CN101414941A - 一种g比特无源光网络系统上的业务映射方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种G比特无源光网络系统上的业务映射方法，包括如下步骤：(1)设置用户端口传输数据流的业务种类，并对所述业务种类分别设置用户优先级，然后设置所述用户优先级与G比特无源光网络端口之间的映射关系；(2)当所述用户端口有数据流输入时，光网络单元ONU或光网络终端ONT根据所述用户端口对应业务种类的用户优先级，确定该用户优先级映射到的G比特无源光网络端口，将所述用户端口的数据流传输到所述G比特无源光网络端口。本发明简化了业务类型的识别过程，降低了业务类型识别对设备的功能性能要求，极大的提高了实用性。
Description
技术领域
本发明涉及G比特无源光网络(Gigabit Passive Optical Network，简称GPON)系统领域，尤其涉及一种GPON系统上的业务映射方法。
背景技术
GPON是一种采用点到多点(P2MP)结构的单纤双向光接入网络，其典型拓扑结构为树型。GPON系统由网络侧的光线路终端(OLT)、用户侧的光网络单元(ONU)和光分配网络(ODN)组成，为单纤双向系统。另外，光网络终端(ONT)为ONU的一种，其可有多个不同的接入用户设备连接端口。在下行方向(OLT到ONU)，OLT发送的信号通过ODN以广播的方式到达各个ONU。在上行方向(ONU到OLT)，ONU发送的信号只会到达OLT，而不会到达其他ONU。为了避免数据冲突并提高网络利用效率，上行方向采用TDMA(时分多址接入)方式，并对各ONU的数据发送进行仲裁。ODN由光纤和一个或多个无源光分路器等无源光器件组成，在OLT和ONU间提供光通道。按照ONU在接入网中所处的位置不同，GPON系统可以有几种网络应用类型：光纤到交接箱(FTTCab)、光纤到楼宇/分线盒(FTTB/C)、光纤到家庭用户(FTTH)、光纤到公司/办公室(FTTO)等。
如图1所示，GPON系统结构示意图，在这个典型的组网模式中，主要有两种类型的用户接入方式。一种接入方式是ONU通过连接交换机S(Switchboard)间接接入电脑、电话、机顶盒或电视等用户设备；另外一种方式是ONT直接通过不同的端口接入电脑、电话、机顶盒或电视等用户设备。
如图2所示，GPON系统ONU结构示意图，表示的是在ONU(或ONT)设备上的接口或端口之间的关系图，GPON接口包含多个T-CONT(中文名称是什么？)，T-CONT包含有多个虚拟GEM(GPON Encapsulation Mode，GPON封装模式)PORT(端口)，在接用户设备或驻地网设备时，一般通过ONU的以太网(Ethernet)接口(ETH PORT，Ethernet Port)接入。用户的上下行流量：从GEM PORT到ETH PORT为下行流量，从ETH PORT到GEM PORT为上行流量，在数据流通过ONU设备时，ONU都需要处理从不同端口来的数据。GEM PORT是GEM层上的一种虚拟流，由GEM PORTID来标识区分。每个GEM PORT用来为每种以太网业务流，或一组相同的业务流的传输服务，GEM层通过GEM PORT来区别不同的业务流量。GEMPORT ID属于GEM头的一部分，用来标识GEM PORT。GEM封装为GPON系统上数据的封装模式，通过将以太网包打包后可以封装到GEM的帧格式中。在系统中，一个T-CONT可以携带多个GEM PORT，T-CONT是在GPON系统中用来控制上行带宽的分配，所有ONU的业务流量都被直接映射到T-CONT。
目前在业务区分上有多种方法，如深度包检测(DPI)、以太网类型、VLAN(虚拟局域网)ID、IP TOS(业务类型)，IP地址，传输层端口号等。这些方式都是可能采用的业务分类方法，但是在对于类似GPON或DSLAM(数字用户线接入复用器)这样主要用作用户接入的接入类型网络中，复杂的业务识别和区分方法由于可能在一些设备上无法实现(无法实现的原因是芯片本身不支持，另外如果采用高档芯片又可能增加设备成本)，从而造成实用性大大降低，同时也给这些设备带来了成本上的压力。
发明内容
