CN101415014B - 一种GPON作为802.16回程时的QoS保证方法、系统和基站 - Google Patents

一种GPON作为802.16回程时的QoS保证方法、系统和基站 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种GPON作为802.16回程时的QoS保证方法，包括以下步骤：建立802.16和GPON的QoS映射；根据建立的所述QoS映射，在基站中实现所述802.16连接和所述GPON连接的QoS转换。通过本发明实施例采用802.16和GPON之间的QoS映射，从而实现802.16连接与GPON连接的转换，使GPON能够作为802.16的回程。

Description

一种GPON作为802.16回程时的QoS保证方法、系统和基站
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种GPON作为802.16回程时的QoS保证方法、系统和基站。
背景技术
PON(Passive Optical Network，无源光网络)与有源光接入技术相比，PON由于消除了局端与用户端之间的有源设备，从而使得维护简单、可靠性高、成本低，而且能节约光纤资源，是未来FTTH(Fiber To The Home，光纤到户)的主要解决方案。随着PON成本的逐步降低，不但在FTTB/FTTC场合PON有了一定的应用市场，而且利用PON来实现FTTH在日本等发达国家也取得了很大的进展。目前PON技术主要有APON、EPON和GPON等几种，其主要差异在于采用了不同的二层技术。APON是上世纪90年代中期就被ITU和全业务接入网论坛(FSAN)标准化的PON技术，FSAN在2001年底又将APON更名为BPON，APON的最高速率为622Mbps，二层采用的是ATM封装和传送技术，因此存在带宽不足、技术复杂、价格高、承载IP业务效率低等问题，未能取得市场上的成功。为更好适应IP业务，第一英里以太网联盟(EFMA)在2001年初提出了在二层用以太网取代ATM的EPON技术，IEEE802.3ah工作小组对其进行了标准化，EPON可以支持1.25Gbps对称速率，将来速率还能升级到10Gbps。EPON产品得到了更大程度的商用，由于其将以太网技术与PON技术完美结合，因此成为了非常适合IP业务的宽带接入技术。对于Gbit/s速率的EPON系统也常被称为GE-PON。
在EFMA提出EPON概念的同时，FSAN又提出了GPON(Gigabit PassiveOptical Network，千兆位无源光网络)，FSAN与ITU已对其进行了标准化，其技术特色是在二层采用ITU-T定义的GFP(通用成帧规程)对Ethernet、TDM、ATM等多种业务进行封装映射，能提供1.25和2.5Gb/s下行速率和所有标准的上行速率，并具有强大OAM(Operation、Administration、Maintenance，操作、管理、维护)功能。
GPON相比现有的DSL系统，PON可以让电信运营商以更低的运营成本来提供更高的带宽，同时地理覆盖范围也更大。然而PON网络部署成本非常高，阻碍了运营商对PON网络的应用，特别是GPON的高昂成本更是成为其应用的障碍。但是随着技术的不断发展以及参与研发生产的企业越来越多，PON器件和设备的成本正在迅速降低，其中GPON的成本也已经有了明显的降低，特别是网络规模突破50万线的时候，GPON的成本与DSL是接近的。并且随着IPTV业务在全球的兴起，给FTTH市场起到了极大的推动作用。然而真正的IPTV业务应该是HDTV，然而这对接入带宽提出很高的要求，传统基于铜缆的ADSL根本不可能承担这一重任，因此在IPTV的实现上，PON是最理想的实现技术，无论是广播、组播，还是单播，而IPTV也会让PON的能量真正进发出来。
在所有的PON技术中，GPON作为ITu主推的PON标准受到众多运营商的青睐，这包括新AT&T、Verizon、中国电信和中国移动。DanParsons表示GPON相对于EPON更受电信运营商的欢迎原因主要有3点：GPON对语音业务的良好支持、不同厂商GPON设备之间具有的良好的互操作性芯片级，以及GPON的可管理可控制。由于GPON的多业务支持能力可广泛应用在2G、3G、802.16基站回程和商用租赁专线业务，因此美国头号电信运营商新AT&T在OFc上宣布他们会将GPON作为其未来用户宽度接入的惟一技术，在中国，中国网通和中国电信均表示会将GPON作为主流的宽带接入技术，中国移动也选择GPON作基站的回程连接。其中，GPON目前主要用于FTTII和无线通信基站的回程连接。
特别是802.16技术的迅速普及，如何将GPON作为802.16协议基站的回程越来越成为运营商讨论的焦点。
