CN101420639A - 配有pon口及ge口的光网络单元设备、网络系统及实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种配有光网络单元设备的网络系统，该光网络单元设备包括单播业务PON端口、组播业务GE端口。上述网络系统配有至少一光网络单元设备，同时还包括接入控制路由器、组播GE控制器、组播EDFA光放大器、组播GE分光器、单播OLT、单播PON分光器。本发明通过在光网络单元设备中设置单播业务PON端口及组播业务GE端口，使得一个局端OLT设备下的所有用户可以共享组播业务数据流以节省接入网络带宽，系统有更多的带宽供单播业务使用。

Description

配有PON口及GE口的光网络单元设备、网络系统及实现方法

技术领域

本发明属于以太无源光网络技术领域，涉及一种光网络单元设备，同时涉及一种利用该光网络单元设备的网络系统、及网络系统的实现方法。

背景技术

目前千兆以太无源光网络(GEPON)技术主要应用于组建三网合一的高性能宽带综合接入网。其主要承载的业务包括数据业务(宽带上网)、语音业务(VOIP)、视频业务(IPTV、VOD等)。现有GEPON的典型组网方式如图1所示。每个光网络单元(ONU)通过一个无源光网络口(PON口)通过分光器与光线路终端(OLT)连接。ONU内部通常集成一个交换芯片，该交换芯片用来扩展与用户连接的用户网络接口(UNI接口)数目。尽管每个ONU的PON口带宽为1Gbps，由于GEPON特点是下行数据广播方式传输，也就是说，下行的所有数据都会到达每个ONU，ONU根据自己的逻辑链路号(LLID)来过滤属于自己的数据。当OLT与ONU连接的分光比为1：N时，实际的情况是N个ONU共享1Gbps带宽。

在这种典型的GEPON组网方案中，一个ONU通过M个UNI口与M个用户连接，而这M个用户则通过这个ONU的交换芯片进行数据的汇聚交换，共享同一个ONU的网络带宽。而当GEPON网络需要同时承载单播业务和组播业务时，由于组播业务将占用OLT与ONU之间的大量带宽，造成OLT与该ONU之间单播业务的带宽受到组播业务的制约。若为了保证用户组播带宽和较高的单播业务数据并发率，则只能减少ONU所带的用户数量来达到此目的。这样不仅增加运营成本，而且不能发挥GEPON网络中组播业务数据最大可能共享的特性。

如果系统中采用双PON口的ONU，将单播业务和组播业务在物理链路上进行分离，利用其中一路PON专门承载组播业务，可以达到扩展OLT与ONU之间传输带宽的目的，但这样会在接入相同数量用户的情况下，使ONU侧和OLT侧PON的使用数量翻倍，大大增加GEPON系统应用部署的成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种集成PON口和GE(千兆以太网)光口综合上联的光网络单元设备，能够在GEPON组网时，与局端设备OLT的一个单播业务PON端口和一个组播业务GE端口分别连接，其中GE链路承载组播业务，PON链路承载非组播业务，其中最典型的为单播业务。通常的GE链路是点对点连接，在本发明中，由于GE链路只用来承载从OLT到ONU设备的下行组播业务，因此将GE链路设计为单纤下行的点对多点连接。同时考虑到GE链路在进行大比例分光后造成的光功率损耗，应在OLT设备组播业务GE端口出纤处增设EDFA光放大设备，对GE链路下行的光功率进行放大后传输。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种配有PON端口及GE端口的光网络单元设备，该设备包括：

组播业务GE端口，用于接收并转发组播业务数据；

单播业务PON端口，用于转发业务请求并转发非业务的组播数据、广播数据以及单播数据；

若干用户网络端口，与所述单播业务PON端口和组播业务GE端口连接，用于发送用户的请求并接收单播业务PON端口或组播业务GE端口数据；

ONU控制器，分别与所述单播业务PON端口、组播业务GE端口、及用户网络接口相连接，用于终结用户的组播业务请求，并根据收到的用户请求，控制单播业务PON端口或组播业务GE端口与用户网络接口连接并向所述用户网络接口发送数据。

一种配有权利要求1所述光网络单元设备的网络系统，其特征在于：该网络系统配有至少一光网络单元设备，同时还包括接入控制路由器、组播GE控制器、组播EDFA光放大器、组播GE分光器、单播OLT、单播PON分光器；

所述接入控制路由器包括组播业务端口和单播业务端口；该组播业务端口与OLT的组播业务端口连接，向OLT直接推送组播业务数据；该单播业务端口与OLT的单播业务端口连接，接收OLT的单播业务请求，并根据OLT的单播业务请求发送单播业务数据；

