CN101072141A - 以太网接入转换装置、复用网关设备及接入转换方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种连接在用来进行节点接入的接入装置与网关设备之间的以太网接入转换装置，包括接入物理侧端口单元、复用转换单元和网关侧物理端口单元，其中接入侧物理端口单元用来在接入装置一侧的物理层信号与其中承载的复用物理层载荷之间进行转换；网关侧物理端口单元用来在网关设备一侧的物理层信号与其中承载的以数据帧为单位的物理层载荷之间进行转换；复用转换单元用来在复用物理层载荷与以数据帧为单位的物理层载荷之间进行转换。本发明通过融合复用技术和以太网技术，提供了一种以太网宽带接入系统的组网方案，能够大幅降低宽带接入成本，简化接入网络架构，提供高速可靠的接入速率。

Description

以太网接入转换装置、复用网关设备及接入转换方法

技术领域

本发明涉及以太网接入技术，尤其涉及一种以太网接入装置、复用网关设备及复用接入方法。

背景技术

随着互联网的高速发展，尤其是IPTV(Internet Protocol Television，交互式网络电视)等新业务的兴起，终端用户最后一公里的接入问题又成为新业务开展的瓶颈。当前的主流接入技术ADSL(Asymmetrical Digital SubscriberLoop，非对称数字用户线环路)显然不能提供足够的带宽支持，因此业界目前正在研究VDSL(Very High Bit-Rate Digital Subscriber Loop，甚高速数字用户线)和ADSL2+(ITU标准G.992.5)等技术以期解决上述问题，但目前这些新技术由于技术尚不够成熟，商业应用平均到每个用户成本依然较高，服务提供商并不敢贸然采用。因此，目前宽带接入市场仍然以ADSL接入为主。

以太网技术已经发展得非常成熟，并且随着芯片厂商的技术进步，其传输距离大幅上升，这为以太网应用于宽带接入带来了新的机会。现有技术中，用于接入宽带终端用户的以太网接入系统的典型结构如图1所示，由二层交换机用作接入设备、三层交换机用作网关，接入终端通过二层交换机接入网关。二层交换机在用户和网关之间进行二层转发，完成各个接入终端之间的二层隔离，其他工作如QoS(Quality of Service，服务质量)等均可以在网关处完成。

在宽带接入领域，每个用户的平均带宽比较低，例如10M(兆)带宽可以满足80％以上的宽带接入应用。而以太网产品如MAC(Media AccessControl，媒介接入控制)芯片、长距离传输介质的带宽已经发展到满足企业网应用的1G(吉)、10G，并且其价格相对于带宽具有相当的优势。但将这些产品直接应用于宽带接入会造成带宽的巨大浪费。

现有技术中利用复用技术来解决以太网传输中物理链路的成本问题，能够在一定程度上降低以太网接入系统的组网成本。在这些复用技术中，在发送端将多个物理链路的信号复用到一个高速物理链路中，在接收端将高速物理链路的信号逆向解复用至与发送端相同的多个物理链路中，使得复用传输过程对两端的用户透明。

由于宽带接入系统具有每用户带宽较低、用户密集分布的特点，适于进行复用传输。但如果在网关一侧仍采用现有技术中将高速信号解复用到对应于发送端的多个低速物理链路中，网关一侧就必须具有用接入用户同样数量的物理链路。这样，网关一侧难以利用以太网大带宽处理的优势来降低平均到每用户的接入成本，限制了以太网在接入领域的应用。

发明内容

本发明要解决的是现有技术中以太网接入系统的网关侧设备需要提供与接入节点数量相同的物理链路的问题。

本发明所述以太网接入转换装置，连接在用来进行节点接入的接入装置与网关设备之间，该接入转换装置包括接入物理侧端口单元、复用转换单元和网关侧物理端口单元，其中：

接入侧物理端口单元用来在接入装置一侧的物理层信号与其中承载的复用物理层载荷之间进行转换；

网关侧物理端口单元用来在网关设备一侧的物理层信号与其中承载的以数据帧为单位的物理层载荷之间进行转换；

复用转换单元用来在复用物理层载荷与以数据帧为单位的物理层载荷之间进行转换。

可选地，所述复用转换单元在复用物理层载荷与以数据帧为单位的物理层载荷之间的转换根据与接入节点对应的标记进行。

优选地，所述标记位于复用物理层载荷中；

所述复用转换单元包括复用标记模块和复用标记处理模块，其中：

复用标记模块用来存储标记与接入节点标识的对应关系；所述接入节点标识为数据帧中取值与接入节点对应的字段；

复用标记处理模块用来在复用物理层载荷中去除标记，将其转换为以数据帧为单位的物理层载荷后输出至网关侧物理端口单元，以及在网关侧物理端口单元接收的物理层载荷中添加与其中接入节点标识对应的标记后输出至接入侧物理端口单元。

可选地，所述接入转换装置包括超过一个接入侧物理端口单元；

所述复用标记模块存储与接入节点标识对应的接入侧物理端口单元；

所述复用标记处理模块将添加与接入节点标识对应的标记的物理层载荷输出至接入侧物理端口单元具体为：将添加标记的物理层载荷输出至与所述接入节点标识对应的接入侧物理端口单元。

可选地，所述复用转换单元在复用物理层载荷与以数据帧为单位的物理层载荷之间的转换根据复用时序周期循环进行；复用时序周期中包括对应于接入节点的时隙。

可选地，所述复用转换单元包括复用时序模块、时序转换模块和数据帧识别模块，其中：

复用时序模块用来存储复用时序周期中时隙对应的接入节点标识；所述接入节点标识为数据帧中取值与接入节点对应的字段；

数据帧识别模块用来在对应于时隙的多路物理层载荷与一路以数据帧为单位的物理层载荷之间进行转换；

时序转换模块用来将从接入侧物理端口单元接收的复用物理层载荷拆分为对应于时隙的多路物理层载荷后输出至数据帧识别模块，以及将从数据帧识别模块接收的对应于时隙的多路物理层载荷按照时隙顺序组合为一路物理层载荷后输出至接入侧物理端口单元。

可选地，所述复用转换单元包括复用时序与时长模块、时序与时长转换模块和数据帧识别模块，其中：

复用时序与时长模块用来存储复用时序周期中时隙的长度以及与时隙对应的接入节点标识；所述接入节点标识为数据帧中取值与接入节点对应的字段；

数据帧识别模块用来在对应于时隙的多路物理层载荷与一路以数据帧为单位的物理层载荷之间进行转换；

时序与时长转换模块用来将从接入侧物理端口单元接收的复用物理层载荷按照时隙长度拆分为对应于时隙的多路物理层载荷后输出至数据帧识别模块，以及将从数据帧识别模块接收的对应于时隙的多路物理层载荷按照时隙的长度和顺序组合为一路物理层载荷后输出至接入侧物理端口单元。

本发明提供了一种用来进行节点接入的复用网关设备，包括物理端口单元、复用接口单元和转发单元，其中：

物理端口单元用来在输入输出复用网关设备的物理层信号与其中承载的复用物理层载荷之间进行转换；

转发单元用来进行数据帧转发；

复用接口单元用来在复用物理层载荷与数据帧之间进行转换。

可选地，所述复用接口单元在物理层载荷与数据帧之间的转换根据与接入节点具有对应关系的标记进行。

优选地，所述标记位于复用物理层载荷中；

所述复用接口单元包括复用标记模块和码流转换模块，其中：

复用标记模块用来存储标记与接入节点标识的对应关系；所述接入节点标识为数据帧中取值与接入节点对应的字段；

码流转换模块用来在复用物理层载荷中去除复用标记，将其转换为数据帧输出至转发单元，以及将数据帧转换为包括与该数据帧中接入节点标识对应的标记的物理层载荷后输出至物理端口单元。

