CN111327970B - 无源光网络管理通道、建立方法和系统、发送端和接收端 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种无源光网络管理通道、建立方法和系统、发送端和接收端。该无源光网络管理通道建立方法包括：发送端在业务数据流中预定前导码所对应的编码字段嵌入管理信息；发送端将嵌入管理信息后的业务数据流传输到接收端，以便接收端解析还原所述管理信息，以实现管理通道的建立和管理信息的承载传输。本发明在系统承载的业务数据信号进行信号编码后，通过对前导码部分空闲字段的替换和重新定义，将WDM‑PON系统的管理信息嵌入至上述空闲字段中进行传输，并在对端PON设备上解析还原，从而在不影响5G前传数据报文传输质量的前提下，实现了管理信息通道的建立和管理报文的传输。

Description

无源光网络管理通道、建立方法和系统、发送端和接收端
技术领域
本发明涉及无源光网络领域，特别涉及一种无源光网络管理通道、建立方法和系统、发送端和接收端。
背景技术
移动通信正逐步进入5G时代，相比4G网络，5G网络的前传具有更高的前传速率要求和更严苛的时延抖动性能要求。eCPRI(enhanced-Common Public Radio Interface,增强型通用公共无线电接口)作为一种全新的前传协议，可以达到25Gbps的单通道传输速率，目前是5G前传的一种主流候选方案。
同时，如图1所示，eCPRI数据的封装采用标准以太网方案，传输设备不需要感知eCPRI数据报文内容，可以直接采用成熟的以太网传输标准和设备解决方案，具备良好的应用前景。
发明内容
申请人发现：由于5G频率较高，覆盖半径同等条件下小于4G基站，从而从部署角度，有可能基站设置的更加密集，实现信号覆盖。传统的无线前传方案，例如点对点光纤等技术，在这种新的建设场景和需求下，存在部署成本高、网络拓扑复杂、工程建设难度高等问题，需要采用新的前传方案来满足5G场景下的业务承载需求。
图2为本发明一些实施例WDM-PON的网络架构示意图。WDM(Wavelength DivisionMultiplexing，波分复用)-PON(Passive Optical Network，无源光网络)采用波分复用技术，每个局端设备OLT(optical line terminal，光线路终端)的PON端口与每个用户侧终端ONU(Optical Network Unit，光网络单元)设备是点对点对应的关系，独占一对上下行波长。每个传输通道独立不干扰，由于不采用传统光接入网的时分复用方案，数据传输的时延和抖动得到了有效优化，在技术性能上可以满足5G前传的性能要求。
采用WDM-PON系统承载5G前传，可以有效解决5G前传建网中的需求问题，并具备节省干线光纤资源、部署和管理难度低等优点。
在用于5G前传建设时，由于5G前传信号的高带宽需求和时延敏感性，对于WDM-PON系统的管理信息通道方案选择带来很多限制，相关技术的技术方案从上述需求角度来看，均存在一定的缺陷，导致无法满足5G前传的性能需求，具体分析如下：
1、AMCC方案(射频导频或重调制等)：由于需要对数据信号进行低频调制，会对数据报文在光纤传输的过程中产生一定程度信号劣化，同时需要在发送端和接收端的光模块中都引入额外的低频信号处理电路和芯片，带来额外的体积和功耗问题；
2、基于FEC(Forward Error Correction，前向纠错)帧格式的转码方案：利用FEC帧插入管理信息的方案，现有芯片不支持相关需要研发新的MAC(Media Access Control，媒体访问控制)层芯片，研发成本和芯片功耗体积存在一定的问题。
3、独立的第三波长方案，通过引入独立的第三波长来单独承载管理通道信息，需要对ODN(Optical Distribution Network，光分配网络)网络进行改造，兼容性存在很大问题；同时需要引入额外的一对收发机模块，改造难度和成本均难以接受。
鉴于以上技术问题中的至少一项，本发明提供了一种无源光网络管理通道、建立方法和系统、发送端和接收端，在不影响5G前传数据报文传输质量的前提下，实现了管理信息通道的建立和管理报文的传输。
根据本发明的一个方面，提供一种无源光网络管理通道建立方法，包括：
发送端在业务数据流中预定前导码所对应的编码字段嵌入管理信息；
发送端将嵌入管理信息后的业务数据流传输到接收端，以便接收端解析还原所述管理信息，以实现管理通道的建立和管理信息的承载传输。
在本发明的一些实施例中，所述发送端在业务数据流中预定前导码所对应的编码字段嵌入管理信息包括：发送端在业务数据流进行信号编码后，在预定前导码所对应的编码字段嵌入管理信息。
在本发明的一些实施例中，所述发送端在业务数据流中预定前导码所对应的编码字段嵌入管理信息包括：发送端在业务数据流进行信号编码的过程中，在预定前导码所对应的编码字段嵌入管理信息。
在本发明的一些实施例中，所述发送端在业务数据信号进行信号编码后，在预定前导码所对应的编码字段嵌入管理信息包括：
发送端将管理帧形成待嵌入的管理字节信息流；
发送端确定预定前导码所对应的编码字段；
发送端将管理字节信息流按照预定顺序嵌入预定前导码所对应的编码字段。