所述组播GE控制器与所述接入控制路由器、组播EDFA光放大器连接，用于传输组播业务，向所述组播EDFA光放大器转发所述接入控制路由器的组播业务数据；

所述组播EDFA光放大器与组播GE分光器连接，用于将组播GE控制器发送的组播业务数据光信号进行放大；

所述组播GE分光器与所述各光网络单元设备连接，用于将组播信号分成多份，向所述组播业务GE端口转发组播GE控制器的组播业务数据；

所述单播OLT与所述接入控制路由器、单播OLT分光器连接，用于传输单播业务，向所述接入控制路由器转发单播OLT分光器的用户请求，向所述单播OLT分光器转发所述接入控制路由器的单播业务数据；

所述单播PON分光器与所述光网络单元设备连接，用于将单播信号分成多份，向所述单播OLT转发所述单播业务PON端口的用户请求，向单播业务PON端口转发单播OLT的单播业务数据。

根据权利要求2所述的网络系统，其特征在于：所述组播EDFA光放大器输出的光功率可调，保证GE链路经过大比例分光后到达所述光网络单元设备时的光功率在接收范围之内。

权利要求2至3任意一项所述网络系统的实现方法，其特征在于：该方法包括；

步骤一、用户通过用户网络接口向ONU控制器发送单播或组播业务请求，如果是组播业务请求，则进入步骤二，如果是单播业务请求，转至步骤五；

步骤二、ONU控制器控制组播业务GE端口与该用户网络接口建立连接，同时终结用户组播业务请求，所述用户请求经过处理后形成组播转发表，该表中包含所述用户通过用户网络接口申请的组播组信息；进入步骤三；

步骤三、接入控制路由器将全部的组播组数据直接从组播业务端口推送出来，所述数据依次经过组播GE控制器、组播EDFA光放大器、组播GE分光器传至组播业务GE端口，组播业务GE端口向ONU控制器发送所述组播业务数据信息；进入步骤四；

步骤四、ONU控制器判断所述组播业务数据是否为该光网络单元设备内用户所申请，如果结果为否，则丢弃该数据，如果结果为是，则根据ONU控制器内的组播转发表中的用户网络接口的信息将所述组播业务数据发送给接收用户组播业务请求的用户网络接口；转至步骤八；

步骤五、ONU控制器控制单播业务PON端口与该用户网络接口建立连接，同时向单播业务PON端口转发用户请求，所述用户请求依次经过单播OLT分光器、单播OLT传至所述接入控制路由器单播业务端口；进入步骤六；

步骤六、接入控制路由器根据用户请求发送相应的单播业务数据，所述数据依次经过单播OLT、单播PON分光器传至单播业务PON端口，单播业务PON端口向ONU控制器发送所述单播业务数据信息；进入步骤七；

步骤七、ONU控制器判断所述单播业务数据是否为该ONU内用户所申请，如果结果为否，

则丢弃该数据，如果结果为是，则根据ONU控制器内的MAC地址表中的用户网络接口的信息

将所述单播业务数据发送给发送单播业务请求的用户网络接口；转至步骤八；

步骤八、完成。

本发明的有益效果在于：本发明通过将原来GEPON系统的每个ONU(只出一个PON口)所

带用户需要的组播业务数据通道合并到1条GE链路中，使得一个局端OLT设备下的所有用户可以共享组播业务数据流以节省接入网络带宽，系统有更多的带宽供单播业务使用。在本发明系统中用户使用组播业务和单播业务的带宽情况如下：若每个ONU接N个用户，且有M个ONU与一个单播OLT相连，局端设备能够提供L个单播OLT，则这L×M个ONU可以通过点到多点连接方式与一个组播GE控制器相连，因此这L×M×N个用户可以共享1Gbps带宽的组播业务带宽。假设目前1套标准清晰度IPTV电视频道所需带宽为6Mbps，则这L×M×N个用户可以同时收看约166个频道。并且每M×N个用户可以共享1Gpbs的单播业务带宽。避免了下行组播业务承载需占用PON链路带宽问题，极大的提高了PON链路的带宽利用率，从而解决了GEPON应用于FTTB组网时，支持IPTV组播业务会造成用户平均单播业务带宽低的缺陷。与此同时，组播业务GE端口的成本低于单播业务PON端口的成本，本发明可以有效减少GEPON系统应用部署的成本。

