CN101217412A

CN101217412A - 一种吉比特无源光网络系统中批量升级光网络终端的方法

Info

Publication number: CN101217412A
Application number: CNA2008100559481A
Authority: CN
Inventors: 周娟; 向东
Original assignee: Fiberhome Telecommunication Technologies Co Ltd
Current assignee: Fiberhome Telecommunication Technologies Co Ltd
Priority date: 2008-01-03
Filing date: 2008-01-03
Publication date: 2008-07-09
Anticipated expiration: 2028-01-03
Also published as: CN101217412B

Abstract

一种吉比特无源光网络(GPON)系统中批量升级光网络终端(ONT)的方法，包括步骤：A.光线路终端(OLT)启动版本升级文件的下载，向所辖ONT广播发送开始升级报文，ONT收到开始升级报文后，根据版本升级文件的文件长度准备好存储空间，并回送开始升级应答报文；B.OLT将版本升级文件拆分为多个分段，将分段分别封装在下载升级数据报文中通过广播通道广播给所管辖ONT；C.所述版本升级文件的全部分段发送完毕后，OLT向ONT发送结束升级报文，报文中携带版本升级文件的文件长度及校验和，ONT对结束升级报文携带的版本升级文件的文件长度采用和OLT相同的校验和算法计算校验和，如所计算出的校验和与升级结束报文中携带的校验和相同，则已完整接收版本升级文件。

Description

一种吉比特无源光网络系统中批量升级光网络终端的方法

技术领域

本发明涉及吉比特无源光网络(GPON)，具体涉及一种吉比特无源光网络系统中批量升级光网络终端(ONT)的方法。

背景技术

GPON(Gigabit Passive Optical Network)是ITU-T SG15开发的新一代吉比特无源宽带光接入技术，GPON系统由局端设备OLT(光线路终端)、用户端设备ONU/ONT(光网络单元/光网络终端)和ODN(光分配网)组成，通常采用点到多点的网络结构。如图1所示。

GPON标准体系主要由G.984.1、G.984.2、G.984.3和G.984.4组成。整个标准体系对GPON的一般特性、PMD、传输汇聚子层以及ONT管理及接口控制等进行了较为系统的定义和规范。其中G.984.4(GPON OMCI规范)致力于实现多厂家OLT和ONT设备的互通性，该建议规定了吉比特无源光网络(GPON)系统的ONU管理控制接口(OMCI)、OMCI协议无关MIB、ONT管理控制信道(OMCC)和协议，以及OMCI消息集。

GPON OMCI规范中定义了对ONT升级镜像文件的方法。软件镜像的下载采用“分段的停止和等待”协议，即当前一个分段被肯定地确认后，下一个分段才能被发送给ONT。镜像文件的下载分三个阶段：

第一阶段：OLT启动下载，协商段的大小。

OLT启动软件下载，说明被下载的升级文件的大小(单位字节)，并提出分段的大小(不超过256字节)。ONT响应该消息，可以在响应中提出一个比它小的分段大小。如果在响应中是一个较小的分段大小，那么就用这个较小的分段进行下载。

第二阶段：OLT下载软件镜像的分段。

一个升级文件的分段由一个或多个升级文件小节组成，每一个小节在一个OMCC消息中发送。确认时仅确认最后一个升级文件小节。如果ONT正确处理了一个分段的所有小节，确认就为正，确认之后，OLT将下载下一个分段。如果分段中的某个小节有错误发生(例如CRC错误或是小节丢失)，最后一个小节将被确认为负，这将导致该分段重传。

第三阶段：结束下载。

当最后一个分段被确认为正后，OLT在升级文件结尾发送一个CRC-32到ONU来结束下载命令。ONT计算CRC-32，并与从OLT接收到的CRC进行比较，如果二者相同，升级文件就被认为是有效的。