在本发明的一些实施例中，所述发送端确定前导码预定空闲字段预定前导码所对应的编码字段包括：
将块类型控制字为预定块类型控制字的控制块区域确定为预定控制块区域；
根据所述预定控制块区域确定预定前导码所对应的编码字段。
在本发明的一些实施例中，所述发送端确定预定前导码所对应的编码字段还包括：
判断所有块类型控制字中是否包括预定块类型控制字；
在所有块类型控制字中包括预定块类型控制字的情况下，执行将块类型控制字为预定块类型控制字的控制块区域确定为预定控制块区域的步骤；
在所有块类型控制字中不包括预定块类型控制字的情况下，将指定块类型控制字修改为预定块类型控制字，并将指定块类型控制字对应的控制块区域确定为预定控制块区域；之后执行根据所述预定控制块区域确定预定前导码所对应的编码字段的步骤。
在本发明的一些实施例中，所述预定前导码所对应的编码字段包含标志字节。
在本发明的一些实施例中，所述标志字节的至少一个比特位用于表示标识字节之后是否包含管理字节。
在本发明的一些实施例中，所述标志字节的至少一个比特位用于表示块类型控制字是否是由指定块类型控制字转换来的。
在本发明的一些实施例中，所述预定顺序为预定块类型控制字的出现顺序。
在本发明的一些实施例中，所述信号编码为64B/66B编码。
在本发明的一些实施例中，所述预定控制块区域的预定块类型控制字为0x78；所述预定前导码所对应的编码字段包括0x78的控制块区域的七个可用字节D1～D7，其中，D1为标识字节，后续6字节承载管理帧字节。
在本发明的一些实施例中，所述预定控制块区域的预定块类型控制字为0x33或0x66；所述预定前导码所对应的编码字段包括0x33或0x66的控制块区域的三个可用字节D5～D7、以及0x33或0x66的控制块区域后的连续四个字节。
在本发明的一些实施例中，所述指定块类型控制字为0x1e。
在本发明的一些实施例中，所述将指定块类型控制字修改为预定块类型控制字，并将指定块类型控制字对应的控制块区域确定为预定控制块区域包括：将指定块类型控制字0x1e修改为预定块类型控制字0x78，将0x1e的控制块区域确定为0x78的预定控制块区域。
根据本发明的另一方面，提供一种无源光网络管理通道建立方法，包括：
接收端接收发送端发送的嵌入管理信息后的业务数据流，其中，发送端在业务数据流中预定前导码所对应的编码字段嵌入管理信息；
接收端解析还原所述管理信息，以实现管理通道的建立和管理信息的承载传输。
在本发明的一些实施例中，所述接收端解析还原所述管理信息包括：
接收端在业务数据流中寻找预定前导码所对应的编码字段；
接收端从预定前导码所对应的编码字段中依次提取管理字节；
接收端将管理字节按预定顺序拼接形成管理字节信息流；
接收端将提取管理字节后的对应字节恢复为对应默认值。
在本发明的一些实施例中，所述接收端在业务数据流中寻找预定前导码所对应的编码字段包括：
接收端在业务数据流的控制段区域中，寻找预定块类型控制字的区域；
接收端将预定块类型控制字的区域作为预定前导码所对应的编码字段。
在本发明的一些实施例中，所述预定块类型控制字为0x78、0x33和0x66中的至少一项。
在本发明的一些实施例中，在预定块类型控制字为0x33的情况下，所述管理字节为控制块区域的三个可用字节D5～D7、以及0x33的控制块区域后的连续四个字节；接收端将提取管理字节后的0x33控制块区域及0x33控制块区域后的连续四个字节恢复为对应默认值；
在本发明的一些实施例中，在预定块类型控制字为0x66的情况下，所述管理字节为控制块区域的三个可用字节D5～D7、以及0x66的控制块区域后的连续四个字节；接收端将提取管理字节后的0x66控制块区域及0x66控制块区域后的连续四个字节恢复为对应默认值。
在本发明的一些实施例中，所述无源光网络管理通道建立方法还包括：
在预定块类型控制字为0x78的情况下，根据0x78的标志字节的预定比特位判断块类型控制字0x78是否是由指定块类型控制字0x1e转换来的；
在块类型控制字0x78不是由指定块类型控制字0x1e转换来的情况下，所述可用字节为控制块区域的七个可用字节D1～D7；接收端将提取管理字节后的0x78控制块区域的七个可用字节D1～D7恢复为对应默认值；
在块类型控制字0x78是由指定块类型控制字0x1e转换来的情况下，所述可用字节为控制块区域的七个可用字节D1～D7；接收端将预定块类型控制字0x78恢复为指定块类型控制字0x1e，并将提取管理字节后的0x78控制块区域恢复为0x1e控制块区域对应字节C0～C7的对应默认值。
在本发明的一些实施例中，所述接收端在业务数据流中寻找预定前导码所对应的编码字段包括：接收端在业务数据流进行信号编码后，寻找预定前导码所对应的编码字段。
在本发明的一些实施例中，所述接收端在业务数据流中寻找预定前导码所对应的编码字段包括：接收端在业务数据流进行信号编码的过程中，寻找预定前导码所对应的编码字段。
根据本发明的另一方面，提供一种发送端，包括：
管理字节嵌入模块，用于在业务数据流中预定前导码所对应的编码字段嵌入管理信息；
信息发送模块，用于将嵌入管理信息后的业务数据流传输到接收端，以便接收端解析还原所述管理信息，以实现管理通道的建立和管理信息的承载传输。
