用于吉比特无源光网络的分段重组方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于吉比特无源光网络的分段重组方法，将多条并行流水线减少成一条，包括如下步骤：a)实时监测用户数据长度；b)根据系统数据总线宽度，填充用户数据，使用户数据与系统数据总线宽度对齐；c)最后将客户端数据分离成GEM有效负载；所述光网络单元使用指令级并行化以及任务级并行化处理方法，所述业务数据通过通道或先入先出队列进行彼此通信，并部署环路级流水线以及迭代的模块调度。本发明提供的用于吉比特无源光网络的分段重组方法，能够实现更高传输速率，并简化硬件资源使用和研发周期，且不会影响系统性能。
【专利说明】用于吉比特无源光网络的分段重组方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种数据包分段重组方法，尤其涉及一种用于吉比特无源光网络的分段重组方法。
【背景技术】
[0002]吉比特无源光网络(GPON)为当前流行的光接入网络技术之一。GPON使用的是单点对多点网络架构并且提供单一的网络拓扑，借助于传输容器(TCONT)以及动态带宽分配(DBA)来提供具有QoS的数据、语音以及视频服务。
[0003]GPON能够支持旧版的TDM服务以及不断增加的亟需带宽的应用，诸如经由IP的高清晰度电视。它还可以被看做是得到广泛认可的用于实施下一代接入(NGA)网络的候选方案，能够供应10吉比特/秒的下游以及小于等于该速率的上游。实施10吉比特/秒所须克服的技术挑战已得到解决。除了供应可靠且高质量的接入网络服务，实现成本划算的实施方案仍然是业界所面临的一大挑战。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是提供一种用于吉比特无源光网络的分段重组方法，能够实现更高传输速率，并简化硬件资源使用和研发周期，且不会影响系统性能。
[0005]本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种用于吉比特无源光网络的分段重组方法，将多条并行流水线减少成一条，包括如下步骤:a)实时监测用户数据长度山)根据系统数据总线宽度，填充用户数据，使用户数据与系统数据总线宽度对齐；c)最后将客户端数据分离成GEM有效负载。
[0006]上述的用于吉比特无源光网络的分段重组方法，其中，所述光网络单元使用指令级并行化以及任务级并行化处理方法，所述业务数据通过通道或先入先出队列进行彼此通信，并部署环路级流水线以及迭代的模块调度。
[0007]本发明对比现有技术有如下的有益效果:本发明提供的用于吉比特无源光网络的分段重组方法，通过两个FPGA板构建光网络单元和光线路终端进行全集模拟，通过数据包填充避免并行化流水线处理时的分段重组，将多条并行流水线减少成一条，从而实现更高传输速率，并简化硬件资源使用和研发周期，且不会影响系统性能。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1为本发明用于吉比特无源光网络的分段重组方法结构示意图；
[0009]图2为吉比特无源光网络中的流水线以及并行性的使用简化示意图；
[0010]图3为吉比特无源光网络的分段重组的时隙偏移FSM示意图。
【具体实施方式】
[0011]下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。[0012]图1为本发明用于吉比特无源光网络的分段重组方法结构示意图。
[0013]请参见图1，本发明提供的用于吉比特无源光网络的分段重组方法，采用两个FPGA板相连构成一个光网络单元；采用两个FPGA板相连构成一个光线路终端；所述两个FPGA板之间的数据传输速率为1.24吉比特/秒；将多个光网络单元和光线路终端通过单模光纤和无源分光器相连组成GPON系统；所述FPGA板均连接至以太网客户端，用于接收数据、语音以及视频源，并产生具有不同的交错以及不同的帧大小的上游业务，以模拟光网络单元；所述光网络单元使用指令级并行化以及任务级并行化处理方法，所述业务数据通过通道或先入先出队列进行彼此通信，并部署环路级流水线以及迭代的模块调度；本发明采用千兆无源光网络封装方法(GEM)帧结构，包括:GEM帧头部分和GEM帧有效负载部分，将多条并行流水线减少成一条，具体包括如下步骤:
[0014]步骤S1:实时监测用户数据长度；
[0015]步骤S2:根据系统数据总线宽度，填充(padding)用户数据，使用户数据与系统数据总线宽度对齐；
[0016]步骤S3:最后将客户端数据分离成GEM有效负载。
[0017]在GPON模拟器中 所使用的并行性以及流水线的常见技术如下:在该GPON模拟器中使用了指令级并行化(instruction level parallelization)以及任务级并行化(tasklevel parallelization)。前者是基于空间的，属于最低级别的并行化，而后者是基于逻辑的，其中任务是通过通道或先入先出(FIFO)来彼此通信的。密集地部署了环路级流水线以及迭代的模块调度，这些环路级流水线将在当前环路终止之前启动一个新的环路迭代。如图2所示，该流水线具有四个时钟循环的延迟，使得当分离器在准备需要发送的“当前”数据时，RocketIO实际上正在发送“过去”的数据，该“过去”的数据已经在该流水线内被延迟。从另一面来看，当RocketIO发送“当前”数据时，该分离器必须计算并准备将要在四个时钟循环之后发送的“未来”数据。
[0018]本发明通过全功能GPON模拟器的说明，它可以在实施由GPON标准(G.984.3)所规定的裂分时对付不同的包偏移。该GPON模拟器需要与所提出的分段重组方法进行比较。符合标准的设计的实施方案表明了所需要的实质性工作，这可能构成了商业开发的大部分成本，此外，密集的流水线以及并行性将使得面积与功率更多地影响在面积、功率与时钟速率之间的取舍。最终，这种复杂性产生了困难，困难在于在满足在设计上的实时约束条件的同时实施高速I/O系统来支持10吉比特/秒数据流。
[0019]取决于实际需要，在分段重组方法流程中存在两个主要问题，这两个主要问题影响了并行性以及流水线的实施，即偏移(offset)和裂分(fragmentation)。第一个问题(偏移)是由在与如在从串行到并行转换以及随后的流水线中所使用的硬件数据宽度相比较时，连续接收的数据的不同的字节偏移所导致的。当以太网帧被考虑来表示到达的客户端数据时，分离器将根据每一数据栏位的长度来分配时隙。如果所分配的时隙与数据总线宽度对准，那么时隙偏移将总为零，否则它将为在方程式I中所示出的X中的任一者。《(1是以比特计的数据宽度。
[0020]
【权利要求】
1.一种用于吉比特无源光网络的分段重组方法，其特征在于，将多条并行流水线减少成一条，包括如下步骤: a)实时监测用户数据长度； b)根据系统数据总线宽度，填充用户数据，使用户数据与系统数据总线宽度对齐； c)最后将客户端数据分离成GEM有效负载。
2.如权利要求1所述的用于吉比特无源光网络的分段重组方法，其特征在于，所述光网络单元使用指令级并行化以及任务级并行化处理方法，所述业务数据通过通道或先入先出队列进行彼此通信，并部署环路级流水线以及迭代的模块调度。
【文档编号】H04J3/16GK103532653SQ201310479871
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年10月15日 优先权日:2013年10月15日
【发明者】秦轶轩 申请人:南京艾科朗克信息科技有限公司