无源光网络信号处理装置、信号处理方法及gtc帧的制作方法

专利名称：无源光网络信号处理装置、信号处理方法及gtc帧的制作方法
技术领域：
本发明涉及可容纳多种帧的用于光接入网系统的信号处理装置、信 号处理方法及GTC帧。本发明，例如，可适用于吉比特无源光用户网 络(GPON: Gigabit-capable Passive Optical Network )。
背景技术：
作为用于使用光纤接入因特网等网络的系统，例如，公知有FTTx (Fiber To The Home/Curb/Node/Premises等)。另外，作为用于实现 FTTx的网络，例如，公知有无源光用户网络(PON: Passive Optical Network )。图7是表示PON的概略构成的示意图。如图7所示，终端装置(OLT; Optical Line Terminal) 701，通过由分路器702分支出来的光纤703， 与多台用户侧终端装置(ONU: Optical Network Unit) 704 — 1 ~ 704 一 n连接。OLT701与基础网络(地域IP (Internet network)网和因特网 等)705连接，各ONU704与通信终端(个人电脑等)706 - 1 ~ 706 - n 连接。PON,在下行方向的通信和上行方向的通信中，使用不同波长的光 信号。由此，可在一芯光纤中进行双向通信。如图7所示，在下行方向 的数据传送中，发送给各ONU704的通信帧Fdl Fdn被时分复用后， 从OLT701向ONU704 - 1 ~ 704 - n发送。各ONU704 - 1 ~ 704 - n使 用密码技术等，从接收数据中仅提取发送给自己的通信帧，并废弃其他 通信帧。另一方面，在上行方向的数据传送中，从各ONU704 - 1 ~ 704 -n向OLT701发送通信帧Ful Fun。此时，通过对各ONU704 - 1 ~ 704-n的发送时刻适当地进行调整，可将各通信帧在分路器702中进 行时分复用。OLT701，将用于控制上行方向的发送时刻的信号发送给 各ONU704 - 1 ~ 704 - n。此外，考虑分路器702和各ONU704 - 1 ~ 704 -n之间的传送延迟偏差(即，光耦合器、ONU之间的距离偏差)来决 定上行方向的发送时刻。
作为PON，例如，公知有GPON。 GPON是由国际电信联盟电信 标准4匕部门 (ITU-T : International Telecommunications Union-Telecommunications Sector)建议G.984标准化后的网络。GPON 是能够容纳以太网(注册商标)通信方式、时分复用(TDM;Time Division Multiplexing )通信方式和非同步转送模式(ATM; Asynchronous Transfer Mode)通信方式的光接入网络系统。在这里，以太网通信方 式是在因特网等中使用的通信方式，TDM通信方式是在已有的电话服 务等中使用的通信方式，ATM通信方式是在语音/数据/图像的所有 媒体通信中使用的通信方式。作为公开GPON的文献，例如，公知有 下述专利文献l、 2和非专利文献1。以下，对将以太网、TDM、 ATM的3种通信方式容纳在GPON中 的方法，分下行通信和上行通信来进行说明。图8是表示基于ITU - T建议的以往的GPON中的通信用帧的构造 的示意图。在GPON的下行通信中，使用被称为GPON传输汇聚层 (GTC;GPON Transmission Convergence Layer )的125jisec周期的帧。 如图8所示，GTC帧包含开销和负荷。开销是封装通信的控制、维护、运用等所需要的信息的区域，作为 帧头封装有PCBd ( Physical Control Block downstream )、即与该GTC 帧有关的各种信息。在PCBd中，封装有上行通信中的作为各ONU704 -l 704-n的发送控制信息的上行带宽映射。在图8的例子中，对分 配标识符(Alloc ID; Allocation Identifier) '1，(在这里对应ONU704-1) 分配节流(throttle )'100， ~ '300，，对Alloc ID42，(在这里对应ONU704-2 ) 分配节流'400，~'500，，另外，对Alloc ID'3，(在这里对应ONU704-3 ) 分配节流'520， '600'。负荷是封装用户信号的区域，包含ATM段和GPON封装方式 (GEM;G-PON Encapsulation Method)段。将ATM信号的ATM信元 按原样封装于ATM段。另外，将GEM帧封装于GEM段。所谓GEM 帧，是指封装有以太网信号或TDM信号的帧(后述)。将表示ATM段 和GEM段之间的边界位置的信息封装于开销的PCBd内。另一方面，按照每个ONU,在上行信号中使用由开销和负荷构成的