基于802.16协议的无线城域网，是又一种为企业和家庭用户提供“最后一英里”的宽带无线连接方案。因在数据通信领域的高覆盖范围(可以覆盖25～30英里的范围)，以及对3G可能构成的威胁，使802.16在最近一段时间备受业界关注。该技术以802.16协议的系列宽频无线标准为基础，802.16能够在比Wi-Fi更广阔的地域范围内提供“最后一公里”宽带连接性，由此支持企业客户享受T1类服务以及居民用户拥有相当于线缆/DSL的访问能力。凭借其在任意地点的1～6英里覆盖范围(取决于多种因素)，802.16将可以为高速数据应用提供更出色的移动性。802.16是采用无线方式代替有线实现“最后一公里”接入的宽带接入技术。802.16的优势主要体现在这一技术集成了WiFi无线接入技术的移动性与灵活性以及xDSL等基于线缆的传统宽带接入技术的高带宽特性。
在实现本发明实施例过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：随着将GPON作为802.16协议基站的回程的技术需要，如何为GPON和802.16协议建立统一的QoS框架，即实现GPON和802.16协议的QoS(quality ofservice，网络服务质量)映射成为急待解决的问题。
QoS是网络于用户之间以及网络上互相通信的用户之间关于信息传输与共享的质的约定，例如传输延迟允许时间、最小传输画面失真度以及声像同步等。在Internet等计算机网络上为用户提供高质量的QoS必须解决以下问题：1、QoS的分类与定义。对QoS进行分类和定义的目的是使网络可以根据不同类型的QoS进行管理和分配资源。例如，给实时服务分配较大的带宽和较度的CPU处理时间等，另一方面，对QoS进行分类定义也方便用户根据不同的应用提出QoS需求。2、准入控制和协商，即根据网络中资源的使用情况，允许用户进入网络进行多媒体信息传输并协商其QoS。3、资源预约。为了给用户提供满意的QoS，必须对端系统、路由器以及传输带宽等相应的资源进行预约，以确保这些资源不被其他应用所强用。4、资源调度与管理。对资源进行预约之后，是否能得到这些资源，还依赖于相应的资源调度与管理系统。
目前还有一个QoS需要解决的问题就是：建立一个支持QoS保证的分布式系统必须建立统一的QoS框架，这个框架包括QoS体系结构和统一的QoS说明分类，其总QoS体系结构完成把复杂的资源对象结合起来，依次来建立复杂高效的分布式系统；而QoS说明分类是在详细研究QoS参数和它们之间的相互关系的基础上，建立统一的QoS参数，详细定义QoS参数的含义、表示、度量单位和相互关系，最终使得在分布式的各个系统资源组件之间，在QoS层面上进行统一的转换，即QoS映射。这样建立的基于QoS框架将是下一代分布式多媒体和实时系统的基础。因此对各类别的QoS参数进行统一分类，来简化QoS说明分类，能够使得QoS的映射得到简化和易于实现，从而为建立统一的异质分布式多媒体和实时系统打下基础。
发明内容
本发明实施例要解决的问题是提供一种GPON作为802.16回程时的QoS保证方法、系统和基站，使GPON作为802.16回程时能够建立统一的QoS框架和QoS参数，实现802.16和GPON之间的QoS映射。
为达到上述目的，本发明实施例一方面提出一种GPON作为802.16回程时的QoS保证方法，包括以下步骤：建立802.16和GPON的QoS映射；根据建立的所述QoS映射，在基站中实现所述802.16连接和所述GPON连接的QoS转换。
另一方面，本发明实施例还提供了一种基站，所述基站采用GPON作为回程，所述基站包括802.16处理模块、QoS映射模块和GPON处理模块，所述802.16处理模块，用于进行相应802.16的物理层和MAC层的处理；所述GPON处理模块，用于进行相应GPON处理；所述QoS映射模块，用于实现所述802.16处理模块和所述GPON处理模块连接的QoS转换。
本发明实施例还提供了一种GPON作为802.16回程时的QoS保证系统，包括基站、服务节点和至少一个用户站，所述基站与所述服务节点通过GPON连接，所述基站与所述用户站通过802.16连接，所述基站还用于实现所述802.16连接和所述GPON连接的QoS转换。
本发明实施例的技术方案具有以下优点，因为采用802.16和GPON之间的QoS映射，从而实现802.16连接与GPON连接的转换，使GPON能够作为802.16的回程。
附图说明
图1为本发明实施例802.16协议分层模型的示意图；
图2为本发明实施例GPON协议分层模型的示意图；
图3为本发明实施例GEM复用业务流示意图；
图4为本发明实施例GPON作为802.16回程时的基站系统组网图；
图5为本发明实施例GPON作为802.16回程时的QoS保证方法的流程图；
图6为本发明实施例连接映射的示意图；
图7为本发明实施例连接映射实施方式一的示意图；
图8为本发明实施例连接映射实施方式二的示意图；
图9为本发明实施例连接映射实施方式三的示意图；
图10为本发明实施方式四的SS映射到GEM的示意图；
图11为本发明实施例四的CID映射到GEM的示意图；
图12为本发明实施方式五a)的示意图；
图13为本发明实施方式五b)的示意图；
图14为本发明实施例GPON作为802.16回程时的QoS保证系统结构图。
具体实施方式
为了便于理解本发明实施例所提出的802.16和GPON的QoS映射方法和装置，以下对802.16协议和GPON协议分别进行描述：
