CN108667542B - 一种实现上行时分复用的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本文公布了一种实现上行时分复用的方法及装置，包括：利用一路DBA实现GPON和XGPON的带宽预测、带宽计算和BWMAP条目生成，所述BWMAP条目包含用于区分GPON和XGPON的标志位；将所述标识位指示为XGPON的BWMAP条目转化为XGPON BWMAP条目；GPON媒介访问控制层MAC和XGPON MAC分别读取各自的BWMAP条目。本申请能够实现GPON和XGPON的上行时分复用，使GPON和XGPON上行时隙互不冲突的情况下能协同工作。

Description

一种实现上行时分复用的方法及装置
技术领域
本发明涉及光通信领域，具体涉及一种实现上行时分复用的方法及装置。
背景技术
根据G.984.2PMD协议，吉比特无源光网络(GPON，Gigabit-Capable PassiveOptical Network)上行波长为1310nm，下行波长为1490nm；根据G.987.2PMD协议，万兆吉比特无源光网络(XGPON，XG-Passive Optical Network)上行波长为1270nm，下行波长为1577nm。当GPON和XGPON混合组网时，由于上下行波长各不相同，目前常用的做法是采用WDM(波分复用)模式进行混合组网。在波分模式下，下行可以达到12.5G带宽，上行可以达到3.75G带宽，见图1。GPON和XGPON各自的上行波长内部是采用TDM(时分复用)模式传输数据，波长之间没有任何同步关系，彼此互不影响。
波分模式最大的优点就是组网简单，支持的带宽容量大，但是光模块成本要求比较高，在接收方向需要支持两路接收光组件通路(包括ROSA和LA等器件)，而且1270nm和1310nm波长比较接近，隔离度要求比较高。其实从无源光网络(PON，Passive OpticalNetwork)长期部署演进角度来看，当吉比特无源光网络(GPON，Gigabit-Capable PassiveOptical Network)的用户升级到XGPON时，重点关注下行的带宽增长，上行带宽的需求量并不需要有相同数量级的增长，可以考虑采用GPON和XGPON上行时分复用的模式组网。
时分模式在接收方向只需要一路光组件，可以减少光模块的硬件成本。时分模式的上行总带宽为2.5G，当有GPON用户订制的是上行10M带宽，也就相当于PON口使用了20M带宽，利用率是50％，尽管看上去有一定的带宽浪费，但GPON的用户最终都会升级到XGPON，最终的利用率和波分是一样的。
GPON和XGPON上行时分复用在技术实现上与现有的PON MAC框架完全不同，因此，需要一种新方案使得OLT能够实现GPON和XGPON的上行时分复用。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种实现上行时分复用的方法及装置。
本申请提供了：
一种实现上行时分复用的方法，包括：
利用一路动态带宽分配DBA实现吉比特无源光网络GPON和万兆吉比特无源光网络XGPON的带宽预测、带宽计算和带宽映射BWMAP条目生成，所述BWMAP条目包含用于区分GPON和XGPON的标志位；
将所述标识位指示为XGPON的BWMAP条目转化为XGPON BWMAP条目；
GPON媒介访问控制层MAC和XGPON MAC分别读取各自的BWMAP条目。
其中，所述利用一路DBA实现GPON和XGPON的带宽预测、带宽计算和BWMAP条目生成，包括：
同时接收GPON和XGPON的DBRU带宽申请，对带宽进行预测并输出带宽需求；
根据SLA表中的传输容器TCONT类型并结合所述带宽需求，计算出带宽值；
根据所述带宽值按照GPON格式生成GPON BWMAP条目，所述GPON BWMAP条目包含用于区分GPON和XGPON的标志位。
其中，将所述标识位指示为XGPON的BWMAP条目转化为XGPON BWMAP条目，包括：将所述标志位指示为XGPON的GPON BWMAP条目转化成XGPON BWMAP条目。
其中，将所述标识位指示为XGPON的BWMAP条目转化为XGPON BWMAP条目之后，还包括：将所述GPON BWMAP条目和所述XGPON BWMAP条目分开存储。
其中，所述GPON MAC和XGPON MAC分别读取各自的BWMAP条目之后，还包括：对下行物理层PHY帧进行同步较准。
其中，所述对下行物理层PHY帧进行同步较准，包括：将GPON和XGPON的两路PHY帧输出数据分别进行先入先出队列FIFO缓存；在FIFO缓存积累到一定数据量时，产生一个脉冲信号对两路FIFO缓存进行同步触发读取，使两路下行PHY帧对齐输出。
其中，所述对两路FIFO缓存进行同步触发读取之后，还包括：对两路下行PHY帧进行实时同步监控；两路PHY帧的帧头不对齐时，产生告警并进行重新同步。
其中，所述GPON MAC和XGPON MAC分别读取各自的BWMAP条目之后，还包括：进行上行同步。
其中，所述进行上行同步处理，包括：针对GPON和XGPON统一产生用于上行时间同步的上行帧内计数器，并发送至所述GPON MAC和所述XGPON MAC。
其中，所述进行上行同步处理，还包括：微调XGPON上行数据的延时，使所述XGPON上行入口与GPON上行入口的数据延时一致。
