一種以太數據與多路E1數據的處理方法及系統

《一種以太數據與多路E1數據的處理方法及系統》是電信科學技術第五研究所於2015年2月3日申請的專利，該專利申請號為2015100550294，公布號為CN104660360A，公布日為2015年5月27日，發明人是何定高、王廣才、楚鷹軍、曾勇，該發明涉及通信網路研究領域。

《一種以太數據與多路E1數據的處理方法及系統》其將PTP事件報文的收、發時間戳的位置定於E1接口處，消除了以太與E1協轉過程的不確定時延帶來的線路時延的變化，從而導致PTP授時精度降低的影響；且以太接口與多E1接口的以太報文通過連線埠VLAN標記來進行互動，不僅提高了以太接口的頻寬利用率，而且提高了E1鏈路的有效頻寬，實現了滿足多節點、長距離時間同步系統網路構建的套用需求，達到最佳化和簡化系統設計，降低授時精度的不利因素，提高授時精度，實現多E1接口授時的套用需求的技術效果。

2021年11月，《一種以太數據與多路E1數據的處理方法及系統》獲得2020年度四川專利獎三等獎。

（概述圖為《一種以太數據與多路E1數據的處理方法及系統》的摘要附圖）

基本介紹

• 中文名：一種以太數據與多路E1數據的處理方法及系統
• 公布號：CN104660360A
• 公布日：2015年5月27日
• 申請號：2015100550294
• 申請日：2015年2月3日
• 申請人：電信科學技術第五研究所
• 地址：四川省成都市錦江區大慈寺路22號
• 發明人：何定高、王廣才、楚鷹軍、曾勇
• 專利代理機構：成都行之專利代理事務所
• 代理人：劉哲源
• Int.Cl.：H04J3/06(2006.01)I
• 類別：發明專利

專利背景

乙太網作為一種套用最廣泛的通信網路，以其優越的性價比、技術成熟度高和高傳輸速率等優勢，成為通信承載網的主要發展方向。隨著網路的發展，網路的組網形態、業務類型和套用場合等已發生了深刻的變化，在乙太網走向網路融合的過程中，許多業務的正常運行都要求精確的時鐘同步，因此對時鐘同步的需求提出了越來越高的需求。例如，在3G、4G移動通信網路中，基站間不僅要求頻率同步，而且對時間同步的要求也越來越嚴格，如僅通過GPS、BD衛星系統來滿足此要求，成本較高。

IEEE1588是精密時間同步協定（Precision Time Synchronization Protocol，PTP），可在主、從時鐘設備間提供基於乙太網絡連線時間同步功能。PTP協定採用軟硬體相結合的方式，在物理層由硬體打時間戳，主、從設備間的同步精度可達微秒級。通常情況下，記錄PTP硬體時間戳的位置位於PHY與MAC間，因為在網路理想情況下，PTP數據報文通過收、發端的PHY器件及網路這些物理線路的總時延是穩定的、可測量的。

PTP同步精度會受乙太網絡流量變化以及時延抖動等因素的影響，因此在進行多跳數、長距離傳輸時，同步精度往往不能得到保證。PTP協定還不能在傳統路由器或交換機上進行高精度遠程傳輸。

2015年2月之前的傳輸網路以SDH傳輸網為主體。SDH技術，以其可靠性、可控性、擴展性以及完善的網路體制，在傳輸網中占著主導地位。SDH的常用用戶接口為E1，PTP數據包可以通過E1接口進入SDH網路進行長距離傳輸。

2015年2月之前，常用的PTP業務接入E1的方法是在乙太網口與E1鏈路接口間加ETHERNET/E1協定轉換器，直接將PTP數據包通過ETHERNET/E1協定轉換器封裝到E1鏈路，通過E1鏈路接入SDH中實現長距離時間數據傳輸。通常乙太網口傳輸速率為1000/100比特/秒，而E1線路傳輸速率為2.048兆比特/秒，並且乙太網接口的數據特徵為間歇性和突發性強，而E1接口的數據特徵則是固定速率傳輸。由於速率不匹配，ETHERNET/E1協定轉換器都應具有快取機制，因此，以太數據包通過協定轉換器的時延是不確定的。為了解決協定轉換器的時延不確定性問題，常採用的處理方法主要有兩種：一種是計算PTP數據報文在協定轉換過程中的時延數據，並將時延數據修正到PTP數據報文中；另一種是控制PTP數據報文在兩個協定轉換器中滯留固定時間。採用計算或控制時延的方法，增加了數據報文處理的複雜度，計算或控制時延過程帶來的誤差不利於系統同步精度的提高。

通常，時間伺服器都需要提供多個授時接口，為多條鏈路或節點提供時間同步業務。常用的套用方式有：一種是時間伺服器的每個PTP（以太）業務口與ETHERNET/E1協定轉換器連線，來實現通過E1通道對遠程節點授時；另外一種是時間伺服器出一個PTP(以太)業務口，並配置PTP交換機，通過PTP交換機擴展多路PTP信號接口，再分別為每個擴展的PTP信號接口配置ETHERNET/E1協定轉換器來接入E1鏈路，從而實現對遠程節點授時。因此目2015年2月之前的常用實現方式需要時間伺服器配置多個PTP業務輸出口或PTP交換機，多個ETHERNET/E1協定轉換器，設備數量多，需要信號轉換，不利於工程套用和系統同步精度的提高。採用1個以太接口直接對應1個E1接口的方式，由於兩個接口的頻寬不匹配，以太接口的頻寬利用率低，不利於系統性能的提高。

2015年2月之前的技術一中採用E1/Ethernet協定轉換器精確測量了進出乙太網接口和E1接口的時間差，並更新PTP報文的修正域，來達到消除協定轉換帶來的影響的目的。又提供了一種乙太網與E1協定間轉換的機制，對以太報文進行識別，識別出PTP時間報文並計算其在協轉過程的時延，並將時延數據修正到Follow_Up報文的時間戳t1中或Pdelay_Resp_Follow_Up報文的時間戳t3中，來達到消除轉換過程中產生的時延、降低鏈路抖動、提高授時精度的目的。

2015年2月之前的技術一需要準確計算PTP數據報文在協轉轉換過程中的時延，並將時延修正到報文數據中，這種處理方式的主要缺點有：時延計算過程中帶來的誤差會影響PTP授時精度的提高；由於以太數據連線埠的頻寬大，E1連線埠的頻寬小，因此需要對以太連線埠接收的數據進行快取，這樣不僅會增加每幀數據報文的時延計算難度，還需要正確匹配每幀數據的時延數據，帶來了報文數據處理的風險，不利用PTP授時精度的提高。

在2015年2月之前的技術二中，針對2015年2月之前時間同步系統在套用於一主站對多子站場景存在設備數量多的問題，其中提出一種多E1/PTP時間通過適配器連線的設計方法。多E1/PTP時間通道適配器設定有以太PTP接口和多個E1接口，其主要作用用於建立多個E1接口與連線的子時間伺服器硬體地址的對應關係、實現以太PTP接口信號和E1接口信號的映射和解映射。主要特徵為：將以太PTP接口接收的同步（Sync）報文以廣播方式傳送到每個E1接口，各個E1接口獨立計算報文的時延並填入報文的修正域欄位；將以太PTP接口接收的跟隨（Follow_Up）報文以廣播方式傳送到每個E1接口；將E1接口接收的請求（Delay_Req）報文接收，計算時延並將時延填入報文的修正域，並傳送到以太PTP接口；同時記錄E1接口號和報文攜帶的MAC地址（子時間伺服器硬體地址）；將以太PTP接口接收的請求回響（Delay_Resp）報文，根據E1接口號和報文中的MAC地址（子時間伺服器硬體地址）的對應關係，將報文轉發到MAC地址（子時間伺服器硬體地址）對應的E1接口。

