专利名称：宽带光接入数据的下行及上行传输方法
技术领域：
本发明涉及宽带光接入网数据传输技术领域，具体涉及一种利用已有的IOG EPON数据结构来构建XGPON下行信息物理层编码并以TDMA方式实现IOG EPON技术和XGPON数据的下行传输及利用授权机制的上行传输的方法。
背景技术：
接入网在整个网络中占据至关重要的地位，P0N(Passive OpticalNetwork,无源光纤网络)技术以其大容量、高可靠性和低成本，成为业界公认的接入网理想和长远的解决方案。目前已标准化的PON技术有基于ATM (Asynchronous Transfer Mode,异步传输模式)的APON(Asynchronous Passive Optical Network,异步无源光纤网络)，采用通用成帧规程的GPON(Gigabit-Capable P0N，吉比特无源光纤接入网络)和基于以太网技术的 EPON(Ethernet Passive OpticalNetwork,以太网无源光网络)，其中 GPON 和 EPON 是目前N主流技术。EPON是一种光纤接入网技术，它采用点到多点结构、无源光纤传输，在以太网之上提供多种业务。它在物理层采用了 PON技术，在链路层使用以太网协议，利用PON的拓扑结构实现了以太网的接入。GPON技术在物理层同样采用PON技术，在链路层采用通用成帧规程，支持多速率等级业务，具有更高的传输效率和更好的Qos保证。IEEE已颁布IOG EPON标准，XGPON标准正由ITU-T制定。10G EPON和XGPON都符合光接入网需求，但由于两者由不同标准化组织推动，不能在同一光分配网中兼容，各自独立发展，导致网络运行维护复杂、运行维护和投资成本较高。如果将两者融合于一个光分配网中，将有效降低大容量光接入网的成本，同时能实现PON技术规模应用的合理规划与高效管理控制。
发明内容
(一 )要解决的技术问题本发明要解决的技术问题是如何在上行和下行方向上实现通过一个光分配网来进行10G EPON和XGPON标准信息的兼容传输。( 二 )技术方案为解决上述技术问题，本发明提供一种宽带光接入数据的下行传输方法，包括如下步骤步骤SI :光线路终端接收10G EPON数据及XGPON数据；步骤S2 :依照10G EPON数据的物理层编码结构对XGPON数据进行物理层编码；步骤S3 :将10G EPON数据及编码后的XGPON数据传输至光网络单元；步骤S4 :光网络单元接收到数据之后，对所接收到的数据进行前向纠错校验；步骤S5 :将通过前向纠错校验的数据判断为10G EPON数据，将未通过前向纠错校验的数据判断为XGPON数据。所述步骤S2中具体包括如下步骤
步骤S201 :将XGPON数据以64比特长度为单位分组；步骤S202 :在每组64比特长度数据中加入2比特的同步头，构成每组66比特长度数据的数据块结构；步骤S203 :将31组所述数据块结构作为最小数据单元，以若干个所述最小数据单元组成XGPON数据在物理层的子帧结构。所述步骤S203 :在所述31组数据块结构中的同步头中，对于前27组所述数据块结构所依次包括的27个同步头，将其中的奇数顺序的数据块结构的同步头设定为01，并将其中的偶数顺序的数据块结构的同步头设定为10 ;然后将后4组所述数据块结构中的同步头依次设定为00、11、00及11。所述步骤S4具体包括如下步骤步骤S401 :通过搜索所接收到的数据的同步头来获得同步；步骤S402 :获取以31组66比特长度数据为最小数据单元的数据子帧，并对所述数据子帧中所包含的31组66比特长度数据进行前向纠错校验。所述步骤S3中，光线路终端采用时分复用的方式传输数据至光网络单元。