其中，所述GPON MAC和XGPON MAC分别读取各自的BWMAP条目之后，还包括：在注册发现光网络单元ONU时，将GPON和XGPON进行分时注册。
其中，在注册发现光网络单元ONU时，将GPON和XGPON进行分时注册，包括：DBA在进行注册开窗时，先通知GPON MAC进行开窗搜索SN消息，同时XGPON MAC上行静默，所述XGPONMAC的静默时间与所述GPON MAC的搜索窗口大小相同；当XGPON MAC进行开窗搜索时，GPONMAC上行静默。
其中，所述GPON MAC和XGPON MAC分别读取各自的BWMAP条目之后，还包括：把所有的GPON和XGPON统一到相同的最大逻辑距离上，采用同一套EQD计算方法为各个ONU分配EQD。
一种实现上行时分复用的装置，包括：带宽预测模块、带宽计算模块、BWMAP条目生成模块、XGPON条目转化模块、GPON媒介访问控制层MAC和XGPON MAC；
其中，所述带宽预测模块、带宽计算模块、BWMAP条目生成模块分别用于实现吉比特无源光网络GPON和万兆吉比特无源光网络XGPON的带宽预测、带宽计算和带宽映射BWMAP条目生成，所述BWMAP条目包含用于区分GPON和XGPON的标志位；
所述XGPON条目转化模块用于将所述标识位指示为XGPON的BWMAP条目转化为XGPON BWMAP条目；
所述GPON MAC与所述XGPON MAC，用于分别读取GPON BWMAP条目和XGPON BWMAP条目。
其中，所述带宽预测模块，具体用于同时接收GPON和XGPON的DBRU带宽申请，对带宽进行预测并输出带宽需求；所述带宽计算模块，具体用于根据SLA表中的传输容器TCONT类型并结合所述带宽需求，计算出带宽值；所述BWMAP生成模块，具体用于根据所述带宽值按照GPON格式生成GPON BWMAP条目，所述GPON BWMAP条目包含用于区分GPON和XGPON的标志位。
其中，所述XGPON条目转化模块，具体用于将所述标志位指示为XGPON的GPONBWMAP条目转化成XGPON BWMAP条目。
其中，还包括：GPON/XGPON BWMAP储存模块，用于将所述GPON BWMAP条目和所述XGPON BWMAP条目分开存储；所述GPON MAC，具体用于从所述GPON/XGPON BWMAP储存模块中读取所述GPON BWMAP条目；所述XGPON MAC，具体用于从所述GPON/XGPON BWMAP储存模块中读取所述XGPON BWMAP条目。
其中，还包括：时分同步模块，用于对下行物理层PHY帧进行同步较准。
其中，所述时分同步模块，包括：GPON_FIFO模块，用于将GPON的一路PHY帧输出数据进行先入先出队列FIFO缓存；XGPON_FIFO模块，用于将XGPON的一路PHY帧输出数据进行FIFO缓存；同步控制模块，用于在所述GPON_FIFO模块和XGPON_FIFO模块中的FIFO缓存积累到一定数据量时，产生一个脉冲信号对两路FIFO缓存进行同步触发读取，使两路下行PHY帧对齐输出。
其中，所述同步控制模块，还用于对两路下行PHY帧进行实时同步监控，在两路PHY帧的帧头不对齐时产生告警并进行重新同步。
其中，所述同步控制模块，还用于针对GPON和XGPON统一产生用于上行时间同步的上行帧内计数器，并发送至所述GPON MAC和所述XGPON MAC。
其中，所述GPON MAC，还用于在DBA在进行注册开窗时，根据通知进行开窗搜索SN消息；以及，还用于在所述XGPON MAC进行开窗搜索的同时上行静默；所述XGPON MAC，还用于在所述GPON MAC进行开窗搜索SN消息的同时上行静默，静默时间与所述GPON MAC的搜索窗口大小相同；以及，还用于在所述GPON MAC上行静默的同时进行开窗搜索。
一种实现上行时分复用的装置，包括：处理器和存储器，所述存储器存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令被所述处理器执行时实现如下方法：
利用一路动态带宽分配DBA实现吉比特无源光网络GPON和万兆吉比特无源光网络XGPON的带宽预测、带宽计算和带宽映射BWMAP条目生成，所述BWMAP条目包含用于区分GPON和XGPON的标志位；
将所述标识位指示为XGPON的BWMAP条目转化为XGPON BWMAP条目；
GPON媒介访问控制层MAC和XGPON MAC分别读取各自的BWMAP条目。
本发明实施例，能够实现GPON和XGPON的上行时分复用，使GPON和XGPON上行时隙互不冲突的情况下能协同工作。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。
图1是GPON和XGPON波分模式下的时序图；
图2是GPON和XGPON时分模式下的时序图；
图3是GPON和XGPON在波分复用模式下的硬件实现框图；
图4是本申请实现上行时分复用的方法流程图；
图5是实施例一中GPON和XGPON在时分复用模式下的硬件实现架构示意图；
图6是实施例一GPON BWMAP帧结构示意图；
图7是实施例一XGPON BWMAP帧结构示意图；
图8是实施例二中时分同步模块的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