2015年2月之前的技術二中，上述多E1/PTP時間通道適配器提出了以太PTP接口與多E1接口間的數據進行映射和解映射的方法，最佳化了多E1口的PTP套用場合下的設備配置數量，但其實現方法及機制存在如下問題：對以太（PTP）接收的同步（Sync）報文及跟隨（Follow_Up）報文以廣播方式傳送到每個E1接口，這適合組播模式下的PTP的報文套用；但是在單播模式下，廣播這兩種報文會造成其他E1線路上傳輸大量冗餘數據，占用E1線路頻寬，降低了E1線路的利用率；通過從E1接口接收的請求（Delay_Req）報文中獲取的MAC地址（子時間伺服器硬體地址）與E1接口號建立的映射關係，來對以太（PTP）接收的的請求回響（Delay_Resp）報文進行定向轉發的方式，適合於單播模式下的PTP的套用；對於組播模式下，請求（Delay_Req）報文的源MAC地址是組播地址，不適合於這樣的處理方法；採用計算報文在適配器中的時延並修正到報文數據中的方法，會在時延計算過程中帶來誤差，不利用系統授時精度的提高。 綜上所述，該申請發明人在實現該申請實施例中發明技術方案的過程中，發現上述技術至少存在如下技術問題：

在2015年2月之前的技術中，2015年2月之前基於E1通道的PTP授時系統的主要缺點表現在下面方面：

採用將ETHERNET/E1協定過程中時延修正到報文的方法，時延計算中帶來的誤差影響同步精度的提高；

在計算ETHERNET/E1協定轉換時延的過程中，時延計算時鐘的頻率誤差會帶來PTP報文時延計算的誤差；由於ETHERNET與E1在不同的時鐘域，兩個時鐘的相差的抖動也會帶來PTP報文時延計算的誤差；

採用控制ETHERNET/E1協轉換過程中的時延固定的方法，時延控制中帶來的誤差影響同步精度的提高；

時延計算時鐘的頻率偏差會帶來PTP報文時延控制的誤差；由於ETHERNET與E1在不同的時鐘域，兩個時鐘的相差的抖動也會帶來PTP報文時延控制的誤差。

2015年2月之前多E1接口的處理機制存在缺陷：

單播模式下，採用將PTP報文廣播到所有E1接口，會造成E1線路上傳輸大量冗餘數據，占用E1線路頻寬，降低E1線路的利用率；

組播模式下，將某個E1接口的回覆報文廣播到所有E1接口，也會造成E1線路上傳輸大量冗餘數據，占用E1線路頻寬，降低E1線路的利用率；

通過記錄E1接口接收的E1線路的報文的MAC地址的方法不適用於PTP的組播模式；

採用計算報文在以太與E1中適配過程中的時延的方法，會在時延計算過程中由於時延計算時鐘的頻率差等因素帶來計算誤差，這樣不利於系統授時精度的提高。

發明內容

專利目的

該發明提供了一種以太數據與多路E1數據的處理方法及系統，解決了2015年2月之前的技術中存在的技術問題，實現了滿足多節點、長距離時間同步系統網路構建的套用需求，達到最佳化和簡化系統設計，降低授時精度的不利因素，提高授時精度，實現多E1接口授時的套用需求的技術效果。

技術方案

《一種以太數據與多路E1數據的處理方法及系統》所述方法包括：

S1：從E1接收接口的串列數據流中恢復出以太報文數據，並記錄以太報文恢復時刻的系統時間數據；將記錄的時間數據插入需要接收時間數據的以太報文中；每個E1接收接口恢復、處理後的以太報文數據都進行分區域快取；依次將各個E1接收快取區域空間的以太報文添加E1連線埠VLAN標記後向以太接口發出；

S2：從以太接口接收的以太報文數據，根據VLAN號路由到對應E1連線埠的傳送快取空間中；各個E1傳送連線埠在將傳送快取空間的以太報文進行E1封裝，傳送過程中，記錄以太報文傳送時刻的系統時間數據，並將記錄的時間數據或處理後的數據插入需要傳送時間數據的以太報文中。

進一步的，從E1接口接收的串列數據流中恢復出以太報文數據，並記錄以太報文數據恢復時刻的系統時間；對從E1數據流中恢復出的以太報文數據進行識別，識別出PTP事件報文，並將恢復時刻的時間戳數據插入PTP事件報文的PTP頭部的保留位元組處，再將報文進行快取；對於識別出的非PTP事件報文，直接將報文進行快取；依次將每路E1接收快取空間的以太報文數據添加上連線埠VLAN標記後送到以太接口。進一步的，從以太接口接收的以太報文數據，根據以太報文數據的VLAN標記對以太報文數據進行路由，以太報文數據的VLAN號與E1連線埠所對應的VLAN號相同時，將該數據幀去掉VLAN標記後轉發到該E1連線埠所對應的快取空間；如果數據幀不帶VLAN標記或VLAN號與所有E1連線埠對應的VLAN號不匹配時，將該數據幀向所有E1連線埠的快取空間轉發；每路E1傳送快取空間的以太數據進行封裝後傳送到E1接口，在這過程中，記錄以太數據傳送時刻的系統時間，對以太數據類型進行識別，並將記錄的系統時間或根據系統時間處理後的數據插入識別出的PTP事件報文的協定規定位置處；對於識別出的非PTP事件報文不做處理。進一步的，E1連線埠接收數據並進行處理具體為：HDB3解碼模組將E1接口輸入的信號進行HDB3解碼恢復出E1串列數據，以太報文解封裝模組將HDB3解碼模組恢復的E1串列數據，根據系統使用的報文封裝協定進行以太報文數據恢復，當從E1數據流中發現以太報文時立即送出信號到時間戳記錄模組鎖存當前時刻的系統時間數據，所述當前時刻的系統時間即為PTP時間戳；並將恢復出的以太報文數據輸出到報文識別模組和時間戳插入控制模組，報文識別模組識別當前接收的以太報文數據是否為Sync報文或Delay_Req報文或Pdelay_Req報文，並將識別結果傳到時間戳插入控制模組，時間戳插入控制模組根據報文識別模組的報文類型指示來控制時間戳記錄模組鎖存的PTP時間數據的插入，當報文類型為非Sync報文或Delay_Req報文或Pdelay_Req報文時，不對報文做任何處理；當報文類型為Sync報文或Delay_Req報文或Pdelay_Req報文時，將來自時間戳記錄模組的時間戳數據插入PTP協定報文的PTP幀頭的預留位置處。

進一步的，以太接口接收數據並進行處理具體為：VLAN路由模組將接收的以太數據根據VLAN號轉發到對應的E1連線埠；E1連線埠在將以太報文進行封裝、傳送過程中，記錄以太報文傳送時刻的系統時間，並對以太報文類型進行識別，識別當前報文是否為Sync報文、Delay_Req報文、Pdelay_Req報文、Pdelay_Resp報文或其他；當前PTP的工作模式為兩步模式時，對於Sync報文、Delay_Req報文、Pdelay_Req報文、Pdelay_Resp報文，將記錄的系統時間傳送到CPU；當前PTP的工作模式為一步模式時，對於Sync報文，直接將系統時間插入報文的T1時間戳位置處；對於Delay_Req報文或Pdelay_Req報文，將記錄的系統時間傳送到CPU；對於Pdelay_Resp報文，根據系統時間計算出駐留時間數據，並將該數據累加上報文的原始修正域數據後，替換報文原始修正域數據。

進一步的，對E1連線埠接收的報文數據進行快取控制，報文寫入控制模組將從E1接收數據處理模組接收的以太報文數據快取到報文快取RAM模組中；報文讀取控制模組根據VLAN標記模組的控制從報文快取RAM模組中讀取出報文數據，並將報文數據傳送到VLAN標記模組。

另一方面，該申請還提供了一種以太數據與多路E1數據的處理系統，所述系統包括：E1接收數據處理模組、E1接收數據快取模組、VLAN標記模組、VLAN路由模組、E1傳送數據快取模組和E1傳送數據處理模組，其中：

所述E1接收數據處理模組用於從E1接收接口的串列數據流中恢復出以太報文數據，並記錄以太報文恢復時刻的系統時間數據，將記錄的時間數據插入需要接收時間數據的以太報文中；

