專利名稱：一種基于以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)的tdm業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于基于以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)EPON的接入技術(shù)，具體涉及將TDM業(yè)務(wù)適配到以太網(wǎng)中的方法。
背景技術(shù)：
基于千兆以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)EPON系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了低成本、遠(yuǎn)距離的高速接入，被認(rèn)為是寬帶接入的新趨勢。EPON系統(tǒng)可高效地實(shí)現(xiàn)基于Ethernet的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和語音業(yè)務(wù)的接入，但對于傳統(tǒng)的TDM業(yè)務(wù)，在EPON系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)則有一定難度。目前業(yè)界普遍采用電路仿真的方法恢復(fù)定時(shí)時(shí)鐘信號(hào)，這種方法將TDM業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和時(shí)鐘信息封裝成IP數(shù)據(jù)包，接收時(shí)從IP數(shù)據(jù)包中恢復(fù)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和時(shí)鐘信號(hào)。該方法的實(shí)現(xiàn)比較困難，成本較高，恢復(fù)的時(shí)鐘精度也不盡如人意，實(shí)際使用時(shí)也需要IP業(yè)務(wù)的提供者對TDM業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包進(jìn)行QoS保證。
依據(jù)IEEE802.3制定的EPON協(xié)議IEEE802.3ah，遠(yuǎn)端光網(wǎng)絡(luò)單元ONU的發(fā)送和接收都要使用從無源光網(wǎng)絡(luò)PON提取的線路時(shí)鐘，以保證ONU中多點(diǎn)控制協(xié)議MPCP的測距功能正常實(shí)現(xiàn)。由此可知ONU的時(shí)鐘是與光線路終端OLT同步的。
如果能將TDM業(yè)務(wù)信號(hào)調(diào)整到與OLT、ONU的系統(tǒng)時(shí)鐘同步，則可以以一種簡單的方式在EPON系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)TDM業(yè)務(wù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可以將TDM數(shù)據(jù)調(diào)整到與EPON系統(tǒng)時(shí)鐘同步，并適配到Ethernet數(shù)據(jù)幀中的方法。
為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，采用的技術(shù)方案如下
一種基于以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)的TDM業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)方法，包括通過無源光纖分支器相互連接的光線路終端和光網(wǎng)絡(luò)單元所組成的無源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)對TDM業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的發(fā)送過程和接收過程；所述發(fā)送過程中，在發(fā)送TDM業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)前所述光線路終端和光網(wǎng)絡(luò)單元均對TDM業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行碼速調(diào)整，再將調(diào)整后的兩路數(shù)據(jù)復(fù)用成一路，復(fù)用后的數(shù)據(jù)采用以太網(wǎng)幀格式進(jìn)行數(shù)據(jù)包封；所述接收過程則先對數(shù)據(jù)進(jìn)行解包封，再將解包封后的數(shù)據(jù)進(jìn)行解復(fù)用、解復(fù)用后的數(shù)據(jù)再進(jìn)行去調(diào)整，形成原先的TDM業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)；所述TDM業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收過程中通過從無源光網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)時(shí)鐘同步光線路終端和光網(wǎng)絡(luò)單元的時(shí)鐘。
