一种传送恒定速率数据流的方法、设备及系统的制作方法

专利名称：：一种传送恒定速率数据流的方法、设备及系统的制作方法
技术领域：
：本发明涉及光网络通信
技术领域：
，尤其涉及一种传送恒定速率数据流的方法、设备及系统。
背景技术：
：GPON(Gigabit-PassiveOpticalNetwork,吉比特无源光网络)是一种釆用点到多点拓朴结构的无源光接入技术，包括一个安装于中心控制站的OLT(OpticalLineTerminal,光线3各终端)、一4比配套i也安装于用户场所的0NU(OpticalNetworkUnit,光网络单元)以及ODN(OpticalDistributionNetwork,光分S己网络)组成。0LT为接入网提供网络侧与核心网之间的接口，通过ODN与各ONU连接。ONU为接入网提供用户侧的接口，提供语音、数据、视频等多业务流与ODN的接入，受OLT集中控制。电信网络正在向基于分组的传送迁移，但是传送恒定速率客户数据流的业务仍然是运营商的重要利润来源，通过GPON来承载恒定速率客户数据流的业务将长期存在。现有的通过GPON网络传送恒定速率数据流(例如TDM数据流)的过程包括Sl，OLT(或ONU)利用变长的GEM(GPONEncapsulationMethod,GPON封装模式)帧来封装TDM(TimeDivisionMultiple,时分复用)数据流。TDM数据流流经TDM緩存后封装成GEM帧，当TDM緩存的读出速率与写入速率有频偏时，GEM的长度随这一偏移而变化，GEM帧头中的PLI(净荷长度指示)域指示本GEM帧中TDM数据的有效字节个数。S2,OUT(或ONU)通过GTC(GPONTransmissionConvergenceUyer:GPON传输汇聚层)处理，将GEM帧通过GPON网络传送到ONU(或OLT)。S3，ONU(或OLT)从GTC帧中解出GEM帧，再/人GEM帧中解出TDM数据流放入緩存，通过本地时钟控制TDM数据流的输出，并通过判断緩存中数据量的多少来调整输出频率，如果发现緩存中数据量持续增加，则调高输出频率；如果发现緩存中数据量持续减少，则降低输出频率，确保数据不会丟失。在实现本发明过程中，发明人发现现有的技术中至少存在如下问题GPON网络中的GTC传送体制和动态带宽分配DBA(DynamicBandwidthAssignment技术，造成ONU(或OLT)接收的GEM帧的到达时间不均匀、有效净荷的长度变化大，导致从ONU(或OLT)输出的数据流的速率与TDM数据输入OLT(或ONU)的恒定速率不一致，即从ONU(或OLT)输出的数据流不能高质量地与恒定速率数据流输入OLT(或ONU)的恒定速率保持一致。具体原因如下所述一方面，由于TDM数据流与GPON网络异步，TDM数据流需要经过GEM帧封装才能在GPON网络中传送，由于TDM緩存的读出速率与写入速率有频偏，当GEM帧采用固定的净荷长度封装时，将造成GEM帧的发送速率不同，导致ONU(或OLT)GEM帧接收速率的不均匀性；当GEM帧采用固定发送GEM帧速率，将造成GEM帧净荷长度的更改，OLT(或ONU)釆用字节封装，变化最小为1字节，导致ONU(或OLT)接收的GEM帧的有效净荷的长度变化，长度变化至少为1字节。另一方面，DBA技术在提高带宽利用率的同时，使得GEM帧在GTC中的时隙不固定，这个差异可能接近一个GTC帧，即125微秒，增大了ONU(或OLT)GEM帧到达时间的不均匀性。由于ONU(或OLT)接收的GEM帧的速率不均匀、有效净荷长度变化大，ONU(或OLT)需要使用较大的緩存来调整TDM数据流的输出频率，较大的緩存增加了TDM数据流的延时。
发明内容本发明实施例提供一种传送恒定速率数据流的方法、设备及系统，以解决从ONU(或OLT)输出的数据流与恒定速率数据流输入OLT(或ONU)的恒定速率不一致的问题。为达到上述目的，本发明实施例采用如下技术方案一方面，本发明实施例提供一种传送恒定速率数据流的方法，所述恒定速率数据流从第一网络设备输入，经过吉比特无源光网络GPON，从第二网络设备输出，当所述第一网络设备为光线路终端时，所述第二网络设备为光网络单元，当所述第一网络设备为光网络单元时，所述第二网络设备为光线路终端，所述第一网络设备传送所述恒定速率数据流包括接收恒定速率数据流；在每个基准时钟周期内，计算所述恒定速率数据流的输入速率或所述输入速率与所述恒定速率数据流的标称速率的速率差；将所述恒定速率数据流以比特为最小封装单位封装在GPON封装模式GEM帧中；所述GEM帧携带所述输入速率或速率差的速率信息、且有效净荷的长度范围固定；将所述GEM帧封装到传输汇聚层GTC帧后通过GPON网络发送给所述第二网络设备。一方面，本发明实施例还提供一种传送恒定速率数据流的方法，所述恒定速率数据流从第一网络设备输入，经过吉比特无源光网络GPON，从第二网络设备输出，当所述第一网络设备为光线路终端时，所述第二网络设备为光网络单元，当所述第一网络设备为光网络单元时，所述第二网络设备为光线路终端，ii所述第二网络设备传送所述恒定速率数据流包括接收GTC帧，从所述GTC帧中解封装出GEM帧；从所述GEM中帧解封装出恒定速率数据流、获取所述恒定速率数据流的速率信息；根据所述速率信息定时计算所述恒定速率数据流输入所述第一网络设备的平均输入速率；根据所述平均输入速率控制所述恒定速率凄t据流的输出。