專利名稱：Xgpon系統(tǒng)中onu端的xgem組幀裝置及組幀方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及XGPON (XG-Passive Optical Network,萬(wàn)兆吉比特?zé)o源光網(wǎng)絡(luò))的接入領(lǐng)域，特別是涉及一種XGPON系統(tǒng)中ONlXOptical Network Unit,光網(wǎng)絡(luò)單元)端的XGEM(XGPON Encapsulation_Method, XGPON封裝模式)組巾貞裝置及組巾貞方法。
背景技術(shù)：
寬帶光接入技術(shù)提高和改變著信息傳送和分享的速度、效率、內(nèi)容和模式，從現(xiàn)在的 GPON (Gigabit-Capable Passive Optical Network,吉比特?zé)o源光網(wǎng)絡(luò))到下一代接入網(wǎng)是一個(gè)平滑漸進(jìn)的上升過程，XGPON以其獨(dú)特的經(jīng)濟(jì)高效方式滿足了 IOGbps (Gigabitper second,單位,表示每秒1024兆位)傳輸、向后兼容和接入擴(kuò)展等需求。在XGPON系統(tǒng)的光網(wǎng)絡(luò)單元ONU中，上行數(shù)據(jù)發(fā)送速率是根據(jù)0LT(0ptical LineTermination,光線路終端)下發(fā)帶寬來(lái)決定的。運(yùn)營(yíng)商目前比較注重最大效率的利用帶寬，由于入口數(shù)據(jù)與出口數(shù)據(jù)速率存在偏差，帶寬利用率在90%以上的情況下，容易出現(xiàn)錯(cuò)包、丟包的現(xiàn)象，甚至出現(xiàn)在錯(cuò)誤狀態(tài)不能恢復(fù)正常的現(xiàn)象，穩(wěn)定性較差，因此XGPON難以大規(guī)模投入商用。如何在保證數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)穩(wěn)定的情況下最充分的利用帶寬，是XGPON系統(tǒng)的光網(wǎng)絡(luò)單元領(lǐng)域目前亟待解決的技術(shù)難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服上述背景技術(shù)的不足，提供一種XGPON系統(tǒng)中ONU端的XGEM組幀裝置及組幀方法，能夠減少由緩存空滿造成的丟包、錯(cuò)包等現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)在保證數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)穩(wěn)定的情況下最充分的利用帶寬。本發(fā)明提供的X GPON系統(tǒng)中ONU端的XGEM組幀裝置，包括8個(gè)相同的、相互獨(dú)立的、并行的TCONT XGEM組幀單元和8個(gè)TCONT XGEM組幀單元共用的TCONT FIFO緩存，TCONT FIFO緩存包括一個(gè)數(shù)據(jù)幀緩存和一個(gè)數(shù)據(jù)幀描述緩存，8個(gè)TCONT XGEM組幀單元共用讀寫信號(hào)，數(shù)據(jù)幀緩存用于緩存XGPON系統(tǒng)輸入的數(shù)據(jù)幀，以32字節(jié)為一個(gè)塊進(jìn)行存儲(chǔ)，每個(gè)TCONT XGEM組幀單元分別占用該數(shù)據(jù)幀緩存和數(shù)據(jù)幀描述緩存的一個(gè)地址段，通過劃分不同的緩存地址域來(lái)固定分配每個(gè)TCONT XGEM組幀單元的可用緩存塊；數(shù)據(jù)幀描述緩存內(nèi)包括幀頭描述緩存和幀尾描述緩存，幀頭描述緩存用于緩存數(shù)據(jù)幀的幀頭描述信息，幀頭描述信息包括端口地址號(hào)PORT-1D索引、數(shù)據(jù)包的長(zhǎng)度、CRC重算指示和幀頭寫地址；幀尾描述緩存用于緩存數(shù)據(jù)幀的幀尾描述信息，幀尾描述信息包括幀結(jié)束地址、幀尾錯(cuò)誤指示和最后一個(gè)數(shù)據(jù)塊的無(wú)效字節(jié)個(gè)數(shù)，幀尾錯(cuò)誤指示包括幀長(zhǎng)錯(cuò)誤、亂序錯(cuò)誤、由緩存已 兩造成的不完整巾貞錯(cuò)誤；每個(gè)獨(dú)立的TCONT XGEM組幀單元均包括順次相連的TCONT FIFO寫控制電路、TCONT FIFO緩存塊和XGEM組幀電路，TCONT FIFO緩存塊包括數(shù)據(jù)幀緩存塊、幀頭描述緩存塊和幀尾描述緩存塊，其中:TCONT FIFO寫控制電路，用于:接收XGPON系統(tǒng)送入的TCONT編號(hào)、上行方向的數(shù)據(jù)幀和數(shù)據(jù)幀描述，將數(shù)據(jù)幀寫入該TCONT編號(hào)對(duì)應(yīng)地址的數(shù)據(jù)幀緩存塊，同時(shí)將數(shù)據(jù)幀描述寫入該TCONT編號(hào)對(duì)應(yīng)地址的數(shù)據(jù)幀描述緩存塊；TCONT FIFO緩存塊，用于:根據(jù)先進(jìn)先出的原則，將寫入的數(shù)據(jù)幀和數(shù)據(jù)幀描述分別存儲(chǔ)到TCONT編號(hào)對(duì)應(yīng)地址的數(shù)據(jù)幀緩存塊和數(shù)據(jù)幀描述緩存塊中；XGEM組幀電路，用于:對(duì)OLT下發(fā)的送入TCONT FIFO緩存塊讀側(cè)的帶寬分配信息進(jìn)行檢測(cè)，一旦檢測(cè)到OLT下發(fā)帶寬分配，就從數(shù)據(jù)幀緩存塊和數(shù)據(jù)幀描述緩存塊中讀取相應(yīng)的數(shù)據(jù)幀和數(shù)據(jù)幀描述，按照XGPON協(xié)議要求的格式，組成XGHM幀，發(fā)送給0LT，同時(shí)輸出數(shù)據(jù)包釋放信號(hào)，用于向OLT上報(bào)動(dòng)態(tài)帶寬報(bào)告。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述TCONT FIFO寫控制電路完成以下功能:幀頭幀尾糾錯(cuò)；產(chǎn)生數(shù)據(jù)幀緩存滿告警、亂序錯(cuò)誤告警以及幀長(zhǎng)錯(cuò)誤告警；生成幀頭描述信息，并寫入幀頭描述緩存塊；將數(shù)據(jù)幀寫入數(shù)據(jù)幀緩存塊；在寫側(cè)的幀尾到來(lái)時(shí)，將幀結(jié)束地址、錯(cuò)誤告警和無(wú)效字節(jié)個(gè)數(shù)寫入幀尾描述緩存塊中。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述TCONT FIFO寫控制電路的實(shí)現(xiàn)過程如下:上行數(shù)據(jù)及該數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的TCONT ID、該數(shù)據(jù)的幀頭指示、幀尾指示、幀長(zhǎng)和CRC重算指示進(jìn)入XGEM組幀裝置，TCONT FIFO寫控制電路在幀頭到來(lái)時(shí)根據(jù)XGPON系統(tǒng)輸入的相關(guān)信息將PORT-1D索引、數(shù)據(jù)包的長(zhǎng)度、CRC重算指示等寫入到幀頭描述緩存塊中，同時(shí)在將數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)幀緩存的過程中判斷是否產(chǎn)生數(shù)據(jù)幀緩存滿告警、亂序錯(cuò)誤告警以及幀長(zhǎng)錯(cuò)誤告警，當(dāng)幀尾到來(lái)時(shí)，將幀結(jié)束地址、錯(cuò)誤告警和無(wú)效字節(jié)個(gè)數(shù)寫入到幀尾描述緩存塊中，緩存中寫入的數(shù)據(jù)及描述信息等待XGEM組幀電路讀??；當(dāng)一個(gè)數(shù)據(jù)幀幀頭到來(lái)時(shí)，如果緩存已滿，則該幀將被丟棄；當(dāng)數(shù)據(jù)幀幀頭已經(jīng)寫入緩存，幀尾還未寫入時(shí)，如果緩存已滿，則將錯(cuò)誤指示寫入幀尾描述緩存塊中，以便XGEM組幀電路計(jì)算該數(shù)據(jù)幀寫入緩存的實(shí)際長(zhǎng)度。