相关技术中，GPON和XGPON混合组网一般采用WDM(波分复用)模式实现，如图1所示。这种模式技术实现比较简单，GPON和XGPON的下行PHY帧不需要同步,上行的GTC帧在时隙上也是可以重叠的，1310nm和1270nm两个波长之间互不干扰。硬件上只需要用一个WDM器件将两种波长合在一个光纤上传输即可实现，或者做一种混合光模块，将原先GPON和XGPON光模块的硬件做在一起。
而TDM模式下，接收方向只需要一路光组件，可以大大降低硬件成本。这样在TDM模式组网时，GPON和XGPON的上行GTC帧需要时分复用，尽管在不同的波长上传输，但由于硬件无法隔离1310nm和1270nm两种波长，因此在时隙上必须严格错开，避免互相干扰，且彼此之间需要预留足够的保护时间。同时为保证上行时隙不冲突，GPON和XGPON的上行帧内计数器需要严格同步，两路MAC的下行PHY帧头也需要对齐，如图2所示。
GPON和XGPON在波分复用模式的硬件实现如图3所示，只需要沿用原有的GPON DBA+GPON MAC和XGPON DBA+XGPON MAC模式，通路之间互相独立。而要实现GPON和XGPON的时分复用模式，则需要对原有的硬件做较大的改动，本申请通过对相关技术中GPON和XGPON的硬件架构进行改进，实现GPON和XGPON的上行时分复用，使GPON和XGPON上行时隙互不冲突的情况下能协同工作。
如图4所示，本申请提供了一种实现上行时分复用的方法，该方法可以通过OLT执行，该方法可以包括：
步骤101，利用一路DBA实现GPON和XGPON的带宽预测、带宽计算和BWMAP条目生成，所述BWMAP条目包含用于区分GPON和XGPON的标志位；
步骤102，将所述标识位指示为XGPON的BWMAP条目转化为XGPON BWMAP条目；
步骤103，GPON MAC和XGPON MAC分别读取各自的BWMAP条目。
具体的，所述利用一路DBA实现GPON和XGPON的带宽预测、带宽计算和BWMAP条目生成，可以包括：同时接收GPON和XGPON的DBRU带宽申请，对带宽进行预测并输出带宽需求；根据SLA表中的传输容器TCONT类型并结合所述带宽需求，计算出带宽值；根据所述带宽值按照GPON格式生成GPON BWMAP条目，所述GPON BWMAP条目包含用于区分GPON和XGPON的标志位。
这里，将所述标识位指示为XGPON的BWMAP条目转化为XGPON BWMAP条目，可以包括：将所述标志位指示为XGPON的GPON BWMAP条目转化成XGPON BWMAP条目。
这里，将所述标识位指示为XGPON的BWMAP条目转化为XGPON BWMAP条目之后，还可以包括：将所述GPON BWMAP条目和所述XGPON BWMAP条目分开存储，以便GPON MAC和XGPONMAC分别读取各自的BWMAP条目。
在一些实现方式中，所述GPON MAC和XGPON MAC分别读取各自的BWMAP条目之后，还可以包括：对下行PHY帧进行同步较准。
具体的，所述对下行物理层PHY帧进行同步较准，可以包括：将GPON和XGPON的两路PHY帧输出数据分别进行FIFO缓存；在FIFO缓存积累到一定数据量时，产生一个脉冲信号对两路FIFO缓存进行同步触发读取，使两路下行PHY帧对齐输出。这里，所述对两路FIFO缓存进行同步触发读取之后，还可以包括：对两路下行PHY帧进行实时同步监控；两路PHY帧的帧头不对齐时，产生告警并进行重新同步。
在一些实现方式中，所述GPON MAC和XGPON MAC分别读取各自的BWMAP条目之后，还可以包括：进行上行同步。
具体的，所述进行上行同步处理，可以包括：针对GPON和XGPON统一产生用于上行时间同步的上行帧内计数器，并发送至所述GPON MAC和所述XGPON MAC。这里，所述进行上行同步处理，还可以包括：微调XGPON上行数据的延时，使所述XGPON上行入口与GPON上行入口的数据延时一致。
在一些实现方式中，所述GPON MAC和XGPON MAC分别读取各自的BWMAP条目之后，还可以包括：在注册发现光网络单元ONU时，将GPON和XGPON进行分时注册。
具体的，在注册发现ONU时，将GPON和XGPON进行分时注册，可以包括：DBA在进行注册开窗时，先通知GPON MAC进行开窗搜索SN消息，同时XGPON MAC上行静默，所述XGPON MAC的静默时间与所述GPON MAC的搜索窗口大小相同；当XGPON MAC进行开窗搜索时，GPON MAC上行静默。
在一些实现方式中，所述GPON MAC和XGPON MAC分别读取各自的BWMAP条目之后，还可以包括：把所有的GPON和XGPON统一到相同的最大逻辑距离上，采用同一套EQD计算方法为各个ONU分配EQD。这里，最大逻辑距离可以根据现网部署决定，例如，最大逻辑距离可以取为20KM，表示OLT通过给ONU分配不同的EQD，使其在逻辑上都保持20KM对应的传输延时。
这里，EQD是协议上定义的ONU均衡延时参数，由OLT对ONU进行测距后分配。
本申请的上述方法可以实现GPON和XGPON的上行时分复用，使GPON和XGPON上行时隙互不冲突的情况下能协同工作。
如图5所示，本申请还提供了一种实现上行时分复用的装置，该装置可以应用于OLT，可以包括：带宽预测模块401、带宽计算模块402、BWMAP条目生成模块403、XGPON条目转化模块404、GPON媒介访问控制层MAC406和XGPON MAC 408；
