CN108882063B - 一种无源光网络非对称系统业务映射方法 - Google Patents

Abstract

一种无源光网络非对称系统业务映射方法，涉及无源光网络技术领域，包括：OLT建立两类表，ONU下行波长通道表记录每个ONU中下行波长通道数量和对应的通道号；ONU特征表记录ONU每个下行波长通道支持的特征；OLT根据需要业务，查询ONU特征表和ONU下行波长通道表，为业务分配业务类型标记，配置业务类型标记与下行波长通道的映射关系；OLT收到ONU的上行业务数据，匹配到对应业务类型标记，根据业务类型标记与下行波长通道的映射关系，建立ONU的上行业务数据与对应下行波长通道的映射关系。本发明通过建立通道建映射关系，从而保证上行数据和下行数据的正确传输，使现有的ODN网络正常承载无源光网络非对称系统。

Description

一种无源光网络非对称系统业务映射方法

技术领域

本发明涉及无源光网络技术领域，具体涉及一种无源光网络非对称系统业务映射方法。

背景技术

随着5G移动通信的发展及4K/8K等新型业务的应用，用户对带宽需求日益增长，作为光接入“最后一公里”的光接入无源光网络(Passive Optical Network，PON)需要对现有的PON网络进行带宽升级。目前PON系统主要由光线路终端(Optical Line Terminal，OLT)、光分配网络(Optical Distribution Network，ODN)和光网络单元(Optical NetworkUnit，ONU)组成，下行采用广播方式、上行采用时分复用方式(Time-divisionMultiplexing，TDM)进行信号的传输，且上行与下行的工作波长是成对的，即上行与下行的工作波长数量相同。

目前，PON网络带宽升级主要有两个途径，一是增加波长通道数量，二是提升单波长通道速率。增加波长通道数无疑需要更多的波长资源，由于现有PON网络波长资源有限，上下行增加波长通道数量无疑增加了系统设计难度及网络的建设运维成本。提升单波长通道速率也对光器件和电芯片在带宽、隔离的等方面提出了更高的要求，增加了实现的技术难度和开发成本。由于PON网络对成本比较敏感且要求与现有ODN的共享，所以在光接入网带宽升级的同时还要考虑网络的经济性。另外，现有的固定宽带用户对下行带宽的需求大，而对上行带宽的需求量相对较小，即光接入网宽带需求的不对称性，因此，对光接入网络系统的扩容主要需求在于提升下行带宽。

基于以上，无源光网络的非对称系统是较好的解决方案，可以通过增加下行波长通道数量来提高系统容量，为用户提供更高的下行系统带宽。

在现有对称的无源光网络系统中，一条上行波长通道有对应相关联的下行波长通道，从网络侧(Network to Network Interface，NNI)发送到系统的数据，存在明确的对应下行数据端口(下行波长通道)转发，在该数据端口内再通过上行数据源来确认下行数据的用户侧目的地址。

而在无源光网络非对称系统中，每个ONU只有一条上行波长通道，所有的上行数据都通过该上行波长通道发送到OLT。但是ONU的下行波长通道至少为一条，在下行波长通道多于一条时，OLT无法从上行数据中找到对应的下行数据端口，因此OLT将数据下行发送到ONU中，无法正确找到ONU内对应的下行波长通道，进而无法保证数据上行和下行的正确传输，导致无源光网络非对称系统无法在现有的ODN网络中实现业务的正常承载。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种无源光网络非对称系统业务映射方法，在系统中形成数个虚拟上行波长通道，与实际的下行波长通道一一对应，建立波长通道建映射关系，从而保证上行数据和下行数据的正确传输，使现有的ODN网络正常承载无源光网络非对称系统。

为达到以上目的，本发明采取一种无源光网络非对称系统业务映射方法，包括步骤：

OLT建立两类表，分别为ONU下行波长通道表和ONU特征表；所述ONU下行波长通道表记录每个ONU中下行波长通道数量和对应的通道号；所述ONU特征表记录ONU每个下行波长通道支持的特征；