IEEE针对特定市场需求和应用模式提出了一系列不同层次的互补性无线技术标准，其中已经得到广泛应用的标准系列包括应用于家庭互连的IEEE 802.15和应用于无线局域网的IEEE 802.11。而802.16协议的提出，弥补了IEEE在无线城域网标准上的空白。802.16协议又称为IEEE WirelessMAN空中接口标准，是适用于2-66GHz的空中接口规范，由于它所规定的无线接入系统覆盖范围可达50km，因此802.16协议系统主要应用于城域网，被视为可与DSL竞争的“最后一公里”宽带接入解决方案。
如图1所示，为本发明实施例802.16协议分层模型的示意图，802.16协议定义了802.16协议的PHY层(Physical Layer，物理层)和MAC层(Media Access Control，数据链路层)，其中MAC层又分为面向业务的SSCS层或CS层(Specific Service Convergence Sublayer，服务特定汇聚子层)、MAC CPS层(MAC Common Part Sublayer，公共部分子层)和SS层(Security Sublayer，加密子层)，其中SS层是可选的。
CS层主要功能是负责将其业务接入点收到的外部网络数据转换和映射到MAC业务数据单元(SDU)，并传递到MAC层业务接入点(SAP)。具体包括对外部网络数据SDU执行分类，并映射到适当的MAC业务流和连接标识符(CID)上，甚至可能包括净荷头抑制(PHS)等功能。协议提供多个CS规范作为与外部各种协议的接口。
MAC CPS层是MAC的核心部分，主要功能包括系统接入、带宽分配、连接建立和连接维护等。它通过MAC SAP接收来自各种CS层的数据并分类到特定的MAC连接，同时对物理层上传输和调度的数据实施QoS控制。
SS层的主要功能是提供认证、密钥交换和加解密处理。
其中，802.16协议带宽分配和调度管理在MAC CPS层实现。802.16协议的重要特性之一就是对多类型业务的支持。在802.16协议MAC层实现QoS的原理是将通过MAC传输的包映射到业务流，并映射到由CID标识(Connection Identifier连接标识)的连接上，通过根据业务流(ServiceFlow，SF)提供的QoS参数进行调度，保障MAC的QoS特性。
如前所述，SS(Su基站criber Station，用户站)初始化过程的最后一步是通过信令动态业务流建立请求建立预分配的业务流。上行和下行是不同的业务流，业务流按照状态分为3类：激活的(Active)、准许的(Admitted)和预分配的(Provisioned)业务流。业务流由32比特的SFID(Service FlowIndex，业务流标识)唯一标识，3种业务流都对应有SFID，但是对于预分配的业务流系统不预留资源，也不能传输数据，因此也没有对应的CID。如果需要传输数据，必须通过发送信令动态业务流改变请求来激活业务流。对于激活的业务流基站(Base Station，基站)会分配CID。对于准许的业务流系统首先预留资源，等待端到端的协商完成后转为激活的业务流。激活的业务流可以用于传输数据。因此，激活的和准许的业务流才有对应的CID，表明已经建立起连接。业务流包含连接所需要的QoS参数，例如延时、抖动、吞吐量等。根据不同的应用可以采用资源预留或优先级方式实现QoS。802.16协议MAC设计结合采用预留或优先级手段。
802.16协议根据业务数据特性将业务分成五种类别，按优先级从高到低依次为：
UGS(Unsolicited Grant Service，主动分配业务)：UGS业务主要用来支持比如TI/E1以及非静音压缩VoIP(Voice over Internet Protocol，互联网协议语音技术)等在周期性的间隔内传送的定长数据包所组成的实时数据流。
rt-PS(Real-time Polling Service，实时轮询业务)：rtPS业务主要用来支持如MPEG视频等在定期间隔内传送的变长数据所组成的实时数据流。
ert-PS(Extended rtPSertPS，扩展实时轮询业务)：用于支持周期性产生变长数据包的实时业务流，比如带有静音压缩的VoIP。
nrt-PS(Non-real-time Polling Service，非实时轮询业务)：nrtPS以一定周期轮询连接。
BE(Best Effort Service，尽力而为业务)：根据网络状况提供最大可能的服务。
在802.16协议中，一条连接就是一个有QoS要求的业务流。IETF在IP网络的QoS方面定义了一些服务模型和机制，包括：综合业务(IntServ)模型和区别型业务(DiffServ)模型。IntServ采用资源预留协议(RSVP)，而DiffServ可以看作是一种相对优先级策略。802.16协议MAC的QoS算法综合这两种机制，借鉴DiffServ的策略(利用ToS字段)，并结合IntServ预留资源的方式，以提高灵活性和保障QoS。802.16协议MAC在准入控制时已经计算UGS、rtPS所需最大带宽，保证系统带宽满足这两类业务最大带宽需要，如果超过系统容量，将不能接入。
