CN102056029B - 一种gpon系统中实现以太网包重组的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种GPON系统中实现以太网包重组的方法，包括对具有两个端口标识符的间插发送的GEM帧进行重组的过程，所述过程包括通过重组表存储要重组的两个端口标识符的间插发送的GEM帧的中间变量。本发明还公开了一种GPON系统中实现以太网包重组的装置。本发明通过重组表存储两个不同端口标识符的GEM帧的中间变量，从而以最少的资源实现64K个端口标识符的GEM帧重组，并允许不超过2个不同端口标识符的数据间插发送。

Description

一种GPON系统中实现以太网包重组的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种电信领域，具体涉及一种在10G GPON(10G比特的无源光网络)系统中将GEM(GPON Encapsulation Method，GPON封装模式)帧还原成以太网数据包的实现方法以及装置。
背景技术
GPON系统由OLT(光线路终端)、ODN(光分配网络)和ONU(光网络单元)三部分构成，ODN利用无源光器件将OLT和ONU连接起来。OLT和ONU之间采用GTC(GPON Transmission Convergence，GPON传输汇聚层)帧的格式进行数据传送，GEM业务数据组成GTC帧的有效载荷部分，可以包含任意多个GEM帧。
10G GPON系统中，GEM帧结构如图1所示。GEM帧头包含8个字节，由16位的净荷长度指示符(PLI：Payload Length Indicator)、16位的Port ID(端口标识符)、3位的净荷类型指示符(PTI：Payload Type Indicator)，16位协议类型(Protocol Type)和13位的帧头差错控制(HEC：Head ErrorControl)组成。PLI以字节为单位指示帧头后面的净荷长度L，以字节为单位。由于PLI域只有16比特，所以最多可指示64k字节。如果用户数据帧大于这个值，则必须要分成小于64k字节的碎片。Port ID用来提供PON中64k个不同的业务流标识，以实现业务流复用。PTI域用于指示段净荷的内容类型和相应的处理方式，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，GEM OAM(Operations，Administration andMaintenance，操作管理和维护)不是帧尾；101，GEM OAM是帧尾；其余值，保留。HEC提供帧头的检错和纠错功能。
在下行支持10Gbps、上行支持2.5Gbps的GPON系统中，Port ID取值范围是0-(64k-1)。在UNI(User Network Interface用户网络接口)到SNI(Service Node Interface服务节点接口)方向，用户数据封装成GEM帧时，往往需要对数据分片，并在每个净荷碎片之前插入GEM帧头，才能进行发送。每个用户数据可以分为多个碎片，PTI域指示该碎片是否帧尾。这样在相反的方向则需要将分片的GEM帧进行重组，以恢复完整的以太网数据。重组的方法就是：去掉GEM帧头，将净荷提取出来还原成以太网帧。在以往只支持4k个以内Port ID的系统中，重组是基于Port ID进行的，允许不同的Port ID的数据间插发送。用一个重组表为每个Port ID存储重组的中间变量。这种实现重组的方法对支持64k个Port ID的10GGPON系统来说是不理想的，支持64k个Port ID的重组表要耗费相当大量的存储资源，在设计时是要尽量避免的。
发明内容
本发明要解决的主要技术问题是提供一种节省存储资源的GPON系统中实现以太网包重组的方法和系统。
为解决上述技术问题，本发明提供一种GPON系统中实现以太网包重组的方法，包括对具有两个端口标识符的间插发送的GEM帧进行重组的过程，所述过程包括通过重组表存储要重组的两个端口标识符的间插发送的GEM帧的中间变量。
所述对具有两个端口标识符的间插发送的GEM帧进行重组的过程包括：提取GEM帧的帧头数据，所述帧头数据包括端口标识符、净荷长度指示，净荷类型指示；根据所述帧头数据和重组表中的中间变量值进行重组并更新所述重组表。
根据所述帧头数据和重组表中的中间变量值进行重组并更新所述重组表具体执行以下操作：检查重组表的表项有效性，若两个表项都无效，则判定当前GEM帧是数据包的第一个分片，更新重组表；若有一个表项有效，另一个表项无效，判断有效表项的端口标识符与当前GEM帧的端口标识符是否相同，若相同，则读出所述表项信息，完成净荷重组，更新重组表；若不相同，则判定当前GEM帧是另一个数据包的第一个分片，更新重组表；若两个表项都有效，读出与当前GEM帧的端口标识符相同的表项的信息，完成净荷重组，更新重组表。
