WO2009152758A1 - 无源光网络系统中发送上行突发数据的方法及装置 - Google Patents

无源光网络系统中发送上行突发数据的方法及装置 Download PDF

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WO2009152758A1
WO2009152758A1 PCT/CN2009/072290 CN2009072290W WO2009152758A1 WO 2009152758 A1 WO2009152758 A1 WO 2009152758A1 CN 2009072290 W CN2009072290 W CN 2009072290W WO 2009152758 A1 WO2009152758 A1 WO 2009152758A1
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burst
data
sequence
mirroring
unit
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PCT/CN2009/072290
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耿东玉
封东宁
李靖
梁伟光
埃芬博格·弗兰克
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华为技术有限公司
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L7/00—Arrangements for synchronising receiver with transmitter
    • H04L7/04—Speed or phase control by synchronisation signals
    • H04L7/041—Speed or phase control by synchronisation signals using special codes as synchronising signal

Definitions

  • the present invention relates to the field of passive optical network technologies, and in particular, to a method and apparatus for transmitting uplink burst data in a passive optical network system.
  • Passive Optical Network is the leader in optical access technology due to its advantages of easy maintenance, high bandwidth, and low cost. It is an ideal combination for accessing voice, data, video and other services through a single platform. Physical platform. PON technology is point-to-multipoint (P2MP) fiber access technology. The PON is composed of an Optical Line Terminal (OLT), an Opitcal Network Unit (ONU), and an Optical Distribution Network (ODN). Its advantages are derived from the passive optical splitter/combiner in the ODN. (Splitter/Coupler), so PON does not need to use components with amplification and relaying capabilities.
  • TDM time-division multiplexing
  • TDMA uplink time-division multiple access
  • the PON performs a burst-to-point burst mode (Burst) communication method.
  • the uplink transmission of the PON uses TDMA access to share its uplink channel.
  • the OLT allocates different time slots to each ONU.
  • the ONU only sends its own data information block in the time slot specified by the OLT.
  • the OLT Since the distance between different ONUs and OLTs is different in the PON system, the strength of the signals transmitted by the OLTs belonging to different ONUs will be different. Therefore, after the OLT receives the burst data frame of the ONU, it is necessary for the OLT receiving end to use the synchronization mode sequence (preamble) in the frame for automatic gain (AGC) and clock recovery (Clock Data Recovery, CDR). Then, the OLT uses the Burst Delimiter to match the received burst frame. When the sequence in the received frame matches the burst delimiter, the OLT can know the data in the burst frame. The starting position, thereby receiving data.
  • AGC automatic gain
  • CDR clock recovery
  • the burst frame structure of the uplink transmission of the existing PON system defines a sequence of 0, 1 interval, binary "1010" (the hexadecimal is "0x55") as an existing sequence of synchronization patterns.
  • the synchronous mode sequence is used by the OLT to perform automatic gain and clock recovery on the received burst frame. It has been found that the spectrum of the synchronous mode sequence signal is concentrated at high frequency components, which is disadvantageous for using a low complexity equalizer at the OLT receiving end. And the frequency of the hopping is fast, which makes the existing peak detector unable to detect the actual peak value of the received signal, which may cause degradation of the receiver sensitivity.
  • Embodiments of the present invention provide a method for providing uplink burst data in a PON system, wherein a spectrum component of a synchronous mode sequence is relatively flat throughout a spectrum interval, which enables a receiver of a high-speed PON system to use a relatively simple equalizer. .
  • Embodiments of the present invention provide a method for transmitting uplink burst data in a passive optical network system, including:
  • a synchronization mode sequence for transmitting uplink burst data wherein the synchronization pattern sequence length is an integer multiple of 66 bits, and is connected by a 66-bit gene block unit;
  • an embodiment of the present invention provides an apparatus for providing uplink burst data in a passive optical network system, where the apparatus includes:
  • the synchronization pattern sequence length being 66 An integer multiple of a bit, connected by a 66-bit gene block;
  • the present invention further provides a signal consisting of a bit stream, the signal being uplink burst data in a passive optical network system, wherein the signal is connected end-to-end with a gene block of 66 bits in length.
  • the resulting sync pattern sequence, the burst delimiter, the data subject to forward error correction protection, and the burst end delimiter, the length of the signal being an integer multiple of 66 bits.
  • the embodiment of the invention further provides a method for transmitting an uplink burst in a passive optical network, where the method is:
  • the synchronization pattern sequence length being an integer multiple of 32 bits, and being connected by a 32-bit gene block unit;
  • the burst frame header is used to detect a link error rate, an optical network unit identifier, and a real-time status report of the optical network unit;
  • a device for transmitting an uplink burst in a passive optical network includes: a synchronization mode sequence sending unit, configured to send a synchronization mode sequence, where the synchronization mode sequence length is an integer multiple of 32 bits, and is 32 The genetic blocks of bits are connected in units;
  • a burst delimiter sending unit configured to send a burst delimiter
  • a burst frame header sending unit configured to send a burst frame header, where the burst frame header is used to detect a link error rate, an optical network unit identifier, and a real-time status report of the optical network unit;
  • the transmission convergence layer data frame header sending unit is configured to send a transmission convergence layer data frame header; and the data payload sending unit is configured to send a data payload.
  • a signal consisting of a bit stream which is uplink burst data in a passive optical network system, and the signal includes:
  • the spectral components of the synchronous mode sequence are relatively flat throughout the spectrum interval, which enables a relatively simple equalizer to be used at the receiving end of the high speed PON system.
  • FIG. 1 is a schematic structural diagram of burst data transmitted in the uplink according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a block diagram of a synchronous mode sequence according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a diagram showing changes in content in a FIFO queue according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a spectrum diagram of a synchronization pattern sequence generated by the end of the gene 1;
  • FIG. The embodiment of the invention provides a block diagram of the uplink burst data in the passive optical network system.