此外，本发明还提供一种宽带光接入数据的上行传输方法，包括如下步骤步骤Tl :光线路终端发送数据传输授权信息至光网络单元；步骤T2 10G EPON数据光网络单元根据接收到的数据传输授权信息发送IOGEPON数据至光线路终端；XGPON数据光网络单元根据接收到的数据传输授权信息发送XGPON数据至光线路终端； 步骤T3 :光线路终端根据所传输的数据传输授权信息的标准对所接收到的数据进行解码判断，区分IOG EPON数据以及XGPON数据。所述数据传输授权信息包括得到授权的光网络单元编号、被授权的光网络单元发送数据的时刻以及所发送数据的长度。所述步骤T2具体包括各个IOG EPON数据光网络单元根据接收到的数据传输授权信息中的光网络单元编号判断自己是否为被授权的光网络单元，若是，则根据数据传输授权信息中的发送数据的时刻以及所发送数据的长度来发送IOG EPON数据至光线路终端；各个XGEPON数据光网络单元根据接收到的数据传输授权信息中的光网络单元编号判断自己是否为被授权的光网络单元，若是，则根据数据传输授权信息中的发送数据的时刻以及所发送数据的长度来发送XGEPON数据至光线路终端。所述步骤T3具体包括光线路终端根据所传输的数据传输授权信息在相应的时刻截取相应长度的数据，并根据所述光网络单元编号来区分所接收到的数据为IOG EPON数据或XGPON数据。所述步骤T2中，光网络单元采用时分复用的方式传输数据至光线路终端。(三)技术效果本发明所涉及的技术方案，在光接入数据下行传输过程中，通过对XGPON数据进行物理层结构修改，从而使其可以与IOG EPON数据一起通过普遍采用的时分复用方式进行传输，从而实现了 10GEP0N数据与XGPON数据在下行方向通过一个光分配网进行兼容式的传送，可满足兼容高效率的需求。此外，在上行方向，由于利用授权机制来确定传输上行数据的光网络单元编号、被授权的光网络单元发送数据的时刻以及所发送数据的长度，从而可以保证上行方向的数据传输以及解析的效率。
图I为本发明的下行方向数据传输实施例的流程图；图2为本发明的上行方向数据传输实施例的流程图；图3为本发明的下行方向数据传输过程中CPON编码方式的示意图；图4为本发明的下行方向数据传输过程中OLT发送下行数据的规则； 图5为本发明的实施例中的OLT功能框图；图6为本发明的实施例中的ONU功能框图；图7为本发明的PON网络拓扑结构与经典应用场景的示意图。
具体实施例方式为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式
作进一步详细描述。本发明所提供的一种IOG EPON和XGPON网络融合方案在物理层采用时分复用方式传输两种信息，保证对IOG EPON标准的完全兼容，仅对XGPON添加物理层编码。其中，本发明所提供的宽带光接入数据的下行传输方法，具体应用于PON接入网系统中，该PON接入网系统包括光线路终端(OpticalLine Terminal,0LT)以及光网络单元(Optical Net Unit，ONU)，其中，局端下行信息获取和存储处理、局端发送授权、局端下行信息发送、局端上行信息接收在光线路终端中实现，而远端下行信息接收、远端上行信息发送则在光网络单元中实现。(一)下行方向如图I所示，所述宽带光接入数据的下行传输方法包括如下步骤步骤100 :光线路终端OLT首先从数据链路层获取IOG EPON数据及XGPON数据；步骤101 :收到信息后，光线路终端OLT判断其是否为IOG EPON数据；步骤102 :如果是，则将它其直接存入缓存A中；步骤103 :如果不是IOG EPON数据，则表明它是XGPON数据，依照IOG EPON数据的物理层编码结构对该XGPON数据进行物理层编码；步骤104 :将编码后的XGPON数据存入缓存B中；步骤105 :光线路终端OLT根据缓存的存储状况，从缓存中选取IOG EPON数据及编码后的XGPON数据以一定规则，采用时分复用的方式进行发送至光网络单元ONU ；步骤106 :光网络单元ONU接收到光线路终端OLT发送的数据后，首先搜索所接收到的数据的同步头来获得同步，获取以31个64bit数据块数据为最小数据单元的数据子帧；步骤107 :对所述数据子帧中所包含的31组66比特长度数据进行前向纠错FEC校验;