其中，所述带宽预测模块401、带宽计算模块402、BWMAP条目生成模块403分别用于实现GPON和XGPON的带宽预测、带宽计算和BWMAP条目生成，所述BWMAP条目包含用于区分GPON和XGPON的标志位；
所述XGPON条目转化模块404用于将所述标识位指示为XGPON的BWMAP条目转化为XGPON BWMAP条目；
所述GPON MAC406与所述XGPON MAC408，用于分别读取GPON BWMAP条目和XGPONBWMAP条目。
具体的，所述带宽预测模块401，具体可用于同时接收GPON和XGPON的DBRU带宽申请，对带宽进行预测并输出带宽需求；
所述带宽计算模块402，具体可用于根据SLA表中的传输容器TCONT类型并结合所述带宽需求，计算出带宽值；
所述BWMAP生成模块403，具体可用于根据所述带宽值按照GPON格式生成GPONBWMAP条目，所述GPON BWMAP条目包含用于区分GPON和XGPON的标志位。
所述XGPON条目转化模块404，具体可用于将所述标志位指示为XGPON的GPONBWMAP条目转化成XGPON BWMAP条目。
在一种实现方式中，上述装置还可以包括：GPON/XGPON BWMAP储存模块405，用于将所述GPON BWMAP条目和所述XGPON BWMAP条目分开存储；所述GPON MAC406，具体用于从所述GPON/XGPON BWMAP储存模块中读取所述GPON BWMAP条目；所述XGPON MAC408，具体用于从所述GPON/XGPON BWMAP储存模块中读取所述XGPON BWMAP条目。
在一种实现方式中，上述装置还可以包括：时分同步模块407，用于对下行物理层PHY帧进行同步较准。
具体的，所述时分同步模块407的结构如图8所示，可以包括：
GPON_FIFO模块701，用于将GPON的一路PHY帧输出数据进行先入先出队列FIFO缓存；
XGPON_FIFO模块702，用于将XGPON的一路PHY帧输出数据进行FIFO缓存；
同步控制模块703，用于在所述GPON_FIFO模块和XGPON_FIFO模块中的FIFO缓存积累到一定数据量时，产生一个脉冲信号对两路FIFO缓存进行同步触发读取，使两路下行PHY帧对齐输出。此外，所述同步控制模块703，还可用于对两路下行PHY帧进行实时同步监控，在两路PHY帧的帧头不对齐时产生告警并进行重新同步。
在一种实现方式中，所述时分同步模块407，还可以用于进行上行同步。
具体的，所述时分同步模块407中的同步控制模块703，还可用于针对GPON和XGPON统一产生用于上行时间同步的上行帧内计数器，并发送至所述GPON MAC406和所述XGPONMAC408。
在一种实现方式中，所述GPON MAC406和XGPON MAC408还用于，在注册发现光网络单元ONU时将GPON和XGPON进行分时注册。
具体的，所述GPON MAC406，还可用于在DBA在进行注册开窗时，根据通知进行开窗搜索SN消息；以及，还用于在所述XGPON MAC进行开窗搜索的同时上行静默；
所述XGPON MAC408，还可用于在所述GPON MAC进行开窗搜索SN消息的同时上行静默，静默时间与所述GPON MAC的搜索窗口大小相同；以及，还用于在所述GPON MAC上行静默的同时进行开窗搜索。
此外，本申请还提供一种实现上行时分复用的装置，包括：处理器和存储器，所述存储器存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令被所述处理器执行时实现如下方法：
利用一路动态带宽分配DBA实现吉比特无源光网络GPON和万兆吉比特无源光网络XGPON的带宽预测、带宽计算和带宽映射BWMAP条目生成，所述BWMAP条目包含用于区分GPON和XGPON的标志位；
将所述标识位指示为XGPON的BWMAP条目转化为XGPON BWMAP条目；
GPON媒介访问控制层MAC和XGPON MAC分别读取各自的BWMAP条目。
上述两个实现上行时分复用的装置均可实现上文中相应方法的所有细节，不再赘述。
实施例一
本实施例中，提供一种实现GPON和XGPON上行时分复用PON MAC实现机制，对相关技术中的PON MAC实现机制进行了改进，特别是对动态带宽分配(DBA，Dynamic BandwidthAllocation)的改进。本实施例中，将原来GPON和XGPON各自的DBA进行优化，用一路DBA实现GPON和XGPON的带宽预测、带宽计算和带宽映射(Bandwidth Map，BWmap)条目生成，再将GPON BWMAP条目转化为XGPON BWMAP条目。GPON媒介访问控制层(MAC，Medium AccessControl)和XGPON MAC仍然采用原来的方式读取各自的BWMAP条目。
图5是实施例中时分复用实现的硬件框图。本实施例中，主要对DBA进行了优化，使一路DBA可以同时管理GPONMAC和XGPONMAC，实现原来需要2路DBA完成的功能。
如图5所示，本实施例中实现时分复用的装置可以包括：带宽预测模块401