  • FIG. 7 is a schematic diagram of the structure of the burst data transmitted in the uplink according to the second embodiment of the present invention
  • FIG. 8 is a schematic diagram of transmitting the uplink burst according to the second embodiment of the present invention
  • FIG. 9 is a frequency spectrum diagram of a sequence of genes 10
  • FIG. 10 is a block diagram of an apparatus for uplink burst data according to a second embodiment of the present invention.
  • the technical solution is described by taking a 10GEPON (10G Ethernet Passive Optical Network) system as an example.
  • the synchronous mode sequence and the burst delimiter are not protected by the FEC encoding, and the burst delimiter is followed by the FEC codeword, that is, the FEC protected Ethernet data.
  • the burst delimiter is used to identify the beginning of the FEC protected portion of the data in the burst.
  • the synchronization pattern sequence is used by the OLT to perform automatic gain and clock recovery on the received burst frame.
  • the synchronization pattern sequence designed by the embodiment of the present invention is composed of 66-bit gene blocks.
  • Figure 2 provides a set of gene blocks that can be used to generate a synchronized pattern sequence as described in the embodiments of the present invention, and the basic gene block is shown in Figure 2.
  • a new gene block designing a synchronous pattern sequence can be obtained by inverting or mirroring or cyclically shifting the basic gene block shown in FIG. 2.
  • the synchronization pattern sequence designed in the embodiment of the present invention is composed of these gene blocks in units of head and tail.
  • More gene blocks that can be used to generate the synchronized pattern sequences of the present invention can be derived from the basic gene block of Figure 2.
  • the basic gene block 1 is reversed to generate a gene block:
  • the basic gene block 1 is generated by image processing:
  • the image processing can be understood as reverse processing, for example, the result of the ABCD image processing is DCBA.
  • the basic gene block 1 cyclic shift generates a gene block: The above is a cyclic shift 1 bit processing, and any bit can be moved in practical applications.
  • more gene blocks can be obtained by inverting, mirroring or cyclically shifting the basic gene block provided in Figure 2. And the gene block can still be obtained by reversing the basic gene block or reversing the shift after mirroring.
  • the basic gene block is:
  • the basic gene blocks provided in Figure 2 and the gene blocks obtained by the basic gene block have the following special features.
  • the synchronization mode sequence designed in the embodiment of the present invention has an integer multiple of 66 bits, and the synchronization mode sequence is composed of a 66-bit gene block unit end-to-end;
  • the synchronous mode sequence designed by the embodiment of the present invention is a DC balanced sequence, and the runs of 0 and 1 are the same, and the maximum run length is 6.
  • the ONU is a switch that needs to control the transmitter laser.
  • the ONU's laser should be turned off to avoid affecting the transmission of the adjacent ONU.
  • the switch of the laser is controlled by a data detector. When the data detector detects that the data to be transmitted arrives, the ONU turns on the laser.
  • a variation of the contents of the first in first out (FIFO) queue in the embodiment of the present invention describes a method of providing uplink burst data.
  • the FIFOs before and after replacement can be used as follows:
  • IDLE is the value of the original FIFO queue tail. Disturbed IDLE
  • IDLE BD is replaced with sync burst delimiter
  • the FIFO sequence number 0 is the queue header and N-1 is the queue tail.
  • the values before and after replacement are in block (block), which is an integer multiple of 66 bits.
  • N is the length of the queue and is related to the synchronization time. The data in the queue is then sent out in turn according to the first in first out rule.
  • the FIFO adopts a first-in first-out rule, firstly a sequence of synchronization patterns of the uplink burst data, for example, using a synchronization pattern sequence, which is N-3 66-bit genes 1 of FIG. 2 provided by the embodiment of the present invention, that is, N-3.
  • a synchronization pattern sequence which is N-3 66-bit genes 1 of FIG. 2 provided by the embodiment of the present invention, that is, N-3.
  • the head and tail are connected to each other.
  • a burst delimiter for the upstream burst data is then provided.
  • the FEC protected data in the upstream burst data is then provided.
  • a burst end delimiter of the uplink burst data is provided.
  • each part of the uplink burst data provided by the ONU that is, the ONU will burst data.
  • the various parts mentioned here include: Synchronous mode sequence, burst delimiter, subject to FEC The protected data, and the burst end delimiter are four parts.
  • the foregoing method for providing uplink burst data in a passive optical network system that is, a method for transmitting uplink burst data in a passive optical network system includes:
  • Step 11 Send a synchronization pattern sequence of uplink burst data, where the sequence length of the synchronization pattern is an integer multiple of 66 bits, and is connected by a 66-bit gene block unit;
  • Step 12 Send a burst delimiter of the uplink burst data
  • Step 13 Send data that is protected by forward error correction in the uplink burst data.
  • Step 14 Send a burst end delimiter of the uplink burst data.
  • the data of the uplink burst is finally generated, which is a signal composed of a bit stream, and the signal is a synchronous mode sequence which is connected by a gene block of 66 bits in length.
  • the burst delimiter, the FEC protected data, and the burst end delimiter, the length of the signal is an integer multiple of 66 bits.
  • the synchronous mode sequence is a DC balanced sequence, and the runs of 0 and 1 in the binary code are the same, and the maximum run is 6.
  • the 66-bit gene block described in the application can be obtained from the basic gene block shown in Figure 2 or by inversion or mirroring or cyclic shift processing of the basic gene block, and the basic gene block is inverted or mirrored and recirculated. Gene blocks are still available. Burst data is sent to the OLT. The OLT receiver will use the transition between 0 and 1 of the burst synchronization pattern in the burst data to clock recovery and automatic gain of the received data.
  • the synchronous mode sequence designed by the embodiment of the present invention is a DC balanced sequence, and the run lengths of 0 and 1 are the same, and the maximum run length is 6, so that the peak detector at the receiving end can detect the peak level of the received signal close to 100%.
