CN107566925A - 一种数据传输方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种数据传输方法及装置，该方法应用于光传送网OTN的发送端，包括：将第一帧结构转换成中间帧结构，中间帧结构为不规则ODU帧，不规则ODU帧在每个时钟周期内的字节至少部分是有效字节；将中间帧结构转换成第二ODU帧并发送给接收端，第二ODU帧的速率高于第一帧结构的速率；第二ODU帧为规则ODU帧，规则ODU帧在每个时钟周期内的字节均为有效字节或无效字节；其中，中间帧结构的有效字节的速率等于第二ODU帧的速率。本发明通过采用FMP映射，解决了在OTN业务中，GMP的映射方式存在的缺陷问题。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种数据传输方法及装置。
背景技术
在光传送网(OTN，Optical Transport Network)中，将客户信号装进OTN帧或者低速率ODU帧映射到高速率光通道数据单元(ODU)帧中，目前常用的方法有比特同步映射(BMP，Bit-synchronous Mapping Procedure)、异步映射(AMP，Asynchronous MappingProcedure)和通用映射规程(GMP，Generic Mapping Procedure)；三种映射方法中，GMP使用范围最为广泛。
GMP将OTN帧的光通道净荷单元(OPU，optical channel payload unit)分割成大小相同的子空间，这些子空间称为时隙。时隙的大小跟OTN帧的速率有关系，在100G的OTN帧中，时隙大小为1.25G，即一个OPU4(100G)可以划分为80个1.25G的时隙单元。在超100G OTN帧中，时隙大小为5G，基于5G时隙，超100G OTN中的净荷单元OPUCn 5G时隙的数目为20*n个。将时隙定义为5G大小，使超100G的OTN不仅可以承载原有的ODU2、ODU3等低阶ODU业务，还可以承载电气和电子工程师协会(IEEE)定义的25GE业务。
然而，基于时隙的GMP映射方式存在一定的缺陷。一方面，是要完成空分复用和时分复用互相转换，花费大量的逻辑资源。OPUk在芯片中实际实现时，一个时钟周期传递n个字节数据。n的值取决于业务速率和时钟频率，在100G的OTN帧和超100G的OTN帧中，n的值是一个比较大的数。GMP采用字节间插的方式将客户信号装进OTN帧或者低阶ODU帧映射到高阶ODU帧中。这就意味着一个时钟周期传递的n个字节属于m个不同的时隙，m小于等于n。逻辑处理起来相当于空分复用，即每个不同的时隙位于同一个时钟周期的不同数据信号上，这样实现多个时隙的处理难度很大，需要转为时分复用方式，即一个时钟周期处理的n个字节数据都属于同一个时隙。而空分转时分和时分转空分的难度比较大，需要花费大量的逻辑资源。在超100G的OTN中，即使GMP字节间插的方式由一个字节扩展到16个字节，依然难以避免空分复用和时分复用互相转换的过程。
另一方面，是带宽在某些情况下利用率不高。GMP采用基于时隙的方法将OTN帧划分成多个大小相同的小管道，一旦确定映射关系之后，低阶ODU只能固定的占用一个或多个时隙，一个时隙只能装载一种业务。当业务的速率比较小，或者比时隙的整数倍多一点，比如在100G的OTN帧中，一个时隙的带宽为1.25G，速率为100M的业务直接装进时隙的话，明显不合理，而速率为1.26G的业务，则要占用两个时隙，一个时隙被全部利用，另一个时隙则几乎被浪费掉，带宽资源的利用率低。在GMP映射中，采用刚性带宽的划分方式致使带宽利用率受客户业务速率的影响比较大。
发明内容
本发明提供了一种数据传输方法及装置，其目的是为了解决在OTN业务中，GMP的映射方式存在的缺陷问题。
为了达到上述目的，本发明的实施例提供了一种数据传输方法，应用于光传送网OTN的发送端，包括：
将第一帧结构转换成中间帧结构，中间帧结构为不规则ODU帧，不规则ODU帧在每个时钟周期内的字节至少部分是有效字节；
将中间帧结构转换成第二ODU帧并发送给接收端，第二ODU帧的速率高于第一帧结构的速率；第二ODU帧为规则ODU帧，规则ODU帧在每个时钟周期内的字节均为有效字节或无效字节；其中，中间帧结构的有效字节的速率等于第二ODU帧的速率。
优选地，将第一帧结构转换成中间帧结构的步骤，包括：
将第一帧结构转换成包括有第一预设数目字节的逻辑通道单元净荷，将逻辑通道单元净荷进行组合，形成中间帧结构的逻辑通道单元净荷区域；
将逻辑通道单元净荷添加逻辑通道单元开销，形成与第二ODU帧相对应的光通道净荷单元OPU帧；
将OPU帧添加ODU帧开销，形成中间帧结构。
优选地，将第一帧结构转换成包括有第一预设数目字节的逻辑通道单元净荷，将逻辑通道单元净荷进行组合，形成中间帧结构的逻辑通道单元净荷区域的步骤，包括：
将第一帧结构转换成包括有第一预设数目字节的逻辑通道单元净荷，将逻辑通道单元净荷写入到第二预设数目的第一先进先出队列FIFO缓存器中，每个第一FIFO缓存器存储一个字节，第二预设数目为第一时钟周期内所传输的字节数目；
将逻辑通道单元净荷分成至少两个子空间，通过状态机在每个第一时钟周期内从第一FIFO缓存器中读取至少一个子空间，并记录每个第一时钟周期内读取的第一FIFO缓存器的编号，直至所读取的第一FIFO缓存器的编号形成一个循环状态；两个子空间中包括第二子空间，第二子空间所包括的字节数为第一预设数目除以第二预设数目后取整的数值、乘以第二预设数目所得的乘积；
将第一帧结构所包含的逻辑通道单元净荷进行组合，形成中间帧结构的逻辑通道单元净荷区域。
优选地，将逻辑通道单元净荷分成至少两个子空间，通过状态机在每个第一时钟周期内从第一FIFO缓存器中读取至少一个子空间的步骤，包括：
将逻辑通道单元净荷分成第一子空间、第三子空间和第二子空间；
通过状态机在每个第一时钟周期内从第一FIFO缓存器中读取至少一个子空间。
优选地，将逻辑通道单元净荷分成至少两个子空间，通过状态机在每个第一时钟周期内从第一FIFO缓存器中读取至少一个子空间的步骤，包括：
将逻辑通道单元净荷分成第四子空间和第二子空间；
通过状态机在每个第一时钟周期内从第一FIFO缓存器中读取一个子空间。
优选地，通过状态机在每个第一时钟周期内从第一FIFO缓存器中读取至少一个子空间的步骤，包括：
当第一时钟周期所读取的字节数目小于第二预设数目时，在相应位置填充无效字节。
优选地，将逻辑通道单元净荷添加逻辑通道单元开销的步骤，包括：
将中间帧结构的逻辑通道单元净荷区域添加包括有一预设字节的逻辑通道单元开销。
优选地，将中间帧结构转换成第二ODU帧并发送给接收端的步骤，包括：
依据第一时钟周期，将中间帧结构写入到第二预设数目的第二FIFO缓存器中，形成第二ODU帧；每个第二FIFO缓存器存储一个字节；
依据第一时钟周期，将第二ODU帧发送给接收端。
优选地，依据第一时钟周期，将中间帧结构写入到第二预设数目的第二FIFO缓存器中的步骤，包括：
通过状态机在每个第一时钟周期内写入到第二FIFO缓存器中至少一个子空间，并记录每个第一时钟周期内写入的第二FIFO缓存器的编号，直至所写入的第二FIFO缓存器的编号形成一个循环状态。
为了实现上述目的，本发明的实施例还提供了一种数据传输方法，应用于光传送网OTN的接收端，包括：
将来自发送端的第二光通道数据单元ODU帧转换成中间帧结构；中间帧结构为不规则ODU帧，不规则ODU帧在每个时钟周期内的字节至少部分是有效字节；第二ODU帧为规则ODU帧，规则ODU帧在每个时钟周期内的字节均为有效字节或无效字节；其中，中间帧结构的有效字节的速率等于第二ODU帧的速率；
将中间帧结构转换成第一帧结构，第二ODU帧的速率高于第一帧结构的速率。
优选地，将来自发送端的第二光通道数据单元ODU帧转换成中间帧结构的步骤，包括：
依据第一时钟周期，将来自发送端的第二ODU帧写入到第二预设数目的第三FIFO缓存器中；第二预设数目为第一时钟周期内所传输的字节数目；每个第三FIFO缓存器存储一个字节；
通过状态机在每个第一时钟周期内从第三FIFO缓存器中读取第二ODU帧，形成中间帧结构，并记录每个第一时钟周期内读取的第三FIFO缓存器的编号，直至所读取的第三FIFO缓存器的编号形成一个循环状态。
优选地，将中间帧结构转换成第一帧结构的步骤，包括：
删除中间帧结构的第二ODU帧开销，得到与第二ODU帧相对应的光通道净荷单元OPU帧；
根据OPU帧中的逻辑通道单元开销，得到包括有第一预设数目字节的逻辑通道单元净荷；
将逻辑通道单元净荷转换成第一帧结构。