带宽预测模块401可以同时接收GPON和XGPON的DBRU带宽申请，对带宽进行预测，GPON以1字节为单元进行预测，XGPON以2字节为单位进行预测。根据G.987.3协议DBRU是以4字节单位上报的，因此需要先将XGPON的动态带宽报告(DBRU，Dynamic Bandwidth Reportupstream)转化成2字节单位进行处理。预测算法本身只跟DBRU和上行流量统计有关系，不同TCONT之间是互相独立的，因此可以很好地兼容GPON和XGPON的预测功能。
带宽计算模块402主要根据业务等级协定(SLA，Service Level Agreement)表中的传输容器(Transmission Container，TCONT)类型(type1～type5)，并结合带宽预测模块401的输出带宽需求，计算出最终的带宽值。其中，SLA SLA是软件配置的表项，里面包括TCONT的带宽类型，权重，优先级等信息。
具体的，GPON信息和XGPON信息可以在同一张SLA表中进行管理，时分模式一般要求GPON和XGPON的分配标识符(alloc_id)不相同，所以地址不会出现冲突。GPON信息和XGPON信息可以按任意的顺序配置，只需要在表中增加pon模式类型(pon_mode)标志位来区分(例如，pon_mode取值为1时表示XGPON，pon_mode取值为0时表示GPON)。由于GPON和XGPON上行GPON传输汇聚层(GTC，GPON Transmission Convergence Layer)帧需要的前导长度、PLOAM帧长和GTC帧开销不一致，带宽计算模块402需要根据pon_mode额外分配不同的带宽开销，其它带宽值的计算两者之间并没有差别，GPON和XGPON TCONT参与相同的优先级和权重分配。带宽计算仍然是GPON以1字节为单位，XGPON以2字节为单位。
BWMAP条目生成模块403主要按照G.984.3协议BWMAP帧结构(如图6所示)生成相应的条目。不管是GPON还是XGPON TCONT，都先按GPON格式生成BWMAP条目，实现第一次的时隙分配。GPON的BWMAP是有严格的帧边界的，在TCONT带宽跨越帧边界时需要强制进行分片；而G.987.3XGPON协议允许BWMAP出现跨帧用以节省开销。当时分模式下XGPON TCONT被生成GPON BWMAP条目后，XGPON的跨帧功能不再支持，这也体现了时分模式用带宽换取成本降低的本质。
下表1为BWMAP生成条目的例子，其中，XGPON TCONT也按GPON BWMAP格式生成。
Figure BDA0001255521670000131
Figure BDA0001255521670000141
表1
具体的，按G.987.3协议，XGPON的BWMAP帧格式如图7所示。其中，BWMAP内部字段与GPON最大的区别是授权量(grantsize)，XGPON不需要直接给出上行突发脉冲(burst)的结束时间，而是需要计算出上行突发脉冲的净荷值。
XGPON条目转化模块404负责将pon_mode为1的TCONT所生成的GPON BWMAP转化成XGPON BWMAP。
具体的，XGPON条目转化模块404将GPON BWMAP转化成XGPON BWMAP的过程包括：
首先，需要做字节单位转化，按协议的BWMAP格式要求GPON以1字节为单元，XGPON以4字节为单位，GPON BWMAP条目不需要作处理，XGPON需要从2字节单位转换为4字节单位。实际应用中，虽然XGPON协议规定，XGPON是以4字节单位，但是DBA在计算XGPON带宽时是按2字节单位计算，因此，输出时需要将，XGPON转回以4字节为单位。
starttime_xg＝starttime_g/2；
act_xg＝(stoptime-starttime)/2；
其次，需要做净荷计算，具体转化公式如下：
grantsize_xg＝act_xg–2–PLOAM_overhead-FEC_parity；
其中，2表示GTC帧头和帧尾开销，固定2个word(1个word表示4字节)；如果上行GTC帧上行物理层操作、管理和维护(PLOAM/PLOAMu)使能，则扣除1个PLOAM帧的开销，固定12个word；如果上行GTC帧FEC使能，则需要计算FEC较验字节的开销，上行采用的是RS(248,232)算法，因此需要计算上行帧长包含多少个248字节码块。计算公式如下：
FEC_remainder＝act_xg％62
FEC_divide＝act_xg/62
if(FEC_remainder)FEC_parity＝(FEC_divide+1)*4
else FEC_parity＝FEC_divide*4
最后，输出的XGPON BWMAP条目结果。如下表2所示，为XGPON BWMAP条目结果的示例。其中，profile和FEC标志位可以互相转化。
alloc_id pon_mode DBRU PLOAMu fwi bprofile startime grantsize
4 1 0 0 1 1 300 182
3 1 0 1 1 0 850 386
表2
表2中，alloc_id为4的TCONT实际有效带宽为200word，PLOAM不使能不需要扣除PLOAM开销，前向纠错编码(FEC，FECForward Error Correction)使能计算出来FEC_parity为16word，最终净荷为182word；alloc_id为3的TCONT实际有效带宽为400word，PLOAM使能需要扣除12word开销，FEC不使能计算出来FEC_parity为0word，因此最终净荷为386word。强制唤醒(fwi，Force wake indication)为协议中BWMAP帧格式中的一个字段，Fec_parity表示FEC较验位的长度。