帧。即使在上行信号中，如果是ATM信号，也将ATM信元直接映射 到负荷中，如果是以太网信号或TDM信号，进行GEM成帧后，将GEM 帧映射到负荷中。图9是表示GTC帧的层结构和协议栈的示意图.并且，这里作为 代表，对ONU中的协议栈进行说明。ONU704 - 1 ~ 704 - n的各GTC成帧子层910，当接收到下行通信 用GTC帧时，基于Alloc ID,从该GTC帧的ATM段读出ATM信号， 并且，从GEM段读出GEM帧。传输汇聚(TC: Transmission Convergence )适配子层920，获取ATM信号(ATM-TC适配器922 )， 并进行逻辑路径识别处理(VPI/VCI过滤器925 )，输出给ATM客户， 且上述逻辑路径识别处理使用了作为该ATM信号的连接信息的虚路径 标识符(VPI: Virtual Path Identifier )值和虛信道标识符(VCI: Virtual Channel Identifier)值。另外，该TC适配子层920，获取GEM信号(GEM TC适配器921 )，进行逻辑路径识别处理(端口 ID'PTI过滤器 923 )，并输出给GEM客户，且上述逻辑路径识别使用了作为该GEM 信号的连接信息的端口标识(ID: Identification)值和负荷类型标识符(PTI: Payload Type Identification )的代码。ATM客户和GEM客户， 利用接收到的ATM信号、以太网信号或TDM信号，执行规定的服务。另一方面，在进行上行通信时，ONU704-1~704-n的GTC成帧 子层910，生成对应于Alloc ID的容器(container),在该容器的负荷 中封装ATM信号或GEM帧，并进行发送(参考图8 )。从各ONU704 -1~ 704 -n发送的容器，由分路器702进行时分复用，并转送给 OLT701 (参考图7)。参考图10，在这里，以ONU侧的信号处理装置为例，对实现上述 协议栈的信号处理装置进行说明。图10是表示在以往的GPOM中使用 的信号处理装置的构成例的概略图。下行通信时，GTC成帧子层910进行的功能中，多路复用911对应 于GTC分解功能部1050中的功能。另外，GEM段913对应于GEM 提取功能部1052中的功能。并且，ATM段914对应于ATM提取功能 部1053中的功能。
另外，TC适配子层920进行的功能中，端口 ID-PTI过滤器923对 应于拆分功能部1054、 GEM/以太网转换功能部1062和GEM/TDM转 换功能部1064中的功能。VPI/VCI过滤器925对应于ATM接口 1076 中的功能。关于GEMTC适配器921、 ATMTC适配器922,在图9中 未特别地图示出，但进行从GEM提取功能部1052向拆分功能部1054 传送GEM帧，和从ATM提取功能部1053向ATM接口 1076传送ATM 信号。另一方面，在上行通信时，GTC成帧子层910进行的功能中，多路 复用911对应于GTC成帧功能部1034中的功能。另外，GEM段913 对应于GEM映射功能部1032中的功能。并且，ATM段914对应于ATM 映射功能部1033中的功能。另外，TC适配子层920进行的功能中，端口 ID.PTI过滤器923对 应于以太网/GEM转换功能部1012及TDM/GEM转换功能部1014的 功能。此外，关于VPI/VCI过滤器925及ATM TC适配器922,图9中未 特别地图示，但对应于从ATM接口 1006向ATM用带宽管理緩冲功能 部1031传送ATM信号的功能。另外，关于GEM TC适配器921，在 图9中未特别地图示，但进行从以太网/GEM转换功能部1012及 TDM/GEM转换功能部1014向GEM用带宽管理緩冲功能部1030的 GEM帧的传送。图11是表示GEM帧的格式的示意图。如图11 (A)所示，GEM 帧，具有5字节(即40位)的开销和任意字节的负荷。并且，该开销 包含12位的负荷长度标识符(PLI: Payload Length Indicator )、 12位 的端口 ID、 3位的PTI和13位的头错误控制(HEC;Header Error Control )。 PTI的各代码值所表示的意思，由ITU-T建议G.984而规定 (参考图11 (B))。如上所述，根据ITU-T建议G.984,能够在GEM帧中封装以太网 信号或TDM信号。此时，既可以将1个以太网信号等，封装在1个 GEM帧中，也可以分开封装在多个GEM帧中。图12 ( A )是将1个 以太网信号等封装在1个GEM帧中的例子，图12 (B)是封装在2个GEM帧中的例子，图12 (C)是封装在3个GEM帧中的例子。并且， 如图12 ( A) ~ (C)所示，在最后的GEM帧(包含1个GEM帧的 情况)中，将开销的PTI代码设定为'001，，在除此之外的GEM帧中， 将该PTI代码设定为'000，。并且，当将1个以太网信号等分割封装进 多个GEM帧的情况下，能够将这些GEM帧分开封装到多个GTC帧。 由此，可以有效使用GTC帧的负荷，从而提高通信效率。在图12 (D) 的例子中，在第一个GTC帧(GTC1)中，封装了最初的GEM帧的一 部分(GEMla)和第二个GEM帧(GEM2)的全部，另外，在第二个 GTC帧(GTC2)中封装了最初的GEM帧的剩余部分(GEMlb)和第 三个GEM帧(GEM3 )的全部。此外，在图12 (D )中，PLOu ( Physical Layer Overhead uustream)被封装在封装有GTC帧的前导码等的开销 区域。图13 (A)是表示将以太网信号封装进GEM帧的方法的示意图。 在以太网数据包中，IPG (Inter Parket Gap )相当于从前一个数据包发 送开始到本次数据包发送为止的等待时间的信号，前导码和SFD ( Start Frame Delimiter)是表示帧发送的开始的信号，DA (Destination Address )是目的地址，SA( Source Address )是发送源地址，Length/type 是表示数据域的长度或上层协议的信息，MAC客户是数据域，FCS (Frame Check Sequence )是错误检领'J用数据，EOF (End Of File)是 以太网数据包的结尾。