在本发明的一些实施例中，所述发送端用于执行实现如上述任一实施例所述的无源光网络管理通道建立方法的操作。
根据本发明的另一方面，提供一种发送端，包括：
发送端存储器，用于存储指令；
发送端处理器，用于执行所述指令，使得所述装置执行实现如上述任一实施例所述的无源光网络管理通道建立方法的操作。
根据本发明的另一方面，提供一种接收端，包括：
信息接收模块，用于接收发送端发送的嵌入管理信息后的业务数据流，其中，发送端在业务数据流中预定前导码所对应的编码字段嵌入管理信息；
管理字节提取模块，用于解析还原所述管理信息，以实现管理通道的建立和管理信息的承载传输。
在本发明的一些实施例中，所述接收端用于执行实现如上述任一实施例所述的无源光网络管理通道建立方法的操作。
根据本发明的另一方面，提供一种接收端，包括：
接收端存储器，用于存储指令；
接收端处理器，用于执行所述指令，使得所述装置执行实现如上述任一实施例所述的无源光网络管理通道建立方法的操作。
根据本发明的另一方面，提供一种无源光网络管理通道建立系统，包括如上述任一实施例所述的发送端、以及如上述任一实施例所述的接收端。
根据本发明的另一方面，提供一种无源光网络管理通道，包括管理层成帧子层和物理编码子层，其中，所述无源光网络管理通道执行实现如上述任一实施例所述的无源光网络管理通道建立方法的操作。
根据本发明的另一方面，提供一种计算机可读存储介质，其中，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述指令被处理器执行时实现如上述任一实施例所述的无源光网络管理通道建立方法。
本发明在系统承载的业务数据信号进行信号编码后，通过对前导码部分空闲字段的替换和重新定义，将WDM-PON系统的管理信息嵌入至上述空闲字段中进行传输，并在对端PON设备上解析还原，从而在不影响5G前传数据报文传输质量的前提下，实现了管理信息通道的建立和管理报文的传输。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为eCPRI在以太网层面采用标准以太网封装格式的示意图。
图2为本发明一些实施例WDM-PON的网络架构示意图。
图3为本发明无源光网络管理通道建立方法一些实施例的示意图。
图4为本发明WDM-PON系统发送端对eCPRI业务信号的封装步骤示意图。
图5为本发明一个实施例中前导码在业务数据流中的位置以及三种不同前导码具体格式特征的示意图。
图6为本发明无源光网络管理通道建立方法另一些实施例的示意图。
图7为本发明无源光网络管理通道建立系统一些实施例的示意图。
图8为本发明无源光网络管理通道一些实施例的示意图。
图9为本发明发送端一些实施例的示意图。
图10为本发明发送端另一些实施例的示意图。
图11为本发明接收端一些实施例的示意图。
图12为本发明接收端另一些实施例的示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
针对5G承载场景下，WDM-PON管理信息通道建立和信息传输所面临的问题，本发明提出了一种面向5G前传承载应用场景中，
WDM-PON管理信息通道的建立方法和系统。
图3为本发明无源光网络管理通道建立方法一些实施例的示意图。优选的，本实施例可由本发明WDM-PON系统发送端执行。该方法包括以下步骤：
步骤31，发送端在业务数据流中预定前导码所对应的编码字段嵌入管理信息。
在本发明的一些实施例中，所述发送端在业务数据流中预定前导码所对应的编码字段嵌入管理信息包括：发送端在业务数据流进行信号编码后，在预定前导码所对应的编码字段嵌入管理信息。
在本发明的一些实施例中，所述发送端在业务数据流中预定前导码所对应的编码字段嵌入管理信息包括：发送端在业务数据流进行信号编码的过程中，在预定前导码所对应的编码字段嵌入管理信息。即，将编码与嵌入管理信息同时进行。
在本发明的一些实施例中，所述嵌入指的是发送端采用管理信息(例如管理字节)的信息替换原有编码字段中的字节信息。而发送端的还原操作指的是将管理字节提取出来拼接成管理字节信息流的同时，将编码字段的可用字节还原为原有编码字段中的字节信息。
在本发明的一些实施例中，所述信号编码可以为64B/66B编码。
图4为本发明WDM-PON系统发送端对eCPRI业务信号的封装步骤示意图。WDM-PON系统承载的eCPRI业务数据的封装采用标准以太网方案，按照以太网标准的规定，业务数据流需要经过64B/66B编码、FEC和后续的物理层光电转换等步骤。在64B/66B线路编码完成以后，业务数据会被添加上相应的线路编码控制块，包含对应的前导码内容，发送端的具体封装步骤如图4所示。
步骤32，发送端将嵌入管理信息后的业务数据流传输到接收端，以便接收端解析还原所述管理信息，以实现管理通道的建立和管理信息的承载传输。
在本发明的一些实施例中，步骤31可以包括：
步骤311，发送端将管理帧形成待嵌入的管理字节信息流。
步骤312，发送端确定预定前导码所对应的编码字段。
步骤313，发送端在业务数据流进行信号编码后或在业务数据流进行信号编码的过程中，将管理字节信息流按照预定顺序嵌入预定前导码所对应的编码字段。
在本发明的一些实施例中，所述预定顺序可以为预定块类型控制字的出现顺序。
在本发明的一些实施例中，步骤312可以包括：
