专利名称：一种实现tdm业务的基于以太网无源光网络系统的制作方法
技术领域：
本发明属于基于以太网无源光网络技术，具体涉及一种实现TDM业务的基于以太网无源光网络系统。
背景技术：
基于以太网的无源光网络EPON系统实现了低成本、远距离的高速接入，被认为是宽带接入的新趋势。由于EPON系统是基于以太网技术的，不提供端到端的透明时钟，在提供具有严格定时要求的时分复用业务TDM时，必须采用系统定时或采用仿真的方法恢复定时时钟信号。目前业界的普遍做法是采用电路仿真的方式，这种方法将TDM业务数据和时钟信息封装成IP数据包，接收时从IP数据包中恢复业务数据和时钟信号。该方法的实现比较困难，成本较高，恢复的时钟精度也不尽如人意，实际使用时也需要IP业务的提供者对TDM业务数据包进行QoS保证，既不方便又耗费资源。
依据IEEE802.3制定的EPON协议IEEE802.3ah，远端光网络单元ONU的发送和接收都要使用从无源光网络PON提取的线路时钟，以保证ONU中多点控制协议MPCP的测距功能正常实现。由此可知ONU的时钟是与光线路终端OLT同步的。如果能将TDM业务信号调整到与OLT、ONU的系统时钟同步，则可以以一种简单的方式在EPON系统上实现TDM业务。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种架构简单而又能保证TDM业务所需的严格定时要求的基于以太网无源光网络系统。
为了实现上述发明目的，采用的技术方案如下
一种实现TDM业务的基于以太网无源光网络系统，包括通过无源光纤分支器相互连接的光线路终端OLT和光网络单元ONU，所述光线路终端OLT以及光网络单元ONU均设置有TDM业务适配器，所述光线路终端OLT的TDM业务适配器采用无源光网络PON的发送时钟对TDM业务数据进行封装或解析，所述光网络单元ONU的TDM业务适配器采用无源光网络PON的接收时钟对TDM业务数据进行解析或封装。
依据IEEE802.3制定的EPON协议IEEE802.3ah，远端光网络单元ONU的发送和接收都要使用从无源光网络PON提取的线路时钟，故而可知，接收时钟与发送时钟是同步的，本发明通过在OLT及ONU所设置TDM业务适配器中，采用发送时钟及接收时钟对TDM业务数据进行封装或解析，故而保证了时间的同步性。
上述技术方案中，所述TDM业务适配器包括码速调整器、码流复用器、数据包封器。
OLT端设备采用PON口的发送时钟对TDM业务数据进行码速调整，并将码速调整后的多路码流进行复用，通常采用两路码流复用，复用后的码流按Ethernet数据帧格式进行数据包封，Ethernet数据包中的目的地址为ONU端的Mac地址。
OLT端设备接收到ONU发送的TDM业务数据包时，使用PON口的发送时钟对数据包进行解析，拆分成两路TDM业务数据码流；并使用时钟分别对两路TDM业务数据码流进行去码速调整，恢复原先的TDM业务数据。
ONU端设备采用PON口提取的线路接收时钟作为系统时钟；并使用该时钟对TDM业务数据进行码速调整，两路码速调整后的码流进行复用并按Ethernet数据帧格式进行数据包封，Ethernet数据包中的目的地址为OLT端的Mac地址。
ONU端设备接收到OLT发送的TDM业务数据包时，使用系统时钟对数据包进行解析，拆分成两路TDM业务数据码流；并使用分别对两路TDM业务数据码流进行去码速调整，恢复原先的TDM业务数据。
所述TDM业务适配器设置于光线路终端的TDM业务接口和光线路终端数据收发接口之间，和光网络单元的TDM业务接口和光网络单元数据收发接口之间。对TMD业务接口所接受的TDM业务数据进行码速调整、复用、封装后，通过守法接口传送出去。
所述TDM业务适配器和光线路终端数据收发接口/光网络单元数据收发接口之间还设置有二层交换机。当复用后的码流按Ethernet数据帧格式进行数据包封后，所形成Ethernet数据包码流发给Ethernet二层交换机。所述二层交换机通过VLAN配置对TDM业务适配器的数据包设置最高优先级并进行Qos保证。
所述发送时钟为光线路终端的晶体振荡器所产生的时钟，其时钟频偏在±100ppm以内，时钟抖动小于40ps。振荡器所产生的时钟通过分频器产生多种频率的系统时钟供码速调整器和复用器使用。
本发明具有如下特点1、EPON系统的OLT和ONU工作在同一个时钟域下；2、在OLT端，采用PON口的发送时钟对TDM业务进行码速调整、复用、数据包封和时钟恢复；3、在ONU端，采用PON口的接收时钟对TDM业务进行码速调整、复用、数据包封和时钟恢复。
本发明利用了EPON系统时钟，既降低了电路设计的复杂度，又使得时钟精度有大幅度提高。而本发明正是基于EPON协议IEEE802.3ah，因为ONU端设备PON口提取的线路时钟同步于OLT端设备的PON口发送时钟，所以OLT与ONU可以做到系统时钟同步。
附图1为本发明系统组成框图；附图2为OLT端信号流程图；附图3为ONU端信号流程图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明做进一步的说明。
本发明的组成框图如附图1所示，图中左侧部分为OLT端设备，右侧部分为ONU端设备。OLT端设备采用本地时钟源作为PON口的发送时钟并将TDM业务数据适配至PON发送数据中，保证适配后的TDM业务数据流与PON口的发送时钟同步。在适配过程中同时进行数据复用和复用后数据的包封，包封格式与Ethernet的数据帧格式相同。对于接收到ONU发送的TDM数据帧，也采用本地时钟源进行TDM数据的提取操作。