在GPON中，其中的DA、 SA、 Length/type、 MAC客户及FCS被封装在GEM帧的负荷中。图13 (B)是表示将TDM信号封装进GEM帧的方法的示意图。 TDM信号按原样被封装在GEM帧的负荷中。如上所述，在ITU-T建议G.984中，规定了将ATM信号的ATM 信元按原样封装进ATM段中，另外，将以太网信号和TDM信号封装 进GEM段中(参考图8)。并且，利用VPI/VCI来进行ATM信号的处 理，利用端口 ID值及PTI代码来进行以太网信号及TDM信号的处理 (参考图9)。因此，在依据了 ITU-T建议G.984的OLT和ONU中， 需要单独地设置ATM信号用的处理功能和GEM帧(以太网信号和 TDM信号)用的处理功能。因此，对于GPON，存在OLT和ONU价 格变高的缺点。
另外，在当前的通信服务中，ATM通信方式与以太网通信方式和 TDM通信方式比较，提供服务的国家或地区较少。并且，可以认为， 由于ATM通信服务的利用频率较低，在构建GPON时，不使其与ATM 通信方式对应的情况也会变多。根据这样的理由也期待一种能以低价格 来实现ATM信号的处理功能的技术。专利文献1:日本特开2004 - 320745号7>报专利文献2:日本特开2004 - 320746号7>才艮非专利文献1 : ITU-T Study Group 15编集，'SERIES G:TRANSMISSION SYSTEM AND MEDIA,DIGITAL SYSTEM AND NETWORKS',2004 年 2 月 ， INTERNATIONAL TELECOMMUNICATION UNION发行。发明内容本发明是鉴于上迷问题点而完成的，本发明的目的在于，以简单的 电路构成、即以低价格提供一种具有ATM信号的处理功能的、可在 GPON中使用的信号处理装置。此外，本发明其他的目的是提供一种在 该信号处理装置中可实施的信号处理方法及GTC帧。为了实现上述目的，本发明的吉比特无源光用户网络的、例如使用 于OLT和ONU中的信号处理装置，具有以太网/GEM转换功能部、 TDM/GEM转换功能部、非GEM/GEM转换功能部、GTC输入部、 GTC输出部、映射信息管理功能部、GEM/以太网转换功能部、 GEM/TDM转换功能部和GEM/非GEM转换功能部。以太网/GEM转换功能部，将输入的以太网信号转换成GEM帧； TDM/GEM转换功能部，将输入的TDM信号转换成GEM帧;另外，非 GEM/GEM转换功能部，将输入的非GEM信号转换成GEM帧。GTC输出部，基于由映射信息管理功能部所生成的映射信息，在将由 以太网/GEM转换功能部、TDM/GEM转换功能部、以及非GEM/GEM 转换功能部所生成的GEM帧，针对输出时隙进行分配后，对其赋予开销， 并作为GTC帧输出。 GTC输入部，从输入的GTC帧中提取GEM帧，并对GEM帧包 含有以太网信号、TDM信号及非GEM信号中的哪一种进行判定。GTC 输入部，将包含以太网信号的GEM帧发送给GEM/以太网转换功能部； 将包含TDM信号的GEM帧发送给GEM/TDM转换功能部；以及，将 包含非GEM信号的GEM帧发送给GEM/非GEM转换功能部。GEM/以太网转换功能部，将包含以太网信号的GEM帧转换成以太网 信号。GEM/TDM转换功能部，将包含TDM信号的GEM帧转换成TDM 信号;另外，GEM/非GEM转换功能部，将包含非GEM信号的GEM帧 转换成非GEM信号。在这里，非GEM信号是，在以往的GPON中不能作为GEM帧进 行处理的信号，例如ATM信号。另外，与下述的TDM信号相比，其 频带不同的TDM信号也属于非GEM信号，该TDM信号是指输入到 TDM/GEM转换功能部的或从GEM/TDM转换功能部输出的TDM信 号，即，在以往的GPON中被封装进GEM帧的TDM信号。映射信息管理功能部，根据输入到GTC输入部的GTC帧的开销来 生成映射信息，以及，将所生成的映射信息发送给GTC输出部。对于上述信号处理装置的实施，最好是，将GTC输入部构成为具 有GTC分解功能部、GEM提取功能部及拆分功能部，将GTC输出功 能部构成为具有带宽管理緩冲功能部、GEM映射功能部及GTC成帧功 能部.GTC分解功能部，将输入的GTC帧分解成开销和负荷，并将开销 向映射信息管理功能部发送的同时，将负荷向GEM提取功能部发送。 GEM提取功能部，从负荷中提取GEM帧，并向拆分功能部发送。拆分功能部，对GEM帧包含以太网信号、TDM信号及非GEM信 号的哪一种进行判定。拆分功能部，将包含以太网信号的GEM帧向 GEM/以太网转换功能部发送，将包含TDM信号的GEM帧向 GEM/TDM转换功能部发送，以及，将包含非GEM信号的GEM帧向 GEM/非GEM转换功能部发送。带宽管理緩冲功能部，使从以太网/GEM转换功能部、TDM/GEM