步骤3121，将控制块区域中块类型控制字为预定块类型控制字的区域确定为预定控制块区域。
图5为本发明一个实施例中前导码在业务数据流中的位置以及三种不同前导码具体格式特征的示意图。根据以太网标准的定义，前导码的第一字节为S(start)，在线路编码后的控制块中，包含S字段的前导码字节一般有三种类型，即0x33、0x66或者0x78，其具体特征如图5所示。
步骤3122，在所述预定控制块区域中确定相应的预定前导码所对应的编码字段。
如图5所示，0x33和0x66标识字段可用于承载管理信息的字节为D5、D6和D7字节，以及紧跟随上述字段的下一个数字块字段的D1、D2、D3、D4字节；0x78标识字段可用字节为D1、D2、D3、D4、D5、D6和D7字节。
在本发明的另一些实施例中，步骤312可以包括：
步骤a，判断控制块区域的所有块类型控制字中是否包括预定块类型控制字(0x33、0x66或者0x78)。
步骤b，在控制块区域的所有块类型控制字中包括预定块类型控制字的情况下，将块类型控制字为预定块类型控制字的控制块区域确定为预定控制块区域；在所述预定控制块区域中确定相应的预定前导码所对应的编码字段。
在本发明的一些实施例中，前导码块对应字节有以下三类：
b1.控制块区域中块类型控制字为0x78(S0D1D2D3/D4D5D6D7)的区域，可用字节为D1～D7(7字节)，其中D1为标识字节，后续6字节承载管理帧字节。
b2.控制块区域中块类型控制字为0x33(C0C1C2C3/S4D5D6D7)的区域，可用字节为D5～D7(3字节)以及其后相邻数据块的4字节，其中D5为标识字节，后续6字节承载管理帧字节。
b3.控制块区域中块类型控制字为0x66(O0D1D2D3/S4D5D6D7)的区域，可用字节为D5～D7(3字节)以及其后相邻数据块的4字节，其中D5为标识字节，后续6字节承载管理帧字节。
步骤c，在控制块区域的所有块类型控制字中不包括预定块类型控制字的情况下，将指定块类型控制字修改为预定块类型控制字，并将指定块类型控制字对应的控制块区域确定为预定控制块区域。
在本发明的一些实施例中，步骤c可以包括：当用户侧无用户业务数据传输时(即不存在0x78/0x33/0x66)，物理编码子层中在发送端将控制块区域中块类型控制字为0x1e(后续7字节是C0C1C2C3C4C5C6C7，对应于IDLE)在发送端转换成0x78，设置其D1字节C比特位为0，并采用本发明上述实施例的方法进填充管理帧字节。
在本发明的一些实施例中，在接收端将控制块区域中块类型控制字为0x78及其D1字节C比特位为0的控制块中7字节(原C0C1C2C3C4C5C6C7位置的字节)，顺序提取出来，发送到管理层成帧子层并将对应字节恢复成对应默认值。
在本发明的一些实施例中，所述预定前导码所对应的编码字段可以包含标志字节。
例如：对于上述块类型域为0x33或0x66或0x78的标识字段中的第一个可用字节，将该字节中的8个比特用于承载必要的管理帧标记。
在本发明的一些实施例中，所述标志字节的至少一个比特位用于表示标识字节之后是否包含管理字节。
在本发明的一些实施例中，所述标志字节的至少一个比特位用于表示块类型控制字是否是由指定块类型控制字转换来的。
在本发明的一些实施例中，物理编码子层所用字段0x78、0x33、0x66中标识字节用于标识该字段承载管理帧字节的特征(字段头)，具体见表1。
表1
Figure BDA0001904083290000121
在本发明的一些实施例中，对于块类型域为0x33或0x66或0x78的标识字段中的第一个可用字节，将该字节中的8个比特用于承载必要的管理帧标记，其中第一和第二个比特用于表示这个前导码是否是一个管理帧；第三和第四比特标识这个管理信息是否承载在业务流中；剩余的第五到第八个比特进行预留，用于后续其他功能的扩充。
基于本发明上述实施例提供的无源光网络管理通道建立方法，在系统承载的业务数据信号进行64B/66B编码后，通过对前导码部分空闲字段的替换和重新定义，将WDM-PON系统的管理信息嵌入至上述空闲字段中进行传输，并在对端PON设备上解析还原，在不影响5G前传数据报文传输质量的前提下，实现了管理信息通道的建立和管理报文的传输，具有现网应用推广价值和标准化前景。
相比相关技术实现方案，本发明上述实施例通过替换重用部分前导码字段实现了帧间距的重新定义和管理报文的填充，对原有数据报文传输质量没有影响，不涉及到光发送机线路速率的增加，不涉及到MAC子层功能的修改，不需要重新研发MAC芯片。本发明上述实施例实现难度和成本低，具备现网规模部署的价值景。
图6为本发明无源光网络管理通道建立方法另一些实施例的示意图。优选的，本实施例可由本发明WDM-PON系统接收端执行。该方法包括以下步骤：
步骤61，接收端接收发送端发送的嵌入管理信息后的业务数据流，其中，发送端按照如图3实施例的方法在业务数据流进行信号编码后，在预定前导码所对应的编码字段嵌入管理信息。
步骤62，接收端解析还原所述管理信息，以实现管理通道的建立和管理信息的承载传输。
在本发明的一些实施例中，步骤62中，所述接收端解析还原所述管理信息的步骤可以包括：
步骤621，接收端在业务数据流中寻找预定前导码所对应的编码字段。
