專利名稱：一種基于以太網無源光網絡的tdm業(yè)務實現方法
技術領域：
本發(fā)明屬于基于以太網無源光網絡EPON的接入技術，具體涉及將TDM業(yè)務適配到以太網中的方法。
背景技術：
基于千兆以太網無源光網絡EPON系統(tǒng)實現了低成本、遠距離的高速接入，被認為是寬帶接入的新趨勢。EPON系統(tǒng)可高效地實現基于Ethernet的數據業(yè)務和語音業(yè)務的接入，但對于傳統(tǒng)的TDM業(yè)務，在EPON系統(tǒng)上實現則有一定難度。目前業(yè)界普遍采用電路仿真的方法恢復定時時鐘信號，這種方法將TDM業(yè)務數據和時鐘信息封裝成IP數據包，接收時從IP數據包中恢復業(yè)務數據和時鐘信號。該方法的實現比較困難，成本較高，恢復的時鐘精度也不盡如人意，實際使用時也需要IP業(yè)務的提供者對TDM業(yè)務數據包進行QoS保證。
依據IEEE802.3制定的EPON協(xié)議IEEE802.3ah，遠端光網絡單元ONU的發(fā)送和接收都要使用從無源光網絡PON提取的線路時鐘，以保證ONU中多點控制協(xié)議MPCP的測距功能正常實現。由此可知ONU的時鐘是與光線路終端OLT同步的。
如果能將TDM業(yè)務信號調整到與OLT、ONU的系統(tǒng)時鐘同步，則可以以一種簡單的方式在EPON系統(tǒng)上實現TDM業(yè)務。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種可以將TDM數據調整到與EPON系統(tǒng)時鐘同步，并適配到Ethernet數據幀中的方法。
為了實現上述發(fā)明目的，采用的技術方案如下
一種基于以太網無源光網絡的TDM業(yè)務實現方法，包括通過無源光纖分支器相互連接的光線路終端和光網絡單元所組成的無源光網絡系統(tǒng)對TDM業(yè)務數據的發(fā)送過程和接收過程；所述發(fā)送過程中，在發(fā)送TDM業(yè)務數據前所述光線路終端和光網絡單元均對TDM業(yè)務數據進行碼速調整，再將調整后的兩路數據復用成一路，復用后的數據采用以太網幀格式進行數據包封；所述接收過程則先對數據進行解包封，再將解包封后的數據進行解復用、解復用后的數據再進行去調整，形成原先的TDM業(yè)務數據；所述TDM業(yè)務數據的發(fā)送與接收過程中通過從無源光網絡的系統(tǒng)時鐘同步光線路終端和光網絡單元的時鐘。
上述技術方案中，所述無源光網絡的系統(tǒng)時鐘為125MHz，且系統(tǒng)時鐘在光線路終端采用晶體振蕩器產生的本地時鐘，在光網絡單元則是采用從無源光網絡提取的光線路時鐘。
所述TDM業(yè)務數據原先碼速為2.048Mb/S，碼速調整后為2.5Mb/S。
碼速調整后的兩路TDM業(yè)務數據按字節(jié)復用方式進行復用。
由于TDM業(yè)務數據在碼速調整后為2.5Mb/S，且要進行兩路數據復用，所以系統(tǒng)時鐘通過分頻器分別產生2.5MHz、5MHz給碼速調整和復用使用。
在碼速為2.048Mb/S的TDM業(yè)務數據調整到2.5Mb/S時，調整后的TDM業(yè)務數據的數據幀F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，調整比特V為1Bit，有效數據比特D為183Bit。
數據幀F的格式如下表所示
上述碼速調整后的數據幀F中，調整比特V可用于傳送有效數據比特，且其是否傳送數據比特受判決比特C1、C2、C3的取值所控制，當判決比特C1和C2和C3的取值均為1時，調整比特V傳送的是有效數據比特，當判決比特C1和C2和C3的取值均為0時，調整比特V傳送的是空閑比特。
那么可容納有效信息負荷的允許速率范圍是TDM數據max＝(183+1)/224×2500000＝2.0535Mbit/s；TDM數據min＝(183+0)/224×2500000＝2.0424Mbit/s。
所述數據包封時每兩個碼速調整數據幀F包封成一個以太網幀E。兩路經過碼速調整后TDM業(yè)務數據幀F進行復用，復用按字節(jié)交織的方式進行，復用后所形成的復幀MF碼流速率為5Mb/S。復幀MF的幀結構如下表所示
數據包封時每兩個碼速調整復用幀MF包封成一個Ethernet幀E。因為Ethernet幀必須包含目的地址、源地址、幀長、校驗等18Byte，即144Bit，而每個復幀中MF含有塞入空閑比特72bit，2個復幀共有144bit，即18Byte，為了提高傳輸效率，將復幀MF的幀結構進行調整，重新組合組成94字節(jié)Ethernet幀E。調整后Ethernet幀結構如下表所示
