CN101056253A - 以太网数据重组装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种以太网数据重组装置及方法。其中，该以太网数据重组装置包括：数据接收单元，用于接收吉比特无源光网络帧的数据；数据重组单元，用于根据数据重组表单元中存储的以太网数据中间变量将吉比特无源光网络帧的数据存储到数据缓存单元中的相应位置；数据重组表单元，用于存储以太网数据中间变量；以及数据缓存单元，用于存储数据接收单元接收的吉比特无源光网络帧的数据，以获取重组好的以太网数据。通过本发明，ONU和OLT可以将任意个数的数据帧进行间插处理，从而克服了对OLT和ONU不能把两个以上的数据帧进行间插处理的限制。

Description

以太网数据重组装置及方法
技术领域
本发明涉及通信领域，更具体地涉及一种以太网数据重组装置及方法。
背景技术
吉比特无源光网络(Gigabit Passive Optical Network，简称GPON)是光接入网中的一种技术，由光线路终端(Optical LineTerminal，简称OLT)、光分配网络(Optical Distribution Network，简称ODN)、和光网络单元(Optical Network Unit，简称ONU)三部分构成，在OLT和ONU之间通过无源光分配网络连接(如图1所示)。OLT和ONU之间采用GPON传输汇聚层(GPONTransmission Convergence，简称GTC)帧的格式进行数据传送，GTC帧的格式如图2所示。其中，在图2中，PLOu是上行物理层开销(Physical Layer Overhead upstream)的简称；PLOAMu是上行物理层操作管理维护(Physical Layer Operations，Administration andMaintenance upstream)的简称；PLSu是上行功率控制序号(PowerLeveling Sequence upstream)的简称；DBRu是上行动态带宽报告(Dynamic Bandwidth Report upstream)的简称；以及PCBd是下行物理控制块(Physical Control Block downstream)的简称。
其中，GTC帧的净荷部分可以承载各种用户数据类型，主要的承载协议是异步传输模式(Asynchronous Transfer Mode，简称ATM)和GPON封装模式(GPON Encapsulation Method，简称GEM)。GTC协议以透明方式承载GEM业务。其中，在下行方向，从OLT到ONU的帧在GEM净荷中传送；在上行方向，从ONU到OLT的业务帧在配置的GEM分配时隙上传送。
GEM帧结构如图3所示。GEM帧头由12位净荷长度指示符(Payload Length Indicator，简称PLI)、12位端口标识(Port ID)、3位净荷类型指示符(Payload Type Indicator，简称PTI)、和13位帧头差错控制(Head Error Control，简称HEC)组成。其中，PLI用来以字节为单位指示帧头后面的净荷长度L。由于PLI只有12比特，所以最多可指示4095字节。如果用户数据帧大于这个值，则必须要分成小于4095字节的碎片。Port ID用来提供无源光网络(Passive Optical Network，简称PON)中的4096个不同业务流标识，以实现业务流复用。PTI用于指示段净荷的内容类型和相应的处理方式，其的编码含义为：000，用户数据段不是帧尾；001，用户数据段是帧尾；100，操作管理和维护(Operations，Administrationand Maintenance，简称GEM OAM)不是帧尾；101，GEM OAM是帧尾；其余值，保留。HEC用来提供帧头的检错和纠错功能。
由于用户数据的帧长是随机的，所以GEM协议必须支持用户数据帧的分片，并在每个净荷碎片前面插入GEM帧头。GEM帧头中的PTI就是用于此目的。每个用户数据帧可以分为多个碎片，每个碎片之前附加一个帧头，PTI用来指示该碎片是否是用户帧的帧尾。
