在无源以太光网络系统中实现逻辑介质访问控制的方法

摘要

在IEEE802.3ah中的EFM标准的无源以太光网络中，MAC是通过采用基于IEEE 802.3标准的通用MAC来实现的。LLID信息被插入在帧中报头之外的预定位置，含有LLID信息的帧被传递给更高层，所以通用的MAC可以作为EPON中的MAC使用。EPON系统的物理层在报头中含有LLID信息，并且传递含有LLID信息的报头。RS通过在以太网帧报头的预定位置插入LLID信息，实现了对新以太网帧的配置。RS把新的以太网帧传递给EPON系统中的更高的数据链路层。数据链路层传递含有LLID信息的以太网帧。

说明书

技术领域

本发明涉及一种针对定义在IEEE(电子电气工程师协会)802.3ah EFM(以太网第一英里)标准上的无源以太光网络，采用基于IEEE 802.3标准的通用介质访问控制(MAC)实现MAC的方法。

背景技术

无源光网络(PON)系统通过1XN分布光网络(ODN)把一个光线路终端(OLT)连接到多个光网络单元(ONU)而形成树状拓扑图。

目前的IEEE 802.3ah EFM工作组详细规定了以太无源光网络(EPON-Ethernet Optical Network)系统所必须的各种功能。与介质访问控制(MAC)有关的三个功能包括多点控制协议(MPCP)功能；操作、管理、维护(OAM)功能和逻辑链路标识符(LLID)功能。其中LLID位于帧的报头中。

参考图1，根据目前已经标准化的并且确定的分层原则，各个层被归类为物理层102、数据链路层104和接口层106。物理层包括附加物理介质(PMA)层108、从属物理介质(PMD)层110和物理编码子层(PCS)112。数据链路层104包括MAC层114、MPCP层116、MAC控制层118和OAM层120、位于OAM层之上的MAC客户122。在这里，高端的客户122可以是路由器、交换机、ULSLE(高层共享LAN仿真)处理器等器件。位于物理层102和数据链路层104之间的接口层106包括GMII(吉比特介质独立接口)层和协调子层(RS)124。RS 124是802.3 MAC-PLS(物理层信令)接口层。

然而，在实际应用中，图中所示的多个MAC层114是作为单一的物理MAC层来实现的。通过逻辑MAC仿真，EPON的MAC功能由单一的物理MAC层114来实现。

MPCP和OAM的每个功能必须在MAC层114之上的某个层中实现。LLID标识/解标识功能必须通过RS 124来实现。

这里，其他的高层必须能够获得报头的LLID信息，使得就好象单个物理MAC层114对应于多个逻辑MAC层一样来执行仿真。例如，必须在每个LLID基础上对错误计数器进行管理，并且必须根据LLID来产生和处理分组。

换言之，当PON(无源光网络)层在实际应用时，使用了单个物理MAC层114、MPCP层116和OAM 120。与各层相关的内容根据LLID进行分离。相应地，当根据高层MAC客户122和LLID来实现接口功能时，可以适当地执行仿真功能。

图2显示了基于EFM标准的以太网帧的典型格式。这个帧包括8字节的报头字段21、6字节的目的地址(DA)字段22、6字节的源地址(SA)字段23、2字节的长度/类型(L/T)字段24、表示帧数据的数据/分组装拆字段25、位于帧尾的帧校验序列(FCS)字段26，其中当信息以帧为单位进行数据传输时，FCS字段用于错误校验。报头字段21包括三字节的SPD字段211、2字节的专有字段212、2字节的LLID字段213和1字节的循环冗余校验(CRC)字段214。

图3显示了一个PON标记以太网帧在层间传送的常规体系结构，其在递交给韩国工业专利局的申请NO.2002-35470“以太无源光网络系统(ETHERNET PASSIVE OPTICAL NETWORK SYSTEM)(三星电子公司)”中被公开。