转换功能部及非GEM/GEM转换功能部接收到的GEM帧待机，应答 来自GEM映射功能部的指示，将GEM帧向GEM映射功能部发送。GEM映射功能部，根据从映射信息管理功能部接收到的映射信息， 将从带宽管理緩冲功能部接收到的GEM帧针对GTC帧上的输出时隙 进行分配。GTC成帧功能部，生成帧头并封装进开销的同时，将已进行了针对 输出时隙的分配的GEM帧封装进负荷，由此生成GTC帧并输出。另外，最好是，在一个芯片组内具有GTC输入部、GTC输出部、 映射信息管理功能部、以太网/GEM转换功能部、GEM/以太网转换功 能部、TDM/GEM转换功能部、和GEM/TDM转换功能部，在芯片组 外，具有非GEM/GEM转换功能部和GEM/非GEM转换功能部。另外，也可以构成为，在一个芯片组内具有GTC输入部、GTC输 出部、和映射信息管理功能部；在芯片组外，具有以太网/GEM转换功 能部、GEM/以太网转换功能部、TDM/GEM转换功能部、GEM/TDM 转换功能部、非GEM/GEM转换功能部和GEM/非GEM转换功能部.为了达成上述目的，在本发明的吉比特无源光用户网络中进行的信 号处理方法具有以下的过程。首先，在GEM帧转换过程中，在输入了以太网信号时，将以太网 信号进行转换生成GEM帧；在输入了 TDM信号时，将TDM信号进 行转换生成GEM帧；以及，在输入了非GEM信号时，将非GEM信 号进行转换生成GEM帧。然后，在GEM映射过程中， GEM帧针对输出时隙进行分配，然后，在GTC成帧过程中， 开销，并作为GTC帧输出。另外，在输入了 GTC帧时， 帧分解成开销和负荷。通过将在GEM帧转换过程中生成的 来进行时分复用。对已进行了时分复用的GEM帧赋予 首先，在GTC分解过程中，将GTC
然后，在GEM提取过程中，从负荷中提取GEM帧。然后，在拆分过程中，对所提取的GEM帧包含以太网信号、TDM 信号及非GEM信号中的哪一种进行判定。然后，在信号转换过程中，当GEM帧包含以太网信号时，将GEM 帧进行转换生成以太网信号；当GEM帧包含TDM信号时，将GEM 帧进行转换生成TDM信号；以及，当GEM帧包含非GEM信号时， 将GEM帧进行转换生成非GEM信号。为了达成上述目的，在本发明的吉比特无源光用户网络中使用的 GTC帧，具有封装通信的控制、维护、运用等所需要的信息的开销， 和封装用户信号的负荷，在负荷中设置有GEM段，该GEM段封装含 有以太网信号、TDM信号、和非GEM信号的任何一个的GEM帧。根据本发明的信号处理装置、信号处理方法及GTC帧，通过将下 述的各信号，转换成GEM帧，可将各信号统一进行处理，该各信号是 指在以往的GPON中能转换处理成GEM帧的以太网信号及TDM信号、 和在以往的GPON中不能转换处理成GEM帧的ATM信号等非GEM 信号。因此，不再需要以往必需的ATM信号用带宽管理緩沖功能部、ATM 映射功能部和ATM提取功能部等，电路构成变得简单。另外，具有GTC输入部、GTC输出部、映射功能部、以太网/GEM 转换功能部、GEM/以太网转换功能部、TDM/GEM转换功能部和 GEM/TDM转换功能部，在芯片组外，具有非GEM/GEM转换功能部 和GEM/非GEM转换功能部，通过如此构成，可对不进行ATM服务 的信号处理装置，应用不具有该ATM信号用电路的芯片组等，能够消 减电路规模。并且，如果是可向芯片组输入GEM帧的结构，例如，通过取代 ATM/GEM转换功能部而设置TDM/GEM转换功能部等，即使对于已 有的芯片组所具有的TDM接口，和频带不同的TDM信号，也能应用 该芯片组。
另外，若构成为如下，即，在l个芯片组内，具有作为不依赖于通信服务的种类的核心部的GTC输入部、GTC输出部及映射功能部，在 芯片组外，具有作为依赖于通信服务的种类的服务部的以太网/GEM转 换功能部、GEM/以太网转换功能部、TDM/GEM转换功能部、 GEM/TDM转换功能部、非GEM/GEM转换功能部和GEM/非GEM 转换功能部，则在芯片组中不具有依赖于通信服务的种类的功能。因此， 能够将核心部在全部的GPON中通用，能够实现降低成本。


图l是表示作为信号处理装置的GPON系统的ONU侧的构成例的 概略图。图2是表示将ATM信元封装到GEM帧的方法的示意图.图3是表示GTC帧的层构成及协议栈的示意图。图4是表示作为信号处理装置的GPON系统的OLT侧的构成例的 概略图。图5是表示信号处理装置的其他的构成例(其l)的概略图.图6是表示信号处理装置的其他的构成列(其2)的概略图。图7是表示PON的概略构成的示意图。图8是表示以往的GPON中的通信用帧的构造的示意图。图9是表示以往的GTC帧的层构成及协议栈的示意图。图IO是表示用于以往的GPON中的信号处理装置的构成例的概略图。图11是表示GEM帧的格式的示意图。图12是表示以太网信号针对GEM帧的封装的示意图。图13是表示将以太网信号及TDM信号封装到GEM帧的方法的示 意图。
图中100-信号处理装置;101a-核心部；101b-月艮务部;101c、 501c、 601c-GTC输出部;101d、 501d、 601d-GTC输入部;102、 172、 402、 472、 502、 572-以太网接口部；104、 174、 404、 474、 504、 574 - TDM 接口部；106、 176、 406、 476、 506、 576-ATM接口部；112、 412、 512-以太网/GEM转换功能部；114、 414、 514 - TDM/GEM转换功能 部；116、 416、 516-ATM/GEM转换功能部；120、 420 -端口 ID管理 部；130、 430-带宽管理緩冲功能部；132、 432 - GEM映射功能部； 134、 434-GTC成帧功能部;140、 540、 640 -映射信息提取功能部; 150、 450-GTC分解功能部；152、 452 - GEM提取功能部；154、 454 -拆分功能部；162、 462、 562-GEM/以太网转换功能部；164、 464、 564 - GEM/TDM转换功能部；166、 466、 566 - GEM/ATM转换功能部； 310-GTC成帧子层；311-多路复用；320 - TC适配子层；321 - GEM TC适配器；323-端口 ID'PTI过滤器；325 - VPI/VCI过滤器；441-映射信息生成功能部；508、 578-GEM接口部；580、 680-芯片组； 704-ONU; 706-通信终端。