完整的以太网数据包封装到GEM的方式如图4所示。如果业务帧在配置的GEM分配时隙上不能完整发送的话，就需要对以太网数据进行分片，在相反的方向需要对分片后的数据进行重组，以恢复完整的以太网数据。GPON的协议要求每个ONU或者OLT至少有2个GEM重组器以支持时间紧急碎片的使用，协议推荐的重组器是基于分配标识符(Allocation Identifier，简称Alloc-ID)或传输容器(Transmission Container，简称T-CONT)的，每个Alloc-ID或T-CONT中可以有一个或多个Port-ID传输。这样的话就要求ONU和OLT不应该把两个以上的数据帧进行间插处理。
发明内容
鉴于以上所述的一个或多个问题，本发明公开了一种以太网数据重组装置及方法。
根据本发明的以太网数据重组装置包括：数据接收单元，用于接收吉比特无源光网络帧的数据；数据重组单元，用于根据数据重组表单元中存储的以太网数据中间变量将吉比特无源光网络帧的数据存储到数据缓存单元中的相应位置；数据重组表单元，用于存储以太网数据中间变量；以及数据缓存单元，用于存储数据接收单元接收的吉比特无源光网络帧的数据，以获取重组好的以太网数据。
其中，以太网数据中间变量包括以下变量中的至少一种：当前以太网数据重组好的长度、当前以太网数据的存储地址、当前以太网数据是否有错误的标识、以及当前以太网数据的循环冗余校验中间值。
其中，数据重组单元包括：变量查找单元，用于根据吉比特无源光网络帧的端口标识，在数据重组表单元中查找以太网数据中间变量；帧头去除单元，用于去除吉比特无源光网络帧的帧头；以及数据添加单元，用于根据以太网数据中间变量，将去除帧头后的吉比特无源光网络帧的数据存储到数据缓存单元中的相应位置。
其中，在当前以太网数据重组好的长度为0的情况下，数据重组单元将吉比特无源光网络帧的数据存储到数据缓存单元中的新位置。在当前以太网数据重组好的长度不为0的情况下，数据重组单元将吉比特无源光网络帧的数据存储到数据缓存单元中的与吉比特无源光网络帧的端口标识对应的位置。在吉比特无源光网络帧的净荷类型指示符为0的情况下，数据重组单元将重组后的以太网数据的长度写入数据重组表单元中。
根据本发明的以太网数据重组方法包括以下步骤：S702，接收吉比特无源光网络帧的数据；S704，根据数据重组表中存储的以太网数据中间变量将吉比特无源光网络帧的数据存储到数据缓存单元中的相应位置，以获取重组好的以太网数据。
其中，步骤S704包括以下步骤：S7042，根据吉比特无源光网络帧的端口标识，在数据重组表中查找以太网数据中间变量；S7044，去除吉比特无源光网络帧的帧头，并根据以太网数据中间变量将去除帧头后的吉比特无源光网络帧的数据存储到数据缓存单元中的相应位置。
其中，以太网数据中间变量包括以下变量中的至少一种：当前以太网数据重组好的长度、当前以太网数据的存储地址、当前以太网数据是否有错误的标识、以及当前以太网数据的循环冗余校验中间值。
其中，在当前以太网数据重组好的长度为0时，将吉比特无源光网络帧的数据存储到数据缓存单元中的新位置。在当前以太网数据重组好的长度不为0时，将吉比特无源光网络帧的数据存储到数据缓存单元中的与吉比特无源光网络帧的端口标识对应的位置。其中，在吉比特无源光网络帧的净荷类型指示符为0时，将重组后的以太网数据的长度写入数据重组表中。
综上所述，本发明通过为每个端口标识分配一个空间，来存储重组过程中以太网数据的中间变量，将GEM帧基于端口标识进行重组，从而将GEM帧重组成以太网数据。通过本发明，ONU和OLT可以将任意个数的数据帧进行间插处理，从而克服了对OLT和ONU不能把两个以上的数据帧进行间插处理的限制。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是GPON接入网络的结构示意图；
图2是GTC帧的格式示意图；
图3是GEM帧头和帧结构的示意图；
图4是以太网数据映射到GEM帧的帧结构示意图；
图5是根据本发明实施例的以太网数据重组装置的结构示意图；
图6是根据本发明实施例的数据重组表的结构示意图；
图7是根据本发明实施例的以太网数据重组方法的概括流程图；以及
图8是根据本发明实施例的以太网数据重组方法的详细流程图。
具体实施方式
下面参考附图，详细说明本发明的具体实施方式。
参考图5，说明根据本发明的以太网数据重组装置。如图5所示，该以太网数据重组装置包括：数据接收单元502，用于接收吉比特无源光网络帧的数据；数据重组单元504，用于根据数据重组表单元中存储的以太网数据中间变量将吉比特无源光网络帧的数据存储到数据缓存单元中的相应位置；数据重组表单元506，用于存储以太网数据中间变量；以及数据缓存单元508，用于存储数据接收单元接收的吉比特无源光网络帧的数据，以获取重组好的以太网数据。