优选地，将逻辑通道单元净荷转换成第一帧结构的步骤，包括：
将每个逻辑通道单元净荷分成至少两个子空间，通过状态机在每个第一时钟周期内将至少一个子空间写入到第二预设数目的第四FIFO缓存器中，每个第四FIFO缓存器存储一个字节；两个子空间中包括第二子空间，第二子空间所包括的字节数为第一预设数目除以第二预设数目后取整的数值、乘以第二预设数目所得的乘积；
记录每个第一时钟周期内写入的第四FIFO缓存器的编号，直至所写入的第四FIFO缓存器的编号形成一个循环状态；
依据第一时钟周期，从第四FIFO缓存器获取第一帧结构。
优选地，将每个逻辑通道单元净荷分成至少两个子空间，通过状态机在每个第一时钟周期内将至少一个子空间写入到第二预设数目的第四FIFO缓存器中的步骤，包括：
将每个逻辑通道单元净荷分成第一子空间、第三子空间和第二子空间；
通过状态机在每个第一时钟周期内将至少一个子空间写入到第二预设数目的第四FIFO缓存器中。
优选地，将每个逻辑通道单元净荷分成至少两个子空间，通过状态机在每个第一时钟周期内将至少一个子空间写入到第二预设数目的第四FIFO缓存器中的步骤，包括：
将每个逻辑通道单元净荷分成第四子空间和第二子空间；
通过状态机在每个第一时钟周期内将一个子空间写入到第二预设数目的第四FIFO缓存器中。
为了实现上述目的，本发明的实施例还提供了一种数据传输装置，应用于光传送网OTN的发送端，包括：
转换模块，用于将第一帧结构转换成中间帧结构，中间帧结构为不规则ODU帧，不规则ODU帧在每个时钟周期内的字节至少部分是有效字节；
发送模块，用于将中间帧结构转换成第二ODU帧并发送给接收端，第二ODU帧的速率高于第一帧结构的速率；第二ODU帧为规则ODU帧，规则ODU帧在每个时钟周期内的字节均为有效字节或无效字节；其中，中间帧结构的有效字节的速率等于第二ODU帧的速率。
优选地，转换模块包括：
净荷形成子模块，用于将第一帧结构转换成包括有第一预设数目字节的逻辑通道单元净荷，将逻辑通道单元净荷进行组合，形成中间帧结构的逻辑通道单元净荷区域；
第一添加子模块，用于将逻辑通道单元净荷添加逻辑通道单元开销，形成与第二ODU帧相对应的光通道净荷单元OPU帧；
第二添加子模块，用于将OPU帧添加ODU帧开销，形成中间帧结构。
优选地，净荷形成子模块用于：
将第一帧结构转换成包括有第一预设数目字节的逻辑通道单元净荷，将逻辑通道单元净荷写入到第二预设数目的第一先进先出队列FIFO缓存器中，每个第一FIFO缓存器存储一个字节，第二预设数目为第一时钟周期内所传输的字节数目；
将逻辑通道单元净荷分成至少两个子空间，通过状态机在每个第一时钟周期内从第一FIFO缓存器中读取至少一个子空间，并记录每个第一时钟周期内读取的第一FIFO缓存器的编号，直至所读取的第一FIFO缓存器的编号形成一个循环状态；两个子空间中包括第二子空间，第二子空间所包括的字节数为第一预设数目除以第二预设数目后取整的数值、乘以第二预设数目所得的乘积；
将第一帧结构所包含的逻辑通道单元净荷进行组合，形成中间帧结构的逻辑通道单元净荷区域。
为了实现上述目的，本发明的实施例还提供了一种数据传输装置，应用于光传送网OTN的接收端，包括：
第一还原模块，用于将来自发送端的第二光通道数据单元ODU帧转换成中间帧结构；中间帧结构为不规则ODU帧，不规则ODU帧在每个时钟周期内的字节至少部分是有效字节；第二ODU帧为规则ODU帧，规则ODU帧在每个时钟周期内的字节均为有效字节或无效字节；其中，中间帧结构的有效字节的速率等于第二ODU帧的速率；
第二还原模块，用于将中间帧结构转换成第一帧结构，第二ODU帧的速率高于第一帧结构的速率。
优选地，第一还原模块包括：
写入子模块，用于依据第一时钟周期，将来自发送端的第二ODU帧写入到第二预设数目的第三FIFO缓存器中；第二预设数目为第一时钟周期内所传输的字节数目；每个第三FIFO缓存器存储一个字节；
读取子模块，用于通过状态机在每个第一时钟周期内从第三FIFO缓存器中读取第二ODU帧，形成中间帧结构，并记录每个第一时钟周期内读取的第三FIFO缓存器的编号，直至所读取的第三FIFO缓存器的编号形成一个循环状态。
本发明的上述方案至少包括以下有益效果：
本发明提供的数据传输方法及装置，通过设定中间帧结构，在OTN业务的发送端，实现客户业务数据采用FMP以逻辑通道单元的方式映射到OTN帧，或者低阶ODU帧采用FMP以逻辑通道单元的方式映射到高阶ODU帧；在OTN业务的接收端，采用FMP以逻辑通道单元的方式实现从OTN帧恢复出客户业务数据，或者从高阶ODU帧恢复出低阶ODU帧，实现客户业务或者低阶ODU帧在OTN中的透明传送；采用基于逻辑通道单元的方式划分OTN帧的净荷单元OPU，连续多个字节组成的子空间被定义为逻辑通道单元，可以实现一个时钟周期处理的字节全部属于某个逻辑通道单元，避免空分复用和时分复用的互转，节省逻辑资源，降低硬件实现的复杂度；同时基于逻辑通道划分的子空间为柔性带宽，即子空间的带宽为任意值，可以正好等于客户业务带宽的大小，从而提高OTN帧的带宽利用率；本发明通过采用FMP映射，解决了在OTN业务中，GMP的映射方式存在的缺陷问题。
附图说明
图1表示本发明的第一实施例提供的数据传输方法的基本步骤流程图；
图2表示本发明的第一示例的中间帧结构的示意图；
图3表示本发明的第二示例的中间帧结构的示意图；
图4表示本发明的第二示例的中间帧结构的逻辑通道净荷装载过程示意图；
图5表示本发明的第二示例的中间帧结构的逻辑通道净荷形成的状态机编号示意图；
图6表示本发明的第二示例的ODU4输出过程示意图；
图7表示本发明的第二示例的中间帧结构转换成ODU4的状态机编号示意图；
图8表示本发明的第二实施例提供的数据传输装置的框图；
图9表示本发明的第三实施例提供的数据传输方法的基本步骤流程图；
图10表示本发明的第四实施例提供的数据传输装置的框图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明针对现有的问题，提供了一种数据传输方法及装置。
第一实施例
参见图1，本发明的第一实施例提供了一种数据传输方法，应用于光传送网OTN的发送端，包括：
步骤101，将第一帧结构转换成中间帧结构，中间帧结构为不规则ODU帧，不规则ODU帧在每个时钟周期内的字节至少部分是有效字节。
具体地，第一帧结构可以是客户业务数据或低阶ODU帧(低阶ODU帧与高阶为相对概念，低阶ODU帧的速率低于高阶ODU帧的速率)，OTN的客户无关性，客户业务数据可以是ODU帧；OTN业务主要是由客户业务数据到低阶ODU帧的映射或低阶ODU帧到高阶ODU帧的映射；本发明的实施例中，采用一种基于统计复用技术(FMP)的映射方法，定义一个中间帧结构，来实现OTN的映射。
其中，中间帧结构包括有效字节和无效字节两部分，中间帧结构的有效字节拼接起来为标准的OTN帧，而其中无效字节可为0字节。OPU在芯片中实际实现时，一个时钟周期传递n个字节数据。可选地，定义中间帧结构时，遵循一个时钟周期处理的有效字节个数尽量为n或者接近n，处理无效字节个数尽量接近0的原则，保证处理中间帧结构一行数据所用的时钟周期个数尽可能接近处理高阶ODU帧一行数据所用的时钟周期个数，避免出现一个时钟周期处理有效字节数过少，处理无效字节数过多的情况，以提升带宽利用率。所以要能够承载客户业务，中间帧结构必须满足一个条件：按照标准格式(一个时钟周期传送n个字节)处理高阶ODU帧所用的时钟周期个数与按照标准格式处理中间帧结构所用的时钟周期个数所形成的时钟比值乘上总线宽度(一个时钟周期能处理的比特数，8*n)再乘上时钟频率所得的结果必须大于等于高阶ODU帧的速率，也就是要求中间帧结构的有效字节的速率大于等于对应的高阶ODU帧的速率；而实际选择时，会选择等于对应的高阶ODU帧的速率的中间帧结构。
步骤102，将中间帧结构转换成第二ODU帧并发送给接收端，第二ODU帧的速率高于第一帧结构的速率；第二ODU帧为规则ODU帧，规则ODU帧在每个时钟周期内的字节均为有效字节或无效字节；其中，中间帧结构的有效字节的速率等于第二ODU帧的速率。
其中，形成中间帧结构后，由于存在无效字节数，需要去除这些无效的字节，将中间帧结构转换为高阶ODU帧结构，即第二ODU帧。
具体地，步骤101包括：
第一步，将第一帧结构转换成包括有第一预设数目字节的逻辑通道单元净荷，将逻辑通道单元净荷进行组合，形成中间帧结构的逻辑通道单元净荷区域。
其中，以ODU2映射到ODU4为例，需要8个ODU2转换成一个ODU4，那么将8个ODU2组合成一个中间帧结构，将32个逻辑通道单元净荷进行组合，形成中间帧结构的逻辑通道单元净荷区域。