具体实施方式
以下，参考附图，对本发明的实施方式进行说明，但是关于各构成 要素的配置关系以及连接关系，只以能够理解本发明的程度，进行了概 略性表示。另外，以下，对本发明的优选的构成例进行说明，但是各构 成要素的连接关系以及数值条件等，只不过是优选例。因此，本发明不 限定于以下的实施方式，能够在不脱离本发明的构成的范围，进行能够 实现本发明的效果的多种变更或变形。参考图1，对作为本发明的信号处理装置的ONU的构成例进行说 明。图l是表示GPON中使用的ONU的构成例的概略图。在这里，作 为非GEM信号，以ATM信号为例进行说明，且该非GEM信号，在 参考图8而进行了说明的以往的GTC帧中，未被封装进GEM帧中。信号处理装置100，具有不依赖于通信服务的种类的构成、即核心 部101a和依赖于各个通信服务的种类的服务部101b。在服务部101b 中，包含以太网/GEM转换功能部112、 TDM/GEM转换功能部114、 ATM/GEM转换功能部116、 GEM/以太网转换功能部162、 GEM/TDM 转换功能部164、 GEM/ATM转换功能部166和端口 ID管理部120。另
外，在核心部101a中，包含GTC输出部101c，具有带宽管理緩冲功 能部130、 GEM映射功能部132及GTC成帧功能部134; GTC输入部 101d，具有GTC分解功能部150、 GEM提取功能部152及拆分功能部 154;和映射信息提取功能部140。另外，信号处理装置IOO,具有以太网接口部lt)2及172、 TDM接 口部104及174、和ATM接口部106及176,分别输入输出以太网信号、 TDM信号及ATM信号。从用户侧的通信终端706，向作为参考图7进行了说明的ONU704 而使用的信号处理装置100,输入以太网信号、TDM信号及ATM信号。以太网接口部102,将输入的以太网信号转换成ONU的内部格式， 并将转换后的以太网信号向以太网/GEM转换功能部112发送。以太网/GEM转换功能部112，将以太网信号转换成GEM帧.此时， 以太网/GEM转换功能部112，从端口 ID管理部120接收GEM帧生成 所需要的端口 ID，并将该端口 ID利用于GEM帧生成。将所生成的 GEM帧，向带宽管理緩冲功能部130发送，并在规定的緩冲器等待输 出。TDM接口部104，将输入的TDM信号转换成ONU的内部格式， 并将转换后的TDM信号向TDM/GEM转换功能部114发送。TDM/GEM转换功能部114，将TDM信号转换成GEM帧。此时， TDM/GEM转换功能部114，从端口 ID管理部120接收GEM帧生成 所需要的端口 ID，并将该端口 ID利用于GEM帧生成。将所生成GEM 帧，向带宽管理緩冲功能部130发送，并在规定的緩冲器等待输出。ATM接口部106，将接收的ATM信号转换成ONU的内部格式， 并将转换后的ATM信号向ATM/GEM转换功能部116发送。ATM/GEM转换功能部116，将ATM信号转换成GEM帧。此时， ATM/GEM转换功能部116，从端口 ID管理部120接收GEM帧生成所 需要的端口 ID,并将该端口 ID利用于GEM帧生成。将所生成的GEM 帧，向带宽管理緩冲功能部130发送，并在规定的緩冲器等待输出。
在本发明的信号处理装置中，除以太网信号和TDM信号以外，也 将ATM信号封装于GEM帧。可以以任意适合的方法进行ATM信号 针对GEM帧的映射，即封装，例如，将1个或多个ATM信元映射到 1个GEM帧的负荷中。图2是表示将ATM信元映射到GEM帧的方法 的示意图。将ATM信元按原样封装到GEM帧的负荷中。GEM用带宽管理緩冲功能部130，根据来自GEM映射功能部132 的指示，将在规定的緩冲器中等待输出的各GEM帧，向GEM映射功 能部132发送。GEM映射功能部132，根据从作为映射信息管理功能部的映射信息 提取功能部140接收到的映射信息，向带宽管理緩冲功能部130发送指 示，将GEM帧分配到GTC帧上的适当的输出时隙。利用该映射信息， 决定作为上行信号的GTC帧的时分复用位置。此外，关于映射信息提 取功能部140的功能，在后阐述。GTC成帧功能部134,生成GTC帧。即，GTC成帧功能部134, 将进行了针对输出时隙的分配的GEM帧，封装进GTC帧的负荷中的 同时，生成GTC帧的帧头，并封装到开销中。在GTC成帧功能部134中生成的GTC帧，从ONU的PON接口 ， 作为上行信号被输出，并^JL送给OLT。ONU从OLT接收作为下行信号的GTC帧。ONU所接收的GTC 帧，从作为信号处理装置的ONU的PON接口 (IF)输入，并被发送给 GTC分解功能部150。GTC分解功能部150,将GTC帧分解成开销和负荷。GTC分解功 能部150，将GTC帧的负荷发送给GEM提取功能部152，并且，将开 销发送给映射信息提取功能部140。