可选地，所述复用接口单元连接超过一个物理端口单元；

所述复用标记模块存储与接入节点标识对应的物理端口单元；

所述码流转换模块将包括与接入节点标识对应的标记的物理层载荷输出至物理端口单元具体为：将包括标记的物理层载荷输出至与所述接入节点标识对应的物理端口单元。

可选地，所述复用接口单元进行复用物理层载荷与数据帧的转换以复用时序周期循环进行；复用时序周期中包括对应于接入节点的时隙。

可选地，所述复用接口单元包括复用时序模块、时序转换模块和数据帧转换模块，其中：

复用时序模块用来存储复用时序周期中时隙对应的接入节点标识；所述接入节点标识为数据帧中取值与接入节点对应的字段；

数据帧转换模块用来在对应于时隙的多路物理层载荷与一路数据帧之间进行转换；

时序转换模块用来将从物理端口单元接收的复用物理层载荷拆分为对应于时隙的多路物理层载荷后输出至数据帧转换模块，以及将从数据帧转换模块接收的对应于时隙的多路物理层载荷按照时隙顺序组合为一路物理层载荷后输出至物理端口单元。

可选地，所述复用接口单元包括复用时序与时长模块、时序与时长转换模块和数据帧转换模块，其中：

复用时序与时长模块用来存储复用时序周期中时隙的长度以及时隙对应的接入节点标识；所述接入节点标识为数据帧中取值与接入节点对应的字段；

数据帧转换模块用来在对应于时隙的多路物理层载荷与一路数据帧之间进行转换；

时序与时长转换模块用来将从物理端口单元接收的复用物理层载荷按照时隙长度拆分为对应于时隙的多路物理层载荷后输出至数据帧转换模块，以及将从数据帧转换模块接收的对应于时隙的多路物理层载荷按照时隙的长度和顺序组合为一路物理层载荷后输出至物理端口单元。

本发明提供了一种以太网接入转换方法，用来进行节点接入，该方法包括以下步骤：

将上行传输的物理层信号中承载的复用物理层载荷转换为以数据帧为单位的物理层载荷，将以数据帧为单位的物理层载荷承载在物理层信号中继续上行传输；

将下行传输的物理层信号中承载的以数据帧为单位的物理层载荷转换为复用物理层载荷，将复用物理层载荷承载在物理层信号中继续下行传输。

可选地，所述上行传输的复用物理层载荷中包括与接入节点标识具有对应关系的标记，所述接入节点标识为数据帧中取值与接入节点对应的字段；

所述方法在将复用物理层载荷转换为以数据帧为单位的物理层载荷时还包括：在复用物理层载荷中去除标记；

所述方法在将以数据帧为单位的物理层载荷转换为复用物理层载荷时还包括：在以数据帧为单位的物理层载荷添加与其中接入节点标识对应的标记。

可选地，所述上行传输的复用物理层载荷中包括循环排列的接入节点的码流段，所述循环排列的接入节点对应于复用时序周期中的时隙；

所述将复用物理层载荷转换为以数据帧为单位的物理层载荷具体为：将复用物理层载荷拆分为对应于时隙的多路物理层载荷，将多路物理层载荷以数据帧为单位转换为一路物理层载荷；

所述将以数据帧为单位的物理层载荷转换为复用物理层载荷具体为：按照数据帧中的接入节点标识与时隙的对应关系，在各个时隙将以数据帧为单位的物理层载荷组合为复用物理层载荷；所述接入节点标识为数据帧中取值与接入节点对应的字段。

本发明还提供了一种以太网网关接入方法，用于接入进行节点接入，该方法包括以下步骤：

将上行接收的物理层信号中承载的复用物理层载荷转换为数据帧；

将数据帧转换为复用物理层载荷，将复用物理层载荷承载在物理层信号中进行下行发送。

可选地，所述复用物理层载荷中包括与接入节点标识具有对应关系的标记，所述接入节点标识为数据帧中取值与接入节点对应的字段；

所述方法在将复用物理层载荷转换为数据帧时还包括：在复用物理层载荷中去除标记；

所述方法在将数据帧转换为复用物理层载荷时还包括：在以数据帧为单位的物理层载荷添加与其中接入节点标识对应的标记。

可选地，所述复用物理层载荷中包括循环排列的接入节点的码流段，所述循环排列的接入节点对应于复用时序周期中的时隙；

所述将复用物理层载荷转换为数据帧具体为：将复用物理层载荷拆分为对应于时隙的多路物理层载荷，将多路物理层载荷转换为数据帧；

所述将数据帧转换为复用物理层载荷具体为：按照数据帧中的接入节点标识与时隙的对应关系，在各个时隙将以数据帧为单位的物理层载荷组合为复用物理层载荷；所述接入节点标识为数据帧中取值与接入节点对应的字段。

本发明将复用物理层信号中承载的物理层载荷转换为以数据帧为单位的物理层载荷，或者直接转换为数据帧进行转发，使得接入系统中网关侧设备的一个高速物理链路可以实现多个低速节点的接入，网关侧设备得以充分利用以太网大带宽的处理优势，极大地降低了接入系统的成本。

附图说明

图1为现有技术中以太网接入系统的结构示例图；

图2为采用复用技术的第一种以太网接入系统的结构示意图；

图3为采用复用技术的第二种以太网接入系统的结构示意图；

图4为采用复用技术的第三种以太网接入系统的结构示意图；

图5为本发明中接入装置的逻辑结构示例图；

图6为本发明中接入装置实施例一的最下级复用单元结构示意图；

图7为本发明中接入装置实施例一的上级复用单元结构示意图；

图8为本发明中接入装置实施例二的复用单元结构示意图；

图9为本发明中接入装置实施例三的复用单元结构示意图；

图10为本发明中接入装置实施例四的复用单元结构示意图；

图11为本发明中复用网关设备实施例一的结构示意图；

图12为本发明中复用网关设备实施例二的结构示意图；

图13为本发明中复用网关设备实施例三的结构示意图；

图14为本发明中接入转换装置实施例一的结构示意图；

图15为本发明中接入转换装置实施例二的结构示意图；

图16为本发明中接入转换装置实施例三的结构示意图。

具体实施方式

与企业网应用不同，接入网中的接入节点基本上都在通过网关设备与外部网络通信，极少有接入节点之间的直接通信的情况。这样，由网关设备与接入节点之间的接入设备提供上下行传输功能，即将接入节点发送的信号上行传输至网关设备、将网关设备发送的信号下行传输给目的接入节点，而所有接入节点与外部网络之间、接入节点彼此之间的通信均通过网关设备进行。因此，可以通过复用技术将多个接入节点的流量复用到网关一侧。考虑到接入用户所需的接入速率、传输介质往往各不相同，而在复用技术中，进行复用的数据在OSI(Open System Interconnection，开放系统互连)七层模型中的层次越高，将复用后的数据返回物理层传输所需的实现复杂度和成本也越高，对物理层载荷进行复用既能够满足应用需求，又具有尽可能低的接入成本。

本领域技术人员知道，尽管以太网通常通过MAC地址、IP(InternetProtocol，网际协议)地址来标识通信节点并实现节点间的通信，而以太网网络设备则实际上是根据其端口来进行转发的。换言之，网络设备中的同一个端口可以用来转发多个节点的报文。因此，在接入系统的网关一侧，可以用一个端口来为总带宽不超过该端口带宽的多个节点提供接入。