所述E1接收數據快取模組用於將每個E1接收接口恢復、處理後的以太報文數據進行分區域快取；

所述VLAN標記模組用於依次將各個E1接收快取區域空間的以太報文添加E1連線埠VLAN標記後向以太接口發出；

所述VLAN路由模組用於從以太接口接收的以太報文數據，根據VLAN號路由到對應E1連線埠的傳送快取空間中；

所述E1傳送數據快取模組用於為每路E1接口設定傳送數據快取空間，將從以太接口接收並識別出向該路E1接口傳送的以太報文數據快取到該連線埠對應的快取空間； 所述E1傳送數據處理模組用於將各個E1傳送連線埠在將傳送快取空間的以太報文進行E1封裝，傳送過程中，記錄以太報文傳送時刻的系統時間數據，並將記錄的時間數據或處理後的數據插入需要傳送時間數據的以太報文中。

其中，所述E1接收數據處理模組具體用於從E1接口接收的串列數據流中恢復出以太報文數據，並記錄以太報文數據恢復時刻的系統時間；對從E1數據流中恢復出的以太報文數據進行識別，識別出PTP事件報文，並將恢復時刻的時間戳數據插入PTP事件報文的PTP頭部的保留位元組處，再將報文進行快取；對於識別出的非PTP事件報文，直接將報文進行快取；依次將每路E1接收快取空間的以太報文數據添加上連線埠VLAN標記後送到以太接口。 其中，所述E1傳送數據處理模組具體用於從以太接口接收的以太報文數據，根據以太報文數據的VLAN標記對以太報文數據進行路由，以太報文數據的VLAN號與E1連線埠所對應的VLAN號相同時，將該數據幀去掉VLAN標記後轉發到該E1連線埠所對應的快取空間；如果數據幀不帶VLAN標記或VLAN號與所有E1連線埠對應的VLAN號不匹配時，將該數據幀向所有E1連線埠的快取空間轉發；每路E1傳送快取空間的以太數據進行封裝後傳送到E1接口，在這過程中，記錄以太數據傳送時刻的系統時間，對以太數據類型進行識別，並將記錄的系統時間或根據系統時間處理後的數據插入識別出的PTP事件報文的協定規定位置處；對於識別出的非PTP事件報文不做處理。

其中，所述E1接收數據處理模組具體包括HDB3解碼模組、以太報文解封裝模組、時間戳記錄模組、報文識別模組和時間戳插入控制模組，其中，HDB3解碼模組用於將E1接口輸入的信號進行HDB3解碼恢復出E1串列數據；以太報文解封裝模組用於將HDB3解碼模組恢復的E1串列數據，根據系統使用的報文封裝協定進行以太報文數據恢復，當從E1數據流中發現以太報文時立即送出信號到時間戳記錄模組213鎖存當前時刻的系統時間數據，所述當前時刻的系統時間即為PTP時間戳；並將恢復出的以太報文數據輸出到報文識別模組和時間戳插入控制模組；報文識別模組用於識別當前接收的以太報文數據是否為Sync報文或Delay_Req報文或Pdelay_Req報文或其他，並將識別結果傳到時間戳插入控制模組；時間戳插入控制模組用於根據報文識別模組的報文類型指示來控制時間戳記錄模組鎖存的PTP時間數據的插入，當報文類型為非Sync報文或Delay_Req報文或Pdelay_Req報文時，不對報文做任何處理；當報文類型為Sync報文或Delay_Req報文或Pdelay_Req報文時，將來自時間戳記錄模組的時間戳數據插入PTP協定報文的PTP幀頭的預留位置處。

其中，所述E1接收數據快取模組具體包括：報文寫入控制模組、報文快取RAM模組、報文讀取控制模組，所述E1接收數據快取模組用於提供E1接收的報文數據的快取控制，報文寫入控制模組用於將從E1接收數據處理模組接收的以太報文數據快取到報文快取RAM模組中；所述報文讀取控制模組用於根據VLAN標記模組的控制從報文快取RAM模組中讀取出報文數據，並將報文數據傳送到VLAN標記模組。其中，E1傳送數據並進行處理具體為：VLAN路由模組將接收的以太數據根據VLAN號轉發到對應的E1連線埠；E1連線埠在將以太報文進行封裝、傳送過程中，記錄以太報文傳送時刻的系統時間，並對以太報文類型進行識別，識別當前報文是否為Sync報文、Delay_Req報文、Pdelay_Req報文、Pdelay_Resp報文或其他；當前PTP的工作模式為兩步模式時，對於Sync報文、Delay_Req報文、Pdelay_Req報文、Pdelay_Resp報文，將記錄的系統時間傳送到CPU；當前PTP的工作模式為一步模式時，對於Sync報文，直接將系統時間插入報文的T1時間戳位置處；對於Delay_Req報文或Pdelay_Req報文，將記錄的系統時間傳送到CPU；對於Pdelay_Resp報文，根據系統時間計算出駐留時間數據，並將該數據累加上報文的原始修正域數據後，替換報文原始修正域數據。

改善效果

《一種以太數據與多路E1數據的處理方法及系統》至少具有如下技術效果或優點：

採用了將以太數據與多路E1數據的處理方法設計為包括：S1：從E1接收接口的串列數據流中恢復出以太報文數據，並記錄以太報文恢復時刻的系統時間數據；將記錄的時間數據插入需要接收時間數據的以太報文中；每個E1接收接口恢復、處理後的以太報文數據都進行分區域快取；依次將各個E1接收快取區域空間的以太報文添加E1連線埠VLAN標記後向以太接口發出；S2：從以太接口接收的以太報文數據，根據VLAN號路由到對應E1連線埠的傳送快取空間中；各個E1傳送連線埠在將傳送快取空間的以太報文進行E1封裝，傳送過程中，記錄以太報文傳送時刻的系統時間數據，並將記錄的時間數據或處理後的數據插入需要傳送時間數據的以太報文中的技術方案，即，時間伺服器通過E1通道提供PTP的授時業務，支持多個E1接口的授時，將PTP數據報文的收、發時間戳記錄的位置從以太接口處，移至E1接口處，這樣有效避免了ETHERNET/E1協定轉換過程的不確定時延對PTP授時精度的影響；為各個E1接口分配VLAN號，將從E1接口接收的以太（PTP）報文數據，加上E1接口分配的VLAN標記後發到以太接口；從以太接口接收的以太（PTP）數據報文，根據VLAN號轉發到VLAN號對應的E1接口，對不帶VLAN標記或VLAN號與所有E1連線埠不匹配時，將該報文向所有E1連線埠轉發；這樣通過VLAN號將各個E1接口的數據報文進行區分與隔離，不僅實現了將以太報文高效的發到E1連線埠，而且不受PTP工作模式的限定，對組播和單播模式都適用；伺服器的協定處理層根據VLAN來統計、監控各個E1接口的數據報文，有利於監控各個E1連線埠的業務狀態，將PTP數據報文收、發時記錄時間戳的位置放在E1接口處，這樣ETHERNET/E1協轉過程中的時延對PTP的授時精度不產生影響；記錄的時間戳通過插入PTP數據報文或通過中斷暫存器方式傳遞到PTP軟體協定棧，實現1個以太接口與多個E1接口的報文數據互動功能；將以太接口與多個E1接口的數據流通過VLAN標記進行識別的方法來完成以太接口的數據流有效分發到E1接口的功能，即將從各個E1接口接收的數據加上該E1接口分配的VLAN標記後發到以太接口；從以太接口接收的數據根據VLAN標記分發到與VLAN標記對應的E1接口，E1接口將數據報文中的VLAN標記刪除後傳送到E1鏈路；對於以太接口接收的不帶VLAN標記的數據報文廣播到每個E1接口，E1接口再將數據報文傳送到E1鏈路，所以，有效解決了2015年2月之前技術中存在的技術問題，進而實現了滿足多節點、長距離時間同步系統網路構建的套用需求，達到最佳化和簡化系統設計，降低授時精度的不利因素，提高授時精度，實現多E1接口授時的套用需求的技術效果。