第二步，将逻辑通道单元净荷添加逻辑通道单元开销，形成与第二ODU帧相对应的光通道净荷单元OPU帧。
具体地，上述第二步包括：将中间帧结构的逻辑通道单元净荷区域添加包括有一预设字节的逻辑通道单元开销。
也就是说，将逻辑通道单元净荷区域中的每个逻辑通道单元净荷均添加一个逻辑通道单元开销，这样，逻辑通道单元净荷区域就形成了与第二ODU帧相对应的光通道净荷单元OPU帧。
第三步，将OPU帧添加ODU帧开销，形成中间帧结构。
其中，将OPU帧添加ODU帧开销，便形成了中间帧结构。
具体地，作为第一示例，以ODU2映射到ODU4为例，需要8个ODU2转换成一个ODU4，图2为一个中间帧结构的示意图。其中，一个中间帧结构包括32个逻辑通道单元净荷，将每个逻辑通道单元净荷添加逻辑通道单元开销后，形成了OPU帧；在OPU帧上添加了ODU帧开销，便形成了中间帧结构。
优选地，上述第一步包括：
将第一帧结构转换成包括有第一预设数目字节的逻辑通道单元净荷，将逻辑通道单元净荷写入到第二预设数目的第一先进先出队列FIFO缓存器中，每个第一FIFO缓存器存储一个字节，第二预设数目为第一时钟周期内所传输的字节数目；
将逻辑通道单元净荷分成至少两个子空间，通过状态机在每个第一时钟周期内从第一FIFO缓存器中读取至少一个子空间，并记录每个第一时钟周期内读取的第一FIFO缓存器的编号，直至所读取的第一FIFO缓存器的编号形成一个循环状态；两个子空间中包括第二子空间，第二子空间所包括的字节数为第一预设数目除以第二预设数目后取整的数值、乘以第二预设数目所得的乘积；
将第一帧结构所包含的逻辑通道单元净荷进行组合，形成中间帧结构的逻辑通道单元净荷区域。
其中，逻辑通道单元净荷可以设置为475字节；FIFO缓存器是一种先进先出的数据缓存器，先进入的数据先从FIFO缓存器中读出，与RAM相比没有外部读写地址线，使用比较简单，但只能顺序写入数据、顺序的读出数据。
FIFO缓存器一般用于不同时钟域之间的数据传输，比如FIFO缓存器的一端是AD数据采集，另一端为PCI总线，那么在两个不同的时钟域间就可以采用FIFO缓存器来作为数据缓冲。另外对于不同宽度的数据接口也可以用FIFO，例如单片机位8位数据输出，而DSP可能是16位数据输入，在单片机与DSP连接时就可以使用FIFO来达到数据匹配的目的。在将第一帧结构转化成中间帧结构的过程中，首先开辟一个第一缓存区，在第一缓存区中设置与时钟周期所传输的字节数(第二预设数目)相同的FIFO缓存器，将ODU帧写入第一FIFO缓存器中，每个第一FIFO缓存器存储一个字节(第一FIFO缓存器位宽为1字节)。在读取的过程中，将第一帧结构分成至少两个子空间，根据这些子空间的大小从第一缓存区中读取客户业务数据到中间帧结构的净荷位置。
而两个子空间中包括第二子空间，第二子空间所包括的字节数为第一预设数目除以第二预设数目后取整的数值、乘以第二预设数目所得的乘积；以第一预设数目为475，第二预设数目为n为例，传输第二子空间所需的时钟周期个数为m，m为475除以n取整后的数值；第二子空间的字节数为m*n，以实现在m个时钟周期内每次从缓存区中读取的数据的过程中，所输出的字节数为n，也就是使在每个时钟周期内，所输出的字节尽可能全部为有效字节。
可选地，在这个过程中，存在一个时钟周期读取与一个子空间字节数相同的第一帧结构的情况；也存在多个时钟周期读取与一个子空间字节数相同的第一帧结构的情况，比如上述m个时钟周期内。
因为子空间大小不同，每次从缓存区中读取的地址或者编号不同，将这些不同的地址或者编号(第一FIFO缓存器的编号)设计成一个循环状态；这样，在后续输出数据的过程中，便可使用状态机根据循环状态的第一FIFO缓存器的编号实现从缓存区中读取第一帧结构到中间帧结构净荷位置的过程。
将从第一FIFO缓存器中读出的逻辑通道单元净荷进行组合，形成中间帧结构的逻辑通道单元净荷区域。
可选地，上述将逻辑通道单元净荷分成至少两个子空间，通过状态机在每个第一时钟周期内从第一FIFO缓存器中读取至少一个子空间的步骤，包括：
将逻辑通道单元净荷分成第一子空间、第三子空间和第二子空间；
通过状态机在每个第一时钟周期内从第一FIFO缓存器中读取至少一个子空间。
其中，当将逻辑通道单元净荷分成三个子空间时，状态机在每个时钟周期内从第一FIFO缓存器中读取一个子空间或两个子空间。
作为第二示例，参见图3，在发送端，将ODU2的数据以逻辑通道的方式装载到ODU4帧，每个时钟周期所传输的字节数为40，按照标准格式输出并在OTN网络中传送。因为ODU4帧一行字节数3824不能被40整除，实现时增加16个填充字节，这样传递的ODU4帧一行字节数为3840，需要3840/40＝96个时钟周期完成一行ODU4帧的传送。
其中，采用的逻辑通道单元大小为476字节，逻辑通道单元净荷为475字节，逻辑通道单元开销为10bit。芯片内部一个时钟周期处理320比特数据，即40字节。那么使用40个FIFO缓存器缓存数据，每个FIFO缓存器位宽为1字节，为了方便描述将它们编号为1-40。采用的中间帧结构如图3所示，逻辑通道单元净荷被分为了三个子空间，在图中用不同的格式区分。
参见图4，以及图5中的内环，首先介绍状态机在每个时钟周期内从第一FIFO缓存器中读取一个子空间，将ODU2数据装载到中间帧结构的具体步骤包括：
步骤1：芯片内部一个时钟周期传送40字节的ODU2数据，将这些数据缓存在编号为1-40的FIFO中。
步骤2：逻辑通道单元净荷大小为475字节，将逻辑通道单元净荷分为3个子空间，大小分别为20字节(第一子空间)、40*11字节(第二子空间)和15字节(第三子空间)。为了使描述清楚直观，将逻辑通道单元净荷从中间帧结构中抠取出来，分别使用三种不同的格式来标记这三个子空间，如图3所示。下面描述具体的装载思路：
第一个时钟周期，读取编号为1-20的FIFO缓存器里面的ODU2数据到位于中间帧结构的逻辑通道单元净荷区域的前20个字节位置(第一子空间)；
随后连续11个时钟周期读取编号为21-40-1-20的FIFO缓存器里的ODU2数据到位于中间帧结构的同一个逻辑通道单元净荷的中间440个字节位置(第二子空间)；
再用一个时钟周期读取编号为21-35的FIFO缓存器里的数据到位于中间帧结构的逻辑通道单元净荷的最后15个字节位置(第三子空间)。
这三个过程完成后就装满了位于中间帧结构的一个逻辑通道单元净荷，将此过程中用到的3组FIFO编号称为组合1，即1-20，21-40-1-20和21-35；
接下来FIFO缓存器到编号36，因此在下一个时钟周期读取编号为36-40-1-15的FIFO缓存器里的数据到位于中间帧结构的一个逻辑通道单元净荷的前20个字节位置；随后连续11个时钟周期读取编号为16-40-1-15的FIFO缓存器里的数据到位于中间帧结构的同一个逻辑通道单元净荷的中间440个字节位置，再用一个时钟周期读取编号为16-30的FIFO缓存器里的数据到位于中间帧结构的逻辑通道单元净荷的最后15个字节位置。此时又装满位于中间帧结构的逻辑通道单元净荷，将此过程中用到的3组FIFO编号称为组合2，即36-40-1-15，16-40-1-15和16-30。
依此类推可形成如下8种组合，括号里的数字分别表示所使用的时钟周期个数：
组合1：1-20FIFO(1)，21-40-1-20FIFO(11)，21-35FIFO(1)；
组合2：36-40-1-15FIFO(1)，16-40-1-15FIFO(11)，16-30FIFO(1)；
组合3：31-40-1-10FIFO(1)，11-40-1-10FIFO(11)，11-25FIFO(1)；
组合4：26-40-1-5FIFO(1)，6-40-1-5FIFO(11)，6-20FIFO(1)；
组合5：21-40FIFO(1)，1-40FIFO(11)，1-15FIFO(1)；
组合6：16-35FIFO(1)，36-40-1-35FIFO(11)，36-40-1-10FIFO(1)；
组合7：11-30FIFO(1)，31-40-1-30FIFO(11)，31-40-1-5FIFO(1)；
组合8：6-25FIFO(1)，26-40-1-25FIFO(11)，26-40FIFO(1)。
上述8种组合形成了一个循环，在逻辑处理时使用状态机就可以实现，每个组合包含3种状态，一共有24个状态，实现将ODU2数据装载进位于中间帧结构的状态机转换图如图5中内环所示。在上述处理过程中，读取的20字节位于该时钟周期处理40字节的末尾20个位置，读取的15字节位于该时钟周期处理40字节的起始15个位置，一个时钟周期处理不足40字节的，则在该时钟周期处理的40字节相应位置用无效字节填充。
