CN101983487A - 适用于下一代接入的吉比特无源光网络传输汇聚扩展 - Google Patents

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Abstract

一种装置包括至少一个用于实施以下方法的部件，所述方法包括：将数据流封装到至少一个吉比特无源光网络(GPON)封装模式(GEM)帧中，所述GEM帧包括与长度至少为大约4个字节的字边界对齐的帧头；将所述GEM帧封装到GPON传输汇聚(GTC)帧中，所述GTC帧包括与所述字边界对齐的网络控制管理信息；传输所述GTC帧。

Description

适用于下一代接入的吉比特无源光网络传输汇聚扩展
交叉引用相关申请
本申请要求将罗远秋等人于2008年4月21日提交的、申请号为61/046,474、标题为“适用于下一代接入的吉比特无源光网络传输汇聚扩展”的美国临时专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请文件中。
技术领域
本申请涉及无源光网络，更具体地，涉及适用于下一代接入的吉比特无源光网络传输汇聚扩展。
背景技术
无源光网络(PON)是一种提供“最后一公里”网络接入的系统。PON是一种点到多点网络，其包括位于中心局的光线路终端(OLT)、光分配网络(ODN)以及多个位于用户前端的光网络单元(ONU)。在某些PON系统中，例如，吉比特无源光网络(GPON)系统)，下行数据以大约2.5Gbps(吉比特/秒)的数据速率进行广播，而上行数据的以1.25Gbps的数据速率进行传输。但是，随着业务需求的增长，PON系统的带宽容量需要有所提高。为了满足不断增长的业务需求，新兴PON系统，如适用于下一代接入(NGA)的PON系统，其逻辑器件需要进行重配置，以便能够提供更高的带宽(例如，大约10Gbps)来传输数据帧以及支持更多ONU。
发明内容
在一个实施例中，本发明提供一种装置，其包括至少一个用于实施以下方法的部件，该方法包括：将数据流封装到至少一个吉比特无源光网络(GPON)封装模式(GEM)帧中，所述GEM帧包括帧头，所述帧头与长度至少为大约4个字节的字边界对齐；将所述GEM帧封装到GPON传输汇聚(GTC)帧中，所述GTC帧包括与所述字边界对齐的网络控制管理信息；传输所述GTC帧。
在另一实施例中，本发明提供一种装置，其包括至少一个用于实施以下方法的部件，该方法包括：将数据流封装到至少一个吉比特无源光网络(GPON)封装模式(GEM)帧中，所述GEM帧包括帧头，所述帧头与长度至少为大约4个字节的字边界对齐；将所述GEM帧封装到GPON传输汇聚(GTC)帧中，所述GTC帧包括与所述字边界对齐的物理层操作管理维护(PLOAM)字段；传输所述GTC帧。
在又一实施例中，本发明提供一种装置，其包括至少一个用于实施以下方法的部件，该方法包括：将数据流封装到至少一个吉比特无源光网络(GPON)封装模式(GEM)帧中，所述GEM帧包括帧头，所述帧头与长度至少为大约4个字节的字边界对齐；将所述GEM帧封装到GPON传输汇聚(GTC)帧中，该GTC帧包括所述字边界对齐上行动态带宽报告(DBRu)字段；传输所述GTC帧。
在又一实施例中，本发明还提供一种装置，其包括成帧器和发送器的装置，其中，该成帧器用于将数据流封装到至少一个吉比特无源光网络(GPON)封装模式(GEM)帧中，以及将所述GEM帧封装到第一GPON传输汇聚(GTC)帧中，所述第一GTC帧包括上行带宽地图(US BWmap)字段，该发送器用于传输所述第一GTC帧；其中所述GEM帧包括一帧头，所述帧头与长度至少为大约4个字节的字边界对齐；所述US BWmap字段的粒度与所述字边界实质上相等。
在又一实施例中，本发明提供一种方法，其包括：将数据流封装到至少一个吉比特无源光网络(GPON)封装模式(GEM)帧中，所述GEM帧包括帧头，所述帧头与大约4个字节整数倍的字边界对齐；将所述GEM帧封装到GPON传输汇聚(GTC)帧中，所述GTC帧包括具有多个字段的网络控制和管理信息，所述多个字段分别独立地与所述字边界对齐，或者所述字段的组合与所述字边界对齐。
下面的详细介绍以及附图和权利要求将有助于理解本发明的上述及其他特点。
附图说明
为了更完整地理解本发明，请结合附图和详述参考下列简述，其中相似的附图标记指的是相似的元件。
图1是PON一种实施例的示意图。
图2示例性地表示下行GPON传输汇聚帧的一种实施例。
图3示例性地表示上行GPON传输汇聚帧的一种实施例。
图4示例性地表示GPON封装模式帧的一种实施例。
图5是本申请提供的成帧方法一种实施例的流程图。
图6是通用计算机系统一种实施例的示意图。
具体实施方式