一方面，本发明实施例还提供一种第一网络设备，包括第一接收单元，用于接收恒定速率数据流；第一计算单元，用于在每个基准时钟周期内，计算所述第一接收单元接收的恒定速率数据流的输入速率或所述输入速率与所述恒定速率数据流的标称速率的速率差；封装单元，用于将所述第一接收单元接收的恒定速率数据流以比特为最小封装单位封装在GP0N封装^t式GEM帧中；所述GEM帧携带所述第一计算单元计算得出的输入速率或速率差的速率信息、且有效净荷的长度范围固定；第一GTC处理单元，用于将所述封装单元封装的GEM帧封装到传输汇聚层GTC帧后通过GPON网络发送给第二网络设备。一方面，本发明实施例还提供一种第二网络设备，包括第二GTC帧处理单元，用于接收GTC帧，从所迷GTC帧中解封装出GEM帧；解封装单元，用于从所述第二GTC帧处理单元解封装出的GEM帧中解封装出恒定速率数据流、获取所述恒定速率数据流的速率信息；第二计算单元，用于根据所述解封装单元获取的速率信息定时计算所述恒定速率数据流输入第一网络设备的平均输入速率；第二发送单元，用于根据所述第二计算单元计算的平均输入速率控制所述恒定速率数据流的输出。一方面，本发明实施例还提供一种传送恒定速率数据流的系统，所述恒定速率数据流从第一网络设备输入，经过吉比特无源光网络GPON,从第二网络设备输出，当所述第一网络设备为光线路终端时，所述第二网络设备为光网络单元，当所述第一网络设备为光网络单元时，所述第二网络设备为光线路终端，其特征在于，包括所述第一网络设备，用于接收恒定速率数据流，在每个基准时钟周期内，计算所述恒定速率数据流的输入速率或所述输入速率与所述恒定速率数据流的标称速率的速率差，将所述恒定速率数据流以比特为最小封装单位封装在GPON封装模式GEM帧中，所述GEM帧携带所述输入速率或速率差的速率信息、且有效净荷的长度范围固定以及将所述GEM帧封装到传输汇聚层GTC帧后通过GPON网络发送给所述第二网络设备；所述第二网络设备，用于接收所述第一网络设备传送的所述GTC帧，从所述GTC帧中解封装出GEM帧，从所述GEM中帧解封装出恒定速率数据流、获取所述恒定速率数据流的速率信息，根据所述速率信息定时计算所述恒定速率数据流输入所述第一网络设备的平均输入速率，根据所述平均输入速率控制所述恒定速率数据流的输出。本发明实施例提供的技术方案中，第一网络设备传送的GEM帧中的有效数据流以比特为最小封装单位、且有效净荷的长度范围固定，缩短了第二网络设备接收的GEM帧中有效净荷的长度的变化范围；第二网络设备根据接收的GEM帧中的携带的速率信息定时计算恒定速率数据流输入第一网络设备的平均输入速率，根据该平均输入速率控制数据流的输出，消除了GEM帧到达时间不均匀对第二网络设备输出数据流的影响，使得第二网络设备输出的恒定速率数据流的速率与该恒定速率数据流输入第一网络设备的恒定速率一致。为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1中的A图为本发明实施例提供的第一网络设备传送恒定速率数据流的方法流程示意图；B图为第二网络i殳备传送恒定速率凝:据流的方法流程示意图2为本发明传送恒定速率数据流的方法实施例一流程图3为本发明本发明实施例一GEM帧格式定义示意图4为本发明实施例提供的第一网络设备结构示意图5为本发明实施例提供的第二网络设备结构示意图6为本发明实施例提供的传送恒定速率数据流的系统示意图7为本发明实施例提供的通过GPON网络传送下行恒定速率数据流的系统结构示意图8为本发明实施例提供的通过GPON网络传送上行恒定速率数据流的系统结构示意图。具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明护的范围。为了解决现有技术中从ONU(或OLT)输出的数据流与恒定速率数据流输入OLT(或ONU)的恒定速率不一致的问题，本发明实施例提供一种传送恒定速率数据流的方法、设备及系统。为使本发明技术方案的优点更加清楚，下面结合附图和实施例对本发明作详细说明。本发明的实施例提供一种传送恒定速率数据流的方法，恒定速率数据流从第一网络设备输入，经过GP0N，从第二网络设备输出，当第一网络设备为光线路终端时，第二网络设备为光网络单元，当第一网络设备为光网络单元时，第二网络设备为光线路终端，如图1中的A图所示，其中，第一网络设备传送恒定速率数据流包括S101:接收恒定速率数据流。S102:在每个基准时钟周期内，计算恒定速率数据流的输入速率或该输入速率与该恒定速率#"居流的标称速率的速率差。在该步骤中，第一网络设备以比特为最小封装单位，可以是1比特，也可以是更多比特。一方面，最小封装单位的选取与基准时钟的长度有关，基准时钟的长度长，每次封装在GEM帧中有效净荷的长度范围相对较大，因此，适当增加最小封装单位也能满足第二网络设备的需求，即缩短第二网络设备接收的GEM帧中有效净荷的长度的变化范围。