  • Figure 5 is a spectrogram of a synchronized pattern sequence generated by the end of the gene 1 connection. It can be seen from FIG. 5 that the spectrum of the synchronization pattern sequence of the uplink burst data in this embodiment is a solid line, and the entire frequency interval is relatively flat. The dashed line is the spectrogram of the prior art synchronous mode sequence, and the spectral components are concentrated at high frequencies. It can be seen from the figure that the implementation has received relatively good results.
  • the embodiment of the present invention further provides an apparatus for providing uplink burst data in a passive optical network system.
  • the apparatus 5 includes: a unit 501 for providing a synchronization pattern sequence of the uplink burst data, wherein the synchronization pattern sequence length is an integer multiple of 66 bits, and is formed by connecting 66-bit gene blocks as a unit end-to-end;
  • a unit 504 that provides a burst end delimiter for the upstream burst data.
  • the synchronization mode sequence provided by the unit of the synchronization mode sequence of the uplink burst data is a DC balance sequence, and the runs of 0 and 1 in the binary code are the same, and the maximum run is 6.
  • the 66-bit gene block described in the application may be obtained by the basic gene block shown in FIG. 2 or by inversion or mirroring or cyclic shift processing of the basic gene block, and the basic gene block is inverted or mirrored and then recirculated and shifted. Gene blocks are still available.
  • the second embodiment of the present invention describes a technical solution by taking a Gigabit-Capable Passive Optical Network (GPON) system as an example.
  • the uplink burst data sent by the ONU is composed of PLOu (Physical Layer Overhead upstream), GTC (GPON Transmission Convergence) overhead (data frame header) and GTC payload (data payload) fields.
  • PLOu Physical Layer Overhead upstream
  • GTC GPON Transmission Convergence
  • GTC payload data payload
  • the physical control header of the ONU uplink burst frame of the GPON system is composed of a synchronization mode sequence, a delimiter and a burst frame header, and the synchronization pattern sequence and delimiter are all formulated according to the parameters included in the Upstream_Overhead sent by the OLT. .
  • the sync pattern sequence is used by the OLT to perform automatic gain and clock recovery for the received burst frame.
  • This embodiment further provides a method for transmitting an uplink burst in a passive optical network. As shown in Figure 8:
  • S101 Send a synchronization mode sequence of uplink burst data, where the sequence length of the synchronization mode is an integer multiple of 32 bits, and is formed by connecting 32-bit gene blocks.
  • the sequence of synchronization patterns transmitted in practice consists of a 32-bit gene block that is extended.
  • Table 1 provides a set of gene blocks that can be used to generate the synchronized pattern sequences described in the Examples of the present invention, and the basic gene blocks are shown in Table 1.
  • a new gene block designing a synchronous pattern sequence can be obtained by inverting or mirroring or cyclically shifting the basic gene block shown in Table 1.
  • the synchronization pattern sequence designed in the embodiment of the present invention is composed of these gene blocks as a unit end to end.
  • the basic gene block 10 is inverted to generate a gene block:
  • the basic gene block 10 is generated by mirroring:
  • the mirroring process can be understood as a reverse processing, for example, the result of the ABCD mirroring process is DCBA.
  • the basic gene block 10 cyclically shifts to generate a gene block:
  • more gene blocks can be obtained by inverting, mirroring or cyclically shifting the basic gene block provided in Table 1. And the gene block can still be obtained by reversing the basic gene block or reversing the shift after mirroring.
  • the basic gene blocks provided in Table 1 and the gene blocks obtained by the basic gene block have the following characteristics:
  • the length of the synchronization pattern sequence designed in this embodiment is an integer multiple of 32 bits, and the synchronization pattern sequence is composed of a 32-bit gene block unit end-to-end;
  • the synchronous mode sequence designed by the embodiment of the present invention is a DC balanced sequence, and the runs of 0 and 1 are the same, and the maximum run length is 4.
  • the OLT selects the corresponding delimiter sequence from Table 1 according to the requirements of different systems.
  • the system can select a sequence of 32 bits defined as Ox BB52 1E26 (binary is 1011 1011 0101 0010 0001 1110 0010 0110).
  • the OLT sender defines this sequence in Upstream_Overhead, and then the OLT's pre-defined Upstream_Overhead is embedded in the downstream PLOAMd signaling.
  • the ONU transmits a sequence of synchronization patterns of its uplink bursts according to the sequence of synchronization patterns in Upstream_Overhead received in PLOAMd.
  • the synchronization mode sequence sent by the embodiment of the present invention is a DC balance sequence, and the runs of 0 and 1 are the same, and the maximum run length is 4.
  • the transmission of the uplink burst is completed, and the above-mentioned one bit stream is combined to form a signal.
  • the OLT receiving end After the OLT receiving end receives the uplink burst data sent by the ONU, the OLT receiving end will use the transition between 0 and 1 of the burst synchronization mode sequence in the burst data to perform clock recovery on the received data. Automatic gain.
  • Figure 9 is a spectrogram of the sequence of the gene 10 in Table 1 of the present Example. It can be seen from Fig. 9 that the spectrum of the synchronization pattern sequence of the uplink burst data in this embodiment is a solid line, and the entire spectrum interval is relatively flat. The dashed line is the spectrogram of the synchronous mode sequence in the prior art, and the spectral components are concentrated at high frequencies. It can be seen from the figure that this embodiment has received relatively good results. This embodiment allows the peak detector at the receiving end to detect a peak level of nearly 100% of the received signal.
  • the device 90 includes:
  • the synchronization mode sequence transmitting unit 901 is configured to send a synchronization mode sequence, the sequence length of which is an integer multiple of 32 bits, and is connected by a 32-bit gene block unit.
  • the synchronization pattern sequence transmitted by the synchronization pattern sequence transmission unit 901 is a DC balance sequence, and the runs of 0 and 1 are the same, and the maximum run length is 4.