其中，数据重组单元包括：变量查找单元，用于根据吉比特无源光网络帧的端口标识，在数据重组表单元中查找以太网数据中间变量；帧头去除单元，用于去除吉比特无源光网络帧的帧头；以及数据添加单元，用于根据以太网数据中间变量，将去除帧头后的吉比特无源光网络帧的数据存储到数据缓存单元中的相应位置。
其中，如图6所示，以太网数据中间变量包括：当前以太网数据重组好的长度、当前以太网数据存储的地址、当前以太网数据是否有错的标识、以及当前以太网数据循环冗余校验(CyclicRedundancy Check，简称CRC)的中间值。
其中，数据添加单元判断数据重组表单元中的当前以太网数据重组好的长度是否为0，如果为0，表示该GEM帧是以太网数据的第一个分片，将GEM帧的净荷部分写入以太网数据缓存单元中的新空间；如果数据重组表单元中的当前以太网数据重组好的长度不为0，则说明该GEM帧是以太网数据的另外一个分片，将GEM帧的净荷部分写入数据重组表单元中指定的以太网数据缓存单元的空间。判断PTI是否为0，如果为0，表示该以太网数据被分成了多个GEM帧，将重组好的数据长度写入数据重组表单元中，如果PTI为1，表示该GEM帧是以太网数据的最后一个分片，将GEM帧的净荷写入以太网数据缓存单元，从而完成了以太网数据的重组过程。
参考图7，说明根据本发明实施例的以太网数据重组方法的概括流程。如图7所示，该以太网数据重组方法包括以下步骤：S702，接收吉比特无源光网络帧的数据；S704，根据数据重组表中存储的以太网数据中间变量将吉比特无源光网络帧的数据存储到数据缓存单元中的相应位置，以获取重组好的以太网数据。
其中，步骤S704包括以下步骤：S7042，根据吉比特无源光网络帧的端口标识，在数据重组表中查找以太网数据中间变量；S7044，去除吉比特无源光网络帧的帧头，并根据以太网数据中间变量将去除帧头后的吉比特无源光网络帧的数据存储到数据缓存单元中的相应位置。
其中，以太网数据中间变量包括以下变量中的至少一种：当前以太网数据重组好的长度、当前以太网数据的存储地址、当前以太网数据是否有错误的标识、以及当前以太网数据的循环冗余校验中间值。
其中，在当前以太网数据重组好的长度为0时，将吉比特无源光网络帧的数据存储到数据缓存单元中的新位置。在当前以太网数据重组好的长度不为0时，将吉比特无源光网络帧的数据存储到数据缓存单元中的与吉比特无源光网络帧的端口标识对应的位置。其中，在吉比特无源光网络帧的净荷类型指示符为0时，将重组后的以太网数据的长度写入数据重组表中。
参考图8，说明根据本发明实施例的以太网数据重组方法的详细流程。首先，需要对数据重组表进行初始化，将当前以太网数据重组好的长度初始化为0、当前以太网数据的存储地址初始化为0、当前以太网数据是否有错的标识初始化为0、以及当前以太网数据CRC的中间值初始化为全1。如图8所示，该以太网数据重组方法包括以下步骤：
S802，接收GEM帧；
S804，提取GEM帧头携带的Port-ID、PTI、和PLI，并根据Port-ID查找数据重组表；
S806，判断从数据重组表中读出来的当前以太网数据重组好的长度是否为0，如果为0表示该GEM帧是以太网数据的第一个分片，跳到步骤S808，如果不为0，说明该GEM帧是以太网数据的另外一个分片，跳到步骤S814；
S808，读取GEM帧的净荷，并计算净荷的长度和CRC，将净荷写入数据缓存单元的新地址空间，并判断接收到的净荷长度和PLI的值是否匹配，如果匹配跳到步骤S810，否则跳到步骤S812；
S810，接收到的净荷长度和GEM帧头中携带的PLI指示长度一致，说明该GEM帧是正确的，将当前以太网数据是否有错误的标识置0，跳到步骤S816；
S812，接收到的净荷长度和GEM帧头中携带的PTI指示长度不一致，说明该GEM帧是错误的，将当前以太网数据是否有错误的标识置1，跳到步骤S816；
S814，判断从数据重组表中读出来的当前以太网数据错误标识是否为0，如果当前以太网数据错误标识为0，说明前一个GEM帧没有出错，将当前GEM帧的净荷以已经存储的以太网数据长度为偏移地址，写入到数据重组表中指定的数据缓存单元的地址空间，并判断接收到的净荷长度和PLI的值是否匹配，如果匹配跳到步骤S810，否则跳到步骤S812；如果当前以太网数据错误标识为1，说明前一个GEM帧已经出错，判断该GEM帧是否为最后一个分片，也就是判断PTI是否为1，如果是最后一个分片，以太网数据重组结束，跳到步骤S818，如果不是最后一个分片，说明以太网重组还没有结束，将当前以太网数据是否有错误的标识继续置1，将已经接收的以太网数据长度、以太网数据错误标识、当前以太网数据的存储地址以及CRC写入数据重组表，跳到步骤S802；