附图说明

图1为现有的单PON口网络单元组网实现示意图。

图2为本发明光网络单元设备的结构示意图。

图3为本发明光网络单元组网实现示意图。

图4为本发明方法的实现流程图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。

请参阅图2，本发明揭示了一种光网络单元设备，该设备包括：单播业务PON端口12、组播业务GE端口11、ONU控制器13、若干用户网络端口14。单播业务PON端口12用于转发业务请求并转发非业务的组播数据、广播数据以及单播数据；组播业务GE端口11用于接收并转发组播业务数据；若干用户网络端口14与所述单播业务PON端口和组播业务GE端口连接，用于发送用户的请求并接收单播业务PON端口或组播业务GE端口数据。ONU控制器13分别与所述单播业务PON端口12、组播业务GE端口11、及各用户网络接口14相连接，用于终结用户的组播业务请求，并根据收到的用户请求，控制单播业务PON端口或组播业务GE端口与用户网络接口连接并向所述用户网络接口发送数据。

请参阅图3，本发明提供了一种配有上述光网络单元设备的网络系统，该网络系统配有至少一光网络单元设备1，同时还包括接入控制路由器2、组播GE控制器3、组播EDFA光放大器5、组播GE分光器6、单播OLT4、单播PON分光器7。

所述接入控制路由器2包括组播业务端口和单播业务端口；该组播业务端口与OLT的组播业务端口连接，向OLT直接推送组播业务数据；该单播业务端口与OLT的单播业务端口连接，接收OLT的单播业务请求，并根据OLT的单播业务请求发送单播业务数据。接入控制路由器2连接组播GE控制器3、单播OLT4。

所述组播GE控制器3与所述接入控制路由器2、组播EDFA光放大器5连接，用于传输组播业务，向所述组播EDFA光放大器5转发所述接入控制路由器2的组播业务数据。

所述组播EDFA光放大器5与组播GE分光器6连接，用于将组播GE控制器3发送的组播业务数据光信号进行放大。所述组播EDFA光放大器5输出的光功率可调，保证GE链路经过大比例分光后到达所述光网络单元设备1时的光功率在接收范围之内。

所述组播GE分光器6与所述各光网络单元设备1连接，用于将组播信号分成多份，向所述组播业务GE端口11转发组播GE控制器3的组播业务数据。

所述单播OLT4与单播OLT分光器7连接，用于传输单播业务，向所述接入控制路由器2转发单播OLT分光器7的用户请求，向所述单播OLT分光器7转发所述接入控制路由器2的单播业务数据。

所述单播PON分光器7与所述光网络单元设备1连接，用于将单播信号分成多份，向所述单播OLT 4转发所述单播业务PON端口12的用户请求，向单播业务PON端口12转发单播OLT 4的单播业务数据。

请参阅图4，图4介绍了上述网络系统的实现方法，该方法包括如下步骤：

步骤一、用户通过用户网络接口向ONU控制器发送单播或组播业务请求，如果是组播业务请求，则进入步骤二，如果是单播业务请求，转至步骤五；

步骤二、ONU控制器控制组播业务GE端口11与该用户网络接口建立连接，同时终结用户组播业务请求，所述用户请求经过处理后形成组播转发表，该表中包含所述用户通过用户网络接口申请的组播组信息；进入步骤三；

步骤三、接入控制路由器将全部的组播组数据直接从组播业务端口推送出来，所述数据依次经过组播GE控制器、组播EDFA光放大器、组播GE分光器传至组播业务GE端口11，组播业务GE端口11向ONU控制器发送所述组播业务数据信息；进入步骤四；

步骤四、ONU控制器判断所述组播业务数据是否为该光网络单元设备内用户所申请，如果结果为否，则丢弃该数据，如果结果为是，则根据ONU控制器内的组播转发表中的用户网络接口的信息将所述组播业务数据发送给接收用户组播业务请求的用户网络接口；转至步骤八；

步骤五、ONU控制器控制单播业务PON端口12与该用户网络接口建立连接，同时向单播业务PON端口12转发用户请求，所述用户请求依次经过单播OLT分光器、单播OLT传至所述接入控制路由器单播业务端口；进入步骤六；

步骤六、接入控制路由器根据用户请求发送相应的单播业务数据，所述数据依次经过单播OLT、单播PON分光器传至单播业务PON端口12，单播业务PON端口12向ONU控制器发送所述单播业务数据信息；进入步骤七；

步骤七、ONU控制器判断所述单播业务数据是否为该ONU内用户所申请，如果结果为否，则丢弃该数据，如果结果为是，则根据ONU控制器内的MAC地址表中的用户网络接口的信息将所述单播业务数据发送给发送单播业务请求的用户网络接口；转至步骤八；