上述技術(shù)方案中，所述無源光網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)時(shí)鐘為125MHz，且系統(tǒng)時(shí)鐘在光線路終端采用晶體振蕩器產(chǎn)生的本地時(shí)鐘，在光網(wǎng)絡(luò)單元?jiǎng)t是采用從無源光網(wǎng)絡(luò)提取的光線路時(shí)鐘。
所述TDM業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)原先碼速為2.048Mb/S，碼速調(diào)整后為2.5Mb/S。
碼速調(diào)整后的兩路TDM業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)按字節(jié)復(fù)用方式進(jìn)行復(fù)用。
由于TDM業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)在碼速調(diào)整后為2.5Mb/S，且要進(jìn)行兩路數(shù)據(jù)復(fù)用，所以系統(tǒng)時(shí)鐘通過分頻器分別產(chǎn)生2.5MHz、5MHz給碼速調(diào)整和復(fù)用使用。
在碼速為2.048Mb/S的TDM業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)調(diào)整到2.5Mb/S時(shí)，調(diào)整后的TDM業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)幀F(xiàn)長度為224Bit，其中塞入空閑比特S為36Bit，測試比特T為1Bit，判決比特C1和C2和C3為3Bit，調(diào)整比特V為1Bit，有效數(shù)據(jù)比特D為183Bit。
數(shù)據(jù)幀F(xiàn)的格式如下表所示

上述碼速調(diào)整后的數(shù)據(jù)幀F(xiàn)中，調(diào)整比特V可用于傳送有效數(shù)據(jù)比特，且其是否傳送數(shù)據(jù)比特受判決比特C1、C2、C3的取值所控制，當(dāng)判決比特C1和C2和C3的取值均為1時(shí)，調(diào)整比特V傳送的是有效數(shù)據(jù)比特，當(dāng)判決比特C1和C2和C3的取值均為0時(shí)，調(diào)整比特V傳送的是空閑比特。
那么可容納有效信息負(fù)荷的允許速率范圍是TDM數(shù)據(jù)max＝(183+1)/224×2500000＝2.0535Mbit/s；TDM數(shù)據(jù)min＝(183+0)/224×2500000＝2.0424Mbit/s。
所述數(shù)據(jù)包封時(shí)每兩個(gè)碼速調(diào)整數(shù)據(jù)幀F(xiàn)包封成一個(gè)以太網(wǎng)幀E。兩路經(jīng)過碼速調(diào)整后TDM業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)幀F(xiàn)進(jìn)行復(fù)用，復(fù)用按字節(jié)交織的方式進(jìn)行，復(fù)用后所形成的復(fù)幀MF碼流速率為5Mb/S。復(fù)幀MF的幀結(jié)構(gòu)如下表所示

數(shù)據(jù)包封時(shí)每兩個(gè)碼速調(diào)整復(fù)用幀MF包封成一個(gè)Ethernet幀E。因?yàn)镋thernet幀必須包含目的地址、源地址、幀長、校驗(yàn)等18Byte，即144Bit，而每個(gè)復(fù)幀中MF含有塞入空閑比特72bit，2個(gè)復(fù)幀共有144bit，即18Byte，為了提高傳輸效率，將復(fù)幀MF的幀結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，重新組合組成94字節(jié)Ethernet幀E。調(diào)整后Ethernet幀結(jié)構(gòu)如下表所示
其中F0T1表示TDM支路1的第一復(fù)幀；F0T2表示TDM支路2的第一復(fù)幀；F1T1表示TDM支路1的第二復(fù)幀；F1T2表示TDM支路2的第二復(fù)幀。
Ethernet幀中的目的地址DA由系統(tǒng)設(shè)定，為TDM業(yè)務(wù)對端的MAC地址；源地址由系統(tǒng)設(shè)定為本端MAC地址。
所述以太網(wǎng)幀通過二層交換機(jī)和EPON系統(tǒng)進(jìn)行傳送。
經(jīng)過碼速調(diào)整、復(fù)用、包封過程，兩路TDM業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)成功地適配到Ethernet幀中，Ethernet幀中的數(shù)據(jù)與EPON系統(tǒng)時(shí)鐘同步。
本發(fā)明通過EPON協(xié)議IEEE802.3ah，使得TDM業(yè)務(wù)傳送過程中，OLT及ONU的時(shí)鐘同步，滿足了TDM業(yè)務(wù)對定時(shí)的嚴(yán)格要求，實(shí)現(xiàn)了TDM業(yè)務(wù)適配在EPON上，使用本發(fā)明提供的方法可以在EPON系統(tǒng)中十分方便地提供TDM業(yè)務(wù)。