本发明提供一种G比特无源光网络系统上的业务映射方法，以解决GPON系统中，复杂的业务识别和区分方法造成设备实用性大大降低的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种G比特无源光网络系统上的业务映射方法，包括如下步骤：
(1)设置用户端口传输数据流的业务种类，并对所述业务种类分别设置用户优先级，然后设置所述用户优先级与G比特无源光网络端口之间的映射关系；
(2)当所述用户端口有数据流输入时，光网络单元ONU或光网络终端ONT根据所述用户端口对应业务种类的用户优先级，确定该用户优先级映射到的G比特无源光网络端口，将所述用户端口的数据流传输到所述G比特无源光网络端口。
本发明所述方法，其中，所述用户端口为直接接入用户设备的端口，用直接接入用户设备的端口号来区分。
进一步地，对于ONU通过交换机间接接入用户设备的用户端口，以所述ONU接入的交换机的用户侧端口为区别数据流的业务种类的端口；对于ONT直接接入用户设备的用户端口，以所述ONT接入用户设备的端口作为区别数据流的业务种类的端口。
进一步地，对于所述ONU通过交换机间接接入用户设备的用户端口这种情况，在所述ONU接入的交换机上设置用户端口传输数据流的业务种类，并对所述业务种类分别设置用户优先级。
进一步地，对于所述ONU通过交换机间接接入用户设备的用户端口这种情况，当所述用户端口有数据流输入时，所述交换机根据传输数据流的业务种类得到该数据流的优先级信息，把所述优先级信息带入带有虚拟局域网标识VLANTAG的数据流中，发送给所述ONU。
进一步地，当所述ONU收到从交换机发送来的带有VLANTAG的数据流时，它根据所述带有VLANTAG的数据流的用户优先级，确定该用户优先级映射到的G比特无源光网络端口，将所述用户端口的数据流传输到所述G比特无源光网络端口，并通过光分配网络ODN网络发送到光线路终端OLT设备上。
进一步地，当所述ONU收到从OLT上通过ODN网络发来的数据流时，所述ONU将根据带有VLANTAG的数据流所带VLANTAG中用户优先级的信息，并根据该优先级与G比特无源光网络端口之间的映射关系信息把数据流发送到对应的下行端口上。
本发明所述方法，其中，所述G比特无源光网络端口为G比特无源光网络封装模式端口GEM PORT，用G比特无源光网络封装模式端口标识GEM PORT ID来区分。
本发明所述方法，其中，所述用户优先级与G比特无源光网络端口之间的映射关系采用一对一映射。
本发明所述方法，其中，对于ONT直接接入用户设备的用户端口，在所述ONT上设置传输数据流的业务种类和该业务种类的用户优先级，所述ONT直接获得要传输数据流的用户优先级信息，并根据映射信息进行传输。
本发明利用现有的组网模式和功能要求，通过一种简单的业务识别和区分方法，满足系统对于业务分类的要求，同时由于不用对已有设备的硬件条件做过多要求，可以利用现有网络的设备来做业务分类的功能，从而保护了用户的投资，提高了实用性。
附图说明
图1是GPON系统结构示意图；
图2是GPON系统ONU结构示意图；
图3是本发明实施例业务映射方法流程图；
图4是本发明应用实例业务映射方法示意图。
具体实施方式
本发明所描述的在用户端口与GPON端口之间的映射功能就是为了满足业务分类的区分工作。为了能够简单有效的实现业务的分类和识别，本文主要采用的是对业务种类设置用户优先级的方式。
以下结合附图和具体实施方式对本发明所述技术方案进行详细描述。
如图3所示，本发明实施例业务映射方法流程，包括如下步骤：
步骤301，设置用户端口传输数据流的业务种类，并对所述业务种类分别设置用户优先级，然后设置所述用户优先级与GPON端口之间的映射关系；
设置用户端口传输数据流的业务种类，所述用户端口为直接接入用户设备的端口，用直接接入用户设备的端口号来区分。如在上述图1中ONU接入的交换机S的用户侧端口为区别数据流的业务种类的端口，在ONT上，以ONT接入用户设备的端口作为区别数据流的业务种类的端口。
对上述业务种类分别设置用户优先级。以802.1D用户优先级为例，根据用户优先级的值分别定义不同的业务类型，如下表1所示。用户优先级为7表示TDM(时分多路复用)业务类型，用户优先级为5表示VOIP(IP网上传输话音)业务类型，用户优先级为4表示视频业务类型，如IPTV(网络电视)，VOD(视频点播)等，用户优先级为0的表示普通上网业务类型。