GPON OMCI规范中定义的OLT将升级文件下载到ONT的方法中存在如下缺点：

第一：升级速度慢。由于在GPON OMCI规范中规定了OMCI消息的长度为48字节，除去OMCI消息的消息头部，每个OMCI消息可携带的数据为31字节，以传输大小为1M字节的升级软件为例，纯粹传送数据交互的OMCI消息数为1*1024*1024/31＝33826个。另外还有每一个分段的响应消息。大量的OMCI消息的交互会较大的占用系统资源。通常系统为OMCI网管通道不会分配大的带宽，升级会花费较长的时间。

第二：不支持批量升级。由于该下载方法定义为在OMCI通道中传送，OMCI通道是在OLT和ONT之间以点对点的方式建立的，所以当OLT对多个ONT同时升级时，只能逐个对ONT采用点对点的方式通过OMCI消息传输镜像文件，这大大增加了升级ONT的时间并且使升级ONT的过程十分繁琐。

第三：不支持对不同厂家ONT的自动识别。在工程实际应用中，OLT可能同时管理多个产家的ONT设备，不同产家的ONU的软件镜像文件是不能互用的，如果下载了错误的软件镜像文件，将导致ONT不能正确启动。

发明内容

本发明目的在于提供一种吉比特无源光网络系统中批量升级光网络终端的方法，对吉比特无源光网络系统内的光网络终端进行版本升级，该方法速度快，支持批量升级，同时可以自动识别不同产家的ONT，确保软件版本只下载到匹配的ONT。

一种吉比特无源光网络系统中批量升级光网络终端的方法，该方法包括如下步骤：

A.光线路终端OLT启动版本升级文件的下载，向所辖的ONT广播发送开始升级报文，报文中包含版本升级文件的生产商ID、文件版本、文件长度和分段的大小；

ONT收到开始升级报文后，比较开始升级报文中的生产商ID和自身的生产商ID，如果不一致，则结束处理，如果一致，则进一步比较开始升级报文的文件版本和自身的文件版本，如果版本相同，则结束处理，如果版本不同，则根据版本升级文件的文件长度准备好存储空间，并回送开始升级应答报文；

B.OLT等待一定时间后，若OLT未收到开始升级应答报文，则OLT结束升级处理，若收到了开始升级应答报文，则OLT将版本升级文件拆分为多个分段，将分段分别封装在下载升级数据报文中通过广播通道广播给所管辖的ONT，

ONT收到下载升级数据报文后，根据是否准备好存放版本升级文件的存储空间来判断本身是否需要升级，如果需要，依次接收下载升级数据报文，则根据分段大小和报文中携带的分段编号计算出偏移量，按照数据大小和偏移量将数据存放在所述的存储空间中；否则，该ONT不接收广播的下载升级数据报文；

C.所述的版本升级文件的全部分段发送完毕后，OLT向ONT发送结束升级报文，报文中携带版本升级文件的文件长度以及校验和，

ONT收到该报文后，如果该ONT处于升级过程中，则发送结束升级应答报文，携带是否完整接收版本升级文件的标识，确定是否完整接收版本升级文件的标识的过程为：对结束升级报文携带的版本升级文件的文件长度采用和OLT相同的校验和算法计算校验和，如果所计算出的校验和与升级结束报文中携带的校验和相同，则已完整接收版本升级文件；否则，未完整接收版本升级文件。

其中，开始升级报文包括：目的MAC地址、源MAC地址、报文类型、报文子类型、生产商ID、文件版本、分段大小、文件长度和填充字段。

其中，开始升级应答报文包括：目的MAC地址、源MAC地址、报文类型、报文子类型和填充字段。

其中，下载升级数据报文包括：目的MAC地址、源MAC地址、报文类型、报文子类型、分段编号、数据长度、数据/填充字段。

其中，结束升级报文包括：目的MAC地址、源MAC地址、报文类型、报文子类型、校验和、文件长度和填充字段。

其中，结束升级应答报文包括：目的MAC地址、源MAC地址、报文类型、报文子类型、是否完整接收版本升级文件的标识和填充字段。

在步骤B中，如果分段有错误发生(例如CRC错误或是分段丢失)，ONT将向OLT发送一个请求升级数据分段重传报文，OLT接收到该报文后，以点对点方式向该ONT重传该分段。