如前所述，本发明中对物理层载荷进行复用，本申请文件中所称的码流为物理层载荷或物理层载荷的一部分。

在本发明中，根据所采用的复用技术的不同，以太网接入系统可能具有图2、图3和图4所示的结构，每个图中的接入装置将上行物理层载荷复用后转换为物理层信号传输至网关侧，以及将网关侧的下行信号传输至目的接入节点。在图2的第一种以太网接入系统中，接入装置直接与网关设备连接，这种系统结构中不需对现有的网关设备做改动；图3所示的第二种以太网接入系统中，接入装置与复用网关设备连接，复用网关设备与接入装置采用相配合的复用技术来实现接入；图4所示的第三种以太网接入系统中，接入装置与网关设备之间增加了接入转换装置，作为接入装置与网关设备间的接口，使得接入装置的复用技术对网关设备透明。由于本发明主要涉及图3和图4的接入系统，因此以下只说明应用于图3和图4中的接入装置。

图5为本发明中接入装置的逻辑结构示例图，复用单元按照其上下行带宽的不同分为多个复用级别，最下级复用单元210的下行接口连接最下级下行物理端口单元110，上行接口连接中间级复用单元220；中间级复用单元220的上行接口连接最上级复用单元230的下行接口；最上级复用单元230的上行接口连接最上级上行物理端口单元120。

最下级下行物理端口单元110将接入节点的低速物理层信号转换为低速物理层载荷，将由各级复用单元210、220和230逐级将低速物理层载荷转换为高速物理层载荷后，最上级上行物理端口单元120将高速物理层载荷承载在物理层信号中输出。最上级上行物理端口单元120从接收的高速物理层信号中解析出高速物理层载荷，经各级复用单元230、220和210逐级将高速物理层载荷解复用为对应于最下级下行物理端口单元110的低速物理层载荷并输出；最下级下行物理端口单元110将从复用单元210接收的低速物理层载荷转换为低速物理层信号后从接入装置输出。连接在同一复用单元210或不同复用单元210上的最下级下行物理端口单元110可以具有不同的带宽。

本发明中的接入装置可以是单级复用，即只有一个复用单元直接连接下行物理端口单元和上行物理端口单元，也可以是两级及两级以上的复用单元级联复用。以下接入装置的实施例按照级联复用的情况进行说明，任何本领域技术人员均可以将其简化为单级复用的方案。

本发明中接入装置实施例一至实施例四的不同之处在于因采用的复用技术不同，导致复用单元的内部实现不同。简便起见，以下只针对复用单元来对实施例一至实施例四进行说明。每个复用单元均包括至少两个下行接口和一个上行接口，下行接口用来进行至少两路物理层载荷的输入输出，上行接口用来输入输出下行接口多路物理层载荷的复用后物理层载荷或解复用前物理层载荷。

实施例一与实施例二中的复用单元按照到达下行接口的流量进行复用，通过物理层载荷中与下行接口对应的标记进行解复用；实施例三与实施例四按照时序周期循环进行复用与解复用，时序周期被分解为对应于下行物理接口的时隙，每个时隙专用于对应的下行接口，即使当时对应的下行接口没有网络流量也只用idle(等待)信号填充而不会用于传输其他下行接口的流量，其中idle信号可以是符合以太网标准的idle信号或通信双方约定的idle信号。

在接入装置实施例一中，最下级复用单元与其他各级复用单元具有不同的结构。最下级复用单元的结构如图6所示，标记模块403分别与下行接口311、312至31m、标记存储模块401和码流复用模块404连接，码流复用模块404与上行接口320连接。其他各级复用单元的结构如图7所示，码流上级复用模块405分别与下行接口311、312至31m、标记存储模块401和上行接口320连接。本实施例中采用与接入装置的最下级物理端口单元具有一一对应关系的标记。

请参见图6，最下级复用单元的标记存储模块401中存储着该最下级复用单元所连接的最下级物理端口单元所对应的标记、以及该标记与连接对应最下级物理端口单元的下行接口的映射关系。标记及对应关系可以预先设置于标记存储模块401中。

在最下级复用单元中，对从某个下行接口接收的物理层载荷，标记模块403在标记存储模块401中查找到与该下行接口对应的标记，在接收的物理层载荷中添加该标记后将其输出至码流复用模块404；码流复用模块404对添加标记后的物理层载荷进行下行至上行的传输速率转换，将速率转换后的物理层载荷自上行接口320输出至上级复用单元。对从上行接口320接收的物理层载荷，码流复用模块404对接收的物理层载荷进行上行至下行的传输速率转换，将速率转换后的物理层载荷后输出到标记模块403；标记模块403在标记存储模块401中查找到与速率转换后物理层载荷中标记对应的下行接口，在清除物理层载荷中的标记后将其从该下行接口输出复用单元。

请参见图7，其他各级的标记存储模块401中存储着该复用单元连接的最下级物理端口单元所对应的标记以及该标记与连接对应最下级物理端口单元的下行接口的映射关系。可见，对复用级别越高的复用单元，其下行接口所对应的标记往往越多。标记及对应关系可以预先设置于标记存储模块401中。

在其他各级复用单元中，对从某个下行接口接收的物理层载荷，该物理层载荷已经由最下级复用单元添加了标记，码流上级复用模块405对其进行下行至上行的传输速率转换，将速率转换后的物理层载荷自上行接口320输出本复用单元。从上行接口320接收到物理层载荷后，码流上级复用模块405在标记存储模块401中查找到与其中标记对应的下行接口，并对接收的物理层载荷进行上行至下行的传输速率转换，将速率转换后的物理层载荷从该下行接口输出本复用单元。

本实施例中，最下级复用单元在物理层载荷中添加的标记将穿越各个上级复用单元发送出接入装置；而接入装置从网关设备侧接收的物理层载荷中包括的标识供各个上级复用单元确定将解复用后的物理层载荷从哪个下行接口输出，在输出最下级复用单元前标记才被清除。

本实施例中，最下级复用单元的标记模块403在物理层载荷中添加或清除标记可以以数据帧为单位进行，也可以以小于数据帧长度的某个固定长度进行，但所有的最下级复用单元必须采用同样的复用方式。在采用固定长度时，为提供良好的QoS性能，当到达数据帧末尾时，即使还没有达到固定长度，也可以进行复用处理。标记可以添加在物理层载荷中的设定位置，同样也从该设定位置查找和清除标记即可。

因此，本实施例中最下级复用单元的标记模块403通常需要识别物理层载荷中数据帧的边界，以确定标记所应用的码流范围。但本实施例中不需要解析物理层载荷中数据帧的字段；另外，由于某个过大的数据帧可能造成其他下行物理端口单元处于等待状态较长时间，采用固定长度复用可以比以数据帧为单位复用提供更好的QoS性能。

需要说明的是，本实施例中在以数据帧为单位进行复用的情况下，如果采用符合以太网标准的标记，如VLAN号，这样在网关侧可以直接对物理层载荷进行处理，此时本实施例采用图2所示的第一种接入系统。除上述方案以外，本实施例中的其他方案从最上级上行物理端口输入输出的物理层信号中承载的并非标准的以太网物理层载荷，因此适用于图3的第二种或图4的第三种接入系统。

接入装置实施例二中复用单元的结构如图8所示，偏移标记模块407分别与下行接口311、312至31m、偏移标记存储模块406和码流复用模块404连接，码流复用模块404与上行接口320连接。本实施例中采用的标记包括每级复用单元的偏移标记，同级偏移标记在物理层载荷中具有相同的位置和相同的位长度，由该级复用单元中的一个使用，与该复用单元的下行接口具有一一对应关系；不同级单元的偏移标记可以具有不同的位置和不同的位长度。