首先，应当理解，虽然下文介绍了一个或多个实施例的实现过程，但本发明涉及的系统和/或方法可以采用任何技术(不管当前是否已知或存在)来实现。本发明绝不仅限于下文所述的阐释性实施例、附图和技术，包括本文中说明和介绍的示范设计和实施例；可在所附权利要求及其等效要求的范围内对本发明进行修改。
为支持更高的传输速率或更多ONU，PON系统逻辑的重配置可能需要修改现有协议，比如，ITU-T G.984.3标准定义的GPON协议，该协议通过引用结合在本申请中。GPON协议包括一个GTC层，该GTC层定义用于封装数据的帧，例如以太网帧或其他报文。本申请文件提供了一种系统和方法，用于扩展适用于下一代接入NGA的GPON协议的GTC层。与GPON协议的GTC层相类似，扩展后的GTC层可以定义多个帧，其中至少部分帧可以被修改，以使NGA支持更高的带宽。并且，修改后的帧可用于为更多ONU传输更大量的数据流。所述修改后的帧可以包括下行GTC帧和上行GTC帧，二者均可包括网络控制管理信息以及GEM帧。
为了支持传输速率的提升，所述修改的帧的字段长度可以与字边界(WordBoundary)的倍数对齐。例如，如果传输速率大约提高4倍，比如大约为10Gbps，那么，修改后的帧的字段长度可以大约与字边界的4倍对齐，比如大约为4个字节。或者，该字边界的长度可以大约是4个字节的任何整数倍。因此，所述GEM帧及其他网络控制管理信息可以封装到字段长度大约等于4个字节的整数倍的帧中。如此一来，便可以使用性能或处理速度大致相同的电子电路来封装和解封数据，无需进行大量升级，也不会增加复杂性。所述字段长度的增加还可以提供更多地址或标识符以支持更多ONU和更大量数据流。此外，这些字段当中至少要有一些可以进行升级，以不支持异步传输模式(ATM)功能或使该ATM功能无法使用，因为NGA可能不支持此功能的使用。
图1示意性地表示了本申请提供的PON 100的一个实施例。该PON 100包括一个OLT 110、多个ONU 120和一个ODN 130，其中该ODN 130可以耦合到该OLT 110和该多个ONU 120。该PON 100可以是不需要任何有源器件来实现该OLT 110与该ONU 120之间的数据分发的通信网络。相反，该PON 100可以使用该ODN 130中的无源光器件在该OLT110与该ONU 120之间分发数据。该PON 100可以是NGA系统，例如，10 Gbps GPON(又称为XGPON)，其下行带宽约为10Gbps，上行带宽至少约为2.5Gbps。该PON 100还可以为其他系统，包括：ITU-T G.983标准定义的异步传输模式PON(APON)和宽带PON(BPON)、ITU-T G.984标准定义的GPON、IEEE 802.3ah标准定义的以太网PON(EPON)以及波分复用(WDM)PON(WPON)，上述标准定义的各种PON系统的全部内容通过引用结合再现在本申请文件中。
在一个实施例中，该OLT 110可以是用于在ONU 120与另一个网络(图未示)之间传输数据的任何器件。具体来说，该OLT 110可以充当该ONU 120与上述另一个网络之间的媒介。例如，该OLT 110可以将从上述另一个网络接收到的数据转发到该ONU 120，以及将从该ONU 120接收到的数据转发到上述另一个网络。尽管该OLT 110的具体结构配置可能会因该PON 100的具体类型而异，在一个实施例中，该OLT 110可以包括一个发送器和一个接收器。如果上述另一个网络使用的网络协议与该PON 100所使用的PON协议不同，例如，其使用以太网或同步光网络/同步数字体系(SONET/SDH)协议，该OLT 110可以进一步包括一个转换器，用于将上述网络协议转变为PON协议。并且，该OLT 110的转换器还可以将PON协议转变为上述网络协议。该OLT 110通常位于中心位置(例如中心局)，但也可以位于其他位置。
在一个实施例中，该ONU 120可以是用于与该OLT 110和客户或用户(图未示)通信的任何器件。具体来说，该ONU 120可以充当该OLT 110与该用户之间的媒介。例如，该ONU 120可以将从该OLT 110接收到的数据转发到该用户，以及将从该用户接收到的数据转发到该OLT 110。尽管该ONU 120的具体结构配置可能会因该PON 100的具体类型而异，在一个实施例中，该ONU 120可以包括一个用于将光信号发送到该OLT 110的光发送器，以及一个用于接收来自该OLT 110的光信号的接收器。此外，该ONU 120可以进一步包括一个转换器以及另一个发送器和/或接收器，其中该转换器可用于为用户将光信号转换为点信号，比如以太网协议或ATM协议的信号，该另一个发送器和/接收器可用于向该用户发送和/或从该用户接收电信号。在一些实施例中，该ONU 120和光网络终端(ONT)很相似，因此，在本申请文件中ONU和ONT之间可以互换。ONU通常位于分布式位置，例如，用户驻地，但也可以位于其他位置。
