第二层帧的前端的第一层帧)和EOM(消息结束)帧(包含第二层帧的后端的第一层帧)。

图11是显示根据本发明实施例的经帧复用的第一层帧的例子的示意图，其中最大努力IP第二层帧被分割为数段并分配为一BOM帧、一COM帧和一EOM帧。参考图11，最大努力IP第二层帧被分割为三段，并被分配为BOM帧、COM(连续消息)帧(包含第二层帧的分段但不包括第二层帧的前端和后端)和EOM(消息结束)帧。如图9所示，在BOM帧和EOM帧之间的COM帧的数目并不仅限于一个。根据最大努力IP第二层帧的长度，在BOM帧和EOM帧之间可以产生两个或更多个的COM帧。当要被分割的第二层帧短时，在BOM帧和EOM帧之间没有COM帧产生。

参考图10和11，如果具有相同“优先级”标识符和“协议”标识符的第一层帧被提取，则顺序接收和传送包含第二层帧的分段的BOM帧、COM帧和EOM帧。

用于接收和终接第一层帧的装置可以通过参考包含在第一层帧首部中的“帧模式”标识符来鉴别BOM帧、COM帧和EOM帧以及单帧(见图5B)。

如果“帧模式”标识符是“00”(单帧)，则在第一层帧中已经组装了最大努力IP分组而没有进行分割。

如果“帧模式”标识符是“01”(BOM帧)，则最大努力IP分组已经被分成两段或更多段，而第一层帧包括最大努力IP分组的第一段(前端)。

如果“帧模式”标识符是“10”(COM帧)，则最大努力IP分组已经被分成两段或更多段，而第一层帧包括既不是第一分段也不是最后分段的最大努力IP分组的分段。

如果“帧模式”标识符是“11”(EOM帧)，则最大努力IP分组已经被分成两段或更多段，而第一层帧包括最大努力IP分组的最后分段(后端)。

BOM帧、COM帧和EOM帧被连续地传送，而在接收端的装置提取具有相同“优先级”标识符和“协议”标识符的第一层帧，因此，当该装置接收一COM帧或一EOM帧(“帧模式”标识符：“10”或“11”)，该装置可以判断COM/EOM帧可与先前接收到的BOM帧一起使用，以重构一第二层帧。

因此，在该实施例中，包含在COM帧或EOM帧的第二层帧并未提供有第二层帧首部。通过省略COM/EOM帧中的第二层帧首部，第二层帧的有效负载可以在COM/EOM帧中做得更长，由此可以增加传送的信息量。

下面将参考图8A至8C详细说明层帧的帧格式。图8A是显示该实施例第一层帧基本构成的示意图。参考图8A，第一层帧首部包括“分组长度”标识符、“优先级”标识符、“协议”标识符、“帧模式”标识符(图8A中未示出)、“填充”标识符(图8A中未示出)和“首部CRC16”标识符。第一层帧的有效负载以可变长度字段(0～64千字节)设在首部后面。在有效负载之后，作为一种选择，可以加入“有效负载CRC16”字段或“有效负载CRC32”字段。

图8B是显示根据本实施例的BOM帧结构的示意图。在作为未压缩帧的BOM帧中，第二层帧首部(路由标号和流标号)和第二层帧有效负载(数据区)在第一层帧有效负载中被组装。

图8C是显示根据本实施例的COM/EOM帧结构的示意图。在作为压缩帧的COM/EOM帧中，只有第二层帧有效负载(数据区)被组装在第一层帧有效负载中。第二层帧首部(路由标号和流标号)则省略了。

在该实施例中，包含STM信号的第一层帧(STM第一层帧)被以固定间隔(125微秒)传送，如图10和11所示。节点的交换部分(其对第一层帧进行中继)发送STM信号(STM第一层帧)作为最高优先级的业务。

为了执行STM第一层帧的定期传输，当最大努力IP第一层帧的传输与STM第一层帧的传输重叠时，包括最大努力IP分组的第一层帧(最大努力IP第一层帧)被分为BOM帧、COM帧和EOM帧。附带说一下，将被用在下面说明中的BOM/COM/EOM帧是最大努力IP第一层帧。STM第一层帧、ATM第一层帧、以及原始IP第一层帧不进行分割而作为单帧来传输。

但是，仅通过分割最大努力IP第一层帧和进行STM第一层帧的高优先级传输不能实现STM第一层帧的定期传输。

如图10和11所示，STM第一层帧在固定间隔(125微秒)中以最高优先级来传送，而包含ATM信元的第一层帧(ATM第一层帧)和包括原始IP分组的第一层帧(原始IP第一层帧)也以高优先级传送。因此，最大努力IP第一层帧只能在STM第一层帧、ATM第一层帧和原始IP第一层帧的传输空隙(空闲时间)里传送。

能够进行最大努力IP第一层帧传输的传输空隙(空闲时间)的长度L(此后称为“最大努力IP传送空间”)根据ATM第一层帧以及原始IP第一层帧的长度而改变。如上所述，STM第一层帧的发送以预定周期进行。因此，最大努力IP第一层帧的长度必须调整为最大努力IP传送空间的长度L。

下面，将参考图7,21,22A和22B来说明在发送端的装置通过使用虚帧或填充数据来填满最大努力IP传送空间(达到长度L)的操作。

上述的虚帧是一第一层帧，其有效负载用图22A所示的空数据来填入。空区域为0千字节的虚帧就是上述的“最小虚帧”。最小虚帧为由第一层帧首部和“有效CRC”字段构成，如图22B所示。

填充数据是插入到最大努力IP第一层帧有效负载中，用于将最大努力IP第一层帧的长度调整至最大努力IP传送空间的长度L的数据(见图7)。如图7所示，填充数据在最大努力IP第一层帧的有效负载的数据区之后加入。在填充数据加入到最大努力IP第一层帧的有效负载之后，“填充长度”标识符被提供给有效负载的头部。在这种情况下，在首部的“填充”标识符中的代码描述为“1”，如图5C和7所示。

图21是显示根据本实施例的用于传输最大努力IP第一层帧的算法的流程图。附带说明，出于简明的目的，下面的解释将忽略“有效负载CRC”字段。

当在发送端的装置(以下称为“帧传输装置”)接收最大努力IP第一层帧传输指令和指示最大努力IP传送空间长度L的参数L时，帧传输装置首先判断是否存在剩余的EOM帧(步骤S2200)。如果剩余的EOM帧存在(步骤S2200中的“是”)，则将EOM帧的长度M与最大努力IP传送空间的长度L进行比较(步骤S2201)。

如果EOM帧的长度M比最大努力IP传送空间的长度L大(步骤S2201中的“M＞L”)，则分割EOM帧并提取EOM帧的第一段。所提取EOM帧的第一段的长度(包括首部)被设为L。所提取的EOM帧的第一段作为COM帧发送，而EOM帧剩余的段则作为EOM帧(具有第一层帧首部)的EOM帧来储存(步骤S2202)，由此结束该过程。

如果EOM帧的长度M等于最大努力IP传送空间的长度L(步骤S2201中的“M=L”)，则不分割EOM帧而直接发送(步骤S2203)，由此结束过程。

如果EOM帧的长度M比最大努力IP传送空间的长度L小(步骤S2201中的“M＜L”)，则将EOM帧长度M和最小虚帧长度D相加的和(M+D)与最大努力IP传送空间的长度L进行比较(步骤S2204)。

如果M+D等于最大努力IP传送空间的长度L(步骤S2204中的“M+D=L”)，则发送长度为M的EOM帧(步骤S2207)，然后发送长度为D的最小虚帧(步骤S2208)，由此结束该过程。

如果M+D大于最大努力IP传送空间的长度L(步骤S2204中的“M+D＞L”)，则填充数据被插入到EOM帧的有效负载之后。填充数据的长度被设为L-M-1字节。附带说明，该1字节用于指示填充数据长度的“填充长度”标识符。因此，在要发送的EOM帧中，“填充长度”标识符(1字节)被插入到第一层帧的有效负载顶端，而填充数据(L-M-1)字节被插入到第一层帧的有效负载底部，如图7所示(步骤S2205)。然后，EOM帧被发送(步骤S2206)，并由此结束该过程。

如果M+D小于最大努力IP传送空间的长度L(步骤S2204中的“M+D＜L”)，则发送EOM帧并且参数L(最大努力IP传送空间的长度L)的值被更新为L-M(L-M→L)(步骤S2209)。

如果没有剩余的EOM帧存在(步骤S2200中的“否”)或如果最大努力IP传送空间的长度L的更新已经进行(步骤S2209)，则帧传输装置判断是否存在下一要发送的最大努力IP第一层帧(步骤S2210)。

如果没有存在下一要发送的最大努力IP第一层帧(步骤S2210中的“否”)，发送长度为L的虚帧以实现STM第一层帧的定期传输(步骤S2211)，由此该过程结束。

如果存在下一要发送的最大努力IP第一层帧(步骤S2210中的“是”)，则帧传输装置得到下一要发送的最大努力IP第一层帧的长度B(步骤S2212)。

接着，最大努力IP第一层帧的长度B与最大努力IP传送空间的长度L进行比较(步骤S2213)。

如果最大努力IP第一层帧的长度B比最大努力IP传送空间的长度L长(步骤S2213中的“B＞L”)，最大努力IP第一层帧被分成长度为L的BOM帧和EOM帧(步骤S2214)。然后，发送长度为L的BOM帧并储存EOM帧(其具有第一层帧首部)(步骤S2215)，由此结束该过程。

如果最大努力IP第一层帧的长度B等于最大努力IP传送空间的长度L(步骤S2213中的“B=L”)，则不分割最大努力IP第一层帧，将其作为单帧发送，由此结束过程。

如果最大努力IP第一层帧的长度B小于最大努力IP传送空间的长度L(步骤S2213中的“B＜L”)，则将最大努力IP第一层帧的长度B和最小虚帧长度D相加得到的(B+D)与最大努力IP传送空间的长度L进行比较(步骤S2217)。

如果B+D等于最大努力IP传送空间的长度L(步骤S2217中的“B+D=L”)，则将长度为B的最大努力IP第一层帧作为单帧发送(步骤S2219)，然后发送长度为D的最小虚帧(步骤S2220)，由此结束该过程。

如果长度B+D大于最大努力IP传送空间的长度L(步骤S2217中的“B+D＞L”)，则填充数据被插入到最大努力IP第一层帧的有效负载之后。填充数据的长度被设为L-B-1字节。该1字节用于指示填充数据长度的“填充长度”标识符。因此，在下一步要发送的最大努力IP第一层帧中，“填充长度”标识(1字节)被插入到第一层帧的有效负载的顶部，而填充数据(L-B-1)字节被插入到第一层帧的有效负载底部，如图7所示(步骤S2221)。然后，最大努力IP第一层帧作为单帧被发送(步骤S2222)，并由此结束该过程。

如果B+D小于最大努力IP传送空间的长度L(步骤S2217中的“B+D＜L”)，则最大努力IP第一层帧作为单帧发送，而参数L(最大努力IP传送空间的长度L)的值被更新为L-B(L-B→L)(步骤S2218)。然后，过程返回到步骤S2212。

通过上述过程，最大努力IP传输空间的长度L被精确地填满并由此成功地实现了STM第一层帧的传输。因此，STM信号可以通过基于分组的网络进行点到点传输。

下面，将参考图4C、8B、13和14说明根据该实施例的第二层帧首部。

在IP分组在第二层帧中传输的情况下，第二层帧配备有上述第二层帧首部，该首部由路由标号和流标号组成，如图4C所示。

通过参考路由标号字段以用于通过网络中节点的路由。流标号字段用于当在两个节点间存在两个或更多的OCH(光纤信道)时指定一要使用的OCH(传输线和波长)。

如前所述，在最IP第一层帧的情况下，作为第二层帧首部的路由标号和流标号只被加到如图8B所示BOM帧中，而不加到如图8C所示EOM帧中，图13和图14通过使用路由标号和流标号来传送IP第一层帧的情况。用路由标号和流标号来传送帧的详细过程将在后面说明。

第一层帧的“有效负载CRC”字段可以实现链路质量监控(如图20的(B)和(D)所示)，但不能用于路径监控。因此，图22C中所示的OAM(操作和管理)帧可用于监控网络中入口点和出口点之间的路径，如图20的(B)和(E)所示。路径监控可以通过用例如所谓的“PN码型”来填充如图22C所示的OAM帧的有效负载来实现。OAM帧可以在固定间隔(125微秒)的末尾传送。当使用OAM帧时，用于图21所示流程中的最大努力IP传输空间的长度L可以缩短OAM帧的长度。

如上所述，在根据本发明实施例的帧构造方法中，STM第一层帧被以固定周期(125微秒)传送。在物理层中建立了位同步，并且使用“首部CRC16”标识符建立了字节同步和帧同步，从而理所当然地以固定间隔(125微秒)来传送STM信号，维持了点到点线路质量监控功能(点到点性能监控功能)。

此外，利用公共帧格式传送ATM信元和IP分组，因此，可以在网络中用公用的方法处理和管理不同类型的信息。

因此，已经分别独立建立的STM网络、ATM网络和IP网络可以集成或构造为公共的或集成的网络。

通过将路由标号和流标号定义为用于IP第二层帧的传输信息，即使当各链路由两个或更多的波长通过WDM(波分复用)构成，也可以通过简单的程序而适当地传输IP分组。使用路由标号和流标号进行IP第一层帧传输的详细情况将在后面说明。