每个复用单元的偏移标记存储模块406中存储着本复用单元的偏移标记及其与本复用单元下行接口的对应关系。

对从某级复用单元某个下行接口接收的物理层载荷，偏移标记模块407在偏移标记存储模块406中查找到与该下行接口对应的偏移标记，在接收的物理层载荷中本级偏移标记的位置添加该偏移标记后将其输出至码流复用模块404；码流复用模块404对添加偏移标记后的物理层载荷进行下行至上行的传输速率转换，将速率转换后的物理层载荷自上行接口320从本复用单元输出。对从上行接口320接收的物理层载荷，码流复用模块404对接收的物理层载荷进行上行至下行的传输速率转换，将速率转换后的物理层载荷后输出到偏移标记模块407；偏移标记模块407在转换后物理层载荷中本级偏移标记的位置取出偏移标记，在偏移标记存储模块406中查找到与该偏移标记对应的下行接口，在清除物理层载荷中的偏移标记后将其从该下行接口输出复用单元。

本实施例中，上行的物理层载荷在逐级复用过程中逐级添加了各级偏移标记。由于每个偏移标记在其复用单元具有唯一性，由各级偏移标记组合而成的标记与最下级下行物理端口单元具有一一对应关系。而在下行物理层载荷的逐级解复用过程中逐级清除该级的偏移标记，至输出最下级复用单元的下行接口前清除所有的偏移标记。

与实施例一中相同，本实施例中在物理层载荷中添加或清除偏移标记可以以数据帧为单位进行，也可以以小于数据帧长度的某个固定长度进行，但所有的复用单元必须采用同样的复用方式。因此，本实施例中各级复用单元的偏移标记模块406通常需要识别物理层载荷中数据帧的边界，以确定标记所应用的码流范围。

需要说明的是，本实施例中在以数据帧为单位进行复用的情况下，如果使所有各级偏移标记的组合形成符合以太网标准的VLAN号，这样在网关侧可以直接对物理层载荷进行处理，此时本实施例采用图2所示的第一种接入系统。除上述方案以外，本实施例适用于图3的第二种或图4的第三种接入系统。

接入装置实施例三中复用单元的结构如图9所示，定长复用模块409分别与下行接口311、312至31m、时序存储模块408和上行接口320连接。

本实施例中，时序周期中的每个时隙具有相同的长度。在时序存储模块408中，存储着时序周期中顺序排列的各个时隙所对应的下行接口。对各个下行接口具有相同带宽的情形，可以令每个下行接口对应于相同数量的时隙；而对下行接口带宽不同的情形，可以令每个下行对应于与其带宽相匹配数量的时隙。

在每个复用单元中，定长复用模块409将从每个下行接口接收到的物理层载荷写入该下行接口的缓存区，同时以时序周期中的时隙为单位，顺序从与时隙对应的下行接口缓存区以决定于上行接口带宽时钟输出一定长度的物理层载荷；对当前没有网络流量的下行接口，在物理层上以以太网标准的idle信号或通信双方约定的idle信号填充其对应的时隙。这样按照时序周期循环顺序，定长复用模块409将下行接口的多路物理层载荷复用为一路物理层载荷，本级复用后的物理层载荷包括对应于本复用单元各个下行接口的码流段。定长复用模块409将本级复用后的物理层载荷自上行接口320输出本复用单元。

对从上行接口320接收的物理层载荷，定长复用模块409将其写入上行接口320的缓存区，同时以时序周期中的时隙为单位，顺序从上行接口320的缓存区以由决定于下行接口带宽的时钟向与该时隙对应的下行接口输出一定长度的物理层载荷。这样按照时序周期循环顺序，定长复用模块409将上行接口320的一路物理层载荷解复用为下行接口的多路物理层载荷，并从对应的下行接口输出本复用单元。

这样，从最下级复用单元下行接口上行传输的低速物理层载荷经过逐级复用单元的复用后形成一路高速物理层载荷，每个最上级复用单元的时序周期中生成的该路高速物理层载荷中包括对应于每个最下级复用单元下行接口的码流段，且这些码流段具有相同的长度，其排列顺序由每级复用单元的时序周期中对应于下行接口的时隙的顺序决定。从最上级复用单元上行接口下行传输的一路高速物理层载荷中，包括同样排列顺序的对应于每个最下级复用单元下行接口的码流段，该路高速物理层载荷由各级复用单元逐级解复用后，从对应的最下级复用单元下行接口输出。

接入装置实施例四中复用单元的结构如图10所示，变长复用模块411分别与下行接口311、312至31m、时序与时长存储模块410和上行接口320连接。

在接入系统中节点用户可能采用不同的接入速率，本实施例比较适用于这种各个最下级下行物理端口单元可能具有不同带宽的情形。本实施例与实拖例三的不同之处是时序周期中每个时隙可以具有不同的长度。在时序与时长模块410中，除了存储时序周期中顺序排列的各个时隙所对应的下行接口，还要存储该时隙的长度，时隙长度匹配于该下行接口的带宽。

变长复用模块411将自下行接口接收的多路物理层载荷写入该下行接口的缓存区，同时按照时序周期中的时隙顺序，从每个时隙对应的下行接口缓存区以决定于上行接口带宽的时钟输出某个长度的物理层载荷，物理层载荷的长度对应于该时隙的长度；对当前没有网络流量的下行接口，在物理层上以以太网标准的idle信号或通信双方约定的idle信号填充其对应的时隙。这样按照时序周期循环顺序，变长复用模块411将下行接口的多路物理层载荷复用为上行接口的一路物理层载荷，复用后的该路物理层载荷中包括对应于各个下行接口的可能具有不同长度的码流段。变长复用模块411将复用后的一路物理层载荷从上行接口320输出本复用单元。

对从上行接口320接收的一路物理层载荷，变长复用模块411将该路物理层载荷写入上行接口缓存区，同时按照时序周期中的时隙顺序，从上行接口缓存区以决定于下行接口带宽的时钟向与该时隙对应的下行接口输出某个长度的物理层载荷，输出物理层载荷的长度对应于该时隙的长度。这样按照时序周期循环顺序，变长复用模块411将上行接口的一路物理层载荷解复用为下行接口的多路物理层载荷，并从对应的下行接口输出本复用单元。

实施例三和实施例四中的时隙实际上也可以看成是复用和解复用时处理的物理层载荷长度，例如可以是物理层载荷的字节数。实施例三和实施例四中，复用单元既不需识别也不需解析物理层载荷中的数据帧。另外，这两个实施例中的上行带宽中分配给每个下行连接的部分带宽都得到严格保留，从物理层上保证了QoS性能。

实施例三和实施例四适用于图3的第二种或图4的第三种接入系统。

在图3所示的第二种以太网接入系统中，复用网关设备需要采用与接入装置相配合的复用技术来实现接入。本发明中的复用网关设备包括至少一个物理端口单元用来连接接入装置。

图11至图14分别为本发明复用网关设备实施例一至实施例三的结构示意图，复用接口单元520分别与物理端口单元510、转发单元530相连接。

物理端口单元510通过接入装置连接接入节点，在接收到物理层信号时解析出其中承载的复用物理层载荷，输出至复用接口单元520；复用接口单元520将复用物理层载荷转换为数据帧并输出至转发单元530；转发单元530进行数据帧的转发，所述转发单元包括了二层的处理部分，并非仅仅指一个三层的转发引擎。转发单元530将转发接入节点的数据帧输出至复用接口单元520；复用接口单元520将数据帧逆向转换为复用物理层载荷输出至物理端口单元510；物理端口单元510将复用物理层载荷转换为物理层信号后输出至接入装置。