可选地，图5中的外环为状态机在每个时钟周期内从第一FIFO缓存器中读取两个子空间，读取的具体思路与内环相同，在此不再赘述。
需要说明的是，实际读取的过程中，并非整个读取流程只能选择内环或者外环；可采用两者结合的方式读取。
步骤3：ODU2装载进中间帧结构后，接下来就需要在合适位置装入各种开销，形成完整的中间帧结构，如图3所示。
每个逻辑通道单元净荷加上10bit逻辑通道开销形成逻辑通道单元，32个逻辑通道单元加上4行14列ODU开销后形成完整的中间帧结构，相邻的两个逻辑通道单元可能承载相同的ODU2业务也可能承载不同的ODU2业务，将中间帧结构输出到数据总线上。
参见图6，第1个时钟周期，传送中间帧结构的16字节开销+第1个逻辑通道单元开销的其中1个字节+第1个逻辑通道单元净荷的前20字节+3个无效字节，共37个有效字节和3个无效字节。
第2-12个时钟周期，传送第1个逻辑通道单元净荷的中间40*11＝440字节数据，这11个时钟周期传送的数据全是有效数据。
第13个时钟周期，传送第1个逻辑通道单元净荷的最后15个字节+第2个逻辑通道单元开销的其中1个字节+第2个逻辑通道单元净荷的前20字节+4个无效字节，共36个有效字节和4个无效字节。
第14-24个时钟周期，传送第2个逻辑通道单元净荷的中间40*11＝440字节数据，这11个时钟周期传送的数据全是有效数据。
第25个时钟周期传，送第2个逻辑通道单元净荷的最后15个字节+第3个逻辑通道单元开销的其中1个字节+第3个逻辑通道单元净荷的前20字节+4个无效字节，共36个有效字节和4个无效字节。
第26-36个时钟周期，传送第3个逻辑通道单元净荷的中间40*11＝440字节数据，这11个时钟周期传送的数据全是有效数据。
第37个时钟周期，传送第3个逻辑通道单元净荷的最后15个字节+第4个逻辑通道单元开销的其中1个字节+第4个逻辑通道单元净荷的前20字节+4个无效字节，共36个有效字节和4个无效字节。
第38-48个时钟周期，传送第4个逻辑通道单元净荷的中间40*11＝440字节数据，这11个时钟周期传送的数据全是有效数据。
第49个时钟周期，传送第4个逻辑通道单元净荷的最后15个字节+第5个逻辑通道单元开销的其中1个字节+第5个逻辑通道单元净荷的前20字节+4个无效字节，共36个有效字节和4个无效字节。
第50-60个时钟周期，传送第5个逻辑通道单元净荷的中间40*11＝440字节数据，这11个时钟周期传送的数据全是有效数据。
第61个时钟周期，传送第5个逻辑通道单元净荷的最后15个字节+第6个逻辑通道单元开销的其中1个字节+第6个逻辑通道单元净荷的前20字节+4个无效字节，共36个有效字节和4个无效字节。
第62-72个时钟周期，传送第6个逻辑通道单元净荷的中间40*11＝440字节数据，这11个时钟周期传送的数据全是有效数据。
第73个时钟周期传送，第6个逻辑通道单元净荷的最后15个字节+第7个逻辑通道单元开销的其中1个字节+第7个逻辑通道单元净荷的前20字节+4个无效字节，共36个有效字节和4个无效字节。
第74-84个时钟周期，传送第7个逻辑通道单元净荷的中间40*11＝440字节数据，这11个时钟周期传送的数据全是有效数据。
第85个时钟周期传送，第7个逻辑通道单元净荷的最后15个字节+第8个逻辑通道单元开销的其中1个字节+第8个逻辑通道单元净荷的前20字节+4个无效字节，共36个有效字节和4个无效字节。
第86-96个时钟周期，传送第8个逻辑通道单元净荷的中间40*11＝440字节数据，这11个时钟周期传送的数据全是有效数据。
第97个时钟周期，传送第8个逻辑通道单元净荷的最后15个字节+最后16个字节的填充+9个无效字节，共31个有效字节和9个无效字节。
按照标准格式传递ODU4帧一行3840字节需要3840/40＝96个时钟周期，按照标准格式传递中间帧结构一行3840个有效字节需要97个时钟周期，时钟比值为96/97，设备时钟为333MHz；
96/97*320*333M＝105 461 443.299，这个值大于ODU4的速率值104 794445.815，满足承载条件。
可选地，上述将逻辑通道单元净荷分成至少两个子空间，通过状态机在每个第一时钟周期内从第一FIFO缓存器中读取至少一个子空间的步骤，包括：
将逻辑通道单元净荷分成第四子空间和第二子空间；
通过状态机在每个第一时钟周期内从第一FIFO缓存器中读取一个子空间。
其中，当将逻辑通道单元净荷分成两个子空间时，状态机在每个时钟周期内从第一FIFO缓存器中读取一个子空间。
作为第三示例，在发送端，将ODU2的数据以逻辑通道的方式装载到ODU4帧，每个时钟周期所传输的字节数为40，按照标准格式输出并在OTN网络中传送。因为ODU4帧一行字节数3824不能被40整除，实现时增加16个填充字节，这样传递的ODU4帧一行字节数为3840，需要3840/40＝96个时钟周期完成一行ODU4帧的传送。
其中，采用的逻辑通道单元大小为476字节，逻辑通道单元净荷为475字节，逻辑通道单元开销为10bit。芯片内部一个时钟周期处理320比特数据，即40字节。那么使用40个FIFO缓存器缓存数据，每个FIFO缓存器位宽为1字节，为了方便描述将它们编号为1-40。采用的中间帧结构逻辑通道单元净荷被分为了两个子空间，大小分别为35字节(第一子空间)、40*11字节(第二子空间)，则形成的状态机编号如下所示的状态机编号，具体的操作思路与第二示例中每次读取一个子空间的思路相同，本发明的实施例在此不再赘述。
组合1：1-35FIFO(1)，36-40-1-35FIFO(11)；
组合2：36-40-1-30FIFO(1)，31-40-1-30FIFO(11)；
组合3：31-40-1-25FIFO(1)，26-40-1-25FIFO(11)；
组合4：26-40-1-20FIFO(1)，21-40-1-20FIFO(11)；
组合5：21-40-1-15FIFO(1)，16-40-1-15FIFO(11)；
组合6：16-40-1-10FIFO(1)，11-40-1-15FIFO(11)；
组合7：11-40-1-5FIFO(1)，6-40-1-5FIFO(11)；
组合8：6-40FIFO(1)，1-40FIFO(11)。
优选地，通过状态机在每个第一时钟周期内从第一FIFO缓存器中读取至少一个子空间的步骤，包括：
当第一时钟周期所读取的字节数目小于第二预设数目时，在相应位置填充无效字节。
具体的，当一个时钟周期处理不足40字节的，则在该时钟周期处理的字节相应位置用无效字节填充。
优选地，步骤102包括：
依据第一时钟周期，将中间帧结构写入到第二预设数目的第二FIFO缓存器中，形成第二ODU帧；每个第二FIFO缓存器存储一个字节；
依据第一时钟周期，将第二ODU帧发送给接收端。
其中，形成中间帧结构后，由于存在无效字节数，需要去除这些无效的字节，将中间帧结构转换为规则ODU帧结构，即形成第二ODU帧；经过第一帧结构到中间帧结构的转换，再通过中间帧结构到第二ODU帧的转换，此时，将第二ODU帧发送至接收端。
进一步地，依据第一时钟周期，将中间帧结构写入到第二预设数目的第二FIFO缓存器中的步骤，包括：
通过状态机在每个第一时钟周期内写入到第二FIFO缓存器中写入至少一个子空间，并记录每个第一时钟周期内写入的第二FIFO缓存器的编号，直至所写入的第二FIFO缓存器的编号形成一个循环状态。
其中，将中间帧结构转换为第二ODU帧结构，按照一个时钟周期n个字节都有效的标准格式输出，同样需要开辟一个缓存区，记为第二缓存区，第二缓存区的大小根据n进行设定，但要避免缓存区出现空满溢出。
按照一个时钟周期n个字节处理中间帧结构，将每个时钟周期处理的n个字节中的有效数据写入到缓存区中，由于处理中间帧结构时一个时钟周期所包含的有效字节数不完全相同，因此每个时钟周期写入缓冲区的地址或编号也不同，将这些不同的地址或者编号设计成一个循环状态，使用状态机实现去除中间帧结构无效字节的过程，最后从缓冲区中按照接口要求输出第二ODU帧。一种特殊结构是，如果逻辑通道单元大小设置合理，存在中间帧结构中无效字节数为0的情况，仍可使用状态机将中间帧结构转换为第二ODU帧结构，此时的状态机是只有一种状态的特殊状态机。
具体地，仍以第二示例中的场景为例，去除中间帧结构的无效字节，将中间帧结构转换为第二ODU帧结构，按照一个时钟周期40字节有效输出，处理方法如图6所示：
第1个时钟周期从中间帧结构的一行写入37个有效字节到编号为1-37的FIFO缓存器中。
