專利名稱：一種同軸電纜上傳送epon幀的方法及系統(tǒng)、同軸端的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及EPON幀傳送技術(shù)，特別涉及一種在同軸電纜上傳送EPON幀的方法及系統(tǒng)、同軸端。
背景技術(shù)：
各種互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的興起和發(fā)展對網(wǎng)絡(luò)提出了越來越高的寬帶要求，在主干網(wǎng)已經(jīng)光纖化的背景下，被稱為“最后100米”的接入網(wǎng)日益成為制約整個網(wǎng)絡(luò)寬帶化的瓶頸，傳統(tǒng)的ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line,非對稱數(shù)字用戶環(huán)路)等接入技術(shù)已經(jīng)無法滿足日益增長的寬帶要求。FTTH(Fiber To The Home，光纖入戶)被認為是實現(xiàn)寬帶接入的終極技術(shù)，但存在價格高和施工困難等問題，不能快速普及，利用現(xiàn)有的大量鋪設(shè)的同軸電纜實現(xiàn)最后100米的寬帶接入是一個高性價比的選擇，但是存在一些問題。EPON(Ethernet Passive Optical Network,基于以太網(wǎng)方式的無源光網(wǎng)絡(luò))+EOC(Ethernet over Coaxial，同軸上傳輸以太網(wǎng))的方案中，EPON上傳送的是以太網(wǎng)數(shù)據(jù)巾貞，以下簡稱EPON幀。EOC在同軸上實現(xiàn)點到多點雙向通信，EOC發(fā)送端將以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀打包后調(diào)制成適合同軸傳輸?shù)幕鶐Щ蛏漕l信號，EOC接收端對接收到的基帶或射頻信號進行解調(diào)和拆包，還原成以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀。為了實現(xiàn)點到多點通信機制、對同軸帶寬資源的管理和QoS，EOC定義了一套與之適應(yīng)的MAC協(xié)議。從網(wǎng)絡(luò)分層模型來看，EOC是一個二層設(shè)備和技術(shù)。EP0N+E0C的主要缺點是沒有統(tǒng)一的QoS(Quality of Service,服務(wù)質(zhì)量)保證。EPON可以實現(xiàn)較完善的QoS保證；E0C技術(shù)本身的QoS也越來越完善，但兩者QoS是相互獨立和隔離的，它們合起來作為一個完整的接入網(wǎng)，端到端的總QoS性能存在缺陷，不利于運營商業(yè)務(wù)的開展。題為“Ethernet Passive Optical Network over Coaxial，，美國專利US20110058813中，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與EP0N+E0C類似，但在同軸上只做物理層轉(zhuǎn)換，將EPON的MAC協(xié)議從光纖延伸到同軸上，并直達CNU(Customer Network Unit,用戶網(wǎng)絡(luò)單位)。局端設(shè)備可以直接管理從OLT(Optical Line Terminal，光纜終端設(shè)備)到CNU上的帶寬資源，避免了兩段式QoS，是端到端QoS的解決方案。但是，由于在CMC (Coaxial Media Convertion,同軸媒介轉(zhuǎn)換期)只做物理層轉(zhuǎn)換，不管CNU實際所用帶寬是多少，都需要將來自O(shè)LT的全部數(shù)據(jù)流放到同軸上傳輸，需要占用非常寬的同軸頻譜。即，CMC設(shè)備和CNU設(shè)備需要處理頻譜非常寬的信號，技術(shù)實現(xiàn)難度、成本和功耗都會非常高。將來EPON從IG升級到IOG時，這些代價都會大大增加。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種傳輸EPON幀的同軸傳輸系統(tǒng)以及方法、混合通信系統(tǒng)，以及同軸端。