附圖說明

圖1是該申請實施例一中以太數據與多路E1數據的處理方法的流程示意圖；

圖2是該申請實施例一中以太數據與多路E1數據的處理系統的組成示意圖；

圖3是該申請實施例一中E1接收數據處理模組的組成示意圖；

圖4是該申請實施例一中E1接收數據快取模組的組成示意圖；

圖5是該申請實施例一中VLAN標記模組的組成示意圖；

圖6是該申請實施例一中VLAN路由模組的組成示意圖；

圖7是該申請實施例一中E1傳送數據快取的組成示意圖；

圖8是該申請實施例一中E1傳送數據處理模組的組成示意圖；

圖9是該申請實施例一中PTP協定報文的幀頭格式示意圖；

其中，接收數據處理模組-21，E1接收數據快取模組-22，VLAN標記模組-23，VLAN路由模組-24，E1傳送數據快取模組-25，E1傳送數據處理模組-26，HDB3解碼模組-211，以太報文解封裝模組-212，時間戳記錄模組-213，報文識別模組-214，時間戳插入控制模組-215，報文寫入控制模組-221，報文快取RAM模組-222，報文讀取控制模組-223，VLAN映射表模組-231，連線埠輪詢控制模組-232，連線埠報文數據讀取控制模組-233，以太報文加VLAN標記模組-234，報文VLAN標記提取模組-241，報文數據轉發控制模組-242，報文寫入控制模組-251，報文快取RAM模組-252，報文讀取控制模組-253，報文識別模組-261，時間戳插入控制模組-262，以太報文封裝模組-263，時間戳記錄模組-264，HDB3編碼模組-265。

權利要求

1.《一種以太數據與多路E1數據的處理方法及系統》所述方法包括：

S1：從E1接收接口的串列數據流中恢復出以太報文數據，並記錄以太報文恢復時刻的系統時間數據；將記錄的時間數據插入需要接收時間數據的以太報文中；每個E1接收接口恢復、處理後的以太報文數據都進行分區域快取；依次將各個E1接收快取區域空間的以太報文添加E1連線埠VLAN標記後向以太接口發出；

S2：從以太接口接收的以太報文數據，根據VLAN號路由到對應E1連線埠的傳送快取空間中；各個E1傳送連線埠在將傳送快取空間的以太報文進行E1封裝，傳送過程中，記錄以太報文傳送時刻的系統時間數據，並將記錄的時間數據或處理後的數據插入需要傳送時間數據的以太報文中。

2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，從E1接口接收的串列數據流中恢復出以太報文數據，並記錄以太報文數據恢復時刻的系統時間；對從E1數據流中恢復出的以太報文數據進行識別，識別出PTP事件報文，並將恢復時刻的時間戳數據插入PTP事件報文的PTP頭部的保留位元組處，再將報文進行快取；對於識別出的非PTP事件報文，直接將報文進行快取；依次將每路E1接收快取空間的以太報文數據添加上連線埠VLAN標記後送到以太接口。

3.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，從以太接口接收的以太報文數據，根據以太報文數據的VLAN標記對以太報文數據進行路由，以太報文數據的VLAN號與E1連線埠所對應的VLAN號相同時，將該以太報文數據去掉VLAN標記後轉發到該E1連線埠所對應的快取空間；如果以太報文數據不帶VLAN標記或VLAN號與所有E1連線埠對應的VLAN號不匹配時，將該以太報文數據向所有E1連線埠的快取空間轉發；每路E1傳送快取空間的以太數據進行封裝後傳送到E1接口，在這過程中，記錄以太報文數據傳送時刻的系統時間，對以太報文數據類型進行識別，並將記錄的系統時間或根據系統時間處理後的數據插入識別出的PTP事件報文的協定規定位置處；對於識別出的非PTP事件報文不做處理。

4.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，E1連線埠接收數據並進行處理具體為：HDB3解碼模組將E1接口輸入的信號進行HDB3解碼恢復出E1串列數據，以太報文解封裝模組將HDB3解碼模組恢復的E1串列數據，根據系統使用的報文封裝協定進行以太報文數據恢復，當從E1數據流中發現以太報文時立即送出信號到時間戳記錄模組鎖存當前時刻的系統時間數據，所述當前時刻的系統時間即為PTP時間戳；並將恢復出的以太報文數據輸出到報文識別模組和時間戳插入控制模組，報文識別模組識別當前接收的以太報文數據是否是Sync報文或Delay_Req報文或Pdelay_Req報文，並將識別結果傳到時間戳插入控制模組，時間戳插入控制模組根據報文識別模組的報文類型指示來控制時間戳記錄模組鎖存的PTP時間數據的插入，當報文類型為非Sync報文或Delay_Req報文或Pdelay_Req報文時，不對報文做任何處理；當報文類型為Sync報文或Delay_Req報文或Pdelay_Req報文時，將來自時間戳記錄模組的時間戳數據插入PTP協定報文的PTP幀頭的預留位置處。

5.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，對E1連線埠接收的報文數據進行快取控制，報文寫入控制模組將從E1接收數據處理模組接收的以太報文數據快取到報文快取RAM模組中；報文讀取控制模組根據VLAN標記模組的控制從報文快取RAM模組中讀取出報文數據，並將報文數據傳送到VLAN標記模組。

6.一種以太數據與多路E1數據的處理系統，其特徵在於，所述系統包括：E1接收數據處理模組、E1接收數據快取模組、VLAN標記模組、VLAN路由模組、E1傳送數據快取模組和E1傳送數據處理模組，其中：

所述E1接收數據處理模組用於從E1接收接口的串列數據流中恢復出以太報文數據，並記錄以太報文恢復時刻的系統時間數據，將記錄的時間數據插入需要接收時間數據的以太報文中；

所述E1接收數據快取模組用於將每個E1接收接口恢復、處理後的以太報文數據進行分區域快取；

所述VLAN標記模組用於依次將各個E1接收快取區域空間的以太報文添加E1連線埠VLAN標記後向以太接口發出；

所述VLAN路由模組用於從以太接口接收的以太報文數據，根據VLAN號路由到對應E1連線埠的傳送快取空間中；

所述E1傳送數據快取模組用於為每路E1接口設定傳送數據快取空間，將從以太接口接收並識別出向該路E1接口傳送的以太報文數據快取到該連線埠對應的快取空間；

所述E1傳送數據處理模組用於將各個E1傳送連線埠在將傳送快取空間的以太報文進行E1封裝，傳送過程中，記錄以太報文傳送時刻的系統時間數據，並將記錄的時間數據或處理後的數據插入需要傳送時間數據的以太報文中。

7.根據權利要求6所述的系統，其特徵在於，所述E1接收數據處理模組具體用於從E1接口接收的串列數據流中恢復出以太報文數據，並記錄以太報文數據恢復時刻的系統時間；對從E1數據流中恢復出的以太報文數據進行識別，識別出PTP事件報文，並將恢復時刻的時間戳數據插入PTP事件報文的PTP頭部的保留位元組處，再將報文進行快取；對於識別出的非PTP事件報文，直接將報文進行快取；依次將每路E1接收快取空間的以太報文數據添加上連線埠VLAN標記後送到以太接口。

8.根據權利要求6所述的系統，其特徵在於，所述E1傳送數據處理模組具體用於從以太接口接收的以太報文數據，根據以太報文數據的VLAN標記對以太報文數據進行路由，以太報文數據的VLAN號與E1連線埠所對應的VLAN號相同時，將該數據幀去掉VLAN標記後轉發到該E1連線埠所對應的快取空間；如果數據幀不帶VLAN標記或VLAN號與所有E1連線埠對應的VLAN號不匹配時，將該數據幀向所有E1連線埠的快取空間轉發；每路E1傳送快取空間的以太數據進行封裝後傳送到E1接口，在這過程中，記錄以太數據傳送時刻的系統時間，對以太數據類型進行識別，並將記錄的系統時間或根據系統時間處理後的數據插入識別出的PTP事件報文的協定規定位置處；對於識別出的非PTP事件報文不做處理。