下面，将详细说明根据本发明实施例的用于传输STM业务和最大努力业务的混合业务的数据传输系统。

图12是显示作为根据本发明实施例的数据传输系统的网络例子的示意图。图12所示的网络包括STM装置(STM交换机、STM传输节点等)1100和1111，ATM装置(ATM交换机、ATM交互连接(crossconnect)等)1101和1112，IP路由器1102和1113，边缘节点(EN)1103,1106,1108和1110，以及核心节点(CN)1104,1105,1107和1109。

网络的边缘节点1103,1106,1108和1110与常规的网络装置如STM装置1100和1111、ATM装置1101和1112、IP路由器1102和1113等连接。因此，边缘节点1103,1106,1108和1110作为网络与常规网络装置的接口来操作。

边缘节点(1103,1106,1108和1110)组装第二层帧(在第一层帧当中)中的STM信号、ATM信元和IP分组，如图4A到4C所示，并将第一层帧发送到网络。

同时，边缘节点(1103,1106,1108和1110)接收和终结从网络传送的第一层帧，并从所接收的第一层帧中提取STM信号、ATM信元和IP分组。所提取的STM信号、ATM信元和IP分组被分别发送到STM装置1100和1111、ATM装置1101和1112、IP路由器1102和1113。

核心节点(1104,1105,1107和1109)终接第一层帧，并从第一层帧中提取第二层帧。核心节点(1104,1105,1107和1109)根据所提取第二层帧中的首部信息进行第二层帧的交换。然后，核心节点(1104,1105,1107和1109)将第二层帧转换为第一层帧，并根据首部信息将第一层帧输出到合适的线路上。

图15是显示图12中边缘节点(1103,1106,1108和1110)的传输部内部构成的例子的方框图。下面，将参考图15详细说明边缘节点(1103,1106,1108和1110)的传输部的构成和操作。

图15所示的边缘节点(1103,1106,1108和1110)的传输部包括IP分组接收部1403、ATM信元接收部1404、STM信号接收部1405、路由标号发生部1406、流标号发生部1407、IP第二层帧发生部1408、ATM第一层帧发生部1409、STM第一层帧发生部1410、定时器1411、IP第一层帧发生部1412、调度部1413和帧复用部1414。

STM信号接收部1405从组装STM第二层帧的STM装置1402接收STM信号。STM信号的目的地通过规定(provisioning)来识别，STM信号是N信道话音信号。各信道的比特率设为8比特/125微秒(64Kbps)，因此，STM信号的比特率变为N×64Kbps。

STM信号接收部1405将STM信号发送至STM第一层帧发生部1410。STM第一层帧发生部1410首先通过形成以125微秒为单位收集STM信号的STM第二层帧有效负载、并将包括路由标号的第二层帧首部加到各STM第二层帧有效负载中，来产生STM第二层帧，然后通过将“分组长度”标识符(指示STM第一层帧有效负载的长度)、“优先级”标识符(指示CBR(恒定比特率)数据传输，“协议”标识符(指示STM)，“帧模式”标识符(指示“单帧”)，“填充”标识符(指示“无填充”)加入STM第二层帧中来产生STM第一层帧。顺便提及，STM第二层帧的路由标号是通过STM第一层帧发生部1410按照规定来产生的。具体地说，从STM装置1402提供包含STM信号的STM帧，各STM信号的目的地根据STM帧中的时隙(包含STM信号)位置来判断。例如，STM第二层帧通过收集相同目的地的STM信号来产生，并且与该目的地相应的路由标号被提供给STM第二层帧首部。

接着，STM第一层帧发生部1410对所产生的STM第一层帧的首部进行CRC16操作，并将结果加到STM第一层帧首部的底部。此外，作一种选择，STM第一层帧发生部1410可以对第一层帧有效负载进行CRC16或CRC32操作，并将操作结果加到STM第一层帧的后端。

ATM信元接收部1404从用于组装STM第二层帧的ATM装置1401接收ATM信元，并在ATM第一层帧发生部1409中储存ATM信元。

ATM第一层帧发生部1409首先通过使用所储存的ATM信元形成ATM第二层帧有效负载、并将包括路由标号的第二层帧首部加到各ATM第二层帧有效负载中，来产生ATM第二层帧，然后通过将“分组长度”标识符(指示ATM第一层帧有效负载的长度)、“优先级”标识符(指示ATM类型(CBR(恒定比特率)、UBR(未指定比特率)等))，“协议”标识符(指示ATM)，“帧模式”标识符(指示“单帧”)，“填充”标识符(指示“无填充”)加入ATM第二层帧中来产生ATM第一层帧。顺便提及，ATM第二层帧的路由标号是通过ATM第一层帧发生部1409按照例如ATM信元首部的VPI/VCI来产生的。

接着，ATM第一层帧发生部1409对所产生的ATM第一层帧的首部进行CRC16操作，并将操作结果加到ATM第一层帧首部的底部。此外，作一种选择，ATM第一层帧发生部1409可以对第一层帧有效负载进行CRC16或CRC32操作，并将操作结果加到ATM第一层帧的后端。

IP分组接收部1403从组装IP第二层帧的IP路由器1400接收IP分组并将该IP分组存入IP第二层帧发生部1408。同时，IP分组的首部信息被发送到路由标号发生部1406和流标号发生部1407。

路由标号发生部1406根据包含在IP分组首部中的目的地IP地址或根据目的地IP地址和源IP地址产生路由标号，并将结果(路由标号)发送至IP第二层帧发生部1408。

IP第二层帧发生部1408用IP分组、路由标号和流标号产生IP第二层帧。所产生的IP第二层帧被发送至IP第一层帧发生部1412，并储存在其中。

IP第一层帧发生部1412将所储存的IP第二层帧分为原始IP第二层帧和最大努力IP第二层帧。可以通过参考IP分组首部的COS(业务种类)标识符、或通过判断IP分组首是否包括例如与原始IP有关的已注册IP地址信息，来确定IP第二层帧是原始IP第二层帧还是最大努力IP第二层帧。IP第一层帧发生部1412通过使用原始IP第二层帧和最大努力IP第二层帧分别产生原始IP第一层帧和最大努力IP第一层帧。并将原始IP第一层帧以比最大努力IP第一层帧高的优先级输出至帧复用部1414。

IP第一层帧发生部1412根据已经参考图21的流程图说明过的方法，将最大努力IP第一层帧分割为BOM帧、COM帧和EOM帧。根据上述方法，如果需要，IP第一层帧发生部1412将填充数据插入到最大努力IP第一层帧中。

如参考图21的流程图说明过的方法，根据最大努力IP传输空间长度L，来判断最大努力IP第一层帧是应当以单帧发送，还是应当分割为BOM帧、COM帧和EOM帧来发送，和判断是否应插入填充数据。

IP第一层帧发生部1412产生“分组长度”标识符(指示最大努力IP第一层帧有效负载的长度)、“优先级”标识符(指示低优先级)，“协议”标识符(指示IP)，“帧模式”标识符(指示“单帧、BOM帧、COM帧或EOM帧”)，“填充”标识符(指示是否存在填充数据)作为最大努力IP第一层帧的首部。

接着，IP第一层帧发生部1412对所产生的最大努力IP第一层帧的首部进行CRC16操作，并将结果(“首部CRC16”标识符)加到最大努力IP第一层帧首部的底部。

在填充数据插入最大努力IP第一层帧的情况下，IP第一层帧发生部1412在“首部CRC16”后插入“填充长度”标识符(指示填充数据的长度)，并将填充数据插在图7所示的最大努力IP第一层帧有效负载。

此外，作一种选择，最大努力IP第一层帧发生部1412可以对最大努力IP第一层帧有效负载进行CRC16或CRC32操作，并将结果加到最大努力IP第一层帧的后端。

最大努力IP第一层帧发生部1412产生的最大努力IP第一层帧以比原始IP第一层帧低的优先级输出到帧复用部1414。顺便提及，对于原始IP第一层帧，最大努力IP第一层帧发生部1412产生“分组长度”标识符(指示原始IP第一层帧有效负载的长度)、“优先级”标识符(指示高优先级)，“协议”标识符(指示IP)，“帧模式”标识符(指示单帧)，“填充”标识符(指示“无填充”)和“首部CRC16”标识符。作为单帧的原始IP第一层帧被以比最大努力IP第一层帧更高的优先级输出至帧复用部1414。

调度部1413根据由定时器1411定时的内部时间，指示STM第一层帧发生部1410定期(125微秒)将STM第一层帧输出至帧复用部1414。

在使STM第一层帧发生部1410将STM第一层帧输出至帧复用部1414后，调度部1413命令ATM第一层帧发生部1409将其储存的一个或多个ATM第一层帧输出至帧复用部1414。

在使ATM第一层帧发生部1409向帧复用部1414输出ATM第一层帧之后，调度部1413指示IP第一层帧发生部1412将其中保存的一个或多个原始IP第一层帧作为单帧输出给帧复用部1414。

在使IP第一层帧发生部1412向帧复用部1414输出原始IP第一层帧之后，调度部1413指示IP第一层帧发生部1412将其中保存的一个最大努力IP第一层帧作为单帧、BOM帧、COM帧或EOM帧输出给帧复用部1414。IP第一层帧发生部1412根据参考图21的流程图所述的算法输出一个或多个最大努力IP第一层帧。

帧复用部1414根据调度部1413的指令接收从STM第一层帧发生部1410、ATM第一层帧发生部1409以及IP第一层帧发生部1412发出的STM第一层帧、ATM第一层帧、原始IP第一层帧和最大努力IP第一层帧，并且如图10和11所示对多个第一层帧进行帧复用。经过帧复用的第一层帧被帧复用部1414输出至传输线(至核心节点(1104,1105,1107,1109))。

图16的框图显示了边缘节点(1103,1106,1108,1110)的接收部的内部组成的一个例子。以下将参考图16对边缘节点(1103,1106,1108,1110)的接收部的组成和操作进行详细说明。

如图16所示，边缘节点(1103,1106,1108,1110)的接收部包括一个IP分组传输部1503、一ATM信元传输部1504、一STM信号传输部1505、帧终接部1506、1507和1508以及帧分离部1509。

帧分离部1509利用第一层帧首部建立位同步、字节同步以及帧同步。

在位同步、字节同步和帧同步建立之后，帧分离部1509参考包含在第一层帧的首部之中的“协议”标识符并由此判断出包含在第一层帧的有效负载之中的数据是STM信号、ATM信元还是IP分组。

接下来，帧分离部1509参考第一层帧首部中的“分组长度”标识符并由此获取第一层帧有效负载的总长度和后端。

当第一层帧是一个STM第一层帧时，帧分离部1509将把该STM第一层帧发送给帧终接部1508。当第一层帧是一个ATM第一层帧时，帧分离部1509将把该ATM第一层帧发送给帧终接部1507。当第一层帧是一个IP第一层帧时，帧分离部1509将把该IP第一层帧发送给帧终接部1506。

帧终接部1508从第一层帧中取出STM信号，并将被取出的STM信号发送给STM信号传输部1505。STM信号传输部1505则将此STM信号发送给STM装置1502。

帧终接部1507从第一层帧中取出ATM信号，并将被取出的ATM信号发送给ATM信元传输部1504。ATM信元传输部1504则将此ATM信元发送给ATM装置1501。

如果IP第一层帧是一个单帧，则帧终接部1506将从IP第一层帧中取出IP第二层帧。如果已经有填充数据插入IP第二层帧中，帧终接部1506将把此填充数据从IP第二层帧中清除掉。然后，帧终接部1506从IP第二层帧中取出一个IP分组并将被取出的IP分组发送给IP分组传输部1503。而IP分组传输部1503则将此IP分组发送给IP路由器1500。

如果第一层帧是BOM帧或COM帧，则帧终接部1506将一直保存此BOM/COM帧，直到从帧分离部1509提供EOM帧为止。当从帧分离部1509提供EOM帧时，帧终接部1506将通过连接BOM帧、COM帧和EOM帧的有效负载来重建一个第二层帧。在第二层帧的重建过程中，帧终接部1506将判断出是否已有填充数据插入各个第一层帧中。如果有填充数据已插入第一层帧，则帧终接部1506将把此填充数据从该第一层帧中清除掉。

之后，帧终接部1506从被重建的第二层帧中取出一个IP分组并将被取出的IP分组发送给IP分组传输部1503。而IP分组传输部1503则将此IP分组发送给IP路由器1500。

图17的框图显示了核心节点(1104,1105,1107,1109)的内部组成的一个例子。以下将参考图17对核心节点(1104,1105,1107,1109)的组成和操作进行详细说明。

图17所示的核心节点(1104,1105,1107,1109)包括接收部1600和1601、第二层帧交换机1602以及传输部1603和1604。

接收部(1600,1601)利用第一层帧首部中的“首部CRC 16”标识符为各个输入线路建立字节同步和帧同步。

第二层帧交换机1602根据第二层帧首部的标号信息为各个帧确定一个适当的输出线路(输出端口)，并由此执行帧交换工作。传输部(1603,1604)重建第一层帧以用于将第二层帧发送至适当的输出线路。

