CN105357597A - 一种无源光纤网络、数据传输的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无源光纤网络、数据传输的方法及装置，涉及光通信网络技术领域。为了解决现有技术中存在的采用单模ONU设备时，PON网络不方便；采用双模ONU设备时，成本较高的问题。其中，该无源光纤网络，包括：光线路终端、光交换机、光分配网络和光网络单元，其中，所述光线路终端包括至少一个EPON和至少一个GPON接口；每个EPON接口和GPON接口均与所述光交换机连接；所述光交换机与至少一个光分配网络连接；每个所述光分配网络与至少一个所述光网络单元连接。本发明应用在PON网络的组网过程中。

Description

一种无源光纤网络、数据传输的方法及装置

技术领域

本发明涉及光通信网络技术领域，尤其涉及一种无源光纤网络、数据传输的方法及装置。

背景技术

无源光纤网络(PassiveOpticalNetwork，PON)为现有宽带接入网的一种新兴形式。PON主要由中心局的光线路终端(OpticalLineTerminal，OLT)、包含无源光器件的光分配网(OpticalDistributionNetwork，ODN)、位于用户端的光网络单元(OpticalNetworkUnit，ONU)组成。其中，OLT包括一个或多个EPON或GPON接口。常见的PON网络，如图1所示，为一种点到多点的树型拓扑结构，也即OLT101的每个EPON或GPON接口连接一个ODN102，ODN102连接多个ONU103。

利用现有的PON网络进行数据传输时，来自OLT中EPON接口的数据仅能与同样具有EPON接口的ONU设备进行通信；来自OLT中GPON接口的数据仅能与同样具有GPON接口的ONU设备进行通信。因而，用户端的ONU类型和OLT的接口类型必须对应起来，在现有PON网络的一种实现形式中，采用单模ONU的形式，位于ONU的芯片仅支持EPON接口或GPON接口，这样与同一个ODN相连的所有ONU的类型必须相同，且该接口类型还要和与该ODN相连的OLT的接口的类型一致；这样，当更换ONU设备时，需要同样更换OLT设备的接口类型；因此采用这种方式，组网较不方便；为了便于组网，在现有的PON网络的另外一种实现形式中，采用双模ONU的形式，ONU设备中的同一芯片既支持EPON接口也支持GPON接口，这样就无需限定OLT设备的接口类型，但是现有的双模ONU设备的制造成本较高，如果将现网中的单模ONU设备均替换为双模ONU设备，则成本较高。

发明内容

本发明提供一种无源光纤网络、数据传输的方法及装置，能够便于PON网络的组网的同时节约成本。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种无源光纤网络，包括：光线路终端、光交换机、光分配网络和光网络单元，其中，所述光线路终端包括至少一个EPON接口和至少一个GPON接口；每个所述EPON接口和所述GPON接口均与所述光交换机连接；所述光交换机与至少一个光分配网络连接；每个所述光分配网络与至少一个所述光网络单元连接；

所述光交换机用于按照数据包的时隙顺序向所述EPON接口和/或所述GPON接口转发来自所述光分配网络的数据包；还用于按照数据包的时隙顺序向所有所述光分配网络转发来自所述EPON接口和GPON接口的数据包。