在一个实施例中，该ODN 130可以是一个数据分发系统，其可以包括光缆、耦合器、分路器、分发器和/或其他设备。在一个实施例中，光缆、耦合器、分路器、分发器和/或其他设备可以是无源光器件。具体来说，光缆、耦合器、分路器、分发器和/或其他设备可以是在该OLT 110与该ONU 120之间分发数据信号时不需要电源的器件。可替代地，该ODN 130可以包括一个或多个处理设备，例如，光放大器。在如图1所示的分支结构中，ODN 130具体可以从该OLT 110延伸到该ONU 120，但也可以配置成其他任何点到多点的结构。
在一个实施例中，OLT 110和ONU 120可以分别包括一个数据成帧器，该成帧器可以耦合到该发送器和/或该接收器。具体来说，该数据成帧器可以是用于实现该OLT 110和该ONU 120之间的数据处理的任何装置，其中，所述数据处理可以为根据PON协议将数据，例如以太网数据，封装到帧中；或者根据PON协议将数据从帧中解封装出来。例如，该数据成帧器可以是出于上述目的而设计的硬件，如处理器，其包括电子电路或逻辑电路。可替代地，该数据成帧器也可以是出于上述目的而编程的软件或韧件。该OLT 110和该ONU 120可以使用PON协议(例如，ITU-T G.984.3标准定义的GPON协议)进行数据交换。该GPON协议可以包括一个GTC层，该GTC层提供多种功能，包括用于在上行信道和下行信道进行数据成帧的介质访问控制(MAC)功能、用于数据成帧的GEM功能，以及对上行数据使用动态带宽分配的状态报告信令功能。
在一个实施例中，该GTC层可以定义一个字边界，其表示将数据在帧中进行对齐的固定逻辑块。该数据成帧器可以将帧的数据字段的长度与该字边界对齐，以避免该帧中出现可变长的字段或者奇数长度的字段，进而避免出现可变长的逻辑块或者奇数长度的逻辑块。上述可变长的逻辑块或者奇数长度的逻辑块可能不合要求，因为使用该OLT 110或该ONU 120中的数据成帧器处理此类逻辑块可能比较困难。该字边界可以根据系统的传输速率进行选择，以使可用电子电路可以在可容忍的处理速率和时钟速率基础上对该经过对齐处理的数据进行处理。例如，在GPON系统中，可以将字边界设置为约1个字节(约8比特)，这样，各个字段的长度可以等于1个字节的整数倍。
为了适应NGA较高的数据速率，GPON协议的GTC层可以通过根据带宽增幅增加字边界的长度来进行扩展。具体来说，随着数据速率的提高，电子电路或逻辑电路可能需要更快的时钟速度来处理数据或进行数据成帧，而这可能是不可行的。但是，如果字边界的长度增加，这些电路便可以为每个逻辑块处理更多数据，从而降低对时钟速度的要求。因此，该字边界的长度可以按照带宽增幅成比例地增加，以使处理速度要求大致保持在电子电路可满足的程度。例如，为了适应NGA大约为10Gbps(约为2.5Gbps速率的4倍)的较高数据速率，上述大约1个字节的字边界可以成比例地增加4倍。这样，扩展的GTC层中加长后的字边界便等于约4个字节(32比特)。在其他实施例中，加长后的字边界可以大于4个字节，例如，可以约为8字节。进一步地，上述帧可以通过增加其内部各个字段的的长度来实现与加长后的字边界对齐。该加长后的字段可用于容纳更多值、地址或标识符，以支持更多ONU 120和/或更大量的数据流。
图2示例性地表示下行GTC帧200的一个实施例。该下行GTC帧200可以包括从该OLT 110传输到任何一个ONU 120的下行数据，作为一个例子，该下行数据可以通过下行信道传输。例如，该下行GTC帧200可以由该OLT 110广播，其可以包括净荷数据以及网络控制管理信息。每个ONU 120都可以接收该下行GTC帧200，并且可以根据如ONU标识(ONU-ID)等地址信息识别出分配给该ONU 120的相应数据。该下行GTC帧200可以包括一个下行物理控制块(Physical Control Block downstream.PCBd)210和一个下行净荷220，其中该下行净荷220可以是如下所述的GEM帧。该PCBd 210可以包括多个字段，例如，物理同步(Physical Synchronization，PSync)字段211、识别(Ident)字段212、下行物理层操作管理维护(Physical Layer Operations，Administration and Maintenance downstream，PLOAMd)字段213、比特间插奇偶校验(Bit Interleaved Parity，BIP)字段214、下行净荷长度(PayloadLength downstream，Plend)字段215和上行带宽地图(Upstream Bandwidth map，US BWmap)字段216。