其中F0T1表示TDM支路1的第一復幀；F0T2表示TDM支路2的第一復幀；F1T1表示TDM支路1的第二復幀；F1T2表示TDM支路2的第二復幀。
Ethernet幀中的目的地址DA由系統(tǒng)設定，為TDM業(yè)務對端的MAC地址；源地址由系統(tǒng)設定為本端MAC地址。
所述以太網幀通過二層交換機和EPON系統(tǒng)進行傳送。
經過碼速調整、復用、包封過程，兩路TDM業(yè)務數據成功地適配到Ethernet幀中，Ethernet幀中的數據與EPON系統(tǒng)時鐘同步。
本發(fā)明通過EPON協(xié)議IEEE802.3ah，使得TDM業(yè)務傳送過程中，OLT及ONU的時鐘同步，滿足了TDM業(yè)務對定時的嚴格要求，實現了TDM業(yè)務適配在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。
附圖1為本發(fā)明的原理框圖；附圖2為碼速調整電路邏輯框圖；附圖3為去碼速調整電路邏輯框圖；附圖4為數據包封幀結構。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發(fā)明做進一步的說明。
本發(fā)明原理框圖如附圖1所示。主要在OLT及ONU中設置有碼速調整/去調整、復用/解復用和數據包封/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)定的時鐘源。
本發(fā)明包括TDM業(yè)務數據的發(fā)送過程和接收過程；發(fā)送過程中，在發(fā)送TDM業(yè)務數據前所述光線路終端和光網絡單元均對TDM業(yè)務數據進行碼速調整，再將調整后的兩路數據復用成一路，復用后的數據采用以太網幀格式進行數據包封；接收過程則先對數據進行解包封，再將解包封后的數據進行解復用、解復用后的數據再進行去調整，形成原先的TDM業(yè)務數據；碼速調整模塊電路邏輯框圖如附圖2所示，是一個先進先出的FIFO電路。輸入FIFO的數據對應一個寫地址；輸出FIFO的數據對應一個讀地址。寫入地址根據TDM業(yè)務的時鐘信號順序增加，讀出地址根據系統(tǒng)時鐘順序增加，當寫入地址和讀出地址的差值大于控制門限時，讀出地址計數器額外增加一次。讀出數據對應幀結構中的調整比特V，同時將幀結構中的控制比特C置1。
輸入數據由串行數據信號、數據有效信號組成。作為TDM數據信號寫入Buffer。
輸出數據由串行數據信號、數據有效信號組成。作為調整后信號從Buffer中讀出。
寫指針由寫地址計數器產生，用于將輸入數據寫入Buffer的某個地址。
讀指針由讀地址計數器產生，用于從Buffer的某個地址讀出數據。
讀地址計數使能由地址比較模塊產生，用于控制讀地址計數器。使能有效時計數器正常工作，技術器順序增加；使能無效時計數器停止工作，計數值保持原值。
線路時鐘從TDM數據中提取的TDM線路時鐘。
系統(tǒng)時鐘對于OLT是本地時鐘；對于ONU是PON恢復的線路時鐘。
去碼速調整模塊電路邏輯框圖如附圖3所示，也是一個先進先出的FIFO電路。由Buffer、數字鎖相環(huán)、C碼檢測電路、寫地址計數器和讀地址計數器組成。輸入FIFO的數據對應一個寫地址；輸出FIFO的數據對應一個讀地址。C碼檢測電路根據控制比特C是否為全1來識別調整比特(V)的有效性，當調整比特V或數據比特D有效時讀地址使能信號和系統(tǒng)時鐘使能信號有效。讀地址使能信號有效時讀地址計數器順序增加。數字鎖相環(huán)根據系統(tǒng)時鐘使能信號恢復TDM數據的時鐘?；謴秃髸r鐘對讀地址計數器進行計數，計數值順序增加。
輸入數據由串行數據信號、數據有效信號組成。作為TDM數據信號寫入Buffer。
輸出數據由串行數據信號、數據有效信號組成。作為讀出數據信號從Buffer中讀出。
寫指針由寫地址計數器產生，用于將輸入數據寫入Buffer的某個地址。
讀指針由讀地址計數器產生，用于從Buffer的某個地址讀出數據。
寫地址計數使能由C碼檢測電路產生，用于控制讀地址計數器。當控制比特C全為1或數據比特D有效時，使能信號有效；計數器正常工作，計數器順序增加；使能無效時計數器停止工作，計數值保持原值。
線路時鐘從數字鎖相環(huán)恢復的TDM線路時鐘。
系統(tǒng)時鐘對于OLT是本地時鐘；對于ONU是PON恢復的線路時鐘。
復用和解復用模塊是兩路TDM數據的復用和分解過程，復用時按字節(jié)交織的方式進行復用。