OLT根据系统需要开通业务，查询ONU特征表和ONU下行波长通道表，找到与所述业务匹配的ONU下行波长通道，OLT为所述业务分配业务类型标记，配置业务类型标记与下行波长通道的映射关系；

OLT收到ONU的上行业务数据，匹配到对应业务类型标记，根据业务类型标记与下行波长通道的映射关系，建立ONU的上行业务数据与对应下行波长通道的映射关系。

在上述技术方案的基础上，所述ONU每个下行波长通道支持的特征分为两级：第一级为业务类型和/或PON特征；第二级为每个业务类型包括的具体特征值和/或PON特征的具体特征值；且所述ONU特征表数量至少为一个。

在上述技术方案的基础上，所述业务类型分为语音业务、组播业务和数据业务；所述业务类型和PON特征分别定义与所述下行波长通道的映射关系，或者，业务类型和PON特征定义与下行波长通道的映射关系。

在上述技术方案的基础上，所述业务类型为数据业务，其第二级的具体特征值包括源MAC地址、目的MAC地址、以太网类型、VLAN值、QinQ值、优先级值、ip地址值以及端口号值；所述具体特征值联合或独立定义与下行波长通道的映射关系。

在上述技术方案的基础上，所述业务类型为语音业务，其第二级的具体特征值包括连接方式、语音类型、VLAN值、QinQ值、优先级值、ip地址值以及端口号值；所述具体特征值联合或独立定义与下行波长通道的映射关系。

在上述技术方案的基础上，所述业务类型为组播业务，其第二级的具体特征值包括源MAC地址、组播组地址、以太网类型、VLAN值、QinQ值、优先级值、ip地址值以及端口号值；所述具体特征值联合或独立定义与下行波长通道的映射关系。

在上述技术方案的基础上，所述PON特征的具体特征值包括ALLOC ID和ONUID，以及GEMPORT ID或LLID；所述具体特征值联合或独立定义与下行波长通道的映射关系。

在上述技术方案的基础上，所述方法还包括：

所述OLT收到来自网络侧的下行数据包，根据所述业务类型标记与下行波长通道的映射关系，由下行数据包的第一级特征，得到至少一个对应的下行波长通道；

当对应的下行波长通道多余一个时，由下行数据包的第二级特征，再次得到至少一个对应的下行波长通道；

当再次得到的下行波长通道多于一个时，选择剩余带宽容量最大的下行波长通道转发所述下行数据包。

在上述技术方案的基础上，所述OLT周期性通过所有下行波长通道发送要求ONU注册的管理报文，未注册的ONU收到注册管理报文后，回复响应报文，所述响应报文中上报ONU支持下行波长通道的数量和序号，以及每个波长通道支持的特征；OLT根据所述ONU上报内容生成所述ONU特征表和ONU下行波长通道表。

在上述技术方案的基础上，所述ONU掉注册后，该ONU的上行业务数据的虚拟通道与对应下行波长通道的通道映射关系解除。

本发明的有益效果在于：

OLT根据已注册ONU建立两类表，一类是ONU下行波长通道表，另一类是ONU特征表，ONU特征表至少为一个，ONU下行波长通道表记录每个ONU中下行波长通道数量和对应的通道号；所述ONU特征表记录ONU每个下行波长通道支持的特征。OLT根据这两类表，为业务分配业务类型标记，配置业务类型标记与下行波长通道的映射关系。

OLT收到来自ONU的用户侧数据(即业务数据)，得到匹配的业务类型标记，并根据业务类型标记与下行波长通道的映射关系，建立上行业务数据与对应下行波长通道的映射关系。其中上行业务数据可以看做由ONU虚拟的上行波长通道发出的数据，后续ONU根据上行业务数据与对应下行波长通道的映射关系，将收到的网络侧数据经过ONU对应的下行波长通道转发至用户侧。