如图2所示，为本发明实施例GPON协议分层模型的示意图，GPON协议栈结构可以分为三个层次，其中的一个层次是GTC(GPONTransmission Convergence layer，千兆位无源光网络传输汇聚层)，其可以分为两个子层：TC适配子层(TC Adapter Sublayer)和GTC成帧子层(GTCFraming Sublayer)。
(1)TC适配子层(TC Adapter Sublayer)，用于将从ATM Client(异步传输模式客户端)收到的业务数据切割成为ATM信元，将从GEM Client(GPON Encapsulation Method Client，千兆位无源光网络封装模式客户端)收到的业务切割成为GEM数据块；并且将GTC帧中的ATM信元或者GEM数据块组装成相应的业务数据。
(2)GTC成帧子层(GTC Framing Sublayer)，用于对GTC中的TC帧进行组帧处理，具体的，在ATM信元或者GEM数据块前，根据PLOAM(Physical Layer OAM，物理层运行管理维护)的控制信息添加GTC TC帧头，组成完整的GTC TC帧，发送到GPM(GPON Physical MediaDependent Layer，千兆位无源光网络物理媒体相关层)；还用于从GPM接收到的GTC TC帧中去掉帧头信息，提交TC适配子层处理。
GPON协议栈结构的另一个层次是GPM，其负责GTC帧在光纤上的传输。GPON协议栈结构还有一个层次，这个层次除ATM client和GEMClient外，还包括：PLOAM：负责PON物理层操作、管理、维护功能；OMCI(ONU Management and Control Interface，光网络单元管理和控制接口)：OLT可以通过OMCI实现对ONT的控制功能，OMCI的数据和普通的业务数据一样，都可以封装成ATM信元或者GEM数据块传输。
GPON的GTC层提供两种业务数据的封装方式，即ATM封装方式和GEM封装方式。其中，ATM封装方式将业务数据封装在53个字节的ATM信元中传输，ATM传输方式是定长封装方式；GEM封装方式是变长封装方式，其支持根据业务数据的长度改变GEM封装帧的长度，GEM封装方式可以支持对TDM和Ethernet报文的封装。如图3所示，为本发明实施例GEM复用业务流示意图。一个OLT的GPON接口下支持接入多个ONT(ONU)，每一个ONT(ONU)支持一个或者多个T-CONT(trafficcontainer，业务容器)，每一个T-CONT支持一个或者多个GEM PORT。
因为ONT到OLT上行业务流是通过时分多址的方式传输，同一时刻只能有一个ONT上行传输数据，OLT为ONT分配上行传输数据的时间窗口，ONT在分配的时间窗口内完成上行数据的发送。OLT控制ONT上行业务流的基本控制单元是T-CONT，既OLT基于T-CONT分配时间窗口。T-CONT传输时间窗口在宏观上表示这个T-CONT上行传输带宽，OLT为T-CONT分配的时间窗口越长，频率越高，T-CONT上行传输的带宽越大。
GPON引入了DBA(Dynamic Bandwidth Assignment，动态带宽分配)管理，具有强大而灵活的QoS调度能力，为区分用户和业务进行带宽管控奠定了基础。GPON以T-CONT作为流量调度单位，并将T-CONT分为5种类型，不同类型的T-CONT具有不同的带宽分配方式，可以满足不同业务流对时延、抖动、丢包率等不同的QoS要求。GPON将带宽分成4种类型，分别是固定带宽(Fixed)、保证带宽(Assured)、非保证带宽(Non-Assured)和尽力而为带宽(BestEffort)，带宽分配优先级依次下降。其中T-CONT类型与带宽类型的对应关系如下所示：
T-CONT类型4：固定带宽
T-CONT类型3：保证带宽
T-CONT类型2：非保证带宽
T-CONT类型1：尽力而为带宽
T-CONT类型4的特点是固定带宽固定时隙，即使T-CONT没有流量传输，OLT也为T-CONT分配带宽，适合对时延敏感的业务，如话音业务；T-CONT类型3在T-CONT没有传输数据时带宽分配给T-CONT使用，T-CONT有传输数据可以确保带宽，特点是固定带宽但时隙不确定，适合对抖动要求不高的固定带宽业务，如视频点播业务；T-CONT类型2的特点是有最小带宽保证又能够动态共享富余带宽，并有最大带宽的约束，适合于有服务保证要求而又突发流量较大的业务，如签约下载业务；T-CONT类型1的特点是尽力而为，在固定带宽、保证带宽、非保证带宽分配后，竞争使用剩余带宽，适合于时延和抖动要求不高的业务，如WEB浏览业务。GPON既有基于GEM-Port的逻辑层调度，又有基于T-CONT的物理层调度，双层调度机制使业务流的调度准确高效，从而使区分用户价值和业务价值、提供差异化的服务成为可能。