第2-12个时钟周期从中间帧结构的一行写入40*11＝440字节到连续11个编号为38-40-1-37的FIFO缓存器中，每个时钟周期写入40个字节。
第13个时钟周期从中间帧结构的一行写入36个有效字节到编号为38-40-1-33的FIFO缓存器中。
第14-24个时钟周期从中间帧结构的一行写入40*11＝440字节到连续11个编号为34-40-1-33的FIFO缓存器中，每个时钟周期写入40个字节。
第25个时钟周期从中间帧结构的一行写入36个有效字节到编号为34-40-1-29的FIFO缓存器中。
第26-36个时钟周期从中间帧结构的一行写入40*11＝440字节到连续11个编号为30-40-1-29的FIFO缓存器中，每个时钟周期写入40个字节。
第37个时钟周期从中间帧结构的一行写入36个有效字节到编号为30-40-1-25的FIFO缓存器中。
第38-48个时钟周期从中间帧结构的一行写入40*11＝440字节到连续11个编号为26-40-1-25的FIFO缓存器中，每个时钟周期写入40个字节。
第49个时钟周期从中间帧结构的一行写入36个有效字节到编号为26-40-1-21的FIFO缓存器中。
第50-60个时钟周期从中间帧结构的一行写入40*11＝440字节到连续11个编号为22-40-1-21的FIFO缓存器中，每个时钟周期写入40个字节。
第61个时钟周期从中间帧结构的一行写入36个有效字节到编号为22-40-1-17的FIFO缓存器中。
第62-72个时钟周期从中间帧结构的一行写入40*11＝440字节到连续11个编号为18-40-1-17的FIFO缓存器中，每个时钟周期写入40个字节。
第73个时钟周期从中间帧结构的一行写入36个有效字节到编号为18-40-1-13的FIFO缓存器中。
第74-84个时钟周期从中间帧结构的一行写入40*11＝440字节到连续11个编号为14-40-1-13的FIFO缓存器中，每个时钟周期写入40个字节。
第85个时钟周期从中间帧结构的一行写入36个有效字节到编号为14-40-1-9的FIFO缓存器中。
第86-96个时钟周期从中间帧结构的一行写入40*11＝440字节到连续11个编号为10-40-1-9的FIFO缓存器中，每个时钟周期写入40个字节。
第97个时钟周期从中间帧结构的一行写入31个有效字节到编号为10-40的FIFO缓存器中。
按上述操作将中间帧结构写入第二FIFO缓存器之后，就可以从第二FIFO缓存器中以一个时钟周期读取40字节的标准格式输出ODU4数据，而上述输出ODU4的操作可用状态机实现，状态转换图如图7所示。
本发明的上述实施例中，通过在OTN业务的发送端，设定中间帧结构，实现客户业务数据采用FMP以逻辑通道单元的方式映射到OTN帧，或者低阶ODU帧采用FMP以逻辑通道单元的方式映射到高阶ODU帧；采用基于逻辑通道单元的方式划分OTN帧的净荷单元OPU，连续多个字节组成的子空间被定义为逻辑通道单元，可以实现一个时钟周期处理的字节全部属于某个逻辑通道单元，避免空分复用和时分复用的互转，节省逻辑资源，降低硬件实现的复杂度；同时基于逻辑通道划分的子空间为柔性带宽，即子空间的带宽为任意值，可以正好等于客户业务带宽的大小，从而提高OTN帧的带宽利用率；本发明解决了在OTN业务中，GMP的映射方式存在的缺陷问题。
第二实施例
参见图8，本发明的第二实施例提供了一种数据传输装置，应用于光传送网OTN的发送端，包括：
转换模块801，用于将第一帧结构转换成中间帧结构，中间帧结构为不规则ODU帧，不规则ODU帧在每个时钟周期内的字节至少部分是有效字节。
具体地，第一帧结构可以是客户业务数据或低阶ODU帧(低阶ODU帧与高阶为相对概念，低阶ODU帧的速率低于高阶ODU帧的速率)，OTN的客户无关性，客户业务数据可以是ODU帧；OTN业务主要是由客户业务数据到低阶ODU帧的映射或低阶ODU帧到高阶ODU帧的映射；本发明的实施例中，采用一种基于统计复用技术(FMP)的映射方法，定义一个中间帧结构，来实现OTN的映射。
发送模块802，用于将中间帧结构转换成第二ODU帧并发送给接收端，第二ODU帧的速率高于第一帧结构的速率；第二ODU帧为规则ODU帧，规则ODU帧在每个时钟周期内的字节均为有效字节或无效字节；其中，中间帧结构的有效字节的速率等于第二ODU帧的速率。
其中，形成中间帧结构后，由于存在无效字节数，需要去除这些无效的字节，将中间帧结构转换为高阶ODU帧结构，即第二ODU帧。
优选地，转换模块801包括：
净荷形成子模块，用于将第一帧结构转换成包括有第一预设数目字节的逻辑通道单元净荷，将逻辑通道单元净荷进行组合，形成中间帧结构的逻辑通道单元净荷区域；
第一添加子模块，用于将逻辑通道单元净荷添加逻辑通道单元开销，形成与第二ODU帧相对应的光通道净荷单元OPU帧；
第二添加子模块，用于将OPU帧添加ODU帧开销，形成中间帧结构。
优选地，净荷形成子模块用于：
将第一帧结构转换成包括有第一预设数目字节的逻辑通道单元净荷，将逻辑通道单元净荷写入到第二预设数目的第一先进先出队列FIFO缓存器中，每个第一FIFO缓存器存储一个字节，第二预设数目为第一时钟周期内所传输的字节数目；
将逻辑通道单元净荷分成至少两个子空间，通过状态机在每个第一时钟周期内从第一FIFO缓存器中读取至少一个子空间，并记录每个第一时钟周期内读取的第一FIFO缓存器的编号，直至所读取的第一FIFO缓存器的编号形成一个循环状态；两个子空间中包括第二子空间，第二子空间所包括的字节数为第一预设数目除以第二预设数目后取整的数值、乘以第二预设数目所得的乘积；
将第一帧结构所包含的逻辑通道单元净荷进行组合，形成中间帧结构的逻辑通道单元净荷区域。
优选地，净荷形成子模块包括：
第一读取单元，用于将逻辑通道单元净荷分成第一子空间、第三子空间和第二子空间；
通过状态机在每个第一时钟周期内从第一FIFO缓存器中读取至少一个子空间。
优选地，净荷形成子模块包括：
第一读取单元，用于包括：
将逻辑通道单元净荷分成第四子空间和第二子空间；
通过状态机在每个第一时钟周期内从第一FIFO缓存器中读取一个子空间。
优选地，净荷形成子模块还用于：
第一读取单元，用于包括：
当第一时钟周期所读取的字节数目小于第二预设数目时，在相应位置填充无效字节。
优选地，第一添加子模块用于：
将中间帧结构的逻辑通道单元净荷区域添加包括有一预设字节的逻辑通道单元开销。
优选地，发送模块802包括：
中间帧写入子模块，用于依据第一时钟周期，将中间帧结构写入到第二预设数目的第二FIFO缓存器中，形成第二ODU帧；每个第二FIFO缓存器存储一个字节；
ODU发送子模块，用于依据第一时钟周期，将第二ODU帧发送给接收端。
优选地，中间帧写入子模块用于：通过状态机在每个第一时钟周期内写入到第二FIFO缓存器中至少一个子空间，并记录每个第一时钟周期内写入的第二FIFO缓存器的编号，直至所写入的第二FIFO缓存器的编号形成一个循环状态。
本发明的上述实施例中，通过OTN业务的发送端，通过设定中间帧结构，实现客户业务数据采用FMP以逻辑通道单元的方式映射到OTN帧，或者低阶ODU帧采用FMP以逻辑通道单元的方式映射到高阶ODU帧；采用基于逻辑通道单元的方式划分OTN帧的净荷单元OPU，连续多个字节组成的子空间被定义为逻辑通道单元，可以实现一个时钟周期处理的字节全部属于某个逻辑通道单元，避免空分复用和时分复用的互转，节省逻辑资源，降低硬件实现的复杂度；同时基于逻辑通道划分的子空间为柔性带宽，即子空间的带宽为任意值，可以正好等于客户业务带宽的大小，从而提高OTN帧的带宽利用率；本发明解决了在OTN业务中，GMP的映射方式存在的缺陷问题。
第三实施例
参见图9，本发明的第三实施例提供了一种数据传输方法，应用于光传送网OTN的接收端，包括：
步骤901，将来自发送端的第二光通道数据单元ODU帧转换成中间帧结构；中间帧结构为不规则ODU帧，不规则ODU帧在每个时钟周期内的字节至少部分是有效字节；第二ODU帧为规则ODU帧，规则ODU帧在每个时钟周期内的字节均为有效字节或无效字节；其中，中间帧结构的有效字节的速率等于第二ODU帧的速率。
其中，第二ODU帧为高阶ODU帧(低阶ODU帧与高阶为相对概念，低阶ODU帧的速率低于高阶ODU帧的速率)；在接收端，需要将高阶ODU帧还原成低阶ODU帧，或者将低阶ODU帧还原成客户业务数据，本发明的实施例中，采用一种基于统计复用技术(FMP)的映射方法，定义一个中间帧结构，来实现OTN的解映射。