其中，恒定速率数据流以El为例进行说明当第一网络设备以1比特为最小封装单位、以125us为基准时钟进行GEM帧的封装处理时，可以控制每个GEM帧中的有效净荷的长度范围为255至257比特；当第一网络设备以250us为基准时钟、以2比特为最小封装单位进行GEM帧的封装处理时，可以控制每个GEM帧中的有效净荷的长度范围为510至514比特；上述两种方式控制GEM帧中的有效净荷的长度范围的效果基本是等效的。另一方面，最小封装单位的选取与恒定数据流的传输速率有关，例如当传送622Mbit/s或者以上的高速率的数据流时，可以以2比特为最小封装单位。S103:将恒定速率数据流以比特为最小封装单位封装在GEM帧中，该GEM帧携带计算得出的输入速率或速率差的速率信息、且有效净荷的长度范围固定。S104:将GEM帧封装到GTC帧后通过GPON网络发送给第二网络i殳备。如图1中的B图所示，其中，第二网络设备传送恒定速率教:据流该方法包括S105:接收GTC帧，从该GTC帧中解封装出GEM帧。SI06:从GEM中帧解封装恒定速率数据流、获取该恒定速率数据流的速率信息。SI07:根据速率信息定时计算恒定速率数据流输入第一网络设备的平均输入速率。S108:根据平均输入速率控制恒定速率数据流的输出。本发明实施例提供的同步时钟的传递方法，第一网络设备传送的GEM帧以比特为最小封装单位、且有效净荷的长度范围固定，缩短了第二网络设备接收的GEM帧净荷长度的变化范围；第二网络设^4艮据速率信息定时计算恒定速率数据流输入第一网络设备的平均输入速率，根据该平均输入速率控制数据流的输出，消除了GEM帧到达时间不均匀对第二网络设备输出数据流的影响，使得第二网络设备输出的恒定速率数据流的速率与该恒定速率数据流输入第一网络设备的恒定速率一致。实施例一在GPON网络中，以OLT向ONU下行传送2.048Mbit/S±50ppm的El数据流为例，说明传送恒定速率数据流的具体操作过程。如图2所示，第一网络设备为OLT,第二网络设备为ONU,包括S201:OLT接收恒定速率数据流。S202:OLT计算每个基准时钟周期内恒定速率数据流的输入速率或者该输入速率与该恒定速率数据流的标称速率的速率差；将恒定速率数据流以比特为最小封装单位封装在GEM帧中，该GEM帧携带计算得出的输入速率或速率差的速率信息、且有效净荷的长度范围固定。在该步骤之前，OLT产生两路物理时钟，一路物理时钟作为基准时钟，本实施例选择GPON的8KHzGTC物理时钟作为基准时钟，TS=125us;—3各物理时钟作为传送GTC帧的光载波的线5^时钟，本实施例选择155.52MHz的分频时钟作为线路时钟。GEM帧的格式如图3所示，包括由PLI(PayloadLengthIndicator净荷长度指示)、端口标识PortID、PTI(PayloadTypeIndicator净荷类型指示)、HEC(HeaderErrorCorrection,头错误控制)组成的5字节的帧头和封装净荷。其中，对应El的净荷长度为33字节，包括扩展(Extend)l字节的Ext域，用于传送速率调整数据和数据流的速率信息，Ext域包括速率调整数据D、速率信息S和固定填充位NC(NoCarry);该净荷长度还包括长度为32字节的有效载荷Payload,用于封装恒定速率数据流。本实施例以1比特为最小封装单位进行GEM帧的封装，在封装的过程中，不同恒定速率的数据流的GEM帧的净荷长度不同，净荷长度的确定可以依照下述公式(1)进行确定17恒定速率数据流的GEM帧的净荷长度-1字节+恒定数据流的标称速率*基准时钟；公式(1)其中，"+，，为加运算，"*"为乘运算。在上述公式中，恒定速率数据流的GEM帧的净荷长度的1字节用于传送速率调整数据和数据流的速率信息。确定的PL的净荷长度需满足GPON物理时钟在最大频偏时能够承载输入的恒定速率数据流，以E1为例进行说明El的最大频偏士50ppm，GP0N物理时钟的最大频偏士3化pm，每个时钟基准内数据流的最大变化为1bit,可以用S=±1来表示El数据流的输入速率与标称速率的差值。当GPON在-32ppm时，PL=33,S=l时能够承载的最大输入速率为(256+l)bit*(l/125us)*(l_32ppm)2.0559Mbit/S,此速率相对于El的标称速率2.048Mbit/S的频差大于3000ppm，能够满足El最大频偏±50ppm的要求，所以可知S值的最大变化范围是土l,同时PL长度可以满足要求。在S202中，由于E1数据流的最大频偏为50ppm，因此，一个时钟基准内有效净荷的变化最大变化为1bit,可以用S值进行表示，S值的最大变化范围是±1。一个时钟基准周期对应一个GEM帧，OLT统计TS内输入E1数据流的比特数量，并和El在标称速率下的256比特进行比较，当统计数量大于256时，S值为+l;当统计数量等于256时，S值为O，当统计数量小于256时，S值为-l。