OLT和ONT在传输数据前，首先进行业务传输通道的协商，业务通道的协商通过OMCI控制消息实现。GEM方式的业务传输通道称为GEMPORT，OLT为ONT分配业务传输通道GEM PORT的PORT-ID，PORT_ID是全局唯一的，既不同的业务流分配不同的PORT_ID。OLT到ONT的下行数据通过广播方式传输到所有的ONT，ONT在协议栈中的TC适配子层将会收到OLT发送的所有GEM PORT承载的业务数据。承载业务数据的GEM PORT不一定是OLT为这个ONT分配的，ONT无权接收不是为ONT分配的GEM PORT的流量，因此ONT在TC适配子层根据GEM PORT进行PORT_ID过滤，只有OLT通过OMCI通道为这个ONT分配了的PORT_ID承载的数据才接收(对应GPON协议栈图中端口标识过滤功能)。
ONT到OLT的上行单播数据传输，ONT按照OLT分配的PORT_ID，将用户数据承载在GEM PORT中，在GEM PORT所属T-CONT的传输时间窗口内发送数据。
综上所述，分别在802.16系统和GPON系统中，不同的业务类型对应不同的QoS参数，不同的数据流也包括不同的连接所需的QoS参数。因此本发明实施例提出了多种实现802.16系统和GPON系统QoS映射的方式，既可以单独按照业务类型或连接方式进行映射，也可以先进行业务类型映射，之后按照业务类型映射结果再进行连接方式的映射，同样也可以先进行连接方式映射，再进行业务类型映射。当业务类型的QoS参数与数据流的QoS参数产生冲突时，以后后映射的参数为准，例如先进行连接方式映射，再进行业务类型映射时，则以业务类型的QoS参数为准。这样有利于基站能够根据自身的业务情况设置相应的QoS映射，例如基站只针对某一类型的传统业务(internet、语音或IPTV)时，则该基站就无需进行业务类型划分，将该基站对应到一个T-CONT，使该基站所属的所有用户站的SFID/CID都映射到这个T-CONT，SFID/CID映射到相应的GEM Port ID，从而为每个802.16系统的SF业务流都对应到一个相应的GPON系统的GEM业务流，实现802.16系统和GPON系统的QoS映射。
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述：
如图4所示，为本发明实施例GPON作为802.16回程时的基站系统组网图，其中可将基站视为GPON系统中的ONU，基站通过GPON与服务节点进行通讯。
对于从用户站SS向服务节点发送报文的流程如下：基站接收来自802.16空中接口的报文(即接收来自用户站转发的报文)，做相应的802.16处理后，根据的GPON与802.16的QoS映射关系，再做相应的GPON处理，最后通过ODN传给OLT。
对于从服务节点向用户站发送报文的流程如下：对于来自OLT的报文，做相应的GPON处理后，根据的GPON与802.16的QoS映射关系，再做相应的802.16处理，最后传给用户站SS/移动站MS。
根据上述组网图，本发明实施例还提出一种GPON作为802.16回程时的QoS保证方法，其流程图如图5所示，包括以下步骤：
步骤S501，建立802.16和GPON的QoS映射。如果要实现GPON作为802.16回程，就需要为802.16和GPON建立统一的QoS框架和QoS参数，从而实现GPON作为802.16回程的QoS保证。对于802.16和GPON分别有不同的业务类型和业务流，并且不同的业务类型和业务流所需要的QoS参数也有不同，例如延时、抖动、吞吐量等。本发明实施例可通过802.16和GPON的业务类型和/或连接方式，建立802.16和GPON的QoS映射。例如根据连接方式进行QoS映射，建立802.16中SFID/CID与GEM port ID的QoS映射；或直接建立802.16和GPON的之间的业务类型映射。也可以先按照连接关系进行映射，再根据业务类型进行QoS映射。对于基站自身的不同情况就需要采用不同的映射方式，例如对于只负责传统业务(internet、语音或IPTV)的基站，则可直接根据其连接进行QoS映射，如将该基站的各个扇区对应一个GPON的T-CONT，该扇区内的所有业务流的SFID/CID都映射到对应的T-CONT，即该扇区内的所有SFID/CID映射到对应T-CONT的GEM Port ID。
步骤S502，根据建立的所述QoS映射，在基站中实现802.16连接和GPON连接的QoS转换。例如基站接收来自802.16空中接口的报文，并做相应的802.16处理后，根据的SFID/CID与GEM Port ID的QoS映射关系，对于该报文的业务流的CID为11，其对应的GEM Port ID为41，则基站根据802.16中该业务流(11)的QoS参数设置相应GPON中业务流(41)的QoS参数，从而实现802.16连接和GPON连接的对接，实现GPON作为802.16回程时的QoS保证。
本发明实施例根据802.16业务类型和GPON业务类型的特点，建立如下表1所示的802.16的业务类型与GPON中业务容器T-CONT类型的QoS映射。
因为UGS业务主要用来支持比如T1/E1以及非静音压缩VoIP等在周期性的间隔内传送的定长数据包所组成的实时数据流；而T-CONT类型4的特点是固定带宽固定时隙，即使T-CONT没有流量传输，OLT也为T-CONT分配带宽，适合对时延敏感的业务，如VoIP业务；因此建立802.16的UGS业务与T-CONT类型4的QoS映射。同理也分别设置其他业务类型的QoS映射。
