CN100581090C - 数据帧的切片方法和光网络单元 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了数据帧的切片方法，包括：获取参数组，所述参数组包括，吉比特无源光网络上行传输容器TCONT的可用带宽、待处理数据帧的剩余帧长和TCONT缓存器的数据帧长；获得所述参数组中的最小参数，以所述最小参数作为切片长度对所述待处理数据帧进行切片。相应的，本发明进一步公开了光网络单元。本发明可以实现对数据帧进行灵活的切片，提高带宽利用率。
Description
技术领域
本发明涉及数据帧切片技术，尤其涉及吉比特无源光网络上行业务数据帧的切片方法和光网络单元。
背景技术
随着宽带业务的推广，吉比特无源光网络(Gigabit-capable Passive OpticalNetworks，GPON)得到了快速的发展；与点到点光接入相比，GPON局端用一根光纤，即可分成数十路光纤连接用户，GPON技术大大降低建网成本。请参考图1，为GPON***示意图。GPON***由三个部分组成：光线路终端101(Optical Line Termination，OLT)、光分路器102和光网络单元/光网络终端103(Optical Network Unit，ONU/Optical Network Termination，ONT)。OLT 101为GPON***提供网络侧接口(SNI)，与光分路器102相连。光分路器102为纯光的模块，不涉及电信号的处理。ONU/ONT 103为GPON***提供用户侧接口(UNI)，与光分路器102相连。如果ONU直接提供用户端口功能，如PC上网用的以太网用户端口，则将这种ONU称为ONT；为描述的简洁，在本说明书中，将ONU/ONT统称为ONU。
在GPON***中，ONU先对待处理数据帧进行切片，把切出来的数据帧封装成GPON封装模式(GPON Encapsulation Mode，GEM)帧，然后采用时分复用技术，把GEM帧发送到OLT。在现有技术中，通过以下方法对待处理数据帧进行切片：预置固定的切片长度，从GPON上行传输容器(GPONTransmission Container，TCONT)中读取待处理数据帧，按预置的固定切片长度对待处理数据帧进行切片。采用固定切片长度对数据帧进行切片时，带宽利用率为A/(A+5)，其中A为固定切片长度，单位为字节，5表示GEM帧头长度为5字节；当A取较小值时，带宽利用率不高，而当A取较大值时，如果当前用于传输GEM帧的带宽小于(A+5)，则无法利用该带宽。可见，采用固定切片长度对数据帧进行切片的方法不够灵活，可能导致带宽利用率不高。
发明内容
本发明实施例要解决的技术问题是提供数据帧的切片方法和光网络单元，以实现对数据帧进行灵活的切片。
为解决上述技术问题，本发明实施例的目的是通过以下技术方案实现的：
一种数据帧的切片方法，包括：获取参数组，参数组包括，吉比特无源光网络上行传输容器TCONT的可用带宽、待处理数据帧的剩余帧长和TCONT缓存器的数据帧长；其中，TCONT的可用带宽是在进行切片前，根据吉比特无源光网络传输汇聚子层单元收到光线路终端下发的带宽信息，计算得到当前TCONT可用于传输吉比特无源光网络封装模式帧的带宽，并将该带宽减去吉比特无源光网络封装模式帧头长度后获得的；待处理数据帧的剩余帧长是将待处理数据帧的总帧长减去该帧已被切片的帧长后获得的；TCONT缓存器的数据帧长是指在进行切片前，TCONT缓冲器存储的数据帧总字节数；获得参数组中的最小参数，以最小参数作为切片长度对待处理数据帧进行切片。一种光网络单元，包括：TCONT缓冲器，用于存储待处理数据帧；参数获取单元，用于获取参数组，参数组包括，TCONT的可用带宽、待处理数据帧的剩余帧长和TCONT缓存器的数据帧长；其中，TCONT的可用带宽是在进行切片前，根据吉比特无源光网络传输汇聚子层单元收到光线路终端下发的带宽信息，计算得到当前TCONT可用于传输吉比特无源光网络封装模式帧的带宽，并将该带宽减去吉比特无源光网络封装模式帧头长度后获得的；待处理数据帧的剩余帧长是将待处理数据帧的总帧长减去该帧已被切片的帧长后获得的；TCONT缓存器的数据帧长是指在进行切片前，TCONT缓冲器存储的数据帧总字节数；最小参数获得单元，用于获得参数获取单元获取的参数组中的最小参数，并发送最小参数；切片单元，用于接收最小参数获得单元发送的最小参数，从TCONT缓冲器中读取待处理数据帧，以最小参数作为切片长度对待处理数据帧进行切片。