该PSync字段211可以包括一个在该PCBd 210中剩余字段之前的固定图案(Pattern)。该图案可被ONU 120使用，如在耦合到接收器的数据成帧器中使用，用于检测该下行GTC帧200的开始以及建立同步。例如，该Psync字段211可以包括不经过扰码处理的固定图案0xB6AB31E0。在GPON协议的GTC层中，该Psync字段211的长度可以大约等于4个字节，上述长度已经可以加长后的字边界对齐，并等于加长后的字边界长度，从而使GPON或NGA支持更大的带宽，例如，约10Gbps的传输速率。因此，在扩展的GTC层中该Psync字段211不需要进行更改。
该Ident字段212可以包括一个计数值(Counter)，用以提供低速率同步参考信号。该ONU 120可以利用该低速率同步参考信号和该PSync字段211来进行同步。例如，与该PSync字段211类似，GPON协议中该Ident字段212的长度可以大约等于32比特，其中，第一个比特可以是前向纠错(forward error correction，FEC)比特，第二个比特可以保留，剩余重要性较低的大约30比特可以包括一个计数值，该计数值可以在下一个传输的Ident字段212中增加。当该计数值达到预定的最大值时，在下一个下行GTC帧200中该Ident字段212可以重置为0。与该Psync字段211相似，由于该Ident字段212的长度可以与加长后的字边界长度对齐，并且大约等于该加长后的字边界长度，因此，在扩展的GTC层中，该Ident字段212也不需要更改。
该PLOAMd字段213可以包括一条PLOAM消息，该PLOAM消息可以从该OLT110发送到该ONU 120，其包括与操作管理维护(OAM)相关的报警或由系统事件触发的越限警告(threshold-crossing alert)。该PLOAMd字段213可以包括多个子字段，例如ONU标识(ONU-ID)、消息标识符(Message-ID)、消息数据(Message Data)和循环冗余校验(CyclicRedundancy Check，CRC)。其中，该ONU-ID子字段可以包括一个地址，该地址可分配给其中一个ONU 120，供该ONU 120用于检测其需要接收的消息。该Message-ID子字段可以指示该PLOAM消息的类型，该Message Data子字段可以包括该PLOAM消息的净荷。该CRC子字段可用于检查收到的PLOAM消息中是否存在错误。例如，如果循环冗余校验失败，该PLOAM消息可以被丢弃。为了使GPON或NGA支持更大的带宽，该PLOAMd字段213的长度更改为等于大约4个字节的整数倍(例如，约16字节)，从而使数据与大约4个字节对齐。此外，该ONU-ID子字段的长度可以等于约1字节，以便其可用于识别多达约256个ONU 120。在扩展的GTC层中，该ONU-ID子字段的长度可以增加到约4个字节，以使数据可以与加长后的字边界对齐。因此，扩展的ONU-ID可用于识别多于256个ONU120。进一步地，该CRC的格式，如具有生成多项式(x8+x2+x+1)的CRC-8格式，可以对应地进行更改，以便至少解释该扩展的PLOAM消息的某些附加位。可替代地，相同的CRC格式也可以采用，在这种情况下该PLOAMd字段213的第一个比特没有被CRC格式所覆盖，因而在检错过程中无法被保护或考虑。
该BIP字段214可以包括对自上一次接收BIP字段214以来传输的所有比特的比特间插奇偶校验信息。在该ONU 120上也可以比特间插奇偶校验计算，然后将计算结果与该BIP字段214的比特间插奇偶校验信息进行比较，以测量链路的错误数量。该BIP字段214可以大约等于4个字节，由此实现在扩展后的GTC层中与加长的字边界对齐。
该Plend字段215可以包括多个子字段，例如B长度(Blen)子字段和CRC子字段。该Blen子字段可以指示该US BWmap字段216的长度，其中，该US BWmap字段216的实际长度(以字节为单位)可以约等于Blen值的8倍。该CRC子字段可以配置为大体上类似于该PLOAMd字段213中的CRC子字段。在一些支持ATM通信的系统中，该子字段可以进一步包括A长度(Alen)子字段，其用于ATM净荷的长度，其中该ATM净荷可以包括该下行GTC帧200的一部分。如果要使GPON或NGA不支持ATM通信或功能或使其无法使用，在扩展的GTC层中，该Alen子字段可以被移除或丢弃。要补偿丢失的Alen比特并使该Plend字段215的长度与加长的字边界对齐，该Blen子字段和/或该CRC子字段的长度可以相对应的进行调整，以使该Plend字段215的总长度达到大约4个字节。例如，可以增加该CRC子字段的长度，这样做还可改善检错功能。