第一方面，本發(fā)明提供所述系統(tǒng)一種傳輸EPON幀的同軸傳輸系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括同軸第一端和同軸第二端；其中，同軸第一端將EPON幀封裝到物理幀，同軸第二端將物理中貞解封裝為EPON巾貞；同軸第一端和同軸第二端之間采用延時控制機制。另一方面，本發(fā)明提供一種混合通信系統(tǒng)，包括光纜終端設(shè)備和用戶網(wǎng)絡(luò)單元，以及連接在光纜終端設(shè)備和用戶網(wǎng)絡(luò)單元之間的如前所述的同軸傳輸系統(tǒng)。又一方面，本發(fā)明提供一種傳輸EPON幀的同軸傳輸方法，所述方法包括 將EPON幀封裝到物理幀；通過同軸傳輸系統(tǒng)傳輸物理幀；將物理幀解封裝得到EPON幀；其中，EPON幀的傳輸過程中采用延時控制機制。再一方面，本發(fā)明提供一種傳輸EPON幀的同軸端，所述同軸端將EPON幀封裝到物理幀，以便由同軸對端將物理幀解封裝為EPON幀；同軸端和同軸對端之間采用延時控制機制。最后，本發(fā)明提供一種傳輸EPON幀的同軸端，所述同軸端接收來自同軸對端的封裝有EPON幀的物理幀，將物理幀解封裝為EPON幀；同軸端和同軸對端之間采用延時控制機制。本發(fā)明實現(xiàn)了 EPON幀在同軸電纜網(wǎng)絡(luò)上的傳送，既提供端到端Qos保證，又降低了實現(xiàn)難度。


圖I為本發(fā)明實施例的利用同軸電路傳送EPON幀的接入網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實施例的同軸電路傳送EPON幀的方法示意圖；圖3為本發(fā)明實施例的同軸電路中幀擴展方法的示意圖；圖4為本發(fā)明實施例的同軸電路中幀還原方法的示意圖；圖5為本發(fā)明實施例的同軸電路中EPON幀緩沖輸出方法的示意圖。
具體實施例方式圖I為本發(fā)明實施例的利用同軸電路傳送EPON幀的接入網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖。如圖I所示，EPON幀可以在同軸電路上進行雙向傳送，從而可以將EPON協(xié)議棧的作用范圍從光纖延伸到同軸電路上，并在CNU (Customer Network Unit,用戶網(wǎng)絡(luò)單元)上終止。OLT (opticalline terminal，光纜終端設(shè)備)和CNU直接使用EPON的MAC層數(shù)據(jù)幀和協(xié)議棧進行通信，同軸電纜對它們來說是完全透明的，從而可以用同軸入戶這種低成本的方式實現(xiàn)了光纖入戶的替代。圖I中(I) ^ FTTH (Fiber To The Home，光纖入戶)應(yīng)用，(II)為本發(fā)明實施例的點對點應(yīng)用，(III)為本發(fā)明實施例的點對多點應(yīng)用，這三種方式可以在同一個光纖接入網(wǎng)中混合組網(wǎng)。本發(fā)明實施例的核心手段是在ONU(Optical Network Unit,光網(wǎng)絡(luò)單元)中的光收發(fā)器和CNU之間插入同軸電纜通信系統(tǒng)，其中，靠近OLT側(cè)的同軸通信設(shè)備稱之為同軸頭端，靠近CNU側(cè)的同軸通信設(shè)備稱之為同軸終端，同軸頭端與光收發(fā)器之間采用標準的 GMII (Gigabit Medium Independent Interface,千兆媒體獨立接口 )接口，同軸終端與CNU之間也采用GMII接口。上述GMI I接口也可以采用其它的接口代替，在此不做限定。