在封装的过程中，OLT以比特为最小封装单位封装GEM帧，当恒定速率数据流输入OLT的输入速率大于标称速率时，GEM帧封装的速率调整比特/速率调整位为恒定速率数据流的有效凄t据；当恒定速率数据流输入OLT的输入速率等于标称速率时，GEM帧封装的速率调整比特/速率调整位为无效数据；当恒定速率数据流输入OLT的输入速率小于标称速率时，GEM帧封装的速率调整比特/速率调整位和恒定速率数据流的设定比特为无效数据(在S为+1和0时，该设定比特的数据为有效数据)，本实施例中，设定比特的位置可以预先设定为封装恒定数据流的最后1字节的最后1比特或更好的位置(当OLT以2比特或更多的比特为最小封装单位时，设定位置的比特数量和速率调整比特/速率调整位的数量可以做相应调整)。在本实施例中，OLT以1比特为最小封装单位封装GEM帧、GEM帧的有效净荷的长度范围固定在255比特至257比特之间，相比与现有的以字节为最小封装单位，缩短了ONU接收的GEM帧中有效净荷的长度的变化范围。在封装的过程中，Ext中的速率信息S值在ONU对控制数据流的输出很重要，因此，为保证S值正确传送，GEM帧的净荷长度的1字节(封装Ext域中信息的字节)可以携带3个所述恒定速率数据流的速率信息供0而进行多数判决。例如在Ext域中定义6bit来传送S值，每2bit传送一个S值，例如01表示S=+l、IO表示S--1、00和11表示3=0，一个GEM帧可携带3个S值进行传送，ONU釆用多数判决的方法确定S值。也可以通过该方法传送S值的加减标志，在ONU做多数判决时，当至少2个加标志有效时，表示S=+l;当至少2个减标志有效时，表示S--1;当加和减标志都无效时，表示S^。本实施例中的封装E1数据流的GEM帧的长度范围为255至257比特，其中，在满足GEM帧中有效净荷的长度范围固定的情况下，在上述公式(1)计算出净荷长度之后，还可以根据情况将该计算得出的净荷长度提高或减少几个字节，或者根据奇数帧和偶数帧采用不同的净荷长度，最终的净荷长度通过GEM帧头的PLI表示出来。例如净荷长度取34字节，其中的2字节用于传送速率信息(可以直接传送数据流输入0LT的输入速率值)和速率调整数据，并以填充数据进行填充。19S203:OLT将GEM帧封装到传输汇聚层GTC帧后通过GPON网络发送给ONU。S204:ONU接收GTC帧。S205:ONU从GTC帧中恢复出两路物理时钟，根据所述第一网络设备的两路物理时钟确定本地的基准时钟和线路时钟。OLT的基准时钟、或OLT的基准时钟分频或倍频后的时钟作为ONU的基准时钟，ONU的时钟和的OLT时钟同步，方便ONU控制数据流的输出；OLT的线5^时钟分频后作为ONU控制恒定速率数据流输出的参考时钟。数字系统中必须做时钟恢复，这样才能保证接收端收到的码元是按顺序发送的。其中，8KHz物理时钟恢复过程为ONU从接收到的数据流中搜索GTC帧头，当搜到GTC帧头0xB6AB31E0时，送出一个标志信号，此标志信号和OLT发出的GTC帧同频，从而得到8KHz的GPON物理时钟。GTC帧头在ITU-TG.984.3中定义为4字节的0xB6AB31E0，8KHz的GTC帧频来自ITU-TG.984.3定义的125usGTC帧周期。155.52MHz物理时钟恢复过程为ONU接收的光信号，经过光-电转换后从串行数据流中分离出时钟和数据，并做1:16串并转换，得到155.52MHz线路时钟。本实施例中，可以将恢复155.52MHz线路时钟8分频到19.44MHz，作为ONU数据流的输出频率的参考时钟。S206:ONU对经过GEM帧封装的恒定速率数据流进行解封装，获取该恒定速率数据流的速率信息，并在确定时刻将解封装的恒定速率数据流放入緩存，即ONU做帧对齐。例如，ONU可以每125us将从GEM帧中解封装的恒定速率数据流放入緩存，当0NU在200us时从GTC帧中解出一个GEM帧，则在下一个将数据流放入緩存的确定时刻到达时，即在250us时，将该GEM帧解封装后的数据流放入緩存，便于ONU的设计和统一处理。其中，在确定时刻将解封装的恒定速率数据流方丈入緩存时，还包括ONU确定解封装的恒定速率数据流的速率信息；可以根据多数判决的方法确定该速率信息；当该速率信息表示该恒定速率数据流输入OLT的输入速率大于标称速率时，在确定时刻将速率调整数据》文入緩存；或当该速率信息表示该恒定速率数据流输入OLT的输入速率小于标称速率时，在确定时刻将放入緩存的恒定速率数据流的设定比特的数据丟弃(其中，还包括丢弃速率调整比特/速率调整位的数据)。其中，与S202中的设定比特的位置为封装恒定数据流的最后1字节的最后1比特对应的，在ONU,则将放入緩存的恒定速率数据流的最后1字节的最后1比特丟弃。其中，通过帧对齐将恒定速率数据流放入緩存，ONU可以准确地在緩存中查找到该设定位置，根据解封装的速率信息对该位置的信息进行处理。S207:ONU根据速率信息定时计算恒定速率数据流输入OLT的平均输入速率。在该步骤之前，ONU还需要设置计算恒定速率数据流输入OLT的平均输入速率的周期，该周期的基准时钟为恢复出的OLT的基准时钟、或OLT的基准时钟分频或倍频后的时钟，例如周期计算T可设置为50s。