其中，请求升级数据分段重传报文包括：目的MAC地址、源MAC地址、报文类型、报文子类型、分段编号和填充字段。

在步骤C中，如果该ONT未处于升级过程中，则结束。

其中，每个分段不超过4000字节，每个分段分别封装在下载升级数据报文中，在GEM帧中传输。

从上述方案可以看出，本发明在OLT给ONT发送版本升级文件时，是将版本升级文件拆分为多个分段，通过广播的业务通道发送给OLT所管辖的ONT。由于业务通道可以根据当前的情况设置带宽，所以可以提高升级速度；由于设置的是广播通道，所以可支持批量升级。由于在步骤A中的开始升级报文中携带了生产商ID和文件版本，所以ONT可自动识别自身是否需进行升级，避免误操作。

附图说明

图1为吉比特无源光网络系统的结构示意图；

图2为开始升级报文的格式示意图；

图3为开始升级应答报文的格式示意图；

图4为下载升级数据报文的格式示意图；

图5为请求升级数据分段重传报文的格式示意图；

图6为结束升级报文的格式示意图；

图7为结束升级应答报文的格式示意图；

图8为本发明GPON系统中批量升级ONT的流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明：

图2为本发明设置的开始升级报文格式示意图，该报文由目的MAC地址、源MAC地址、报文类型、报文子类型、生产商ID、文件版本、分段大小、文件长度和填充字段组成。其中，目的MAC地址用于标识目的ONT的地址或者在批量升级中使用的广播地址，即ff-ff-ff-ff-ff-ff，占用6个字节。当目的ONT接收到携带标识本ONT地址的目的MAC地址或广播MAC地址的下行报文时，将该下行报文交给目的ONT的CPU进行处理；源MAC地址用于标识OLT的MAC地址，占用6个字节；报文类型的值为FFFE，表示该报文用于发送升级软件，占用2个字节；报文子类型是进一步的报文类型编号，01表明是开始升级报文，02表明是开始升级应答报文，03表明是下载升级数据报文，04表明是请求升级数据分段重传报文，05表明是结束升级报文，06表明是结束升级应答报文，占用2个字节；生厂商ID用于标识生厂商，与OMCI ONT-G ME规范中的定义相同，占用4个字节；文件版本用于标识升级文件的版本，与OMCI ONT-G ME规范中的定义相同，占用14个字节；分段大小指示后续的下载升级数据报文中升级文件的分段数据的大小，单位为字节，占用2个字节；文件长度标识了所发送的升级文件的长度，占用4个字节；填充字段的填充值都为0，以保证整个开始升级报文最少为48字节，接收端忽略填充字段。

图3为本发明设置的开始升级应答报文格式示意图，该报文由目的MAC地址、源MAC地址、报文类型、报文子类型和填充字段组成。其中报文类型、报文子类型和填充字段的定义与本发明设置的开始升级报文中报文类型、报文子类型和填充字段的定义相同。目的MAC地址用于标识目的OLT的MAC地址，占用6个字节；源MAC地址用于标识ONT的地址，占用6个字节。

图4为本发明设置的下载升级数据报文格式示意图，该报文由目的MAC地址、源MAC地址、报文类型、报文子类型、分段编号、数据长度、数据/填充字段组成。其中目的MAC地址、源MAC地址、报文类型和报文子类型的定义与本发明设置的开始升级报文中目的MAC地址、源MAC地址、报文类型和报文子类型的定义相同。分段编号用于对下行报文进行编号，区别封装不同分段的下行报文，序号从0开始编号，占用2字节；数据长度标识了数据/填充字段中分段数据的长度，占用2字节；数据/填充字段包含了升级文件的分段数据，当升级文件的分段数据不足48字节时，以全0填充至48字节。