其中，中间帧结构包括有效字节和无效字节两部分，中间帧结构的有效字节拼接起来为标准的OTN帧，而其中无效字节可为0字节。OPU在芯片中实际实现时，一个时钟周期传递n个字节数据。可选地，定义中间帧结构时，遵循一个时钟周期处理的有效字节个数尽量为n或者接近n，处理无效字节个数尽量接近0的原则，保证处理中间帧结构一行数据所用的时钟周期个数尽可能接近处理高阶ODU帧一行数据所用的时钟周期个数，避免出现一个时钟周期处理有效字节数过少，处理无效字节数过多的情况，以提升带宽利用率。所以要能够承载客户业务，中间帧结构必须满足一个条件：按照标准格式(一个时钟周期传送n个字节)处理高阶ODU帧所用的时钟周期个数与按照标准格式处理中间帧结构所用的时钟周期个数所形成的时钟比值乘上总线宽度(一个时钟周期能处理的比特数，8*n)再乘上时钟频率所得的结果必须大于等于高阶ODU帧的速率，也就是要求中间帧结构的有效字节的速率大于等于对应的高阶ODU帧的速率；而实际选择时，会选择等于对应的高阶ODU帧的速率的中间帧结构。
步骤902，将中间帧结构转换成第一帧结构，第二ODU帧的速率高于第一帧结构的速率。
其中，形成中间帧结构后，再将中间帧结构还原成第一帧结构。
优选地，步骤901包括：
依据第一时钟周期，将来自发送端的第二ODU帧写入到第二预设数目的第三FIFO缓存器中；第二预设数目为第一时钟周期内所传输的字节数目；每个第三FIFO缓存器存储一个字节；
通过状态机在每个第一时钟周期内从第三FIFO缓存器中读取第二ODU帧，形成中间帧结构，并记录每个第一时钟周期内读取的第三FIFO缓存器的编号，直至所读取的第三FIFO缓存器的编号形成一个循环状态。
在接收端解映射的过程中，先将第二ODU帧数据存入第三缓存区(第三FIFO缓存器的区域)中，从第三缓存区读取数据形成中间帧结构，从不规则的高阶ODU帧数据提取高阶ODU开销和逻辑通道单元开销。根据逻辑通道单元开销从逻辑通道单元净荷中提取出客户业务数据或者低阶ODU帧数据，完成FMP解映射的过程。FIFO缓存器是一种先进先出的数据缓存器，先进入的数据先从FIFO缓存器中读出，与RAM相比没有外部读写地址线，使用比较简单，但只能顺序写入数据、顺序的读出数据。
FIFO缓存器一般用于不同时钟域之间的数据传输，比如FIFO缓存器的一端是AD数据采集，另一端为PCI总线，那么在两个不同的时钟域间就可以采用FIFO缓存器来作为数据缓冲。另外对于不同宽度的数据接口也可以用FIFO，例如单片机位8位数据输出，而DSP可能是16位数据输入，在单片机与DSP连接时就可以使用FIFO来达到数据匹配的目的。
具体地，通过将第二ODU帧数据写入第三FIFO缓存器中，每个时钟周期从缓存器中读取不同字节数的数据到中间帧结构。
作为第四示例，在接收端，将ODU4的数据以逻辑通道的方式装载到ODU2帧，每个时钟周期传输的字节数为40，按照标准格式输出并在OTN网络中传送。因为ODU4帧一行字节数3824不能被40整除，实现时增加16个填充字节，这样传递的ODU4帧一行字节数为3840，需要3840/40＝96个时钟周期完成一行ODU4帧的传送。
其中，采用的逻辑通道单元大小为476字节，逻辑通道单元净荷为475字节，逻辑通道单元开销为10bit。芯片内部一个时钟周期处理320比特数据，即40字节。那么使用40个FIFO缓存器缓存数据，每个FIFO缓存器位宽为1字节，为了方便描述将它们编号为1-40。
参见图6，第1个时钟周期，读取ODU4的16字节开销+第1个逻辑通道单元开销的其中1个字节+第1个逻辑通道单元净荷的前20字节，共37个有效字节，剩下的位置填充3个无效字节。
第2-12个时钟周期，读取第1个逻辑通道单元净荷的中间40*11＝440字节数据，这11个时钟周期读取的数据全是有效数据。
第13个时钟周期，读取第1个逻辑通道单元净荷的最后15个字节+第2个逻辑通道单元开销的其中1个字节+第2个逻辑通道单元净荷的前20字节，共36个有效字节，剩下的位置填充4个无效字节。
第14-24个时钟周期，读取第2个逻辑通道单元净荷的中间40*11＝440字节数据，这11个时钟周期读取的数据全是有效数据。
第25个时钟周期，读取第2个逻辑通道单元净荷的最后15个字节+第3个逻辑通道单元开销的其中1个字节+第3个逻辑通道单元净荷的前20字节，共36个有效字节，剩下的位置填充4个无效字节。
第26-36个时钟周期，读取第3个逻辑通道单元净荷的中间40*11＝440字节数据，这11个时钟周期读取的数据全是有效数据。
第37个时钟周期，读取第3个逻辑通道单元净荷的最后15个字节+第4个逻辑通道单元开销的其中1个字节+第4个逻辑通道单元净荷的前20字节，共36个有效字节，剩下的位置填充4个无效字节。
第38-48个时钟周期，读取第4个逻辑通道单元净荷的中间40*11＝440字节数据，这11个时钟周期读取的数据全是有效数据。
第49个时钟周期，读取第4个逻辑通道单元净荷的最后15个字节+第5个逻辑通道单元开销的其中1个字节+第5个逻辑通道单元净荷的前20字节，共36个有效字节，剩下的位置填充4个无效字节。
第50-60个时钟周期，读取第5个逻辑通道单元净荷的中间40*11＝440字节数据，这11个时钟周期读取的数据全是有效数据。
第61个时钟周期，读取第5个逻辑通道单元净荷的最后15个字节+第6个逻辑通道单元开销的其中1个字节+第6个逻辑通道单元净荷的前20字节，共36个有效字节，剩下的位置填充4个无效字节。
第62-72个时钟周期，读取第6个逻辑通道单元净荷的中间40*11＝440字节数据，这11个时钟周期读取的数据全是有效数据。
第73个时钟周期读取，第6个逻辑通道单元净荷的最后15个字节+第7个逻辑通道单元开销的其中1个字节+第7个逻辑通道单元净荷的前20字节，共36个有效字节，剩下的位置填充4个无效字节。
第74-84个时钟周期，读取第7个逻辑通道单元净荷的中间40*11＝440字节数据，这11个时钟周期读取的数据全是有效数据。
第85个时钟周期读取，第7个逻辑通道单元净荷的最后15个字节+第8个逻辑通道单元开销的其中1个字节+第8个逻辑通道单元净荷的前20字节，共36个有效字节，剩下的位置填充4个无效字节。
第86-96个时钟周期，读取第8个逻辑通道单元净荷的中间40*11＝440字节数据，这11个时钟周期读取的数据全是有效数据。
第97个时钟周期，读取第8个逻辑通道单元净荷的最后15个字节+最后16个字节的填充，共31个有效字节，剩下的位置填充9个无效字节。
优选地，步骤902包括：
第一步，删除中间帧结构的第二ODU帧开销，得到与第二ODU帧相对应的光通道净荷单元OPU帧。
第二步，根据OPU帧中的逻辑通道单元开销得到包括有第一预设数目字节的逻辑通道单元净荷；
第三步，将逻辑通道单元净荷转换成第一帧结构。
优选地，上述第三步包括：
将每个逻辑通道单元净荷分成至少两个子空间，通过状态机在每个第一时钟周期内将至少一个子空间写入到第二预设数目的第四FIFO缓存器中，每个第四FIFO缓存器存储一个字节；两个子空间中包括第二子空间，第二子空间所包括的字节数为第一预设数目除以第二预设数目后取整的数值、乘以第二预设数目所得的乘积；
记录每个第一时钟周期内写入的第四FIFO缓存器的编号，直至所写入的第四FIFO缓存器的编号形成一个循环状态；
依据第一时钟周期，从第四FIFO缓存器获取第一帧结构。
其中，逻辑通道单元净荷可以设置为475字节；
在将中间帧结构转化成第一帧结构的过程中，首先开辟一个第四缓存区，在第四缓存区中设置与时钟周期传输的字节数(第二预设数目)相同的FIFO缓存器，将逻辑通道单元净荷写入第四FIFO缓存器中，每个第四FIFO缓存器存储一个字节(位宽为1字节)。在写入的过程中，将逻辑通道单元净荷分成至少两个子空间，根据这些子空间的大小写入到第四缓存区中。
而两个子空间中包括第二子空间，第二子空间所包括的字节数为第一预设数目除以第二预设数目后取整的数值、乘以第二预设数目所得的乘积；以第一预设数目为475，第二预设数目为n为例，传输第二子空间所需的时钟周期个数为m，m为475除以n取整后的数值；第二子空间的字节数为m*n，以实现在m个时钟周期内每次从缓存区中写入的数据的过程中，所输出的字节数为n，也就是使在每个时钟周期内，所输出的字节尽可能全部为有效字节。
可选地，在这个过程中，存在一个时钟周期写入与一个子空间字节数相同的第一帧结构的情况；也存在多个时钟周期写入与一个子空间字节数相同的第一帧结构的情况，比如上述m个时钟周期内。
因为子空间大小不同，每次从第四缓存区中写入的地址或者编号不同，将这些不同的地址或者编号(第四FIFO缓存器的编号)设计成一个循环状态；这样，在后续输出数据的过程中，从第四FIFO缓存器中读出第一帧结构，实现恢复出第一帧结构的过程。