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述XGEM組幀電路完成以下功能:從幀頭描述緩存塊、幀尾描述緩存塊讀出數(shù)據(jù)幀的幀頭幀尾信息；依據(jù)分配結(jié)構(gòu)信息和數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)信息，進(jìn)行XGEM組幀，生成XGEM幀的幀頭信息:P0RT_ID、幀凈荷長(zhǎng)度指示PL1、密鑰索引Key Index,并對(duì)幀頭進(jìn)行HEC校驗(yàn)計(jì)算，生成13bit的HEC校驗(yàn)碼，組成XGEM幀頭；依據(jù)PLI長(zhǎng)度信息，從幀數(shù)據(jù)幀緩存中讀出幀數(shù)據(jù)，填充到XGEM幀的凈荷域中；進(jìn)行CRC重算，如果CRC重算使能，對(duì)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀進(jìn)行CRC重算，替換以太網(wǎng)幀的CRC字節(jié)。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述XGEM組幀電路的實(shí)現(xiàn)過程包括以下步驟:先判斷組幀類型，分配XGEM幀占用的帶寬，當(dāng)帶寬分配指示信號(hào)為I時(shí)，剩余帶寬=OLT本次帶寬分配值，判斷剩余帶寬是否< 4字節(jié)，如果是，則產(chǎn)生超短空閑幀指示，分配超短空閑幀4字節(jié)長(zhǎng)度，剩余帶寬=0 ;否則，判斷剩余帶寬是否< 16字節(jié)，如果4字節(jié)<剩余帶寬< 16字節(jié)，則產(chǎn)生空閑幀指示，分配空閑幀的凈荷長(zhǎng)度=帶寬分配-8字節(jié)，剩余帶寬=0 ;如果剩余帶寬> 16字節(jié)，則繼續(xù)判斷剩余幀長(zhǎng)是否=0，如果是，則產(chǎn)生空閑幀指示，空閑幀凈荷長(zhǎng)度=0，剩余帶寬=當(dāng)前剩余帶寬-8字節(jié)；否則，繼續(xù)判斷是否存在數(shù)據(jù)幀緩存讀空指示，如果是，則產(chǎn)生空數(shù)據(jù)指示，數(shù)據(jù)幀尾指示，數(shù)據(jù)幀凈荷長(zhǎng)度為8，剩余帶寬=當(dāng)前剩余帶寬-16字節(jié)；否則，繼續(xù)判斷當(dāng)前數(shù)據(jù)幀是否已完全寫入數(shù)據(jù)幀緩存；如果當(dāng)前數(shù)據(jù)幀已完全寫入數(shù)據(jù)幀緩存，判斷剩余幀長(zhǎng)是否>剩余帶寬-8字節(jié)，如果是，則產(chǎn)生數(shù)據(jù)幀指示和數(shù)據(jù)幀分片指示，數(shù)據(jù)幀凈荷長(zhǎng)度為剩余帶寬-8字節(jié)，剩余帶寬=0 ;否則，產(chǎn)生數(shù)據(jù)幀指示和數(shù)據(jù)幀尾指示，數(shù)據(jù)幀凈荷長(zhǎng)度為剩余幀長(zhǎng)，剩余帶寬=當(dāng)前剩余帶寬-剩余幀長(zhǎng)-8字節(jié)；如果當(dāng)前數(shù)據(jù)幀只有部分寫入數(shù)據(jù)幀緩存，則判斷已寫入數(shù)據(jù)幀緩存的數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)是否<剩余帶寬-8字節(jié)，如果已寫入數(shù)據(jù)幀緩存的數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)>剩余帶寬-8字節(jié)，則產(chǎn)生數(shù)據(jù)幀指示和數(shù)據(jù)幀分片指示，數(shù)據(jù)幀凈荷長(zhǎng)度為剩余帶寬-8字節(jié)，剩余帶寬=0 ;如果已寫入數(shù)據(jù)幀緩存的數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)<剩余帶寬-8字節(jié)，則判斷寫入數(shù)據(jù)幀緩存的數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)是否<預(yù)先設(shè)定的發(fā)送門限，如果是，則產(chǎn)生空閑幀指示，空閑幀凈荷長(zhǎng)度=0，剩余帶寬=當(dāng)前剩余帶寬-8字節(jié)；否則，繼續(xù)判斷剩余幀長(zhǎng)是否>剩余帶寬-8字節(jié)，如果是，則產(chǎn)生數(shù)據(jù)幀指示和數(shù)據(jù)幀分片指示，數(shù)據(jù)幀凈荷長(zhǎng)度為剩余帶寬-8字節(jié)，剩余帶寬=0 ;否則，產(chǎn)生數(shù)據(jù)幀指示和數(shù)據(jù)幀尾指示，數(shù)據(jù)幀凈荷長(zhǎng)度為剩余幀長(zhǎng)，剩余帶寬=當(dāng)前剩余帶寬-剩余幀長(zhǎng)-8字節(jié)。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述XGEM組幀電路的實(shí)現(xiàn)過程還包括以下步驟:組幀類型判斷完畢后發(fā)送XGEM幀，首先發(fā)送XGEM幀頭，XGEM幀頭由幀凈荷長(zhǎng)度指示PL1、密鑰索引Key Index、Port_ID、分片幀幀尾指示LF和HEC校驗(yàn)字節(jié)共8個(gè)字節(jié)組成，根據(jù)幀類型指示和幀凈荷長(zhǎng)度指示，對(duì)幀頭信息進(jìn)行HEC校驗(yàn)計(jì)算，生成13bit的HEC校驗(yàn)碼，組成XGEM幀頭；如果幀類型指示為超短空閑幀，則無(wú)幀頭，發(fā)送四個(gè)字節(jié)全零數(shù)據(jù)；如果幀類型指示為空閑巾貞，貝1J置Key Index=O, Port-1D=16’ hffff, LF=I ;如果巾貞類型指示為數(shù)據(jù)巾貞,貝丨J根據(jù)Port-1D索引查表得出加密使能，Port-1D分別寫入幀頭信息中去；然后根據(jù)幀類型指示發(fā)送數(shù)據(jù)幀:如果幀類型指示為空閑幀，則根據(jù)空閑幀填充字節(jié)配置發(fā)送；如果幀類型指示為數(shù)據(jù)幀，則讀取數(shù)據(jù)幀緩存中的數(shù)據(jù)幀并發(fā)送，發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)讀取數(shù)據(jù)幀描述緩存塊中的CRC重算使能，判斷CRC重算使能為I還是為0，如果CRC重算使能為1，則對(duì)數(shù)據(jù)幀進(jìn)行CRC重算；如果CRC重算使能為0，則進(jìn)行透?jìng)鳌Ｔ谏鲜黾夹g(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述XGEM組幀裝置是一個(gè)跨時(shí)鐘域的裝置，TCONTFIFO緩存塊的寫側(cè)及寫側(cè)輸入信號(hào)屬于系統(tǒng)時(shí)鐘域，TCONT FIFO緩存塊的讀側(cè)及讀側(cè)輸入信號(hào)屬于PON 口發(fā)送時(shí)鐘域。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述上行方向的數(shù)據(jù)幀和數(shù)據(jù)幀描述共用一套數(shù)據(jù)總線，分別進(jìn)入XGEM組幀裝置的8個(gè)TCONT XGEM組幀單元中，每個(gè)時(shí)刻進(jìn)入的每個(gè)數(shù)據(jù)塊只屬于一個(gè)TCONT XGEM組幀單元；0LT通過一套總線給每個(gè)分配地址分配帶寬信息,每個(gè)時(shí)刻分配的帶寬信息也只屬于一個(gè)TCONT XGEM組幀單元，各個(gè)TCONT XGEM組幀單元重組的數(shù)據(jù)流按照時(shí)間先后串行，輸出符合XGPON協(xié)議要求的XGEM幀。