其中所述更新重组表包括：若当前GEM帧的净荷类型指示为0，则将当前GEM帧的信息写入中间变量并将表项是否有效的指示置为有效；若当前GEM帧的净荷类型指示为为1，则对表项复位并将表项是否有效的指示置为无效。
其中所述中间变量还包括循环冗余校验中间值，所述对具有两个端口标识符的间插发送的GEM帧进行重组的过程还包括对重组中的GEM帧数据进行循环冗余校验并将校验结果存储在所述重组表中的步骤。
本发明还提供一种GPON系统中实现以太网包重组的装置，用于对具有两个端口标识符的间插发送的GEM帧进行重组，该装置包括重组表，用于存储要重组的两个端口标识符的间插发送的GEM帧的中间变量。
所述中间变量包括：重组中的GEM帧的端口标识符、当前包重组好的长度和表项是否有效的标志。
所述装置还包括GEM帧头处理电路和净荷重组处理电路，所述GEM帧头处理电路用于提取GEM帧的帧头数据，所述帧头数据包括端口标识符、净荷长度指示，净荷类型指示；所述净荷重组处理电路用于根据所述帧头数据和所述重组表中的中间变量值进行重组并更新所述重组表。
所述净荷重组处理电路还用于检查重组表的表项有效性，若两个表项都无效，则判定当前GEM帧是数据包的第一个分片，更新重组表；若有一个表项有效，另一个表项无效，判断有效表项的端口标识符与当前GEM帧的端口标识符是否相同，若相同，则读出所述表项信息，完成净荷重组，更新重组表；若不相同，则判定当前GEM帧是另一个数据包的第一个分片，更新重组表；若两个表项都有效，读出与当前GEM帧的端口标识符相同的表项的信息，完成净荷重组，更新重组表。
所述净荷重组处理电路还用于：若当前GEM帧的净荷类型指示为0，则将当前GEM帧的信息写入中间变量并将表项是否有效的指示置为有效；若当前GEM帧的净荷类型指示为为1，则对表项复位并将表项是否有效的指示置为无效。
其中所述中间变量还包括循环冗余校验中间值，所述装置还包括循环冗余校验电路，用于对重组中的GEM帧数据进行循环冗余校验并将校验结果存储在所述重组表中。
本发明的有益效果是：
(1)本发明通过重组表存储两个不同端口标识符的GEM帧的中间变量，从而以最少的资源实现64K个端口标识符的GEM帧重组，并允许不超过2个不同端口标识符的数据间插发送；
(2)本发明还通过设立CRC中间值的方式，对净荷数据的重组进行中间过程校验，提高了包重组的可靠性。
附图说明
图1为GEM帧结构示意图；
图2为本发明装置的一种实施例的结构示意图；
图3为本发明装置的以太网包映射到GEM帧的结构示意图；
图4为本发明方法的一种实施例的流程图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。
本发明结合GPON协议的要求，即要求每个ONU至少有2个GEM重组缓存器以支持时间紧急碎片的使用，除非确定ONU具有额外的能力，否则OLT不应该把2个以上的用户数据帧间插到发送到同一个ONU；为此也同时要求每个OLT至少也有2个GEM重组缓冲器以支持时间紧急碎片，除非确定OLT有额外的能力，否则ONU不应该把2个以上的用户数据间插发送。因此本发明的实施例是在10G GPON系统中，支持GEM帧的间插，最多支持2个Port ID的GEM帧间插发送。
图2示出根据本发明GPON系统中实现以太网包重组的装置的一种实施方式的结构示意图，用于对具有两个Port ID的间插发送的GEM帧进行重组，其包括重组表，用于存储要重组的两个Port ID的间插发送的GEM帧的中间变量。
根据本发明装置的实施例，该中间变量包括：重组中的GEM帧的PortID、当前包重组好的长度和表项是否有效的标志。表1示出根据本发明实施例的重组表结构。
Figure G2009101100665D00041
表1
根据本发明装置的实施例，还包括GEM帧头处理电路和净荷重组处理电路，该GEM帧头处理电路用于提取GEM帧的帧头数据，帧头数据包括Port ID、PLI和PTI；图3示出根据本发明装置的实施例的帧头数据结构，其为8个字节；净荷重组处理电路用于根据帧头数据和重组表中的中间变量值进行重组并更新重组表。
根据本发明装置的实施例，净荷重组处理电路还用于检查重组表的表项有效性，若两个表项都无效，则判定当前GEM帧是数据包的第一个分片，更新重组表；若有一个表项有效，另一个表项无效，判断有效表项的Port ID与当前GEM帧的Port ID是否相同，若相同，则读出所述表项信息，完成净荷重组，更新重组表；若不相同，则判定当前GEM帧是另一个数据包的第一个分片，更新重组表；若两个表项都有效，读出与当前GEM帧的Port ID相同的表项的信息，完成净荷重组，更新重组表；根据本发明装置的备选实施例，如果当前GEM帧的Port ID与表项中的两个Port ID都不相同，则丢弃该GEM帧。