步骤108 :判断数据是否通过前向纠错校验；步骤109 :将通过前向纠错校验的数据判断为IOG EPON数据；步骤110 :将未通过前向纠错校验的数据判断为XGPON数据。其中，如图3所示，所述步骤S103中依照IOG EPON数据的物理层编码结构对XGPON数据进行物理层编码的过程，具体包括如下步骤步骤S103A :将XGPON数据以64比特长度为单位分组为单独的数据块300 ；步骤S103B :在每组64比特长度数据中加入2比特的同步头，构成每组66比特长度数据的数据块结构；步骤S103C :将31组所述数据块结构作为最小数据单元，以若干个所述最小数据 单元组成XGPON数据在物理层的子帧结构。其中，所述步骤S103C中，在所述31组数据块结构中的同步头中，对于前27组所述数据块结构所依次包括的27个同步头301，将其中的奇数顺序的数据块结构的同步头设定为01，并将其中的偶数顺序的数据块结构的同步头设定为10 ;然后将后4组所述数据块结构中的同步头302依次设定为00、11、00及11。这样就构成了以31个66比特数据块为单位的结构。N个31*66bit长度的XGPON数据结构在物理层组成XGPON子帧303。对于10GEP0N信息，通过IOG EPON标准规范的64/66B编码和扰码FEC前向纠错校验304，形成由27个66bit数据块和4个66bit控制块构成的长度为31个66bit的数据结构305，其中前27个数据块的同步头轮流为为01和10，后4个控制块同步头依次00、11、00、11。M个31*66bit长度的IOG EPON数据结构在物理层组成IOG EPON子帧306。XGPON子帧303和IOG EPON子帧306共同组成CPON帧307。所述搜索同步头获得同步，是搜索这种结构的数据块，连续获得不低于K个31*66bit长度数据结构301或305表明为同步，M、N、K为系统配置。如图4所示，所述步骤105中光线路终端OLT从缓存中读取数据按照一定规则发送如下。OLT初始状态为状态1，OLT发送N*31*66bit的EPON数据400。然后跳转至状态2，01^发送_31*661^丨的XGPON数据401，发送完毕之后无条件跳转至状态I。M与N值可通过系统配置。(二)上行方向如图2所示，本发明所提供的宽带光接入数据的上行传输方法，包括如下步骤步骤200 :光线路终端OLT上电首先进行初始化，生成轮询请求并向下发送至光网络单元ONU ；步骤201 10G EPON的光网络单元ONU接收轮询请求；步骤202:10G EPON的光网络单元ONU根据自身缓存情况生成发送请求，发送请求只包括发送队列长度；步骤203 =XGPON的光网络单元ONU同样接收轮询请求；步骤204 =XGPON的光网络单元ONU根据自身缓存情况生成发送请求；步骤205 :光线路终端OLT接收两种光网络单元ONU发送的发送请求；步骤206 :光线路终端OLT生成数据传输授权信息，并发送数据传输授权信息至所述两种光网络单元0NU，数据传输授权信息包括包括得到授权的光网络单元编号、被授权的光网络单元发送数据的时刻以及所发送数据的长度；