本发明实施例还提出一种连接映射的设置方式，如图6所示，为本发明实施例连接映射的示意图。该方式建立802.16中不同颗粒度的连接(如针对基站/扇区/频点的大管道、针对用户站SS的中管道、针对业务流SFID或CID的小管道)与GPON中不同颗粒度的连接(如针对GPON接口/ONU/ONT的大管道、针对T-CONT的中管道、针对GEM port的小管道)的QoS映射。本发明实施例针对基站应用的场景不同设置了多种802.16与GPON的QoS映射方式，下面就对本发明实施例所提出的连接映射方式分别进行说明。
实施方式一、基站/扇区/频点与GPON接口/ONU/ONT的连接映射，一个基站对应一个或多个GPON接口/ONU/ONT，或者基站的一个扇区或频点对应一个或多个GPON接口/ONU/ONT。如果该基站的扇区或频点较多，而且该基站所属的用户站数量也比较大，对应一个GPON接口/ONU/ONT可能会使该GPON接口的成为负载瓶颈，可以采用多个GPON接口/ONU/ONT。例如，如图7所示，扇区或频点1和2对应ONU2，并且扇区或频点1和2分别与ONU2的T-CONT1和T-CONT2映射；而扇区或频点3与ONU1对应。因此该扇区或频点内的所有用户站SS的业务都可映射到相应的T-CONT中，例如扇区或频点3的所有用户站SS的业务映射到ONU1的T-CONT中，即可设扇区或频点3的用户站SS31与GEM Port ID31对应，扇区或频点3的用户站SS32与GEM Port ID32对应。
实施方式二、基站/扇区/频点与单T-CONT的连接映射，一个基站/扇区/频点对应一个T-CONT，该基站内所有用户站SS的业务都映射到这个T-CONT；可选地，SS映射到GEM Port或业务类型映射到GEM Port或SFID/CID映射到GEM Port。如图8所示，基站1对应ONU1的一个T-CONT，属于基站1的所有用户站SS的业务都映射到这个T-CONT中，用户站SS31/32映射到GEM Port ID31/32；基站2的扇区/频点1对应ONU2的T-CONT1，属于该扇区/频点1的所有用户站SS的业务都映射到T-CONT1，即用户站SS11/12映射到T-CONT1中的GEM Port ID11/12；或者如图9所示，基站1对应ONU1的一个T-CONT，属于基站1的所有SS的业务都映射到这个T-CONT，业务类型1/2映射到GEM Port ID 31/32。
实施方式三、基站/扇区/频点中针对用户站SS的连接与单T-CONT的连接映射，一个基站/扇区/频点对应多个T-CONT，且基站/扇区/频点针对每个用户站SS分配一个T-CONT，每个用户站SS的所有业务都映射到用户站SS对应的T-CONT中，可选地业务类型映射到GEM Port。如图9所示，基站2对应ONU2的T-CONT1和T-CONT2，用户站SS1对应T-CONT1，用户站SS2对应T-CONT2，每个用户站SS的所有业务类型都映射到该用户站对应的T-CONT中，例如用户站SS1的业务类型1/2映射到T-CONT1的GEM Port ID 11/12。
实施方式四、基站/扇区/频点与多T-CONT的连接映射，基站/扇区/频点对应多个T-CONT，每个T-CONT对应一种业务类型而不论该业务类型来自哪个用户站SS。可选地，用户站SS映射到GEM Port(如图10)或SFID/CID映射到GEM Port(如图11)。如图10基站对应T-CONT1和T-CONT2，T-CONT1对应业务类型1，T-CONT2对应业务类型2，业务类型1下的的SS1/2映射到T-CONT1的GEM Port ID 11/12，业务类型2下的的SS1/2映射到T-CONT2的GEM Port ID 21/22；或如图11，业务类型1下的的CID 11/12映射到T-CONT1的GEM Port ID 11/12，业务类型2下的的CID 21/22映射到T-CONT2的GEM Port ID 21/22。
实施方式五、基站/扇区/频点中针对用户站SS的连接与多T-CONT的连接映射：
(a)用户站SS对应多个T-CONT，每个GEM Port对应一种业务类型。例如，如图12所示，基站下有用户站SS1和用户站SS2，用户站SS1对应T-CONT1和T-CONT2，用户站SS1下的业务类型1/2映射到T-CONT1的GEM Port ID 11/12，SS1下的业务类型3/4映射到T-CONT2的GEM PortID 21/22。
(b)用户站SS对应多个T-CONT，每个T-CONT对应一种业务类型，SFID/CID映射到GEM Port。例如，如图13所示，基站下有用户站SS1和用户站SS2，用户站SS1对应T-CONT1和T-CONT2，T-CONT1对应用户站SS1的业务类型1，T-CONT2对应用户站SS1的业务类型2，用户站SS1的业务类型1下的CID 11/12映射到T-CONT1的GEM Port ID 11/12，用户站SS1的业务类型2下的CID 21/22映射到T-CONT2的GEM Port ID 21/22。