附圖1為本發(fā)明的原理框圖；附圖2為碼速調(diào)整電路邏輯框圖；附圖3為去碼速調(diào)整電路邏輯框圖；附圖4為數(shù)據(jù)包封幀結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。
本發(fā)明原理框圖如附圖1所示。主要在OLT及ONU中設(shè)置有碼速調(diào)整/去調(diào)整、復(fù)用/解復(fù)用和數(shù)據(jù)包封/解包封等模塊。這些模塊的工作過程采用IEEE802.3ah協(xié)議所規(guī)定的時(shí)鐘源。
本發(fā)明包括TDM業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的發(fā)送過程和接收過程；發(fā)送過程中，在發(fā)送TDM業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)前所述光線路終端和光網(wǎng)絡(luò)單元均對TDM業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行碼速調(diào)整，再將調(diào)整后的兩路數(shù)據(jù)復(fù)用成一路，復(fù)用后的數(shù)據(jù)采用以太網(wǎng)幀格式進(jìn)行數(shù)據(jù)包封；接收過程則先對數(shù)據(jù)進(jìn)行解包封，再將解包封后的數(shù)據(jù)進(jìn)行解復(fù)用、解復(fù)用后的數(shù)據(jù)再進(jìn)行去調(diào)整，形成原先的TDM業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)；碼速調(diào)整模塊電路邏輯框圖如附圖2所示，是一個(gè)先進(jìn)先出的FIFO電路。輸入FIFO的數(shù)據(jù)對應(yīng)一個(gè)寫地址；輸出FIFO的數(shù)據(jù)對應(yīng)一個(gè)讀地址。寫入地址根據(jù)TDM業(yè)務(wù)的時(shí)鐘信號(hào)順序增加，讀出地址根據(jù)系統(tǒng)時(shí)鐘順序增加，當(dāng)寫入地址和讀出地址的差值大于控制門限時(shí)，讀出地址計(jì)數(shù)器額外增加一次。讀出數(shù)據(jù)對應(yīng)幀結(jié)構(gòu)中的調(diào)整比特V，同時(shí)將幀結(jié)構(gòu)中的控制比特C置1。
輸入數(shù)據(jù)由串行數(shù)據(jù)信號(hào)、數(shù)據(jù)有效信號(hào)組成。作為TDM數(shù)據(jù)信號(hào)寫入Buffer。
輸出數(shù)據(jù)由串行數(shù)據(jù)信號(hào)、數(shù)據(jù)有效信號(hào)組成。作為調(diào)整后信號(hào)從Buffer中讀出。
寫指針由寫地址計(jì)數(shù)器產(chǎn)生，用于將輸入數(shù)據(jù)寫入Buffer的某個(gè)地址。
讀指針由讀地址計(jì)數(shù)器產(chǎn)生，用于從Buffer的某個(gè)地址讀出數(shù)據(jù)。
讀地址計(jì)數(shù)使能由地址比較模塊產(chǎn)生，用于控制讀地址計(jì)數(shù)器。使能有效時(shí)計(jì)數(shù)器正常工作，技術(shù)器順序增加；使能無效時(shí)計(jì)數(shù)器停止工作，計(jì)數(shù)值保持原值。
線路時(shí)鐘從TDM數(shù)據(jù)中提取的TDM線路時(shí)鐘。
系統(tǒng)時(shí)鐘對于OLT是本地時(shí)鐘；對于ONU是PON恢復(fù)的線路時(shí)鐘。
去碼速調(diào)整模塊電路邏輯框圖如附圖3所示，也是一個(gè)先進(jìn)先出的FIFO電路。由Buffer、數(shù)字鎖相環(huán)、C碼檢測電路、寫地址計(jì)數(shù)器和讀地址計(jì)數(shù)器組成。輸入FIFO的數(shù)據(jù)對應(yīng)一個(gè)寫地址；輸出FIFO的數(shù)據(jù)對應(yīng)一個(gè)讀地址。C碼檢測電路根據(jù)控制比特C是否為全1來識(shí)別調(diào)整比特(V)的有效性，當(dāng)調(diào)整比特V或數(shù)據(jù)比特D有效時(shí)讀地址使能信號(hào)和系統(tǒng)時(shí)鐘使能信號(hào)有效。讀地址使能信號(hào)有效時(shí)讀地址計(jì)數(shù)器順序增加。數(shù)字鎖相環(huán)根據(jù)系統(tǒng)時(shí)鐘使能信號(hào)恢復(fù)TDM數(shù)據(jù)的時(shí)鐘。恢復(fù)后時(shí)鐘對讀地址計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)值順序增加。
輸入數(shù)據(jù)由串行數(shù)據(jù)信號(hào)、數(shù)據(jù)有效信號(hào)組成。作為TDM數(shù)據(jù)信號(hào)寫入Buffer。
輸出數(shù)據(jù)由串行數(shù)據(jù)信號(hào)、數(shù)據(jù)有效信號(hào)組成。作為讀出數(shù)據(jù)信號(hào)從Buffer中讀出。
寫指針由寫地址計(jì)數(shù)器產(chǎn)生，用于將輸入數(shù)據(jù)寫入Buffer的某個(gè)地址。