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述在每個(gè)TCONT XGEM組幀單元的帶寬分配未到之前，如果出現(xiàn)多個(gè)TCONT XGEM組幀單元同時(shí)讀取緩存數(shù)據(jù)的現(xiàn)象，TCONT FIFO緩存塊優(yōu)先處理當(dāng)前有帶寬分配的TCONT XGEM組幀單元的讀請(qǐng)求。本發(fā)明還提供一種基于上述XGEM組幀裝置的XGPON系統(tǒng)中ONU端的XGEM組幀方法，包括以下步驟:A,XGPON系統(tǒng)送入的TCONT編號(hào)、上行方向的數(shù)據(jù)幀和數(shù)據(jù)幀描述進(jìn)入XGEM組幀裝置后，XGEM組幀裝置將數(shù)據(jù)幀寫入該TCONT編號(hào)對(duì)應(yīng)地址的數(shù)據(jù)幀緩存塊，同時(shí)將數(shù)據(jù)幀描述寫入該TCONT編號(hào)對(duì)應(yīng)地址的數(shù)據(jù)幀描述緩存塊；當(dāng)出現(xiàn)幀錯(cuò)誤指示時(shí)，寫入緩存的數(shù)據(jù)幀實(shí)際長(zhǎng)度根據(jù)當(dāng)前數(shù)據(jù)幀的幀尾在數(shù)據(jù)幀緩存中的地址與上一數(shù)據(jù)幀的幀尾在數(shù)據(jù)幀緩存中的地址來(lái)計(jì)算；
B、當(dāng)檢測(cè)到OLT分配給XGEM組幀裝置中的某個(gè)TCONT XGEM組幀單元的上行帶寬時(shí)，判斷數(shù)據(jù)幀緩存塊和數(shù)據(jù)幀描述緩存塊是否為空，根據(jù)數(shù)據(jù)幀緩存塊和數(shù)據(jù)幀描述緩存塊的相關(guān)信息，計(jì)算出待發(fā)送數(shù)據(jù)幀的剩余長(zhǎng)度:如果幀頭描述信息未采集，剩余長(zhǎng)度=數(shù)據(jù)幀的長(zhǎng)度；如果幀頭描述信息已采集而幀尾描述信息未采集，剩余長(zhǎng)度=數(shù)據(jù)幀的長(zhǎng)度-已發(fā)送的長(zhǎng)度；當(dāng)OLT沒下發(fā)帶寬分配且?guī)^描述緩存塊不為空時(shí)，讀取首個(gè)幀頭描述，以便提前計(jì)算剩余幀長(zhǎng)，等待帶寬分配；當(dāng)XGEM組幀裝置分配到了帶寬時(shí)，在上一 XGEM幀未發(fā)送完時(shí)提前讀取新的幀頭描述；給當(dāng)前有帶寬分配的TCONT XGEM組幀單元打上讀優(yōu)先級(jí)最高的標(biāo)記，當(dāng)檢測(cè)到其他TCONT XGEM組幀單元的優(yōu)先級(jí)最高的標(biāo)記時(shí)，當(dāng)前TCONTXGEM組幀單元等到下一拍再讀取數(shù)據(jù)幀描述緩存塊；C、根據(jù)下發(fā)帶寬的字節(jié)長(zhǎng)度、數(shù)據(jù)幀的剩余長(zhǎng)度和預(yù)先設(shè)定的發(fā)送門限進(jìn)行組幀，組幀時(shí)要求數(shù)據(jù)幀的長(zhǎng)度> 16字節(jié)，4字節(jié)< OLT下發(fā)帶寬< 16字節(jié)時(shí)，發(fā)送空閑幀；如果剩余帶寬< 4字節(jié)，則產(chǎn)生超短空閑幀指示；如果剩余幀長(zhǎng)+8字節(jié) < 帶寬分配，則該數(shù)據(jù)幀在本次分配中發(fā)送完畢；反之，則該數(shù)據(jù)幀被分片，分片長(zhǎng)度=帶寬分配；D、如果判定數(shù)據(jù)幀緩存塊為空，則根據(jù)XGPON協(xié)議要求發(fā)送空閑幀；如果數(shù)據(jù)幀還沒完全寫入緩存且寫入緩存的數(shù)據(jù)沒有達(dá)到發(fā)送門限，則根據(jù)XGPON協(xié)議要求發(fā)送空閑幀；數(shù)據(jù)幀緩存塊中的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度<發(fā)送門限時(shí)，等待緩存寫入數(shù)據(jù)；E、如果判定數(shù)據(jù)幀緩存塊不為空且寫入緩存的數(shù)據(jù)已達(dá)到發(fā)送門限，則讀取緩存數(shù)據(jù)，并按照XGEM幀格式組幀、發(fā)送；如果數(shù)據(jù)幀已完全寫入緩存，則正常組幀發(fā)送；如果數(shù)據(jù)幀部分寫入緩存，緩存中的數(shù)據(jù)內(nèi)容已被發(fā)送完畢，而沒有新的數(shù)據(jù)內(nèi)容寫入，出現(xiàn)了讀空現(xiàn)象，則根據(jù)讀空現(xiàn)象出現(xiàn)的位置來(lái)計(jì)算數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)度，如果讀空現(xiàn)象出現(xiàn)在數(shù)據(jù)幀分片的第一片，根據(jù)XGPON協(xié)議4字節(jié)補(bǔ)齊，填充數(shù)據(jù)內(nèi)容為O;如果讀空現(xiàn)象出現(xiàn)在數(shù)據(jù)幀分片的第二片，則根據(jù)XGPON協(xié)議發(fā)送最小長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)幀，即PLI為8字節(jié)的數(shù)據(jù)幀，填充數(shù)據(jù)內(nèi)容為O。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下:本發(fā)明能夠減少由緩存空滿造成的丟包、錯(cuò)包等現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)在保證數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)穩(wěn)定的情況下最充分的利用帶寬。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例中XGEM組幀裝置的整體結(jié)構(gòu)框圖。圖2是本發(fā)明實(shí)施例中TCONT XGEM組幀單元的信號(hào)流向示意圖。圖3是本發(fā)明實(shí)施例中TCONT XGEM組幀單元的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。參見圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供一種XGPON系統(tǒng)中ONU端的XGEM組幀裝置，包括8個(gè)相同的、相互獨(dú)立的、并行的TCONT (Transmission Container,傳輸容器)XGEM組中貞單元和8個(gè)TCONT XGEM組幀單元共用的TCONT FIFO緩存，TCONT FIFO緩存包括一個(gè)數(shù)據(jù)幀緩存和一個(gè)數(shù)據(jù)幀描述緩存，TCONT是XGPON協(xié)議中規(guī)定的一種傳輸容器，TCONT FIFO緩存是用來(lái)實(shí)現(xiàn)TCONT的實(shí)際電路，8個(gè)TCONT XGEM組幀單元的結(jié)構(gòu)、實(shí)現(xiàn)功能均相同，均獨(dú)立完成數(shù)據(jù)的適配與重組。數(shù)據(jù)幀緩存用于緩存XGPON系統(tǒng)輸入的數(shù)據(jù)幀，以32字節(jié)為一個(gè)塊進(jìn)行存儲(chǔ)，每個(gè)TCONT XGEM組幀單元分別占用該數(shù)據(jù)幀緩存和數(shù)據(jù)幀描述緩存的一個(gè)地址段，通過劃分不同的緩存地址域來(lái)固定分配每個(gè)TCONT XGEM組幀單元的可用緩存塊，8個(gè)TCONT XGEM組幀單元共用讀寫信號(hào)。數(shù)據(jù)幀描述緩存內(nèi)包括幀頭描述緩存和幀尾描述緩存，幀頭描述緩存用于緩存數(shù)據(jù)幀的幀頭描述信息，幀頭描述信息包括PORT-1D (端口地址號(hào))索引、數(shù)據(jù)包的長(zhǎng)度、CRC (Cyclic Redundancy Check,循環(huán)冗余校驗(yàn))重算指示和中貞頭寫地址，幀尾描述緩存用于緩存數(shù)據(jù)幀的幀尾描述信息，幀尾描述信息包括幀結(jié)束地址、幀尾錯(cuò)誤指示和最后一個(gè)數(shù)據(jù)塊的無(wú)效字節(jié)個(gè)數(shù)，幀尾錯(cuò)誤指示包括幀長(zhǎng)錯(cuò)誤、亂序錯(cuò)誤、由緩存已滿造成的不完整幀錯(cuò)誤。