图5为本发明设置的请求升级数据分段重传报文格式示意图，该报文由目的MAC地址、源MAC地址、报文类型、报文子类型、分段编号和填充字段组成。其中报文类型、报文子类型、分段编号和填充字段的定义与本发明设置的下载升级数据报文中报文类型、报文子类型、分段编号和填充字段的定义相同。目的MAC地址用于标识目的OLT的MAC地址，占用6个字节；源MAC地址用于标识ONT的地址，占用6个字节。

图6为本发明设置的结束升级报文格式示意图，该报文由目的MAC地址、源MAC地址、报文类型、报文子类型、校验和、文件长度和填充字段组成。其中目的MAC地址、源MAC地址、报文类型、报文子类型和填充字段的定义与本发明设置的开始升级报文中目的MAC地址、源MAC地址、报文类型、报文子类型和填充字段的定义相同。校验和标识了升级文件的校验和，占用4字节；文件长度标识了所发送升级文件的长度，占用4字节。

图7为本发明设置的结束升级应答报文格式示意图，该报文由目的MAC地址、源MAC地址、报文类型、报文子类型、是否完整接收版本升级文件的标识和填充字段组成。其中目的MAC地址、源MAC地址、报文类型、报文子类型和填充字段的定义与本发明设置的开始升级应答报文中目的MAC地址、源MAC地址、报文类型、报文子类型和填充字段的定义相同。是否完整接收版本升级文件的标识是一个布尔类型的字段，取值为TRUE或FALSE，标识ONT是否已完整接收版本升级文件，占用1字节。

图8为GPON系统中批量升级ONT的流程图，其具体步骤为：

步骤810：光线路终端OLT启动版本升级文件下载，向所辖的ONT广播发送开始升级报文，报文中包含升级文件的生产商ID、文件版本、文件长度和分段大小。同时启动定时器进行计时，若在定时器指定时间内，OLT未收到开始升级应答报文，则OLT结束升级处理。根据实际线路情况，自动调整定时器的值。

ONT收到开始升级报文后，比较开始升级报文中的生产商ID和自身的生产商ID，如果不一致，则结束处理。如果一致，则进一步比较开始升级报文中的文件版本和自身的文件版本，如果文件版本相同，则结束处理；如果文件版本不同，则根据升级文件的文件长度准备好存储空间，并回送开始升级应答报文。

在GPON系统中，OLT和ONT之间的数据传送通过端口(Port)进行。GEM模式中Port由Port-ID唯一标识。如果OLT要向所辖的ONT发送广播报文，需要建立广播GEM通道，即在所辖的所有ONT上均建立相同的GEM Port-ID的GEM通道。

步骤820：如果OLT收到ONT发送的开始升级应答报文，将需要升级的标志位设为TRUE。用于等待ONT的开始升级应答报文的定时器到时后，OLT检查需要升级的标志位，若标志位为TRUE，表明所辖的ONT中，有需要版本升级文件的ONT，则进入步骤830，否则结束升级过程。

步骤830：OLT将版本升级文件拆分为多个分段，将分段分别封装在下载升级数据报文中通过广播通道广播给所管辖的ONT。

ONT收到下载升级数据报文后，根据是否准备好存放升级文件的存储空间来判断本身是否需要升级，如果需要，依次接收广播的下载升级数据报文，如果报文正确，则根据分段大小和报文中携带的分段编号计算出偏移量，按照数据大小和偏移量将数据存放在所述的存储空间中；否则，该ONT不接收广播的下载升级数据报文。

在接收报文过程中，如果分段有错误发生(例如，CRC错误)或者报文中携带的分段编号与所期望的编号不一致(例如，分段丢失)，ONT将向OLT发送一个请求升级数据分段重传报文，OLT接收到该报文后，OLT以点对点方式向该ONT重传该分段。