讀指針由讀地址計(jì)數(shù)器產(chǎn)生，用于從Buffer的某個(gè)地址讀出數(shù)據(jù)。
寫地址計(jì)數(shù)使能由C碼檢測電路產(chǎn)生，用于控制讀地址計(jì)數(shù)器。當(dāng)控制比特C全為1或數(shù)據(jù)比特D有效時(shí)，使能信號(hào)有效；計(jì)數(shù)器正常工作，計(jì)數(shù)器順序增加；使能無效時(shí)計(jì)數(shù)器停止工作，計(jì)數(shù)值保持原值。
線路時(shí)鐘從數(shù)字鎖相環(huán)恢復(fù)的TDM線路時(shí)鐘。
系統(tǒng)時(shí)鐘對于OLT是本地時(shí)鐘；對于ONU是PON恢復(fù)的線路時(shí)鐘。
復(fù)用和解復(fù)用模塊是兩路TDM數(shù)據(jù)的復(fù)用和分解過程，復(fù)用時(shí)按字節(jié)交織的方式進(jìn)行復(fù)用。
數(shù)據(jù)包封將復(fù)用后的TDM數(shù)據(jù)按Ethernet數(shù)據(jù)包格式進(jìn)行包封，增加目的地址、源地址、長度/類型字節(jié)和CRC校驗(yàn)字節(jié)，包封后數(shù)據(jù)包格式見附圖4所示，包括目的地址DA、共占用6字節(jié)，源地址SA，也占用6字節(jié)，表示數(shù)據(jù)長度或/和數(shù)據(jù)類型的Length/Type，占用2字節(jié)，以及占用94字節(jié)的TDM數(shù)據(jù)Payload，最后為占用4字節(jié)的校驗(yàn)CRC。
解包封時(shí)，所接收的目的地址等于本機(jī)MAC地址的數(shù)據(jù)幀，并從接收的數(shù)據(jù)幀中提取Payload字段，將有效數(shù)據(jù)發(fā)送給解復(fù)用模塊進(jìn)行解復(fù)用。
權(quán)利要求
1.一種基于以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)的TDM業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)方法，包括通過無源光纖分支器相互連接的光線路終端和光網(wǎng)絡(luò)單元所組成的無源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)對TDM業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的發(fā)送過程和接收過程；其特征在于所述發(fā)送過程中，在發(fā)送TDM業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)前所述光線路終端和光網(wǎng)絡(luò)單元均對TDM業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行碼速調(diào)整，再將調(diào)整后的兩路數(shù)據(jù)復(fù)用成一路，復(fù)用后的數(shù)據(jù)采用以太網(wǎng)幀格式進(jìn)行數(shù)據(jù)包封；所述接收過程則先對數(shù)據(jù)進(jìn)行解包封，再將解包封后的數(shù)據(jù)進(jìn)行解復(fù)用、解復(fù)用后的數(shù)據(jù)再進(jìn)行去調(diào)整，形成原先的TDM業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)；所述TDM業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收過程中通過從無源光網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)時(shí)鐘同步光線路終端和光網(wǎng)絡(luò)單元的時(shí)鐘。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)的TDM業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于所述無源光網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)時(shí)鐘為125MHz，且系統(tǒng)時(shí)鐘在光線路終端采用晶體振蕩器產(chǎn)生的本地時(shí)鐘，在光網(wǎng)絡(luò)單元?jiǎng)t是采用從無源光網(wǎng)絡(luò)提取的光線路時(shí)鐘。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)的TDM業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于所述TDM業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)原先碼速為2.048Mb/S，碼速調(diào)整后為2.5Mb/S。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)的TDM業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于兩路TDM業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)按字節(jié)復(fù)用方式進(jìn)行復(fù)用。