复用网关设备实施例一至实施例三的不同之处在于因采用的复用技术不同，导致复用接口单元520的内部实现不同。其中，实施例一中根据与接入节点具有对应关系的标记进行物理层载荷与数据帧之间的转换；实施例二和三中根据包括对应于接入节点的时隙的复用时序周期进行物理层载荷与数据帧之间的转换。

图11所示为复用网关设备实施例一的结构示意图。复用接口单元520包括复用标记模块521和码流转换模块522，码流转换模块522分别连接物理端口单元510、复用标记模块521和转发单元530。

本实施例的复用网关设备可以与接入装置实施例一和二配合使用。接入装置实施例一和二的上行物理层载荷中均包括与连接接入节点的下行物理端口单元，或者说与接入节点具有一一对应关系的标记。

当复用网关设备的物理端口单元510接收到接入装置的上行物理层信号时，解析出其中承载的物理层载荷输出至码流转换模块522；码流转换模块522找出物理层载荷中的标记，取出物理层载荷中的数据帧，查看标记与数据帧中的接入节点标识是否已经保存在复用标记模块521中，如果未保存或者发生变化则更新复用标记模块521，使复用标记模块521中维持当前的标记与接入节点标识的对应关系，码流转换模块522并将数据帧输出至转发单元530。

接入节点标识为由该接入节点发送的报文或传输至该接入节点的报文中与该接入节点具有对应关系的字段，可以是接入节点的MAC地址、IP地址等字段。以MAC地址为例，接入系统中接入节点在上电后首先向网关设备侧发送报文(比如ARP报文)，这样复用网关设备可以获得接入节点标识与标记的对应关系。

对转发单元530转发的目的地址为接入节点的数据帧，码流转换模块522在复用标记模块521中查找到与该数据帧中的接入节点标识相对应的标记，将数据帧转换为物理层载荷，在物理层载荷中添加该标记后输出至物理端口单元510。物理端口单元510将添加标记后的物理层载荷承载在物理层信号中输出复用网关设备。

对有超过1个物理端口单元510与码流转换模块522连接的复用网关设备，码流转换模块522还可以将与接入节点标识对应的物理端口单元一同存储在复用标记模块521中。对从转发单元530接收的下行数据帧，码流转换模块522在查找与数据帧中接入节点标识对应的标记时，同时查找对应的物理端口单元510，并且将添加了标记的下行物理层载荷输出至该物理端口单元510。

需要说明的是，本实施例中复用网关设备应采用与其连接的接入装置相匹配的方式对标记进行处理。如果接入装置以数据帧为单位进行复用，复用网关设备也以数据帧为单位在上行去除标记、在下行添加标记；如果接入装置以固定长度进行复用，则复用网关设备也对固定长度的码流进行标记处理，并且，标记在数据帧或固定长度码流中的位置也应相同。

当接入系统采用接入装置实施例一组网时，本实施例中的标记为由接入装置的最下级复用单元在码流中添加并且穿越所有上级复用单元的标记；当接入系统采用接入装置实施例二组网时，本实施例中的标记包括所有级别复用单元的偏移标记。

图12所示为复用网关设备实施例二的结构示意图。复用接口单元520包括复用时序模块523、时序转换模块524和数据帧转换模块525，时序转换模块524分别连接物理端口单元510、复用时序模块523和数据帧转换模块525，数据帧转换模块525连接转发单元530。

本实施例的复用网关设备可以与接入装置实施例三配合使用。接入装置实施例三的上行物理层载荷均按照复用时序周期复用，复用时序周期中时隙的长度相同。复用物理层载荷中均包括排列顺序对应于连接接入节点的下行物理端口单元，或者说对应于接入节点的码流段。

对从物理端口单元510接收的复用物理层载荷，时序转换模块524以复用时序周期中的时隙为单位，按照时隙的排列顺序将复用物理层载荷分段写入该时隙的上行缓存区。数据帧转换模块525从各个时隙上行缓存区的物理层载荷中取出数据帧，查看数据帧中的接入节点标识与对应的时隙是否已经保存在复用时序模块523中，如果未保存或者发生变化则更新复用时序模块523，使复用时序模块523中维持当前的时隙与接入节点标识的对应关系；数据帧转换模块525并将数据帧输出至转发单元530。

对从转发单元530接收的发送至接入节点的数据帧，数据帧转换模块525在复用时序模块523中查找到与该数据帧中接入节点标识相对应的时隙，将数据帧转换为物理层载荷后写入该时隙的下行缓存区。时序转换模块524以复用时序周期中的时隙为单位，按照时隙的排列顺序从每个时隙的下行缓存区中向物理端口单元510输出一定长度的物理层载荷。

同样，本实施例中的复用网关设备应采用与其连接的接入装置相匹配的时分复用方式，例如相匹配的复用时序周期和相匹配的时隙数量和长度，以保证对物理层载荷在传输两端进行正确的复用和解复用。

图13所示为复用网关设备实施例三的结构示意图。复用接口单元520包括复用时序与时长模块526、时序与时长转换模块527和数据帧转换模块525，时序与时长转换模块527分别连接物理端口单元510、复用与时长时序模块526和数据帧转换模块525，数据帧转换模块525连接转发单元530。

本实施例的复用网关设备可以与接入装置实施例四配合使用。接入装置实施例四的上行物理层载荷均按照复用时序周期复用，复用时序周期中时隙的长度可能不同。复用物理层载荷中均包括排列顺序对应于连接接入节点的下行物理端口单元，或者说对应于接入节点的码流段，并且码流段的长度对应于时隙长度。

在复用时序与时长模块526中预先存储复用时序周期中各个时隙的长度及排列顺序。

对从物理端口单元510接收的复用物理层载荷，时序与时长转换模块527以复用时序周期中的时隙为单位，按照时隙的排列顺序将复用物理层载荷中码流长度对应于该时隙长度的码流段写入该时隙的上行缓存区。数据帧转换模块525从各个时隙上行缓存区的物理层载荷中取出数据帧，查看数据帧中的接入节点标识与对应的时隙是否已经保存在复用时序与时长模块526中，如果未保存或者发生变化则更新复用时序与时长模块526，使复用时序与时长模块526中维持当前的时隙、时隙长度与接入节点标识的对应关系；数据帧转换模块525并将数据帧输出至转发单元530。

对从转发单元530接收的发送至接入节点的数据帧，数据帧转换模块525在复用时序与时长模块526中查找到与该数据帧中接入节点标识相对应的时隙，将数据帧转换为物理层载荷后写入该时隙的下行缓存区。时序与时长转换模块527以复用时序周期中的时隙为单位，按时隙的排列顺序从每个时隙的下行缓存区中向物理端口单元510输出码流长度对应于该时隙长度的物理层载荷。

同样，本实施例中的复用网关设备应采用与其连接的接入装置相匹配的时分复用方式，例如相匹配的复用时序周期、相匹配的时隙数量和时隙长度、以及相匹配的排列顺序，以保证对物理层载荷在传输两端进行正确的复用和解复用。

复用网关设备实施例二和三中，数据帧转换模块525可以通过在MAC芯片中增加相应的功能来实现，也可以将相应的功能在一个单独的芯片中实现，并将该芯片接入现有的MAC芯片与PHY芯片之间即可。

在图4所示的第三种以太网接入系统采用现有的网关设备进行与外部网络的连接，由接入转换装置来作为接入装置与网关设备间的接口。本发明中的接入转换装置包括至少一个接入侧物理端口单元来连接接入装置，还应包括一个网关侧物理端口单元来连接网关设备。接入转换装置也需要采用与接入装置相配合的复用技术。