通过上述连接映射实施方式，能够为各种应用场景的基站设置相应的连接映射，并且需要说明的是，本发明实施例上述五种连接映射方式只是较优的实施方式，因此任何类似的连接映射方式也应为本发明实施例保护范围所涵盖。
通过本发明实施例上述GPON作为802.16回程时的QoS保证方法，因为采用802.16和GPON之间的QoS映射，从而实现802.16连接与GPON连接的转换，使GPON能够作为802.16的回程。并且根据本发明实施例提出的多种QoS映射方式，能够根据基站的业务情况选择适合的QoS映射方式，从而达到较优的QoS保证。
如图14所示，为本发明实施例GPON作为802.16回程时的QoS保证系统结构图，包括基站1、服务节点2和至少一个用户站SS3，基站1与服务节点2通过GPON连接，基站1与用户站SS3通过802.16连接，基站1还用于实现所述802.16连接和所述GPON连接的QoS转换。基站1采用GPON作为回程。其中可将基站1视为GPON系统中的ONU，基站1通过GPON与服务节点进行通讯。
其中，基站1包括802.16处理模块11、QoS映射模块12和GPON处理模块13。802.16处理模块11用于做相应的802.16物理层和MAC层的处理；GPON处理模块13用于负责GPON协议栈的实现，由TC层功能模块131和ODN接口功能模块132组成。其中，TC层功能模块131用于实现GPON协议栈中的GPON传输汇聚层功能，完成对经GPON与802.16 QoS映射处理后的报文做GEM封装或解封装处理。ODN接口功能模块132用于实现GPON协议栈中的GPON物理媒质相关层功能。QoS映射模块12完成802.16与GPON的QoS映射功能，从而实现802.16连接与GPON连接的对接功能。例如基站1接收来自802.16空中接口的报文，通过802.16处理模块11做相应的802.16处理后，由QoS映射模块12进行QoS映射，根据的SFID/CID与GEM Port ID的QoS映射关系，如该报文的业务流的CID为11，其对应的GEM Port ID为41，则基站1根据802.16中该业务流(11)的QoS参数设置相应GPON中业务流(41)的QoS参数，从而实现802.16连接和GPON连接的对接，实现GPON作为802.16回程时的QoS保证。
其中，优选地，QoS映射模块12包括业务类型映射子模块121和/或连接映射子模块122，业务类型映射子模块121用于根据所述802.16业务类型和所述GPON业务类型的特点，建立所述802.16的业务类型与所述GPON中业务容器T-CONT类型的QoS映射。其QoS映射建立方式如上表1所示。连接映射子模块122，用于建立802.16中不同颗粒度的连接(如针对基站/扇区/频点的大管道、针对用户站SS的中管道、针对业务流SFID或CID的小管道)与GPON中不同颗粒度的连接(如针对GPON接口/ONU/ONT的大管道、针对T-CONT的中管道、针对GEM port的小管道)的QoS映射，其映射方式如图7-图13所述的实施方式。
本发明实施例将QoS映射模块作为一个基站中独立的模块进行描述，然而该QoS映射模块也可作为一个子模块被设置在802.16处理模块11中，或设置在GPON处理模块13中。因此类似于上述模块之间结构的变化也应为本发明实施例保护范围所涵盖。
通过本发明实施例上述基站，因为在该基站中设置相应的QoS映射，从而实现802.16连接与GPON连接的转换，使GPON能够作为802.16的回程。
通过以上的实施方式的描述，本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平台的方式来实现，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一个存储介质中，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。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，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，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种GPON作为802.16回程时的QoS保证方法，其特征在于，包括以下步骤：
通过802.16和GPON的业务类型和/或连接方式，建立802.16和GPON的QoS映射；
所述建立802.16和GPON的QoS映射包括：
根据所述802.16业务类型和所述GPON业务类型的特点，建立所述802.16的业务类型与所述GPON中业务容器T-CONT类型的QoS映射；
所述802.16的业务类型与所述GPON中业务容器T-CONT类型的QoS映射具体为：
UGS映射T-CONT类型4：固定带宽；
rt-PS和ert-PS映射T-CONT类型3：保证带宽；
nrt-PS映射T-CONT类型2：非保证带宽；
BE映射T-CONT类型1：尽力而为带宽；
根据建立的所述QoS映射，在基站中实现所述802.16连接和所述GPON连接的QoS转换。