图18的框图显示了核心节点(1104,1105,1107,1109)的接收部(1600,1601)的内部组成的一个例子。以下将参考图18对核心节点(1104,1105,1107,1109)的接收部(1600,1601)的组成和操作进行详细说明。

如图18所示，核心节点(1104,1105,1107,1109)的接收部(1600,1601)包括第一层终接部1700、STM第二层终接部1701，ATM第二层终接部1702，IP第二层终接部1703，帧复用部1704以及优先级处理调度部1705。

第一层终接部1700可终止传输线提供的第一层帧。第一层终接部1700能够根据第一层帧首部中的“协议”标识符确定出第一层帧的类型(STM、ATM或IP分组)，并可根据第一层帧的类型将第一层帧发送给STM第二层终接部1701、ATM第二层终接部1702或IP第二层终接部1703。

STM第二层终接部1701从第一层终接部1700所提供的STM第一层帧中取出一个STM第二层帧。ATM第二层终接部1702也按照相同的方式从第一层终接部1700所提供的ATM第一层帧中取出一个ATM第二层帧。

如果IP第一层帧是单帧，则IP第二层终接部1703从第一层终接部1700所提供的IP第一层帧中提取出一个IP第二层帧。如果IP第一层帧是BOM帧或COM帧，则IP第二层终接部1703将一直保存此BOM/COM帧，直到从第一层帧终接部1700提供一个EOM帧为止。

当从第一层帧终接部1700提供一个EOM帧时，IP第二层终接部1703将通过连接BOM帧、COM帧和EOM帧的有效负载来重建一个IP第二层帧。

在从IP第一层帧中提取IP第二层帧的过程中，IP第二层终接部1703将参考IP第一层帧首部的“填充”标识符，并由此判断出是否已有填充数据被插入进IP第一层帧。如果已有填充数据被插入进IP第一层帧，则IP第二层帧终接部1703将把此填充数据(其长度由“填充长度”标识符描述)从IP第一层帧的有效负载中清除掉。

优先级处理调度部1705获取保存在STM第二层终接部1701、ATM第二层终接部1702和IP第二层终接部1703之中的第二层帧的存在与否的情况，并执行优先级处理的管理。

如果STM第二层终接部1701中有将被按最高优先级处理的STM第二层帧存在，则优先级处理调度部1705将指示帧复用部1704读出此具有最高优先级的STM第二层帧。

之后，如果ATM第二层终接部1702中有一个或多个将被按第二优先级处理的ATM第二层帧存在，则优先级处理调度部1705将指示帧复用部1704读出此ATM第二层帧。

然后，如果IP第二层终接部1703中有一个或多个将被按第三优先级处理的原始第二层帧存在，则优先级处理调度部1705将在ATM第二层终接部1702之中没有ATM第二层帧存在的情况下，指示帧复用部1704从IP第二层终接部1703中读出此原始IP第二层帧。

最大努力IP第二层帧是一个具有最低优先级的第二层帧，因此，只有当终接部(1600,1601)中不存在STM第二层帧、ATM第二层帧或原始IP第二层帧时，优先级处理调度部1705才会指示帧复用部1704从IP第二层终接部1703中读出该最大努力IP第二层帧。

帧复用部1704根据优先级处理调度部1705的指令从STM第二层终接部1701、ATM第二层终接部1702和IP第二层终接部1703中读出第二层帧，并将其发送给第二层帧交换机1602。

图19的框图显示了核心节点(1104,1105,1107,1109)的传输部(1603,1604)的内部组成的一个例子。以下将参考图19对核心节点(1104,1105,1107,1109)的传输部(1603,1604)的组成和操作进行详细说明。

如图19所示，核心节点(1104,1105,1107,1109)的传输部(1603,1604)包括帧复用部1800、STM第一层帧发生部1801、ATM第一层帧发生部1802，IP第一层帧发生部1803，帧分离部1804以及传输调度部1805。

帧分离部1804接从第二层帧交换机1602发出的第二层帧并根据第二层帧的协议(STM、ATM、IP，等等)将该第二层帧发送给STM第一层帧发生部1801、ATM第一层帧发生部1802或IP第一层帧发生部1803。顺便说一句，与各第二层帧的协议有关的信息由接收部(1600,1601)经第二层帧交换机1602提供以作为控制信息。该控制信息可通过与第二层帧复用而在核心节点(1104,1105,1107,1109)中传送。

传输调度部1805获知保存在STM第一层帧发生部1801、ATM第一层帧发生部1802和IP第一层帧发生部1803之中的第二层帧是否存在情况并执行优先级处理的管理。

传输调度部1805指示STM第一层帧发生部1801周期性地(125微秒)输出一个STM第一层帧。

STM第一层帧发生部1801将保存的STM第二层帧转换成一个STM第一层帧，并将其发送给帧复用部1800。顺便说一句，用来产生第一层帧首部所需的信息也可以在核心节点(1104,1105,1107,1109)中传送以作为上述控制信息。

在从STM第二层帧转换成STM第一层帧的过程中，STM第一层帧发生部1801将在STM第一层帧的有效负载中插入STM第二层帧，并在STM第一层帧的首部中插入一个“分组长度”标识符，一个“优先级”标识符(指示CBR(恒定比特)数据传输)，一个“协议”标识符(指示STM)，一个“帧模式”标识符(指示“单帧”)以及一个“填充”标识符(指示“无填充”)。STM第一层帧发生部1801对上述STM第一层帧首部执行CRC 16操作，并将结果加到STM第一层帧首部的底部。作为一个可选项，STM第一层帧发生部1801还可对STM第一层帧有效负载执行CRC 16或CRC 32操作，并将结果加到STM第一层帧的后端。

通过在ATM第一层帧的有效负载中插入ATM第二层帧，并在ATM第一层帧的首部中插入一个“分组长度”标识符，一个“优先级”标识符(指示ATM的类型(CBR,UBR,等等))，一个“协议”标识符(指示ATM)，一个“帧模式”标识符(指示“单帧”)以及一个“填充”标识符(指示“无填充”)，ATM第一层帧发生部1802就可将保存的ATM第二层帧转换成一个ATM第一层帧。ATM第一层帧发生部1802对上述ATM第一层帧首部执行CRC 16操作，并将结果加到ATM第一层帧首部的底部。作为一个可选项，ATM第一层帧发生部1802还可对ATM第一层帧有效负载执行CRC 16或CRC 32操作，并将结果加到ATM第一层帧的后端。

IP第一层帧发生部1803将IP第二层帧分成原始IP第二层帧和最大努力IP第二层帧，利用原始IP第二层帧和最大努力IP第二层帧分别产生原始IP第一层帧和最大努力IP第一层帧，并给原始IP第一层帧赋予较高优先级，向帧复用部1800输出原始IP第一层帧和最大努力IP第一层帧。

IP第一层帧发生部1803将最大努力IP第一层帧(或最大努力IP第二层帧)分割为多个段，并且在必要时根据参考图21说明的方法将这些段分配给BOM帧、COM帧和EOM帧。IP第一层帧发生部1803可在必要时根据上述方法将填充数据插入到最大努力IP第一层帧之中。

如参考图21所做的说明那样，对最大努力IP第一层帧是否应被作为一个单帧发送或是应被分割成一个BOM帧、一个COM帧和一个EOM帧的判断、以及对是否应该插入填充数据的判断都取决于最大努力IP传送空间的长度L。

IP第一层帧发生部1803可产生“分组长度”标识符(指示最大努力IP第一层帧有效负载的长度)、“优先级”标识符(指示低优先级)、“协议”标识符(指示IP)、“帧模式”标识符(指示单帧、BOM帧、COM帧或EOM帧)和“填充”标识符(指示是否存在有填充数据)以作为最大努力IP第一层帧首部。

然后，IP第一层帧发生部1803对产生的最大努力IP第一层帧首部执行CRC 16操作并将结果(“首部CRC 16”标识符)加到该最大努力IP第一层帧首部的底部。

在将填充数据插入至最大努力IP第一层帧中的情况下，IP第一层帧发生部1803将在“首部CRC 16”标识符之后增加一个“填充长度”标识符(指示填充数据的长度)，并将填充数据插入至最大努力IP第一层帧有效负载的底部，如图7所示。

作为一个可选项，IP第一层帧发生部1803还可对最大努力IP第一层帧有效负载执行CRC 16或CRC 32操作并将该结果加到该最大努力IP第一层帧的后端。

由IP第一层帧发生部1803产生的最大努力IP第一层帧被以比原始IP第一层帧低的优先级输出给帧复用部1800。顺便提一句，对原始IP第一层帧来说，IP第一层帧发生部1803为其产生了“分组长度”标识符(指示原始IP第一层帧有效负载的长度)、“优先级”标识符(指示高优先级)、“协议”标识符(指示IP)、“帧模式”标识符(指示单帧)、“填充”标识符(指示“无填充”)以及“首部CRC16”标识符。作为单帧的原始IP第一层帧被以高最大努力IP第一层帧的优先级输出给帧复用部1800。

传输调度部1805指示STM第一层帧发生部1801向帧复用部1800周期性(125微秒)地输出一个STM第一层帧。

在使STM第一层帧发生部1801向帧复用部1800输出STM第一层帧之后，传输调度部1805将指示ATM第一层帧发生部1802向帧复用部1414输出其中保存的一个或多个ATM第一层帧。

在使ATM第一层帧发生部1802向帧复用部1800输出ATM第一层帧之后，传输调度部1805将指示IP第一层帧发生部1803将其中所储存的一个或多个原始IP第一层帧作为单帧输出给帧复用部1800。

在使IP第一层帧发生部1803向帧复用部1800输出原始IP第一层帧之后，传输调度部1805将指示IP第一层帧发生部1803将其中保存的一个最大努力IP第一层帧作为一个单帧、BOM帧、COM帧或EOM帧输出给帧复用部1800。IP第一层帧发生部1803根据参考图21的流程图所述的算法而输出一个或多个最大努力IP第一层帧。

帧复用部1800接收由STM第一层帧发生部1801、ATM第一层帧发生部1802和IP第一层帧发生部1803所提供的STM第一层帧、ATM第一层帧、原始IP第一层帧以及最大努力IP第一层帧，并且如图10和11所示对多个第一层帧进行帧复用。经过帧复用的第一层帧被帧复用部1800输出至一条传输线。

图20的示意图显示了在本实施例中执行的链路监控和路径监控。图20(A)显示了经由核心节点1901、1902和1903在边缘节点1900与1904之间的帧传送的一个例子。

如图20(B)所示，对各两节点之间的链路的链路监控是由各节点(1901,1902,1903,1904)通过参考如20(D)所示的各第一层帧的“有效负载CRC”字段来执行的。

如图20(C)所示，对一条从入口点至出口点的路径的路径监控可由位于出口点上的边缘节点1904通过参考如图20(E)所示的OAM帧来执行(见图22)。象前面所说明的那样，可将诸如所谓的PN码型装入OAM帧。

如上所述，在根据本发明的实施例所述的数据传输系统和帧构造装置中，STM第一层帧被按固定的周期(125微秒)传送。位同步建立在物理层中，而字节同步和帧同步则通过利用“首部CRC16”标识符来建立。因此，STM信号就被以必需的固定时间间隔(125微秒)来传送，从而保持了点到点线路质量监控功能(点到点性能监控功能)。

另外，STM信号、ATM信元和IP分组的传送采用了通用的帧格式，因此，就可以用通用的方法在网络中同时处理和管理不同类型的信息。

要特别注意是，核心节点(1104,1105,1107,1109)是通过参考第一层帧首部来建立位同步、字节同步和帧同步的，而且STM第一层帧、ATM第一层帧以及IP第一层帧是通过利用第二层帧交换机1602被输出至适当的输出线路。

这样，就可将单独组成的STM网络、ATM网络和IP网络集成起来或将它们组成一个通用或集成的网络。

通过将路由标号和流标号定义为用于IP第二层帧的传送信息，即使当各链路是利用WDM(波分复用)方法而由两个或更多波长构成时，也可以通过简单的过程来使IP分组得到适当地传送。

以下将对根据本发明实施例所述用于传送STM通信量和最大努力通信量的混合业务的数据传输系统进行更为详细的说明。

首先将对STM信号在图12所示数据传输系统中的传送进行详细说明。

参考图15，在边缘节点1103的传输部中，STM信号接收部1405接收从STM装置1402(1100)发出的STM帧(含有STM信号)并保存该STM帧。STM信号接收部1405终接在STM装置1402与边缘节点1103之间使用的第一层、从STM帧中取出STM信号、并将此STM信号发送给STM第一层帧发生部1410。

STM装置1100(1402)与边缘节点1103之间的第一层的实现利用了传统的技术规格，如SDH(同步数字分级)、PDH(类同步数字分级)，等等。

STM信号被STM第一层帧发生部1410转换成第二层帧。具体来说，64 Kbps×N信道的语音信号(每信道8位/125微秒)被组装入第二层帧的有效负载中。该信号的目的地由STM装置1100(1402)通过规则来识别。STM第一层帧发生部1410将一个与该STM信号的目标相对应的第二层帧首部加入到第二层帧有效负载之中，由此生成了如图4B所示的STM第二层帧。