该US BWmap字段216可以包括一组数据块或子字段，其中每个数据块或子字段的长度约为8个字节。每个数据块可以包括为一个独立的传输容器(T-CONT)所提供的带宽分配，该T-CONT可用于管理GTC层中的上行带宽分配。具体来说，该T-CONT可以是GTC层中的传送实体，其可用于将高位层信息从输入端传输到输出端，如从该OLT 110输出到任何一个ONU 120。每个数据块可以进一步包括多个子字段，例如分配标识符(Allocation identifier，Alloc-ID)子字段、标志(Flags)子字段、开始时间(Start Time，SStart)子字段、停止时间(Stop Time，SStop)子字段和CRC子字段。由于该US BWmap字段216的长度可以等于8个字节的整数倍，因此，该US BWmap 216字段的总长度可能已与加长后的字边界对齐，故可以不用更改。但是，该US BWmap 216的粒度(granularity)可以进行更改，例如，使每个数据块的长度为大约4个字节。
图3示例性地表示上行GTC帧300的一个实施例。该上行GTC帧300可以包括其中一个ONU 120传输给该OLT 110的上行数据，其中该上行数据可以通过一个上行信道传输，其包括净荷数据以及网络控制管理信息。该上行GTC帧300可以包括上行物理层开销(Physical Layer Overhead upstream，PLOu)310、上行PLOAM(PLOAMu)字段316、上行动态带宽报告(Dynamic Bandwidth Report upstream，DBRu)字段318和上行净荷(UpstreamPayload)字段320，其中该Upstream Payload字段320可以是如下所述的GEM帧。该PLOu310可以包括多个字段，例如前导码(Preamble)字段311、突发定界符(Delimite)字段312、比特间插奇偶校验(BIP)字段313、ONU标识(ONU-ID)字段314和指示(Indication，Ind)字段315。该上行GTC帧300还可以包括保护时间(Guard Time)字段305，其位于剩余字段之前，用于指示该上行GTC帧300。
该PLOu 310的组合字段可以表示该上行GTC帧300是哪一个ONU 120发送给OLT 110。例如，该Preamble字段311和Delimiter字段312可以对应于该ONU 120，其可以按照该OLT 110的指示来生成。该BIP字段313可以包括如上所述的比特间插奇偶校验信息，该ONU-ID字段314可以包括分配给对应ONU 120的地址。该Ind字段315可以向该OLT 110指示该ONU 120的状态，在此该上行GTC帧300实质上可以是实时传输。在某些情况下，该BIP字段313、该ONU-ID字段314和该Ind字段315的长度可能没有与扩展后的GTC层中加长的字边界对齐。因此，该ONU-ID字段314的长度可以大约是2个字节，该BIP字段313和该Ind字段315的长度可以分别是大约1个字节；如此一来，这三个字段的总长度便大约为4个字节，从而适合例如大约10Gbps的传输速率。并且，该ONU-ID字段314的长度的增加还可以提供更多地址以供分配给更多ONU 120，例如，最多可分配给65536个ONU 120。在一些实施例中，该Preamble字段311和该Delimiter字段312的长度可以单独地与加长的字边界对齐，也可以将它们与PLOu 310的其余三个字段一起，与加长的字边界对齐。
与该下行GTC帧200的PLOAMd字段213相类似样，该PLOAMu字段316可以包括一条PLOAM消息，该PLOAM消息可从该ONU 120发送给该OLT 110。在扩展的GTC层中，该PLOAMu字段316的长度可以大约等于4个字节的整数倍，如大约16个字节。例如，该PLOAMu字段316的ONU-ID子字段的长度可以增加到约2个字节。此外，如果没有涵盖该PLOAMu 316中的第一个比特，该PLOAMu字段的CRC子字段的格式，例如，具有生成多项式(x8+x2+x+1)的CRC-8格式，可以不进行更改。
该DBRu字段318可以包括与T-CONT相关的信息。该DBRu字段318可以包括两个子字段，分别为动态带宽分配(Dynamic Bandwidth Assignment，DBA)子字段和CRC子字段。该DBA子字段可以指示缓冲区数据量报告，比如，其可包括该T-CONT的流量状态。在扩展GTC层中，该DBRu字段的长度可以与该下行GTC帧200的US BWmap字段216的粒度相匹配，比如，4个字节。这样，便可以对ITU-T G.984.3的表8-1中的码点进行否决、替换或修改。