从以上技术方案可以看出，本发明实施例中，ONU获取参数组，参数组包括，吉比特无源光网络上行传输容器TCONT的可用带宽、待处理数据帧的剩余帧长和TCONT缓存器的数据帧长；进一步获得参数组中的最小参数，以最小参数作为切片长度对待处理数据帧进行切片；本技术方案可以实现对数据帧进行灵活的切片；如果采用固定切片长度对数据帧进行切片，当TCONT的可用带宽比固定切片长度小时，则***空闲帧，而本技术方案可以把TCONT的可用带宽作为切片长度进行切片，从而充分利用了TCONT的带宽，提高带宽利用率。
附图说明
图1为现有技术的GPON***示意图；
图2为本发明实施例的ONU发送GEM帧的流程图；
图3为本发明实施例的GEM帧结构示意图；
图4为本发明实施例的ONU结构示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供数据帧的切片方法和光网络单元。ONU获取参数组，参数组包括，吉比特无源光网络上行传输容器TCONT的可用带宽、待处理数据帧的剩余帧长和TCONT缓存器的数据帧长；进一步获得参数组中的最小参数，以最小参数作为切片长度对待处理数据帧进行切片；如果最小参数为待处理数据帧的剩余帧长，则以待处理数据帧的剩余帧长作为切片长度对待处理数据帧进行切片；如果最小参数为TCONT缓存器的数据帧长，则以TCONT缓存器的数据帧长作为切片长度对待处理数据帧进行切片。
请参考图2，为本发明实施例的ONU发送GEM帧的流程图；以下结合该流程图，对本发明实施例进行详细的描述。
步骤201.ONU获得待处理数据帧，并写入TCONT缓存器中。
上述待处理数据帧包括，时分复用(Time Division Multiplexing，TDM)数据帧、以太网(Ethernet)数据帧和ONU管理控制界面(ONU Management andControl Interface，OMCI)数据帧。需要说明的是，除上述3种数据帧外，其它在GPON网络中传输的数据帧也可以使用本发明实施例的方法，凡GPON网络中传输的数据帧使用本发明的思路实现本发明的目的，均属于本发明保护的范围。
其中，ONU内部产生OMCI数据帧，OMCI数据帧用于ONU与OLT之间传输操作管理维护信息；与ONU相连的语音设备或其它设备向ONU发送TDM数据帧；与ONU相连的以太网设备或其它设备向ONU发送Ethernet数据帧。ONU获得待处理数据帧后，为待处理数据帧打上帧类型和帧长等标记，并把待处理数据帧存入TCONT缓存器中。上述TCONT缓存器可为一组固定深度的物理缓存。
步骤202.为了提高ONU的处理效率，ONU对待处理数据帧的类型进行识别；如果待处理数据帧为TDM数据帧或OMCI数据帧，继续步骤204，即不进行切片，当TDM数据帧或OMCI数据帧已完全写入TCONT缓冲器时，直接进行GEM封装；如果待处理数据帧为Ethernet数据帧，继续步骤203，即先进行切片，再进行GEM封装。
步骤203.ONU对待处理的数据帧进行切片。
ONU获取参数组，参数组包括，吉比特无源光网络上行传输容器TCONT的可用带宽、待处理数据帧的剩余帧长和TCONT缓存器的数据帧长。
TCONT的可用带宽指，进行切片前，根据GPON传输汇聚子层(GPONTransmission Convergence layer，GTC)单元收到OLT下发的带宽信息，计算得出当前TCONT可以用于传输GEM帧的带宽，并将该带宽减去GEM帧头长度；TCONT的可用带宽可以看成允许发送待发送数据帧的最大长度。比如，计算得出当前TCONT传输带宽为500个字节，则TCONT的可用带宽为500-5＝495个字节；如果以200个字节为切片长度，则经过一次切片后，TCONT的可用带宽为，495-200-5＝290个字节；其中，GEM帧头长度为5个字节。上述OLT下发的带宽可以是固定的，也可以是动态调整的。
待处理数据帧的剩余帧长指，待处理数据帧的总帧长减去该帧已被切片的帧长；如果待处理数据帧为第一次被切片，则待处理数据帧的剩余帧长为待处理数据帧的总帧长。待处理数据帧从TCONT缓存器中读出时，第一个被读出的数据中有帧长的指示信息；在本实施例中，切片(CUT)单元会将数据帧的帧长记录在一个帧长计数器中，每读出一次数据帧就从帧长计数器中减去读出数据帧的长度；数据帧被切片后，帧长计数器的值为该数据帧下一次切片的待处理数据帧的剩余帧长。