然后，STM第一层帧发生部1410将生成一个含有“分组长度”标识符(其指示STM第一层帧有效负载的长度)、“优先级”标识符(其指示CBR数据传送)、“协议”标识符(指示STM)、“帧模式”标识符(指示“单帧”)和“填充”标识符(指示“无填充”)的STM第一层帧首部，并将此第一层帧首部加入到第二层帧中。顺便提一句，在该STM第一层帧中，“帧模式”标识符总被设定为“00”(单帧)，“填充”标识符也始终被设定为“0”(无填充)(参见图5B和5C)。

第一层帧首部受到CRC 16操作，并且其结果被加到第一层帧首部的底部。作为一个选项，也可对第一层帧有效负载执行CRC 16或CRC 32操作，并将结果加到第一层帧的后端。

通过上述处理，就形成了具有图2所示基本帧格式的STM第一层帧。更具体地说，如图3A所示的第二层帧(含有第二层帧首部以及其中组装有STM信号的第二层帧有效负载)被组装进如图4B所示的STM第一层帧有效负载，而且如图5A所示的上述标识符也被组装进此STM第一层帧的首部之中。

边缘节点1103的调度部1413获知在STM第一层帧发生部1410、ATM第一层帧发生部1409和IP第一层帧发生部1412中是否存在有待被传送的第一层帧。

当在STM第一层帧发生部1410中保存有一个待传送的STM第一层帧时，调度部1413将指示STM第一层帧发生部1410周期性地(125微秒)输出该STM第一层帧。根据调度部1413发出的指令，STM第一层帧发生部1410将向帧复用部1414周期性地(125微秒)输出STM第一层帧。

帧复用部1414对STM第一层帧发生部1410所发出的STM第一层帧与由ATM第一层帧发生部1409及IP第一层帧发生部1412所提供的第一层帧一起进行帧复用，并将经帧复用的第一层帧发送给传输线路(至核心节点1104)。

由边缘节点1103向传输线路发送的第一层帧被核心节点1104的接收部(1600,1601)的第一层终接部1700终接。

第一层终接部1700利用第一层帧的首部之中的“首部CRC16”标识符来为各输入线路建立字节同步和帧同步。第一层终接部1700通过检查“首部CRC16”标识符来建立帧同步。如果检查的结果是“0”，则第一层终接部1700将判断帧同步已被建立。

第一层终接部1700参考第一层帧首部中的“分组长度”标识符以建立与下一帧的帧同步，由此使包含在下一个第一层帧首部之中的“首部CRC16”标识符能够被使用。

接下来，第一层终接部1700参考第一层帧首部中的“协议”标识符，并由此判断包含在第一层帧有效负载之中的第二层帧的类型(STM、ATM、IP)。

被第一层终接部1700判断为STM第一层帧的第一层帧被发送给STM第二层终接部1701。而接收到该STM第一层帧的STM第二层终接部1701将从该STM第一层中提取出STM第二层帧。

优先级处理调度部1705检查在STM第二层终接部1701中是否存在有一个STM第二层帧。顺便提一句，STM第一层帧的“优先级”标识符被设定成高于其它类型的第一层帧的优先级。

因此，当在STM第二层终接部1701中存在有一个STM第二层帧时，优先级处理调度部1705将指示STM第二层终接部1701向帧复用部1704输出此STM第二层帧。

根据优先级处理调度部1705的指令，STM第二层终接部1701将向帧复用部1704输出此STM第二层帧。帧复用部1704对STM第二层终接部1701所发出的STM第二层帧与由ATM第二层终接部1702所提供的ATM第二层帧及IP第二层终接部1703所提供的IP第二层帧一起进行帧复用，并将经帧复用的第二层帧发送给第二层帧交换机1602。

第二层帧交换机1602根据包含在第二层帧首部之中的标号信息将第二层帧发送给适当的输出线路(传输部1603或1604)。

在核心节点1104的传输部(1603,1604)中，帧分离部1804根据在核心节点1104中传送的控制信息对由第二层帧交换机1602所提供的各个第二层帧的类型(STM,ATM,IP)做出判断。被帧分离部1804判断为STM第二层帧的第二层帧被发送给STM第一层帧发生部1801。

传输调度部1805检查在STM第一层帧发生部1801中是否存在有STM第二层帧。如果在STM第一层帧发生部1801中存在有STM第二层帧，则传输调度部1805将指示STM第一层帧发生部1801向帧复用部1800周期性(125微秒)地输出STM第一层帧。顺便提一句，STM第一层帧的传送“优先级”被设定成高于其它类型第一层帧的传送优先级。

根据传输调度部1805的指令，STM第一层帧发生部1801将把其保存的STM第二层帧转换成STM第一层帧并将其周期性(125微秒)地输出给帧复用部1800。帧复用部1800对STM第一层帧发生部1801所发出的STM第一层帧与由ATM第一层帧发生部1802提供的ATM第一层帧及IP第一层帧发生部1803提供的IP第一层帧一起进行帧复用，并将经帧复用的第一层帧发送给一传输线路(至核心节点1105)。

之后，STM第一层帧经由核心节点1105和1109被传送至图12中所示的边缘节点1110。

边缘节点1110接收到从核心节点1109传来的第一层帧。在边缘节点1110的接收部中，帧分离部1509利用第一层帧的首部建立了位同步、字节同步和帧同步。

在建立帧同步之后，帧分离部1509参考第一层帧的“协议”标识符并由此判断出包含在第一层帧的有效负载之中的数据是STM第二层帧、ATM第二层帧还是IP第二层帧。

帧分离部1509还参考第一层帧首部中的“分组长度”标识符并由此获取第一层帧有效负载的总长度和后端。在包含在第一层帧的有效负载之中的数据是一个STM第二层帧的情况下，帧分离部1509将把第一层帧发送给帧终接部1508。

帧终接部1508从STM第一层帧中提取出STM信号并将其发送给STM信号传输部1505。该STM信号被STM信号传输部1505传送给STM装置1111(1502)。

如上所述，含有STM信号的STM第一层帧被精确地按照固定时间间隔(125微秒)传送给目的地，从而保持了点到点线路质量监控功能(点到点性能监控功能)。

接下来将对ATM信元在图12所示数据传输系统中的传送进行详细说明。

参考图15，在边缘节点1103的传输部中，ATM信元接收部1404接收到从ATM装置1101(1401)发出的ATM信元。ATM信元接收部1404终结在ATM装置1101(1401)与边缘节点1103之间使用的第一层、建立ATM信元同步并将ATM信元发送给ATM第一层帧发生部1409。

ATM第一层帧发生部1409采集对应于通用VP(虚拟路径)的ATM信元并由此组成图4A中所示的ATM第二层帧。如图4A所示，ATM第二层帧含有多个ATM信元。ATM第一层帧发生部1409生成一个ATM第二层帧首部(它含有一路由标号)并将此ATM第二层帧首部加入到ATM第二层帧的有效负载之中。

ATM第一层帧发生部1409可生成一个含有“分组长度”标识符(指示ATM第一层帧有效负载的长度)、“优先级”标识符(指示ATM的类型(CBR,UBR,等等))、“协议”标识符(指示ATM)、“帧模式”标识符(指示“单帧”)和“填充”标识符(指示“无填充”)的ATM第一层帧首部，并将此第一层帧首部加入到第二层帧之中。顺便提一句，在该ATM第一层帧中，“帧模式”标识符总被设定为“00”(单帧)，“填充”标识符也总被设定为“0”(无填充)(见图5B和5C)。

ATM第一层帧发生部1409对ATM第一层帧首部执行CRC 16操作并将结果加入到ATM第一层帧首部的底部。另外，ATM第一层帧发生部1409也可对ATM第一层帧有效负载执行CRC 16或CRC 32操作，并将结果加到ATM第一层帧的后端。

在STM第一层帧从STM第一层帧发生部1410传送至帧复用部1414之后，调度部1413将指示ATM第一层帧发生部1409向帧复用部1414输出ATM第一层帧。根据指令，ATM第一层帧发生部1409将向帧复用部1414输出ATM第一层帧。

帧复用部1414对ATM第一层帧发生部1409所发出的ATM第一层帧与由STM第一层帧发生部1410提供的STM第一层帧及IP第一层帧发生部1412提供的IP第一层帧一起进行帧复用，并将经帧复用的第一层帧发送给传输线路(至核心节点1104)。

在核心节点1104的接收部(1600,1601)中，第一层终接部1700接收到经帧复用的第一层帧并通过检查各第一层帧首部之中的“首部CRC16”标识符来为各输入线路建立字节同步和帧同步。

第一层终接部1700参考第一层帧的首部中的“协议”标识符、由此提取出ATM第一层帧，并将ATM第一层帧发送给ATM第二层终接部1702。接收到ATM第一层帧的ATM第二层终接部1702将从ATM第一层帧中提取出ATM第二层帧。

在STM第二层帧从STM第二层终接部1701传送至帧复用部1704之后，根据优先级处理调度部1705的指令，保存在ATM第二层终接部1702之中的ATM第二层帧被输出至帧复用部1704。

帧复用部1704对ATM第二层终接部1702所发出的ATM第二层帧与由STM第二层终接部1701所提供的STM第二层帧及IP第二层终接部1703所提供的IP第二层帧一起进行帧复用，并将经帧复用的第二层帧发送给核心节点1104的第二层帧交换机1602。

第二层帧交换机1602根据包含在第二层帧首部之中的标号信息而将第二层帧发送给适当的输出线路(传输部1603或1604)。

在核心节点1104的传输部(传输部1603,1604)中，帧分离部1804根据经帧复用的第二层帧的协议(利用上述控制信息)将它们分离开、提取出ATM第二层帧并将ATM第二层帧发送给ATM第一层帧发生部1802。

ATM第一层帧发生部1802利用帧分离部1804所提供的ATM第二层帧以及上述控制信息来生成ATM第一层帧。

当STM第一层帧发生部1801在各周期性指令(125微秒)的命令下向帧复用部1800输出了STM第一层帧之后，传输调度部1805将指示ATM第一层帧发生部1802向帧复用部1800输出ATM第一层帧。

根据传输调度部1805的指令，ATM第一层帧发生部1802将向帧复用部1800输出生成的STM第一层帧。帧复用部1800对ATM第一层帧发生部1802所发出的ATM第一层帧与由STM第一层帧发生部1801所提供的STM第一层帧及IP第一层帧发生部1803所提供的IP第一层帧一起进行帧复用，并将经帧复用的第一层帧发送给一传输线路(至核心节点1105)。

之后，ATM第一层帧经由核心节点1105和1109被传送至图12中所示的边缘节点1110。

在边缘节点1110的接收部中，帧分离部1509利用第一层帧的首部建立了位同步、字节同步和帧同步。

在建立帧同步之后，帧分离部1509参考第一层帧的“协议”标识符，并由此判断出第一层帧是否为ATM第一层帧。

帧分离部1509还参考第一层帧首部中的“分组长度”标识符，并由此获取第一层帧有效负载的总长度和后端。在第一层帧是一个ATM第一层帧的情况下，帧分离部1509将把ATM第一层帧发送给帧终接部1507。

帧终接部1508从ATM第一层帧中提取出一个ATM第二层帧、从该ATM第二层帧中提取出ATM信元并将其发送给ATM信元传输部1504。该ATM信元被ATM信元传输部1504传送给ATM装置1112(1501)。

如上所述，可以利用一个通用的帧格式使ATM信元和不同协议(STM信号，IP分组)的数据一起传送，因此，就可以在一个网络中用一种通用的方法来同时控制和传送不同类型的数据。

这样，就可将单独组成的STM网络、ATM网络和IP网络集成起来或将它们组成一个通用的集成网络。

接下来将对IP分组在图12所示数据传输系统中的传送进行详细说明。

参考图15，在边缘节点1103的传输部中，IP分组接收部1403接收到从IP路由器1102(1400)发出的IP分组(IP分组数据)。IP分组接收部1403终结在IP路由器1102(1400)与边缘节点1103之间使用的第一层和第二层、提取IP分组、并将此IP分组保存在IP第二层帧发生部1408中。

路由标号发生部1406根据包含在IP分组首部之中的IP层信息(目标IP地址，源IP地址，“协议识别”)生成一个路由标号。根据情况，位于IP分组有效负载前端的上层协议(TCP(传输控制协议)，UDP(用户数据报协议))的首部信息将被作为参考以用于路由标号的生成。

路由标号发生部1406将已生成的路由标号发送给IP第二层帧发生部1408。

流标号发生部1407根据IP分组的首部信息生成一个流标号。此流标号是一个字段，它在网络中被作为一个参考以用于对形成一个链路的两个或多个OCH执行流分配。

必须给IP第二层帧提供流标号以使相同的IP流(即，具有相同目标IP地址和相同源IP地址的IP流，或在IP首部信息中具有相同目标IP地址、相同源IP地址以及相同参数的IP流)具有相同的流标号。

流标号是从IP首部信息等中唯一计算出来的。但是，最好使根据IP首部信息确定出来的流标号采用随机(尽量随机)的数值。例如，流标号可由流标号发生部1407通过对IP层信息(IP分组首部)执行散列操作而被计算出来。流标号发生部1407将已生成的流标号发送给IP第二层帧发生部1408。

IP第二层帧发生部1408通过将IP分组装入IP第二层帧的有效负载，并将路由标号和流标号装入该IP第二层帧的首部，从而产生一个IP第二层帧。由IP第二层帧发生部1408产生的IP第二层帧被保存在IP第一层帧发生部1412之中。