图4示意性地GEM帧400的一个实施例。该GEM帧400可以包括从该OLT 110传输到该ONU 120的下行数据或从该ONU 120传输到该OLT 110的上行数据。例如，该GEM帧400可以对应于该下行GTC帧200的下行净荷220，或对应于该上行GTC帧300的上行净荷320。该GEM帧400可以包括帧头(Header)410和净荷(Payload)420。该帧头410可以包括净荷长度标识符(Payload Length Indicator，PLI)字段411、端口标识符(Port identifier，PortID)字段412、净荷类型标识符(Payload Type Indicator，PTI)字段413和帧头差错控制(Header Error Control，HEC)字段414。
该PLI字段411可以以字节为单位指示该净荷420的长度。该PLI字段411还可以指示该GEM帧400的开始。该PLI字段411的长度可以约为12个比特，其可以表示该净荷420的长度最多可达到4095个字节。该PortID字段412的长度也可以约为12个比特，其可以提供多达约4096个独一无二的流量标识符(Traffic Identifiers)。所述流量标识符可以对应于多个数据流，该多个数据流可以是复用的数据流。该PTI字段413可以指示该净荷420的内容类型。该PTI字段413的长度可以约为3个比特。该HEC字段414可以提供检错和纠错功能。例如，该HEC字段414可以包括12个比特的BCH(Bose-Chaudhuri-Hocquenghem)码，例如，一个具有生成多项式x12+x10+x8+x5+x4+x3+1的BCH(39，12，2)码以及一个校验位。
在扩展后的GTC层中，该帧头410的总长度可以与加长的字边界对齐。具体来说，该帧头410的长度可以大约等于4个字节的整数倍，例如，大约8字节。相应地，该PLI字段411、该PortID字段412、该PTI字段413和该HEC字段414各自的长度或其总长度也会增加。该PLI字段411的长度可以增加，以指示扩展后的GEM帧400包含更多字节和信息。该PortID字段412的长度也可以增加，以提供更多与上述复用数据流相对应的流量标识符。该PTI字段413的长度也可以增加，以提供更多关于该净荷420的信息。该HEC字段414的长度可以增加以对BCH码进行扩展，从而至少解释该扩展的帧头410的某些附加位，例如，解释使一个剩余的校验位处于无保护状态的信头410的约63位)。
该净荷420可以包括在该OLT 110与该ONU 120之间传输的净荷数据。此外，该净荷420可以进行扩展以使其长度与加长的字边界对齐。例如，该净荷420可以添加最多大约3个填充式字节，例如，null字节或零值字节，以使其满足与该字边界对齐的要求。如果该净荷420的长度已经与加长的字边界对齐，则可以不使用任何填充式字节。该净荷420和该填充式字节的长度可以采用该PLI字段411和/或该PTI字段413进行指示。
图5示意性地本申请提供的成帧方法500的一个实施例，这种方法可用于在PON系统(例如上述PON 100)中进行数据(比如以太网数据)的封装、传输和解封装。该数据可以由该OLT 110传输给该ONU 120；或者从其中一个ONU 120传输给该OLT 110。该数据可以对应于多个ONU 120、多个数据流、多个T-CONT或这三者的任意组合。该成帧方法500可以在GPON协议的扩展GTC层上实现。
在框510中，该成帧方法500可以对数据进行成帧处理，以获得对齐的GEM帧，例如，该数据成帧处理可以通过使用耦合到OLT 110或ONU 120中的发送器的数据成帧器来实现。这样，便可以采用GEM帧格式，如该GEM帧400，将该数据连同的其他信息一起封装。所述其他信息可以包括以字节为单位的数据长度、数据流的流量标识符、数据类型、与数据相关的其他信息或者以上各项的组合。然后，根据系统的下行带宽，如约10Gbps，将该GEM帧的与上述字边界对齐。例如，该数据可以封装到该GEM帧中经过对齐处理的净荷部分，如封装到上述净荷420；并将所述其他信息装入到该GEM帧中经过对齐处理的帧头部分，如封装到上述帧头410。
在框520中，成帧方法500可将该对齐的GEM帧进行成帧处理，以获得对齐的GTC帧。对应地，可以采用GTC帧格式，如上述下行GTC帧200或上述上行GTC帧300)，将该对齐的GEM帧连同其他信息一起封装。所述其他信息可以包括PLOAM消息、ONU-ID、T-CONT的带宽分配、与T-CONT相关的其他信息或者以上各项的组合。然后，该GTC帧可以进一步跟上述字边界对齐，其中所述字边界可以大约为4个字节。例如，所述对齐处理的GEM帧可以封装到该GTC帧的一个净荷部分，例如，封装到上述下行净荷220或上行净荷320，并将所述其他信息封装到该GTC帧中经过对齐处理的帧头部分，比如封装到该PCBd 210或该PLOu 310。