數據包封將復用后的TDM數據按Ethernet數據包格式進行包封，增加目的地址、源地址、長度/類型字節(jié)和CRC校驗字節(jié)，包封后數據包格式見附圖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)，表示數據長度或/和數據類型的Length/Type，占用2字節(jié)，以及占用94字節(jié)的TDM數據Payload，最后為占用4字節(jié)的校驗CRC。
解包封時，所接收的目的地址等于本機MAC地址的數據幀，并從接收的數據幀中提取Payload字段，將有效數據發(fā)送給解復用模塊進行解復用。
權利要求
1.一種基于以太網無源光網絡的TDM業(yè)務實現方法，包括通過無源光纖分支器相互連接的光線路終端和光網絡單元所組成的無源光網絡系統(tǒng)對TDM業(yè)務數據的發(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)務數據前所述光線路終端和光網絡單元均對TDM業(yè)務數據進行碼速調整，再將調整后的兩路數據復用成一路，復用后的數據采用以太網幀格式進行數據包封；所述接收過程則先對數據進行解包封，再將解包封后的數據進行解復用、解復用后的數據再進行去調整，形成原先的TDM業(yè)務數據；所述TDM業(yè)務數據的發(fā)送與接收過程中通過從無源光網絡的系統(tǒng)時鐘同步光線路終端和光網絡單元的時鐘。
2.根據權利要求1所述的基于以太網無源光網絡的TDM業(yè)務實現方法，其特征在于所述無源光網絡的系統(tǒng)時鐘為125MHz，且系統(tǒng)時鐘在光線路終端采用晶體振蕩器產生的本地時鐘，在光網絡單元則是采用從無源光網絡提取的光線路時鐘。
3.根據權利要求1或2所述的基于以太網無源光網絡的TDM業(yè)務實現方法，其特征在于所述TDM業(yè)務數據原先碼速為2.048Mb/S，碼速調整后為2.5Mb/S。
4.根據權利要求3所述的基于以太網無源光網絡的TDM業(yè)務實現方法，其特征在于兩路TDM業(yè)務數據按字節(jié)復用方式進行復用。
5.根據權利要求3所述的基于以太網無源光網絡的TDM業(yè)務實現方法，其特征在于所述系統(tǒng)時鐘通過分頻器分別產生2.5MHz、5MHz給碼速調整和復用使用。
6.根據權利要求5所述的基于以太網無源光網絡的TDM業(yè)務實現方法，其特征在于碼速為2.048Mb/S的TDM業(yè)務數據調整到2.5Mb/S時，數據幀F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，調整比特V為1Bit，有效數據比特D為183Bit；調整比特V可用于傳送數據比特，其是否傳送數據比特由判決比特C1和C2和C3決定。
7.根據權利要求6所述的基于以太網無源光網絡的TDM業(yè)務實現方法，其特征在于碼速調整后的數據幀F中，當判決比特C1和C2和C3的取值均為1時，調整比特V傳送的是有效數據比特，當判決比特C1和C2和C3的取值均為0時，調整比特V傳送的是空閑比特。
8.根據權利要求7所述的基于以太網無源光網絡的TDM業(yè)務實現方法，其特征在于所述數據包封時每兩個碼速調整數據幀F包封成一個以太網幀E。
9.根據權利要求8所述的基于以太網無源光網絡的TDM業(yè)務實現方法，其特征在于所述以太網幀通過二層交換機和EPON系統(tǒng)進行傳送。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種基于以太網無源光網絡的TDM業(yè)務實現方法，包括通過無源光纖分支器相互連接的光線路終端和光網絡單元所組成的無源光網絡系統(tǒng)對TDM業(yè)務數據的發(fā)送過程和接收過程；所述發(fā)送過程中，在發(fā)送TDM業(yè)務數據前所述光線路終端和光網絡單元均對TDM業(yè)務數據進行碼速調整，再將調整后的兩路數據復用成一路，復用后的數據采用以太網幀格式進行數據包封；所述接收過程則先對數據進行解包封，再將解包封后的數據進行解復用、解復用后的數據再進行去調整，形成原先的TDM業(yè)務數據；所述TDM業(yè)務數據的發(fā)送與接收過程中通過從無源光網絡的系統(tǒng)時鐘同步光線路終端和光網絡單元的時鐘。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。
文檔編號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股份有限公司