转换之后，剩下的GPON BWMAP条目结果如下3表所示。
Figure BDA0001255521670000151
Figure BDA0001255521670000161
表3
GPON/XGPON BWMAP储存模块405负责将GPON BWMAP条目和XGPON BWMAP条目分开存储，便于GPON MAC和XGPON MAC按原来的模式读取。实际应用中，为节省RAM资源，也可以将所有条目存储在一块RAM中，GPON BWMAP条目从0地址递增写入，XGPON BWMAP条目从最大地址递减写入，时分复用混合组网只需要从总量上控制TCONT个数，GPON和XGPON各自的数量可以任意组合。
实施例二
同时为了使GPON和XGPON上行时隙不冲突，需要保证GPONMAC和XGPONMAC的下行物理层(PHY)帧严格同步，上行帧内计数器也保持同步，本实施例在实施例一的基础上，引入了下行PHY帧同步较准和上行同步的处理。
在GPON和XGPON波分组网模式中，下行PHY帧不需要同步，上行帧内计数器也是各自计数不需要同步；在时分模式下，这些都需要同步起来。图5中的时分同步模块407主要负责解决这个问题，时分同步模块407的结构如图8所示。
本实施例中，GPON/XGPON的下行PHY帧同步较准，具体如下：
考虑到GPON MAC和XGPON MAC的下行发送使能打开有先后顺序，并且时分同步模块407内部处理延时也不一致，可以将时分同步模块407的原始PHY帧输出数据分别进行先入先出队列(FIFO，First Input First Output)缓存(GPON_FIFO模块701和XGPON_FIFO模块702)，从而可以分别对GPON MAC和XGPON MAC产生流控，避免数据丢弃。在FIFO缓存积累到一定数据量时，由同步控制模块703负责产生一个脉冲信号对两路FIFO缓存进行同步触发读取，使两路下行PHY帧对齐输出。后续数据连续不断，每125us循环输出一个帧头，这样GPON和XGPON的下行帧保持严格同步。GPON MAC和XGPON MAC的工作时钟必须严格同步，避免长期运行过程中出现帧头漂移。
同步控制模块703也需要对两路下行PHY帧进行实时同步监控，当由于各种异常导致两路帧头不对齐时，产生告警并进行重新同步。
本实施例中，GPON/XGPON的上行同步具体如下：
上行帧内计数器由同步控制模块703统一产生，发送给GPON MAC 406和XGPON MAC408，用于上行时间同步。上行入口的数据到GPON MAC406和XGPON MAC408定界模块路径需要保持延时一致，否则即使在定界模块上看时隙没有冲突，但在光模块入口仍然可能有冲突。同步控制模块703在XGPON上行入口数据处增加了一个延时模块704，通过适当微调XGPON上行数据的延时使与GPON入口数据延时一致。其中，定界模块在GPONMAC和XGPONMAC内部，是用来搜索delimiter的。其中，光模块是一个独立的器件，在芯片外部，直接与光纤连接。实现光电转换功能。
实施例三
本实施例在实施例一和实施例二的基础上对GPON/XGPON的注册业务进行了改进，以避免时分模式下GPON和XGPON的ONU注册过程产生冲突。
波分组网模式在注册发现ONU时，GPON MAC和XGPON MAC分别按各自的窗口进行搜索序列号(SN，Serial_Number)消息(SN指上行的一种数据包，用于注册发现业务)，同时也根据各自的时序要求复位光模块。而在时分模式时，只有一个光模块且内部只有一路接收组件，当两个ONU的随机延时比较接近时就有可能互相干扰，而且两路同时搜索进行复位操作，也会干扰对方的正常接收，导致谁也发现不了SN消息，这就要求时分模式下GPON和XGPON只能分时注册发现。
DBA在进行注册开窗时，先通知GPON MAC进行开窗搜索SN消息，同时XGPON MAC需要上行静默，静默时间与GPON搜索窗口大小相同。如逻辑距离为20km时，一般开窗大小为2帧，即250us，这时XGPON MAC上行不做任何操作。同样，当XGPON MAC进行开窗搜索时，GPONMAC也需要静默。只要控制好发现窗口的间隔，静默这部分带宽浪费可以控制在很小的范围。
测距(RG，Ranging)由于ONU分布在不同的逻辑距离上，也需要开250us的搜索窗口，那么同样也需要GPON MAC和XGPONMAC进行分时测距。波分模式下，GPON和XGPON的最大逻辑距离可以不一致，计算的均衡延时(EQD)也是采用各种的计算方法。本实施例中，在时分模式下把所有的GPON和XGPON统一到相同的最大逻辑距离上，采用一套EQD计算方法，给各个ONU分配EQD，以避免上行时隙冲突。
ONU完成注册后，所有业务TCONT由DBA统一管理，分时复用，不需要增加额外的带宽开销，上行GTC帧前导长度和保护时间等都与原来相应的GPON或XGPON保持一致。
此外，本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令被执行时实现上行时分复用的方法。