根据本发明装置的实施例，净荷重组处理电路还用于：若当前GEM帧的PTI为0，则将当前GEM帧的信息写入中间变量并将表项是否有效的指示置为有效；若当前GEM帧的PTI为1，则对表项复位并将表项是否有效的指示置为无效。
根据本发明装置的实施例，中间变量还包括CRC(循环冗余校验)中间值，还包括CRC电路，用于对重组中的GEM帧数据进行CRC并将校验结果存储在所述重组表中。根据本发明装置的备选实施例，CRC校验电路在重组的过程中要对净荷进行CRC校验，重组完成时如果校验结果正确，则正常发送，如果校验结果不正确，则打上丢弃的标签发送。
本发明GPON系统实现以太网包重组的方法，其一种实施方式，包括对具有两个Port ID的间插发送的GEM帧进行重组的过程，该过程包括通过重组表存储要重组的两个Port ID的间插发送的GEM帧的中间变量。
根据本发明方法的实施例，中间变量包括：重组中的GEM帧的PortID、当前包重组好的长度和表项是否有效的标志。
根据本发明方法的实施例，对具有两个Port ID的间插发送的GEM帧进行重组的过程包括：提取GEM帧的帧头数据，帧头数据包括Port ID、PLI和PTI；根据帧头数据和重组表中的中间变量值进行重组并更新重组表。
根据本发明方法的实施例，根据帧头数据和重组表中的中间变量值进行重组并更新重组表具体执行以下操作：检查重组表的表项有效性，若两个表项都无效，则判定当前GEM帧是数据包的第一个分片，更新重组表；若有一个表项有效，另一个表项无效，判断有效表项的Port ID与当前GEM帧的Port ID是否相同，若相同，则读出表项信息，完成净荷重组，更新重组表；若不相同，则判定当前GEM帧是另一个数据包的第一个分片，更新重组表；若两个表项都有效，读出与当前GEM帧的Port ID相同的表项的信息，完成净荷重组，更新重组表。
根据本发明方法的实施例，其中更新重组表包括：若当前GEM帧的PTI为0，则将当前GEM帧的信息写入中间变量并将表项是否有效的指示置为有效；若当前GEM帧的PTI为1，则对表项复位并将表项是否有效的指示置为无效。
根据本发明方法的实施例，其中中间变量还包括CRC中间值，所述对具有两个Port ID的间插发送的GEM帧进行重组的过程还包括对重组中的GEM帧数据进行CRC并将校验结果存储在重组表中的步骤。
图4示出根据本发明方法另一种实施方式的流程图，其包括步骤：
重组开始之前需要对重组表进行初始化，除CRC域的32个比特初始化为全“1”外，其他域全部初始化为“0”。
402：接收GEM帧，读取GEM帧头，提取Port ID、净荷长度指示PLI以及净荷类型指示PTI等信息；
404：读出重组表的两个表项，查看表项有效标志；
406：判断两个表项有效标志是否都为0，如果是，则表示表项都无效，该GEM帧是数据包的第一个分片，转步骤408，否则转步骤418；
408：读取净荷数据并计算CRC；
410：将净荷数据在新的缓存空间地址中储存，
412：根据PTI判断是否帧尾，如果不是，转步骤414；如果是，则表示该数据包的重组完成，转步骤416；
414：更新对应表项的内容，将已经重组好的数据包长度，CRC等信息写入重组表，表项有效指示置1，跳回步骤402；
416：将对应重组表中的表项复位，重组完成，流程结束；如果有错，给出错误指示，跳回402；
418：进一步判断是否只有一个为0，是转步骤420；否则转步骤424；
420：判断有效的表项中Port ID与该GEM帧的Port ID是否一致，如果不是则表示该GEM帧是数据包的第一个分片，转步骤408；如果是，则表示该GEM不是数据包的第一个分片，转步骤422；
422：取出净荷数据并将其在表项中指定的缓存空间地址中存储，与该数据包的上一个GEM分片的净荷拼接，同时进行CRC验证，转步骤412；
424：两个表项都有效，判断其中一个表项中的Port ID与该GEM帧的Port ID是否一致，如果是则表示该GEM帧不是数据包的第一个分片，转步骤422；如果不是，则表示该GEM帧是间插的第三个GEM帧，转步骤426；
步骤426：取出净荷数据并丢弃，流程结束。
以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种GPON系统中实现以太网包重组的方法，其特征在于，包括对具有两个端口标识符的间插发送的GEM帧进行重组的过程，所述过程包括：
通过重组表存储要重组的两个端口标识符的间插发送的GEM帧的中间变量；所述中间变量包括：重组中的GEM帧的端口标识符、当前包重组好的长度和表项是否有效的标志；
提取GEM帧的帧头数据，所述帧头数据包括端口标识符、净荷长度指示，净荷类型指示；
检查重组表的表项有效性；
若两个表项都无效，则判定当前GEM帧是数据包的第一个分片，更新重组表；
若有一个表项有效，另一个表项无效，判断有效表项的端口标识符与当前GEM帧的端口标识符是否相同，若相同，则读出所述表项信息，完成净荷重组，更新重组表；若不相同，则判定当前GEM帧是另一个数据包的第一个分片，更新重组表；