在本发明的一些实施例中，步骤621可以包括：接收端在业务数据流进行信号编码(例如64B/66B)后，寻找预定前导码所对应的编码字段。
在本发明的另一些实施例中，步骤621可以包括：接收端将预定块类型控制字的区域作为预定前导码所对应的编码字段。
在本发明的一些实施例中，步骤621可以包括：
步骤6211，接收端在业务数据流的控制段区域中，寻找预定块类型控制字的区域(例如：寻找0x33或0x66或0x78的标识字段)。
在本发明的一些实施例中，所述预定块类型控制字可以为0x78、0x33和0x66中的至少一项。
步骤6212接收端将预定块类型控制字的区域作为预定前导码所对应的编码字段。
步骤622，接收端从预定前导码所对应的编码字段中依次提取管理字节。
步骤623，接收端将管理字节按预定顺序拼接形成管理字节信息流。
步骤624，接收端将提取管理字节后的对应字节恢复为对应默认值。
在本发明的一些实施例中，在预定块类型控制字为0x33的情况下，所述管理字节为控制块区域的三个可用字节D5～D7、以及0x33的控制块区域后的连续四个字节；接收端将提取管理字节后的0x33控制块区域及0x33控制块区域后的连续四个字节恢复为对应默认值。
在本发明的一些实施例中，在预定块类型控制字为0x66的情况下，所述管理字节为控制块区域的三个可用字节D5～D7、以及0x66的控制块区域后的连续四个字节；接收端将提取管理字节后的0x66控制块区域及0x66控制块区域后的连续四个字节恢复为对应默认值。
在本发明的一些实施例中，在预定块类型控制字为0x78的情况下，所述无源光网络管理通道建立方法还可以包括：
步骤a，根据0x78的标志字节的预定比特位判断块类型控制字0x78是否是由指定块类型控制字0x1e转换来的。
步骤b，在块类型控制字0x78不是由指定块类型控制字0x1e转换来的情况下，所述可用字节为控制块区域的七个可用字节D1～D7；接收端将提取管理字节后的0x78控制块区域的七个可用字节D1～D7恢复为对应默认值。
步骤c，在块类型控制字0x78是由指定块类型控制字0x1e转换来的情况下，所述可用字节为控制块区域的七个可用字节D1～D7；接收端将预定块类型控制字0x78恢复为指定块类型控制字0x1e，并将提取管理字节后的0x78控制块区域恢复为0x1e控制块区域对应字节C0～C7的对应默认值。
针对相关技术WDM-PON管理信息通道和传输方案在数据报文的传输质量、硬件实现复杂度和成本等方面均存在问题，无法完全满足5G前传场景的承载需求的技术问题，基于本发明上述实施例提供的无源光网络管理通道建立方法，利用前导码空闲字节进行管理信息承载，不涉及物理层线路速率的改变，不影响数据报文传输质量，不涉及MAC层功能的修改，不需要重新设计MAC层芯片，解决了现有技术方案的主要技术问题，相比向技术方案具有较大优势。
图7为本发明无源光网络管理通道建立系统一些实施例的示意图。如图7所示，所述无源光网络管理通道建立系统可以包括发送端(WDM-PON发送端)和接收端(WDM-PON接收端)，其中：
WDM-PON发送端，用于对所承载的业务数据进行64B/66B编码后，选取控制字段中块类型域为0x33或0x66或0x78的标识字段，按照上述标识字段实际出现的顺序，将需要进行发送的管理信息依次嵌入到对应的可用字节中。
WDM-PON接收端，用于在对接收到的业务数据流进行64B/66B解码时，按照顺序依次读取控制字段中块类型域为0x33和0x66和0x78的标识字段中或下一个字段中的可用字节，并将获取到的字节依次拼装形成管理通道的信息字节流，然后将0x33和0x66和0x78的标识字段或下一个字段中的可用字节的值恢复为默认值，向下一个网元进行发送。
基于本发明上述实施例提供的无源光网络管理通道建立系统，在系统承载的业务数据信号进行64B/66B编码后，通过对前导码中块类型域为0x33或0x66或0x78的标识字段中的可用字节(对于0x33和0x66的块类型，其相邻的4个字节也同时为可用字节)进行替换和重新定义，将WDM-PON系统的管理信息嵌入至上述空闲字段中进行传输，并在对端PON设备上解析还原。同时，对于上述块类型域为0x33或0x66或0x78的标识字段中的第一个可用字节，将该字节中的8个比特用于承载必要的管理帧标记。由此本发明上述实施例在不影响5G前传数据报文传输质量的前提下，实现了管理信息通道的建立和管理报文的传输，因此具有现网应用推广价值和标准化前景。
相比相关技术实现方案，本发明上述实施例通过替换重用部分前导码字段实现了帧间距的重新定义和管理报文的填充，对原有数据报文传输质量没有影响，不涉及到光发送机线路速率的增加，不涉及到MAC子层功能的修改，不需要重新研发MAC芯片。本发明上述实施例实现难度和成本低，具备现网规模部署的价值景。
图8为本发明无源光网络管理通道一些实施例的示意图。如图8所示，所述无源光网络管理通道可以包括管理层成帧子层和物理编码子层，其中：
管理层成帧子层，用于在发送端接收管理客户端形成的管理信息并进行封装，然后将管理帧帧字节顺序传递到物理编码子层；在接收端接收物理编码子层提供的管理帧字节，解封装后将管理信息传递到管理客户端。