參見圖1和圖2所示，每個(gè)獨(dú)立的TCONT XGEM組幀單元均包括順次相連的TCONTFIFO (First Input First Output，先入先出隊(duì)列)寫控制電路、TCONT FIFO緩存塊和XGEM組幀電路，參見圖3所示，TCONT FIFO緩存塊包括數(shù)據(jù)幀緩存塊、幀頭描述緩存塊和幀尾描述緩存塊。TCONT FIFO寫控制電路，用于:接收XGPON系統(tǒng)送入的TCONT編號(hào)、上行方向的數(shù)據(jù)幀和數(shù)據(jù)幀描述，將數(shù)據(jù)幀寫入該TCONT編號(hào)對(duì)應(yīng)地址的數(shù)據(jù)幀緩存塊，同時(shí)將數(shù)據(jù)幀描述寫入該TCONT編號(hào)對(duì)應(yīng)地址的數(shù)據(jù)幀描述緩存塊，圖1中的箭頭指示方向表示上行數(shù)據(jù)的流向。TCONT FIFO緩存塊，用于:根據(jù)先進(jìn)先出的原則，將寫入的數(shù)據(jù)幀和數(shù)據(jù)幀描述分別存儲(chǔ)到TCONT編號(hào)對(duì)應(yīng)地址的數(shù)據(jù)幀緩存塊和數(shù)據(jù)幀描述緩存塊中。XGEM組幀電路(TCONT FIFO緩存塊讀側(cè)的電路)，用于:對(duì)OLT下發(fā)的送入TCONTFIFO緩存塊讀側(cè)的帶寬分配信息進(jìn)行檢測(cè)，一旦檢測(cè)到OLT下發(fā)帶寬分配，XGEM組幀電路就從數(shù)據(jù)幀緩存塊和數(shù)據(jù)幀描述緩存塊中讀取相應(yīng)的數(shù)據(jù)幀和數(shù)據(jù)幀描述，按照XGPON協(xié)議要求的格式，組成XGEM幀，發(fā)送給0LT，同時(shí)輸出數(shù)據(jù)包釋放信號(hào)，用于向OLT上報(bào)DBRu(Dynamic Bandwidth Report upstream,動(dòng)態(tài)帶寬報(bào)告)。需要注意的是，XGBl組幀裝置是一個(gè)跨時(shí)鐘域的裝置，參見圖2所示，TCONT FIFO緩存塊的寫側(cè)及寫側(cè)輸入信號(hào)屬于系統(tǒng)時(shí)鐘域，TCONT FIFO緩存塊的讀側(cè)及讀側(cè)輸入信號(hào)屬于PON 口發(fā)送時(shí)鐘域。上行方向的數(shù)據(jù)幀和數(shù)據(jù)幀描述共用一套數(shù)據(jù)總線，分別進(jìn)入XGEM組幀裝置的8個(gè)TCONT XGEM組幀單元中，每個(gè)時(shí)刻進(jìn)入的每個(gè)數(shù)據(jù)塊只屬于一個(gè)TCONT XGEM組幀單元，因此不存在寫沖突。OLT通過一套總線給每個(gè)ALL0C_ID (分配地址)分配帶寬信息，每個(gè)時(shí)刻分配的帶寬信息也只屬于一個(gè)TCONT XGEM組幀單元，各個(gè)TCONT XGEM組幀單元重組的數(shù)據(jù)流按照時(shí)間先后串行，輸出符合XGPON協(xié)議要求的XGEM幀，因此不存在沖突。為了提高效率，在每個(gè)TCONT XGBl組幀單元的帶寬分配未到之前，需要提前讀取一幀數(shù)據(jù)做好準(zhǔn)備，因此在讀側(cè)引入了避免讀沖突的機(jī)制:如果出現(xiàn)多個(gè)TCONT XGEM組幀單元同時(shí)讀取緩存數(shù)據(jù)的現(xiàn)象，TCONT FIFO緩存塊優(yōu)先處理當(dāng)前有帶寬分配的TCONT XGEM組中貞單元的讀請(qǐng)求。下面以單個(gè)TCONT XGEM組幀單元為例進(jìn)行詳細(xì)說明。參見圖3所示，TCONT FIFO寫控制電路主要完成以下功能:(I)幀頭幀尾糾錯(cuò)。
(2)產(chǎn)生數(shù)據(jù)幀緩存滿告警、亂序錯(cuò)誤告警以及幀長(zhǎng)錯(cuò)誤告警。(3)生成幀頭描述信息，并寫入幀頭描述緩存塊。(4)將數(shù)據(jù)幀寫入數(shù)據(jù)幀緩存塊。(5)在寫側(cè)的幀尾到來(lái)時(shí)，將幀結(jié)束地址、錯(cuò)誤告警和無(wú)效字節(jié)個(gè)數(shù)寫入幀尾描述緩存塊中。具體的實(shí)現(xiàn)過程如下:上行數(shù)據(jù)及該數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的TCONT ID、該數(shù)據(jù)的幀頭指示、幀尾指示、幀長(zhǎng)和CRC重算指示進(jìn)入XGEM組幀裝置，TCONT FIFO寫控制電路在幀頭到來(lái)時(shí)根據(jù)XGPON系統(tǒng)輸入的相關(guān)信息將PORT-1D索引、數(shù)據(jù)包的長(zhǎng)度、CRC重算指示等寫入到幀頭描述緩存塊中，同時(shí)在將數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)幀緩存的過程中判斷是否產(chǎn)生數(shù)據(jù)幀緩存滿告警、亂序錯(cuò)誤告警以及幀長(zhǎng)錯(cuò)誤告警，當(dāng)幀尾到來(lái)時(shí)，將幀結(jié)束地址、錯(cuò)誤告警和無(wú)效字節(jié)個(gè)數(shù)寫入到幀尾描述緩存塊中，緩存中寫入的數(shù)據(jù)及描述信息等待XGEM組幀電路讀取。需要特別指出的是，當(dāng)一個(gè)數(shù)據(jù)幀幀頭到來(lái)時(shí)，如果緩存已滿，則該幀將被丟棄；當(dāng)數(shù)據(jù)幀幀頭已經(jīng)寫入緩存，幀尾還未寫入時(shí)，如果緩存已滿，則將錯(cuò)誤指示寫入幀尾描述緩存塊中，以便XGEM組幀電路計(jì)算該數(shù)據(jù)幀寫入緩存的實(shí)際長(zhǎng)度。 本發(fā)明實(shí)施例的關(guān)鍵是XGEM組幀電路(TCONT FIFO的讀控制電路)，XGEM組幀電路王要完成以下功能:(I)從幀頭描述緩存塊、幀尾描述緩存塊讀出數(shù)據(jù)幀的幀頭幀尾信息。(2)依據(jù)ALLOC分配結(jié)構(gòu)信息和數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)信息，進(jìn)行XGEM組幀，生成XGEM幀的幀頭信息:P0RT_ID、PLI (Payload Length Indicator,巾貞凈荷長(zhǎng)度指不)、Key Index (密鑰索引)，并對(duì)巾貞頭進(jìn)行HEC (Hybrid Error Correction,混合糾錯(cuò))校驗(yàn)計(jì)算,生成13bit的HEC校驗(yàn)碼，組成XGEM幀頭。(3)依據(jù)PLI長(zhǎng)度信息，從幀數(shù)據(jù)幀緩存中讀出幀數(shù)據(jù)，填充到XGEM幀的PAYLOAD(凈荷)域中。(4)進(jìn)行CRC重算，如果CRC重算使能，需要對(duì)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀進(jìn)行CRC重算，替換以太網(wǎng)幀的CRC字節(jié)。具體的實(shí)現(xiàn)過程如下:先判斷組幀類型，分配XGEM幀占用的帶寬，當(dāng)帶寬分配指示信號(hào)為I時(shí)，剩余帶寬=OLT本次帶寬分配值，判斷剩余帶寬是否彡4字節(jié)，如果是，則產(chǎn)生超短空閑幀(shortidle)指示，分配超短空閑幀4字節(jié)長(zhǎng)度，剩余帶寬=0 ;否則，判斷剩余帶寬是否< 16字節(jié)，如果4字節(jié)<剩余帶寬< 16字節(jié)，則產(chǎn)生空閑幀(idle)指示，由于XGEM幀頭長(zhǎng)8字節(jié)，分配空閑幀的凈荷長(zhǎng)度=帶寬分配-8字節(jié)，剩余帶寬=0 ;如果剩余帶寬> 16字節(jié)，則繼續(xù)判斷剩余幀長(zhǎng)是否=0，如果是，說明當(dāng)前數(shù)據(jù)幀緩存中沒有數(shù)據(jù)可以發(fā)送，則產(chǎn)生空閑幀指示，空閑幀凈荷長(zhǎng)度=0，剩余帶寬=當(dāng)前剩余帶寬-8字節(jié)；否則，繼續(xù)判斷是否存在數(shù)據(jù)幀緩存讀空指示，如果是，說明該數(shù)據(jù)幀已發(fā)送部分?jǐn)?shù)據(jù)，未發(fā)送的數(shù)據(jù)還沒寫入緩存，出現(xiàn)了讀空現(xiàn)象，則產(chǎn)生空數(shù)據(jù)指示，數(shù)據(jù)幀尾指示，數(shù)據(jù)幀凈荷長(zhǎng)度為8，剩余帶寬=當(dāng)前剩余帶寬-16字節(jié)；否則，說明當(dāng)前數(shù)據(jù)幀緩存中有數(shù)據(jù)可以發(fā)送，繼續(xù)判斷當(dāng)前數(shù)據(jù)幀是否已完全寫入數(shù)據(jù)幀緩存。