计算方法可以是统计T内的S值，然后换算成El数据流输入OLT的速率。S208:ONU根据计算得出的平均输入速率控制恒定速率数据流的输出。ONU根据本地线路时钟将计算得出的恒定速率数据流输入OLT的平均输入速率转换成发送恒定速率数据流的输出频率，通过该输出频率控制恒定速率数据流的输出。例如ONU根据本地线路时钟将计算得出的恒定速率数据流输入OLT21的输入速率转换成频率合成器的频率控制字，将该频率控制字输出到该频率合成器，通过该频率合成器的输出频率控制恒定数据流的输出。该过程可以通过DDS(DirectDigitalSynthesis,直接数字合成)来实现。DDS是随着数字集成电路和计算机的迅猛发展而出现的一种新的频率合成技术。该技术从相位概念出发来对频率进行合成，将平均输入速率通过相应的计算公式得到该速率对应的频率控制字，然后采用数字取样技术，将本地线路的时钟频率、相位、幅度和频率控制字等参数转变成一组取样函数，然后直接运算出所需要的频率信号。当然，还可以采用其他方式才艮据计算得出的平均输入速率控制恒定速率数据流的输出，例如，采用软件或硬件技术，通过查询频率合成器内部预先设置的对应表或通过公式计算来实现转换，得出所需的输出频率。其中，在ONU计算恒定速率数据流输入OLT的输入速率的第一个周期到达之前，ONU可以根据系统的缺省值/默认值控制恒定速率数据流的输出。S209:ONU定时根据緩存的数据量调整控制恒定速率数据流的输出的输出频率。频率)会存在差值，因此，需要设置一个输出频率调整周期Tadj来补偿该差值，以避免緩存中的数据量单向递增或递减、造成緩存中数据量的不均匀，T一的基准时钟与OLT的基准时钟同步，为从GTC帧中恢复出的OLT的基准时钟、或OLT的基准时钟分频或倍频后的时钟，Ldj的长度与输出频率的精度有关，可以根据用户需求灵活设置，并做如下调整当第一个输出频率调整周期到达时，记录緩存中的数据量Nl;当后续的输出频率调整周期到达时，比较緩存中当前的数据量N2与记录的数据量N1的大小22如果当前的数据量N2大于记录的数据量Nl,提高恒定数据流的输出频率；如果当前的数据量N2小于记录的数据量Nl,降低恒定数据流的输出频率；如果当前的数据量N2等于记录的数据量Nl，维持恒定数据流的输出频率不变。其中，ONU可以通过提高或降低计算得出的恒定速率数据流输入OLT的输入速率以实现提高或降低恒定数据流的输出频率。例如在计算OLT输入El数据流的速率时，增加或降^氐1bit。本实施例中，OLT封装的GEM帧以比特为最小封装单位，GEM帧中的有效净荷的长度范围固定，缩短了ONU接收的GEM帧的有效净荷的长度的变化范围；且速率信息与数据流同时传输到ONU,降低了数据流的延时；且ONU的基准时钟、线路时钟与OLT产生的基准时钟、线路时钟同步，方i"更ONU设计；从而，ONU才艮据解封装的GEM帧中的速率信息定时计算恒定速率数据流输入OLT的平均输入速率，根据该平均输入速率控制数据流的输出，消除了GEM帧到达时间不均匀对ONU输出数据流的影响，使得ONU输出的恒定速率数据流的速率与该恒定速率数据流输入OLT的恒定速率一致。在本实施例中，以数据流的下行传输为例进行说明，当数据流从ONU传输到OLT时，此时，第一网络设备为ONU,第二网络设备为OLT。上行方向采用同样的处理方法，不再赘述。实施例二实施例一中的恒定速率数据流以El为例进行说明，由于不同速率的恒定数据流对应不同的净荷长度，净荷长度的计算可参照上述公式(1),且净荷长度需满足GPON物理时钟在最大频偏时能够承载该数据流。其它速率的恒定速率客户数据流在基准时钟TS=125us下的PL净荷长度如表1所示表l:<table>tableseeoriginaldocumentpage24</column></row><table>例如通过GPON传送155.52Mbit/S的恒定速率客户数据流，其中PL净荷长度为1+155.520M/8000=2431字节，具体传输过程同实施例一，不再赘述。本实施例提供的传送恒定数据流的方法，第一网络设备计算得到客户数据流后，可以通过自适应的方法，自动适应多种速率等级的恒定数据流的高质量传送；例如系统在初始化时根据各种恒定速率数据流的标称速率设置该恒定速率数据流的净荷长度的的缺省值/默认值，当第一网络设备计算得出任一恒定速率数据流的输入速率值时，查找与该输入速率值最接近的标称速率，并进一步查找该标称速率对应的净荷长度，采用净荷长度来封装接收到的恒定速率数据流。在传送高速率的邀:据流时(622Mbit/s或者以上)时，在满足客户需求的前提下，第一网络设备封装GEM帧可以适当调整最小封装单位，例如以2比特或更多比特为最小封装单位，以控制GEM帧中有效净荷的长度范围固定；扩展了GPON的使用范围。本发明的实施例还提供一种第一网络设备，该第一网络设备能够高质量地传送恒定速率数据流。