物理编码子层，用于在发送端接收管理层成帧子层传递的管理帧字节，在用户数据经过64B/66B编码后的码块流中，将前导码块对应字节顺序替换为管理帧字节；在接收端将管理帧字节从前导码块对应字节中顺序提取出来，发送到管理层成帧子层并将前导码块对应字节恢复成对应默认值。
在本发明的一些实施例中，所述无源光网络管理通道执行实现如上述任一实施例(例如图3-图6任一实施例)所述的无源光网络管理通道建立方法的操作。
基于本发明上述实施例提供的无源光网络管理通道，在系统承载的业务数据信号进行64B/66B编码后，通过对前导码中块类型域为0x33或0x66或0x78的标识字段中的可用字节(对于0x33和0x66的块类型，其相邻的4个字节也同时为可用字节)进行替换和重新定义，将WDM-PON系统的管理信息嵌入至上述空闲字段中进行传输，并在对端PON设备上解析还原。由此本发明上述实施例在不影响5G前传数据报文传输质量的前提下，实现了管理信息通道的建立和管理报文的传输，因此具有现网应用推广价值和标准化前景。
相比相关技术实现方案，本发明上述实施例通过替换重用部分前导码字段实现了帧间距的重新定义和管理报文的填充，对原有数据报文传输质量没有影响，不涉及到光发送机线路速率的增加，不涉及到MAC子层功能的修改，不需要重新研发MAC芯片。本发明上述实施例实现难度和成本低，具备现网规模部署的价值景。
图9为本发明发送端一些实施例的示意图。如图9所示，所述发送端(例如图4或图7实施例的发送端)可以包括管理字节嵌入模块91和信息发送模块92，其中：
管理字节嵌入模块91，用于在业务数据流中预定前导码所对应的编码字段嵌入管理信息。
信息发送模块92，用于将嵌入管理信息后的业务数据流传输到接收端，以便接收端解析还原所述管理信息，以实现管理通道的建立和管理信息的承载传输。
在本发明的一些实施例中，如图9所示，所述发送端还可以包括管理字节生成模块90，其中：
管理字节生成模块90，用于将管理帧形成待嵌入的管理字节信息流。
管理字节嵌入模块91，用于在业务数据流转换后64B/66B编码后的控制段区域中，寻找0x33或0x66或0x78的标识字段，并将管理字节信息流按照上述标识字段出现的顺序，依次填入其对应的可用字节
信息发送模块92，用于发送处理后的业务数据流。
在本发明的一些实施例中，所述发送端可以用于执行实现如上述任一实施例(例如图3-图5任一实施例)所述的无源光网络管理通道建立方法的操作。
图10为本发明发送端另一些实施例的示意图。如图10所示，所述发送端(例如图4或图7实施例的发送端)可以包括发送端存储器101和发送端处理器102，其中：
发送端存储器101，用于存储指令。
发送端处理器102，用于执行所述指令，使得所述装置执行实现如上述任一实施例(例如图3-图5任一实施例)所述的无源光网络管理通道建立方法的操作。
基于本发明上述实施例提供的WDM-PON系统发送端，在系统承载的业务数据信号进行64B/66B编码后，通过对前导码部分空闲字段的替换和重新定义，将WDM-PON系统的管理信息嵌入至上述空闲字段中进行传输，并在对端PON设备上解析还原，在不影响5G前传数据报文传输质量的前提下，实现了管理信息通道的建立和管理报文的传输，具有现网应用推广价值和标准化前景。
相比相关技术实现方案，本发明上述实施例通过替换重用部分前导码字段实现了帧间距的重新定义和管理报文的填充，对原有数据报文传输质量没有影响，不涉及到光发送机线路速率的增加，不涉及到MAC子层功能的修改，不需要重新研发MAC芯片。本发明上述实施例实现难度和成本低，具备现网规模部署的价值景。
图11为本发明接收端一些实施例的示意图。如图11所示，所述接收端(例如图7实施例的接收端)可以包括信息接收模块111和管理字节提取模块112，其中：
信息接收模块111，用于接收发送端发送的嵌入管理信息后的业务数据流，其中，发送端在业务数据流中预定前导码所对应的编码字段嵌入管理信息。
管理字节提取模块112，用于解析还原所述管理信息，以实现管理通道的建立和管理信息的承载传输。
在本发明的一些实施例中，如图11所示，所述接收端还可以包括管理信息流形成模块113，其中：
信息接收模块111，用于接受业务流数据。
管理字节提取模块112，用于在业务数据流转换后64B/66B编码后的控制段区域中，寻找0x33或0x66或0x78的标识字段，依次读取对应的可用字节数值并输出到管理信息流形成模块后，恢复读取可用字节中的默认值。
管理信息流形成模块113，用于将收到的字节按顺序拼装形成管理通道的字节信息流。
在本发明的一些实施例中，所述接收端用于执行实现如上述任一实施例(例如图6实施例)所述的无源光网络管理通道建立方法的操作。
图12为本发明接收端另一些实施例的示意图。如图12所示，所述接收端(例如图7实施例的接收端)可以包括接收端存储器121和接收端处理器122，其中：
接收端存储器121，用于存储指令。
接收端处理器122，用于执行所述指令，使得所述装置执行实现如上述任一实施例(例如图6实施例)所述的无源光网络管理通道建立方法的操作。
基于本发明上述实施例提供的接收端，利用前导码空闲字节进行管理信息承载，不涉及物理层线路速率的改变，不影响数据报文传输质量，不涉及MAC层功能的修改，不需要重新设计MAC层芯片，解决了现有技术方案的主要技术问题，相比向技术方案具有较大优势。