TCONT缓存器的数据帧长指，进行切片前，TCONT缓冲器存储的数据帧总字节数。TCONT缓存器存储的数据帧是动态的，一方面，ONU不断地把新获得的数据帧写入TCONT缓冲器中，另一方面，切片单元不断的把数据帧从TCONT缓冲器中读出。
ONU获得上述参数组中的最小参数，并以该最小参数作为切片长度，对待处理数据帧进行切片。在本发明实施例中，参数组中的3个参数以字节为单位。可以理解的是，获得最小参数的方法很多，比如，使用比较的方法，从3个参数中得到最小参数。
为保证切片的效率，在本实施例的基础上的另一个实施例为：预置最小切片长度；ONU获得上述参数组中的最小参数时，如果最小参数为TCONT的可用带宽，则以TCONT的可用带宽作为切片长度对待处理数据帧进行切片；如果最小参数为待处理数据帧的剩余帧长，则以待处理数据帧的剩余帧长作为切片长度对待处理数据帧进行切片；如果最小参数为TCONT缓存器的数据帧长，则判断TCONT缓存器的数据帧长是否不小于预置的最小切片长度，如果是，以TCONT缓存器的数据帧长作为切片长度对待处理数据帧进行切片，否则，不对待处理数据帧进行切片。可以理解的是，最小切片长度可以根据实际情况进行调整。
以下对本发明实施例的带宽利用率进行举例说明。计算得出当前TCONT传输带宽为160字节，则TCONT的可用带宽为160-5＝155字节；待处理数据帧的剩余帧长为500字节；TCONT缓存器的数据帧长为500字节。如果采用切片长度固定为80字节的固定长度切片方法，第一次被切的数据帧长度为80字节，切片后TCONT的可用带宽为155-80-5＝70字节，小于固定长度无法继续进行切片，则***空闲(IDLE)帧，带宽利用率为80/160＝50％。如果采用本发明实施例的切片方法，以下3个参数中：TCONT的可用带宽、待处理数据帧的剩余帧长和TCONT缓存器的数据帧长，TCONT的可用带宽最小，故以TCONT的可用带宽作为切片长度进行切片，带宽利用率为155/160＝97％，可见本技术方案可以提高带宽利用率。
步骤204.ONU把数据帧封装成GEM帧。
请参考图3，为本发明实施例的GEM帧结构示意图。其中，载荷长度指示(Payload Length Indicator，PLI)用于指示碎片载荷的长度；业务端口号(PORT ID)用于代表数据帧的业务类型；载荷类型指示(Payload TypeIndicator，PTI)用于指示GEM帧的类型；GEM帧头校验纠错(Header ErrorControl，HEC)用于进行差错校验；碎片载荷(Fragment Payload)用于装载待处理数据帧。
上述PLI占用12个比特，PORT ID占用12个比特，PTI占用3比特，HEC占用13个比特，这4个域总共占用5个字节，合称为GEM帧头。ONU把待处理数据帧写入GEM帧的碎片载荷中，并修改GEM帧头的参数，然后发送到GTC单元。
步骤205.GTC单元向光线路终端发送GEM帧。GTC单元使用时分复用技术，在上行方向分配的时间段，把步骤204中封装的GEM帧发送到OLT。
可以理解的是，采用步骤201至步骤205的实施例为本发明的一个实施例；采用步骤201，步骤203至步骤205可以组成本发明的另一个实施例，在该实施例中，ONU不对待处理数据帧的类型进行识别，全部待处理数据帧先进行切片再进行GEM封装。
请参考图4，为本发明实施例的ONU结构示意图。该ONU 400包括数据帧识别单元401、参数获取单元402、最小参数获得单元403、TCONT缓冲器405、切片单元404、GEM帧封装单元406和GTC单元407。
数据帧识别单元401，用于识别待处理数据帧的类型，如果识别出待处理数据帧为以太网数据帧，则通知参数获取单元402获取参数组。
参数获取单元402，用于获取参数组，所述参数组包括，TCONT的可用带宽、待处理数据帧的剩余帧长和TCONT缓存器的数据帧长。
最小参数获得单元403，用于获得参数获取单元402获取的参数组中的最小参数，并发送最小参数。
TCONT缓冲器405，用于存储待处理数据帧。