在框530中，该成帧方法500可通过该PON系统中至少一些器件，将该对齐的GTC帧在OLT 110与ONU 120之间传输。例如，可以在不知道其数据内容的情况下，通过上述ODN 130透传该对齐的GTC帧。在框540中，该成帧方法500可以通过与框520相反的方式对该对齐的GTC帧进行处理，例如，使用耦合到OLT 110或ONU 120中的接收器的数据成帧器，以获得该对齐的GEM帧。在框550中，该成帧方法500可以通过与框510相反的方式对该对齐的GEM帧进行处理，以获得该数据。
上述网络元件可以在任何通用网络组件上实现，例如，计算机或有足够处理能力、内存资源和网络吞吐量来处理其必要工作负载的网络组件。图6示意性地表示了一种典型的通用网络部件600，该部件适用于实现本文所述元件的一个或多个实施例。该网络部件600包括一个用于与存储设备进行通信的处理器602(可称为中央处理器(CPU))、输入/输出(I/O)设备610和网络连接装置612。其中，所述存储设备包括辅助存储器604、只读存储器(ROM)606、随机存取存储器(RAM)608。该处理器602可以通过一个或多个CPU芯片实现，也可以为一个或多个专用集成电路(Application Specific Integrated Circuits，ASIC)的一部分。
该辅助存储器604通常包括一个或多个磁盘驱动器或磁带机，用作非易失性数据存储器；如果该RAM 608的容量不足以保留所有工作数据，该辅助存储器604将被用作溢出数据存储设备。该辅助存储器604可用于存储加载到该RAM 608中准备执行的程序。该ROM 606用于存储在程序执行过程中出现的指令和数据。该ROM 606是一种非易失性存储设备，其存储容量通常小于该辅助存储器604的存储容量。该RAM 608用于存储易失性数据，有时还用于存储指令。该ROM 606和该RAM 608的存取速度通常快于该辅助存储器604。
本申请文件至少阐述了一个实施例，本领域普通技术人员所述实施例和/或其特征的变型、合并和/或修改均在本申请文件的范围内。因合并、整合和/或省略这些实施例而产生的其他实施例也在本发明的范围内。在明确指出数值范围或限制的情况下，应将这些范围或限制理解为包括其范围内类似幅度的迭代范围或限制(例如，大约从1至10，包括2、3、4等；大于0.10，包括0.11、0.12、0.13等)。例如，如果指明了一个带有下限(Rl)和上限(Ru)的数值范围，便会具体指出该范围内的所有数值。具体来说，该范围内的数值如下：R＝Rl+k*(Ru-Rl)，其中，k是一个范围为1％至100％的变量，其增量为1％，例如，k等于1％、2％、3％、4％、5％...50％、51％、52％...95％、96％、97％、98％、99％或100％。此外，在以上例子中，还会具体指出Rl和Ru界定的所有数值范围。对权利要求的元素使用“可选”一词表示该元素在其所属的权利要求范围内并非必需的。应当理解，“包含”、“包括”、“具有”等上位概念词是用以支持“由...组成”、“本质上由...组成”和“大体上由...组成”等下位概念词。因此，保护范围并非由以上阐述界定，而是由下述权利要求界定；保护范围涵盖这些权利要求的所有等效要求。对于将来的发明，会将这些权利要求全部纳入到申请文件中；这些权利要求是本发明的实施例。对本发明参考资料的讨论并不等于承认该参考资料是现有技术，尤其是在参考资料的出版日期迟于本申请的优先日期的情况下。此处公开的所有专利、专利申请以及本发明引用的出版物均通过引用整体地结合于本文中，用以为本发明补充一些示例性、程序上的或其他详情。
应当理解，尽管本文中介绍了几个实施例，但其中所述的系统和方法可采用许多其他具体方式予以实施，前提是不背离本发明的精神和范围。所述的实施例仅仅起举例说明作用，并无限制作用，本发明的范围并不限于本文所述的内容。例如，可以将各个元素或成分结合或集成到另一个系统中，也可以省略或不采用某些功能。
此外，在各个实施例中独立介绍和说明的技术、系统、子系统和方法可以与其他系统、模块、技术或方法结合或集成在一起，前提是不背离本发明的范围。所显示或探讨的相互连接/直接连接/相通的其他内容可采用电气、机械或其他方式通过某些界面、设备或中间组件直接连接或传送。本领域技术人员会意识到，在不背离本发明的精神和范围的前提下，还能够作出各种变型、替代和变更。

Claims (21)

1.一种装置，包括：
至少一个用于实施以下方法的部件，该方法包括：
将数据流封装到至少一个吉比特无源光网络(GPON)封装模式(GEM)帧中，所述GEM帧包括帧头，所述帧头与长度至少为大约4个字节的字边界对齐；
将所述GEM帧封装到GPON传输汇聚(GTC)帧中，所述GTC帧包括网络控制管理信息，所述网络控制管理信息与所述字边界对齐；以及