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)的TDM業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于所述系統(tǒng)時(shí)鐘通過分頻器分別產(chǎn)生2.5MHz、5MHz給碼速調(diào)整和復(fù)用使用。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)的TDM業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于碼速為2.048Mb/S的TDM業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)調(diào)整到2.5Mb/S時(shí)，數(shù)據(jù)幀F(xiàn)長度為224Bit，其中塞入空閑比特S為36Bit，測試比特T為1Bit，判決比特C1和C2和C3為3Bit，調(diào)整比特V為1Bit，有效數(shù)據(jù)比特D為183Bit；調(diào)整比特V可用于傳送數(shù)據(jù)比特，其是否傳送數(shù)據(jù)比特由判決比特C1和C2和C3決定。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)的TDM業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于碼速調(diào)整后的數(shù)據(jù)幀F(xiàn)中，當(dāng)判決比特C1和C2和C3的取值均為1時(shí)，調(diào)整比特V傳送的是有效數(shù)據(jù)比特，當(dāng)判決比特C1和C2和C3的取值均為0時(shí)，調(diào)整比特V傳送的是空閑比特。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)的TDM業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于所述數(shù)據(jù)包封時(shí)每兩個(gè)碼速調(diào)整數(shù)據(jù)幀F(xiàn)包封成一個(gè)以太網(wǎng)幀E。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)的TDM業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于所述以太網(wǎng)幀通過二層交換機(jī)和EPON系統(tǒng)進(jìn)行傳送。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種基于以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)的TDM業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)方法，包括通過無源光纖分支器相互連接的光線路終端和光網(wǎng)絡(luò)單元所組成的無源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)對TDM業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的發(fā)送過程和接收過程；所述發(fā)送過程中，在發(fā)送TDM業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)前所述光線路終端和光網(wǎng)絡(luò)單元均對TDM業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行碼速調(diào)整，再將調(diào)整后的兩路數(shù)據(jù)復(fù)用成一路，復(fù)用后的數(shù)據(jù)采用以太網(wǎng)幀格式進(jìn)行數(shù)據(jù)包封；所述接收過程則先對數(shù)據(jù)進(jìn)行解包封，再將解包封后的數(shù)據(jù)進(jìn)行解復(fù)用、解復(fù)用后的數(shù)據(jù)再進(jìn)行去調(diào)整，形成原先的TDM業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)；所述TDM業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收過程中通過從無源光網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)時(shí)鐘同步光線路終端和光網(wǎng)絡(luò)單元的時(shí)鐘。使用本發(fā)明提供的方法可以在EPON系統(tǒng)中十分方便地提供TDM業(yè)務(wù)。
文檔編號(hào)H04Q11/04GK1933367SQ20061012263
公開日2007年3月21日 申請日期2006年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月9日
發(fā)明者張賢德, 周昭榮 申請人:廣州市高科通信技術(shù)股份有限公司