切片单元404，用于接收最小参数获得单元403发送的最小参数，从TCONT缓冲器405中读取待处理数据帧，以最小参数作为切片长度对待处理数据帧进行切片。
GEM帧封装单元406，用于把切片单元404切出来的数据帧封装成GEM帧，并发送该GEM帧。
GTC单元407，用于接收到GEM帧封装单元发送的GEM帧时，向光线路终端发送GEM帧。
ONU300获得待处理数据帧后，为待处理数据帧打上帧类型和帧长等标记，写入TCONT缓存器中。上述待处理数据帧包括，TDM数据帧、Ethernet数据帧和OMCI数据帧。需要说明的是，除上述3种数据帧外，其它在GPON网络中传输的数据帧也可以使用本发明实施例的ONU，凡GPON网络中传输的数据帧使用本发明的思路实现本发明的目的，均属于本发明保护的范围。数据帧识别单元401对待处理数据帧的类型进行识别，如果识别出待处理数据帧为以太网数据帧，则通知参数获取单元402获取参数组。参数获取单元402用于获取参数组，所述参数组包括，TCONT的可用带宽、待处理数据帧的剩余帧长和TCONT缓存器的数据帧长。最小参数获得单元403获得参数获取单元402获取的参数组中的最小参数；切片单元404接收最小参数获得单元403发送的最小参数，从TCONT缓冲器405中读取待处理数据帧，以最小参数作为切片长度对待处理数据帧进行切片。GEM帧封装单元406把切片单元404切出来的数据帧封装成GEM帧。GTC单元407向光线路终端发送GEM帧封装单元406封装的GEM帧。
为了保证切片的效率，在本实施例的基础上的另一个实施例为：上述最小参数获得单元403包括参数处理单元和参数发送单元。参数处理单元，用于获得参数获取单元402获取的参数组中的最小参数，并向参数发送单元发送最小参数。参数发送单元，用于接收参数处理单元发送的最小参数，如果最小参数为TCONT的可用带宽，则发送最小参数；如果最小参数为待处理数据帧的剩余帧长，则发送最小参数；如果最小参数为TCONT缓存器的数据帧长，则判断TCONT缓存器的数据帧长是否不小于预置的最小切片长度，如果是，发送最小参数。预置最小切片长度，最小参数获得单元403获得参数获取单元402获取的参数组中的最小参数时，如果最小参数为TCONT的可用带宽，则发送最小参数；如果最小参数为待处理数据帧的剩余帧长，则发送最小参数；如果最小参数为TCONT缓存器的数据帧长，则判断TCONT缓存器的数据帧长是否不小于预置的最小切片长度，如果是，发送最小参数；切片单元404根据该最小参数进行切片。
可以理解的是，包括数据帧识别单元401、参数获取单元402、最小参数获得单元403、TCONT缓冲器405、切片单元404、GEM帧封装单元406和GTC单元407的ONU，为本发明的一个实施例；包括参数获取单元402、最小参数获得单元403、TCONT缓冲器405、切片单元404、GEM帧封装单元406和GTC单元407的ONU，为本发明的另一个实施例，在该实施例中，不对待处理数据帧的类型进行识别，全部待处理数据帧先进行切片再进行GEM封装。
从以上技术方案可以看出，本发明实施例中，ONU获取参数组，参数组包括，吉比特无源光网络上行传输容器TCONT的可用带宽、待处理数据帧的剩余帧长和TCONT缓存器的数据帧长；进一步获得参数组中的最小参数，以最小参数作为切片长度对待处理数据帧进行切片；本技术方案可以实现对数据帧进行灵活的切片；如果采用固定切片长度对数据帧进行切片，当TCONT的可用带宽比固定切片长度小时，则***空闲帧，而本技术方案可以把TCONT的可用带宽作为切片长度进行切片，从而充分利用了TCONT的带宽，提高带宽利用率。
进一步，本技术方案中，预置最小切片长度，对于以下3个参数，TCONT的可用带宽、待处理数据帧的剩余帧长和TCONT缓存器的数据帧长，如果最小参数为TCONT缓存器的数据帧长，则判断TCONT缓存器的数据帧长是否不小于预置的最小切片长度，如果是，以TCONT缓存器的数据帧长作为切片长度对待处理数据帧进行切片；从而保证切片的效率。
进一步，本技术方案中，对待处理数据帧的类型进行识别，如果待处理数据帧为TDM数据帧或OMCI数据帧，不进行切片，直接进行GEM封装，如果待处理数据帧为Ethernet数据帧，先进行切片，再进行GEM封装；从而提高ONU的处理效率。
需要说明的是，GPON为无源光网络(Passive Optical Network，PON)领域的其中一种技术，不排除可以将本发明的数据帧切片方法和光网络单元应用到PON领域的其它技术中。