如果當(dāng)前數(shù)據(jù)幀已完全寫入數(shù)據(jù)幀緩存，判斷剩余幀長(zhǎng)是否>剩余帶寬-8字節(jié)，如果是，說明剩余帶寬不夠發(fā)送完整的數(shù)據(jù)幀，該數(shù)據(jù)幀被分片，則產(chǎn)生數(shù)據(jù)幀指示和數(shù)據(jù)幀分片指示，數(shù)據(jù)幀凈荷長(zhǎng)度為剩余帶寬-8字節(jié)，剩余帶寬=O ;否則，說明當(dāng)前數(shù)據(jù)幀可以完全發(fā)送，則產(chǎn)生數(shù)據(jù)幀指示和數(shù)據(jù)幀尾指示，數(shù)據(jù)幀凈荷長(zhǎng)度為剩余幀長(zhǎng)，剩余帶寬=當(dāng)前剩余帶寬-剩余幀長(zhǎng)-8字節(jié)。如果當(dāng)前數(shù)據(jù)幀只有部分寫入數(shù)據(jù)幀緩存，則判斷已寫入數(shù)據(jù)幀緩存的數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)是否<剩余帶寬-8字節(jié)，如果已寫入數(shù)據(jù)幀緩存的數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)>剩余帶寬-8字節(jié)，說明剩余帶寬不夠發(fā)送完整的數(shù)據(jù)幀,該數(shù)據(jù)幀被分片,產(chǎn)生數(shù)據(jù)幀指示和數(shù)據(jù)幀分片指示,數(shù)據(jù)幀凈荷長(zhǎng)度為剩余帶寬-8字節(jié)，剩余帶寬=0 ;如果已寫入數(shù)據(jù)幀緩存的數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)<剩余帶寬-8字節(jié)，則判斷寫入數(shù)據(jù)幀緩存的數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)是否<預(yù)先設(shè)定的發(fā)送門限，如果是，則產(chǎn)生空閑巾貞指示，空閑巾貞凈荷長(zhǎng)度=0,剩余帶寬=當(dāng)前剩余帶寬-8字節(jié)；否則,繼續(xù)判斷剩余幀長(zhǎng)是否>剩余帶寬-8字節(jié)，如果是，說明剩余帶寬不夠發(fā)送完整的數(shù)據(jù)幀，該數(shù)據(jù)幀被分片，則產(chǎn)生數(shù)據(jù)幀指示和數(shù)據(jù)幀分片指示，數(shù)據(jù)幀凈荷長(zhǎng)度為剩余帶寬-8字節(jié)，剩余帶寬=0 ;否則，說明當(dāng)前數(shù)據(jù)幀可以完全發(fā)送，產(chǎn)生數(shù)據(jù)幀指示和數(shù)據(jù)幀尾指示，數(shù)據(jù)幀凈荷長(zhǎng)度為剩余幀長(zhǎng)，剩余帶寬=當(dāng)前剩余帶寬-剩余幀長(zhǎng)-8字節(jié)。組幀類型判斷完畢后發(fā)送XGEM幀，首先發(fā)送XGEM幀頭，XGEM幀頭由PL1、KeyIndex (密鑰索引)、Port_ID、LF (Last fragment,分片巾貞巾貞尾指示)和HEC校驗(yàn)字節(jié)共8個(gè)字節(jié)組成，根據(jù)幀類型指示和幀凈荷長(zhǎng)度指示，對(duì)幀頭信息進(jìn)行HEC校驗(yàn)計(jì)算，生成13bit的HEC校驗(yàn)碼，組成XGEM幀頭。如果幀類型指示為超短空閑幀，則無(wú)幀頭，發(fā)送四個(gè)字節(jié)全零數(shù)據(jù)；如果巾貞類型指示為空閑巾貞，貝1J置Key Index=O, Port_ID=16’ hffff, LF=I ;如果中貞類型指示為數(shù)據(jù)幀，則根據(jù)Port-1D索引查表得出加密使能，Port-1D分別寫入幀頭信息中去。然后根據(jù)幀類型指示發(fā)送數(shù)據(jù)幀:如果幀類型指示為空閑幀，則根據(jù)空閑幀填充字節(jié)(默認(rèn)為O)配置發(fā)送；如果幀類型指示為數(shù)據(jù)幀，則讀取數(shù)據(jù)幀緩存中的數(shù)據(jù)幀并發(fā)送，發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)讀取數(shù)據(jù)幀描述緩存塊中的CRC重算使能，判斷CRC重算使能為I還是為0，如果CRC重算使能為1，則對(duì)數(shù)據(jù)幀進(jìn)行CRC重算；如果CRC重算使能為0，則進(jìn)行透?jìng)鳌；谏鲜鯴GEM組幀裝置，本發(fā)明實(shí)施例還提供一種XGPON系統(tǒng)中ONU端的XGEM組幀方法，包括以下步驟:A,XGPON系統(tǒng)送入的TCONT編號(hào)、上行方向的數(shù)據(jù)幀和數(shù)據(jù)幀描述進(jìn)入XGEM組幀裝置后，XGEM組幀裝置將數(shù)據(jù)幀寫入該TCONT編號(hào)對(duì)應(yīng)地址的數(shù)據(jù)幀緩存塊，同時(shí)將數(shù)據(jù)幀描述寫入該TCONT編號(hào)對(duì)應(yīng)地址的數(shù)據(jù)幀描述緩存塊；當(dāng)出現(xiàn)幀錯(cuò)誤指示時(shí)，幀頭描述緩存塊中的數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度已失效，不能指示寫入緩存的數(shù)據(jù)幀實(shí)際長(zhǎng)度，寫入緩存的數(shù)據(jù)幀實(shí)際長(zhǎng)度應(yīng)該根據(jù)當(dāng)前數(shù)據(jù)幀的幀尾在數(shù)據(jù)幀緩存中的地址與上一數(shù)據(jù)幀的幀尾在數(shù)據(jù)幀緩存中的地址來(lái)計(jì)算。B、當(dāng)檢測(cè)到OLT分配給XGEM組幀裝置中的某個(gè)TCONT XGEM組幀單元的上行帶寬時(shí)，判斷數(shù)據(jù)幀緩存塊和數(shù)據(jù)幀描述緩存塊是否為空，根據(jù)數(shù)據(jù)幀緩存塊和數(shù)據(jù)幀描述緩存塊的相關(guān)信息，計(jì)算出待發(fā)送數(shù)據(jù)幀的剩余長(zhǎng)度:如果幀頭描述信息未采集，表示完整的數(shù)據(jù)幀還沒有發(fā)送出去，剩余長(zhǎng)度=數(shù)據(jù)幀的長(zhǎng)度；如果幀頭描述信息已采集而幀尾描述信息未采集，表示數(shù)據(jù)幀已經(jīng)被分片，在上次帶寬分配中發(fā)送了一部分，剩余長(zhǎng)度=數(shù)據(jù)幀的長(zhǎng)度-已發(fā)送的長(zhǎng)度；當(dāng)OLT沒下發(fā)帶寬分配且?guī)^描述緩存塊不為空時(shí)，讀取首個(gè)幀頭描述，以便提前計(jì)算剩余幀長(zhǎng)，等待帶寬分配；當(dāng)XGEM組幀裝置分配到了帶寬時(shí)，在上一 XGEM幀未發(fā)送完時(shí)提前讀取新的幀頭描述。為避免讀沖突，給當(dāng)前有帶寬分配的TCONTXGEM組幀單元打上讀優(yōu)先級(jí)最高的標(biāo)記，當(dāng)檢測(cè)到其他TCONT XGEM組幀單元的優(yōu)先級(jí)最高的標(biāo)記時(shí)，當(dāng)前TCONT XGEM組幀單元就等到下一拍再讀取數(shù)據(jù)幀描述緩存塊。