  • the 32-bit gene block described in the application may be the basic gene block shown in Table 1 or obtained by inverting or mirroring or cyclically shifting the basic gene block. Obtained, and the gene block is still obtained by reversing the basic gene block or reversing the shift after mirroring.
  • the burst delimiter sending unit 902 is configured to send a burst delimiter.
  • a burst header transmission unit 903 is configured to send a burst header, and the burst header is used to detect a link error rate, a real-time status report identifying the ONU-ID, and the ONU.
  • the transmission convergence layer data frame header sending unit 904 is configured to send a transmission convergence layer data frame header.
  • the data payload sending unit 905 is configured to send a data payload.
  • the spectrum component of the synchronous mode sequence transmitted by the apparatus of the embodiment of the present invention is relatively flat throughout the spectrum interval, which enables the receiver of the high speed system to use a relatively simple equalizer.

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Description

无源光网络系统中发送上行突发数据的方法及装置 本申请要求于 2008 年 06 月 19 日提交中国专利局、 申请号为 200810068007.1、 发明名称为 "提供无源光网络系统中上行突发数据的方法" 的中国专利申请的优先权， 其全部内容通过引用结合在本申请中。 本申请要求 于 2008年 11月 21 日提交中国专利局、 申请号为 PCT/CN2008/073140、 发明 名称为 "提供无源光网络系统中上行突发数据的方法及装置" 的 PCT 申请的 优先权， 其全部内容通过引用结合在本申请中。 本申请要求于 2009年 03 月 02 日提交中国专利局、 申请号为 200910008103.1、 发明名称为 "提供无源光 网络系统中上行突发数据的方法及装置"的中国专利申请的优先权， 其全部内 容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本发明涉及无源光网络技术领域，尤其涉及一种无源光网络系统中发送上 行突发数据的方法及装置。
背景技术
无源光网络（Passive Optical Network, PON ) 由于其易维护、 高带宽、 低 成本等优点成为光接入技术的佼佼者， 是通过单一平台综合接入语音、 数据、 视频等多种业务的理想物理平台。 PON技术是点到多点 （P2MP ) 的光纤接入 技术。 PON由光线路终端（ Optical Line Terminal, OLT ) 、光网络单元（ Opitcal Network Unit, ONU )和光分配网络（ Optical Distribution Network, ODN )组 成， 其优点来源于 ODN 中的无源光分 /合路器 （Splitter/Coupler ), 因而 PON 不需要使用具有放大和中继功能的元器件。
由于 PON采用点对多点的拓朴结构， 所以必须采用点对多点多址接入协 议使得众多的 ONU能共享 OLT和主干光纤。 PON系统中约定， 数据从 OLT 到 ONU的方向为下行方向， 从 ONU到 OLT的方向为上行方向。 PON下行釆 用时分复用 （TDM ) 的广播方式和上行采用时分多址接入（TDMA ) 的接入 方式是目前应用广泛的 PON系统的上下行传输方式。
与传统的点对点连续通信方式不同， PON 上行为多点到一点的突发模式 ( Burst )的通信方式。 PON的上行传输采用 TDMA接入方式共享其上行信道。 OLT会分配不同的时隙给每个 ONU, ONU只在 OLT指定的时隙发送自己的 数据信息块。
由于在 PON系统中， 不同的 ONU和 OLT端的距离都是不一样的， 因此 OLT端接收到的属于不同 ONU所发送的信号的强度也会不同。 因此当 OLT 接收到 ONU的突发数据帧后， OLT接收端是有必要利用此帧中的同步模式序 列（前导码）进行自动增益（ Automatic Gain Control, AGC )及时钟恢复（ Clock Data Recovery, CDR ), 然后 OLT利用突发定界符 ( Burst Delimiter )和接收 的突发帧进行匹配， 当接收帧中的序列和突发定界符匹配上后， OLT即可知道 此突发帧中数据的起始位置， 从而进行数据的接收。