若两个表项都有效，读出与当前GEM帧的端口标识符相同的表项的信息，完成净荷重组，更新重组表。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，其中所述更新重组表包括：
若当前GEM帧的净荷类型指示为0，则将当前GEM帧的信息写入中间变量并将表项是否有效的指示置为有效；
若当前GEM帧的净荷类型指示为1，则对表项复位并将表项是否有效的指示置为无效。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，其中所述中间变量还包括循环冗余校验中间值，所述对具有两个端口标识符的间插发送的GEM帧进行重组的过程还包括对重组中的GEM帧数据进行循环冗余校验并将校验结果存储在所述重组表中的步骤。
4.一种GPON系统中实现以太网包重组的装置，其特征在于，用于对具有两个端口标识符的间插发送的GEM帧进行重组，包括：
重组表，用于存储要重组的两个端口标识符的间插发送的GEM帧的中间变量；所述中间变量包括：重组中的GEM帧的端口标识符、当前包重组好的长度和表项是否有效的标志；
GEM帧头处理电路，用于提取GEM帧的帧头数据，所述帧头数据包括端口标识符、净荷长度指示，净荷类型指示；
净荷重组处理电路，用于检查重组表的表项有效性，若两个表项都无效，则判定当前GEM帧是数据包的第一个分片，更新重组表；若有一个表项有效，另一个表项无效，判断有效表项的端口标识符与当前GEM帧的端口标识符是否相同，若相同，则读出所述表项信息，完成净荷重组，更新重组表；若不相同，则判定当前GEM帧是另一个数据包的第一个分片，更新重组表；若两个表项都有效，读出与当前GEM帧的端口标识符相同的表项的信息，完成净荷重组，更新重组表。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述净荷重组处理电路还用于：若当前GEM帧的净荷类型指示为0，则将当前GEM帧的信息写入中间变量并将表项是否有效的指示置为有效；若当前GEM帧的净荷类型指示为为1，则对表项复位并将表项是否有效的指示置为无效。
6.如权利要求4或5所述的装置，其特征在于，其中所述中间变量还包括循环冗余校验中间值，所述装置还包括循环冗余校验电路，用于对重组中的GEM帧数据进行循环冗余校验并将校验结果存储在所述重组表中。
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Application publication date: 20110511

Assignee: SANECHIPS TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Assignor: ZTE Corp.

Contract record no.: 2015440020319

Denomination of invention: Method and device for implementing Ethernet packet recombination in GPON system

Granted publication date: 20130605

License type: Common License

Record date: 20151123

LICC Enforcement, change and cancellation of record of contracts on the licence for exploitation of a patent or utility model
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Effective date of registration: 20221214

Address after: 518055 Zhongxing Industrial Park, Liuxian Avenue, Xili street, Nanshan District, Shenzhen City, Guangdong Province

Patentee after: SANECHIPS TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Address before: 518057 Zhongxing building, science and technology south road, Nanshan District Science Park, Guangdong, Shenzhen

Patentee before: ZTE Corp.

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