C、根據(jù)下發(fā)帶寬的字節(jié)長(zhǎng)度、數(shù)據(jù)幀的剩余長(zhǎng)度和預(yù)先設(shè)定的發(fā)送門限進(jìn)行組幀，組幀時(shí)要求數(shù)據(jù)幀的長(zhǎng)度≥16字節(jié)(含8字節(jié)長(zhǎng)的XGEM幀頭)，4字節(jié)< OLT下發(fā)帶寬< 16字節(jié)時(shí)只能發(fā)送空閑幀，為了最大限度的利用帶寬，在發(fā)送空閑幀時(shí)，發(fā)送最小長(zhǎng)度的空閑幀，即只有XGEM幀頭，PLI=O的空閑幀；如果剩余帶寬彡4字節(jié)，則產(chǎn)生超短空閑幀指示；如果剩余幀長(zhǎng)+8字節(jié)<帶寬分配，則該數(shù)據(jù)幀在本次分配中發(fā)送完畢；反之，則該數(shù)據(jù)中貞被分片，分片長(zhǎng)度=帶寬分配。D、如果判定數(shù)據(jù)幀緩存塊為空，則根據(jù)XGPON協(xié)議要求發(fā)送空閑幀；如果數(shù)據(jù)幀還沒完全寫入緩存且寫入緩存的數(shù)據(jù)沒有達(dá)到發(fā)送門限，則根據(jù)XGPON協(xié)議要求發(fā)送空閑幀。注意:數(shù)據(jù)幀緩存塊中的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度>發(fā)送門限時(shí)，才允許組幀發(fā)送，數(shù)據(jù)幀緩存塊中的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度 < 發(fā)送門限時(shí)，等待緩存寫入數(shù)據(jù)。通過調(diào)節(jié)發(fā)送門限的值，可以避免或減少在入口速率<出口速率的情況下出現(xiàn)的讀空現(xiàn)象。E、如果判定數(shù)據(jù)幀緩存塊不為空且寫入緩存的數(shù)據(jù)已達(dá)到發(fā)送門限，則讀取緩存數(shù)據(jù)，并按照XGEM幀格式組幀、發(fā)送；如果數(shù)據(jù)幀已完全寫入緩存，則正常組幀發(fā)送；如果數(shù)據(jù)幀部分寫入緩存，緩存中的數(shù)據(jù)內(nèi)容已被發(fā)送完畢，而沒有新的數(shù)據(jù)內(nèi)容寫入，出現(xiàn)了讀空現(xiàn)象，為了保證帶寬不被浪費(fèi)，數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)度不再等于數(shù)據(jù)幀實(shí)際長(zhǎng)度，而是根據(jù)讀空現(xiàn)象出現(xiàn)的位置來(lái)計(jì)算。如果讀空現(xiàn)象出現(xiàn)在數(shù)據(jù)幀分片的第一片，根據(jù)XGPON協(xié)議4字節(jié)補(bǔ)齊，填充數(shù)據(jù)內(nèi)容為O ;如果讀空現(xiàn)象出現(xiàn)在數(shù)據(jù)幀分片的第二片，則根據(jù)XGPON協(xié)議發(fā)送最小長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)幀，即PLI為8字節(jié)的數(shù)據(jù)幀，填充數(shù)據(jù)內(nèi)容為O。以上所述的XGPON系統(tǒng)中ONU端的XGEM組幀方法已經(jīng)在我公司自主研發(fā)的XGPONONU的FPGA驗(yàn)證板上得到驗(yàn)證，能夠?qū)崿F(xiàn)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行各種修改和變型，倘若這些修改和變型屬在本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則這些修改和變型也在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。說明書中未詳細(xì)描述的內(nèi)容為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。
權(quán)利要求
1.一種XGPON系統(tǒng)中ONU端的XGEM組幀裝置，其特征在于:包括8個(gè)相同的、相互獨(dú)立的、并行的TCONT XGEM組幀單元和8個(gè)TCONT XGEM組幀單元共用的TCONT FIFO緩存，TCONT FIFO緩存包括一個(gè)數(shù)據(jù)幀緩存和一個(gè)數(shù)據(jù)幀描述緩存，8個(gè)TCONT XGEM組幀單元共用讀寫信號(hào)，數(shù)據(jù)幀緩存用于緩存XGPON系統(tǒng)輸入的數(shù)據(jù)幀，以32字節(jié)為一個(gè)塊進(jìn)行存儲(chǔ)，每個(gè)TCONT XGEM組幀單元分別占用該數(shù)據(jù)幀緩存和數(shù)據(jù)幀描述緩存的一個(gè)地址段，通過劃分不同的緩存地址域來(lái)固定分配每個(gè)TCONT XGEM組幀單元的可用緩存塊；數(shù)據(jù)幀描述緩存內(nèi)包括幀頭描述緩存和幀尾描述緩存，幀頭描述緩存用于緩存數(shù)據(jù)幀的幀頭描述信息，幀頭描述信息包括端口地址號(hào)PORT-1D索引、數(shù)據(jù)包的長(zhǎng)度、CRC重算指示和幀頭寫地址；幀尾描述緩存用于緩存數(shù)據(jù)幀的幀尾描述信息，幀尾描述信息包括幀結(jié)束地址、幀尾錯(cuò)誤指示和最后一個(gè)數(shù)據(jù)塊的無(wú)效字節(jié)個(gè)數(shù)，幀尾錯(cuò)誤指示包括幀長(zhǎng)錯(cuò)誤、亂序錯(cuò)誤、由緩存已 兩造成的不完整巾貞錯(cuò)誤； 每個(gè)獨(dú)立的TCONT XGEM組幀單元均包括順次相連的TCONT FIFO寫控制電路、TCONTFIFO緩存塊和XGEM組幀電路，TCONT FIFO緩存塊包括數(shù)據(jù)幀緩存塊、幀頭描述緩存塊和幀尾描述緩存塊，其中: TCONT FIFO寫控制電路，用于:接收XGPON系統(tǒng)送入的TCONT編號(hào)、上行方向的數(shù)據(jù)幀和數(shù)據(jù)幀描述，將數(shù)據(jù)幀寫入該TCONT編號(hào)對(duì)應(yīng)地址的數(shù)據(jù)幀緩存塊，同時(shí)將數(shù)據(jù)幀描述寫入該TCONT編號(hào)對(duì)應(yīng)地址的數(shù)據(jù)幀描述緩存塊； TCONT FIFO緩存塊，用于:根據(jù)先進(jìn)先出的原則，將寫入的數(shù)據(jù)幀和數(shù)據(jù)幀描述分別存儲(chǔ)到TCONT編號(hào)對(duì)應(yīng)地址的數(shù)據(jù)幀緩存塊和數(shù)據(jù)幀描述緩存塊中； XGEM組幀電路，用于:對(duì)OLT下發(fā)的送入TCONT FIFO緩存塊讀側(cè)的帶寬分配信息進(jìn)行檢測(cè)，一旦檢測(cè)到OLT下發(fā)帶寬分配，就從數(shù)據(jù)幀緩存塊和數(shù)據(jù)幀描述緩存塊中讀取相應(yīng)的數(shù)據(jù)幀和數(shù)據(jù)幀描述，按照XGPON協(xié)議要求的格式，組成XGEM幀，發(fā)送給0LT，同時(shí)輸出數(shù)據(jù)包釋放信號(hào)，用于向OLT上報(bào)動(dòng)態(tài)帶寬報(bào)告。
2.如權(quán)利要求1所述的XGPON系統(tǒng)中ONU端的XGEM組幀裝置，其特征在于:所述TCONTFIFO寫控制電路完成以下功能:幀頭幀尾糾錯(cuò)；產(chǎn)生數(shù)據(jù)幀緩存滿告警、亂序錯(cuò)誤告警以及幀長(zhǎng)錯(cuò)誤告警；生成幀頭描述信息，并寫入幀頭描述緩存塊；將數(shù)據(jù)幀寫入數(shù)據(jù)幀緩存塊；在寫側(cè)的幀尾到來(lái)時(shí)，將幀結(jié)束地址、錯(cuò)誤告警和無(wú)效字節(jié)個(gè)數(shù)寫入幀尾描述緩存塊中。