步骤207 IOG EPON的光网络单元ONU接收数据传输授权信息；步骤208 10G EPON的光网络单元ONU根据接收到的数据传输授权信息在相应的时间采用时分复用的方式发送相应长度的数据至光线路终端OLT ；步骤209 =XGPON的光网络单元ONU接收数据传输授权信息；步骤210 =XGPON的光网络单元ONU根据接收到的数据传输授权信息在相应的时间采用时分复用的方式发送相应长度的数据至光线路终端OLT ；步骤211 :光线路终端OLT已知光网络单元ONU发送数据的到达时刻、长度以及数据类型，可根据所传输的数据传输授权信息的标准对所接收到的数据进行解码判断，区分IOG EPON数据以及XGPON数据。其中，所述步骤208具体包括各个IOG EPON数据光网络单元ONU根据接收到的 数据传输授权信息中的光网络单元编号判断自己是否为被授权的光网络单元，若是，则根据数据传输授权信息中的发送数据的时刻以及所发送数据的长度来发送IOG EPON数据至光线路终端OLT。其中，所述步骤210具体包括各个XGEPON数据光网络单元ONU根据接收到的数据传输授权信息中的光网络单元编号判断自己是否为被授权的光网络单元，若是，则根据数据传输授权信息中的发送数据的时刻以及所发送数据的长度来发送XGEPON数据至光线路终端OLT。所述步骤211具体包括光线路终端OLT根据所传输的数据传输授权信息在相应的时刻截取相应长度的数据，并根据所述光网络单元编号来区分所接收到的数据为IOGEPON数据或XGPON数据。本实施例中所涉及的OLT的功能框图参见图5，0NU功能框图参见图6。图7为本发明所述PON网络拓扑结构与经典应用场景。图5为本发明所述实施例光线路终端OLT的功能框图。光线路终端利用“以太网交换芯片”，同上层网络交换数据，数据类型是10GEP0N数据和XGPON数据，即前述步骤100完成于此模块。“局端下行信息获取和存储处理模块”从以太网交换芯片获取网络层发送过来的数据，将这些信息进行存储并进行相应的处理，即步骤101和103完成于此模块。“0LTPON功能模块”完成OLT的标准功能，有FEC，数据的速率转换，数据并串转化，即步骤102和104完成于此模块。“局端发送授权模块”根据ONU发送的授权申请生成相应的授权信息，即步骤200、206完成于此模块。“局端下行信息发送模块”负责向ONU发送数据，即步骤105完成于此模块。“局端上行信息接收模块”接收ONU发送的数据，将这些数据进行区分为IOG EPON数据或XGPON数据，并进行相应的解码处理，将处理后的数据发送至“以太网交换芯片”，即步骤205、211完成于此模块。图6为本发明所述实施例ONU功能框图。“远端下行信息接收模块”接收OLT发送的数据，对数据进行区分判别并发送至下一模块，即步骤201、203、207、209完成于此模块。“远端上行信息发送模块”根据发送发送请求，并根据发送授权发送数据，即步骤202、204、208,210完成于此模块。ONU基本PON功能模块是标准ONU定义的模块，完成物理层编解码，与用户进行数据交换功能。图7为本发明所述PON网络拓扑结构与经典应用场景。表现了 PON网络由OLT和ONU构成，在网络中处于核心网和用户之间。本发明创新在于IOG EPON类型的ONU和XGPON类型的ONU能接到同一个OLT上，不再需要不同功能的OLT去分别接入不同的0NU。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。权利要求
1.一种宽带光接入数据的下行传输方法，其特征在于，所述下行传输方法包括如下步骤 步骤SI :光线路终端接收IOG EPON数据及XGPON数据； 步骤S2 :依照IOG EPON数据的物理层编码结构对XGPON数据进行物理层编码； 步骤S3 :将IOG EPON数据及编码后的XGPON数据传输至光网络单元； 步骤S4 :光网络单元接收到数据之后，对所接收到的数据进行前向纠错校验； 步骤S5 :将通过前向纠错校验的数据判断为IOG EPON数据，将未通过前向纠错校验的数据判断为XGPON数据。
2.如权利要求书I所述的宽带光接入数据的下行传输方法，其特征在于，所述步骤S2中具体包括如下步骤 步骤S201 :将XGPON数据以64比特长度为单位分组； 步骤S202 :在每组64比特长度数据中加入2比特的同步头，构成每组66比特长度数据的数据块结构； 步骤S203 :将31组所述数据块结构作为最小数据单元，以若干个所述最小数据单元组成XGPON数据在物理层的子帧结构。