圖2為本發(fā)明實施例的同軸電路傳送EPON幀的方法示意圖。圖2中的點對點/點對多點同軸通信201可采用各種現(xiàn)有通信技術(shù)來實現(xiàn)，例如FEC(Forward ErrorCorrection,前向糾錯)編碼和譯碼功能,單載波或多載波調(diào)制解調(diào)功能，F(xiàn)DD (FrequencyDivision Duplexing,頻分雙工)雙工方式，TDD (Time Division Duplexing,時分雙工)雙工方式，點對多點TDMA(Time Division Multiple Access，時分多址)多址方式，點對多點OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access,正交頻分多址)等。另外通信過程還包含對應(yīng)圖2中物理封幀的從EPON幀到通信物理幀的封裝和對應(yīng)圖2中物理拆幀的從通信物理幀到EPON幀的解封裝過程。對于上述插入的同軸通信系統(tǒng)來說，除非降低效率和靈活性，否則通信系統(tǒng)是不能很好地確保收發(fā)之間延時恒定，具體到圖2中就是參考點Rl. I到R2. I的傳輸延時是非恒定的，參考點R2. 2到Rl. 2的傳輸延時也是非恒定的。這種傳輸延時非恒定會導致圖2中整個EPON幀通信的失效。為解決上述延時恒定問題，本發(fā)明在圖2中的點對點/點對多點同軸通信201之外使用額外的延時控制機制以確保收發(fā)之間延時恒定，例如從參考點Kl. I到K2. I傳輸延時的恒定，實現(xiàn)從參考點Kl. 2到K2. 2傳輸延時的恒定，這種延時恒定能夠確保EPON的MAC層數(shù)據(jù)幀的測距功能有效，從而達到實現(xiàn)在同軸電纜上傳送EPON幀的有益效果。上述延時控制機制具體實現(xiàn)方式如圖2所示，在同軸頭端和同軸終端中都各自包含一個計時器。同軸頭端中的計時器202自由運行，同軸終端中的計時器203需要定期或不定期地與同軸頭端中的定時器進行同步，在非同步時刻該定時器也自由運行。即，計時器202與計時器203之間是需要定期或不定期的主從同步關(guān)系。上述同步的目的是使得同軸頭端和同軸終端的定時器之間的計時值之差保持恒定。一種同步的具體方式是這樣的同軸頭端的計時器202的計時器值通過通信系統(tǒng)發(fā)送到同軸終端的計時器203，同軸終端使用接收到的計時值替換當前的計時器203的計時器值。上述計時器值的發(fā)送使用圖2中參考點Rl. 3到R2. 3之間所示的傳輸延時固定的通信信道。為了實現(xiàn)傳輸延時固定，計時器同步所用的通信信道是可靠但低效率的，由于計時器同步的頻率非常低，數(shù)據(jù)量也很小，因此該信道所占用的開銷很小，對系統(tǒng)整體效率影響很小。如圖2，本發(fā)明實施例對來自光纜終端設(shè)備OLT的從GMII接口進入同軸頭端的EPON巾貞進行巾貞擴展處理,然后對擴展后的EPON巾貞進行LLID(Logical Link Identifier,邏輯鏈路標識)過濾。上述過濾條件為所述的擴展后的EPON幀是否為廣播幀或者其LLID字段與同軸頭端后面所連接的CNU的LLID是否匹配。只有滿足上述過濾條件的EPON幀才允許進行同軸傳輸，即只有廣播幀和LLID字段與該同軸頭端后面所連接的CNU的LLID匹配的擴展EPON幀才允許進行同軸傳輸，而非廣播幀或者LLID不匹配的擴展EPON幀會被丟棄。經(jīng)過同軸傳輸?shù)臄U展EPON幀在同軸終端經(jīng)過幀還原處理以及緩沖輸出處理之后從同軸終端的GMII接口流入用戶網(wǎng)絡(luò)單元CNU。
上述通過LLID過濾的方案，可以明顯降低來自O(shè)LT的EPON幀的速率，從而滿足同軸電纜上的通信速率要求，便于技術(shù)實現(xiàn)，并降低了對同軸頻譜資源的占用開銷。如圖2，本發(fā)明實施例對來自用戶網(wǎng)絡(luò)單元CNU的從GMII接口進入同軸終端的EPON幀進行幀擴展處理，然后將擴展后的EPON幀進行同軸傳輸，經(jīng)過同軸傳輸?shù)臄U展EPON幀在同軸頭端經(jīng)過幀還原處理以及緩沖輸出處理之后從同軸頭端的GMII接口流入光纜終端設(shè)備OLU。要說明的是，上述緩沖處理只是輸出之前的一個優(yōu)選手段，可以采用其它手段代替，在此不做限定。圖3為本發(fā)明實施例的同軸電路中幀擴展方法的示意圖。如圖3，EP0N以太網(wǎng)網(wǎng)幀的前導碼結(jié)構(gòu)包括 8 個字節(jié)，依次為 0x55,0x55, SPD, 0x55,0x55, LLID [15:8]，LLID [7:0],CRC8。其中SH)用于指示LLID和循環(huán)冗余校驗位CRC8的位置，CRC8是3到7字節(jié)之間數(shù)據(jù)的CRC，LLID[1 5:8]表示LLID的高8位，LLID[7:0]表示LLID的低8位。