如图4所示，该第一网络设备包括第一接收单元11,用于接收恒定速率数据流；第一计算单元13，用于在每个基准时钟周期内，计算第一接收单元ll接收的恒定速率数据流的输入速率或输入速率与恒定速率数据流的标称速率的速率差；封装单元15,用于将第一接收单元11接收的恒定速率数据流以比特为最小封装单位封装在GP0N封装模式GEM帧中；GEM帧携带第一计算单元13计算得出的输入速率或速率差的速率信息、且有效净荷的长度范围固定；第一GTC处理单元17,用于将封装单元15封装的GEM帧封装到GTC帧后通过GPON网络发送给第二网络设备。本发明实施例提供的第一网络设备携带恒定速率数据流输入时的速率信息供第二网络设备控制数据流的输出，第一网络设备封装的GEM帧以比特为最小封装单位，可以控制有效净荷的长度范围固定，缩短了第二网络设备接收的GEM帧的有效净荷的长度的变化范围；且速率信息与数据流封装在一起同时传输，降低了数据流的延时。如图4所示，第一网络设备还包括物理时钟产生单元19，用于产生两路物理时钟，一路物理时钟作为第一计算单元11计算恒定速率数据流的输入速率的基准时钟，一路物理时钟作为GTC处理单元17发送GTC帧的光载波的线路时钟。因而，利用本发明实施例提供的第一网络设备能够高质量地传送恒定速率数据流。本发明实施例还提供一种第二网络设备，该第二网络设备能够高质量地控制数据流的输出。如图5所示，包括第二GTC帧处理单元31，用于接收GTC帧，从GTC帧中解封装出GEM帧；解封装单元33，用于从第二GTC帧处理单元31解封装出的GEM帧中解封装出恒定速率数据流、获取恒定速率数据流的速率信息；第二计算单元35，用于根据解封装单元33获取的速率信息定时计算恒定速率数据流输入第一网络设备的平均输入速率；第二发送单元37,用于根据第二计算单元35计算的平均输入速率控制恒定速率数据流的输出。其中，第二发送单元37包括緩存371，用于存;^文解封装单元33解封装出的恒定速率数据流；频率合成器，用于才艮据第二计算单元33计算的平均输入速率提供输出频率控制緩存371中的恒定速率数据流的输出。本发明实施例提供的第二网络设备，根据速率信息定时计算恒定速率数据流输入第一网络设备的输入速率，根据该输入速率控制数据流的输出，消除了GEM帧到达时间不均匀对第二网络设备输出数据流的影响，使得第二网络设备输出的恒定速率数据流的速率与该恒定速率数据流输入第一网络设备的恒定速率一致。其中，第二GTC处理单元31，还可以/人接收的GTC帧中恢复出第一网络设备的两路物理时钟，根据第一网络设备的两路物理时钟确定第二计算单元35第二发送单元的基准时钟和/或线路时钟，从而使0NU与OLT的时钟同步，便于0NU的设计。而且，第二计算单元35,还可以根据緩存371中的数据量提高或降低计算得出的平均输入速率以提高或降低第二发送单元37发送恒定数据流的输出频率，补偿实际的输出频率与理论值之间存在的差值。因而，利用本发明实施例提供的第二网络设备能够高质量地控制数据流的输出。本发明实施例还提供一种传送恒定速率数据流的系统，以高质量地传送恒26定速率数据流，如图6所示，恒定速率数据流从第一网络设备1输入，经过吉比特无源光网络GPON，从第二网络设备3输出，当第一网络设备1为光线路终端时，第二网络设备3为光网络单元，当第一网络设备1为光网络单元时，第二网络设备3为光线路终端，其中第一网络设备l，用于接收恒定速率数据流，在每个基准时钟周期内，计算恒定速率数据流的输入速率或输入速率与恒定速率数据流的标称速率的速率差，将恒定速率数据流以比特为最小封装单位封装在GPON封装模式GEM帧中，GEM帧携带输入速率或速率差的速率信息、且有效净荷的长度范围固定，以及将GEM帧封装到传输汇聚层GTC帧后通过GPON网络发送给第二网络设备3;第二网络设备3,用于接收第一网络设备传送的GTC帧，从GTC帧中解封装出GEM帧，从GEM中帧解封装出恒定速率数据流、获取恒定速率数据流的速率信息，根据速率信息定时计算恒定速率数据流输入第一网络设备1的平均输入速率，根据平均输入速率控制恒定速率数据流的输出。该系统应用于GPON网络时，如图7所示，当第二网络设备3为光网络单元10时，第一网络设备l为光线路终端30;如图8所示，当第二网络设备3为光线路终端30时，第一网络设备l为光网络单元10。本发明实施例提供的传送恒定速率数据流的系统，第一网络设备1以比特为最小封装单位、传送有效净荷的长度范围固定的GEM帧，缩短了第二网络设备3接收的GEM帧的有效净荷的长度的变化范围；第二网络设备3根据速率信息定时计算恒定速率数据流输入第一网络设备1的输入速率，根据该输入速率控制数据流的输出，消除了GEM帧到达时间不均匀对第二网络设备3输出数据流的影响，使得第二网络设备3输出的数据流的速率与恒定速率数据流输入第一网络设备l的恒定速率一致。可以广泛应用于GPON网络中。是可以通过计算才几程序来指令相关的硬件、FPGA(FieldProgrammableGatesArray,现场可编程门阵列)或者DSP(DigitalSignalProcessing,数字信号处理)来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-OnlyMemory,ROM)或随机存储记忆体(RandomAccessMemory,RAM)等。以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