因此，可以保证上行数据和下行数据的正确传输，使现有的ODN网络可以正常承载无源光网络非对称系统。

并且，OLT既可以是一条上行波长通道，也可以是多条上行波长通道；当OLT是多条上行波长通道时，可以看做多个一条上行波长通道OLT所在系统的简单叠加。

同样，本发明方法中，不仅仅限于实施例公开的ONU和业务，OLT也可以为其他的ONU、其他的业务建立业务映射关系，并进行上行业务和下行业务的转发，适应范围广泛。

附图说明

图1为本发明第一实施例流程图；

图2为本发明第三实施例基于的无源光网络非对称系统示意图。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。

第一实施例

如图1所示，本发明无源光网络非对称系统业务映射方法，包括步骤：

S101.OLT根据ONU上报的自身支持下行波长通道的数量和序号，以及每个波长通道支持的特征；建立两类表，一类是ONU下行波长通道表，另一类是ONU特征表，ONU特征表至少为一个。ONU下行波长通道表记录每个ONU中下行波长通道数量和对应的通道号。所述ONU特征表记录ONU每个下行波长通道支持的特征。

S102.OLT进行业务配置。具体的，OLT根据系统需要开通的业务(通过网管或其他方式开通)，查询ONU特征表和ONU下行波长通道表，找到与业务匹配的ONU下行波长通道，OLT为所述业务分配业务类型标记，用来标记该业务类型，并配置业务类型标记与下行波长通道的映射关系。

S103.OLT建立数据映射关系。具体的，OLT收到用户侧数据，即，来自ONU的上行业务数据，匹配到对应业务类型标记；OLT根据所述配置的业务类型标记与下行波长通道的映射关系，建立ONU的上行业务数据与对应下行波长通道的映射。

第二实施例

在第一实施例的基础上，具体的，ONU每个下行波长通道支持的特征分为两级：

第一级为业务类型和/或PON特征；

第二级为每个业务类型包括的具体特征值和/或PON特征的具体特征值；

业务类型和PON特征可以分别定义与下行波长通道的映射关系，或者，业务类型和PON特征定义与下行波长通道的映射关系。第一级的业务类型分为语音业务、组播业务和数据业务。

其中，第一级业务类型为数据业务(单播数据包)，其第二级的具体特征值包括源MAC地址、目的MAC地址、以太网类型、VLAN值、QinQ值、优先级值、ip地址值以及端口号值等任何数据包中可以提取的具体特征值。这些具体特征值可以联合或独立定义与下行波长通道的映射关系。

第一级业务类型为语音业务(语音数据包)，其第二级的具体特征值包括连接方式、语音类型、VLAN值、QinQ值、优先级值、ip地址值以及端口号值等任何数据包可以提取的业务特征。这些具体特征值联合或独立定义与下行波长通道的映射关系。

第一级业务类型为组播业务(组播数据包)，其第二级的具体特征值包括源MAC地址、组播组地址、以太网类型、VLAN值、QinQ值、优先级值、ip地址值以及端口号值等任何数据包可以提取的业务特征。这些具体特征值联合或独立定义与下行波长通道的映射关系。

第一级PON特征的具体特征值包括ALLOC ID和ONU ID，以及GEMPORT ID或LLID；这些具体特征值联合或独立定义与下行波长通道的映射关系。其中，每个ONU都有一个ONU ID作为该ONU在系统内的唯一标记，如ONU1的ONU ID为1；ONUi的ONU ID为i。系统提供给ONU的业务时，OLT还会给ONU的业务分配标记，业务分配标记用来标记该业务。在GPON模式下，OLT会分配GEMPORT ID；在EPON模式下，OLT会分配LLID；所有ONU的GEMPORT ID或LLID不重复。通过ONU ID可以查询其占用的GEMPORT ID或LLID，也可以通过GEMPORT ID或LLID查询到该资源属于的ONU ID。