9.根據權利要求6所述的系統，其特徵在於，所述E1接收數據處理模組具體包括HDB3解碼模組、以太報文解封裝模組、時間戳記錄模組、報文識別模組和時間戳插入控制模組，其中，HDB3解碼模組用於將E1接口輸入的信號進行HDB3解碼恢復出E1串列數據；以太報文解封裝模組用於將HDB3解碼模組恢復的E1串列數據，根據系統使用的報文封裝協定進行以太報文數據恢復，當從E1數據流中發現以太報文時立即送出信號到時間戳記錄模組213鎖存當前時刻的系統時間數據，所述當前時刻的系統時間即為PTP時間戳；並將恢復出的以太報文數據輸出到報文識別模組和時間戳插入控制模組；報文識別模組用於識別當前接收的以太報文數據是否為Sync報文或Delay_Req報文或Pdelay_Req報文或其他，並將識別結果傳到時間戳插入控制模組；時間戳插入控制模組用於根據報文識別模組的報文類型指示來控制時間戳記錄模組鎖存的PTP時間數據的插入，當報文類型為非Sync報文或Delay_Req報文或Pdelay_Req報文時，不對報文做任何處理；當報文類型為Sync報文或Delay_Req報文或Pdelay_Req報文時，將來自時間戳記錄模組的時間戳數據插入PTP協定報文的PTP幀頭的預留位置處。

10.根據權利要求6所述的系統，其特徵在於，所述E1接收數據快取模組具體包括：報文寫入控制模組、報文快取RAM模組、報文讀取控制模組，所述E1接收數據快取模組用於提供E1接收的報文數據的快取控制，報文寫入控制模組用於將從E1接收數據處理模組接收的以太報文數據快取到報文快取RAM模組中；所述報文讀取控制模組用於根據VLAN標記模組的控制從報文快取RAM模組中讀取出報文數據，並將報文數據傳送到VLAN標記模組。

實施方式

操作內容

《一種以太數據與多路E1數據的處理方法及系統》採用了將以太數據與多路E1數據的處理方法設計為包括：S1：從E1接收接口的串列數據流中恢復出以太報文數據，並記錄以太報文恢復時刻的系統時間數據；將記錄的時間數據插入需要接收時間數據的以太報文中；每個E1接收接口恢復、處理後的以太報文數據都進行分區域快取；依次將各個E1接收快取區域空間的以太報文添加E1連線埠VLAN標記後向以太接口發出；S2：從以太接口接收的以太報文數據，根據VLAN號路由到對應E1連線埠的傳送快取空間中；各個E1傳送連線埠在將傳送快取空間的以太報文進行E1封裝，傳送過程中，記錄以太報文傳送時刻的系統時間數據，並將記錄的時間數據或處理後的數據插入需要傳送時間數據的以太報文中的技術方案，即，時間伺服器通過E1通道提供PTP的授時業務，支持多個E1接口的授時，將PTP數據報文的收、發時間戳記錄的位置從以太接口處，移至E1接口處，這樣有效避免了ETHERNET/E1協定轉換過程的不確定時延對PTP授時精度的影響；為各個E1接口分配VLAN號，將從E1接口接收的以太（PTP）報文數據，加上E1接口分配的VLAN標記後發到以太接口；從以太接口接收的以太（PTP）數據報文，根據VLAN號轉發到VLAN號對應的E1接口，對不帶VLAN標記或VLAN號與所有E1連線埠不匹配時，將該報文向所有E1連線埠轉發；這樣通過VLAN號將各個E1接口的數據報文進行區分與隔離，不僅實現了將以太報文高效的發到E1連線埠，而且不受PTP工作模式的限定，對組播和單播模式都適用；伺服器的協定處理層根據VLAN來統計、監控各個E1接口的數據報文，有利於監控各個E1連線埠的業務狀態，將PTP數據報文收、發時記錄時間戳的位置放在E1接口處，這樣ETHERNET/E1協轉過程中的時延對PTP的授時精度不產生影響；記錄的時間戳通過插入PTP數據報文或通過中斷暫存器方式傳遞到PTP軟體協定棧，實現1個以太接口與多個E1接口的報文數據互動功能；將以太接口與多個E1接口的數據流通過VLAN標記進行識別的方法來完成以太接口的數據流有效分發到E1接口的功能，即將從各個E1接口接收的數據加上該E1接口分配或指定的VLAN標記後發到以太接口；從以太接口接收的數據根據VLAN標記分發到與VLAN標記對應的E1接口，E1接口將數據報文中的VLAN標記刪除後傳送到E1鏈路；對於以太接口接收的不帶VLAN標記的數據報文廣播到每個E1接口，E1接口再將數據報文傳送到E1鏈路，所以，有效解決了2015年2月之前技術中存在的技術問題，進而實現了滿足多節點、長距離時間同步系統網路構建的套用需求，達到最佳化和簡化系統設計，降低授時精度的不利因素，提高授時精度，實現多E1接口授時的套用需求的技術效果。

實施案例

在實施例中，提供了一種以太數據與多路E1數據的處理方法及系統，參考圖1-圖9，其中，一種以太數據與多路E1數據的處理方法的處理過程如下：

S1：從E1接收接口的串列數據流中恢復出以太報文數據，並記錄以太報文恢復時刻的系統時間數據；將記錄的時間數據插入需要接收時間數據的以太報文中；每個E1接收接口恢復、處理後的以太報文數據都進行分區域快取；依次將各個E1接收快取區域空間的以太報文添加E1連線埠VLAN標記後向以太接口發出；

S2：從以太接口接收的以太報文數據，根據VLAN號路由到對應E1連線埠的傳送快取空間中；各個E1傳送連線埠在將傳送快取空間的以太報文進行E1封裝，傳送過程中，記錄以太報文傳送時刻的系統時間數據，並將記錄的時間數據或處理後的數據插入需要傳送時間數據的以太報文中。

其中，在該申請實施例中，從E1接口接收的串列數據流中恢復出以太報文數據，並記錄以太報文數據恢復時刻的系統時間；對從E1數據流中恢復出的以太報文數據進行識別，識別出PTP事件報文，並將恢復時刻的時間戳數據插入PTP事件報文的PTP頭部的保留位元組處，再將報文進行快取；對於識別出的非PTP事件報文，直接將報文進行快取；依次將每路E1接收快取空間的以太報文數據添加上連線埠VLAN標記後送到以太接口。

其中，在該申請實施例中，從以太接口接收的以太報文數據，根據以太報文數據的VLAN標記對以太報文數據進行路由，以太報文數據的VLAN號與E1連線埠所對應的VLAN號相同時，將該數據幀去掉VLAN標記後轉發到該E1連線埠所對應的快取空間；如果數據幀不帶VLAN標記或VLAN號與所有E1連線埠對應的VLAN號不匹配時，將該數據幀向所有E1連線埠的快取空間轉發；每路E1傳送快取空間的以太數據進行封裝後傳送到E1接口，在這過程中，記錄以太數據傳送時刻的系統時間，對以太數據類型進行識別，並將記錄的系統時間或根據系統時間處理後的數據插入識別出的PTP事件報文的協定規定位置處；對於識別出的非PTP事件報文不做處理。

其中，在該申請實施例中，E1接收數據並進行處理具體為：HDB3解碼模組將E1接口輸入的信號進行HDB3解碼恢復出E1串列數據，以太報文解封裝模組將HDB3解碼模組恢復的E1串列數據，根據系統使用的報文封裝協定進行以太報文數據恢復，當從E1數據流中發現以太報文時立即送出信號到時間戳記錄模組鎖存當前時刻的系統時間數據，所述當前時刻的系統時間即為PTP時間戳；並將恢復出的以太報文數據輸出到報文識別模組和時間戳插入控制模組，報文識別模組識別當前接收的以太報文數據是否為Sync報文或Delay_Req報文或Pdelay_Req報文，並將識別結果傳到時間戳插入控制模組，時間戳插入控制模組根據報文識別模組的報文類型指示來控制時間戳記錄模組鎖存的PTP時間數據的插入，當報文類型為非Sync報文或Delay_Req報文或Pdelay_Req報文時，不對報文做任何處理；當報文類型為Sync報文或Delay_Req報文或Pdelay_Req報文時，將來自時間戳記錄模組的時間戳數據插入PTP協定報文的PTP幀頭的預留位置處。