图14至图16分别为本发明接入转换装置实施例一至实施例三的结构示意图，复用转换单元620分别与接入侧物理端口单元610、网关侧物理端口单元630相连接。接入侧物理端口单元610通过接入装置连接接入节点，在接收到物理层信号时解析出其中承载的复用物理层载荷，输出至复用转换单元620；复用转换单元620将复用物理层载荷转换为以完整的数据帧为单位的物理层载荷后输出至网关侧物理端口单元630；网关侧物理端口单元630将以数据帧为单位的物理层载荷承载在物理层信号中发送至网关设备。网关侧物理端口单元630从网关设备接收到物理层信号后，将其解析为以数据帧为单位的物理层载荷，输出至复用转换单元620；复用转换单元620将以数据帧为单位的物理层载荷逆向转换为复用物理层载荷后输出至接入侧物理端口单元610；接入侧物理端口单元610将复用物理层载荷转换为物理层信号后输出至接入装置。

接入转换装置实施例一至实施例三的不同之处在于因采用的复用技术不同，导致复用转换单元620的内部实现不同。其中，实施例一中根据与接入节点对应的标记进行复用物理层载荷与以数据帧为单位的物理层载荷之间的转换；实施例二和三中根据包括对应于接入节点的时隙的复用时序周期进行复用物理层载荷与以数据帧为单位的物理层载荷之间的转换。

图14所示为接入转换装置实施例一的结构示意图。复用转换单元620包括复用标记模块621和复用标记处理模块622，复用标记处理模块622分别连接接入侧物理端口单元610、复用标记模块621和网关侧物理端口单元630。

本实施例的接入转换装置可以与接入装置实施例一和二配合使用。接入装置实施例一和二的上行物理层载荷中均包括与连接接入节点的下行物理端口单元，或者说与接入节点具有一一对应关系的标记。

当接入转换装置的接入侧物理端口单元610接收到接入装置的上行物理层信号时，解析出其中承载的物理层载荷输出至复用标记处理模块622。复用标记处理模块622取出物理层载荷中的标记，根据标记生成以完整的数据帧为单位的物理层载荷，并查看标记与数据帧中的接入节点标识是否已经保存在复用标记模块621中，如果未保存或者发生变化则更新复用标记模块621，使复用标记模块621中维持当前的标记与接入节点标识的对应关系；复用标记处理模块622并将清除标记后以数据帧为单位的物理层载荷输出至网关侧物理端口单元630。

当接入装置以数据帧为单位在物理层载荷中添加标记时，复用标记处理模块622在清除标记后即可得到以数据帧为单位的物理层载荷；而当接入装置以固定长度码流为单位在物理层载荷中添加标记时，复用标记处理模块622可能需要将具有相同标记的物理层载荷重新组合，清除其中的标记后得到以数据帧为单位的物理层载荷。

接入节点标识为由该接入节点发送的报文或传输至该接入节点的报文中与该接入节点具有对应关系的字段，可以是接入节点的MAC地址、IP地址等字段。接入系统中接入节点在上电后首先向网关设备侧发送报文，这样接入转换装置可以学习到接入节点标识与标记的对应关系。

对从网关侧物理端口单元630接收的以数据帧为单位的物理层载荷，复用标记处理模块622在复用标记模块621中查找到与该数据帧中的接入节点标识相对应的标记，在物理层载荷中添加该标记后输出至接入侧物理端口单元610。

对有超过1个接入侧物理端口单元610与复用标记处理模块622连接的接入转换装置，复用标记处理模块622还可以将与接入节点标识对应的接入侧物理端口单元610一同存储在复用标记模块621中。对从网关侧物理端口单元630接收的下行物理层载荷，复用标记处理模块622在查找与数据帧中接入节点标识对应的标记时，同时查找对应的接入侧物理端口单元610，并且将添加了标记的下行物理层载荷输出至该接入侧物理端口单元610。

需要说明的是，本实施例中接入转换装置应采用与其连接的接入装置相匹配的方式对标记进行处理。如果接入装置以数据帧为单位进行复用，接入转换装置也以数据帧为单位处理标记；如果接入装置以固定长度进行复用，则复用网关设备也对固定长度的码流进行标记处理，并且，标记在数据帧或固定长度码流中的位置也应相同。

当接入系统采用接入装置实施例一组网时，本实施例中的标记为由接入装置的最下级复用单元在码流中添加并且穿越所有上级复用单元的标记；当接入系统采用接入装置实施例二组网时，本实施例中的标记包括所有级别复用单元的偏移标记。

图15所示为接入转换装置实施例二的结构示意图。复用转换单元620包括复用时序模块623、时序转换模块624和数据帧识别模块625，时序转换模块624分别连接接入侧物理端口单元610、复用时序模块623和数据帧识别模块625，数据帧识别模块625连接网关侧物理端口单元630。

本实施例的接入转换装置可以与接入装置实施例三配合使用。接入装置实施例三的上行物理层载荷均按照复用时序周期复用，复用时序周期中时隙的长度相同。复用物理层载荷中均包括排列顺序对应于连接接入节点的下行物理端口单元，或者说对应于接入节点的码流段。

对从接入侧物理端口单元610接收的复用物理层载荷，时序转换模块624以复用时序周期中的时隙为单位，按照时隙的排列顺序将复用物理层载荷分段写入该时隙的上行缓存区。数据帧识别模块625从各个时隙上行缓存区的以完整的数据帧为单位取出物理层载荷，查看数据帧中的接入节点标识与对应的时隙是否已经保存在复用时序模块623中，如果未保存或者发生变化则更新复用时序模块623，使复用时序模块623中维持当前的时隙与接入节点标识的对应关系；数据帧识别模块625并将以数据帧为单位的物理层载荷输出至网关侧物理端口单元630。

对从网关侧物理端口单元630接收的以数据帧为单位的物理层载荷，数据帧识别模块625在复用时序模块623中查找到与该数据帧中接入节点标识相对应的时隙，将以该数据帧为单位的物理层载荷后写入该时隙的下行缓存区。时序转换模块624以复用时序周期中的时隙为单位，按照时隙的排列顺序从每个时隙的下行缓存区中向接入侧物理端口单元610输出一定长度的物理层载荷。

同样，本实施例中的接入转换装置应采用与其连接的接入装置相匹配的时分复用方式，例如相匹配的复用时序周期和相匹配的时隙数量和长度，以保证对物理层载荷在传输两端进行正确的复用和解复用。

图1 6所示为接入转换装置实施例三的结构示意图。复用转换单元620包括复用时序与时长模块626、时序与时长转换模块627和数据帧识别模块625，时序与时长转换模块627分别连接接入侧物理端口单元610、复用时序与时长模块626和数据帧识别模块625，数据帧识别模块625连接网关侧物理端口单元630。

本实施例的接入转换装置可以与接入装置实施例四配合使用。接入装置实施例四的上行物理层载荷均按照复用时序周期复用，复用时序周期中时隙的长度可能不同。复用物理层载荷中均包括排列顺序对应于连接接入节点的下行物理端口单元，或者说对应于接入节点的码流段，并且码流段的长度对应于时隙长度。

在复用时序与时长模块626中预先存储复用时序周期中各个时隙的长度及排列顺序。

对从接入侧物理端口单元610接收的复用物理层载荷，时序与时长转换模块627以复用时序周期中的时隙为单位，按照时隙的排列顺序将复用物理层载荷中码流长度对应于该时隙长度的码流段写入该时隙的上行缓存区。数据帧识别模块625从各个时隙上行缓存区中以完整的数据帧为单位取出一段物理层载荷，查看数据帧中的接入节点标识与对应的时隙是否已经保存在复用时序与时长模块626中，如果未保存或者发生变化则更新复用时序与时长模块626，使复用时序与时长模块626中维持当前的时隙、时隙长度与接入节点标识的对应关系；数据帧识别模块625并将以数据帧为单位的物理层载荷输出至网关侧物理端口单元630。