3.如权利要求书2所述的宽带光接入数据的下行传输方法，其特征在于，所述步骤S203 :在所述31组数据块结构中的同步头中，对于前27组所述数据块结构所依次包括的27个同步头，将其中的奇数顺序的数据块结构的同步头设定为01，并将其中的偶数顺序的数据块结构的同步头设定为10 ;然后将后4组所述数据块结构中的同步头依次设定为00、11、00 及 11。
4.如权利要求书3所述的宽带光接入数据的下行传输方法，其特征在于，所述步骤S4具体包括如下步骤 步骤S401 :通过搜索所接收到的数据的同步头来获得同步； 步骤S402 :获取以31组66比特长度数据为最小数据单元的数据子帧，并对所述数据子帧中所包含的31组66比特长度数据进行前向纠错校验。
5.如权利要求书1-4任一项所述的宽带光接入数据的下行传输方法，其特征在于，所述步骤S3中，光线路终端采用时分复用的方式传输数据至光网络单元。
6.一种宽带光接入数据的上行传输方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤 步骤Tl :光线路终端发送数据传输授权信息至光网络单元； 步骤T2:10G EPON数据光网络单元根据接收到的数据传输授权信息发送IOG EPON数据至光线路终端； XGPON数据光网络单元根据接收到的数据传输授权信息发送XGPON数据至光线路终端; 步骤T3 :光线路终端根据所传输的数据传输授权信息的标准对所接收到的数据进行解码判断，区分IOG EPON数据以及XGPON数据。
7.如权利要求书6所述的宽带光接入数据的上行传输方法，其特征在于，所述数据传输授权信息包括得到授权的光网络单元编号、被授权的光网络单元发送数据的时刻以及所发送数据的长度。
8.如权利要求书7所述的宽带光接入数据的上行传输方法，其特征在于，所述步骤T2具体包括 各个IOG EPON数据光网络单元根据接收到的数据传输授权信息中的光网络单元编号判断自己是否为被授权的光网络单元，若是，则根据数据传输授权信息中的发送数据的时刻以及所发送数据的长度来发送IOG EPON数据至光线路终端； 各个XGEPON数据光网络单元根据接收到的数据传输授权信息中的光网络单元编号判断自己是否为被授权的光网络单元，若是，则根据数据传输授权信息中的发送数据的时刻以及所发送数据的长度来发送XGEPON数据至光线路终端。
9.如权利要求书7所述的宽带光接入数据的上行传输方法，其特征在于，所述步骤T3具体包括 光线路终端根据所传输的数据传输授权信息在相应的时刻截取相应长度的数据，并根据所述光网络单元编号来区分所接收到的数据为IOG EPON数据或XGPON数据。
10.如权利要求书6-9任一项所述的宽带光接入数据的上行传输方法，其特征在于，所述步骤T2中，光网络单元采用时分复用的方式传输数据至光线路终端。
全文摘要
本发明涉及一种宽带光接入数据的上行及下行传输方法，属于宽带光接入网数据传输技术领域。为在上行和下行方向实现通过一个光分配网进行10G EPON和XGPON标准信息的兼容传输，本发明所提供的方法在光接入数据下行传输过程中，对XGPON数据进行物理层结构修改，使其可以与10G EPON数据一起通过普遍采用的时分复用方式进行传输，从而实现10G EPON数据与XGPON数据在下行方向通过一个光分配网进行兼容式的传送，可满足兼容高效率的需求。此外，在上行方向，利用授权机制来确定传输上行数据的光网络单元编号、被授权的光网络单元发送数据的时刻以及所发送数据的长度，从而可以保证上行方向的数据传输以及解析的效率。
文档编号H04L29/06GK102740170SQ20111008690
公开日2012年10月17日 申请日期2011年4月7日 优先权日2011年4月7日
发明者王立芊, 王道, 纪越峰, 陈雪 申请人:北京邮电大学