第二方面，本发明还提供了一种数据传输的方法，应用于第一方面所述的无源光纤网络，包括：

所述光交换机接收所有所述光分配网络发送的至少一个数据包；

获取每个所述数据包中的时隙标志；

根据所述数据包的时隙标志，得到所述数据包的时隙顺序；

按照时隙顺序向所述光线路终端上的所述EPON接口和/或GPON接口分别发送数据包；

和/或

所述光交换机接收所述光线路终端上每个所述EPON接口和GPON接口发送的至少一个数据包；

获取每个所述数据包中的时隙标志；

根据所述数据包的时隙标志，得到所述数据包的时隙顺序；

按照时隙顺序向所有光分配网分别发送数据包。

第三方面，本发明还提供了一种数据传输的装置，应用于第一方面所述的无源光纤网络，包括：

接收单元，用于接收所有所述光分配网络发送的至少一个数据包；

获取单元，用于获取每个所述数据包中的时隙标志；

处理单元，用于根据所述数据包的时隙标志，得到数据包的时隙顺序；

发送单元，用于按照时隙顺序向所述光线路终端上的EPON接口和/或GPON接口分别发送数据包；；

和/或

所述接收单元，还用于在下行方向，接收所述光线路终端上每个所述EPON接口和GPON接口发送的至少一个数据包；

所述获取单元，还用于获取每个所述数据包中的时隙标志；

所述处理单元，还用于根据所述数据包的时隙标志，得到数据包的时隙顺序；

所述发送单元，还用于按照时隙顺序向所有光分配网分别发送数据包。

本发明实施例提供的无源光纤网络，在现有的PON网络架构和网络设备的基础上，增加了光交换机，该光交换机既能够和OLT设备的所有类型的接口连接，也能够和所有ODN连接。这样，来自OLT设备的所有数据，无论是通过EPON接口还是GPON接口的数据均能通过该光交换机向所有ODN发送，并通过ODN广播至所有ONU设备。与现有技术中采用单模ONU设备时，与同一ODN的相连的所有ONU和与该ODN相连的OLT设备的接口均需要保持一致相比，本发明中只要OLT中同时存在EPON接口和GPON接口，则无需限定用户侧所连接的ONU的类型，当更换用户侧的ONU设备的类型时，无需更换OLT中的接口类型；因而能够便于PON网络的组网以及设备的更换。与现有技术中采用双模ONU设备时，成本较高相比，本发明仅需要增加光交换机，而无需对现网中的单模ONU进行更换，因而实现成本较低。综上所述，本发明提供的无源光纤网络能够便于组网的同时降低实现成本。

相应的，本发明还提供了应用于该无源光纤网络的数据传输的方法及装置，光交换机按照数据包的时隙顺序进行数据包的转发，能够成功实现数据包的发送。

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为现有技术中的PON网络的架构示意图；

图2为本发明实施例提供的PON网络的架构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种数据传输的方法的流程示意图；

图4为本发明实施例提供的另一种数据传输方法的流程示意图；

图5为本发明实施例提供的又一种数据传输方法的流程示意图；

图6为本发明实施例提供的一种数据传输装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实施例中的附图，对本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。

本发明实施例提供了一种无源光纤网络，如图2所示，包括：光线路终端201、光交换机202、光分配网络203和光网络单元204，其中，所述光线路终端201包括至少一个EPON接口和至少一个GPON接口；每个所述EPON接口和所述GPON接口均与所述光交换机202连接；所述光交换机202与至少一个光分配网络203连接；每个所述光分配网络203与至少一个所述光网络单元204连接。所述光交换机用于按照数据包的时隙顺序向所述EPON接口和/或所述GPON接口转发来自所述光分配网络的数据包；还用于按照数据包的时隙顺序向所有所述光分配网络转发来自所述EPON接口和GPON接口的数据包。

其中，OLT为一种机架式设备，可以插入多个EPON或GPON电路板，每个EPON或GPON电路板上可以有4个或8个EPON或GPON接口。

光交换机是一款高性能的管理型交换机，是一种高速的网络传输中继设备，它较普通交换机而言采用了光纤电缆作为传输介质，可以进行光信号的数据交换，能够保证网络的可靠性和提供灵活的信号路由平台。本发明实施例中的光交换机可以为全光端口配置或光电端口混合配置，接入光纤媒质可选单模光纤或多模光纤。该光交换机可同时支持网络远程管理和本地管理以实现对端口工作状态的监控和交换机的设置。

在本发明实施例的一种实现方式中，所述光交换机为全光端口交换机，光线路终端的每个所述EPON和GPON接口通过光纤与所述光交换机连接；所述光分配网络通过光纤与所述光交换机连接。

本发明实施例提供的无源光纤网络，在现有的PON网络架构和网络设备的基础上，增加了光交换机，该光交换机既能够和OLT设备的所有类型的接口连接，也能够和所有ODN连接。这样，来自OLT设备的所有数据，无论是通过EPON接口还是GPON接口的数据均能通过该光交换机向所有ODN发送，并通过ODN广播至所有ONU设备。与现有技术中采用单模ONU设备时，与同一ODN的相连的所有ONU和与该ODN相连的OLT设备的接口均需要保持一致相比，本发明中只要OLT中同时存在EPON接口和GPON接口，则无需限定用户侧所连接的ONU的类型，当更换用户侧的ONU设备的类型时，无需更换OLT中的接口类型；因而能够便于PON网络的组网以及设备的更换。与现有技术中采用双模ONU设备时，成本较高相比，本发明仅需要增加光交换机，而无需对现网中的单模ONU进行更换，因而实现成本较低。综上所述，本发明提供的无源光纤网络能够便于组网的同时降低实现成本。

本发明实施例提供的上述无源光纤网络，由于增加了光交换机，且光交换机可能接收到位于用户端的所有ONU通过ODN发送的数据包或者OLT通过所有EPON接口或GPON接口发送的数据，为了避免冲突，光交换机需要按照一定的时隙顺序进行转发。