现有 PON系统上行传送的突发帧结构将 0、 1间隔， 二进制为" 1010..."的序列 (其十六进制为" 0x55... " )定义为现有的同步模式序列。同步模式序列被 OLT 用来对所接收的突发帧进行自动增益及时钟恢复。实践发现该同步模式序列信 号的频谱集中在高频分量处，这不利于在 OLT接收端使用低复杂度的均衡器。 并且跳变的频率快，这就使得现有的峰值检测器不能检测到所接收信号的实际 峰值， 有可能造成接收器灵敏度的退化。
发明内容
本发明实施例提供一种提供 PON系统中上行突发数据的方法， 其同步模 式序列的频谱分量在整个频谱区间都是较为平坦， 这使得高速 PON系统的接 收端可以使用较为筒单的均衡器。
本发明实施例提供一种无源光网络系统中发送上行突发数据的方法， 包 括：
发送上行突发数据的同步模式序列， 该所述同步模式序列长度为 66比特 的整数倍， 以 66比特的基因块为单位连接而成；
发送所述上行突发数据的突发定界符；
发送所述上行突发数据中受前向糾错保护的数据；
发送所述上行突发数据的突发结束定界符。
同时本发明实施例提供一种提供无源光网络系统中上行突发数据的装置， 所述装置包括：
提供上行突发数据的同步模式序列的单元， 所述同步模式序列长度为 66 比特的整数倍， 由 66比特的基因块为单位连接而成；
提供所述上行突发数据的突发定界符的单元；
提供所述上行突发数据中受前向纠错保护的数据的单元；
提供所述上行突发数据的突发结束定界符的单元。
进一步， 本发明还提供一种由比特流组成的信号， 所述信号为无源光网络 系统中上行突发数据， 其特征在于， 所述信号以长度为 66比特的基因块为单 位首尾连接而成的同步模式序列、 突发定界符、 受前向纠错保护的数据及突发 结束定界符组成， 所述信号的长度为 66比特的整数倍。
本发明实施例还提供一种无源光网络中发送上行突发的方法， 所述方法 为：
发送上行突发数据的同步模式序列， 所述同步模式序列长度为 32比特的 整数倍， 以 32比特的基因块为单位连接而成；
发送突发定界符；
发送突发帧头， 突发帧头用于检测链路误码率、 光网络单元标识和光网络 单元的实时状态报告；
发送传输会聚层数据帧头；
发送数据净荷。
同时再提供一种无源光网络中发送上行突发的装置， 所述装置包括： 同步模式序列发送单元， 用于发送同步模式序列， 所述同步模式序列长度 为 32比特的整数倍， 由 32比特的基因块为单位连接而成；
突发定界符发送单元， 用于发送突发定界符；
突发帧头发送单元， 用于发送突发帧头， 突发帧头用于检测链路误码率、 光网络单元标识和光网络单元的实时状态报告；
传输会聚层数据帧头发送单元， 用于发送传输会聚层数据帧头； 数据净荷发送单元， 用于发送数据净荷。
同时再提供一种由比特流组成的信号，所述信号为无源光网络系统中上行 突发数据， 所述信号包括：
长度为 32比特的整数倍并以 32比特的基因块为单位连接而成的同步模式 序列， 突发定界符，
用于检测链路误码率、光网络单元标识和光网络单元的实时状态报告的突 发帧头， 传输会聚层数据帧头， 及发送数据净荷。
应用本发明实施例所提供的上下突发数据， 其同步模式序列的频谱分量 在整个频谱区间都是较为平坦， 这使得高速 PON系统的接收端可以使用较为 简单的均衡器。
附图说明 图 1为本发明实施例上行传送的突发数据的结构； 图 2为本发明实施例同步模式序列的基因块； 图 3为本发明实施例 FIFO队列中内容的变化图； 图 4 为本发明实施例提供的一种在无源光网络系统中发送上行突发数据 的方法流程简图； 图 5为由基因 1首尾相接而生成的同步模式序列的频谱图； 图 6为本发明实施例提供无源光网络系统中上行突发数据的装置框图； 图 7为本发明实施例二中上行传送的突发数据的结构； 图 8为本发明实施例二中发送上行突发的方法流程图； 图 9为基因 10序列的频谱图； 图 10为本发明实施例二中上行突发数据的装置的框图。
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。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。
本发明实施例以 10GEPON ( 10G Ethernet Passive Optical Network, 10G 以太网无源光网络）系统为例对技术方案进行描述。如图 1所示的本发明实施 例上行传送的突发数据的结构。 ONU 发送的上行突发数据由同步模式序列 ( Sync Pattern ) 、 突发定界符（ Burst Delimiter, BD ) 、 受 FEC保护的以太网 数据和突发结束定界符 ( EOB ) 构成。 其中同步模式序列和突发定界符不受 FEC编码保护， 突发定界符其后为 FEC码字， 即受 FEC保护的以太网数据。 突发定界符用来标识突发中受 FEC保护的数据部分的开始。 同步模式序列被 OLT用来对所接收的突发帧进行自动增益及时钟恢复。
本发明实施例所设计的同步模式序列是由 66比特基因块经过扩展组成。 图 2提供了一组可用来生成本发明实施例所述的同步模式序列的基因块， 图 2 中所示的为基本基因块。由图 2所示的基本基因块通过取反或镜像或循环移位 处理可以获得新的设计同步模式序列的基因块。本发明实施例所设计的同步模 式序列由这些基因块为单位首尾相接组成。
由图 2 的基本基因块可衍生出更多可以用来生成本发明所述同步模式序 列的基因块。 例如， 基本基因块 1取反生成基因块：
0100000010111111011110011101011
基本基因块 1通过镜像处理而生成： 所述镜像处理可以理解为倒序处理， 例如 ABCD镜像处理的结果为 DCBA。 基本基因块 1循环移位生成基因块： 上述为循环移位 1位处理， 实际应用中可移任意位。
如此类推， 更多的基因块可由图 2所提供的基本基因块取反、镜像或循环 移位获得。 并且基本基因块取反或者镜像处理后再循环移位仍然可获得基因 块。
基本基因块为：
I
或
101
或
图 2 所提供的基本基因块及通过基本基因块获得的基因块均有以下的特 占 .