技术领域：
的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。权利要求1、一种传送恒定速率数据流的方法，所述恒定速率数据流从第一网络设备输入，经过吉比特无源光网络GPON，从第二网络设备输出，当所述第一网络设备为光线路终端时，所述第二网络设备为光网络单元，当所述第一网络设备为光网络单元时，所述第二网络设备为光线路终端，其特征在于，所述第一网络设备传送所述恒定速率数据流包括接收恒定速率数据流；在每个基准时钟周期内，计算所述恒定速率数据流的输入速率或所述输入速率与所述恒定速率数据流的标称速率的速率差；将所述恒定速率数据流以比特为最小封装单位封装在GPON封装模式GEM帧中；所述GEM帧携带所述输入速率或速率差的速率信息、且有效净荷的长度范围固定；将所述GEM帧封装到传输汇聚层GTC帧后通过GPON网络发送给所述第二网络设备。2、根据权利要求1所述传送恒定速率数据流的方法，其特征在于，所述接收恒定速率数据流之前还包括产生两路物理时钟，一路物理时钟作为所述基准时钟，另一^各物理时钟作为传输所述GTC帧的光载波的线路时钟。3、根据权利要求1所述传送恒定速率数据流的方法，其特征在于，所述将所述恒定速率数据流以比特为最小封装单位封装在GP0N封装模式GEM帧时还包括冲艮据所述恒定速率数据流的标称速率和所述基准时钟的周期计算封装所述恒定速率数据流的GEM帧的净荷长度。4、根据权利要求3所述传送恒定速率数据流的方法，其特征在于，所述恒定速率数据流的GEM帧的净荷长度的至少1字节用于传送速率调整数据和所述速率信息。5、根据权利要求4所述传送恒定速率数据流的方法，其特征在于，当所述恒定速率数据流的输入速率大于标称速率时，所述GEM帧封装的速率调整比特为所述恒定速率lt据流的有效数据；或当所述恒定速率数据流的输入速率等于标称速率时，所述GEM帧封装的速率调整比特为无效凄t据；或当所述恒定速率数据流的输入速率小于标称速率时，所述GEM帧封装的速率调整比特和所述恒定速率数据流的设定比特为无效数据。6、根据权利要求3至5所述传送恒定速率数据流的方法，其特征在于，所述根据所述恒定速率凄t据流的标称速率和所述基准时钟的周期计算封装所述恒定速率数据流的GEM帧的净荷长度包括所述恒定速率数据流的GEM帧的净荷长度4字节+恒定#1据流的标称速率*基准时钟；其中"+"为加运算，"*"为乘运算。7、一种传送恒定速率数据流的方法，所述恒定速率数据流从第一网络设备输入，经过GP0N，从第二网络设备输出，当所述第一网络设备为光线路终端时，所述第二网络设备为光网络单元，当所述第一网络设备为光网络单元时，所述第二网络设备为光线路终端，其特征在于，所述第二网络设备传送所述恒定速率数据流包括接收GTC帧，从所述GTC帧中解封装出GEM帧；从所述GEM中帧解封装出恒定速率数据流、获取所述恒定速率数据流的速率信息；根据所述速率信息定时计算所述恒定速率数据流输入所述第一网络设备的平均输入速率；根据所述平均输入速率控制所述恒定速率数据流的输出。8、根据权利要求7所述的传送恒定速率数据流的方法，其特征在于，所述接收GTC帧，从所述GTC帧中解封装出GEM帧时还包括从所述GTC帧中恢复出所述第一网络设备的两路物理时钟，根据所迷第一网络设备的两路物理时钟确定本地的基准时钟和线路时钟。9、根据权利要求7所述传送恒定速率数据流的方法，其特征在于，所述根据所述速率信息定时计算所述恒定速率数据流输入所述第一网络设备的平均输入速率之前还包括设置定时计算所述恒定速率数据流的平均输入速率的周期。10、根据权利要求7所述的传送恒定速率数据流的方法，其特征在于，所述根据所述速率信息定时计算所述恒定速率数据流输入所述第一网络设备的平均输入速率之前还包括在确定时刻将解封装的所述恒定速率数据流放入緩存。11、根据权利要求10所述的传送恒定速率数据流的方法，其特征在于，所迷在确定时刻将所述恒定速率数据流放入緩存时还包括确定解封装的恒定速率数据流的速率信息；当所述速率信息表示所述恒定速率数据流输入所述第一网络设备的输入速率大于标称速率时，在确定时刻将速率调整数据放入緩存；或当所述速率信息表示所述恒定速率数据流输入所述第一网络设备的输入速率小于标称速率时，在确定时刻将放入緩存的所述恒定速率数据流的设定比特的数据丢弃。12、根据权利要求7所述的传送恒定速率数据流的方法，其特征在于，所述根据所述平均输入速率控制所述恒定速率数据流的输出包括根据本地的线路时钟将计算得出的所述恒定速率数据流输入所述第一网络设备的平均输入速率转换成发送所述恒定速率数据流的输出频率，控制所述恒定速率数据流的输出。13、根据权利要求12所述的传送恒定速率数据流的方法，其特征在于，还包括通过提高或降低计算得出的所述平均输入速率以提高或降低发送所述恒定数据流的输出频率。