优选地，上述将每个逻辑通道单元净荷分成至少两个子空间，通过状态机在每个第一时钟周期内将至少一个子空间写入到第二预设数目的第四FIFO缓存器中的步骤，包括：
将每个逻辑通道单元净荷分成第一子空间、第三子空间和第二子空间；
通过状态机在每个第一时钟周期内将至少一个子空间写入到第二预设数目的第四FIFO缓存器中。
其中，当将逻辑通道单元净荷分成三个子空间时，状态机在每个时钟周期内向第四FIFO缓存器中写入一个子空间或两个子空间。所采用的状态机如图5所示，具体写入的过程本发明的实施例在此不再赘述。
优选地，上述将每个逻辑通道单元净荷分成至少两个子空间，通过状态机在每个第一时钟周期内将至少一个子空间写入到第二预设数目的第四FIFO缓存器中的步骤，包括：
将每个逻辑通道单元净荷分成第四子空间和第二子空间；
通过状态机在每个第一时钟周期内将一个子空间写入到第二预设数目的第四FIFO缓存器中。
其中，当将逻辑通道单元净荷分成两个子空间时，状态机在每个时钟周期内向第四FIFO缓存器中写入一个子空间。具体的操作思路为第三示例中的逆过程，本发明的实施例在此不再赘述。
本发明的上述实施例中，通过在OTN业务的接收端，采用FMP以逻辑通道单元的方式实现从OTN帧恢复出客户业务数据，或者从高阶ODU帧恢复出低阶ODU帧，实现客户业务或者低阶ODU帧在OTN中的透明传送；采用基于逻辑通道单元的方式划分OTN帧的净荷单元OPU，连续多个字节组成的子空间被定义为逻辑通道单元，可以实现一个时钟周期处理的字节全部属于某个逻辑通道单元，避免空分复用和时分复用的互转，节省逻辑资源，降低硬件实现的复杂度；同时基于逻辑通道划分的子空间为柔性带宽，即子空间的带宽为任意值，可以正好等于客户业务带宽的大小，从而提高OTN帧的带宽利用率；本发明解决了在OTN业务中，GMP的映射方式存在的缺陷问题。
第四实施例
参见图10，本发明的第四实施例提供了一种数据传输装置，应用于光传送网OTN的接收端，包括：
第一还原模块1001，用于将来自发送端的第二光通道数据单元ODU帧转换成中间帧结构；中间帧结构为不规则ODU帧，不规则ODU帧在每个时钟周期内的字节至少部分是有效字节；第二ODU帧为规则ODU帧，规则ODU帧在每个时钟周期内的字节均为有效字节或无效字节；其中，中间帧结构的有效字节的速率等于第二ODU帧的速率。
其中，第二ODU帧为高阶ODU帧(低阶ODU帧与高阶为相对概念，低阶ODU帧的速率低于高阶ODU帧的速率)；在接收端，需要将高阶ODU帧还原成低阶ODU帧，或者将低阶ODU帧还原成客户业务数据，本发明的实施例中，采用一种基于统计复用技术(FMP)的映射方法，定义一个中间帧结构，来实现OTN的解映射。
第二还原模块1002，用于将中间帧结构转换成第一帧结构，第二ODU帧的速率高于第一帧结构的速率。
其中，形成中间帧结构后，再将中间帧结构还原成第一帧结构。
优选地，第一还原模块1001包括：
写入子模块，用于依据第一时钟周期，将来自发送端的第二ODU帧写入到第二预设数目的第三FIFO缓存器中；第二预设数目为第一时钟周期内所传输的字节数目；每个第三FIFO缓存器存储一个字节；
读取子模块，用于通过状态机在每个第一时钟周期内从第三FIFO缓存器中读取第二ODU帧，形成中间帧结构，并记录每个第一时钟周期内读取的第三FIFO缓存器的编号，直至所读取的第三FIFO缓存器的编号形成一个循环状态。
优选地，第二还原模块1002包括：
删除子模块，用于删除中间帧结构的第二ODU帧开销，得到与第二ODU帧相对应的光通道净荷单元OPU帧；
拆分子模块，用于根据OPU帧中的逻辑通道单元开销，将OPU帧拆分成子帧，删除子帧中的逻辑通道单元开销，得到包括有第一预设数目字节的逻辑通道单元净荷；
净荷转换子模块，用于将逻辑通道单元净荷转换成第一帧结构。
优选地，净荷转换子模块包括：
净荷拆分单元，用于将每个逻辑通道单元净荷分成至少两个子空间，通过状态机在每个第一时钟周期内将至少一个子空间写入到第二预设数目的第四FIFO缓存器中，每个第四FIFO缓存器存储一个字节；两个子空间中包括第二子空间，第二子空间所包括的字节数为第一预设数目除以第二预设数目后取整的数值、乘以第二预设数目所得的乘积；
编号记录单元，用于记录每个第一时钟周期内写入的第四FIFO缓存器的编号，直至所写入的第四FIFO缓存器的编号形成一个循环状态；
空间读取单元，用于依据第一时钟周期，从第四FIFO缓存器获取第一帧结构。
优选地，净荷拆分单元用于：
将每个逻辑通道单元净荷分成第一子空间、第三子空间和第二子空间；
通过状态机在每个第一时钟周期内将至少一个子空间写入到第二预设数目的第四FIFO缓存器中。
优选地，净荷拆分单元用于将每个逻辑通道单元净荷分成第四子空间和第二子空间；
通过状态机在每个第一时钟周期内将一个子空间写入到第二预设数目的第四FIFO缓存器中。
本发明的上述实施例中，通过在OTN业务的接收端，采用FMP以逻辑通道单元的方式实现从OTN帧恢复出客户业务数据，或者从高阶ODU帧恢复出低阶ODU帧，实现客户业务或者低阶ODU帧在OTN中的透明传送；采用基于逻辑通道单元的方式划分OTN帧的净荷单元OPU，连续多个字节组成的子空间被定义为逻辑通道单元，可以实现一个时钟周期处理的字节全部属于某个逻辑通道单元，避免空分复用和时分复用的互转，节省逻辑资源，降低硬件实现的复杂度；同时基于逻辑通道划分的子空间为柔性带宽，即子空间的带宽为任意值，可以正好等于客户业务带宽的大小，从而提高OTN帧的带宽利用率；本发明解决了在OTN业务中，GMP的映射方式存在的缺陷问题。
需要说明的是，本发明实施例提供的数据传输装置是应用上述方法的装置，即上述方法的所有实施例均适用于该装置，且均能达到相同或相似的有益效果。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (20)
1.一种数据传输方法，应用于光传送网OTN的发送端，其特征在于，包括：
将第一帧结构转换成中间帧结构，所述中间帧结构为不规则ODU帧，所述不规则ODU帧在每个时钟周期内的字节至少部分是有效字节；
将所述中间帧结构转换成第二ODU帧并发送给接收端，所述第二ODU帧的速率高于第一帧结构的速率；所述第二ODU帧为规则ODU帧，所述规则ODU帧在每个时钟周期内的字节均为有效字节或无效字节；其中，所述中间帧结构的有效字节的速率等于所述第二ODU帧的速率。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将第一帧结构转换成中间帧结构的步骤，包括：
将第一帧结构转换成包括有第一预设数目字节的逻辑通道单元净荷，将所述逻辑通道单元净荷进行组合，形成中间帧结构的逻辑通道单元净荷区域；
将所述逻辑通道单元净荷添加逻辑通道单元开销，形成与所述第二ODU帧相对应的光通道净荷单元OPU帧；
将所述OPU帧添加ODU帧开销，形成中间帧结构。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将第一帧结构转换成包括有第一预设数目字节的逻辑通道单元净荷，将所述逻辑通道单元净荷进行组合，形成中间帧结构的逻辑通道单元净荷区域的步骤，包括：
将第一帧结构转换成包括有第一预设数目字节的逻辑通道单元净荷，将所述逻辑通道单元净荷写入到第二预设数目的第一先进先出队列FIFO缓存器中，每个第一FIFO缓存器存储一个字节，所述第二预设数目为第一时钟周期内所传输的字节数目；
将所述逻辑通道单元净荷分成至少两个子空间，通过状态机在每个所述第一时钟周期内从所述第一FIFO缓存器中读取至少一个所述子空间，并记录每个所述第一时钟周期内读取的所述第一FIFO缓存器的编号，直至所读取的所述第一FIFO缓存器的编号形成一个循环状态；两个所述子空间中包括第二子空间，所述第二子空间所包括的字节数为所述第一预设数目除以所述第二预设数目后取整的数值、乘以所述第二预设数目所得的乘积；
将所述第一帧结构所包含的逻辑通道单元净荷进行组合，形成中间帧结构的逻辑通道单元净荷区域。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述将所述逻辑通道单元净荷分成至少两个子空间，通过状态机在每个所述第一时钟周期内从所述第一FIFO缓存器中读取至少一个所述子空间的步骤，包括：
将所述逻辑通道单元净荷分成第一子空间、第三子空间和所述第二子空间；
通过状态机在每个第一时钟周期内从所述第一FIFO缓存器中读取至少一个所述子空间。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述将所述逻辑通道单元净荷分成至少两个子空间，通过状态机在每个所述第一时钟周期内从所述第一FIFO缓存器中读取至少一个所述子空间的步骤，包括：