本发明实施例所设计的同步模式序列的长度为 66比特的整数倍， 并且同 步模式序列由 66比特基因块为单位首尾相接组成；
本发明实施例所设计的同步模式序列均为直流平衡序列，并且 0和 1的游 程相同， 最大游程为 6。
在目前 10G-EPON的系统中， ONU是需要控制发送端激光器的开关的。 当 ONU没有数据传输时， ONU的激光器应该关闭以避免影响相邻的 ONU的 传送。 激光器的开关是由数据检测器来控制， 当数据检测器检测到待发送数据 到达时， ONU打开激光器。
结合图 3 本发明实施例其先入先出 （FIFO ) 队列中内容的变化介绍提供 上行突发数据的方法。
替换前后的 FIFO可用如下表:
FIFO 替换前的值 替换后的值 描述
序号
N-1 扰码后 IDLE 扰码后 IDLE 该值为原 FIFO队列尾的加 扰后 IDLE
N-2 扰码后 IDLE 扰码后 IDLE 该值为原 FIFO队列尾的加 扰后 IDLE
N-3 扰码后 IDLE BD 替换为同步突发定界符
N-4 扰码后 IDLE Ox 4 BF 40 18 E5 C5 49 替换为同步模式序列 66比
BB 59 特基因块
t t t t , , t t t 同上
1 扰码后 IDLE Ox 4 BF 40 18 E5 C5 49 同上
BB 59
0 扰码后 IDLE Ox 4 BF 40 18 E5 C5 49 同上
BB 59
(表中替换后的值用十六进制形式表示）
FIFO序号 0为队列头， N-1为队列尾。替换前后的值均以 block (数据块 ) 为单位， 即 66比特的整数倍。
当待发送数据到达 ONU数据检测器时，队列尾的两个 FIFO块 [N-1]和 [N-2] 的内容（空闲符， IDLE )保持不变， FIFO块 [N-3]的内容被替换为同步突发定 界符， 而 FIFO块 [N-4]至 [0]的内容则被替换为本发明所设计的同步模式序列。 N为队列的长度， 与同步时间有关。 然后根据先进先出的规则依次将队列中的 数据发送出去。
FIFO采用先入先出的规则， 首先是该上行突发数据的同步模式序列， 例 如使用同步模式序列是由本发明实施例所提供的图 2中的 N-3 个 66比特的基 因 1即 N-3个
(其十六进制值为： Ox 4 BF 40 18 E5 C5 49 BB 59 ) 首尾相接而组成。 然后提 供该上行突发数据的突发定界符。 之后提供该上行突发数据中受 FEC保护的 数据。 最后提供该上行突发数据的突发结束定界符。 当 ONU的数据检测器的 FIFO里的内容只为 IDLE时， ONU发送端将会关闭激光器。 上行突发数据发 送完成。
显然上述说明中， ONU提供的上行突发数据的各部分， 也就是指 ONU将 行突发数据。 这里所说的各个部分包括： 同步模式序列， 突发定界符， 受 FEC 保护的数据， 和突发结束定界符四个部分。
结合图 4， 上述提供无源光网络系统中上行突发数据的方法， 也就是一种 在无源光网络系统中发送上行突发数据的方法包括：
步骤 11 : 发送上行突发数据的同步模式序列， 该所述同步模式序列长度 为 66比特的整数倍， 以 66比特的基因块为单位连接而成；
步骤 12: 发送所述上行突发数据的突发定界符；
步骤 13: 发送所述上行突发数据中受前向纠错保护的数据；
步骤 14: 发送所述上行突发数据的突发结束定界符.
所以， 本实施例最终产生了上行突发的数据， 其为一种由比特流组成的信 号， 所述信号是由长度为 66比特的基因块为单位首尾连接而成的同步模式序 歹 |J、 突发定界符、 受 FEC保护的数据及突发结束定界符组成， 该信号的长度 为 66比特的整数倍。 并且所述同步模式序列为直流平衡序列， 并且其二进制 码中 0和 1的游程相同， 最大游程为 6。应用中所述 66比特的基因块可为图 2 所示的基本基因块或者由基本基因块经过取反或者镜像或者循环移位处理获 得， 并且基本基因块取反或者镜像处理后再循环移位仍然可获得基因块。 突发数据给 OLT ) ， OLT接收端将利用突发数据里的突发同步模式序列的 0 和 1之间的跳变对所接收的数据进行时钟恢复和自动增益。
本发明实施例所设计的同步模式序列均为直流平衡序列， 0和 1的游程相 同， 最大游程为 6, 使接收端的峰值检测器可检测到所接收信号的接近 100 % 的峰值水平。
由于本发明实施例所设计的同步模式序列的频谱分布在整个频谱区间都 比较平坦， 这就使得在 OLT接收端可以使用复杂度较低的均衡器。 图 5为由 基因 1首尾相接而生成的同步模式序列的频谱图。从图 5中可以看出本实施例 中上行突发数据的同步模式序列的频谱为实线， 其整个频语区间都比较平坦。 虚线为现有技术中的同步模式序列的频谱图， 频谱分量都集中在高频。通过该 图可以看出本实施收到了较为良好的效果。
同时本发明实施例还提供了一种提供无源光网络系统中上行突发数据的 装置， 如图 6所示， 所述装置 5包括： 提供该上行突发数据的同步模式序列的单元 501 , 该同步模式序列长度为 66比特的整数倍， 由 66比特的基因块为单位首尾连接而成；
提供该上行突发数据的突发定界符的单元 502;
提供该上行突发数据中受前向纠错保护的数据的单元 503;
提供该上行突发数据的突发结束定界符的单元 504。
其中上行突发数据的同步模式序列的单元提供的所述同步模式序列为直 流平衡序列， 并且其二进制码中 0和 1的游程相同， 最大游程为 6。 应用中所 述 66比特的基因块可为图 2所示的基本基因块或者由基本基因块经过取反或 者镜像或者循环移位处理获得，并且基本基因块取反或者镜像处理后再循环移 位仍然可获得基因块。
本发明第二实施例以吉比特无源光网络 GPON ( Gigabit-Capable Passive Optical Network ) 系统为例对技术方案进行描述。 如图 7所示的本发明第二实 施例上行传送的突发数据的结构。 ONU 发送的上行突发数据由 PLOu ( Physical Layer Overhead upstream , 上行物理控制头） ， GTC (GPON Transmission Convergence, GPON传输会聚层） overhead (数据帧头） 和 GTC payload (数据静荷） 字段构成。 GPON系统的 ONU上行突发帧的物理控制 头由同步模式序列、 定界符和突发帧头组成， 同步模式序列、 定界符等都是按 照 OLT所发送的 Upstream— Overhead包含的参数进行制定。 同步模式序列被 OLT用来对所接收的突发帧进行自动增益及时钟恢复。
本实施例再给出一种无源光网络中发送上行突发的方法。 如图 8所示：
S101 , 发送上行突发数据的同步模式序列， 该同步模式序列长度为 32比 特的整数倍， 由 32比特的基因块为单位连接而成。