详细地说，MAC层114对于来自物理层102的帧执行一个基本操作。并且每一帧中的DA字段302、SA字段304、L/T(长度/类型)字段306、虚拟链路标识字段308和数据字段310被传送到MAC控制层118，而MAC控制层118首先确认L/T字段。当对应的帧是用户帧时，MAC控制层118不执行操作，并且把DA字段302、SA字段304和数据字段310传送到更高层。

在这种情况下，虚拟链路标识字段308作为用户数据字段来传送。多路复用层316把DA字段302和SA字段304内的MAC地址、虚拟链路标识字段308中的模式312和PHY_ID314数据组合起来，并且根据组合的结果执行相应的反馈或者转发操作。在这种情况下，因为虚拟链路标识字段308在L/T字段306之后，所以多路复用层316把虚拟链路标识字段308当作普通用户数据。多路复用层把虚拟链路标识字段308传送给更高层。

此外，位于虚拟链路标识字段308中的PHY_ID值314随着每种模式而变化。在P2P(点对点)模式情况下，把目标地址分配给PHY_ID值314。另一方面，在SCB(单一复制广播)模式下，把帧传送给对应的OLT的ONU被分配给PHY_ID值314。在下行传送时，同样可以应用这种分配方法。

根据如图2所示的当前的EFM标准，LLID信息包含在以太网帧的报头21中，并且包含LLID信息213的报头被传送到较低层。当向较高层传送以太网帧的时候，删除报头。这样造成的问题是，较高层无法获得LLID信息，从而不能仿真单一的MAC层。

发明内容

在本发明的一个方面，提供一种用于在EPON系统中实现逻辑MAC的方法，并且提供一种用于记录实现该方法的程序的计算机可读记录介质。这种方法在帧中报头之外的某一预定位置插入LLID(逻辑链路标识符)，然后把含有LLID信息的帧传送到更高层。相应地，通用的MAC可以在EPON中的MAC中使用。

在本发明的另一个方面，该方法和记录介质被配置成与使用通用MAC的EFM(以太网第一英里)标准兼容。

在本发明的又一方面，该方法和记录介质通过向高层而非物理层传送LLID(逻辑链路标识符)信息，来激活逻辑MAC仿真。

通过一种在以太无源光网络系统中实现MAC控制的方法来达到上述所说的以及其他方面，所述方法包括如下步骤：

配置在物理层和数据链路层之间进行传送的以太网帧，该以太网帧包括：报头、表示目的地址的DA(目的地址)字段、表示源地址的SA字段、表示以太网帧长度和类型的L/T(长度/类型)字段、表示以太网帧数据的数据/分组装拆(DATA/PAD)字段、位于每帧帧尾的FCS(帧校验序列)字段以及表示逻辑链路标识符的LLID(逻辑链路ID)字段，其中，当信息分割为以帧为单位来进行数据传送时，所述的FCS帧用于错误校验。当重新配置的帧被传送给数据链路层时，数据链路层使用LLID字段来激活逻辑MAC仿真。

根据本发明的另一方面，提供了一种在无源以太光网络系统中实现MAC(介质访问控制)的方法，该方法包括如下步骤：(a)促使无源以太光网络系统的物理层在报头部分包含LLID(逻辑链路标识符)信息并且传送包含LLID信息的报头；(b)通过在报头之外帧的某一预定位置插入LLID(逻辑链路标识符)来促使RS(协调子层)配置带有报头的新以太网帧，并且促使RS把新以太网帧传送到无源光网络系统的更高层数据链路层；以及(c)促使数据链路层传送含有LLID信息的新的以太网帧。

根据本发明的又一个方面，提供了一种在无源以太光网络系统中实现MAC(介质访问控制)的方法，该方法包括如下步骤：(a)促使无源以太光网络系统的数据链路层传送含有LLID(逻辑链路标识符)信息的以太网帧；(b)促使RS(协调子层)提取包含在以太网帧中的LLID信息，通过将LLID包含在报头中来配置标准的以太网帧，并且促使RS把标准的以太网帧传送到无源光网络的较低的物理层；以及(c)促使物理层传送含有LLID信息的报头。