因此，本发明实施例还提供了一种数据传输的方法，包括上行方向和下行方向的数据传输，上行方向的数据传输，如图3所示，包括：

301：所述光交换机接收所有所述光分配网络发送的至少一个数据包。

其中，所指的ODN发送的数据包为来自与该ODN相连接的用户端的ONU设备。

302：获取每个所述数据包中的时隙标志。

303：根据所述数据包的时隙标志，得到所述数据包的时隙顺序。

一般而言，各个数据包的时隙标志不同，因而可根据时隙标志对数据包进行排序，得到数据包的时隙顺序。

304：按照时隙顺序向所述光线路终端上的EPON接口和/或GPON接口分别发送数据包。

各个接口接收到数据包后，根据数据包的媒质访问控制(MACMediumAccessControl，MAC)或序列号(SerialNumber，SN)或逻辑ONU标识(LogicalONUIdentifier，LOID)及逻辑链路标识(LogicalLinkIdentifier，LLID)确认该数据包是否为发送给自己的数据包，如果是则进行处理，否则丢弃。

下行方向的数据传输，如图4所示，包括：

401：所述光交换机接收所述光线路终端上每个所述EPON接口和GPON接口发送的至少一个数据包。

402：获取每个所述数据包中的时隙标志。

403：根据所述数据包的时隙标志，得到所述数据包的时隙顺序。

404：按照时隙顺序向所有光分配网分别发送数据包。

光分配网再将各个数据包转发至其所连接的光网络单元，以便于光网络单元根据数据包的MAC或SN或LOID及LLID进行识别并处理。

因此，无论是上行方向还是下行方向，光交换机都要根据数据包的时隙顺序转发数据包。

本发明实施例提供的上述数据传输的方法，能够在本发明实施例提供的PON网络的基础上，实现数据包的成功传输。

此外，由用户端EPONONU发送的数据包的二层帧结构(下文简称EPONMAC)采用以太网封装方式，而由用户端GPONONU发送的数据包的二层帧结构(下文简称GPONMAC)采用GEM/ATM封装方式。EPONMAC帧结构虽基于IEEE802.3以太网基本帧结构，但是对PreambleSFD做了封装修改，具体修改如下表表一所示：

表一

由上表表一可见，修改后的EPONMAC帧在SLD字节值修改为0xd5。针对此特性，在光交换机上增加EPON/GPON识别处理单元，主要用于处理上行方向的数据流，上行方向经过获取时隙标志的处理后由该EPON/GPON识别处理单元比对各数据包的SLD位，若其值为0xd5，则将数据包转发至OLT设备上的EPON接口，否则将数据包转发至OLT设备上的GPON接口。

因此，在上行方向进行数据传输时，为了提高数据转发的效率，光交换机除了按照时隙顺序向OLT设备进行数据转发，还能够对数据包进行区分以仅向OLT设备上的EPON接口或GPON接口转发。因此，所述步骤304“按照时隙顺序向所述光线路终端上的EPON接口和/或GPON接口分别发送数据包”，如图5所示，具体包括：

501：获取每个所述数据包中SLD字段的值。

502：当所述SLD字段的值为第一取值时，按照时隙顺序向所述光线路终端上的EPON接口分别发送数据包。

其中，该第一取值为0xd5。

503：当所述SLD字段的值为第二取值时，按照时隙顺序向所述光线路终端上的GPON接口分别发送数据包。

其中，该第二取值为0x55。

此外，无论是上行方向，还是下行方向，在数据包转发的过程中，可能出现某几个数据包的时隙相同的情况，则所述按照时隙顺序发送数据包，具体包括：

如果存在时隙标志相同的至少两个数据包，则获取所述至少两个数据包中每个数据包的优先级字段；

按照优先级由高到低的顺序分别发送所述至少两个数据包。

同样，除了时隙顺序相同外，还可能存在某几个数据包的优先级字段的值也相同，也即同一优先级的数据包，则所述按照优先级由高到低的顺序分别发送所述至少两个数据包，具体还包括：

如果存在时隙标志和优先级都相同的至少两个数据包，则进行随机发送。

作为上述方法的具体实现，本发明实施例还提供了一种数据传输的装置，应用于本发明实施例提供的所述无源光纤网络，主要位于所述无源光纤网络中的光交换机，如图6所示，具体包括：