在GPON系统中，由于在OLT和ONT之间只存在一条链路，不存在因为不同的路由，而导致的下载升级数据报文先发后到的问题。因此ONT侧可以按简单的升序期望下一分段编号。

步骤840：版本升级文件的全部分段发送完毕后，等待一定时间后(这段时间用于处理分段重传事件)，OLT向ONT发送一个结束升级报文，报文中携带版本升级文件的文件长度以及校验和。

步骤850：ONT收到结束升级报文后，如果该ONT未处于升级过程中，则结束；否则，ONT发送结束升级应答报文，携带是否完整接收版本升级文件的标识。确定是否完整接收版本升级文件的标识的过程为：对结束升级报文携带的版本升级文件的文件长度采用和OLT相同的校验和算法计算校验和，如果所计算出的校验和与升级结束报文中携带的校验和相同，则已完整接收版本升级文件；否则，未完整接收版本升级文件。

Claims

1.一种吉比特无源光网络系统中批量升级光网络终端的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

A、光线路终端启动版本升级文件的下载，向所辖的光网络终端广播发送开始升级报文，报文中包含版本升级文件的生产商ID、文件版本、文件长度和分段的大小；

光网络终端收到开始升级报文后，比较开始升级报文中的生产商ID和自身的生产商ID，如果不一致，则结束处理，如果一致，则进一步比较开始升级报文的文件版本和自身的文件版本，如果版本相同，则结束处理，如果版本不同，则根据版本升级文件的文件长度准备好存储空间，并回送开始升级应答报文；

B、光线路终端等待一定时间后，若光线路终端未收到开始升级应答报文，则光线路终端结束升级处理，若收到了开始升级应答报文，则光线路终端将版本升级文件拆分为多个分段，将分段分别封装在下载升级数据报文中通过广播通道广播给所管辖的光网络终端；

光网络终端收到下载升级数据报文后，根据是否准备好存放版本升级文件的存储空间来判断本身是否需要升级，如果需要，依次接收下载升级数据报文，则根据分段大小和报文中携带的分段编号计算出偏移量，按照数据大小和偏移量将数据存放在所述的存储空间中；否则，该光网络终端不接收广播的下载升级数据报文；

C、所述的版本升级文件的全部分段发送完毕后，光线路终端向光网络终端发送结束升级报文，报文中携带版本升级文件的文件长度以及校验和；

光网络终端收到该报文后，如果该光网络终端处于升级过程中，则发送结束升级应答报文，携带是否完整接收版本升级文件的标识，确定是否完整接收版本升级文件的标识的过程为：对结束升级报文携带的版本升级文件的文件长度采用和光线路终端相同的校验和算法计算校验和，如果所计算出的校验和与升级结束报文中携带的校验和相同，则已完整接收版本升级文件；否则，未完整接收版本升级文件。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，开始升级报文包括：目的MAC地址、源MAC地址、报文类型、报文子类型、生产商ID、文件版本、分段大小、文件长度和填充字段。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，开始升级应答报文包括：目的MAC地址、源MAC地址、报文类型、报文子类型和填充字段。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，下载升级数据报文包括：目的MAC地址、源MAC地址、报文类型、报文子类型、分段编号、数据长度、数据/填充字段。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，结束升级报文包括：目的MAC地址、源MAC地址、报文类型、报文子类型、校验和、文件长度和填充字段。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，结束升级应答报文包括：目的MAC地址、源MAC地址、报文类型、报文子类型、是否完整接收版本升级文件的标识和填充字段。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤B中，如果分段有错误发生，光网络终端将向光线路终端发送一个请求升级数据分段重传报文，光线路终端接收到该报文后，以点对点方式向该光网络终端重传该分段。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，请求升级数据分段重传报文包括：目的MAC地址、源MAC地址、报文类型、报文子类型、分段编号和填充字段。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤C中，如果该光网络终端未处于升级过程中，则结束。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，每个分段不超过4000字节，每个分段分别封装在下载升级数据报文中，在GEM帧中传输。