其中，在該申請實施例中，對E1接收的報文數據進行快取控制，報文寫入控制模組將從E1接收數據處理模組接收的以太報文數據快取到報文快取RAM模組中；報文讀取控制模組根據VLAN標記模組的控制從報文快取RAM模組中讀取出報文數據，並將報文數據傳送到VLAN標記模組。

其中，在該申請實施例中，對於E1傳送數據並進行處理具體為：VLAN路由模組將接收的以太數據根據VLAN號轉發到對應的E1連線埠；E1連線埠在將以太報文進行封裝、傳送過程中，記錄以太報文傳送時刻的系統時間，並對以太報文類型進行識別，識別當前報文是否為Sync報文、Delay_Req報文、Pdelay_Req報文、Pdelay_Resp報文或其他；當前PTP的工作模式為兩步模式時，對於Sync報文、Delay_Req報文、Pdelay_Req報文、Pdelay_Resp報文，將記錄的系統時間傳送到CPU；當前PTP的工作模式為一步模式時，對於Sync報文，直接將系統時間插入報文的T1時間戳位置處；對於Delay_Req報文或Pdelay_Req報文，將記錄的系統時間傳送到CPU；對於Pdelay_Resp報文，根據系統時間計算出駐留時間數據，並將該數據累加上報文的原始修正域數據後，替換報文原始修正域數據。

其中，在該申請實施例中，該申請還提供了一種以太數據與多路E1數據的處理系統，所述系統包括：E1接收數據處理模組、E1接收數據快取模組、VLAN標記模組、VLAN路由模組、E1傳送數據快取模組和E1傳送數據處理模組，其中：

所述E1接收數據處理模組用於從E1接收接口的串列數據流中恢復出以太報文數據，並記錄以太報文恢復時刻的系統時間數據，將記錄的時間數據插入需要接收時間數據的以太報文中；

所述E1接收數據快取模組用於將每個E1接收接口恢復、處理後的以太報文數據進行分區域快取；

所述VLAN標記模組用於依次將各個E1接收快取區域空間的以太報文添加E1連線埠VLAN標記後向以太接口發出；

所述VLAN路由模組用於從以太接口接收的以太報文數據，根據VLAN號路由到對應E1連線埠的傳送快取空間中；

所述E1傳送數據快取模組用於為每路E1接口設定傳送數據快取空間，將從以太接口接收並識別出向該路E1接口傳送的以太報文數據快取到該連線埠對應的快取空間； 所述E1傳送數據處理模組用於將各個E1傳送連線埠在將傳送快取空間的以太報文進行E1封裝，傳送過程中，記錄以太報文傳送時刻的系統時間數據，並將記錄的時間數據或處理後的數據插入需要傳送時間數據的以太報文中。

其中，在該申請實施例中，所述E1接收數據處理模組具體用於從E1接口接收的串列數據流中恢復出以太報文數據，並記錄以太報文數據恢復時刻的系統時間；對從E1數據流中恢復出的以太報文數據進行識別，識別出PTP事件報文，並將恢復時刻的時間戳數據插入PTP事件報文的PTP頭部的保留位元組處，再將報文進行快取；對於識別出的非PTP事件報文，直接將報文進行快取；依次將每路E1接收快取空間的以太報文數據添加上連線埠VLAN標記後送到以太接口。

其中，在該申請實施例中，所述E1傳送數據處理模組具體用於從以太接口接收的以太報文數據，根據以太報文數據的VLAN標記對以太報文數據進行路由，以太報文數據的VLAN號與E1連線埠所對應的VLAN號相同時，將該數據幀去掉VLAN標記後轉發到該E1連線埠所對應的快取空間；如果數據幀不帶VLAN標記或VLAN號與所有E1連線埠對應的VLAN號不匹配時，將該數據幀向所有E1連線埠的快取空間轉發；每路E1傳送快取空間的以太數據進行封裝後傳送到E1接口，在這過程中，記錄以太數據傳送時刻的系統時間，對以太數據類型進行識別，並將記錄的系統時間或根據系統時間處理後的數據插入識別出的PTP事件報文的協定規定位置處；對於識別出的非PTP事件報文不做處理。

其中，在該申請實施例中，所述E1接收數據處理模組具體包括HDB3解碼模組、以太報文解封裝模組、時間戳記錄模組、報文識別模組和時間戳插入控制模組，其中，HDB3解碼模組用於將E1接口輸入的信號進行HDB3解碼恢復出E1串列數據；以太報文解封裝模組用於將HDB3解碼模組恢復的E1串列數據，根據系統使用的報文封裝協定進行以太報文數據恢復，當從E1數據流中發現以太報文時立即送出信號到時間戳記錄模組213鎖存當前時刻的系統時間數據，所述當前時刻的系統時間即為PTP時間戳；並將恢復出的以太報文數據輸出到報文識別模組和時間戳插入控制模組；報文識別模組用於識別當前接收的以太報文數據是否為Sync報文或Delay_Req報文、Pdelay_Req報文或其他，並將識別結果傳到時間戳插入控制模組；時間戳插入控制模組用於根據報文識別模組的報文類型指示來控制時間戳記錄模組鎖存的PTP時間數據的插入，當報文類型都為非Sync報文或Delay_Req報文或Pdelay_Req報文時，不對報文做任何處理；當報文類型為Sync報文或Delay_Req報文或Pdelay_Req報文時，將來自時間戳記錄模組的時間戳數據插入PTP協定報文的PTP幀頭的預留位置處。其中，在該申請實施例中，所述E1接收數據快取模組具體包括：報文寫入控制模組、報文快取RAM模組、報文讀取控制模組，所述E1接收數據快取模組用於提供E1接收的報文數據的快取控制，報文寫入控制模組用於將從E1接收數據處理模組接收的以太報文數據快取到報文快取RAM模組中；所述報文讀取控制模組用於根據VLAN標記模組的控制從報文快取RAM模組中讀取出報文數據，並將報文數據傳送到VLAN標記模組。

其中，在該申請實施例中，所述E1傳送數據並進行處理具體為：VLAN路由模組將接收的以太數據根據VLAN號轉發到對應的E1連線埠；E1連線埠在將以太報文進行封裝、傳送過程中，記錄以太報文傳送時刻的系統時間，並對以太報文類型進行識別，識別當前報文是否為Sync報文、Delay_Req報文、Pdelay_Req報文、Pdelay_Resp報文或其他；當前PTP的工作模式為兩步模式時，對於Sync報文、Delay_Req報文、Pdelay_Req報文、Pdelay_Resp報文，將記錄的系統時間傳送到CPU；當前PTP的工作模式為一步模式時，對於Sync報文，直接將系統時間插入報文的T1時間戳位置處；對於Delay_Req報文或Pdelay_Req報文，將記錄的系統時間傳送到CPU；對於Pdelay_Resp報文，根據系統時間計算出駐留時間數據，並將該數據累加上報文的原始修正域數據後，替換報文原始修正域數據。

其中，在該申請實施例中，在實際套用中，該申請中的技術方案具體為：

1）接收端從E1接口接收的串列數據流中恢復出以太報文數據，並記錄以太報文數據的到達時刻的系統時間（PTP時間）；

2）接收端對從E1數據流中恢復出的以太報文數據進行識別，識別出PTP事件報文，並將時間戳數據插入PTP事件報文幀的PTP頭部的保留位元組處，再將報文進行快取；對於識別出的非PTP事件報文，直接將報文進行快取；

3）接收端為每路E1接口設定接收數據幀快取空間，將從E1接口接收的以太報文數據進行快取；

4）接收端為每路E1接口分配VLAN號，將每路E1快取空間的以太報文數據插入該路E1接口分配的VLAN號後再發到以太接口；

5）傳送端從以太接口接收的以太報文數據，根據以太報文數據的VLAN標記對以太報文數據進行路由，以太報文數據的VLAN號與E1連線埠所對應的VLAN號相同時，將該數據幀去掉VLAN標記後轉發到該E1連線埠所對應的快取空間；如果數據幀不帶VLAN標記或VLAN號與所有E1連線埠對應的VLAN號不匹配時，將該數據幀向所有E1連線埠的快取空間轉發；