作为映射信息管理功能部的映射信息提取功能部140，从作为下行 信号而从OLT接收的GTC帧的开销，提取上行带宽映射，由此，来生 成GEM映射信息。该GEM映射信息，被发送给GEM映射功能部132， 并被用于上行信号中的时分复用位置的决定。GEM提取功能部152,从GTC帧的负荷中，提取各GEM帧。在 此提取的各GEM帧，被发送给拆分功能部154。拆分功能部154，基于从端口 ID管理部120接收到的端口 ID信息， 对各GEM帧包含以太网信号、TDM信号及ATM信号的哪一种进行判 定。将包含以太网信号的GEM帧，发送给GEM/以太网转换功能部162。 将包含TDM信号的GEM帧，发送给GEM/TDM转换功能部164。另 外，将包含ATM的GEM帧，发送给GEM/ATM转换功能部166。GEM/以太网转换功能部162，若接收到GEM帧，则将该GEM帧 转换成以太网信号，并向以太网接口部172发送。以太网接口部172， 将ONU的内部格式的以太网信号转换成适当的格式，并输出给用户侧 的通信终端。另外，GEM/TDM转换功能部164，若收到GEM帧，则将该GEM 帧转换成TDM信号，并向TDM接口部174发送。TDM接口部174， 将ONU的内部格式的TDM信号转换成适当的格式，并输出给用户侧 的通信终端706。并且，GEM/ATM转换功能部166，若收到GEM帧，则将该GEM 帧转换成ATM信号，并向ATM接口部176发送。ATM接口部176， 将ONU的内部格式的ATM信号转换成适当的格式，并输出给用户侧 的通信终端706。图3是表示本发明的GTC帧的层构成及协议栈的示意图。该GTC帧，具有封装通信的控制、维护、运用等所需要的信息的 开销和封装用户信号的负荷。此外，关于开销，因为与参考图8而说明 的以往的GTC帧相同，所以，在这里省略了图示及说明。在负荷中设置有GEM段，且该GEM段封装有包含以太网信号、 TDM信号及非GEM信号的4壬意一种信号的GEM帧。在本发明中使用的GTC帧，未将负荷分成ATM段和GEM段，即， 在负荷中仅具有GEM段而不具有ATM段这一点，与以往的GTC帧不 同。在本发明的GTC帧中，将封装在以往ATM段中的ATM信元，封
装到GEM帧段中。即，将以太网信号、TDM信号及ATM信号转换后 的GEM帧全部映射到GTC帧的GEM段中(图3 ( A))。此外，不具有ATM段的GTC帧可以这样来实现，例如关于依据了 ITU-T建议G.984的GTC帧，通过指定开销中的GEM段的开始位置 和长度，来实现。即，可以按原样使用于以往的以ITU-T建议G.984 标准化了的GPON中。当协议栈的GTC成帧子层310，接收到了下行通信用GTC帧时， 基于Alloc ID,从该GTC帧的GEM段中读出GEM帧。在该GTC成 帧子层310进行的功能中，多路复用311对应于GTC分解功能部150 中的功能。另外，GEM段313对应于GEM提取功能部152中的功能。TC适配子层320，将GEM帧取入(GEM TC适配器321),并进 行使用了端口 ID值及PTI ( Payload Type Indicator )代码的逻辑路径 识别处理(端口 ID.PTI过滤器323 )，并输出给GEM客户。包含ATM信号的GEM帧，被进行使用了 VPI值及VCI值的逻辑 识别处理(VPI/VCI过滤器325 )，并被输出给ATM客户。在该TC适配子层320进行的功能中，端口 ID'PTI过滤器323，对 应于拆分功能部154、 GEM/以太网转换功能部162、 GEM/TDM转换 功能部164及GEM/ATM转换功能部166中的功能。VPI/VCI过滤器 325对应于GEM/ATM转换功能部166中的功能。关于GEMTC适配器321，图l中未特别地图示出，但是，进行从 GEM提取功能部152到拆分功能部154的GEM帧的传送。此外，例 如，也进行使用了以太网信号中的MAC地址的逻辑识别处理等，不过， 在这里省略了图示和说明。另一方面，在上行通信时，在GTC成帧子层310进行的功能中， 多路复用311对应于GTC成帧功能部134中的功能。另外，GEM段 313对应于GEM映射功能部132中的功能。并且，Alloc ID过滤器315 对应于GEM用带宽管理緩冲功能部130中的功能。另外，在TC适配子层320进行的功能中，端口 ID'PTI过滤器323， 对应于以太网/GEM转换功能部112、 TDM/GEM转换功能部114及 ATM/GEM转换功能部116中的功能。此外，关于VPI/VCI过滤器325，图l中未特别地图示出，但是， 对应于从ATM接口 106向ATM/GEM转换功能部116传送ATM信号 的功能。另外，关于GEMTC适配器321，图l中未特别地图示出，但 是，从GEM提取功能部152向拆分功能部154进行GEM帧的传送(图 3 (B))。下面，参考图4，对作为本发明的信号处理装置的OLT的构成例进 行说明。图4是表示在GPON中使用的OLT的构成例的概略图。OLT从例如基础网络侧接收以太网信号、TDM信号及ATM信号等。OLT所具有的以太网接口部402，将接收到的以太网信号转换成 OLT的内部格式，并将转换后的以太网信号向以太网/GEM转换功能部 412发送。另外，OLT所具有的TDM接口部404，将接收到的TDM信 号转换成OLT的内部格式，并将转换后的TDM信号向TDM/GEM转 换功能部414发送。并且，OLT所具有的ATM接口部406，将接收到 的ATM信号转换成OLT的内部格式，并将转换后的ATM信号向 ATM/GEM转换功能部416发送。在以太网/GEM转换功能部412、 TDM/GEM转换功能部414及 ATM/GEM转换功能部416、端口 ID管理部420、带宽管理緩冲功能部 430、 GEM映射功能部432及GTC成帧功能部434中，直到根据各信 号生成GTC帧的功能，与参考图1而说明的ONU相同，所以在这里 省略说明。在GTC成帧功能部434中生成的GTC帧，作为下行信号，从OLT 的PON接口部输出，并被发送给ONU。OLT从ONU接收作为上行信号的GTC帧。OLT接收到的GTC帧， 从ONU的PON接口输入，并被发送给GTC分解功能部450。在GTC分解功能部450、 GEM提取功能部452、拆分功能部454、