附图说明

通过下面结合附图的详细描述，将会更清楚地理解本发明的特性和其他优点和其他各方面。在图中，同样的或相似的单元在几个图中用同样的附图标记进行标注。

图1是根据定义在IEEE 802.3ah中EFM(以太网第一英里)标准上的分层标准来描述各层的图。

图2是一个基于IEEE802.3ah的EFM(以太网第一英里)标准的以太网帧的典型格式。

图3是一个在各层之间传送PON以太网帧的传统结构。

图4A和图4B解释了根据本发明的一个实施例把LLID(逻辑链路标识符)信息向更高层传送的逻辑MAC(介质访问控制)实施方法。

图5解释了依照本发明的另一个实施例把LLID信息传送到更高层的逻辑MAC实现方法。

图6是一个依照本发明描述了由RS(协调子层)执行的帧转换方法中的上行帧转换过程的流程图。

图7是一个依照本发明描述了由RS执行的帧转换方法中的下行帧转换过程的流程图。

具体实施方式

下面将参考附图详细描述本发明的优选实施例，为了清楚起见，将省略已知功能和配置的所不需要的详细描述。

图4A和图4B解释了根据本发明一个实施例的用于将LLID信息传送到更高层的逻辑MAC(介质访问控制)实现方法。在报头之外帧的某一预定位置包含了要传送的以太网帧中的LLID信息。

详细来说，这个依照本发明的以太网帧不同于图2所示的帧格式，这个帧包括8字节的报头字段41、6字节的DA(目的地址)字段42、6字节的SA(源地址)字段43、表示以太网类型或者“E类型”(例如模式字)的2字节E类型字段44、2字节的LLID(逻辑链路标识符)字段45、2字节的L/T(长度/类型)字段46、表示帧数据的数据/PAD(数据/分组装拆)字段47、位于帧尾的FCS(帧校验序列)字段48，其中，当信息以帧为单位进行数据传送时，所述的FCS字段被用于错误校验。

如图4B所示，E类型字段44可以从以太网帧中移去。也就是说，本发明的方法就是从报头字段41中提取LLID信息，并且在报头字段41之外的以太网帧的某一预定位置插入LLID信息，并且通过通用MAC把带有已插入LLID信息的以太网帧传送给作为高层的MPCP(多点控制协议)或者OAM(操作、管理和维护)层以及MAC客户。E类型不需要重新定义。

因为LLID字段45包含在帧内，当帧被传送给更高层时，LLID信息一起被传送。相应地，当依照新发明的格式来实现无源光网络系统的各层时，尽管仅使用了单一的物理MAC层、MPCP层和OAM层，依照LLID来分离与各层相关的内容，从而实现对多个物理MAC层的仿真。

在结合图5所描述的本发明的第二实施例中，分层与图1不同之处在于：数据链路层104包括多路复用层316，位于OAM层120之上，并且MAC层114、MPCP层116、MAC控制层和OAM层120都被配置以便仿真各自的层。为了克服与目前标准可能存在的不兼容，第二实施例提出了一个新的逻辑MAC实现方法。

依照本发明的第二实施例，图5解释了把LLID信息传送到更高层的一种逻辑MAC实现方法。那就是，依照图5所示本发明，根据逻辑MAC实现方法把LLID信息传送到更高层。

因为物理层中含有以太网帧报头的LLID信息，可能引起不兼容，所以以太网帧可以如图2所示进行配置，但是，考虑到MAC层(包含数据链路层)或者另一更高层在报头字段之外以太网帧的某一预定位置含有LLID信息，以太网帧可以依照图4A和图4B所示的已知标准进行配置。