| UserPriority | 业务类型 | 备注 |
| 7 | Network Control | 包括TDM |
| 6 | Internetwork Control | 保留 |
| 5 | Voice(<10ms latency andjitter) | VoIP |
| 4 | Video(<100mslatencyand jitter) | IPTV、视频 |
| 3 | Critical Applications | 保留 |
| 2 | Excellent Effort | 保留 |
| 1 | Background | 保留 |
| 0 | Best Effort | 普通上网业务 |
表1 不同的业务类型定义表
对于ONU通过交换机S间接接入用户设备的用户端口这种情况，在所述ONU接入的交换机上设置用户端口传输数据流的业务种类，并对所述业务种类分别设置用户优先级。对于ONT直接接入用户设备的用户端口这种情况，步骤301的设置都是在ONT上完成的。
然后在ONU或ONT上设置上述用户优先级与GPON端口之间的映射关系。用户优先级信息与GEM PORT ID之间的映射关系采用一一对应的方法，即一类业务被映射到一个GEM PORT上。
在上行方向上，是多对一之间的映射关系，从多个端口，多个VLAN电路或多个用户来的业务流量被合并到同一个GEM PORT。而在下行方向上，是一对多的映射关系，一种业务类型可能对应多个用户端口，VLAN电路或多个用户。
步骤302，当所述用户端口有数据流输入时，光网络单元ONU或光网络终端ONT根据所述用户端口对应业务种类的用户优先级，确定该用户优先级映射到的G比特无源光网络端口，将所述用户端口的数据流传输到所述G比特无源光网络端口。
对于ONU通过交换机S间接接入用户设备的用户端口这种情况，当所述用户端口有数据流输入时，所述交换机根据传输数据流的业务种类得到该数据流的优先级信息，把所述优先级信息带入带有虚拟局域网标识VLANTAG的数据流中，发送给所述ONU。当所述ONU收到从交换机发送来的带有VLANTAG的数据流时，它根据所述带有VLANTAG的数据流的用户优先级，确定该用户优先级映射到的G比特无源光网络端口，将所述用户端口的数据流传输到所述G比特无源光网络端口，并通过ODN网络发送到OLT设备上。对于ONT直接接入用户设备的用户端口这种情况，ONT可以直接获得要传输数据流的用户优先级信息，并根据映射信息进行传输。
如图4所示，本发明应用实例业务映射方法示意图中，ONU设备下接有交换机S，交换机S通过不同的端口分别接入用户的电脑、电话、机顶盒或电视设备。这三种设备可认为是分别代表了三种不同的业务类型。电脑代表了普通上网业务，电话代表了VOIP业务，而机顶盒或电视代表了IPTV和VOD业务。
为了实现业务的映射，具体流程描述如下：
步骤401，设置交换机S上端口对应的传输数据流的业务种类。规则为接电脑的端口业务类型为普通上网业务，接电话的端口业务类型为VOIP业务，接机顶盒或电视的端口业务类型为视频业务；
步骤402，对交换机S上的业务种类分别设置用户优先级。电脑代表的普通上网业务的用户优先级为0，电话代表的语音业务的用户优先级为5，机顶盒或电视代表的视频业务的用户优先级为4；交换机S与ONU之间使用VLAN电路连接，即ONU与S之间的数据流必须带有VLANTAG(虚拟局域网标识)；
步骤403，设置ONU上用户优先级与GEM PORT之间的映射关系。ONU上使用的用户优先级分类与S上的定义一致。映射关系采用一对一映射，即用户优先级为0的业务映射到GEM PORT为10的端口，用户优先级为5的业务映射到GEM PORT为15的端口，用户优先级为4的业务映射到GEMPORT为14的端口；
步骤404，当有数据流传输时，实现映射：交换机S首先对要传输的数据流区分业务种类，然后根据该业务种类得到要传输的数据流的优先级信息，并通过VLAN电路发送给ONU(在通过VLAN电路传输时数据流带上VLANTAG)，当ONU收到从交换机S发送来的带有VLANTAG的数据流时，它将根据所带VLANTAG中用户优先级的信息实现与GEM PORT ID之间的映射处理，并把数据流封装在GEM帧中通过ODN网络发送到OLT设备上；当ONU收到从OLT上通过ODN网络发来的数据流时，ONU将根据带有VLANTAG的数据流所带VLANTAG中用户优先级的信息，并根据该优先级与GEM PORT ID之间的映射关系信息把数据流发送到对应的下行端口上(通常在一对一模式下，只会对应一个下行端口；对于一对多模式，有多个下行端口时，就要向这些端口都复制一份数据流)。