擴展時，在EPON以太網(wǎng)網(wǎng)幀的前導碼之前加上長度字段和ATS(Arrival TimeStamp，到達時間戳)字段。其中長度字段占用2個字節(jié)；ATS字段占用4個字節(jié)，用幀擴展所在同軸端的計時器的當前值填充。然后，對包括新增長度字段和ATS字段在內(nèi)的擴展后的EPON巾貞數(shù)據(jù)計算FCS (Frame Check Sequence,巾貞檢測序列)，將計算結(jié)果填充到FCS字段，得到最終的擴展后的EPON幀。所述的計算FCS的一種方法是IEEE802. 3協(xié)議中規(guī)定的方法。圖4為本發(fā)明實施例的同軸電路中幀還原方法的示意圖。在圖4中，接收端對經(jīng)過物理拆幀處理后獲得的擴展EPON幀進行FCS校驗，校驗不對的幀直接丟棄，校驗正確的幀進行幀還原處理。所述的接收端是同軸頭端或同軸終端。幀還原的過程是將擴展時新增的長度字段和ATS字段從擴展EPON幀上剝離下來，并按照以太網(wǎng)的規(guī)范要求，重新計算FCS值并填充到FCS字段，得到還原后的EPON幀。圖5為本發(fā)明實施例的同軸電路中EPON幀緩沖輸出方法的示意圖。這里所述的EPON巾貞指上述還原后的EPON巾貞。如圖5所示,巾貞還原時剝離下來的ATS和長度值進入FIFO (First Input First Output,先進先出)緩沖隊列，緩沖時,保持EPON幀與長度、ATS的對應(yīng)關(guān)系，例如長度4，ATS4均對應(yīng)還原后的EPON幀4。由長度和ATS來控制EPON幀到GMI I接口的發(fā)送開關(guān)的發(fā)送動作和發(fā)送持續(xù)時長，其中ATS決定發(fā)送的開始時刻，長度決定發(fā)送的持續(xù)時間。上述發(fā)送的開始時刻是這樣確定的(I)ATS值加上固定延時值作為發(fā)送時間指定值(2)當FIFO中緩沖的第一個EPON幀對應(yīng)的發(fā)送時間指定值等于計時器值時，則開始發(fā)送該EPON值。對于上述固定延時值的具體要求是在同軸終端中，該固定延時值大于等于圖2中參考點Rl. I到R2. I可能的最大延時；同軸頭端中，該固定延時值大于等于圖2中參考點R2. 2到Rl. 2可能的最大延時再加上參考點Rl. 3到R2. 3的固定傳輸延時。為了保證系統(tǒng)的高可靠性，可將固定延時值在滿足上述要求的前提下設(shè)置得稍大些。綜上所述，本發(fā)明中的實施例僅為本發(fā)明的較佳實施例，并非用于限于本發(fā)明的保護范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均因包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種傳輸EPON幀的同軸傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括同軸第一端和同軸第二端；其中，同軸第一端將EPON幀封裝到物理幀，同軸第二端將物理幀解封裝為EPON幀；同軸第一端和同軸第二端之間采用延時控制機制。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述同軸第一端和第二端中的至少一個包括幀擴展模塊，用于對EPON幀進行擴展。
3.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述同軸第一端和第二端中的至少一個包括邏輯鏈路標識過濾模塊，用于對EPON幀進行過濾。
4.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述同軸第一端和第二端中的至少一個包括幀還原模塊，用于將擴展的EPON幀還原成擴展前的EPON幀。
5.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述同軸第一端包括第一計時器，同軸第二端包括第二計時器，第一計時器將其計時器值傳遞給第二計時器，以便第二計時器根據(jù)該計時器值替換第二計時器的當前計時器值，由此實現(xiàn)延時控制機制。