如果IP第一层帧发生部1412保存有一个IP第一层帧，则调度部1413将指示IP第一层帧发生部1412向帧复用部1414输出一个IP第一层帧。调度部1413在指示ATM第一层帧发生部1409向帧复用部1414输出一个ATM第一层帧之后才给出上述指令。根据调度部1413的指令，IP第一层帧发生部1412将向帧复用部1414输出一个原始IP第一层帧，该原始IP第一层帧被赋予高于最大努力IP第一层帧的优先级。

如同在前面所说明的那样，最大努力IP第一层帧的传送必须在125微秒传送空间内的STM第一层帧、ATM第一层帧和原始IP第一层帧之间的剩余空间(最大努力IP传送空间)中进行，如图10和11所示。

因此，当调度部1413指示IP第一层帧发生部1412输出一个最大努力IP第一层帧时，调度部1413将把最大努力IP传送空间长度L(字节)告知给IP第一层帧发生部1412。

根据最大努力IP传送空间长度L，IP第一层帧发生部1412将确定出待被输出给帧复用部1414的最大努力IP第一层帧的长度等，如图21的流程图所示。顺便提一句，在图21中，为简单起见，在说明中未提及“有效负载CRC”字段。在采用了“有效负载CRC”字段的情况下，当IP第一层帧被作为一个单帧、BOM帧、COM帧或EOM帧来生成和传送时，“有效负载CRC”字段将被加入到各个IP第一层帧中，并且在图21所示流程图的计算过程中将把“有效负载CRC”字段的长度考虑在内。

当IP第一层帧发生部1412接收到指令(向帧复用部1414输出一个最大努力IP第一层帧)和长度参数(指示最大努力IP传送空间的长度L)时，IP第一层帧发生部1412会首先判断其中是否剩余有一个EOM帧(步骤S2200)。如果有剩余的EOM帧存在(步骤S2200中的“是”)，则IP第一层帧发生部1412将对该EOM帧的长度M与最大努力IP传送空间的长度L进行比较(步骤S2201)。

如果该EOM帧的长度M大于最大努力IP传送空间的长度L(步骤S2201中的“M＞L”)，则IP第一层帧发生部1412将对EOM帧进行分割并提取出EOM帧的第一段。被提取出的第一段(包括一个首部)的长度被设定成L。

IP第一层帧发生部1412向帧复用部1414输出被提取出来的EOM帧的第一段以作为一个COM帧。EOM帧的其余段则被保存在IP第一层帧发生部1412中以作为一个EOM帧(具有一个第一层帧首部)(步骤S2202)，然后该过程结束。

如果该EOM帧的长度M等于最大努力IP传送空间的长度L(步骤S2201中的“M=L”)，则IP第一层帧发生部1412将把该EOM帧输出给帧复用部1414而不对其进行分割(步骤S2203)，然后该过程结束。

如果该EOM帧的长度M小于最大努力IP传送空间的长度L(步骤S2201中的“M＜L”)，则IP第一层帧发生部1412将对最大努力IP传送空间的长度L与EOM帧的长度M和最小虚帧的长度D相加在一起的和(M+D)进行比较(步骤S2204)。

如果长度(M+D)等于最大努力IP传送空间的长度L(步骤S2204中的“M+D=L”)，则IP第一层帧发生部1412将向帧复用部1414输出EOM帧(长度：M字节)，并向帧复用部1414输出最小虚帧(长度：D字节)(步骤S2208)，然后该过程结束。

如果长度(M+D)大于最大努力IP传送空间的长度L(步骤S2204中的“M+D＞L”)，则IP第一层帧发生部1412将在EOM帧的有效负载之后插入填充数据。填充数据的长度被设定为L-M-1个字节。该1个字节被用于指示该填充数据长度的“填充长度”标识符。因此，如图7所示，在待被发送的EOM帧中，“填充长度”标识符(1个字节)被插入到第一层帧有效负载的头部，而填充数据(L-M-1个字节)则被插入至第一层帧有效负载的底部(步骤S2205)。之后，IP第一层帧发生部1412将向帧复用部1414输出该EOM帧(步骤S2206)，然后该过程结束。

如果长度(M+D)小于最大努力IP传送空间的长度L(步骤S2204中的“M+D＜L”)，则IP第一层帧发生部1412将向帧复用部1414输出EOM帧，并将参数L(最大努力IP传送空间长度L)的数值更新为L-M(L-M→L)(步骤S2209)。

如果没有剩余的EOM帧存在(步骤S2200中的“否”)，或者如果最大努力IP传送空间长度L已得到更新(步骤S2209)，则IP第一层帧发生部1412将判断是否存在有要接着传送的最大努力IP第一层帧(步骤S2210)。

如果没有要接着传送的最大努力IP第一层帧存在(步骤S2210中的“否”)，则IP第一层帧发生部1412将向帧复用部1414输出一个长度为L的虚帧以实现STM第一层帧的周期性传送(步骤S2211)，之后该过程结束。

如果有要接着传送的最大努力IP第一层帧存在(步骤S2210中的“是”)，则IP第一层帧发生部1412将获取要接着发送的最大努力IP第一层帧的长度B，并将该最大努力IP第一层帧长度B与最大努力IP传送空间长度L进行比较(步骤S2213)。

如果最大努力IP第一层帧的长度B大于最大努力IP传送空间的长度L(步骤S2213中的“B＞L”)，则IP第一层帧发生部1412将把最大努力IP第一层帧分割成长度为L的BOM帧和EOM帧(步骤S2214)。然后，IP第一层帧发生部1412将长度为L的BOM帧输出给帧复用部1414，并保存EOM帧(步骤S2215)，在此之后结束该过程。

如果最大努力IP第一层帧的长度B等于最大努力IP传送空间的长度L(步骤S2213中的“B=L”)，则IP第一层帧发生部1412将把该最大努力IP第一层帧作为单帧输出给帧复用部1414而不对最大努力IP第一层帧进行分割(步骤S2216)，然后该过程结束。

如果最大努力IP第一层帧的长度B小于最大努力IP传送空间的长度L(步骤S2213中的“B＜L”)，则IP第一层帧发生部1412将对最大努力IP传送空间的长度L与最大努力IP第一层帧的长度B和最小虚帧的长度D相加在一起的和(B+D)进行比较(步骤S2217)。

如果长度(B+D)等于最大努力IP传送空间的长度L(步骤S2217中的“B+D=L”)，则IP第一层帧发生部1412将把最大努力IP第一层帧(长度：B)作为单帧输出给帧复用部1414(步骤S2219)，并随后向帧复用部1414输出最小虚帧(长度：D)(步骤S2220)，然后该过程结束。

如果长度(B+D)大于最大努力IP传送空间的长度L(步骤S2217中的“B+D＞L”)，则IP第一层帧发生部1412将在要接着发送的最大努力IP第一层帧的有效负载之后插入填充数据。填充数据的长度被设定为L-B-1个字节。该1个字节被用于指示该填充数据长度的“填充长度”标识符。因此，如图7所示，在待被接着发送的最大努力IP第一层帧中，“填充长度”标识符(1个字节)被插入到第一层帧有效负载的顶部，而填充数据(L-B-1个字节)则被插入至第一层帧有效负载的底部(步骤S2221)。之后，IP第一层帧发生部1412将向帧复用部1414输出该最大努力IP第一层帧(步骤S2222)，然后该过程结束。

如果长度(B+D)小于最大努力IP传送空间的长度L(步骤S2217中的“B+D＜L”)，则IP第一层帧发生部1412将把该最大努力IP第一层帧作为一个单帧输出给帧复用部1414，并将参数L(最大努力IP传送空间长度L)的数值更新为L-B(L-B→L)(步骤S2218)。然后，IP第一层帧发生部1412返回至步骤S2212。

通过利用上述算法，就可将长度为L的最大努力IP传送空间精确地填满，这样就成功地实现了STM第一层帧的周期性发送(间隔：125微秒)。

帧复用部1414对IP第一层帧发生部1412所发出的IP第一层帧(原始IP第一层帧和最大努力IP第一层帧)、由STM第一层帧发生部1410提供的STM第一层帧及ATM第一层帧发生部1409提供的ATM第一层帧一起进行帧复用，并将经帧复用的第一层帧发送给传输线路(至核心节点1104)。

在核心节点1104的接收部(1600,1601)中，第一层终接部1700接收到经帧复用的第一层帧，并通过检查各第一层帧首部之中的“首部CRC16”标识符来为各输入线路建立字节同步和帧同步。

第一层终接部1700参考第一层帧的首部中的“协议”标识符提取出IP第一层帧，并将IP第一层帧发送给IP第二层终接部1703。

如果IP第一层帧是一个单帧，则IP第二层终接部1703将从第一层终接部1700所提供的IP第一层帧的有效负载中提取出一个IP第二层帧。

如果第一层终接部1700所提供的IP第一层帧是BOM帧，则IP第二层终接部1703将等待COM帧和EOM帧的到达，然后再通过将BOM帧、COM帧和EOM帧的有效负载连接起来而重建一个IP第二层帧。

如果IP第一层帧中已经含有填充数据，则IP第二层终接部1703将把此填充数据从IP第一层帧中清除掉。

在向STM第二层终接部1701和ATM第二层终接部1702发出指令之后，优先级处理调度部1705将指示IP第二层终接部1703向帧复用部1704输出一个或多个其中保存的原始IP第二层帧。然后，优先级处理调度部1705将指示IP第二层终接部1703向帧复用部1704输出一个或多个其中保存的最大努力IP第二层帧。

根据优先级处理调度部1705的指令，IP第二层终接部1703将向帧复用部1704输出原始IP第二层帧和最大努力IP第二层帧。

帧复用部1704对IP第二层帧(原始IP第二层帧和最大努力IP第二层帧)与由STM第二层终接部1701所提供的STM第二层帧及ATM第二层终接部1702所提供的ATM第二层帧一起进行帧复用，并将经帧复用的第二层帧发送给核心节点1104的第二层帧交换机1602。

在核心节点1104的传输部(传输部1603,1604)中，帧分离部1804根据经帧复用的第二层帧的协议(基于在核心节点1104中传送的控制信息)将它们分离、提取出IP第二层帧并将IP第二层帧发送给IP第一层帧发生部1803。

根据传输调度部1805的指令，IP第一层帧发生部1803将IP第二层帧转换成IP第一层帧并将IP第一层帧输出给帧复用部1800。从IP第二层帧到IP第一层帧的转换操作利用了与边缘节点1103中所执行的操作相同的方法。

帧复用部1800对IP第一层帧发生部1803所发出的IP第一层帧与由STM第一层帧发生部1801所提供的STM第一层帧及ATM第一层帧发生部1802所提供的ATM第一层帧一起进行帧复用，并将经帧复用的第一层帧发送给一传输线路(至核心节点1105)。

图13和14的示意图显示了利用路由标号和流标号在网络中进行的IP第一层帧的传送。

包含在IP第一层帧的第二层帧首部中的路由标号被用来确定传送第一层帧的中继节点(核心节点)。在图13所示的例子中，IP第一层帧经由核心节点(CN)1201、1202和1204从一个边缘节点(EN)1200传送至另一个边缘节点(EN)1207。核心节点(CN)1201参考包含在IP第一层帧内的路由标号，并将此IP第一层帧输出至一与该路由标号相对应的输出线路(输出端口)，由此IP第一层帧被传送到了核心节点(CN)1202。之后，核心节点(CN)1202和1204也执行了类似的交换操作，IP第一层帧就这样被传送到边缘节点(EN)1207。

两个核心节点之间的各个链路都由两个或更多波长(光路信道)组成，但是，路由标号并未指定使用哪个波长。路由标号只用于确定IP第一层帧的传送路由(中继节点的顺序)。

包含在IP第一层帧的第二层帧首部中的流标号在当一链路是由两个或更多波长组成时指定了用于传送IP第一层帧的波长。如图14所示，用来传送一IP第一层帧的波长是由各IP第二层帧(用于各IP第一层帧)的各核心节点(CN)通过参考包含在IP第一层帧中的流标号来确定的。在图14所示的情况下，核心节点(CN)1301从构成位于核心节点(CN)1301与核心节点(CN)1302之间的链路的两个或更多波长中选出一个波长，并利用这个选定的波长将IP第一层帧传送给核心节点(CN)1302。顺便提一句，在一个核心节点(CN)中，具有相同流标号的IP第二层帧是利用相同的波长来传送的。

再次参考图12所示的数据传输系统，在边缘节点1110的接收部中，帧分离部1509接收到经帧复用的第一层帧，并通过参考第一层帧的首部建立了位同步、字节同步和帧同步。

帧分离部1509参考第一层帧首部中的“协议”标识符，由此从经帧复用的第一层帧中提取出IP第一层帧，并将IP第一层帧发送给帧终接部1506。

如果IP第一层帧是单帧，则帧终接部1506将从帧分离部1509所提供的IP第一层帧的有效负载中提取出IP第二层帧。

如果帧分离部1509所提供的IP第一层帧是BOM帧，则帧终接部1506将等待COM帧和EOM帧的到达，然后再通过连接BOM帧、COM帧和EOM帧的有效负载来重建IP第二层帧。