上述应用实例以ONU接入的交换机S的用户侧端口为区别数据流的业务种类的端口。而在ONT上，以ONT接入用户设备的端口作为区别数据流的业务种类的端口，方法类似，差别在于传输数据流的业务种类和该业务种类的用户优先级是在ONT上进行设置的，所以ONT可以直接获得要传输数据流的用户优先级信息，并根据映射信息进行传输。
通过以上方式实现了在GPON系统上业务映射的功能。通过利用已有技术和设备特性，使用端口和用户优先级的方式实现在接入设备之间的业务映射，以及GPON系统业务类型与端口之间的映射关系，从而为系统接入不同用户，区分不同业务提供了一种简单高效的实现方法，简化了业务类型的识别过程，降低了业务类型识别对设备的功能性能要求，极大的提高了业务区分和映射功能的实用性和适应性。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1、一种G比特无源光网络系统上的业务映射方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)设置用户端口传输数据流的业务种类，并对所述业务种类分别设置用户优先级，然后设置所述用户优先级与G比特无源光网络端口之间的映射关系；
(2)当所述用户端口有数据流输入时，光网络单元ONU或光网络终端ONT根据所述用户端口对应业务种类的用户优先级，确定该用户优先级映射到的G比特无源光网络端口，将所述用户端口的数据流传输到所述G比特无源光网络端口。
2、如权利要求1所述方法，其特征在于，所述用户端口为直接接入用户设备的端口，用直接接入用户设备的端口号来区分。
3、如权利要求2所述方法，其特征在于，对于ONU通过交换机间接接入用户设备的用户端口，以所述ONU接入的交换机的用户侧端口为区别数据流的业务种类的端口；对于ONT直接接入用户设备的用户端口，以所述ONT接入用户设备的端口作为区别数据流的业务种类的端口。
4、如权利要求3所述方法，其特征在于，对于所述ONU通过交换机间接接入用户设备的用户端口这种情况，在所述ONU接入的交换机上设置用户端口传输数据流的业务种类，并对所述业务种类分别设置用户优先级。
5、如权利要求4所述方法，其特征在于，对于所述ONU通过交换机间接接入用户设备的用户端口这种情况，当所述用户端口有数据流输入时，所述交换机根据传输数据流的业务种类得到该数据流的优先级信息，把所述优先级信息带入带有虚拟局域网标识VLANTAG的数据流中，发送给所述ONU。
6、如权利要求5所述方法，其特征在于，当所述ONU收到从交换机发送来的带有VLANTAG的数据流时，它根据所述带有VLANTAG的数据流的用户优先级，确定该用户优先级映射到的G比特无源光网络端口，将所述用户端口的数据流传输到所述G比特无源光网络端口，并通过光分配网络ODN网络发送到光线路终端OLT设备上。
7、如权利要求6所述方法，其特征在于，当所述ONU收到从OLT上通过ODN网络发来的数据流时，所述ONU将根据带有VLANTAG的数据流所带VLANTAG中用户优先级的信息，并根据该优先级与G比特无源光网络端口之间的映射关系信息把数据流发送到对应的下行端口上。
8、如权利要求1所述方法，其特征在于，所述G比特无源光网络端口为G比特无源光网络封装模式端口GEM PORT，用G比特无源光网络封装模式端口标识GEM PORT ID来区分。
9、如权利要求1所述方法，其特征在于，所述用户优先级与G比特无源光网络端口之间的映射关系采用一对一映射。
10、如权利要求3所述方法，其特征在于，对于ONT直接接入用户设备的用户端口，在所述ONT上设置传输数据流的业务种类和该业务种类的用户优先级，所述ONT直接获得要传输数据流的用户优先级信息，并根据映射信息进行传输。
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