OLT端的信号流程图如附图2所示，在采用本地时钟源作为PON口的发送时钟并将TDM业务数据适配至PON发送数据中后进入发送适配过程，发送适配过程包括两路码速调整、复用和包封过程。码速调整是将标称速率为2.048Mb/S的TDM数据通过插入空闲比特和控制比特的方式调整到2.5Mb/S。
复用是将两路进过码速调整的TDM数据按字节复用的方式进行复用，复用后的数据码速为5Mb/S。
数据包封对复用后的数据按Ethernet数据帧格式进行包封，包封时会将码速调整时插入的空闲比特替换成Ethernet数据帧的目的地址和源地址比特。这样做的目的是为了提高TDM业务适配到Ethernet帧中的比特效率。目的地址和源地址通过系统进行控制，目的地址与TDM业务对端ONU的数据包封MAC源地址相同，而源地址与TDM业务对端ONU的数据包封MAC目的地址相同。
包封后的数据帧采用Ethernet二层交换的方式，二层交换机L2Switch将包封后的数据帧通过PON口传送到TDM业务对端的ONU设备。
在接收过程中，OLT接收到ONU发送的数据帧，对数据进行解析，去除目的地址、源地址等字节后提取有效的两路经过码速调整后的数据；并对该数据流进行解复用操作，分解为两路独立的经过码速调整后的码率为2.5Mb/S的数据。采用OLT本地时钟源对数据流进行去码速调整，恢复原始TDM业务数据。
ONU端信号流程图如附图3所示，其工作流程与OLT完全相同，只是系统时钟采用EPON系统的接收时钟。OLT采用OLT设备上的本地时钟；ONU采用ONU设备从PON口恢复的时钟。因为ONU从PON口恢复的线路时钟是OLT的PON口发送时钟，因此ONU和OLT可以实现系统时钟同步。
ONU端采用接收时钟将TDM业务数据适配至PON发送数据中后进入发送适配过程，发送适配过程包括两路码速调整、复用和包封过程。码速调整是将标称速率为2.048Mb/S的TDM数据通过插入空闲比特和控制比特的方式调整到2.5Mb/S。
复用是将两路进过码速调整的TDM数据按字节复用的方式进行复用，复用后的数据码速为5Mb/S。
数据包封对复用后的数据按Ethernet数据帧格式进行包封，包封时会将码速调整时插入的空闲比特替换成Ethernet数据帧的目的地址和源地址比特。这样做的目的是为了提高TDM业务适配到Ethernet帧中的比特效率。目的地址和源地址通过系统进行控制，目的地址与TDM业务对端OLT的数据包封MAC源地址相同，而源地址与TDM业务对端OLT的数据包封MAC目的地址相同。
包封后的数据帧采用Ethernet二层交换的方式，二层交换机L2Switch将包封后的数据帧通过PON口传送到TDM业务对端的OLT设备。
在接收过程中，对数据进行解析，去除目的地址、源地址等字节后提取有效的两路经过码速调整后的数据；并对该数据流进行解复用操作，分解为两路独立的经过码速调整后的码率为2.5Mb/S的数据。采用接收时钟对数据流进行去码速调整，恢复原始TDM业务数据。
为保证TDM业务数据帧在Ethernet上的可靠传送，对TDM业务数据帧进行基于IEEE802.1Q的优先级设置，设定为最高优先级。同时还通过划分VLAN的方式将TDM业务数据帧与其他业务的数据帧进行区分。
权利要求
1.一种实现TDM业务的基于以太网无源光网络系统，包括通过无源光纤分支器相互连接的光线路终端和光网络单元，其特征在于所述光线路终端以及光网络单元均设置有TDM业务适配器，所述光线路终端的TDM业务适配器采用无源光网络的发送时钟对TDM业务数据进行封装或解析，所述光网络单元的TDM业务适配器采用无源光网络的接收时钟对TDM业务数据进行解析或封装。
2.根据权利要求1所述的实现TDM业务的基于以太网无源光网络系统，其特征在于所述TDM业务适配器包括码速调整器、码流复用器、数据包封器。
3.根据权利要求1或2所述的实现TDM业务的基于以太网无源光网络系统，其特征在于所述TDM业务适配器设置于光线路终端的TDM业务接口和光线路终端数据收发接口之间，和光网络单元的TDM业务接口和光网络单元数据收发接口之间。
4.根据权利要求3所述的实现TDM业务的基于以太网无源光网络系统，其特征在于所述TDM业务适配器和光线路终端数据收发接口/光网络单元数据收发接口之间还设置有二层交换机；所述二层交换机通过VLAN配置对TDM业务适配器的数据包设置最高优先级并进行Qos保证。
5.根据权利要求1所述的实现TDM业务的基于以太网无源光网络系统，其特征在于所述发送时钟为光线路终端的晶体振荡器所产生的时钟，其时钟频偏在±100ppm以内，时钟抖动小于40ps。
全文摘要
本发明提供了一种实现TDM业务的基于以太网无源光网络系统，包括通过无源光纤分支器相互连接的光线路终端和光网络单元，所述光线路终端以及光网络单元均设置有TDM业务适配器，所述光线路终端的TDM业务适配器采用无源光网络的发送时钟对TDM业务数据进行封装或解析，所述光网络单元的TDM业务适配器采用无源光网络的接收时钟对TDM业务数据进行解析或封装。本发明利用了EPON系统时钟，既降低了电路设计的复杂度，又使得时钟精度有大幅度提高。
文档编号H04J3/16GK1972160SQ20061012263
公开日2007年5月30日 申请日期2006年10月9日 优先权日2006年10月9日
发明者张贤德, 周昭荣 申请人:广州市高科通信技术股份有限公司