如果IP第一层帧中已经含有填充数据，则帧终接部1506将把此填充数据从IP第一层帧中清除掉。

帧终接部1506从IP第二层帧中提取出一个IP分组并将其发送给IP分组传输部1503。IP分组传输部1503则将此IP分组发送给IP路由器1113(1500)。

如上所述，在根据本发明实施例所述的数据传输系统的操作中，STM第一层帧被按固定的周期(125微秒)传送。位同步被建立在物理层中，而字节同步和帧同步则利用“首部CRC16”标识符来建立。因此，STM信号就理所当然地以固定时间间隔(125微秒)来传送，从而保持了点到点线路质量监控功能(点到点性能监控功能)。

STM信号、ATM信元和IP分组的传送采用了通用的帧格式，因此，就可以用通用的方法在网络中同时处理和管理不同类型的信息。

这样，就可将单独组成的STM网络、ATM网络和IP网络集成起来，或将它们组成一个通用或集成的网络。

当上述实施例被应用于一个IP网络(没有STM和ATM)时，可以按固定的时间间隔(例如，125微秒)来传送原始IP层帧，这样就可使原始IP第一层帧得到与上述实施例中的STM第一层帧一样的高质量传送(没有延时变化)。

如上所述，通过利用根据本发明所述的帧组成方法、帧组成装置以及数据传输系统，就可在一个网络中利用通用的帧格式来传送不同类型的数据(STM信号、ATM信元及IP分组)。

含有指向不同目标地址的STM信号、ATM信元及IP分组的各个第一层帧可被适当地传送到它们的目的地。

单独组成的STM网络、ATM网络和IP网络可被集成起来或被组成为一个通用或集成的网络。

第一层帧传送期间出现的误码可由各节点利用“有效负载CRC”字段检测出来，因此链路监控就可被各节点执行。通过使用OAM帧，位于出口点上的节点就可参考此OAM帧对一条路径从入口点到出口点执行路径监控。

无论被组装进第二层帧有效负载的STM信号、ATM信元或IP分组的长度是多少，都可构成根据本发明所述的第二层帧和第一层帧。因此，即使要传送的数据(STM信号、ATM信元或IP分组)的长度非常小，也可构成第一层帧。另一方面，即使当待被传送的最大努力IP分组的量非常大时，通过上述实施例中按照STM、ATM、原始IP以及最大努力IP的顺序进行的优先级处理，就可在不受最大努力IP通信量中的阻塞影响的情况下传送STM第一层帧和ATM第一层帧。

根据本发明所述的第一层帧被帧复用并被按预定的周期(例如：125微秒)传送，因此，在物理层中就建立了位同步。通过利用第一层帧首部中的“首部CRC16”标识符，使字节同步和帧同步也都得到了建立。

通过参考第一层帧首部中的“协议”标识符，就可检测出包含并传送于第一层帧之中的数据的类型。

通过参考第一层帧首部中的“优先级”标识符，就可检测出包含并传送于第一层帧之中的数据的优先级(在数据传送中)，因此，STM第一层帧(CBR通信量)将被按最高优先级传送。

第一层帧首部的长度是固定的(本实施例中为6个字节)，这样，各节点就可简单且正确地执行对首部信息(标识符)的参考。

在有填充数据被填入第一层帧有效负载以实现在帧传送过程中对第一层帧的长度进行调整的目的时，一个接收到第一层帧的节点可以通过参考“填充”标识符和“填充长度”标识符而很容易地将填充数据清除掉。

根据本发明所述的第一层帧能够容纳并传送在传统交换机之间传送的N×64 Kbps的N信道干线信号，因此，传统的电话网络(语音传输远程通信网络)就可被容纳进根据本发明所述的数据传输系统当中。

通过调整最大努力IP第一层帧的长度，就可精确地按固定时间间隔(在上述实施例中为125微秒)来传送根据本发明所述的STM第一层帧。如参考图21所做的说明那样，对最大努力IP第一层帧长度的调整是通过对最大努力IP第一层帧执行分割、插入填充数据等来进行的。甚至在没有要传送的最大努力IP第一层帧时，STM第一层帧的周期性传送(125微秒)也通过虚帧的传送而得到保持。

在上述实施例中，对STM信号(包含在STM第一层帧内)的传送是按照比ATM信号(包含在ATM第一层帧内)和IP分组(包含在IP第一层帧内)高的优先级来执行的，而且ATM信号的传送优先级高于IP分组的优先级。

当本发明被应用于一个IP网络(没有STM和ATM)时，可以按固定的时间间隔(例如，125微秒)来传送原始IP层帧，这样使原始IP分组的传送就可按照和传统STM信号相同的高质量(没有延时变化)来执行。

最大努力IP分组(在IP分组中具有较低的优先级)在本实施例中被按最低优先级传送，因此，STM信号、ATM信元和原始IP分组(应被按高优先级通信量来处理)就可被按较高的优先级传送。

一个对第一层帧进行中继的核心节点可通过参考第一层帧首部中的“协议”标识符而判断出包含在第一层帧之中的数据的类型(协议)，这样，核心节点就能够判断出第一层帧的传送优先级。

对第一层帧进行中继的核心节点能够在各类数据中按最高优先级精确地以固定间隔(125微秒)来传送STM信号(STM第一层帧)，从而实现了点到点性能监控功能。

对第一层帧进行中继的核心节点能够通过参考第二层帧首部中的路由标号来确定出用于传送第一层帧的下一个节点(输出端)。

对第一层帧进行中继的核心节点能够通过参考第二层帧首部中的流标号来对用于传送第一层帧的波长进行选择。

另外，尽管对图21所示流程图(用于最大努力IP第一层帧的传送)过程的说明是在第一层帧的层次上进行的，但也可以让边缘节点和核心节点在第二层帧或IP分组的层次上执行等效的过程(分割、填充等等)

上述实施例中所采用的优先级处理仅是一个例子，也可采用其它的算法来执行优先级处理。例如，尽管在本实施例中按固定周期(125微秒)执行的原始IP第一层帧的传送是在当保存在节点中的所有ATM第一层帧传送完成之后才进行的，但也可在一个ATM第一层帧传送完成之后就执行原始IP第一层帧的传送。同样，尽管按固定周期(125微秒)执行的最大努力IP第一层帧的传送是在当保存在节点中的所有原始IP第一层帧传送完成之后才开始的，但也可在一个原始IP第一层帧传送完成之后就开始最大努力IP第一层帧的传送。上述实施例中所采用的固定周期(125微秒)的长度也可以根据数据传输系统的设计要求而被改变。

尽管对本发明所作的说明是参考具体实施例来进行的，但本发明不受这些实施例的限制而仅受附加权利要求的限制。应该明白，本领域的技术人员可以在不脱离本发明范围和精神的情况下对上述实施例作出各种变换或修改。

Claims

1．一种帧构造方法，其中构造了一种能够在通用帧格式中兼容从STM(同步传输模式)信号、ATM(异步传输模式)信元、原始IP(互联网协议)分组以及最大努力IP分组中选出的任一种协议类型数据的第一层帧，以进行传输。

2．根据权利要求1所述的帧构造方法，其中第一层帧包括：

第一层帧首部，其包括预定类型的首部信息；和

第一层帧有效负载，其包括诸如STM信号、ATM信元、原始IP分组以及最大努力IP分组等数据。

3．根据权利要求2所述的帧构造方法，其中第一层帧还包括有效负载CRC(循环冗余校验)字段，用于包含对第一层帧有效负载进行的CRC操作的结果。

4．根据权利要求2所述的帧构造方法，其中第一层帧有效负载是可变长度字段。

5．根据权利要求4所述的帧构造方法，其中第一层帧的可变长度有效负载的长度被设置在0千字节和64千字节之间。

6．根据权利要求2所述的帧构造方法，其中第一层帧首部包括：

“分组长度”标识符，其指示第一层帧有效负载的长度；

“优先级”标识符，其指示在第一层帧中传送的数据的优先级；

“协议”标识符，其指示在第一层帧中传送的数据的类型；

“帧模式”标识符，其指示第一层帧的类型；

“填充”标识符，其指示第一层帧中是否包含填充数据，和

“首部CRC”标识符，指示对于第一层帧首部进行的除该标识符本身以外的CRC操作结果。

7．根据权利要求6所述的帧构造方法，其中“协议”标识符指示在第一层帧中的数据传送类型是IPv4(互联网协议第4版)数据、IPv6(互联网协议第6版)数据、STM数据、ATM数据还是虚数据。

8．根据权利要求6所述的帧构造方法，其中构造并定期传送一OAM(操作和管理)帧作为特殊目的的第一层帧，用于监控入口点和出口点之间的路径。

9．根据权利要求8所述的帧构造方法，其中在OAM帧的有效负载中对PN码型进行组装。

10．根据权利要求8所述的帧构造方法，其中“协议”标识符指示在第一层帧中传送的数据类型是IPv4(互联网协议第4版)数据、IPv6(互联网协议第6版)数据、STM数据、ATM数据还是虚数据。

11．根据权利要求6所述的帧构造方法，其中“首部CRC”标识符被提供给第一层帧首部，以便由线路终接装置用来建立字节同步和/或帧同步。

12．根据权利要求2所述的帧构造方法，其中第一层帧首部是一个固定长度的字段。

13．根据权利要求6所述的帧构造方法，其中在第一层帧中包含填充数据的情况下，向第一层帧首部中加入指示填充数据长度的“填充长度”标识符。

14．根据权利要求2所述的帧构造方法，其中在第一层帧有效负载中对第二层帧进行组装，第二层帧包含和传送诸如STM信号、ATM信元和原始IP分组以及最大努力IP分组等数据。

15．根据权利要求14所述的帧构造方法，其中第二层帧包括第二层帧首部和第二层帧有效负载，第二层帧首部包括用于对第二层帧择路的信息，在第二层帧有效负载中，组装有诸如STM信号、ATM信元和原始IP分组以及最大努力IP分组等数据。

16．根据权利要求15所述的帧构造方法，其中当在第二层帧有效负载中组装STM信号的情况下，在第二层帧的有效负载中对从STM装置传送的比特率为N×64Kbps、即对于每个信道为8比特/125微秒的N信道STM信号进行组装。

17．根据权利要求15所述的帧构造方法，其中当在第二层帧有效负载中组装ATM信元的情况下，从ATM装置传送的ATM信元在第二层帧有效负载中组装。

18．根据权利要求6所述的帧构造方法，其中在第一层帧有效负载中组装STM信号的情况下，指示CBR(恒定比特率)通信量的信息在“优先级”标识符中描述，并且指示STM的信息在“协议”标识符中描述。

19．根据权利要求15所述的帧构造方法，其中在第二层帧有效负载中组装STM信号的情况下，第二层帧首部包括路由标号，其用作包含通过中继节点的STM信号的第一层帧的路由信息。

20．根据权利要求6所述的帧构造方法，其中在第一层帧有效负载中组装ATM信元的情况下，指示ATM信元类型的信息在“优先级”标识符中描述，并且指示ATM的信息在“协议”标识符中描述。

21．根据权利要求15所述的帧构造方法，其中在第二层帧有效负载中组装ATM信元的情况下，第二层帧首部包括路由标号，用作包含通过中继节点的ATM信元的第一层帧的路由信息。

22．根据权利要求15所述的帧构造方法，其中在第二层帧有效负载中组装原始IP分组的情况下，原始IP分组被组装在第二层帧有效负载中而没有被分割。

23．根据权利要求6所述的帧构造方法，其中在第一层帧有效负载中组装原始IP分组的情况下，指示IP分组类型的信息在“优先级”标识符中描述，而指示IP的信息在“协议”标识符中描述。

24．根据权利要求15所述的帧构造方法，其中在第二层帧有效负载中组装原始IP分组的情况下，第二层帧首部包括：

路由标号，其作为用于对包含通过中继节点的原始IP分组信号的第一层帧进行择路的信息，和

流标号，其作为用于指定波长的信息，该波长用于在中继节点间传送包含原始IP分组的第一层帧。

25．根据权利要求24所述的帧构造方法，其中流标号通过对原始IP分组的首部进行散列操作来产生。

26．根据权利要求15所述的帧构造方法，其中当在第二层帧有效负载中组装最大努力IP分组时，最大努力IP传送空间长度L被确定为L=CL-SL-AL-PL-BL，其中

L是指可被用于传送包含最大努力IP分组的第一层帧的传送空间长度，

CL是指对应于预定周期的预定长度，

SL是指第一层帧的长度，该第一层帧包含在周期中传送的STM信号，

AL是指一个或多个第一层帧的长度，该第一层帧包含在周期中传送的ATM信元，

PL是指一个或多个第一层帧的长度，该第一层帧包含在周期中传送的原始IP分组，

BL是指一个或多个第一层帧的长度，该第一层帧包含在传送包含最大努力IP分组的第一层帧之前的周期中所传送的最大努力IP分组。

27．根据权利要求26所述的帧构造方法，其中如果包含最大努力IP分组的第一层帧的长度B等于最大努力IP传送空间长度L，则包含最大努力IP分组的第一层帧作为单帧发送而不用进行分割。

28．根据权利要求26所述的帧构造方法，其中如果包含最大努力IP分组的第一层帧的长度B大于最大努力IP传送空间长度L，则使用包含最大努力IP分组的第一层帧的前部来构造长度为L的BOM(消息开始)帧，发送该BOM帧，并将包括含有最大努力IP分组的第一层帧其余部分的EOM(消息结束)帧储存。