3.如權(quán)利要求2所述的XGPON系統(tǒng)中ONU端的XGEM組幀裝置，其特征在于:所述TCONTFIFO寫控制電路的實(shí)現(xiàn)過程如下:上行數(shù)據(jù)及該數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的TCONT ID、該數(shù)據(jù)的幀頭指示、幀尾指示、幀長(zhǎng)和CRC重算指示進(jìn)入XGEM組幀裝置，TCONT FIFO寫控制電路在幀頭到來(lái)時(shí)根據(jù)XGPON系統(tǒng)輸入的相關(guān)信息將PORT-1D索引、數(shù)據(jù)包的長(zhǎng)度、CRC重算指示等寫入到幀頭描述緩存塊中，同時(shí)在將數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)幀緩存的過程中判斷是否產(chǎn)生數(shù)據(jù)幀緩存滿告警、亂序錯(cuò)誤告警以及幀長(zhǎng)錯(cuò)誤告警，當(dāng)幀尾到來(lái)時(shí)，將幀結(jié)束地址、錯(cuò)誤告警和無(wú)效字節(jié)個(gè)數(shù)寫入到幀尾描述緩存塊中，緩存中寫入的數(shù)據(jù)及描述信息等待XGEM組幀電路讀??；當(dāng)一個(gè)數(shù)據(jù)幀幀頭到來(lái)時(shí)，如果緩存已滿，則該幀將被丟棄；當(dāng)數(shù)據(jù)幀幀頭已經(jīng)寫入緩存，幀尾還未寫入時(shí)，如果緩存已滿，則將錯(cuò)誤指示寫入幀尾描述緩存塊中，以便XGEM組幀電路計(jì)算該數(shù)據(jù)幀寫入緩存的實(shí)際長(zhǎng)度。
4.如權(quán)利要求1所述的XGPON系統(tǒng)中ONU端的XGEM組幀裝置， 其特征在于:所述XGEM組幀電路完成以下功能:從幀頭描述緩存塊、幀尾描述緩存塊讀出數(shù)據(jù)幀的幀頭幀尾信息；依據(jù)分配結(jié)構(gòu)信息和數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)信息，進(jìn)行XGEM組幀，生成XGEM幀的幀頭信息:PORT_ID、幀凈荷長(zhǎng)度指示PL1、密鑰索引Key Index，并對(duì)幀頭進(jìn)行HEC校驗(yàn)計(jì)算，生成13bit的HEC校驗(yàn)碼，組成XGEM幀頭；依據(jù)PLI長(zhǎng)度信息，從幀數(shù)據(jù)幀緩存中讀出幀數(shù)據(jù)，填充到XGEM幀的凈荷域中；進(jìn)行CRC重算，如果CRC重算使能，對(duì)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀進(jìn)行CRC重算，替換以太網(wǎng)幀的CRC字節(jié)。
5.如權(quán)利要求4所述的XGPON系統(tǒng)中ONU端的XGEM組幀裝置，其特征在于:所述XGEM組幀電路的實(shí)現(xiàn)過程包括以下步驟: 先判斷組幀類型，分配XGEM幀占用的帶寬，當(dāng)帶寬分配指示信號(hào)為I時(shí)，剩余帶寬=OLT本次帶寬分配值，判斷剩余帶寬是否< 4字節(jié)，如果是，則產(chǎn)生超短空閑幀指示，分配超短空閑幀4字節(jié)長(zhǎng)度，剩余帶寬=0 ;否則，判斷剩余帶寬是否< 16字節(jié)，如果4字節(jié)<剩余帶寬< 16字節(jié)，則產(chǎn)生空閑幀指示，分配空閑幀的凈荷長(zhǎng)度=帶寬分配-8字節(jié)，剩余帶寬=0 ；如果剩余帶寬> 16字節(jié)，則繼續(xù)判斷剩余幀長(zhǎng)是否=0，如果是，則產(chǎn)生空閑幀指示，空閑幀凈荷長(zhǎng)度=0，剩余帶寬=當(dāng)前剩余帶寬-8字節(jié)；否則，繼續(xù)判斷是否存在數(shù)據(jù)幀緩存讀空指示，如果是，則產(chǎn)生空數(shù)據(jù)指示，數(shù)據(jù)幀尾指示，數(shù)據(jù)幀凈荷長(zhǎng)度為8，剩余帶寬=當(dāng)前剩余帶寬-16字節(jié)；否則，繼續(xù)判斷當(dāng)前數(shù)據(jù)幀是否已完全寫入數(shù)據(jù)幀緩存； 如果當(dāng)前數(shù)據(jù)幀已完全寫入數(shù)據(jù)幀緩存，判斷剩余幀長(zhǎng)是否>剩余帶寬-8字節(jié)，如果是，則產(chǎn)生數(shù)據(jù)幀指示和數(shù)據(jù)幀分片指示，數(shù)據(jù)幀凈荷長(zhǎng)度為剩余帶寬-8字節(jié)，剩余帶寬=0 ;否則，產(chǎn)生數(shù)據(jù)幀指示和數(shù)據(jù)幀尾指示，數(shù)據(jù)幀凈荷長(zhǎng)度為剩余幀長(zhǎng)，剩余帶寬=當(dāng)前剩余帶寬-剩余幀長(zhǎng)-8字節(jié)； 如果當(dāng)前數(shù)據(jù)幀只有部分寫入數(shù)據(jù)幀緩存，則判斷已寫入數(shù)據(jù)幀緩存的數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)是否<剩余帶寬-8字節(jié)，如果 已寫入數(shù)據(jù)幀緩存的數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)>剩余帶寬-8字節(jié)，則產(chǎn)生數(shù)據(jù)幀指示和數(shù)據(jù)幀分片指示，數(shù)據(jù)幀凈荷長(zhǎng)度為剩余帶寬-8字節(jié)，剩余帶寬=0 ;如果已寫入數(shù)據(jù)幀緩存的數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)<剩余帶寬-8字節(jié)，則判斷寫入數(shù)據(jù)幀緩存的數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)是否<預(yù)先設(shè)定的發(fā)送門限，如果是，則產(chǎn)生空閑幀指示，空閑幀凈荷長(zhǎng)度=0，剩余帶寬=當(dāng)前剩余帶寬-8字節(jié)；否則，繼續(xù)判斷剩余幀長(zhǎng)是否>剩余帶寬-8字節(jié)，如果是，則產(chǎn)生數(shù)據(jù)幀指示和數(shù)據(jù)幀分片指示，數(shù)據(jù)幀凈荷長(zhǎng)度為剩余帶寬-8字節(jié)，剩余帶寬=0 ;否則，產(chǎn)生數(shù)據(jù)幀指示和數(shù)據(jù)幀尾指示，數(shù)據(jù)幀凈荷長(zhǎng)度為剩余幀長(zhǎng)，剩余帶寬=當(dāng)前剩余帶寬-剩余幀長(zhǎng)-8字節(jié)。
6.如權(quán)利要求5所述的XGPON系統(tǒng)中ONU端的XGBl組幀裝置，其特征在于:所述XGEM組幀電路的實(shí)現(xiàn)過程還包括以下步驟:組幀類型判斷完畢后發(fā)送XGEM幀，首先發(fā)送XGEM幀頭，XGEM幀頭由幀凈荷長(zhǎng)度指示PL1、密鑰索引Key Index、Port_ID、分片幀幀尾指示LF和HEC校驗(yàn)字節(jié)共8個(gè)字節(jié)組成，根據(jù)幀類型指示和幀凈荷長(zhǎng)度指示，對(duì)幀頭信息進(jìn)行HEC校驗(yàn)計(jì)算，生成13bit的HEC校驗(yàn)碼，組成XGEM幀頭；如果幀類型指示為超短空閑幀，則無(wú)幀頭，發(fā)送四個(gè)字節(jié)全零數(shù)據(jù)；如果幀類型指示為空閑幀，則置Key Index=O,Port-1D=16’hffff，LF=l ;如果幀類型指示為數(shù)據(jù)幀，則根據(jù)Port-1D索引查表得出加密使能，Port-1D分別寫入幀頭信息中去；然后根據(jù)幀類型指示發(fā)送數(shù)據(jù)幀:如果幀類型指示為空閑幀，則根據(jù)空閑幀填充字節(jié)配置發(fā)送；如果幀類型指示為數(shù)據(jù)幀，則讀取數(shù)據(jù)幀緩存中的數(shù)據(jù)幀并發(fā)送，發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)讀取數(shù)據(jù)幀描述緩存塊中的CRC重算使能，判斷CRC重算使能為I還是為O，如果CRC重算使能為1，則對(duì)數(shù)據(jù)幀進(jìn)行CRC重算；如果CRC重算使能為O，則進(jìn)行透?jìng)鳌?br> 7.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的XGPON系統(tǒng)中ONU端的XGEM組幀裝置，其特征在于:所述XGEM組幀裝置是一個(gè)跨時(shí)鐘域的裝置，TCONT FIFO緩存塊的寫側(cè)及寫側(cè)輸入信號(hào)屬于系統(tǒng)時(shí)鐘域，TCONT FIFO緩存塊的讀側(cè)及讀側(cè)輸入信號(hào)屬于PON 口發(fā)送時(shí)鐘域。