实际中所发送的同步模式序列由 32比特基因块经过扩展组成。 表 1提供 了一组可用来生成本发明实施例所述的同步模式序列的基因块，表 1中所示的 为基本基因块。由表 1所示的基本基因块通过取反或镜像或循环移位处理可以 获得新的设计同步模式序列的基因块。本发明实施例所设计的同步模式序列由 这些基因块为单位首尾相接组成。
表 1 同步模式序列的基因块（32比特）
I 32比特基本基因块 基因 10 10111011010100100001111000100110
基因 11 00010011010011110111010000101011
基因 12 11010011011100101011110100010000
基因 13 11110001001101011101101010010000
基因 14 10111011110010110010001101010000
基因 15 10101100010011010011110111010000
基因 16 10001011110101001110110010110000
基因 17 11110110101001000101001101110000
基因 18 10010101101110101100100011110000 基因 19 11101100101000100101011011110000 列的基因块。 例如， 基本基因块 10取反生成基因块：
01000100101011011110000111011001
基本基因块 10通过鏡像处理而生成：
01100100011110000100101011011101 ;
所述镜像处理可以理解为倒序处理， 例如 ABCD镜像处理的结果为 DCBA。 基本基因块 10循环移位生成基因块：
11101101010010000111100010011010。
上述为循环移位 2位处理， 实际应用中可移任意位。
如此类推， 更多的基因块可由表 1所提供的基本基因块取反、镜像或循环 移位获得。 并且基本基因块取反或者镜像处理后再循环移位仍然可获得基因 块。
表 1 所提供的基本基因块及通过基本基因块获得的基因块均有以下的特 点：
本实施例所设计的同步模式序列的长度为 32比特的整数倍， 并且同步模 式序列由 32比特基因块为单位首尾相接组成；
本发明实施例所设计的同步模式序列均为直流平衡序列，并且 0和 1的游 程相同， 最大游程为 4。
OLT按照不同系统的要求从表 1中选取相对应的定界符序列。如 GPON 系统可选择长度为 32比特的定义为 Ox BB52 1E26的序列 （二进制为 1011 1011 0101 0010 0001 1110 0010 0110 ) 。 OLT 发送端将此序列定义在 Upstream_Overhead中， 然后 OLT预先定义的 Upstream_Overhead嵌入到下行 的 PLOAMd信令的中。 ONU根据所接收到 PLOAMd中的 Upstream_Overhead 中的同步模式序列， 发送其上行突发的同步模式序列。本发明实施例所发送的 同步模式序列均为直流平衡序列， 0和 1的游程相同， 最大游程为 4。
5102, 发送突发定界符。
5103 , 发送突发帧头， 突发帧头用于检测链路误码率、 标识 ONU-ID 和 ONU的实时状态报告。
S104, 发送传输会聚层数据帧头。
S105 , 发送数据净荷。
完成上行突发的发送， 上述同时生成一比特流组成信号。
当 OLT接收端接收到由 ONU发送过来的上行突发数据后， OLT接收端 将利用突发数据里的突发同步模式序列的 0和 1之间的跳变对所接收的数据进 行时钟恢复和自动增益。
由于本发明实施例所设计的同步模式序列的频谱分布在整个频谱区间都 比较平坦， 这就使得在 OLT接收端可以使用复杂度较低的均衡器。 图 9为本 实施例由表 1中基因 10序列的频谱图。 从图 9中可以看出本实施例中上行突 发数据的同步模式序列的频谱为实线， 其整个频谱区间都比较平坦。虚线为现 有技术中的同步模式序列的频谱图， 频谱分量都集中在高频。 通过该图可以看 出本实施收到了较为良好的效果。本实施例可使得接收端的峰值检测器可检测 到所接收信号的接近 100 %的峰值水平。
同时本发明实施例还提供的完成实施例二的一种提供无源光网络系统中 上行突发数据的装置， 如图 10所示， 所述装置 90包括：
同步模式序列发送单元 901 , 用于发送同步模式序列， 该同步模式序列长 度为 32比特的整数倍， 由 32比特的基因块为单位连接而成。
同步模式序列发送单元 901所发送的同步模式序列为为直流平衡序列，并 且 0和 1的游程相同， 最大游程为 4。 应用中所述 32比特的基因块可为表 1 所示的基本基因块或者由基本基因块经过取反或者镜像或者循环移位处理获 得， 并且基本基因块取反或者镜像处理后再循环移位仍然可获得基因块。 突发定界符发送单元 902, 用于发送突发定界符。
突发帧头发送单元 903 , 用于发送突发帧头， 突发帧头用于用于检测链路 误码率、 标识 ONU-ID和 ONU的实时状态报告。
传输会聚层数据帧头发送单元 904, 用于发送传输会聚层数据帧头。 数据净荷发送单元 905 , 用于发送数据净荷。
采用本发明实施例的装置后其所发送的同步模式序列的频谱分量在整个 频谱区间都是较为平坦， 这使得高速 ΡΟΝ系统的接收端可以使用较为筒单的 均衡器。
以上所述仅为本发明的几个实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开 的可以对本发明进行各种改动或变型而不脱离本发明的精神和范围。

Claims

权 利 要 求
1、一种无源光网络系统中发送上行突发数据的方法， 其特征在于， 包括： 发送上行突发数据的同步模式序列， 该所述同步模式序列长度为 66比特 的整数倍， 以 66比特的基因块为单位连接而成；
发送所述上行突发数据的突发定界符；
发送所述上行突发数据中受前向纠错保护的数据；
发送所述上行突发数据的突发结束定界符。
2、 如权利要求 1所述的方法， 其特征在于， 所述同步模式序列为直流平 衡序列， 并且其二进制码中 0和 1的游程相同， 最大游程为 6。
3、 如权利要求 1所述的方法， 其特征在于， 所述 66比特的基因块用二进 制表示为： 或者由上述基因块取反或镜像或循环移位获得，或者由上述基因块取反或 镜像后再循环移位获得。
4、 如权利要求 1所述的方法， 其特征在于， 所述 66比特的基因块用二进 制表示为：
或
10]
或由以上任一基因块取反或镜像或循环移位获得，或者上述基因块取反或镜像 后再循环移位获得。
5、 一种提供无源光网络系统中上行突发数据的装置， 其特征在于， 所述 装置包括：
提供上行突发数据的同步模式序列的单元， 所述同步模式序列长度为 66 比特的整数倍， 由 66比特的基因块为单位连接而成；
提供所述上行突发数据的突发定界符的单元；
提供所述上行突发数据中受前向纠错保护的数据的单元；