可选地，在本实施例中，上述存储介质可以包括但不限于：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
可选地，在本实施例中，处理器根据存储介质中已存储的程序代码执行上述实施例的方法步骤。
可选地，本实施例中的具体示例可以参考上述实施例及可选实施方式中所描述的示例，本实施例在此不再赘述。
本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件(例如处理器)完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现。相应地，上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现，例如通过集成电路来实现其相应功能，也可以采用软件功能模块的形式实现，例如通过处理器执行存储于存储器中的程序/指令来实现其相应功能。本申请不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。
以上显示和描述了本申请的基本原理和主要特征和本申请的优点。本申请不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本申请的原理，在不脱离本申请精神和范围的前提下，本申请还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本申请范围内。

Claims (23)

1.一种实现上行时分复用的方法，其特征在于，包括：
利用一路动态带宽分配DBA实现吉比特无源光网络GPON和万兆吉比特无源光网络XGPON的带宽预测、带宽计算和带宽映射BWMAP条目生成，所述BWMAP条目包含用于区分GPON和XGPON的标志位；
将所述标志位指示为XGPON的BWMAP条目转化为XGPON BWMAP条目；
GPON媒介访问控制层MAC和XGPON MAC分别读取各自的BWMAP条目。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用一路DBA实现GPON和XGPON的带宽预测、带宽计算和BWMAP条目生成，包括：
同时接收GPON和XGPON的DBRU带宽申请，对带宽进行预测并输出带宽需求；
根据业务等级协定SLA表中的传输容器TCONT类型并结合所述带宽需求，计算出带宽值；
根据所述带宽值按照GPON格式生成GPON BWMAP条目，所述GPON BWMAP条目包含用于区分GPON和XGPON的标志位。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，将所述标志位指示为XGPON的BWMAP条目转化为XGPON BWMAP条目，包括：
将所述标志位指示为XGPON的GPON BWMAP条目转化成XGPON BWMAP条目。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，将所述标志位指示为XGPON的BWMAP条目转化为XGPON BWMAP条目之后，还包括：
将所述GPON BWMAP条目和所述XGPON BWMAP条目分开存储。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述GPON MAC和XGPON MAC分别读取各自的BWMAP条目之后，还包括：
对下行物理层PHY帧进行同步较准。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述对下行物理层PHY帧进行同步较准，包括：
将GPON和XGPON的两路PHY帧输出数据分别进行先入先出队列FIFO缓存；
在FIFO缓存积累到一定数据量时，产生一个脉冲信号对两路FIFO缓存进行同步触发读取，使两路下行PHY帧对齐输出。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述对两路FIFO缓存进行同步触发读取之后，还包括：
对两路下行PHY帧进行实时同步监控；
两路PHY帧的帧头不对齐时，产生告警并进行重新同步。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述GPON MAC和XGPON MAC分别读取各自的BWMAP条目之后，还包括：
进行上行同步。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述进行上行同步处理，包括：
针对GPON和XGPON统一产生用于上行时间同步的上行帧内计数器，并发送至所述GPONMAC和所述XGPON MAC。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述进行上行同步处理，还包括：
微调XGPON上行数据的延时，使所述XGPON上行入口与GPON上行入口的数据延时一致。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述GPON MAC和XGPON MAC分别读取各自的BWMAP条目之后，还包括：
在注册发现光网络单元ONU时，将GPON和XGPON进行分时注册。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，在注册发现光网络单元ONU时，将GPON和XGPON进行分时注册，包括：