8.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的XGPON系統(tǒng)中ONU端的XGEM組幀裝置，其特征在于:所述上行方向的數(shù)據(jù)幀和數(shù)據(jù)幀描述共用一套數(shù)據(jù)總線，分別進(jìn)入XGEM組幀裝置的8個(gè)TCONT XGEM組幀單元中，每個(gè)時(shí)刻進(jìn)入的每個(gè)數(shù)據(jù)塊只屬于一個(gè)TCONT XGEM組幀單元；OLT通過一套總線給每個(gè)分配地址分配帶寬信息，每個(gè)時(shí)刻分配的帶寬信息也只屬于一個(gè)TCONT XGEM組幀單元，各個(gè)TCONT XGEM組幀單元重組的數(shù)據(jù)流按照時(shí)間先后串行，輸出符合XGPON協(xié)議要求的XGEM幀。
9.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的XGPON系統(tǒng)中ONU端的XGEM組幀裝置，其特征在于:所述在每個(gè)TCONT XGEM組幀單元的帶寬分配未到之前，如果出現(xiàn)多個(gè)TCONT XGEM組幀單元同時(shí)讀取緩存數(shù)據(jù)的現(xiàn)象，TCONT FIFO緩存塊優(yōu)先處理當(dāng)前有帶寬分配的TCONT XGEM組中貞單元的讀請(qǐng)求。
10.基于權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述XGEM組幀裝置的XGPON系統(tǒng)中ONU端的XGEM組幀方法，其特征在于，包括以下步驟: A、XGPON系統(tǒng)送入的TCONT編號(hào)、上行方向的數(shù)據(jù)幀和數(shù)據(jù)幀描述進(jìn)入XGEM組幀裝置后，XGEM組幀裝置將數(shù)據(jù)幀寫入該TCONT編號(hào)對(duì)應(yīng)地址的數(shù)據(jù)幀緩存塊，同時(shí)將數(shù)據(jù)幀描述寫入該TCONT編號(hào)對(duì)應(yīng)地址的數(shù)據(jù)幀描述緩存塊；當(dāng)出現(xiàn)幀錯(cuò)誤指示時(shí)，寫入緩存的數(shù)據(jù)幀實(shí)際長(zhǎng)度根據(jù)當(dāng)前數(shù)據(jù)幀的幀尾在數(shù)據(jù)幀緩存中的地址與上一數(shù)據(jù)幀的幀尾在數(shù)據(jù)幀緩存中的地址來(lái)計(jì)算； B、當(dāng)檢測(cè)到OLT分配給XGEM`組幀裝置中的某個(gè)TCONTXGEM組幀單元的上行帶寬時(shí)，判斷數(shù)據(jù)幀緩存塊和數(shù)據(jù)幀描述緩存塊是否為空，根據(jù)數(shù)據(jù)幀緩存塊和數(shù)據(jù)幀描述緩存塊的相關(guān)信息，計(jì)算出待發(fā)送數(shù)據(jù)幀的剩余長(zhǎng)度:如果幀頭描述信息未采集，剩余長(zhǎng)度=數(shù)據(jù)幀的長(zhǎng)度；如果幀頭描述信息已采集而幀尾描述信息未采集，剩余長(zhǎng)度=數(shù)據(jù)幀的長(zhǎng)度-已發(fā)送的長(zhǎng)度；當(dāng)OLT沒下發(fā)帶寬分配且?guī)^描述緩存塊不為空時(shí)，讀取首個(gè)幀頭描述，以便提前計(jì)算剩余幀長(zhǎng)，等待帶寬分配；當(dāng)XGEM組幀裝置分配到了帶寬時(shí)，在上一 XGEM幀未發(fā)送完時(shí)提前讀取新的幀頭描述；給當(dāng)前有帶寬分配的TCONT XGEM組幀單元打上讀優(yōu)先級(jí)最高的標(biāo)記，當(dāng)檢測(cè)到其他TCONT XGEM組幀單元的優(yōu)先級(jí)最高的標(biāo)記時(shí)，當(dāng)前TCONT XGEM組幀單元等到下一拍再讀取數(shù)據(jù)幀描述緩存塊； C、根據(jù)下發(fā)帶寬的字節(jié)長(zhǎng)度、數(shù)據(jù)幀的剩余長(zhǎng)度和預(yù)先設(shè)定的發(fā)送門限進(jìn)行組幀，組幀時(shí)要求數(shù)據(jù)幀的長(zhǎng)度> 16字節(jié)，4字節(jié)< OLT下發(fā)帶寬< 16字節(jié)時(shí)，發(fā)送空閑幀；如果剩余帶寬< 4字節(jié)，則產(chǎn)生超短空閑幀指示；如果剩余幀長(zhǎng)+8字節(jié)<帶寬分配，則該數(shù)據(jù)幀在本次分配中發(fā)送完畢；反之，則該數(shù)據(jù)幀被分片，分片長(zhǎng)度=帶寬分配； D、如果判定數(shù)據(jù)幀緩存塊為空，則根據(jù)XGPON協(xié)議要求發(fā)送空閑幀；如果數(shù)據(jù)幀還沒完全寫入緩存且寫入緩存的數(shù)據(jù)沒有達(dá)到發(fā)送門限，則根據(jù)XGPON協(xié)議要求發(fā)送空閑幀；數(shù)據(jù)幀緩存塊中的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度<發(fā)送門限時(shí)，等待緩存寫入數(shù)據(jù)； E、如果判定數(shù)據(jù)幀緩存塊不為空且寫入緩存的數(shù)據(jù)已達(dá)到發(fā)送門限，則讀取緩存數(shù)據(jù)，并按照XGEM幀格式組幀、發(fā)送；如果數(shù)據(jù)幀已完全寫入緩存，則正常組幀發(fā)送；如果數(shù)據(jù)幀部分寫入緩存，緩存中的數(shù)據(jù)內(nèi)容已被發(fā)送完畢，而沒有新的數(shù)據(jù)內(nèi)容寫入，出現(xiàn)了讀空現(xiàn)象，則根據(jù)讀空現(xiàn)象出現(xiàn)的位置來(lái)計(jì)算數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)度，如果讀空現(xiàn)象出現(xiàn)在數(shù)據(jù)幀分片的第一片，根據(jù)XGPON協(xié)議4字節(jié)補(bǔ)齊，填充數(shù)據(jù)內(nèi)容為O ;如果讀空現(xiàn)象出現(xiàn)在數(shù)據(jù)幀分片的第二片，則根據(jù) XGPON協(xié)議發(fā)送最小長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)幀，即PLI為8字節(jié)的數(shù)據(jù)幀，填充數(shù)據(jù)內(nèi)容為O。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種XGPON系統(tǒng)中ONU端的XGEM組幀裝置及組幀方法，涉及XGPON的接入領(lǐng)域，XGEM組幀裝置包括8個(gè)相同的、相互獨(dú)立的、并行的TCONT XGEM組幀單元和共用的TCONT FIFO緩存，每個(gè)獨(dú)立的TCONT XGEM組幀單元均包括順次相連的TCONT FIFO寫控制電路、TCONT FIFO緩存塊和XGEM組幀電路，TCONT FIFO緩存塊包括數(shù)據(jù)幀緩存塊、幀頭描述緩存塊和幀尾描述緩存塊。本發(fā)明能減少由緩存空滿造成的丟包、錯(cuò)包，實(shí)現(xiàn)在保證數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)穩(wěn)定的情況下最充分的利用帶寬。
文檔編號(hào)H04L12/877GK103152292SQ20131008096
公開日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2013年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月14日
發(fā)明者左越, 劉登強(qiáng), 黃元波 申請(qǐng)人:烽火通信科技股份有限公司