为了消除这个差异，RS(协调子层)根据下面图6，图7流程图所示的方法进行以太网帧转换。

如图5所示，根据已标准化并且已经确定的分层原则，各个层被归类为物理层、数据链路层和接口层。物理层包括PMA(附加物理介质)层、PMD(从属物理介质层)和PCS(物理编码子层)。每个数据链路层包括MAC层、MPCP层、MAC控制层、OAM层和多路复用层。位于物理层和数据链路层之间的接口层包括作为802.3 MAC-PLS(物理信令层)接口层的RS(协调子层)和GMII(吉比特介质独立接口)层。

根据本发明的实施例，由PMA和PCS层组成的物理层和由RS和GMII层组成的接口层具有包含了图2所示报头的LLID信息的以太网帧。由MAC层、MPCP层、MAC控制层、OAM层和多路复用层组成的数据链路层在以太网帧的某一预定位置带有LLID信息，而非如图4A和图4B所示的报头。依照本发明的实施例，由于较低层而非MAC层的LLID信息在报头中，本发明同802.3ah中的EFM标准兼容。另一方面，因为RS和MAC客户的LLID信息在帧的预定位置，而非报头中，所以与EPON的MAC相关的仿真可以很容易地使用已有的802.3MAC标准来实现。RS转换以太网帧。

图6描述了根据本发明由RS执行的帧转换方法中的上行帧转换过程的流程图。在重新配置过程中，在步骤601，RS接收来自包括在物理层中的PCS层的以太网分组，并且重新配置LLID信息。

然后，在步骤602，RS根据来自报头的CRC字段(循环冗余校验)来确定以太网帧的分组中是否有错误。如果在上述步骤602中确定存在错误，则RS丢弃接收到的以太网分组，并且在步骤603中报告CRC操作中检测到的错误。在另一方面，如果确定在报头中不存在错误，在步骤604，RS从分组的以太网帧中的FCS字段来确定在包含在以太网帧中FCS字段和DA等字段是否存在错误。如果在以太网帧中存在错误，在步骤605，RS向更高层报告FCS错误。另一方面，如果在以太网帧中不存在错误，在步骤606中，如图4A和图4B所示RS配置在报头之外帧的某一预定位置带有LLID信息的新以太网帧。在步骤607中，RS依照MAC层114的配置处理FCS。

也就是说，如果与通用MAC相关的FCS无效，在步骤608，RS向更高层(例如MAC层)传送以太网分组而不用更新FCS。否则，如果与通用MAC相关的FCS有效，RS新生成FCS并且把新生成的FCS插入到以太网分组中。然后，在步骤608中，RS把以太网分组传送给更高层(例如MAC层)。

图7描述了一个依照本发明在由RS执行帧转换方法中的下行帧转换过程的流程图。当从MAC层向物理层进行下行传送时，RS重新配置LLID信息。在这种情况下，在步骤701中，RS从通用MAC层接收以太网分组。在步骤702中，RS从已收到的分组的以太网帧中提取LLID信息，并且在步骤703中把提取的LLID信息插入到报头中。然后在步骤704，RS生成报头CRC信息和以太网帧的FCS信息，并且更新报头的CRC信息和以太网帧的FCS信息。在步骤705，RS向物理层中的PCS层传送更新的以太网分组。

根据本发明，LLID(逻辑链路标识符)信息可以包含在报头之外帧的某一预定位置，并且包含有LLID信息的帧可以被传送给更高层，使得通用的MAC可以用作EPON系统的MAC。

进一步来说，本发明与使用通用MAC的EFM(以太网第一英里)标准兼容。

更进一步而言，本发明通过把LLID信息向更高层而非物理层进行传送来激活逻辑MAC仿真。

上述所描述的本发明的方法可以通过计算机可读程序的形式来实现，程序可以存储在可读介质中。这些介质可以是CD-ROM、软盘、硬盘、光磁介质等。

尽管出于说明的目的已经公开了本发明的优选实施例，但是本领域的普通技术人员可以对其进行各种修改、增加和删除，而不会脱离本发明的范围。因此，本发明并不局限于上述的实施例，而是由取决于其等同物的整个范围的权利要求来限定。