第三实施例

如图2所示，为本实施例基于的无源光网络非对称系统，包括OLT，OLT通过ODN网络和多个ONU通信。OLT主要包括第一MAC与逻辑控制模块和OLT光模块，第一MAC与逻辑控制模块用于链路控制；OLT光模块用于在下行方向将网络侧数据合波在一根单模光纤上，并通过单模光纤传输给ODN网路；OLT光模块用于在上行方向将来自单模光纤的光信号传输给第一MAC与逻辑控制模块。

本实施例中，OLT光模块支持一个上行波长通道(后面用RX表示)和两个下行波长通道，分别表示为下行波长通道TX1和下行波长通道TX2。其中，上行波长为λ，其范围为1260nm-1280nm，其中心波长为1270nm；下行波长分为λ1和λ2，λ1为1480nm-1500nm，中心波长为1490nm；λ2为1575nm-1580nm,中心波长1577nm。在其他实施例中，OLT光模块也可以支持多个上行波长通道。

每个ONU均包括第二MAC与逻辑控制模块，用于链路控制和光信号的传输。本实施例中，ONU1支持一个上行波长通道TX和一个下行波长通道RX1，ONUi支持一个上行波长通道TX和两个下行波长通道，分别表示为下行波长通道RX1和下行波长通道RX2。具体的，ONU1和ONUi上行波长均为λ，ONU1下行波长通道RX1接收的下行波长为λ1，ONUi中下行波长通道RX1接收的下行波长为λ1，下行波长通道RX2接收的下行波长为λ2。不同ONU中，接收波长相同的下行波长通道的表示相同，例如下行波长通道RX1接收的下行波长都为λ1。

在第二实施例的基础上，本实施例方法中，在步骤S101之前，OLT周期性进行ONU的发现注册过程。即，OLT周期性通过所有下行波长通道发送要求ONU注册的管理报文。

未注册的ONU收到OLT下发的管理报文之后，回复响应报文给OLT，ONU在响应报文中上报自己支持下行波长通道的数量和序号，以及每个波长通道支持的特征。

如图2所示，例如：ONU1支持单下行波长通道RX1，从下行波长通道RX1接收来自OLT的管理报文，ONU1发送响应报文，上报ONU1支持下行波长通道RX1，并表明下行波长通道RX1支持语音业务和所有数据业务。ONUi接收到来自OLT的管理报文后，发送响应报文，并上报ONUi支持下行波长通道RX1和下行波长通道RX2，下行波长通道RX1支持语音和单VLAN数据业务，下行波长通道RX2支持双层VLAN数据业务。

OLT根据ONU上报的内容，建立ONU特征表和ONU下行波长通道表；并对ONU进行注册。例如：ONU下行波长通道表中，记录ONU1的下行通道数量为1，通道号为RX1；ONUi的下行通道数量为2，通道号为RX1和RX2。ONU特征表中，记录ONU1的下行通道RX1支持语音业务和所有数据业务；ONUi的下行通道RX1支持语音和单VLAN数据业务，下行波长通道RX2支持双层VLAN数据业务。

第四实施例

在第三实施例的基础上，以OLT分配GEMPORT ID为例，如图2所示，本实施例OLT进行业务配置具体包括：

配置ONU1单VLAN的数据业务。OLT接收对应配置后，查询ONU特征表和ONU下行波长通道表，找到与业务匹配的ONU1下行波长通道RX1，OLT分配GEMPORT ID为1024来标记该业务。OLT建立波长通道映射关系，即：ONU1单VLAN数据对应业务类型标记GEMPORT ID为1024，下行波长通道RX1。

OLT接收配置ONUi语音业务，查询ONU特征表和ONU下行波长通道表，找到与该业务匹配的ONUi下行波长通道RX1，分配GEMPORT ID为1025来标记该业务。OLT建立通道映射关系，即：ONUi语音业务对应业务类型标记GEMPORT ID为1025，下行波长通道RX1。