传输所述GTC帧。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述字边界的长度以数据速率为依据，并按照所述数据速率成正比地增加。
3.根据权利要求1所述的装置，其中所述字边界的长度大约为4个字节的整数倍。
4.根据权利要求1所述的装置，其中所述GEM帧的帧头的总长度大约为4个字节的整数倍。
5.根据权利要求4所述的装置，其中所述GEM帧还包括净荷，所述净荷的长度大约为4个字节的整数倍。
6.根据权利要求1所述的装置，其中所述GTC帧的网络控制管理信息包括多个字段，所述多个字段分别独立地与所述字边界对齐，或者所述字段的组合与所述字边界对齐。
7.根据权利要求1所述的装置，其中所述GTC帧是下行GTC帧，所述下行GTC帧的网络控制管理信息包括一个下行物理层操作管理维护(PLOAMd)字段，该PLOAMd字段的长度大约为4个字节的整数倍。
8.根据权利要求7所述的装置，其中所述下行GTC帧的网络控制管理信息还包括一个比特间插奇偶校验(BIP)字段，该BIP字段的长度大约为4个字节的整数倍。
9.根据权利要求1所述的装置，其中所述GTC帧是上行GTC帧，这个上行GTC帧的网络控制管理信息包括一个上行动态带宽报告(DBRu)字段，该DBRu字段的长度大约为4个字节的整数倍。
10.根据权利要求9所述的装置，其中所述上行GTC帧的网络控制管理信息还包括一个比特间插奇偶校验(BIP)字段、一个ONU标识(ONU-ID)字段和一个指示(Ind)字段，且所述BIP字段、所述ONU-ID字段和所述Ind字段的的总长度大约为4个字节的整数倍。
11.根据权利要求10所述的装置，其中所述ONU-ID字段的长度大约为2个字节。
12.根据权利要求10所述的装置，其中所述上行GTC帧的网络控制管理信息还包括一个上行物理层操作管理维护(PLOAMu)字段，该PLOAMu字段的长度大约为4个字节的整数倍。
13.根据权利要求10所述的装置，其中所述上行GTC帧的网络控制管理信息还包括一个前导码(Preamble)字段和一个定界符(Delimiter)字段，所述Preamble字段和所述Delimiter字段的长度均大约为4个字节的整数倍。
14.一种装置，包括：
至少一个用于实施以下方法的部件，所述方法包括：
将数据流封装到至少一个吉比特无源光网络(GPON)封装模式(GEM)帧中，所述GEM帧包括帧头，所述帧头与长度至少为大约4个字节的字边界对齐；
将所述GEM帧封装到GPON传输汇聚(GTC)帧中，所述GTC帧包括物理层操作管理维护(PLOAM)字段，所述PLOAM字段与所述对边界对齐；以及
传输所述GTC帧。
15.根据权利要求13所述的装置，其中所述字边界的长度大约为4个字节的整数倍。
16.根据权利要求14所述的装置，其中所述GTC帧还包括一个下行净荷长度(Plend)字段，该Plend字段包含指示上行带宽地图US BWmap的B长度(BLen)信息，但不包括用于指示ATM净荷长度的A长度(Alen)信息。
17.一种装置，包括：
至少一个用于实施以下方法的部件，所述方法包括：
将数据流封装到至少一个吉比特无源光网络(GPON)封装模式(GEM)帧中，所述GEM帧包括帧头，所述帧头与长度至少为大约4个字节的字边界对齐；
将所述GEM帧封装到GPON传输汇聚(GTC)帧中，所述GTC帧包括上行动态带宽报告(DBRu)字段，所述DBRu字段与所述字边界对齐；以及
传输所述GTC帧。
18.根据权利要求16所述的装置，其中所述字边界的长度大约为4个字节的整数倍。
19.一种装置，包括：
成帧器：用于将数据流封装到至少一个吉比特无源光网络(GPON)封装模式(GEM)帧中，以及将所述GEM帧封装到第一GPON传输汇聚(GTC)帧中，所述第一GTC帧包括上行带宽地图(US BWmap)字段；以及
发送器：用于传输所述第一GTC帧；
其中，所述GEM帧包括帧头，所述帧头与长度至少为大约4个字节的字边界对齐，且所述US BWmap字段的粒度与所述字边界实质上相等。
20.根据权利要求18所述的装置，还包括：用于接收多个第二GTC帧的接收器，其中每个第二GTC帧分别包括一个上行动态带宽报告(DBRu)字段，且所述DBRu字段的粒度与所述字边界实质上相等。
21.一种方法，包括：
将数据流封装到至少一个吉比特无源光网络(GPON)封装模式(GEM)帧中，所述GEM帧包括帧头，所述帧头与大约4个字节整数倍的字边界对齐；并且
将所述GEM帧封装到GPON传输汇聚(GTC)帧中，所述GTC帧包括网络控制管理信息，所述网络控制管理信息具有多个字段，所述多个字段分别独立地与所述字边界对齐，或者所述字段的组合与所述字边界对齐。
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