14、根据权利要求13所述的传送恒定速率数据流的方法，其特征在于，所述通过提高或P争低计算得出的所述平均输入速率以提高或降低发送所述恒定数据流的输出频率包^":设置一个输出频率调整周期；当第一个输出频率调整周期到达时，记录緩存中的数据量；当后续的输出频率调整周期到达时，比较所述緩存中当前的数据量与记录的数据量的大小如果当前的数据量大于记录的数据量，提高发送所述恒定数据流的输出频率；如果当前的数据量小于记录的数据量，P争低发送所述恒定数据流的输出频率。15、根据权利要求12所述的传送恒定速率数据流的方法，其特征在于，所述根据本地的线路时钟将计算得出的所述恒定速率数据流输入所述第一网络设备的平均输入速率转换成发送所述恒定速率数据流的输出频率，控制所述恒定速率数据流的输出包括率控制字，将所述频率控制字输出到所述频率合成器，通过所述频率合成器的输出频率控制所述恒定数据流的输出。16、一种第一网络设备，其特征在于，包括第一接收单元，用于接收恒定速率数据流；第一计算单元，用于在每个基准时钟周期内，计算所述第一接收单元接收的恒定速率数据流的输入速率或所述输入速率与所述恒定速率数据流的标称速率的速率差；封装单元，用于将所述第一接收单元接收的恒定速率lt据流以比特为最小封装单位封装在GP0N封装;f莫式GEM帧中；所述GEM帧携带所述第一计算单元计算得出的输入速率或速率差的速率信息、且有效净荷的长度范围固定；第一GTC处理单元，用于将所述封装单元封装的GEM帧封装到传输汇聚层GTC帧后通过GP0N网络发送给第二网络设备。17、根据权利要求16所述第一网络设备，其特征在于，还包括物理时钟产生单元，用于产生两路物理时钟，一路物理时钟作为所述第一计算单元计算所述恒定速率数据流的输入速率的基准时钟，一路物理时钟作为所述GTC处理单元发送GTC帧的光载波的线路时钟。18、一种第二网络设备，其特征在于，包括第二GTC帧处理单元，用于接收GTC帧，从所述GTC帧中解封装出GEM帧；解封装单元，用于从所述第二GTC帧处理单元解封装出的GEM帧中解封装出恒定速率数据流、获取所述恒定速率数据流的速率信息；第二计算单元，用于根据所述解封装单元获取的速率信息定时计算所述恒定速率数据流输入第一网络设备的平均输入速率；第二发送单元，用于根据所述第二计算单元计算的平均输入速率控制所述恒定速率数据流的输出。19、根据权利要求18所述第二网络设备，其特征在于，所述第二发送单元包括緩存，用于存^:所述解封装单元解封装出的所述恒定速率凄t据流；频率合成器，用于根据所述第二计算单元计算的平均输入速率提供输出频率控制所述緩存中的恒定速率数据流的输出。20、根据权利要求18或19所述第二网络设备，其特征在于，所述第二GTC处理单元，还用于/人4妄收的所述GTC帧中恢复出所述第一网络设备的两路物理时钟，根据所述第一网络设备的两路物理时钟确定所述第二计算单元所述第二发送单元的基准时钟和/或线路时钟；所述第二计算单元，还用于通过根据所述緩存中的数据量提高或降低计算得出的所述平均输入速率以提高或降低所述第二发送单元发送所述恒定数据流的输出频率。21、一种传送恒定速率数据流的系统，所述恒定速率数据流从第一网络设备输入，经过吉比特无源光网络GPON，从第二网络设备输出，当所述第一网络设备为光线路终端时，所述第二网络设备为光网络单元，当所述第一网络设备为光网络单元时，所述第二网络设备为光线路终端，其特征在于，包括所述第一网络设备，用于接收恒定速率数据流，在每个基准时钟周期内，计算所述恒定速率it据流的输入速率或所述输入速率与所述恒定速率数据流的标称速率的速率差，将所述恒定速率数据流以比特为最小封装单位封装在GP0N封装模式GEM帧中，所述GEM帧携带所述输入速率或速率差的速率信息、且有效净荷的长度范围固定以及将所述GEM帧封装到传输汇聚层GTC帧后通过GPON网络发送给所述第二网络设备；所述第二网络设备，用于接收所述第一网络设备传送的所述GTC帧，从所述GTC帧中解封装出GEM帧，从所述GEM中帧解封装出恒定速率数据流、获耳又所述恒定速率数据流的速率信息，根据所述速率信息定时计算所述恒定速率数据流输入所述第一网络设备的平均输入速率，根据所述平均输入速率控制所述恒定速率数据流的输出。全文摘要本发明实施例涉及光网络通信
技术领域：
，公开一种传送恒定速率数据流的方法、设备及系统，以解决恒定速率数据流流经第一网络设备和第二网络设备之后的输出速率与输入速率不一致的问题。其中，第一网络设备传送恒定速率数据流包括接收恒定速率数据流；在每个基准时钟周期内，计算恒定速率数据流的输入速率或输入速率与恒定速率数据流的标称速率的速率差；将恒定速率数据流以比特为最小封装单位封装在GEM帧中，该GEM帧携带输入速率或速率差的速率信息、且有效净荷的长度范围固定；将GEM帧封装到GTC帧后通过GPON网络发送给第二网络设备。本发明实施例提供的技术方案可以广泛应用于吉比特无源光网络中。文档编号H04J3/16GK101674498SQ200810149580公开日2010年3月17日申请日期2008年9月12日优先权日2008年9月12日发明者周建林,昆李,邹世敏申请人:华为技术有限公司