接收单元601，用于在上行方向，接收所有所述光分配网络发送的至少一个数据包；

获取单元602，用于获取每个所述数据包中的时隙标志；

处理单元603，用于根据所述数据包的时隙标志，得到数据包的时隙顺序；

发送单元604，用于按照时隙顺序向所述光线路终端上的EPON接口和/或GPON接口分别发送数据包；

和/或

所述接收单元601，还用于在下行方向，接收所述光线路终端上每个所述EPON接口和GPON接口发送的至少一个数据包；

所述获取单元602，还用于获取每个所述数据包中的时隙标志；

所述处理单元603，还用于根据所述数据包的时隙标志，得到数据包的时隙顺序；

所述发送单元604，还用于按照时隙顺序向所有光分配网分别发送数据包。

进一步的，所述发送单元604，具体还用于：

获取每个所述数据包中SLD字段的值；

当所述SLD字段的值为第一取值时，向所述光线路终端上的EPON接口分别发送数据包；

当所述SLD字段的值为第二取值时，向所述光线路终端上的GPON接口分别发送数据包。

进一步的，所述发送单元604，具体用于：

当存在时隙标志相同的至少两个数据包时，获取所述至少两个数据包中每个数据包的优先级字段；

按照优先级由高到低的顺序分别发送所述至少两个数据包。

进一步的，所述发送单元604，具体还用于：

当存在时隙标志和优先级都相同的至少两个数据包时，进行随机发送。

本发明实施例提供的数据传输的装置，能够在本发明实施例提供的无源光网络的基础上实现数据的成功转发。

通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在可读取的存储介质中，如计算机的软盘，硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无源光纤网络，其特征在于，包括：光线路终端、光交换机、光分配网络和光网络单元，其中，所述光线路终端包括至少一个EPON接口和至少一个GPON接口；每个所述EPON接口和所述GPON接口均与所述光交换机连接；所述光交换机与至少一个光分配网络连接；每个所述光分配网络与至少一个所述光网络单元连接；

所述光交换机用于按照数据包的时隙顺序向所述EPON接口和/或所述GPON接口转发来自所述光分配网络的数据包；还用于按照数据包的时隙顺序向所有所述光分配网络转发来自所述EPON接口和GPON接口的数据包。

2.根据权利要求1所述的无源光纤网络，其特征在于，所述光交换机为全光端口交换机，每个所述EPON和GPON接口通过光纤与所述光交换机连接；所述光分配网络通过光纤与所述光交换机连接。

3.一种数据传输的方法，应用于如权利要求1或2任一项所述的无源光纤网络，其特征在于，包括：

所述光交换机接收所有所述光分配网络发送的至少一个数据包；

获取每个所述数据包中的时隙标志；

根据所述数据包的时隙标志，得到所述数据包的时隙顺序；

按照时隙顺序向所述光线路终端上的EPON接口和/或GPON接口分别发送数据包；

和/或

所述光交换机接收所述光线路终端上每个所述EPON接口和GPON接口发送的至少一个数据包；

获取每个所述数据包中的时隙标志；

根据所述数据包的时隙标志，得到所述数据包的时隙顺序；

按照时隙顺序向所有光分配网分别发送数据包。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述按照时隙顺序向所述光线路终端上的EPON接口和/或GPON接口分别发送数据包，具体包括：

获取每个所述数据包中SLD字段的值；

当所述SLD字段的值为第一取值时，按照时隙顺序向所述光线路终端上的EPON接口分别发送数据包；

当所述SLD字段的值为第二取值时，按照时隙顺序向所述光线路终端上的GPON接口分别发送数据包。

5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述按照时隙顺序发送数据包，具体包括：

如果存在时隙标志相同的至少两个数据包，则获取所述至少两个数据包中每个数据包的优先级字段；

按照优先级由高到低的顺序分别发送所述至少两个数据包。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述按照优先级由高到低的顺序分别发送所述至少两个数据包，具体还包括：

如果存在时隙标志和优先级都相同的至少两个数据包，则进行随机发送。

7.一种数据传输的装置，应用于如权利要求1或2所述的无源光纤网络，其特征在于，包括：

接收单元，用于接收所有所述光分配网络发送的至少一个数据包；

获取单元，用于获取每个所述数据包中的时隙标志；

处理单元，用于根据所述数据包的时隙标志，得到数据包的时隙顺序；

发送单元，用于按照时隙顺序向所述光线路终端上的EPON接口和/或GPON接口分别发送数据包；

和/或

所述接收单元，还用于接收所述光线路终端上每个所述EPON接口和GPON接口发送的至少一个数据包；

所述获取单元，还用于获取每个所述数据包中的时隙标志；

所述处理单元，还用于根据所述数据包的时隙标志，得到数据包的时隙顺序；

所述发送单元，还用于按照时隙顺序向所有光分配网分别发送数据包。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述发送单元，具体还用于：

获取每个所述数据包中SLD字段的值；

当所述SLD字段的值为第一取值时，向所述光线路终端上的所述EPON接口发送所述数据包；

当所述SLD字段的值为第二取值时，向所述光线路终端上的所述GPON接口发送所述数据包。

9.根据权利要求7或8所述的装置，其特征在于，所述发送单元，具体用于：

当存在时隙标志相同的至少两个数据包时，获取所述至少两个数据包中每个数据包的优先级字段；

按照优先级由高到低的顺序分别发送所述至少两个数据包。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述发送单元，具体还用于：

当存在时隙标志和优先级都相同的至少两个数据包时，进行随机发送。