2.如权利要求1所述的GPON作为802.16回程时的QoS保证方法，其特征在于，所述建立802.16和GPON的QoS映射具体包括：
建立所述802.16中业务流标识SFID或连接标识CID与所述GPON中千兆位无源光网络封装模式端口标识GEM port ID的QoS映射。
3.如权利要求1所述的GPON作为802.16回程时的QoS保证方法，其特征在于，所述建立802.16和GPON的QoS映射具体包括：
建立所述基站/扇区/基站频点与所述GPON接口/ONU/ONT的QoS映射。
4.如权利要求3所述的GPON作为802.16回程时的QoS保证方法，其特征在于，在所述建立基站/扇区/基站频点与所述GPON接口/ONU/ONT的QoS映射之后，还包括：
建立所述802.16中扇区/频点与所述GPON中T-CONT的映射；
建立所述扇区/基站频点中用户站SS或业务类型与对应ONU的GEM port的映射。
5.如权利要求1所述的GPON作为802.16回程时的QoS保证方法，其特征在于，所述建立802.16和GPON的QoS映射具体包括：
建立所述基站/扇区/频点与多T-CONT的映射；
根据所述基站/扇区/频点的业务类型，建立所述业务类型与T-CONT的映射。
6.如权利要求5所述的GPON作为802.16回程时的QoS保证方法，其特征在于，在所述建立所述业务类型与T-CONT的映射之后，还包括：
建立所述业务类型中用户站SS与对应的T-CONT中GEM port的映射，或者，建立所述业务类型中业务流SFID或CID与对应的T-CONT中GEM port的映射。
7.如权利要求1所述的GPON作为802.16回程时的QoS保证方法，其特征在于，所述建立802.16和GPON的QoS映射具体包括：
建立所述基站/扇区/频点中针对每个用户站SS的连接与多T-CONT的映射。
8.如权利要求7所述的GPON作为802.16回程时的QoS保证方法，其特征在于，在所述建立基站/扇区/频点中用户站SS与多T-CONT的映射之后，还包括：
建立所述用户站SS中业务类型与对应T-CONT中GEM port的映射，或者，建立所述用户站SS中业务类型与单T-CONT的映射。
9.如权利要求8所述的GPON作为802.16回程时的QoS保证方法，其特征在于，在所述建立所述用户站SS中业务类型与单T-CONT的映射之后，还包括：
建立所述业务类型中业务流SFID或CID与对应的单T-CONT中GEMport的映射。
10.一种基站，其特征在于，所述基站采用GPON作为回程，所述基站包括802.16处理模块、QoS映射模块和GPON处理模块，
所述802.16处理模块，用于进行相应802.16的物理层和MAC层的处理；
所述GPON处理模块，用于进行相应GPON处理；
所述QoS映射模块，用于通过802.16和GPON的业务类型和/或连接方式，建立802.16和GPON的QoS映射，实现所述802.16处理模块和所述GPON处理模块连接的QoS转换；
所述建立802.16和GPON的QoS映射包括：
根据所述802.16业务类型和所述GPON业务类型的特点，建立所述802.16的业务类型与所述GPON中业务容器T-CONT类型的QoS映射；
所述802.16的业务类型与所述GPON中业务容器T-CONT类型的QoS映射具体为：
UGS映射T-CONT类型4：固定带宽；
rt-PS和ert-PS映射T-CONT类型3：保证带宽；
nrt-PS映射T-CONT类型2：非保证带宽；
BE映射T-CONT类型1：尽力而为带宽。
11.如权利要求10所述基站，其特征在于，所述QoS映射模块包括业务类型映射子模块，用于根据所述802.16业务类型和所述GPON业务类型的特点，建立所述802.16的业务类型与所述GPON中业务容器T-CONT类型的QoS映射。
12.如权利要求10或11所述基站，其特征在于，所述QoS映射模块还包括连接映射子模块，用于实现所述802.16连接和所述GPON连接的QoS转换。
13.一种GPON作为802.16回程时的QoS保证系统，其特征在于，包括基站、服务节点和至少一个用户站，所述基站与所述服务节点通过GPON连接，所述基站与所述用户站通过802.16连接，所述基站还用于实现通过802.16和GPON的业务类型和/或连接方式，建立802.16和GPON的QoS映射，所述802.16连接和所述GPON连接的QoS转换；
所述建立802.16和GPON的QoS映射包括：
根据所述802.16业务类型和所述GPON业务类型的特点，建立所述802.16的业务类型与所述GPON中业务容器T-CONT类型的QoS映射；
所述802.16的业务类型与所述GPON中业务容器T-CONT类型的QoS映射具体为：
UGS映射T-CONT类型4：固定带宽；
rt-PS和ert-PS映射T-CONT类型3：保证带宽；
nrt-PS映射T-CONT类型2：非保证带宽；
BE映射T-CONT类型1：尽力而为带宽。
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