29．根据权利要求28所述的帧构造方法，其中如果所储存的EOM帧的长度M比最大努力IP传送空间长度L大，则使用所储存的EOM帧的前部来构造长度为L的COM(连续消息)帧，发送该COM帧，并将包括所储存的EOM帧剩余部分的EOM帧储存。

30．根据权利要求28所述的帧构造方法，其中如果所储存的EOM帧的长度M比最大努力IP传送空间长度L小，并且如果所储存的EOM帧的长度M与最小虚帧长度D加在一起的(M+D)比最大努力IP传送空间长度L小，则发送所储存的EOM帧作为EOM帧，并将最大努力IP传送空间长度L更新为L-M。

31．根据权利要求28所述的帧构造方法，其中如果所储存的EOM帧的长度M比最大努力IP传送空间长度L小，并且如果所储存的EOM帧的长度M与最小虚帧长度D加在一起的(M+D)等于最大努力IP传送空间长度L，则发送所储存的EOM帧作为EOM帧，然后发送最小虚帧。

32．根据权利要求28所述的帧构造方法，其中如果所储存的EOM帧的长度M比最大努力IP传送空间长度L小，并且如果所储存的EOM帧的长度M与最小虚帧长度D加在一起的(M+D)比最大努力IP传送空间长度大，则将填充数据插入到所储存的EOM帧的有效负载中，以便将EOM帧长度M增加为L，并将含有填充数据的所储存的EOM帧作为EOM帧发送。

33．根据权利要求26所述的帧构造方法，其中如果没有最大努力IP第一层帧要发送，则产生并发送长度为L的虚帧。

34．根据权利要求26所述的帧构造方法，其中如果包含最大努力IP分组的第一层帧的长度B比最大努力IP传送空间长度L小，并且如果最大努力IP第一层帧的长度B和最小虚帧长度D加在一起的(B+D)等于最大努力IP传送空间长度L，则将最大努力IP第一层帧作为单帧来发送而不用对其分割，然后发送最小虚帧。

35．根据权利要求26所述的帧构造方法，其中如果包含最大努力IP分组的第一层帧的长度B比最大努力IP传送空间长度L小，并且如果最大努力IP第一层帧的长度B和最小虚帧长度D加在一起的(B+D)大于最大努力IP传送空间长度L，则将填充数据插入到最大努力IP第一层帧的有效负载中，以便将最大努力IP分组的第一层帧的长度B增加为L，并将含有填充数据的最大努力IP第一层帧作为单帧发送。

36．根据权利要求26所述的帧构造方法，其中如果包含最大努力IP分组的第一层帧的长度B比最大努力IP传送空间长度L小，并且如果最大努力IP第一层帧的长度B和最小虚帧长度D加在一起的(B+D)小于最大努力IP传送空间长度L，则将最大努力IP第一层帧作为单帧发送而不用分割，并将最大努力IP第一层帧的空间长度更新为L-B。

37．根据权利要求15所述的帧构造方法，其中当在第二层帧有效负载中组装最大努力IP分组时，第二层帧首部包括：

路由标号，其作为用于对包含通过中继节点的最大努力IP分组信号的第一层帧进行择路的信息；

流标号，其作为用于指定波长的信息，该波长用于在中继节点间传送包含最大努力IP分组的第一层帧。

38．根据权利要求37所述的帧构造方法，其中通过对最大努力IP分组的首部进行散列操作来产生流标号。

39．根据权利要求15所述的帧构造方法，其中当将第一层帧作为COM(连续消息)帧或EOM(消息结束)帧发送时，省略第二层帧首部。

40．根据权利要求6所述的帧构造方法，其中当在第一层帧有效负载中组装最大努力IP分组时，指示IP分组类型的信息在“优先级”标识符中描述，而指示IP的信息在“协议”标识符中描述。

41．一种在网络设备中的帧构造装置，其包括第一层帧构造装置，第一层帧构造装置以通用帧格式来构造能够兼容任何协议类型数据的第一层帧，这些数据选自于STM(同步传输模式)信号、ATM(异步传输模式)信元、原始IP(互联网协议)分组以及最大努力IP分组中。

42．根据权利要求41所述的帧构造装置，其中第一层帧包括：

第一层帧首部，包含预定类型的首部信息；和

第一层帧有效负载，包含诸如STM信号、ATM信元、原始IP分组以及最大努力IP分组等数据。

43．根据权利要求42所述的帧构造装置，其中由第一层帧构造装置构造的第一层帧还包括有效负载CRC(循环冗余校验)字段，用于包含对第一层帧有效负载进行的CRC操作的结果。

44．根据权利要求42所述的帧构造装置，其中第一层帧有效负载是可变长度字段。

45．根据权利要求44所述的帧构造装置，其中第一层帧的可变长度有效负载的长度被设置在0千字节和64千字节之间。

46．根据权利要求42所述的帧构造装置，其中第一层帧首部包括：

“分组长度”标识符，其指示第一层帧有效负载的长度；

“协议”标识符，其指示在第一层帧中传送的数据的类型；

“帧模式”标识符，其指示第一层帧的类型；

“填充”标识符，其指示第一层帧中是否包含填充数据，和

“首部CRC”标识符，其指示对于第一层帧首部进行的除该标识符本身以外的CRC操作结果。

47．根据权利要求46所述的帧构造装置，其中“协议”标识符指示在第一层帧中的数据传送类型是IPv4(互联网协议第4版)数据、IPv6(互联网协议第6版)数据、STM数据、ATM数据还是虚数据。

48．根据权利要求46所述的帧构造装置，其中构造并定期传送一OAM(操作和管理)帧作为特殊目的的第一层帧，用于监控入口点和出口点之间的路径。

49．根据权利要求48所述的帧构造装置，其中在OAM帧的有效负载中对PN码型进行组装。

50．根据权利要求48所述的帧构造装置，其中“协议”标识符指示在第一层帧中传送的数据类型是IPv4(互联网协议第4版)数据、IPv6(互联网协议第6版)数据、STM数据、ATM数据还是虚数据。

51．根据权利要求46所述的帧构造装置，其中“首部CRC”标识符被提供给第一层帧首部，以便由线路终接装置用来建立字节同步和/或帧同步。

52．根据权利要求42所述的帧构造装置，其中第一层帧首部是一个固定长度的字段。

53．根据权利要求46所述的帧构造装置，其中在第一层帧中包含填充数据的情况下，向第一层帧首部中加入指示填充数据长度的“填充长度”标识符。

54．根据权利要求42所述的帧构造装置，其中在第一层帧有效负载中组装第二层帧，用于包含和传送诸如STM信号、ATM信元和原始IP分组以及最大努力IP分组等数据。

55．根据权利要求54所述的帧构造装置，其中第二层帧包括：

第二层帧首部，其包括用于对第二层帧择路的信息，

第二层帧有效负载，其中组装有诸如STM信号、ATM信元和原始IP分组以及最大努力IP分组等数据。

56．根据权利要求55所述的帧构造装置，其中当在第二层帧有效负载中组装STM信号时，在第二层帧的有效负载中对从STM装置传送的比特率为N×64Kbps、即对于每个信道为8比特/125微秒的N信道STM信号进行组装。

57．根据权利要求55所述的帧构造装置，其中当在第二层帧有效负载中组装ATM信元时，从ATM装置传送的ATM信元在第二层帧有效负载中组装。

58．根据权利要求46所述的帧构造装置，其中在第一层帧有效负载中组装STM信号的情况下，指示CBR(恒定比特率)通信量的信息在“优先级”标识符中描述，并且指示STM的信息在“协议”标识符中描述。

59．根据权利要求55所述的帧构造装置，其中在第二层帧有效负载中组装STM信号的情况下，第二层帧首部包括路由标号，其用作包含通过中继节点的STM信号的第一层帧的路由信息。

60．根据权利要求46所述的帧构造装置，其中在第一层帧有效负载中组装ATM信元的情况下，指示ATM信元类型的信息在“优先级”标识符中描述，并且指示ATM的信息在“协议”标识符中描述。

61．根据权利要求55所述的帧构造装置，其中在第二层帧有效负载中组装ATM信元的情况下，第二层帧首部包括路由标号，其用作包含通过中继节点的ATM信元的第一层帧的路由信息。

62．根据权利要求55所述的帧构造装置，其中在第二层帧有效负载中组装原始IP分组的情况下，原始IP分组被组装在第二层帧有效负载中而没有被分割。

63．根据权利要求46所述的帧构造装置，其中在第一层帧有效负载中组装原始IP分组的情况下，指示IP分组类型的信息在“优先级”标识符中描述，并且指示IP的信息在“协议”标识符中描述。

64．根据权利要求55所述的帧构造装置，其中在第二层帧有效负载中组装原始IP分组的情况下，第二层帧首部包括：

65．根据权利要求64所述的帧构造装置，其中流标号通过对原始IP分组的首部进行散列操作来产生。

66．根据权利要求55所述的帧构造装置，其中当在第二层帧有效负载中组装最大努力IP分组时，最大努力IP传送空间长度L被确定为L=CL-SL-AL-PL-BL，其中

L是指可被用于传送包含最大努力IP分组的第一层帧的传送的传送空间长度，

CL是指对应于预定周期的预定长度，

BL是指一个或多个第一层帧的长度，该第一层帧包含在传送包含最大努力IP分组的第一层帧之前的周期中传送的最大努力IP分组。

67．根据权利要求66所述的帧构造装置，其中如果包含最大努力IP分组的第一层帧的长度B等于最大努力IP传送空间长度L，则包含最大努力IP分组的第一层帧作为单帧发送而不用被分割。

68．根据权利要求66所述的帧构造装置，其中如果包含最大努力IP分组的第一层帧的长度B大于最大努力IP传送空间长度L，则使用包含最大努力IP分组的第一层帧的前部来构造长度为L的BOM(消息开始)帧，发送该BOM帧，并将包括含有最大努力IP分组的第一层帧其余部分的EOM(消息结束)帧储存。

69．根据权利要求68所述的帧构造装置，其中如果所储存的EOM帧的长度M比最大努力IP传送空间长度L大，则使用所储存的EOM帧的前部来构造长度为L的COM(连续消息)帧，发送该COM帧，并将包括所储存的EOM帧剩余部分的EOM帧储存。

70．根据权利要求68所述的帧构造装置，其中如果所储存的EOM帧的长度M比最大努力IP传送空间长度L小，并且如果所储存的EOM帧的长度M与最小虚帧长度D加在一起的(M+D)比最大努力IP传送空间长度L小，则发送所储存的EOM帧作为EOM帧，并将最大努力IP传送空间长度L更新为L-M。

71．根据权利要求68所述的帧构造装置，其中如果所储存的EOM帧的长度M比最大努力IP传送空间长度L小，并且如果所储存的EOM帧的长度M与最小虚帧长度D加在一起的(M+D)等于最大努力IP传送空间长度L，则发送所储存的EOM帧作为EOM帧，然后发送最小虚帧。

72．根据权利要求68所述的帧构造装置，其中如果所储存的EOM帧的长度M比最大努力IP传送空间长度L小，并且如果所储存的EOM帧的长度M与最小虚帧长度D加在一起的(M+D)比最大努力IP传送空间长度大，则将填充数据插入到所储存的EOM帧的有效负载中，以便将EOM帧长度M增加为L，并将含有填充数据的所储存的EOM帧作为EOM帧发送。

73．根据权利要求66所述的帧构造装置，其中如果没有最大努力IP第一层帧要发送，则产生并发送长度为L的虚帧。

74．根据权利要求66所述的帧构造装置，其中如果包含最大努力IP分组的第一层帧的长度B比最大努力IP传送空间长度L小，并且如果最大努力IP第一层帧的长度B和最小虚帧长度D加在一起的(B+D)等于最大努力IP传送空间长度L，则将最大努力IP第一层帧作为单帧来发送而不用对其分割，然后发送最小虚帧。

75．根据权利要求66所述的帧构造装置，其中如果包含最大努力IP分组的第一层帧的长度B比最大努力IP传送空间长度L小，并且如果最大努力IP第一层帧的长度B和最小虚帧长度D加在一起的(B+D)大于最大努力IP传送空间长度L，则将填充数据插入到最大努力IP第一层帧的有效负载中，以便将最大努力IP分组的第一层帧的长度B增加为L，并将含有填充数据的最大努力IP第一层帧作为单帧来发送。

76．根据权利要求66所述的帧构造装置，其中如果包含最大努力IP分组的第一层帧的长度B比最大努力IP传送空间长度L小，并且如果最大努力IP第一层帧的长度B和最小虚帧长度D加在一起的(B+D)小于最大努力IP传送空间长度L，则将最大努力IP第一层帧作为单帧发送而不用分割，并将最大努力IP第一层帧的空间长度更新为L-B。

77．根据权利要求55所述的帧构造装置，其中当在第二层帧有效负载中组装最大努力IP分组时，第二层帧首部包括：

路由标号，其作为用于对包含通过中继节点的最大努力IP分组信号的第一层帧进行择路的信息，和

78．根据权利要求77所述的帧构造装置，其中通过对最大努力IP分组的首部进行散列操作来产生流标号。

79．根据权利要求55所述的帧构造装置，其中当第一层帧作为COM(连续消息)帧或EOM(消息结束)帧发送时，省略第二层帧首部。

80．根据权利要求46所述的帧构造装置，其中当在第一层帧有效负载中组装最大努力IP分组时，指示IP分组类型的信息在“优先级”标识符中描述，而指示IP的信息在“协议”标识符中描述。