提供所述上行突发数据的突发结束定界符的单元。
6、 如权利要求 5所述的装置， 其特征在于， 所述同步模式序列为直流平 衡序列， 并且其二进制码中 0和 1的游程相同， 最大游程为 6。
7、 如权利要求 5所述的装置， 其特征在于， 提供所述上行突发数据的同 步模式序列的单元所提供的所述 66比特的基因块用二进制表示为： 或者由上述基因块取反或镜像或循环移位获得，或者由上述基因块取反或镜像 后再循环移位获得。
8、 如权利要求 5所述的装置， 其特征在于， 提供所述上行突发数据的同 步模式序列的单元所提供的所述 66比特的基因块用二进制表示为： 或
10(
或
10(
或
Figure imgf000017_0001
或由以上任一基因块取反或镜像或循环移位获得，或者由上述基因块取反或镜 像后再循环移位获得。
9、 一种由比特流组成的信号， 所述信号为无源光网络系统中上行突发数 据， 其特征在于， 所述信号以长度为 66比特的基因块为单位首尾连接而成的 同步模式序列、 突发定界符、 受前向纠错保护的数据及突发结束定界符组成， 所述信号的长度为 66比特的整数倍。
10、如权利要求 9所述的信号， 其特征在于， 所述同步模式序列为直流平 衡序列， 并且其二进制码中 0和 1的游程相同， 最大游程为 6。
11、 如权利要求 9所述的信号， 其特征在于， 所述 66比特的基因块用二 进制表示为： 或者由上述基因块取反或镜像或循环移位获得，或者由上述基因块取反或 镜像后再循环移位获得。
12、 如权利要求 9所述的信号， 其特征在于， 所述 66比特的基因块用二 进制表示为：
或者由上述基因块取反或镜像或循环移位获得，或者由上述基因块取反或镜像 后再循环移位获得。
13、 一种无源光网络中发送上行突发数据的方法， 其特征在于， 所述方法 为：
发送上行突发数据的同步模式序列， 所述同步模式序列长度为 32比特的 整数倍， 以 32比特的基因块为单位连接而成；
发送突发定界符；
发送突发帧头， 突发帧头用于检测链路误码率、 光网络单元标识和光网络 单元的实时状态报告；
发送传输会聚层数据帧头；
发送数据净荷。
14、 如权利要求 13所述的方法， 其特征在于， 所述同步模式序列为直流 平衡序列， 0和 1的游程相同， 最大游程为 4。
15、 如权利要求 13所述的方法， 其特征在于， 所述 32比特的基因块用二 进制表示为：
10111011010100100001111000100110, 或
00010011010011110111010000101011， 或
11010011011100101011110100010000, 或
11110001001101011101101010010000, 或
10111011110010110010001101010000, 或
10101100010011010011110111010000, 或
10001011110101001110110010110000， 或 11110110101001000101001101110000, 或
10010101101110101100100011110000, 或
11101100101000100101011011110000, 或
由以上任一基因块取反或镜像或循环移位获得，或者由上述基因块取反或 镜像后再循环移位获得。
16、一种无源光网络中发送上行突发的装置，其特征在于，所述装置包括： 同步模式序列发送单元， 用于发送同步模式序列， 所述同步模式序列长度 为 32比特的整数倍， 由 32比特的基因块为单位连接而成；
突发定界符发送单元， 用于发送突发定界符；
突发帧头发送单元， 用于发送突发帧头， 突发帧头用于检测链路误码率、 光网络单元标识和光网络单元的实时状态报告；
传输会聚层数据帧头发送单元， 用于发送传输会聚层数据帧头； 数据净荷发送单元， 用于发送数据净荷。
17、 如权利要求 16所述的装置， 其特征在于， 所述同步模式序列发送单 元所发送的同步模式序列为为直流平衡序列， 并且 0和 1的游程相同， 最大游 程为 4。
18、 如权利要求 16所述的装置， 其特征在于， 所述同步模式序列发送单 元所发送的同步模式序列中的所述 32比特的基因块用二进制表示为：
10111011010100100001111000100110， 或
00010011010011110111010000101011 , 或
11010011011100101011110100010000, 或
11110001001101011101101010010000, 或
10111011110010110010001101010000, 或
10101100010011010011110111010000， 或
10001011110101001110110010110000, 或
11110110101001000101001101110000, 或
10010101101110101100100011110000, 或
11101100101000100101011011110000, 或
由以上任一基因块取反或镜像或循环移位获得，或者由上述基因块取反或 镜像后再循环移位获得。
19、一种由比特流组成的信号， 所述信号为无源光网络系统中上行突发数 据， 其特征在于， 所述信号包括：
长度为 32比特的整数倍并以 32比特的基因块为单位连接而成的同步模式 序列，
突发定界符，
用于检测链路误码率、光网络单元标识和光网络单元的实时状态报告的突 发帧头， 传输会聚层数据帧头， 及
发送数据净荷。
20、 如权利要求 19所述的信号， 其特征在于， 所述同步模式序列为直流 平衡序列， 0和 1的游程相同， 最大游程为 4。
21、 如权利要求 19所述的方法， 其特征在于， 所述 32比特的基因块用二 进制表示为：
10111011010100100001111000100110， 或
00010011010011110111010000101011 , 或
11010011011100101011110100010000, 或
11110001001101011101101010010000, 或
10111011110010110010001101010000， 或
10101100010011010011110111010000， 或
10001011110101001110110010110000, 或
11110110101001000101001101110000, 或
10010101101110101100100011110000, 或
11101100101000100101011011110000, 或
由以上任一基因块取反或镜像或循环移位获得，或者由上述基因块取反或 镜像后再循环移位获得。
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