根据本发明的另一方面，提供一种计算机可读存储介质，其中，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述指令被处理器执行时实现如上述任一实施例(例如图3-图6任一实施例)所述的无源光网络管理通道建立方法。
基于本发明上述实施例提供的计算机可读存储介质，在系统承载的业务数据信号进行64B/66B编码后，通过对前导码部分空闲字段的替换和重新定义，将WDM-PON系统的管理信息嵌入至上述空闲字段中进行传输，并在对端PON设备上解析还原，在不影响5G前传数据报文传输质量的前提下，实现了管理信息通道的建立和管理报文的传输，具有现网应用推广价值和标准化前景。
相比相关技术实现方案，本发明上述实施例通过替换重用部分前导码字段实现了帧间距的重新定义和管理报文的填充，对原有数据报文传输质量没有影响，不涉及到光发送机线路速率的增加，不涉及到MAC子层功能的修改，不需要重新研发MAC芯片。本发明上述实施例实现难度和成本低，具备现网规模部署的价值景。
本发明上述实施例的无源光网络管理通道及其建立方法和系统、发送端和接收端、计算机可读存储介质可以适用于通信技术中的光接入网，尤其适用于5G前传承载场景的N*25G WDM-PON系统。
在上面所描述的发送端和接收端可以实现为用于执行本申请所描述功能的通用处理器、可编程逻辑控制器(PLC)、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件或者其任意适当组合。
至此，已经详细描述了本发明。为了避免遮蔽本发明的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (19)

1.一种无源光网络管理通道建立方法，其特征在于，包括：
发送端在业务数据流中预定前导码所对应的编码字段嵌入管理信息，其中，无源光网络管理通道包括管理层成帧子层和物理编码子层，所述预定前导码位于管理层成帧子层，所述编码字段位于物理编码子层；
发送端将嵌入管理信息后的业务数据流传输到接收端，以便接收端解析还原所述管理信息，以实现管理通道的建立和管理信息的承载传输；
其中，在预定前导码所对应的编码字段嵌入管理信息包括：
发送端将管理帧形成待嵌入的管理字节信息流；
发送端确定预定前导码所对应的编码字段；
发送端将管理字节信息流按照预定顺序嵌入预定前导码所对应的编码字段；
其中，所述发送端确定预定前导码所对应的编码字段包括：
将块类型控制字为预定块类型控制字的控制块区域确定为预定控制块区域；
根据所述预定控制块区域确定预定前导码所对应的编码字段。
2.根据权利要求1所述的无源光网络管理通道建立方法，其特征在于，所述发送端在业务数据流中预定前导码所对应的编码字段嵌入管理信息包括：
发送端在业务数据流进行信号编码后，在预定前导码所对应的编码字段嵌入管理信息；
或，
发送端在业务数据流进行信号编码的过程中，在预定前导码所对应的编码字段嵌入管理信息。
3.根据权利要求2所述的无源光网络管理通道建立方法，其特征在于，所述发送端确定预定前导码所对应的编码字段还包括：
判断所有块类型控制字中是否包括预定块类型控制字；
在所有块类型控制字中包括预定块类型控制字的情况下，执行将块类型控制字为预定块类型控制字的控制块区域确定为预定控制块区域的步骤；
在所有块类型控制字中不包括预定块类型控制字的情况下，将指定块类型控制字修改为预定块类型控制字，并将指定块类型控制字对应的控制块区域确定为预定控制块区域；之后执行根据所述预定控制块区域确定预定前导码所对应的编码字段的步骤。
4.根据权利要求3所述的无源光网络管理通道建立方法，其特征在于，
所述预定前导码所对应的编码字段包含标志字节；
所述标志字节的至少一个比特位用于表示标识字节之后是否包含管理字节；
所述标志字节的至少一个比特位用于表示块类型控制字是否是由指定块类型控制字转换来的。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的无源光网络管理通道建立方法，其特征在于，
所述预定顺序为预定块类型控制字的出现顺序。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的无源光网络管理通道建立方法，其特征在于，
信号编码为64B/66B编码。
7.根据权利要求1-4中任一项所述的无源光网络管理通道建立方法，其特征在于，
所述预定控制块区域的预定块类型控制字为0x78；所述预定前导码所对应的编码字段包括0x78的控制块区域的七个可用字节D1～D7，其中，D1为标识字节，后续6字节承载管理帧字节；
和/或，
所述预定控制块区域的预定块类型控制字为0x33或0x66；所述预定前导码所对应的编码字段包括0x33或0x66的控制块区域的三个可用字节D5～D7、以及0x33或0x66的控制块区域后的连续四个字节。
8.根据权利要求7所述的无源光网络管理通道建立方法，其特征在于，指定块类型控制字为0x1e；
将指定块类型控制字修改为预定块类型控制字，并将指定块类型控制字对应的控制块区域确定为预定控制块区域包括：