6.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述同軸第一端對應(yīng)于多個同軸第二端。
7.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，同軸第一端和第二端采用千兆媒體獨立接□。
8.一種混合通信系統(tǒng)，包括光纜終端設(shè)備和用戶網(wǎng)絡(luò)單元，以及連接在光纜終端設(shè)備和用戶網(wǎng)絡(luò)單元之間的如權(quán)利要求1-7所述的系統(tǒng)。
9.一種傳輸EPON巾貞的同軸傳輸方法,其特征在于,所述方法包括 將EPON幀封裝到物理幀； 通過同軸傳輸系統(tǒng)傳輸物理幀； 將物理幀解封裝得到EPON幀； 其中，EPON幀的傳輸過程中采用延時控制機制。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法包括通過傳遞計時器值實現(xiàn)延時控制機制。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述將EPON幀封裝到物理幀的步驟包括對EPON幀進行擴展。
12.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述將EPON幀封裝到物理幀的步驟包括對EPON幀進行邏輯鏈路標識過濾。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述將物理幀解封裝得到EPON幀的步驟包括將擴展的EPON幀還原成擴展前的EPON幀。
14.一種傳輸EPON幀的同軸端，其特征在于，所述同軸端將EPON幀封裝到物理幀，以便由同軸對端將物理巾貞解封裝為EPON巾貞；同軸端和同軸對端之間采用延時控制機制。
15.如權(quán)利要求14所述的同軸端，其特征在于，所述同軸端包括幀擴展模塊，用于對EPON幀進行擴展。
16.如權(quán)利要求14所述的同軸端，其特征在于，所述同軸端和第二端中的至少一個包括邏輯鏈路標識過濾模塊，用于對EPON幀進行過濾。
17.如權(quán)利要求14所述的同軸端，其特征在于，所述同軸端包括第一計時器，同軸對端包括第二計時器，第一計時器將其計時器值傳遞給第二計時器，以便第二計時器根據(jù)該計時器值替換第二計時器的當前計時器值，由此實現(xiàn)延時控制機制。
18.如權(quán)利要求14所述的同軸端，其特征在于，同軸端采用千兆媒體獨立接口。
19.一種傳輸EPON幀的同軸端，其特征在于，所述同軸端接收來自同軸對端的封裝有EPON幀的物理幀，將物理幀解封裝為EPON幀；同軸端和同軸對端之間采用延時控制機制。
20.如權(quán)利要求19所述的同軸端，其特征在于，所述同軸端包括幀還原模塊，用于將同 軸對端擴展的EPON幀還原成擴展前的EPON幀。
21.如權(quán)利要求19所述的同軸端，其特征在于，所述同軸端包括第二計時器，同軸對端包括第一計時器，第一計時器將其計時器值傳遞給第二計時器，以便第二計時器根據(jù)該計時器值替換第二計時器的當前計時器值，由此實現(xiàn)延時控制機制。
22.如權(quán)利要求19所述的同軸端，其特征在于，同軸端采用千兆媒體獨立接口。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種傳輸EPON幀的同軸傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括同軸第一端和同軸第二端；其中，同軸第一端將EPON幀封裝到物理幀，同軸第二端將物理幀解封裝為EPON幀；同軸第一端和同軸第二端之間采用延時控制機制。本發(fā)明實施例實現(xiàn)了EPON幀在同軸電纜網(wǎng)絡(luò)上的傳送，既提供端到端Qo s保證，又降低了該技術(shù)實現(xiàn)的難度和成本。
文檔編號H04Q11/00GK102625197SQ201210057499
公開日2012年8月1日 申請日期2012年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月6日
發(fā)明者戴書勝 申請人:北京海爾集成電路設(shè)計有限公司