S816，判断GEM帧头携带的PTI是否为1，如果为1，说明该GEM帧是以太网数据的最后一个分片，跳到步骤S818，如果为0，说明以太网数据还没有结束，将已经接收的以太网数据长度、以太网数据错误标识、当前以太网数据的存储地址以及CRC写入数据重组表，跳到步骤S802；
S818，以太网数据重组结束，将数据重组表的所有表项复位。
综上所述，本发明通过为每个端口标识分配一个空间，来存储重组过程中以太网数据的中间变量，将GEM帧基于端口标识进行重组，从而将GEM帧重组成以太网数据。通过本发明，ONU和OLT可以将任意个数的数据帧进行间插处理，从而克服了对OLT和ONU不能把两个以上的数据帧进行间插处理的限制。
以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (12)

1.一种以太网数据重组装置，其特征在于，包括：
数据接收单元，用于接收吉比特无源光网络帧的数据；
数据重组单元，用于根据数据重组表单元中存储的以太网数据中间变量将所述吉比特无源光网络帧的数据存储到数据缓存单元中的相应位置；
所述数据重组表单元，用于存储所述以太网数据中间变量；以及
所述数据缓存单元，用于存储所述数据接收单元接收的所述吉比特无源光网络帧的数据，以获取重组好的以太网数据。
2.根据权利要求1所述的以太网数据重组装置，其特征在于，所述以太网数据中间变量包括以下变量中的至少一种：当前以太网数据重组好的长度、当前以太网数据的存储地址、当前以太网数据是否有错误的标识、以及当前以太网数据的循环冗余校验中间值。
3.根据权利要求2所述的以太网数据重组装置，其特征在于，所述数据重组单元包括：
变量查找单元，用于根据所述吉比特无源光网络帧的端口标识，在所述数据重组表单元中查找所述以太网数据中间变量；
帧头去除单元，用于去除所述吉比特无源光网络帧的帧头；以及
数据添加单元，用于根据所述以太网数据中间变量，将去除帧头后的吉比特无源光网络帧的数据存储到所述数据缓存单元中的相应位置。
4.根据权利要求3所述的以太网数据重组装置，其特征在于，所述数据重组单元在当前以太网数据重组好的长度为0的情况下，将所述吉比特无源光网络帧的数据存储到所述数据缓存单元中的新位置。
5.根据权利要求3所述的以太网数据重组装置，其特征在于，所述数据重组单元在当前以太网数据重组好的长度不为0的情况下，将所述吉比特无源光网络帧的数据存储到所述数据缓存单元中的与所述吉比特无源光网络帧的端口标识对应的位置。
6.根据权利要求3所述的以太网数据重组装置，其特征在于，所述数据重组单元在所述吉比特无源光网络帧的净荷类型指示符为0的情况下，将重组后的以太网数据的长度写入所述数据重组表单元中。
7.一种以太网数据重组方法，其特征在于，包括以下步骤：
S702，接收吉比特无源光网络帧的数据；
S704，根据数据重组表中存储的以太网数据中间变量将所述吉比特无源光网络帧的数据存储到数据缓存单元中的相应位置，以获取重组好的以太网数据。
8.根据权利要求7所述的以太网数据重组方法，其特征在于，所述步骤S704包括以下步骤：
S7042，根据所述吉比特无源光网络帧的端口标识，在所述数据重组表中查找所述以太网数据中间变量；
S7044，去除所述吉比特无源光网络帧的帧头，并根据所述以太网数据中间变量将去除帧头后的所述吉比特无源光网络帧的数据存储到所述数据缓存单元中的相应位置。
9.根据权利要求8所述的以太网数据重组方法，其特征在于，所述以太网数据中间变量包括以下变量中的至少一种：当前以太网数据重组好的长度、当前以太网数据的存储地址、当前以太网数据是否有错误的标识、以及当前以太网数据的循环冗余校验中间值。
10.根据权利要求9所述的以太网数据重组方法，其特征在于，在当前以太网数据重组好的长度为0时，将所述吉比特无源光网络帧的数据存储到所述数据缓存单元中的新位置。
11.根据权利要求9所述的以太网数据重组方法，其特征在于，在当前以太网数据重组好的长度不为0时，将所述吉比特无源光网络帧的数据存储到所述数据缓存单元中的与所述吉比特无源光网络帧的端口标识对应的位置。
12.根据权利要求9所述的以太网数据重组方法，其特征在于，在所述吉比特无源光网络帧的净荷类型指示符为0时，将重组后的以太网数据的长度写入所述数据重组表中。
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