GEM/以太网转换功能部462、 GEM/TDM转换功能部464、 GEM/ATM 转换功能部466、以太网接口部472、 TDM接口部474及ATM接口部 476中，直到根据GTC帧生成各信号的功能，与参考图1而说明的ONU 中的功能相同，所以，在此省略说明。
作为映射信息管理功能部的映射信息生成功能部441，通过基于 封装在从各ONU接收到的GTC帧的开销中的带宽管理信息，对带宽 分配进行计算，来生成上行信号的GEM映射信息。映射信息生成功能 部441,将生成的GEM映射信息向GEM映射功能部432发送。
根据上述的信号处理装置的构成，通过将在GPON中处理的以太 网、TDM及ATM的各信号转换成GEM帧，从而对各信号进行统一处 理。因此，不再需要以往必需的ATM用的带宽管理緩冲功能部、ATM 映射功能部及ATM提取功能部等，能简单地实现电路构成。
对于该信号处理装置的实施，能够在1个芯片组内设置核心部和 服务部。
另外，也可以将服务部中的、ATM/GEM转换功能部及GEM/ATM 转换功能部设置在该芯片组的外侧。参考图5，作为本发明的信号处理 装置的构成例，对将ATM/GEM转换功能部及
GEM/ATM转换功能部 设置在该芯片组的外侧的ONU进行说明。在芯片组580中设置有核心部501a，具有GTC输出部501c、 GTC输入部501d及映射信息提取部540;在服务部501b中，设置有以 太网/GEM转换功能部512、 TDM/GEM转换功能部514、 GEM/以太网 转换功能部562及GEM/TDM转换功能部564。 ATM/GEM转换功能部 516及GEM/ATM转换功能部566设置于芯片组580外。此外，以太网 接口部502及572 、 TDM接口部504及574 i殳置于芯片组580 ，而ATM 接口 506及576与ATM/GEM转换功能部516、 GEM/ATM转换功能部 566共同被设置于芯片组580外。
此时，在芯片组580中，取代ATM接口部设置有GEM接口部 508及578。 GEM接口部508，将在ATM/GEM转换功能部516中转换 成的GEM帧导入芯片组内。另外，GEM接口部578，将GEM帧导入GEM/ATM转换功能部566。根据该构成，因为在芯片组580中具有GEM接口部508及578， 所以，如果例如取代ATM/GEM转换功能部，而设置TDM/GEM转换 功能部等，则对于与输入到TDM/GEM转换功能部514或从GEM/TDM 转换功能部564输出的TDM信号的频带不同的TDM信号，也能适用 该芯片组580。并且，对于是进行ATM服务的信号处理装置还是不是， 则通过在芯片组580中添加ATM/GEM转换功能部及GEM/ATM转换 功能部或不添加，可容易应对.另外，也可以将核心部设置在1个芯片组内，而将服务部设置在 芯片组的外侧。参考图6，作为本发明的信号处理装置的构成例，对将 核心部设置于芯片组内，将服务部设置于芯片组外的ONU进行说明。在芯片组680中，设置有具有GTC输出部601c、 GTC输入部601d 及映射信息提取部640的核心部601a。另一方面，在芯片组680夕卜，设 置有服务部601b,且该服务部601b具有以太网/GEM转换功能部612、 TDM/GEM转换功能部614、 ATM/GEM转换功能部616、 GEM/以太 网转换功能部662、 GEM/TDM转换功能部664、 GEM/ATM转换功能 部666及端口 ID管理功能部620。若如上那样构成，则由于在芯片组内不具有依赖于服务种类的功 能，所以能够在全部的GPON中通用核心部，能够实现降低成本。
权利要求
1.一种信号处理装置，用于吉比特无源光用户网络，其特征在于，具有以太网(注册商标)/GEM转换功能部、TDM/GEM转换功能部、非GEM/GEM转换功能部、GTC输入部、GTC输出部、映射信息管理功能部、GEM/以太网转换功能部、GEM/TDM转换功能部和GEM/非GEM转换功能部，上述以太网/GEM转换功能部，将输入的以太网信号转换成GEM帧；上述TDM/GEM转换功能部，将输入的TDM信号转换成GEM帧；上述非GEM/GEM转换功能部，将输入的非GEM信号转换成GEM帧；上述GTC输出部，基于由上述映射信息管理功能部所生成的映射信息，将由上述以太网/GEM转换功能部、TDM/GEM转换功能部、以及非GEM/GEM转换功能部生成的GEM帧，针对输出时隙进行分配，之后，对其赋予开销，并作为GTC帧输出；上述GTC输入部，从输入的GTC帧中提取GEM帧，并对该GEM帧包含有以太网信号、TDM信号及非GEM信号中的哪一种进行判定，将包含以太网信号的GEM帧发送给上述GEM/以太网转换功能部，将包含TDM信号的GEM帧发送给上述GEM/TDM转换功能部，以及将包含非GEM信号的GEM帧发送给上述GEM/非GEM转换功能部；上述GEM/以太网转换功能部将包含以太网信号的GEM帧转换成以太网信号；上述GEM/TDM转换功能部将包含TDM信号的GEM帧转换成TDM信号；上述GEM/非GEM转换功能部将包含非GEM信号的GEM帧转换成非GEM信号；上述映射信息管理功能部，根据输入到上述GTC输入部的GTC帧的开销来生成映射信息，以及将该映射信息发送给上述GTC输出部。