81．一种包括边缘节点和核心节点的数据传输系统，其中：

边缘节点与STM(同步传输模式)装置、ATM(异步传输模式)装置和/或IP(互联网协议)路由器连接，并包括：

第一层帧构造装置，其构造能够以一种通用的帧格式兼容任何协议的数据的第一层帧，这些数据选自由STM装置提供的STM信号、ATM装置提供的ATM信元、IP路由器提供的原始IP分组、由IP路由器提供的最大努力IP分组；

第一层帧传输装置，将由第一层帧构造装置构造的包含STM信号的第一层帧、包含ATM信元的第一层帧、包含原始IP分组的第一层帧和/或包含最大努力IP分组的第一层帧发往核心节点；

第一层帧分离装置，将由核心节点提供的第一层帧分离为包含STM信号的第一层帧、包含ATM信元的第一层帧、包含原始IP分组的原始IP第一层帧和/或包含最大努力IP分组的最大努力IP第一层帧；

数据提取装置，其分别从STM第一层帧中提取STM信号、从ATM第一层帧中提取ATM信元、从原始IP第一层帧中提取原始IP分组、从最大努力IP第一层帧中提取最大努力IP分组；和

数据传输装置，其将数据提取装置所提取的STM信号发送至STM装置，将数据提取装置所提取的ATM信元发送至ATM装置，将数据提取装置所提取的原始IP分组和最大努力IP分组发往IP路由器，并且

核心节点与一个或多个边缘节点和/或一个或多个核心节点连接，并通过参考第一层帧中包含的路由信息，将由边缘节点或核心节点提供的第一层帧传送给适当的核心节点或边缘节点。

82．根据权利要求81的数据传输系统，其中由第一层帧构造装置构造的第一层帧包括：

第一层帧首部，其包含预定类型的首部信息；和

第一层帧有效负载，其包含诸如STM信号、ATM信元、原始IP分组以及最大努力IP分组等数据。

83．根据权利要求82的数据传输系统，其中第一层帧还包括有效负载CRC(循环冗余校验)字段，用于包含对第一层帧有效负载进行的CRC操作的结果。

84．根据权利要求82的数据传输系统，其中第一层帧有效负载是可变长度字段。

85．根据权利要求84的数据传输系统，其中第一层帧的可变长度有效负载的长度被设置在0千字节和64千字节之间。

86．根据权利要求82的数据传输系统，其中第一层帧首部包括：

“分组长度”标识符，其指示第一层帧有效负载的长度；

“协议”标识符，其指示在第一层帧中传送的数据的类型；

“帧模式”标识符，其指示第一层帧的类型；

“填充”标识符，其指示第一层帧中是否包含填充数据，和

87．根据权利要求86的数据传输系统，其中“协议”标识符指示在第一层帧中的数据传送类型是IPv4(互联网协议第4版)数据、IPv6(互联网协议第6版)数据、STM数据、ATM数据还是虚数据。

88．根据权利要求86的数据传输系统，其中构造并定期传送一OAM(操作和管理)帧作为特殊目的的第一层帧，用于监控入口点和出口点之间的路径。

89．根据权利要求88的数据传输系统，其中在OAM帧的有效负载中对PN码型进行组装。

90．根据权利要求88的数据传输系统，其中“协议”标识符指示在第一层帧中传送的数据类型是IPv4(互联网协议第4版)数据、IPv6(互联网协议第6版)数据、STM数据、ATM数据还是虚数据。

91．根据权利要求86的数据传输系统，其中“首部CRC”标识符被提供给第一层帧首部，以便由线路终接装置用来建立字节同步和/或帧同步。

92．根据权利要求82的数据传输系统，其中第一层帧首部是一个固定长度的字段。

93．根据权利要求86的数据传输系统，其中在第一层帧中包含填充数据的情况下，向第一层帧首部中加入指示填充数据长度的“填充长度”标识符。

94．根据权利要求82的数据传输系统，其中在第一层帧有效负载中组装第二层帧，用于包含和传送诸如STM信号、ATM信元和原始IP分组以及最大努力IP分组等数据。

95．根据权利要求94的数据传输系统，其中第二层帧包括：

第二层帧首部，其包括用于对第二层帧择路的信息，

96．根据权利要求95的数据传输系统，其中在第二层帧有效负载中组装STM信号的情况下，在第二层帧的有效负载中对从STM装置传送的比特率为N×64Kbps、即对于每个信道为8比特/125微秒的N信道STM信号。

97．根据权利要求95的数据传输系统，其中在第二层帧有效负载中组装ATM信元的情况下，从ATM装置传送的ATM信元在第二层帧有效负载中组装。

98．根据权利要求86的数据传输系统，其中在第一层帧有效负载中组装STM信号的情况下，指示CBR(恒定比特率)通信量的信息在“优先级”标识符中描述，并且指示STM的信息在“协议”标识符中描述。

99．根据权利要求95的数据传输系统，其中在第二层帧有效负载中组装STM信号的情况下，第二层帧首部包括路由标号，其用作包含通过中继节点的STM信号的第一层帧路由信息。

100．根据权利要求86的数据传输系统，其中在第一层帧有效负载中组装ATM信元的情况下，指示ATM信元类型的信息在“优先级”标识符中描述，并且指示ATM的信息在“协议”标识符中描述。

101．根据权利要求95的数据传输系统，其中在第二层帧有效负载中组装ATM信元的情况下，第二层帧首部包括路由标号，其用作包含通过中继节点的ATM信元的第一层帧路由信息。

102．根据权利要求95的数据传输系统，其中在第二层帧有效负载中组装原始IP分组的情况下，原始IP分组被组装在第二层帧有效负载中而没有被分割。

103．根据权利要求86的数据传输系统，其中在第一层帧有效负载中组装原始IP分组的情况下，指示IP分组类型的信息在“优先级”标识符中描述，并且指示IP的信息在“协议”标识符中描述。

104．根据权利要求95的数据传输系统，其中在第二层帧有效负载中组装原始IP分组的情况下，第二层帧首部包括：

105．根据权利要求104的数据传输系统，其中流标号通过对原始IP分组的首部进行散列操作来产生。

106．根据权利要求95的数据传输系统，其中当在第二层帧有效负载中组装最大努力IP分组时，最大努力IP传送空间长度L被确定为L=CL-SL-AL-PL-BL，其中

CL是指对应于预定周期的预定长度，

107．根据权利要求106的数据传输系统，其中如果包含最大努力IP分组的第一层帧的长度B等于最大努力IP传送空间长度L，则包含最大努力IP分组的第一层帧作为单帧发送而不用被分割。

108．根据权利要求106的数据传输系统，其中如果包含最大努力IP分组的第一层帧的长度B大于最大努力IP传送空间长度L，则使用包含最大努力IP分组的第一层帧的前部来构造长度为L的BOM(消息开始)帧，发送该BOM帧，并将包括含有最大努力IP分组的第一层帧其余部分的EOM(消息结束)帧储存。

109．根据权利要求108的数据传输系统，其中如果所储存的EOM帧的长度M比最大努力IP传送空间长度L大，则使用所储存的EOM帧的前部来构造长度为L的COM(连续消息)帧，发送该COM帧，并将包括所储存的EOM帧剩余部分的EOM帧储存。

110．根据权利要求108的数据传输系统，其中如果所储存的EOM帧的长度M比最大努力IP传送空间长度L小，并且如果所储存的EOM帧的长度M与最小虚帧长度D加在一起的(M+D)比最大努力IP传送空间长度L小，则发送所储存的EOM帧作为EOM帧，并将最大努力IP传送空间长度L更新为L-M。

111．根据权利要求108的数据传输系统，其中如果所储存的EOM帧的长度M比最大努力IP传送空间长度L小，并且如果所储存的EOM帧的长度M与最小虚帧长度D加在一起的(M+D)等于最大努力IP传送空间长度L，则发送所储存的EOM帧作为EOM帧，然后发送最小虚帧。

112．根据权利要求108的数据传输系统，其中如果所储存的EOM帧的长度M比最大努力IP传送空间长度L小，并且如果所储存的EOM帧的长度M与最小虚帧长度D加在一起的(M+D)比最大努力IP传送空间长度大，则将填充数据插入到所储存的EOM帧的有效负载中，以便将EOM帧长度M增加为L，并将含有填充数据的所储存的EOM帧作为EOM帧发送。

113．根据权利要求106的数据传输系统，其中如果没有要发送的最大努力IP第一层帧，则产生并发送长度为L的虚帧。

114．根据权利要求106的数据传输系统，其中如果包含最大努力IP分组的第一层帧的长度B比最大努力IP传送空间长度L小，并且如果最大努力IP第一层帧的长度B和最小虚帧长度D加在一起的(B+D)等于最大努力IP传送空间长度L，则将最大努力IP第一层帧作为单帧来发送而不用对其分割，然后发送最小虚帧。

115．根据权利要求106的数据传输系统，其中如果包含最大努力IP分组的第一层帧的长度B比最大努力IP传送空间长度L小，并且如果最大努力IP第一层帧的长度B和最小虚帧长度D加在一起的(B+D)大于最大努力IP传送空间长度L，则将填充数据插入到最大努力IP第一层帧的有效负载中，以便将最大努力IP分组的第一层帧的长度B增加为L，并将含有填充数据的最大努力IP第一层帧作为单帧来发送。

116．根据权利要求106的数据传输系统，其中如果包含最大努力IP分组的第一层帧的长度B比最大努力IP传送空间长度L小，并且如果最大努力IP第一层帧的长度B和最小虚帧长度D加在一起的(B+D)小于最大努力IP传送空间长度L，则将最大努力IP第一层帧作为单帧发送而不用分割，并将最大努力IP第一层帧的空间长度更新为L-B。

117．根据权利要求95的数据传输系统，其中当在第二层帧有效负载中组装最大努力IP分组时，第二层帧首部包括：

路由标号，其作为用于对包含通过中继节点的最大努力IP分组信号的第一层帧进行择路的信息；和

118．根据权利要求117的数据传输系统，其中通过对最大努力IP分组的首部进行散列操作来产生流标号。

119．根据权利要求95的数据传输系统，其中当第一层帧作为COM(连续消息)帧或EOM(消息结束)帧发送时，省略第二层帧首部。

120．根据权利要求86的数据传输系统，其中当在第一层帧有效负载中组装最大努力IP分组时，指示IP分组类型的信息在“优先级”标识符中描述，并且指示IP的信息在“协议”标识符中描述。

121．根据权利要求81的数据传输系统，其中边缘节点的第一层帧传输装置以预定的时间间隔向核心节点发送含有STM信号的第一层帧。

122．根据权利要求121的数据传输系统，其中预定的时间间隔设置为125微秒。

123．根据权利要求81的数据传输系统，其中边缘节点的第一层帧传输装置对包含STM信号的第一层帧、包含ATM信元的第一层帧、包含原始IP分组的原始IP第一层帧和/或包含最大努力IP分组的最大努力IP第一层帧进行复用，按照STM、ATM、原始IP和最大努力IP的顺序给予优先级，并将帧复用后的第一层帧发往核心节点。

124．根据权利要求83的数据传输系统，其中边缘节点的第一层帧构造装置对第一层帧有效负载进行16位的CRC(循环冗余校验)操作，并将该16位的循环冗余校验的结果加入第一层帧中作为有效负载CRC字段。

125．根据权利要求83的数据传输系统，其中边缘节点的第一层帧构造装置对第一层帧有效负载进行32位的CRC(循环冗余校验)操作，并将该32位的循环冗余校验的结果加入第一层帧中作为有效负载CRC字段。

126．根据权利要求82的数据传输系统，其中边缘节点的第一层帧分离装置通过使用从核心节点传送的第一层帧的第一层帧首部建立帧同步。

127．根据权利要求86的数据传输系统，其中边缘节点的第一层帧分离装置通过参考第一层帧首部的“协议”标识符判断在第一层帧中包含的数据是STM信号、ATM信元、还是IP分组，并通过使用第一层帧首部的“分组长度”标识符将帧复用后的第一层帧解复用为第一层帧。

128．根据权利要求95的数据传输系统，其中：

核心节点从所接收的第一层帧中提取第二层帧，通过参考各第二层帧的第二层帧首部，

确定包含在第二层帧有效负载中的有效数据应当传送至的下一核心节点或边缘节点，

对于各下一节点构造包含有数据的第一层帧，

对于各下一节点对第一层帧进行帧复用，和

将帧复用后的第一层帧发送至下一核心节点或边缘节点。

129．根据权利要求128的数据传输系统，其中核心节点将包含STM信号的第一层帧以预定时间间隔发送至下一节点。

130．根据权利要求129的数据传输系统，其中预定时间间隔被设为125微秒。

131．根据权利要求128的数据传输系统，其中核心节点对包含STM信号的第一层帧、包含ATM信元的第一层帧、包含原始IP分组的第一层帧和包含最大努力IP分组的第一层帧进行帧复用，按照STM、ATM、原始IP和最大努力IP的顺序给予从高到低的优先级，并将帧复用后的第一层帧发往下一核心节点或边缘节点。

132．根据权利要求88的数据传输系统，其中由在用于路径监控的出口点使用OAM帧。