DBA在进行注册开窗时，先通知GPON MAC进行开窗搜索序列号SN消息，同时XGPON MAC上行静默，所述XGPON MAC的静默时间与所述GPON MAC的搜索窗口大小相同；当XGPON MAC进行开窗搜索时，GPON MAC上行静默。
13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述GPON MAC和XGPON MAC分别读取各自的BWMAP条目之后，还包括：
把所有的GPON和XGPON统一到相同的最大逻辑距离上，采用同一套均衡延时EQD计算方法为各个ONU分配EQD。
14.一种实现上行时分复用的装置，其特征在于，包括：带宽预测模块、带宽计算模块、BWMAP条目生成模块、XGPON条目转化模块、GPON媒介访问控制层MAC和XGPON MAC；
其中，所述带宽预测模块、带宽计算模块、BWMAP条目生成模块分别用于实现吉比特无源光网络GPON和万兆吉比特无源光网络XGPON的带宽预测、带宽计算和带宽映射BWMAP条目生成，所述BWMAP条目包含用于区分GPON和XGPON的标志位；
所述XGPON条目转化模块用于将所述标志位指示为XGPON的BWMAP条目转化为XGPONBWMAP条目；
所述GPON MAC与所述XGPON MAC，用于分别读取GPON BWMAP条目和XGPON BWMAP条目。
15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，
所述带宽预测模块，具体用于同时接收GPON和XGPON的DBRU带宽申请，对带宽进行预测并输出带宽需求；
所述带宽计算模块，具体用于根据业务等级协定SLA表中的传输容器TCONT类型并结合所述带宽需求，计算出带宽值；
所述BWMAP生成模块，具体用于根据所述带宽值按照GPON格式生成GPON BWMAP条目，所述GPON BWMAP条目包含用于区分GPON和XGPON的标志位。
16.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，
所述XGPON条目转化模块，具体用于将所述标志位指示为XGPON的GPON BWMAP条目转化成XGPON BWMAP条目。
17.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，还包括：
GPON/XGPON BWMAP储存模块，用于将所述GPON BWMAP条目和所述XGPON BWMAP条目分开存储；
所述GPON MAC，具体用于从所述GPON/XGPON BWMAP储存模块中读取所述GPON BWMAP条目；
所述XGPON MAC，具体用于从所述GPON/XGPON BWMAP储存模块中读取所述XGPON BWMAP条目。
18.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，还包括：
时分同步模块，用于对下行物理层PHY帧进行同步较准。
19.根据权利要求18所述的装置，其特征在于，所述时分同步模块，包括：
GPON_FIFO模块，用于将GPON的一路PHY帧输出数据进行先入先出队列FIFO缓存；
XGPON_FIFO模块，用于将XGPON的一路PHY帧输出数据进行FIFO缓存；
同步控制模块，用于在所述GPON_FIFO模块和XGPON_FIFO模块中的FIFO缓存积累到一定数据量时，产生一个脉冲信号对两路FIFO缓存进行同步触发读取，使两路下行PHY帧对齐输出。
20.根据权利要求19所述的装置，其特征在于，
所述同步控制模块，还用于对两路下行PHY帧进行实时同步监控，在两路PHY帧的帧头不对齐时产生告警并进行重新同步。
21.根据权利要求19所述的装置，其特征在于，
所述同步控制模块，还用于针对GPON和XGPON统一产生用于上行时间同步的上行帧内计数器，并发送至所述GPON MAC和所述XGPON MAC。
22.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，
所述GPON MAC，还用于在DBA在进行注册开窗时，根据通知进行开窗搜索序列号SN消息；以及，还用于在所述XGPON MAC进行开窗搜索的同时上行静默；
所述XGPON MAC，还用于在所述GPON MAC进行开窗搜索SN消息的同时上行静默，静默时间与所述GPON MAC的搜索窗口大小相同；以及，还用于在所述GPON MAC上行静默的同时进行开窗搜索。
23.一种实现上行时分复用的装置，包括：处理器和存储器，其特征在于，所述存储器存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令被所述处理器执行时实现如下方法：
利用一路动态带宽分配DBA实现吉比特无源光网络GPON和万兆吉比特无源光网络XGPON的带宽预测、带宽计算和带宽映射BWMAP条目生成，所述BWMAP条目包含用于区分GPON和XGPON的标志位；
将所述标志位指示为XGPON的BWMAP条目转化为XGPON BWMAP条目；
GPON媒介访问控制层MAC和XGPON MAC分别读取各自的BWMAP条目。
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