将指定块类型控制字0x1e修改为预定块类型控制字0x78，将0x1e的控制块区域确定为0x78的预定控制块区域。
9.一种无源光网络管理通道建立方法，其特征在于，包括：
接收端接收发送端发送的嵌入管理信息后的业务数据流，其中，发送端在业务数据流中预定前导码所对应的编码字段嵌入管理信息，无源光网络管理通道包括管理层成帧子层和物理编码子层，所述预定前导码位于管理层成帧子层，所述编码字段位于物理编码子层；
接收端解析还原所述管理信息，以实现管理通道的建立和管理信息的承载传输；
其中，所述接收端解析还原所述管理信息包括：
接收端在业务数据流中寻找预定前导码所对应的编码字段；
接收端从预定前导码所对应的编码字段中依次提取管理字节；
接收端将管理字节按预定顺序拼接形成管理字节信息流；
接收端将提取管理字节后的对应字节恢复为对应默认值；
其中，所述接收端在业务数据流中寻找预定前导码所对应的编码字段包括：
接收端在业务数据流的控制段区域中，寻找预定块类型控制字的区域；
接收端将预定块类型控制字的区域作为预定前导码所对应的编码字段。
10.根据权利要求9所述的无源光网络管理通道建立方法，其特征在于，所述预定块类型控制字为0x78、0x33和0x66中的至少一项，其中：
在预定块类型控制字为0x33的情况下，所述管理字节为控制块区域的三个可用字节D5～D7、以及0x33的控制块区域后的连续四个字节；接收端将提取管理字节后的0x33控制块区域的三个可用字节D5～D7及0x33控制块区域后的连续四个字节恢复为对应默认值；
和/或，
在预定块类型控制字为0x66的情况下，所述管理字节为控制块区域的三个可用字节D5～D7、以及0x66的控制块区域后的连续四个字节；接收端将提取管理字节后的0x66控制块区域的三个可用字节D5～D7及0x66控制块区域后的连续四个字节恢复为对应默认值。
11.根据权利要求10所述的无源光网络管理通道建立方法，其特征在于，还包括：
在预定块类型控制字为0x78的情况下，根据0x78的标志字节的预定比特位判断块类型控制字0x78是否是由指定块类型控制字0x1e转换来的；
在块类型控制字0x78不是由指定块类型控制字0x1e转换来的情况下，所述可用字节为控制块区域的七个可用字节D1～D7；接收端将提取管理字节后的0x78控制块区域的七个可用字节D1～D7恢复为对应默认值；
在块类型控制字0x78是由指定块类型控制字0x1e转换来的情况下，所述可用字节为控制块区域的七个可用字节D1～D7；接收端将预定块类型控制字0x78恢复为指定块类型控制字0x1e，并将提取管理字节后的0x78控制块区域恢复为0x1e控制块区域对应字节C0～C7的对应默认值。
12.根据权利要求9-11中任一项所述的无源光网络管理通道建立方法，其特征在于，所述接收端在业务数据流中寻找预定前导码所对应的编码字段包括：
接收端在业务数据流进行信号编码后，寻找预定前导码所对应的编码字段；
或，
接收端在业务数据流进行信号编码的过程中，寻找预定前导码所对应的编码字段。
13.一种发送端，其特征在于，包括：
管理字节嵌入模块，用于在业务数据流中预定前导码所对应的编码字段嵌入管理信息，其中，无源光网络管理通道包括管理层成帧子层和物理编码子层，所述预定前导码位于管理层成帧子层，所述编码字段位于物理编码子层；
信息发送模块，用于将嵌入管理信息后的业务数据流传输到接收端，以便接收端解析还原所述管理信息，以实现管理通道的建立和管理信息的承载传输；
其中，所述发送端用于执行实现如权利要求1-8中任一项所述的无源光网络管理通道建立方法的操作。
14.一种发送端，其特征在于，包括：
发送端存储器，用于存储指令；
发送端处理器，用于执行所述指令，使得装置执行实现如权利要求1-8中任一项所述的无源光网络管理通道建立方法的操作。
15.一种接收端，其特征在于，包括：
信息接收模块，用于接收发送端发送的嵌入管理信息后的业务数据流，其中，发送端在业务数据流中预定前导码所对应的编码字段嵌入管理信息，无源光网络管理通道包括管理层成帧子层和物理编码子层，所述预定前导码位于管理层成帧子层，所述编码字段位于物理编码子层；
管理字节提取模块，用于解析还原所述管理信息，以实现管理通道的建立和管理信息的承载传输；
其中，所述接收端用于执行实现如权利要求9-12中任一项所述的无源光网络管理通道建立方法的操作。
16.一种接收端，其特征在于，包括：
接收端存储器，用于存储指令；
接收端处理器，用于执行所述指令，使得装置执行实现如权利要求9-12中任一项所述的无源光网络管理通道建立方法的操作。
17.一种无源光网络管理通道建立系统，其特征在于，包括如权利要求13或14所述的发送端、以及如权利要求15或16所述的接收端。
18.一种无源光网络管理通道，其特征在于，包括管理层成帧子层和物理编码子层，其中，所述无源光网络管理通道执行实现如权利要求1-12中任一项所述的无源光网络管理通道建立方法的操作。
19.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述指令被处理器执行时实现如权利要求1-12中任一项所述的无源光网络管理通道建立方法。
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