OLT接收配置ONUi双层VLAN业务，查询ONU特征表和ONU下行波长通道表，找到与该业务匹配的ONUi下行波长通道RX2，分配GEMPORT ID为1026来标记该业务。OLT建立通道映射关系，即：ONUi双层VLAN业务对应业务类型标记GEMPORT ID为1026，下行波长通道RX2。

第五实施例

在第四实施例基础上，在ONU回复响应报文，OLT对ONU进行注册，OLT进行业务配置后，OLT收到来自ONU的上行业务数据包，记录该上行业务数据包内的数据特征，得到匹配的业务类型标记，OLT根据业务类型标记与下行波长通道的映射关系，得到与该上行业务数据对应的下行波长通道。

然后建立该上行业务数据与对应下行波长通道的映射关系，其中上行业务数据的来源可以看做虚拟的上行业务通道，并将该映射关系保存在OLT内，在业务配置存在期间，该映射关系保持不变，OLT使用该映射关系完成这种业务数据的上行、下行转发。ONU掉注册后，该ONU的上行业务数据的虚拟上行通道与对应下行波长通道的映射关系解除。

在ONU注册过程中，OLT获取ONU自身支持的下行波长通道数以及对应的下行波长通道序号，还有ONU对自身下行波长通道支持的特征。OLT可以获知，从上行波长通道来的数据，其下行可能存在的发送波长通道。对于支持单下行波长通道的ONU，其上下行只存在唯一的波长通道，所以OLT可以建立起该ONU的上行数据通道与下行波长通道之间的映射关系。

对于支持多个下行波长通道的ONU，其上下行通道之间是一对多的关系，OLT只记录其可能的下行波长通道序号，不建立上行数据通道与下行波长通道之间的通道映射关系。而是在配置业务的时候，根据业务与ONU下行波长通道支持业务特征的匹配，决定该ONU这个业务对应的下行波长通道，此时建立该业务上行虚拟通道，并与对应的下行波长通道之间进行映射，基于该映射关系进行该业务数据的上、下行转发。

第六实施例

在第五实施例基础上，以ONUi为例，OLT收到用户侧的业务数据为双VLAN数据，记录该数据包的特征，例如用户的源MAC地址和双VLAN值，OLT根据数据包业务可以得到GEMPORT ID，假如GEMPORT ID为1026，那么根据业务配置的映射，OLT就可以得到对应的下行波长通道RX2。此处，OLT可以生成业务映射表对这些映射内容保存，业务映射表中内容包括目的MAC地址、双VLAN值、GEMPORT ID为1026、ONU ID为i、下行波长通道RX2。

第七实施例

在第六实施例的基础上，当OLT收到网络侧的下行数据包(业务数据包)，为其寻找下行波长通道的方法为：

根据数据包内容得到业务类型标记，根据业务类型标记与下行波长通道的映射关系，由下行数据包的第一级特征，得到至少一个对应的下行波长通道。此时，如果只有一个下行波长通道，则通过该下行波长通道进行数据包的转发。

如果对应的下行波长通道多余一个时，由下行数据包的第二级特征，再次得到至少一个对应的下行波长通道。当再次得到的下行波长通道多于一个时，选择剩余带宽容量最大的下行波长通道转发所述下行数据包。

第八实施例

在第七实施例的基础上，当OLT收到网络侧的业务数据包，如果所述业务数据包中的源MAC地址和双VLAN值与ONU上行业务数据包中的源MAC地址和双VLAN值相同(可以通过映射关系判断，也可以通过查找业务映射表判断)，则说明来自网络侧的数据包配置与ONU上行业务数据包相同的业务类型标记，通过对应的下行波长通道转发给用户侧。例如，OLT接收到网络侧的数据包通过查找业务映射表，得到GEMPORT ID为1026，那么业务数据包就可以通过ONUi的下行波长通道RX2转发给用户侧。