6）傳送端為每路E1接口設定傳送數據快取空間，將從以太接口接收並識別出向該路E1接口傳送的以太報文數據快取到該連線埠對應的快取空間；

7）傳送端將快取中的數據幀進行傳送時，記錄傳送時刻的PTP時間戳數據；

8）傳送端對每路E1接口快取空間的以太報文數據進行傳送，並在傳送過程中對以太報文數據進行識別，並將該數據幀傳送時刻的系統時間（PTP時間）或處理後的數據插入識別出PTP事件報文的協定規定位置處；對於識別出的非PTP事件報文直接傳送；

9）傳送端對每路E1接口傳送的以太報文數據進行編碼後傳送到E1接口。

其中，在該申請實施例中，E1接收數據並進行處理具體為：HDB3解碼模組將E1接口輸入的信號進行HDB3解碼恢復出E1串列數據，以太報文解封裝模組將HDB3解碼模組恢復的E1串列數據，根據系統使用的報文封裝協定進行以太報文數據恢復，當從E1數據流中發現以太報文時立即送出信號到時間戳記錄模組鎖存當前時刻的系統時間數據，所述當前時刻的系統時間即為PTP時間戳；並將恢復出的以太報文數據輸出到報文識別模組和時間戳插入控制模組，報文識別模組識別當前接收的以太報文數據是否為Sync報文或Delay_Req報文、Pdelay_Req報文或其他，並將識別結果傳到時間戳插入控制模組，時間戳插入控制模組根據報文識別模組的報文類型指示來控制時間戳記錄模組鎖存的PTP時間數據的插入，當報文類型都為非Sync報文或Delay_Req報文或Pdelay_Req報文時，不對報文做任何處理；當報文類型為Sync報文或Delay_Req報文或Pdelay_Req報文時，將來自時間戳記錄模組的時間戳數據插入PTP協定報文的PTP幀頭的預留位置處。

其中，在該申請實施例中，對E1接收的報文數據進行快取控制，報文寫入控制模組將從E1接收數據處理模組接收的以太報文數據快取到報文快取RAM模組中；報文讀取控制模組根據VLAN標記模組的控制從報文快取RAM模組中讀取出報文數據，並將報文數據傳送到VLAN標記模組。

其中，在該申請實施例中，VLAN標記具體為輪詢E1接口的快取信息，並將快取的報文數據加上E1連線埠VLAN標記後傳送到以太接口，VLAN映射表模組存儲E1連線埠號與VLAN號的映射表，通過CPU接口實現對VLAN映射表的管理，並根據連線埠輪詢控制模組指示的E1連線埠號輸出VLAN號到以太報文加VLAN標記模組，連線埠輪詢控制模組依次輪詢每個連線埠的快取信息；連線埠報文數據讀取控制模組根據連線埠輪詢控制模組指示的連線埠號查詢當前連線埠的快取空間的報文快取信息，並將報文快取信息送到連線埠輪詢控制模組；當前連線埠的報文快取信息指示有報文需要傳送時，控制E1接收數據快取模組讀取出報文數據並發到以太報文加VLAN標記模組；以太報文加VLAN標記模組將從連線埠報文數據讀取控制模組輸入的報文數據加上從VLAN映射表模組輸出的VLAN號後，將以太報文數據傳送到以太接口。

其中，在該申請實施例中，VLAN路由具體為實現將從以太接口接收的以太報文數據通過VLAN標記進行路由，將以太報文轉發到指定E1連線埠，報文VLAN標記提取模組提取出以太報文數據中的VLAN號，並將VLAN號輸出到VLAN映射表；報文數據轉發控制模組對以太報文的VLAN進行處理，處理方法為：若報文提取的VLAN號在VLAN映射表模組中有記錄，則將該報文的VLAN標記刪除，並將該報文轉發到VLAN映射表模組指示的E1連線埠的E1傳送數據快取模組中；若報文提取的VLAN號在VLAN映射表模組中無記錄或報文不攜帶VLAN標記，則將該報文直接轉發到所有E1連線埠的E1傳送數據快取模組；

E1傳送數據快取具體為對太報文數據進行快取控制，報文寫入控制模組將從VLAN路由模組接收的以太報文數據快取到報文快取RAM模組中；報文讀取控制模組根據E1傳送數據處理模組的控制從報文快取RAM模組中讀取出報文數據，並將報文數據傳送到E1傳送數據處理模組；

E1傳送數據處理具體為：報文識別模組對E1傳送數據快取模組輸入的以太報文的類型進行識別，識別當前報文是否為Sync報文、Delay_Req報文、Pdelay_Req報文、Pdelay_Resp報文或其他，並將數據報文類型識別結果輸出到時間戳插入控制模組；時間戳插入控制模組根據報文識別模組的報文類型對當前的以太報文數據進行處理，如當前PTP的工作模式為兩步模式時，對於Sync報文、Delay_Req報文、Pdelay_Req報文、Pdelay_Resp報文，將從時間戳記錄模組獲取的時間戳信息發到CPU，將報文數據直接發到以太報文封裝模組；如當前PTP的工作模組是一步模式時，對於Sync報文，直接將從時間戳記錄模組獲取的時間戳數據插入報文的T1時間戳位置處，並將報文數據傳送到以太報文封裝模組；對於Delay_Req報文或Pdelay_Req報文時，將從時間戳記錄模組獲取的時間戳信息發到CPU，將報文數據直接發到以太報文封裝模組；對於Pdelay_Resp報文，根據從時間戳記錄模組獲取的系統時間計算出駐留時間數據，再將該數據累加上報文的原始修正域數據後，替換報文原始修正域數據，並將報文數據傳送到以太報文封裝模組；對於以太報文封裝模組對將從時間戳插入控制模組接收的以太報文數據採用系統的封裝協定進行封裝後輸出到HDB3編碼模組，當開始封裝傳輸以太數據時，產生指示信號到時間戳記錄模組鎖存當前的PTP時間戳數據；HDB3編碼模組將以太報文封裝模組輸入的串列數據進行HDB3編碼後輸出到E1傳送接口。 其中，在該申請實施例中，系統主要由E1接收數據處理模組21、E1接收數據快取模組22、VLAN標記模組23、VLAN路由模組24、E1傳送數據快取模組25和E1傳送數據處理模組26組成。另外以太接口為以太報文數據的收、發功能接口，E1接收接口和E1傳送接口為E1數據流的收、發功能接口，CPU接口用於對系統模組的參數設定及狀態數據讀取。

E1接收數據處理模組21的功能設計如圖3所示，主要包括HDB3解碼模組211、以太報文解封裝模組212、時間戳記錄模組213、報文識別模組214和時間戳插入控制模組215。HDB3解碼模組211將E1接口輸入的信號進行HDB3解碼恢復出E1串列數據。以太報文解封裝模組212將HDB3解碼模組211恢復的E1串列數據，根據系統使用的報文封裝協定進行以太報文數據恢復，當從E1數據流中發現以太報文時立即送出信號到時間戳記錄模組213鎖存當前時刻的系統時間（PTP時間戳）數據；並將恢復出的以太報文數據輸出到報文識別模組214和時間戳插入控制模組215。報文識別模組214識別當前接收的以太報文數據是否為Sync報文或Delay_Req報文或Pdelay_Req報文，並將識別結果傳到時間戳插入控制模組215。時間戳插入控制模組215根據報文識別模組214的報文類型指示來控制時間戳記錄模組213鎖存的PTP時間數據的插入，當報文類型為非Sync報文或Delay_Req報文或Pdelay_Req報文時，不對報文做任何處理；當報文類型為Sync報文或Delay_Req報文或Pdelay_Req報文時，將來自時間戳記錄模組213的時間戳數據插入PTP協定報文的PTP幀頭的預留位置處，見圖9為PTP幀頭的定義，具體處理方法是將系統時間（PTP時間戳）數據的整數秒的低位元組插入PTP幀頭的偏移位置5，將系統時間（PTP時間戳）數據的小數秒的4位元組插入PTP幀頭的偏移位置16～19，整數秒的其他位元組數據在計算時根據從系統時間接口提供的時間戳數據恢復，因為時間戳的整數秒的低位元組數據每隔256秒才重複，且PTP協定報文在該發明系統的滯留時間遠小於256秒，這為該處理方法提供了技術保障。