将所述逻辑通道单元净荷分成第四子空间和所述第二子空间；
通过状态机在每个所述第一时钟周期内从所述第一FIFO缓存器中读取一个所述子空间。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述通过状态机在每个所述第一时钟周期内从所述第一FIFO缓存器中读取至少一个所述子空间的步骤，包括：
当所述第一时钟周期所读取的字节数目小于所述第二预设数目时，在相应位置填充无效字节。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将所述逻辑通道单元净荷添加逻辑通道单元开销的步骤，包括：
将所述中间帧结构的逻辑通道单元净荷区域添加包括有一预设字节的逻辑通道单元开销。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述将所述中间帧结构转换成第二ODU帧并发送给接收端的步骤，包括：
依据所述第一时钟周期，将所述中间帧结构写入到所述第二预设数目的第二FIFO缓存器中，形成第二ODU帧；每个所述第二FIFO缓存器存储一个字节；
依据所述第一时钟周期，将所述第二ODU帧发送给接收端。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述依据所述第一时钟周期，将所述中间帧结构写入到所述第二预设数目的第二FIFO缓存器中的步骤，包括：
通过状态机在每个所述第一时钟周期内写入到所述第二FIFO缓存器中至少一个所述子空间，并记录每个所述第一时钟周期内写入的所述第二FIFO缓存器的编号，直至所写入的所述第二FIFO缓存器的编号形成一个循环状态。
10.一种数据传输方法，应用于光传送网OTN的接收端，其特征在于，包括：
将来自发送端的第二光通道数据单元ODU帧转换成中间帧结构；所述中间帧结构为不规则ODU帧，所述不规则ODU帧在每个时钟周期内的字节至少部分是有效字节；第二ODU帧为规则ODU帧，所述规则ODU帧在每个时钟周期内的字节均为有效字节或无效字节；其中，所述中间帧结构的有效字节的速率等于所述第二ODU帧的速率；
将所述中间帧结构转换成第一帧结构，所述第二ODU帧的速率高于所述第一帧结构的速率。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述将来自发送端的第二光通道数据单元ODU帧转换成中间帧结构的步骤，包括：
依据第一时钟周期，将来自发送端的第二ODU帧写入到第二预设数目的第三FIFO缓存器中；所述第二预设数目为所述第一时钟周期内所传输的字节数目；每个所述第三FIFO缓存器存储一个字节；
通过状态机在每个所述第一时钟周期内从所述第三FIFO缓存器中读取所述第二ODU帧，形成中间帧结构，并记录每个所述第一时钟周期内读取的所述第三FIFO缓存器的编号，直至所读取的所述第三FIFO缓存器的编号形成一个循环状态。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，将所述中间帧结构转换成第一帧结构的步骤，包括：
删除所述中间帧结构的第二ODU帧开销，得到与所述第二ODU帧相对应的光通道净荷单元OPU帧；
根据所述OPU帧中的逻辑通道单元开销，得到包括有第一预设数目字节的逻辑通道单元净荷；
将所述逻辑通道单元净荷转换成所述第一帧结构。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述将所述逻辑通道单元净荷转换成所述第一帧结构的步骤，包括：
将每个所述逻辑通道单元净荷分成至少两个子空间，通过状态机在每个所述第一时钟周期内将至少一个所述子空间写入到所述第二预设数目的第四FIFO缓存器中，每个所述第四FIFO缓存器存储一个字节；两个所述子空间中包括第二子空间，所述第二子空间所包括的字节数为所述第一预设数目除以所述第二预设数目后取整的数值、乘以所述第二预设数目所得的乘积；
记录每个所述第一时钟周期内写入的所述第四FIFO缓存器的编号，直至所写入的所述第四FIFO缓存器的编号形成一个循环状态；
依据所述第一时钟周期，从所述第四FIFO缓存器获取所述第一帧结构。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述将每个所述逻辑通道单元净荷分成至少两个子空间，通过状态机在每个所述第一时钟周期内将至少一个所述子空间写入到所述第二预设数目的第四FIFO缓存器中的步骤，包括：
将每个所述逻辑通道单元净荷分成第一子空间、第三子空间和所述第二子空间；
通过状态机在每个所述第一时钟周期内将至少一个所述子空间写入到所述第二预设数目的第四FIFO缓存器中。
15.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述将每个所述逻辑通道单元净荷分成至少两个子空间，通过状态机在每个所述第一时钟周期内将至少一个所述子空间写入到所述第二预设数目的第四FIFO缓存器中的步骤，包括：
将每个所述逻辑通道单元净荷分成第四子空间和所述第二子空间；
通过状态机在每个所述第一时钟周期内将一个所述子空间写入到所述第二预设数目的第四FIFO缓存器中。
16.一种数据传输装置，应用于光传送网OTN的发送端，其特征在于，包括：
转换模块，用于将第一帧结构转换成中间帧结构，所述中间帧结构为不规则ODU帧，所述不规则ODU帧在每个时钟周期内的字节至少部分是有效字节；
发送模块，用于将所述中间帧结构转换成第二ODU帧并发送给接收端，所述第二ODU帧的速率高于第一帧结构的速率；所述第二ODU帧为规则ODU帧，所述规则ODU帧在每个时钟周期内的字节均为有效字节或无效字节；其中，所述中间帧结构的有效字节的速率等于所述第二ODU帧的速率。
17.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，所述转换模块包括：
净荷形成子模块，用于将第一帧结构转换成包括有第一预设数目字节的逻辑通道单元净荷，将所述逻辑通道单元净荷进行组合，形成中间帧结构的逻辑通道单元净荷区域；
第一添加子模块，用于将所述逻辑通道单元净荷添加逻辑通道单元开销，形成与所述第二ODU帧相对应的光通道净荷单元OPU帧；
第二添加子模块，用于将所述OPU帧添加ODU帧开销，形成中间帧结构。
18.根据权利要求17所述的装置，其特征在于，所述净荷形成子模块用于：
将第一帧结构转换成包括有第一预设数目字节的逻辑通道单元净荷，将所述逻辑通道单元净荷写入到第二预设数目的第一先进先出队列FIFO缓存器中，每个第一FIFO缓存器存储一个字节，所述第二预设数目为第一时钟周期内所传输的字节数目；
将所述逻辑通道单元净荷分成至少两个子空间，通过状态机在每个所述第一时钟周期内从所述第一FIFO缓存器中读取至少一个所述子空间，并记录每个所述第一时钟周期内读取的所述第一FIFO缓存器的编号，直至所读取的所述第一FIFO缓存器的编号形成一个循环状态；两个所述子空间中包括第二子空间，所述第二子空间所包括的字节数为所述第一预设数目除以所述第二预设数目后取整的数值、乘以所述第二预设数目所得的乘积；
将所述第一帧结构所包含的逻辑通道单元净荷进行组合，形成中间帧结构的逻辑通道单元净荷区域。
19.一种数据传输装置，应用于光传送网OTN的接收端，其特征在于，包括：
第一还原模块，用于将来自发送端的第二光通道数据单元ODU帧转换成中间帧结构；所述中间帧结构为不规则ODU帧，所述不规则ODU帧在每个时钟周期内的字节至少部分是有效字节；第二ODU帧为规则ODU帧，所述规则ODU帧在每个时钟周期内的字节均为有效字节或无效字节；其中，所述中间帧结构的有效字节的速率等于所述第二ODU帧的速率；
第二还原模块，用于将所述中间帧结构转换成第一帧结构，所述第二ODU帧的速率高于所述第一帧结构的速率。
20.根据权利要求19所述的装置，其特征在于，所述第一还原模块包括：
写入子模块，用于依据第一时钟周期，将来自发送端的第二ODU帧写入到第二预设数目的第三FIFO缓存器中；所述第二预设数目为所述第一时钟周期内所传输的字节数目；每个所述第三FIFO缓存器存储一个字节；
读取子模块，用于通过状态机在每个所述第一时钟周期内从所述第三FIFO缓存器中读取所述第二ODU帧，形成中间帧结构，并记录每个所述第一时钟周期内读取的所述第三FIFO缓存器的编号，直至所读取的所述第三FIFO缓存器的编号形成一个循环状态。
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