对从网关侧物理端口单元630接收的发送至接入节点的以数据帧为单位的物理层载荷，数据帧识别模块625在复用时序与时长模块626中查找到与该数据帧中接入节点标识相对应的时隙，将该物理层载荷后写入该时隙的下行缓存区。时序与时长转换模块627以复用时序周期中的时隙为单位，按时隙的排列顺序从每个时隙的下行缓存区中向接入侧物理端口单元610输出码流长度对应于该时隙长度的物理层载荷。

同样，本实施例中的接入转换装置应采用与其连接的接入装置相匹配的时分复用方式，例如相匹配的复用时序周期、相匹配的时隙数量和时隙长度、以及相匹配的排列顺序，以保证对物理层载荷在传输两端进行正确的复用和解复用。

需要说明的是，本发明上述接入装置、复用网关设备和接入转换装置中所有的物理端口单元都具有转换物理层信号和物理层载荷的功能，这一功能对应于不同的带宽有不同的实现方法，均可以采用现有PHY芯片中的技术实现。

在本发明中的以太网接入系统中，可以采用以下方法进行接入转换，以使接入节点的复用信号可以被网关设备正常处理。

在接入节点至网关设备的上行方向，解析出上行传输的物理层信号中承载的复用物理层载荷，将复用物理层载荷转换为以数据帧为单位的物理层载荷，把以数据帧为单位的物理层载荷转换为物理层信号继续上行传输到网关设备。在网关设备至接入节点的下行方向，解析出下行传输的物理层信号中承载的以数据帧为单位的物理层载荷，把以数据帧为单位的物理层载荷逆向转换为复用物理层载荷，将复用物理层载荷承载在物理层信号中继续下行传输至接入节点侧。

在进行复用物理层载荷与以数据帧为单位的物理层载荷之间的转换时，可以采用不同的转换技术，但应与接入装置的复用方式相匹配。这些复用技术在前述接入转换装置的各个实施例中已有详细说明，此处仅作简单介绍。

对根据标记进行复用的情况，上行传输的复用物理层载荷中包括与接入节点标识具有对应关系的标记。在将复用物理层载荷转换为以数据帧为单位的物理层载荷时，应去除复用物理层载荷中的标记；在将以数据帧为单位的物理层载荷转换为复用物理层载荷时，应在以数据帧为单位的物理层载荷添加与其中接入节点标识对应的标记。

对根据复用时序周期进行复用的情况，上行传输的复用物理层载荷中包括按照复用时序周期中的时隙循环排列的码流段，各个码流段所属的接入节点与时隙具有对应关系。在将复用物理层载荷转换为以数据帧为单位的物理层载荷时，先将复用物理层载荷拆分为对应于时隙的多路物理层载荷，再将多路物理层载荷以数据帧为单位转换为一路物理层载荷。在将以数据帧为单位的物理层载荷转换为复用物理层载荷时，按照数据帧中的接入节点标识与时隙的对应关系，在各个时隙将以数据帧为单位的物理层载荷组合为复用物理层载荷。需要说明的是，各个时隙可以具有不同的长度。

在本发明中的以太网接入系统中，网关设备可以采用以下方法进行接入，以使接入节点的复用信号可以被网关设备正常处理。

在接收方向，解析出接收的物理层信号中承载的复用物理层载荷，将复用物理层载荷转换为数据帧后进行转发。在发送方向，把数据帧逆向转换为复用物理层载荷，将复用物理层载荷承载在物理层信号进行下行发送。

在进行复用物理层载荷与数据帧之间的转换时，可以采用不同的转换技术，但应与接入装置的复用方式相匹配。这些复用技术在前述复用网关装置的各个实施例中已有详细说明，此处仅作简单介绍。

对根据标记进行复用的情况，复用物理层载荷中包括与接入节点标识具有对应关系的标记。在将复用物理层载荷转换为数据帧时，应去除复用物理层载荷中的标记；在将数据帧转换为复用物理层载荷时，应在以数据帧为单位的物理层载荷添加与其中接入节点标识对应的标记。

对根据复用时序周期进行复用的情况，复用物理层载荷中包括按照复用时序周期中的时隙循环排列的码流段，各个码流段所属的接入节点与时隙具有对应关系。在将复用物理层载荷转换为数据帧时，先将复用物理层载荷拆分为对应于时隙的多路物理层载荷，再将多路物理层载荷分别转换为数据帧。在将数据帧转换为复用物理层载荷时，按照数据帧中的接入节点标识与时隙的对应关系，在各个时隙将以数据帧为单位的物理层载荷组合为复用物理层载荷。需要说明的是，各个时隙可以具有不同的长度。

对本发明而言，接入节点可以采用现有的标准以太网物理层速率，当然若未来出现非标准的以太网物理层传输速率，如2M、40M、80M等，只要该物理链路两端均支持这些非标准的传输速率即可。同样接入装置中输出高速物理层信号的上行物理端口也可以不是标准的以太网物理层速率，甚至部分物理端口都可能不是标准以太网口，只要物理链路两端能够同时支持，并能够承载以太网物理层载荷，那么本发明同样适用，从更广意义上讲，本发明并不关心每一段物理链路的两端的具体物理层处理，这一点这对本领域技术人员是容易理解的。

本发明通过融合复用技术和以太网技术，提供了一种以太网宽带接入系统的组网方案，能够大幅降低宽带接入成本，简化接入网络架构，提供高速可靠的接入速率。

以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (20)

1.一种以太网接入转换装置，连接在用来进行节点接入的接入装置与网关设备之间，其特征在于，包括接入物理侧端口单元、复用转换单元和网关侧物理端口单元，其中：

接入侧物理端口单元用来在接入装置一侧的物理层信号与其中承载的复用物理层载荷之间进行转换；

网关侧物理端口单元用来在网关设备一侧的物理层信号与其中承载的以数据帧为单位的物理层载荷之间进行转换；

复用转换单元用来在复用物理层载荷与以数据帧为单位的物理层载荷之间进行转换。

2.如权利要求1所述的接入转换装置，其特征在于：所述复用转换单元在复用物理层载荷与以数据帧为单位的物理层载荷之间的转换根据与接入节点对应的标记进行。

3.如权利要求2所述的以太网接入转换装置，其特征在于：所述标记位于复用物理层载荷中；

所述复用转换单元包括复用标记模块和复用标记处理模块，其中：

复用标记模块用来存储标记与接入节点标识的对应关系；所述接入节点标识为数据帧中取值与接入节点对应的字段；

复用标记处理模块用来在复用物理层载荷中去除标记，将其转换为以数据帧为单位的物理层载荷后输出至网关侧物理端口单元，以及在网关侧物理端口单元接收的物理层载荷中添加与其中接入节点标识对应的标记后输出至接入侧物理端口单元。

4.如权利要求3所述的接入转换装置，其特征在于：所述接入转换装置包括超过一个接入侧物理端口单元；

所述复用标记模块存储与接入节点标识对应的接入侧物理端口单元；

所述复用标记处理模块将添加与接入节点标识对应的标记的物理层载荷输出至接入侧物理端口单元具体为：将添加标记的物理层载荷输出至与所述接入节点标识对应的接入侧物理端口单元。

5.如权利要求1所述的接入转换装置，其特征在于：所述复用转换单元在复用物理层载荷与以数据帧为单位的物理层载荷之间的转换根据复用时序周期循环进行；复用时序周期中包括对应于接入节点的时隙。