E1接收數據快取模組22的功能設計如圖4所示，主要由報文寫入控制模組221、報文快取RAM模組222和報文讀取控制模組223組成，提供E1接收的報文數據的快取控制。報文寫入控制模組221將從E1接收數據處理模組21接收的以太報文數據快取到報文快取RAM模組222中；報文讀取控制模組223根據VLAN標記模組23的控制從報文快取RAM模組222中讀取出報文數據，並將報文數據傳送到VLAN標記模組23。

VLAN標記模組23主要由VLAN映射表模組231、連線埠輪詢控制模組232、連線埠報文數據讀取控制模組233和以太報文加VLAN標記模組234組成，輪詢E1接口的快取信息，並將快取的報文數據加上E1連線埠VLAN標記後傳送到以太接口的功能。VLAN映射表模組231存儲E1連線埠號與VLAN號的映射表，通過CPU接口實現對VLAN映射表的管理，並根據連線埠輪詢控制模組232指示的E1連線埠號輸出VLAN號到以太報文加VLAN標記模組234。連線埠輪詢控制模組232依次輪詢每個連線埠的快取信息，如查詢到的連線埠有快取報文時，等待快取報文讀取並傳送完成時，查詢下一個連線埠；如查詢到的連線埠無快取報文時，查詢下一個連線埠。連線埠報文數據讀取控制模組233根據連線埠輪詢控制模組232指示的連線埠號查詢當前連線埠的快取空間的報文快取信息，並將報文快取信息送到連線埠輪詢控制模組232；當前連線埠的報文快取信息指示有報文需要傳送時，控制E1接收數據快取模組22讀取出報文數據並發到以太報文加VLAN標記模組234。以太報文加VLAN標記模組234將從連線埠報文數據讀取控制模組233輸入的報文數據加上從VLAN映射表模組231輸出的VLAN號後，將以太報文數據傳送到以太接口。

VLAN路由模組24實現將從以太接口接收的以太報文數據通過VLAN標記進行路由，將以太報文轉發到指定E1連線埠。報文VLAN標記提取模組241提取出以太報文數據中的VLAN號，並將VLAN號輸出到VLAN映射表231。報文數據轉發控制模組242對以太報文的VLAN進行處理，處理方法為：若報文提取的VLAN號在VLAN映射表模組231中有記錄，則將該報文的VLAN標記刪除，並將該報文轉發到VLAN映射表模組231指示的E1連線埠的E1傳送數據快取模組25中；若報文提取的VLAN號在VLAN映射表模組231中無記錄或報文不攜帶VLAN標記，則將該報文直接轉發到所有E1連線埠的E1傳送數據快取模組25。

E1傳送數據快取模組25的功能設計如圖7所示，主要由報文寫入控制模組251、報文快取RAM模組252和報文讀取控制模組253組成，提供以太報文數據的快取控制。報文寫入控制模組251將從VLAN路由模組24接收的以太報文數據快取到報文快取RAM模組252中；報文讀取控制模組253根據E1傳送數據處理模組26的控制從報文快取RAM模組252中讀取出報文數據，並將報文數據傳送到E1傳送數據處理模組26。

E1傳送數據處理模組26的功能設計如圖8所示，主要由報文識別模組261、時間戳插入控制模組262、以太報文封裝模組263、時間戳記錄模組264和HDB3編碼模組265組成。報文識別模組261對E1傳送數據快取模組25輸入的以太報文的類型進行識別，識別當前報文是否為Sync報文、Delay_Req報文、Pdelay_Req報文、Pdelay_Resp報文或其他，並將數據報文類型識別結果輸出到時間戳插入控制模組262。時間戳插入控制模組262根據報文識別模組261的報文類型對當前的以太報文數據進行處理，如當前PTP的工作模式為兩步模式時，對於Sync報文、Delay_Req報文、Pdelay_Req報文、Pdelay_Resp報文，將從時間戳記錄模組264獲取的時間戳信息發到CPU，並將報文數據直接發到以太報文封裝模組263；如當前PTP的工作模組是一步模式時，對於Sync報文，直接將從時間戳記錄模組264獲取的時間戳數據插入報文的T1時間戳位置處，並將報文數據傳送到以太報文封裝模組263；若報文類型為Delay_Req報文或Pdelay_Req報文時，將從時間戳記錄模組264獲取的時間戳信息發到CPU，並將以太報文數據直接發到以太報文封裝模組263。對於Pdelay_Resp報文，根據系統時間計算出駐留時間數據，將該數據累加上報文的原始修正域數據後，替換報文原始修正域數據，並將報文數據直接發到以太報文封裝模組263。以太報文封裝模組263對將從時間戳插入控制模組262接收的以太報文數據採用系統的封裝協定進行封裝後輸出到HDB3編碼模組265，當開始封裝傳輸以太數據時，產生指示信號到時間戳記錄模組264鎖存當前的PTP時間戳數據。HDB3編碼模組265將以太報文封裝模組263輸入的串列數據進行HDB3編碼後輸出到E1傳送接口。

其中，在該申請實施例中，該申請提供的以太數據與多E1數據的處理方法及系統，

針對以太接口與E1接口間的數據互動，也可以通過插入私有標記到數據報文中的方式來實2015年2月之前效互動。

其中，在該申請實施例中，該申請提供的方案將PTP事件報文的收、發時間戳的位置定於E1接口處，消除了以太與E1協轉過程的不確定時延帶來的線路時延的變化，從而導致PTP授時精度降低的影響；以太接口與多E1接口的以太報文通過連線埠VLAN標記來進行互動，不僅提高了以太接口的頻寬利用率，而且提高了E1鏈路的有效頻寬。

其中，在該申請實施例中，該申請中的技術方案，在E1接口處記錄系統時間；對E1接收、傳送的報文類型進行識別，並將記錄的系統時間（時間戳）或根據系統時間處理後的數據插入PTP事件報文；利用E1連線埠VLAN對每路E1的以太報文進行標記，並根據VLAN號將來自以太接口的以太報文進行有效分發到各個E1連線埠。

其中，在該申請實施例中，該申請提供的以太數據與多路E1數據的處理方法及系統，能夠實現以下技術效果：

1）實現了以太（PTP）到E1接口間的協定轉換，通過在E1接口處記錄PTP時間戳來消除了協轉過程的不確定時延對PTP授時精度的影響；將PTP數據報文的收、發時間戳記錄的

位置從以太接口處，移到E1接口處，這樣有效避免了以太與E1協轉換過程的不確定時延導致線路鏈路時延變化，從而影響PTP的授時精度的提高。

2）實現了以太接口與多E1接口的以太報文數據交換功能，有利於提高以太接口和E1鏈路的頻寬利用率，最佳化多E1接口的時間伺服器的設計；通過在以太接口與E1接口間採用連線埠VLAN的方式來實現各個E1接口收、發的以太報文數據的區分與隔離，不僅提高了以太接口的頻寬利用率，而且提高了E1鏈路頻寬的有效利用率。通過VLAN實現了各個E1連線埠的報文的有效分發，避免了廣播無效報文到各個E1連線埠，這樣提高了E1鏈路的頻寬利用率。多個E1接口的數據共用一個以太接口來實現以太報文數據與伺服器協定棧的互動功能，這樣不僅提高了以太接口的頻寬利用率，而且減少了以太接口的數量從而最佳化了系統設計。

榮譽表彰

2021年11月，《一種以太數據與多路E1數據的處理方法及系統》獲得2020年度四川專利獎三等獎。