以上对本发明实施例所提供的数据帧的切片方法和光网络单元进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种数据帧的切片方法，其特征在于，包括：
获取参数组，所述参数组包括，吉比特无源光网络上行传输容器TCONT的可用带宽、待处理数据帧的剩余帧长和TCONT缓存器的数据帧长；所述TCONT的可用带宽是在进行切片前，根据吉比特无源光网络传输汇聚子层单元收到光线路终端下发的带宽信息，计算得到当前TCONT可用于传输吉比特无源光网络封装模式帧的带宽，并将该带宽减去吉比特无源光网络封装模式帧头长度后获得的；所述待处理数据帧的剩余帧长是将待处理数据帧的总帧长减去该帧已被切片的帧长后获得的；所述TCONT缓存器的数据帧长是指在进行切片前，TCONT缓冲器存储的数据帧总字节数；
获得所述参数组中的最小参数，以所述最小参数作为切片长度对所述待处理数据帧进行切片。
2.根据权利要求1所述的切片方法，其特征在于，所述以所述最小参数作为切片长度对所述待处理数据帧进行切片为：
如果所述最小参数为所述TCONT的可用带宽，则以所述TCONT的可用带宽作为切片长度对所述待处理数据帧进行切片；如果所述最小参数为所述待处理数据帧的剩余帧长，则以所述待处理数据帧的剩余帧长作为切片长度对所述待处理数据帧进行切片；如果所述最小参数为所述TCONT缓存器的数据帧长，则判断所述TCONT缓存器的数据帧长是否不小于预置的最小切片长度，如果是，以所述TCONT缓存器的数据帧长作为切片长度对所述待处理数据帧进行切片。
3.根据权利要求1所述的切片方法，其特征在于，所述进行切片后，把切出来的数据帧封装成吉比特无源光网络封装模式GEM帧。
4.根据权利要求3所述的切片方法，其特征在于，所述封装GEM帧后，向光线路终端发送所述GEM帧。
5.根据权利要求1至4任意一项所述的切片方法，其特征在于，所述获取参数组前，进一步包括：确定待处理数据帧为以太网数据帧。
6.一种光网络单元，其特征在于，包括：
TCONT缓冲器，用于存储待处理数据帧；
参数获取单元，用于获取参数组，所述参数组包括，TCONT的可用带宽、待处理数据帧的剩余帧长和TCONT缓存器的数据帧长；所述TCONT的可用带宽是在进行切片前，根据吉比特无源光网络传输汇聚子层单元收到光线路终端下发的带宽信息，计算得到当前TCONT可用于传输吉比特无源光网络封装模式帧的带宽，并将该带宽减去吉比特无源光网络封装模式帧头长度后获得的；所述待处理数据帧的剩余帧长是将待处理数据帧的总帧长减去该帧已被切片的帧长后获得的；所述TCONT缓存器的数据帧长是指在进行切片前，TCONT缓冲器存储的数据帧总字节数；
最小参数获得单元，用于获得所述参数获取单元获取的参数组中的最小参数，并发送所述最小参数；
切片单元，用于接收所述最小参数获得单元发送的最小参数，从所述TCONT缓冲器中读取待处理数据帧，以所述最小参数作为切片长度对所述待处理数据帧进行切片。
7.根据权利要求6所述的光网络单元，其特征在于，所述最小参数获得单元包括：
参数处理单元，用于获得所述参数获取单元获取的参数组中的最小参数，并向参数发送单元发送所述最小参数；
参数发送单元，用于接收所述参数处理单元发送的最小参数，如果所述最小参数为所述TCONT的可用带宽，则发送所述最小参数；如果所述最小参数为所述待处理数据帧的剩余帧长，则发送所述最小参数；如果最小参数为所述TCONT缓存器的数据帧长，则判断所述TCONT缓存器的数据帧长是否不小于预置的最小切片长度，如果是，发送所述最小参数。
8.根据权利要求6所述的光网络单元，其特征在于，进一步包括：
GEM帧封装单元，用于把所述切片单元切出来的数据帧封装成GEM帧，并发送所述GEM帧。
9.根据权利要求8所述的光网络单元，其特征在于，进一步包括：
GTC单元，用于接收到所述GEM帧封装单元发送的GEM帧时，向光线路终端发送所述GEM帧。
10.根据权利要求6至9任意一项所述的光网络单元，其特征在于，进一步包括：
数据帧识别单元，用于识别待处理数据帧的类型，如果识别出所述待处理数据帧为以太网数据帧，则通知所述参数获取单元获取参数组。
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