本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种无源光网络非对称系统业务映射方法，其特征在于，包括步骤：

OLT建立两类表，分别为ONU下行波长通道表和ONU特征表；所述ONU下行波长通道表记录每个ONU中下行波长通道数量和对应的通道号；所述ONU特征表记录ONU每个下行波长通道支持的特征；

OLT根据系统需要开通业务，查询ONU特征表和ONU下行波长通道表，找到与所述业务匹配的ONU下行波长通道，OLT为所述业务分配业务类型标记，配置业务类型标记与下行波长通道的映射关系；

OLT收到ONU的上行业务数据，匹配到对应业务类型标记，根据业务类型标记与下行波长通道的映射关系，建立ONU的上行业务数据与对应下行波长通道的映射关系，其中：

所述ONU每个下行波长通道支持的特征包括业务类型和/或PON特征。

2.如权利要求1所述的无源光网络非对称系统业务映射方法，其特征在于，所述ONU每个下行波长通道支持的特征分为两级：

第一级为业务类型和/或PON特征；

第二级为每个业务类型包括的具体特征值和/或PON特征的具体特征值；

且所述ONU特征表数量至少为一个。

3.如权利要求2所述的无源光网络非对称系统业务映射方法，其特征在于：所述业务类型分为语音业务、组播业务和数据业务；所述业务类型和PON特征分别定义与所述下行波长通道的映射关系，或者，业务类型和PON特征定义与下行波长通道的映射关系。

4.如权利要求3所述的无源光网络非对称系统业务映射方法，其特征在于：所述业务类型为数据业务，其第二级的具体特征值包括源MAC地址、目的MAC地址、以太网类型、VLAN值、QinQ值、优先级值、ip地址值以及端口号值；所述具体特征值联合或独立定义与下行波长通道的映射关系。

5.如权利要求3所述的无源光网络非对称系统业务映射方法，其特征在于：所述业务类型为语音业务，其第二级的具体特征值包括连接方式、语音类型、VLAN值、QinQ值、优先级值、ip地址值以及端口号值；所述具体特征值联合或独立定义与下行波长通道的映射关系。

6.如权利要求3所述的无源光网络非对称系统业务映射方法，其特征在于：所述业务类型为组播业务，其第二级的具体特征值包括源MAC地址、组播组地址、以太网类型、VLAN值、QinQ值、优先级值、ip地址值以及端口号值；所述具体特征值联合或独立定义与下行波长通道的映射关系。

7.如权利要求3所述的无源光网络非对称系统业务映射方法，其特征在于：所述PON特征的具体特征值包括ALLOC ID和ONUID，以及GEMPORT ID或LLID；所述具体特征值联合或独立定义与下行波长通道的映射关系。

8.如权利要求2所述的无源光网络非对称系统业务映射方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述OLT收到来自网络侧的下行数据包，根据所述业务类型标记与下行波长通道的映射关系，由下行数据包的第一级特征，得到至少一个对应的下行波长通道；

当对应的下行波长通道多余一个时，由下行数据包的第二级特征，再次得到至少一个对应的下行波长通道；

当再次得到的下行波长通道多于一个时，选择剩余带宽容量最大的下行波长通道转发所述下行数据包。

9.如权利要求1所述的无源光网络非对称系统业务映射方法，其特征在于：所述OLT周期性通过所有下行波长通道发送要求ONU注册的管理报文，未注册的ONU收到注册管理报文后，回复响应报文，所述响应报文中上报ONU支持下行波长通道的数量和序号，以及每个波长通道支持的特征；OLT根据所述ONU上报内容生成所述ONU特征表和ONU下行波长通道表。

10.如权利要求9所述的无源光网络非对称系统业务映射方法，其特征在于：所述ONU掉注册后，该ONU的上行业务数据的虚拟通道与对应下行波长通道的通道映射关系解除。

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