2. 根据权利要求l所述的信号处理装置，其特征在于， 上述GTC输入部，具有GTC分解功能部、GEM提取功能部和拆分功能部，上述GTC分解功能部，将输入的GTC帧分解成开销和负荷，并将 上述开销向上述映射信息管理功能部发送的同时，将上述负荷向上述 GEM提取功能部发送； 上述GEM提取功能部，从上述负荷中提取GEM帧，并向上述拆 分功能部发送；上述拆分功能部，对上述GEM帧包含以太网信号、TDM信号及 非GEM信号中的哪一种进行判定，并将包含以太网信号的GEM帧向 上述GEM/以太网转换功能部发送，将包含TDM信号的GEM帧向上 述GEM/TDM转换功能部发送，将包含非GEM信号的GEM帧向上述 GEM/非GEM转换功能部发送；上述GTC输出部，具有带宽管理緩冲功能部、GEM映射功能部和 GTC成帧功能部，上述带宽管理緩冲功能部，使从以太网/GEM转换功能部、 TDM/GEM转换功能部、非GEM/GEM转换功能部接收到的GEM帧 待机，应答来自上述GEM映射功能部的指示，将上述GEM帧向该GEM映射功能部发送；上述GEM映射功能部，根据从上述映射信息管理功能部接收到的 映射信息，将从上述带宽管理緩冲功能部接收到的GEM帧针对GTC 帧上的输出时隙进行分配；上述GTC成帧功能部，生成帧头并封装在开销中的同时，将已进 行了针对输出时隙的分配的GEM帧封装进负荷，由此生成GTC帧并 输出。
3. 根据权利要求1或2所述的信号处理装置，其特征在于， 在一个芯片组内具有上述GTC输入部、上述GTC输出部、上述映射信息管理功能部、上述以太网/GEM转换功能部、上述GEM/以太网 转换功能部、上述TDM/GEM转换功能部、和上述GEM/TDM转换功 能部；在上述芯片组外，具有上述非GEM/GEM转换功能部和上述GEM/ 非GEM转换功能部。
4. 根据权利要求1或2所述的信号处理装置，其特征在于， 在一个芯片组内具有上述GTC输入部、上述GTC输出部和上述映射信息管理功能部；在上述芯片组外，具有上述以太网/GEM转换功能部、上述GEM/ 以太网转换功能部、上述TDM/GEM转换功能部、上述GEM/TDM转 换功能部、上述非GEM/GEM转换功能部和上述GEM/非GEM转换功 能部。
5. 根据权利要求1~4任意一项所述的信号处理装置，其特征在于， 上述非GEM信号是ATM信号。
6. 根据权利要求1 ~ 4任意一项所述的信号处理装置，其特征在于， 上述非GEM信号，是与被输入上述TDM/GEM转换功能部的信号，或被从上述GEM/TDM转换功能部输出的TDM信号频带不同的TDM 信号。
7. —种信号处理方法，是用于吉比特无源光用户网络的信号处理 装置中的信号处理方法，其特征在于，包括以下过程GEM帧转换过程，当输入了以太网信号时，将该以太网信号进行 转换生成GEM帧，当输入TDM信号时，将该TDM信号进行转换生 成GEM帧，以及，当输入非GEM信号时，将该非GEM信号进行转 换生成GEM帧；GEM映射过程，通过将在该GEM帧转换过程中生成的GEM帧 针对输出时隙进行分配，来进行时分复用；GTC成帧过程，向已时分复用的上述GEM帧上赋予开销，并作为 GTC帧输出。
8. —种信号处理方法，是用于吉比特无源光用户网络的信号处理 装置中的信号处理方法，其特征在于，包括以下过程GTC分解过程，在输入了 GTC帧时，将该GTC帧分解成开销和 负荷；GEM提取过程，从上述负荷中提取GEM帧；拆分过程，对提取的GEM帧包含以太网信号、TDM信号及非GEM 信号中的哪一种进行判定；信号转换过程，当上述GEM帧包含以太网信号时，将该GEM帧 进行转换并生成以太网信号，当上述GEM帧包含TDM信号时，将该 GEM帧进行转换并生成TDM信号，以及，当上述GEM帧包含非GEM 信号时，将该GEM帧进行转换并生成非GEM信号。
9. 一种GTC帧，是用于吉比特无源光用户网络中的GTC帧，其 特征在于，具有开销，封装通信的控制、维护、运用等所需要的信息； 负荷，封装用户信号，上述负荷中设置有GEM段，且该GEM段封装含有以太网信号、 TDM信号、非GEM信号中的任何一种信号的GEM帧。
10. 根据权利要求9所述的GTC帧，其特征在于， 上述非GEM信号是ATM信号。
全文摘要
本发明在GPON中，以简单的电路构成来实现ATM信号的处理功能。首先，在GEM帧转换过程中，当输入了以太网信号时，将以太网信号进行转换并生成GEM帧；当输入了TDM信号输入时，将TDM信号进行转换并生成GEM帧；以及，当输入了非GEM信号输入时，将非GEM信号进行转换并生成GEM帧。然后，在GEM映射过程中，通过将在GEM帧转换过程中生成的GEM帧分配进输出时隙，来进行时分复用。然后，在GTC成帧过程中，将开销赋予已进行了时分复用的GEM帧，并作为GTC帧输出。
文档编号H04Q11/00GK101212821SQ20071018812
公开日2008年7月2日 申请日期2007年11月9日 优先权日2006年12月26日
发明者江口公平 申请人:冲电气工业株式会社