步骤八、完成。

以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案。不脱离本发明精神和范围的任何修改或局部替换，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1、一种配有PON端口及GE端口的光网络单元设备，其特征在于，该设备包括：

组播业务GE端口，用于接收并转发组播业务数据；

单播业务PON端口，用于转发业务请求并转发非业务的组播数据、广播数据以及单播数据；

若干用户网络接口，与所述单播业务PON端口和组播业务GE端口连接，用于发送用户的请求并接收单播业务PON端口或组播业务GE端口数据；

ONU控制器，分别与所述单播业务PON端口、组播业务GE端口、及用户网络接口相连接，用于终结用户的组播业务请求，并根据收到的用户请求，控制单播业务PON端口或组播业务GE端口与用户网络接口连接并向所述用户网络接口发送数据。

2、一种配有权利要求1所述光网络单元设备的网络系统，其特征在于：该网络系统配有至少一光网络单元设备，同时还包括接入控制路由器、组播GE控制器、组播EDFA光放大器、组播GE分光器、单播OLT、单播PON分光器；

所述接入控制路由器包括组播业务端口和单播业务端口；该组播业务端口与OLT的组播业务端口连接，向OLT直接推送组播业务数据；该单播业务端口与OLT的单播业务端口连接，接收OLT的单播业务请求，并根据OLT的单播业务请求发送单播业务数据；

所述组播GE控制器与所述接入控制路由器、组播EDFA光放大器连接，用于传输组播业务，向所述组播EDFA光放大器转发所述接入控制路由器的组播业务数据；

所述组播EDFA光放大器与组播GE分光器连接，用于将组播GE控制器发送的组播业务数据光信号进行放大；

所述组播GE分光器与所述各光网络单元设备连接，用于将组播信号分成多份，向所述组播业务GE端口转发组播GE控制器的组播业务数据；

所述单播OLT与所述接入控制路由器、单播OLT分光器连接，用于传输单播业务，向所述接入控制路由器转发单播OLT分光器的用户请求，向所述单播OLT分光器转发所述接入控制路由器的单播业务数据；

所述单播PON分光器与所述光网络单元设备连接，用于将单播信号分成多份，向所述单播OLT转发所述单播业务PON端口的用户请求，向单播业务PON端口转发单播OLT的单播业务数据。

3、根据权利要求2所述的网络系统，其特征在于：所述组播EDFA光放大器输出的光功率可调，保证GE链路经过大比例分光后到达所述光网络单元设备时的光功率在接收范围之内。

4、权利要求2至3任意一项所述网络系统的实现方法，其特征在于：该方法包括：

步骤一、用户通过用户网络接口向ONU控制器发送单播或组播业务请求，如果是组播业务请求，则进入步骤二，如果是单播业务请求，转至步骤五；

步骤二、ONU控制器控制组播业务GE端口与该用户网络接口建立连接，同时终结用户组播业务请求，所述用户业务请求经过处理后形成组播转发表，该表中包含所述用户通过用户网络接口申请的组播组信息；进入步骤三；

步骤三、接入控制路由器将全部的组播组数据直接从组播业务端口推送出来，所述数据依次经过组播GE控制器、组播EDFA光放大器、组播GE分光器传至组播业务GE端口，组播业务GE端口向ONU控制器发送所述组播业务数据信息；进入步骤四；

步骤四、ONU控制器判断所述组播业务数据是否为该光网络单元设备内用户所申请，如果结果为否，则丢弃该数据，如果结果为是，则根据ONU控制器内的组播转发表中的用户网络接口的信息将所述组播业务数据发送给接收用户组播业务请求的用户网络接口；转至步骤八；

步骤五、ONU控制器控制单播业务PON端口与该用户网络接口建立连接，同时向单播业务PON端口转发用户请求，所述用户请求依次经过单播OLT分光器、单播OLT传至所述接入控制路由器单播业务端口；进入步骤六；

步骤六、接入控制路由器根据用户请求发送相应的单播业务数据，所述数据依次经过单播OLT、单播PON分光器传至单播业务PON端口，单播业务PON端口向ONU控制器发送所述单播业务数据信息；进入步骤七；

步骤七、ONU控制器判断所述单播业务数据是否为该ONU内用户所申请，如果结果为否，则丢弃该数据，如果结果为是，则根据ONU控制器内的MAC地址表中的用户网络接口的信息将所述单播业务数据发送给发送单播业务请求的用户网络接口；转至步骤八；

步骤八、完成。

Images