6.如权利要求5所述的接入转换装置，其特征在于，所述复用转换单元包括复用时序模块、时序转换模块和数据帧识别模块，其中：

复用时序模块用来存储复用时序周期中时隙对应的接入节点标识；所述接入节点标识为数据帧中取值与接入节点对应的字段；

数据帧识别模块用来在对应于时隙的多路物理层载荷与一路以数据帧为单位的物理层载荷之间进行转换；

时序转换模块用来将从接入侧物理端口单元接收的复用物理层载荷拆分为对应于时隙的多路物理层载荷后输出至数据帧识别模块，以及将从数据帧识别模块接收的对应于时隙的多路物理层载荷按照时隙顺序组合为一路物理层载荷后输出至接入侧物理端口单元。

7.如权利要求5所述的接入转换装置，其特征在于：所述复用转换单元包括复用时序与时长模块、时序与时长转换模块和数据帧识别模块，其中：

复用时序与时长模块用来存储复用时序周期中时隙的长度以及与时隙对应的接入节点标识；所述接入节点标识为数据帧中取值与接入节点对应的字段；

数据帧识别模块用来在对应于时隙的多路物理层载荷与一路以数据帧为单位的物理层载荷之间进行转换；

时序与时长转换模块用来将从接入侧物理端口单元接收的复用物理层载荷按照时隙长度拆分为对应于时隙的多路物理层载荷后输出至数据帧识别模块，以及将从数据帧识别模块接收的对应于时隙的多路物理层载荷按照时隙的长度和顺序组合为一路物理层载荷后输出至接入侧物理端口单元。

8.一种用来进行节点接入的复用网关设备，其特征在于，包括物理端口单元、复用接口单元和转发单元，其中：

物理端口单元用来在输入输出复用网关设备的物理层信号与其中承载的复用物理层载荷之间进行转换；

转发单元用来进行数据帧转发；

复用接口单元用来在复用物理层载荷与数据帧之间进行转换。

9.如权利要求8所述的复用网关设备，其特征在于：所述复用接口单元在物理层载荷与数据帧之间的转换根据与接入节点具有对应关系的标记进行。

10.如权利要求9所述的复用网关设备，其特征在于：所述标记位于复用物理层载荷中；

所述复用接口单元包括复用标记模块和码流转换模块，其中：

复用标记模块用来存储标记与接入节点标识的对应关系；所述接入节点标识为数据帧中取值与接入节点对应的字段；

码流转换模块用来在复用物理层载荷中去除复用标记，将其转换为数据帧输出至转发单元，以及将数据帧转换为包括与该数据帧中接入节点标识对应的标记的物理层载荷后输出至物理端口单元。

11.如权利要求10所述的复用网关设备，其特征在于：所述复用接口单元连接超过一个物理端口单元；

所述复用标记模块存储与接入节点标识对应的物理端口单元；

所述码流转换模块将包括与接入节点标识对应的标记的物理层载荷输出至物理端口单元具体为：将包括标记的物理层载荷输出至与所述接入节点标识对应的物理端口单元。

12.如权利要求8所述的复用网关设备，其特征在于：所述复用接口单元进行复用物理层载荷与数据帧的转换以复用时序周期循环进行；复用时序周期中包括对应于接入节点的时隙。

13.如权利要求12所述的复用网关设备，其特征在于：所述复用接口单元包括复用时序模块、时序转换模块和数据帧转换模块，其中：

复用时序模块用来存储复用时序周期中时隙对应的接入节点标识；所述接入节点标识为数据帧中取值与接入节点对应的字段；

数据帧转换模块用来在对应于时隙的多路物理层载荷与一路数据帧之间进行转换；

时序转换模块用来将从物理端口单元接收的复用物理层载荷拆分为对应于时隙的多路物理层载荷后输出至数据帧转换模块，以及将从数据帧转换模块接收的对应于时隙的多路物理层载荷按照时隙顺序组合为一路物理层载荷后输出至物理端口单元。

14.如权利要求12所述的复用网关设备，其特征在于：所述复用接口单元包括复用时序与时长模块、时序与时长转换模块和数据帧转换模块，其中：

复用时序与时长模块用来存储复用时序周期中时隙的长度以及时隙对应的接入节点标识；所述接入节点标识为数据帧中取值与接入节点对应的字段；

数据帧转换模块用来在对应于时隙的多路物理层载荷与一路数据帧之间进行转换；

时序与时长转换模块用来将从物理端口单元接收的复用物理层载荷按照时隙长度拆分为对应于时隙的多路物理层载荷后输出至数据帧转换模块，以及将从数据帧转换模块接收的对应于时隙的多路物理层载荷按照时隙的长度和顺序组合为一路物理层载荷后输出至物理端口单元。

15.一种以太网接入转换方法，用来进行节点接入，其特征在于，包括以下步骤：

将上行传输的物理层信号中承载的复用物理层载荷转换为以数据帧为单位的物理层载荷，将以数据帧为单位的物理层载荷承载在物理层信号中继续上行传输；

将下行传输的物理层信号中承载的以数据帧为单位的物理层载荷转换为复用物理层载荷，将复用物理层载荷承载在物理层信号中继续下行传输。

16.如权利要求15所述的以太网接入转换方法，其特征在于：所述上行传输的复用物理层载荷中包括与接入节点标识具有对应关系的标记，所述接入节点标识为数据帧中取值与接入节点对应的字段；

所述方法在将复用物理层载荷转换为以数据帧为单位的物理层载荷时还包括：在复用物理层载荷中去除标记；

所述方法在将以数据帧为单位的物理层载荷转换为复用物理层载荷时还包括：在以数据帧为单位的物理层载荷添加与其中接入节点标识对应的标记。

17.如权利要求15所述的以太网接入转换方法，其特征在于：所述上行传输的复用物理层载荷中包括循环排列的接入节点的码流段，所述循环排列的接入节点对应于复用时序周期中的时隙；

所述将复用物理层载荷转换为以数据帧为单位的物理层载荷具体为：将复用物理层载荷拆分为对应于时隙的多路物理层载荷，将多路物理层载荷以数据帧为单位转换为一路物理层载荷；

所述将以数据帧为单位的物理层载荷转换为复用物理层载荷具体为：按照数据帧中的接入节点标识与时隙的对应关系，在各个时隙将以数据帧为单位的物理层载荷组合为复用物理层载荷；所述接入节点标识为数据帧中取值与接入节点对应的字段。

18.一种以太网网关接入方法，用于接入进行节点接入，其特征在于，包括以下步骤：

将上行接收的物理层信号中承载的复用物理层载荷转换为数据帧；

将数据帧转换为复用物理层载荷，将复用物理层载荷承载在物理层信号中进行下行发送。

19.如权利要求18所述的以太网网关接入方法，其特征在于：所述复用物理层载荷中包括与接入节点标识具有对应关系的标记，所述接入节点标识为数据帧中取值与接入节点对应的字段；

所述方法在将复用物理层载荷转换为数据帧时还包括：在复用物理层载荷中去除标记；

所述方法在将数据帧转换为复用物理层载荷时还包括：在以数据帧为单位的物理层载荷添加与其中接入节点标识对应的标记。

20.如权利要求18所述的以太网网关接入方法，其特征在于：所述复用物理层载荷中包括循环排列的接入节点的码流段，所述循环排列的接入节点对应于复用时序周期中的时隙；

所述将复用物理层载荷转换为数据帧具体为：将复用物理层载荷拆分为对应于时隙的多路物理层载荷，将多路物理层载荷转换为数据帧；

所述将数据帧转换为复用物理层载荷具体为：按照数据帧中的接入节点标识与时隙的对应关系，在各个时隙将以数据帧为单位的物理层载荷组合为复用物理层载荷；所述接入节点标识为数据帧中取值与接入节点对应的字段。

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