CN101568047A - 以太网无源光网络对多业务的支持方法、装置和系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种以太网无源光网络对多业务的支持方法，包括：在每个光网络单元ONU逻辑芯片中，对以太网报文进行流分类，所述每个ONU逻辑芯片包括至少两个逻辑链路通道；对经过流分类的以太网报文进行层次化服务质量HQoS处理。相应的本发明实施例还公开了一种ONU逻辑芯片和EPON系统，通过本发明实施例提供的技术方案，能够使ONU逻辑芯片更好的支持多用户和多业务。

Description

以太网无源光网络对多业务的支持方法、装置和系统

技术领域

本发明涉及光网络技术，特别涉及一种以太网无源光网络对多业务的支持方法、装置和系统。

背景技术

EPON是把以太网技术(Ethernet)同无源光网络(PON)紧密结合的光纤接入网络。如图1和图2所示，EPON系统由光线路终端(OLT)、光分配网络(ODN)和光网络单元(ONU)组成，OLT为EPON局端设备，负责管理、监控和维护整个EPON系统；ONU为EPON远端设备，负责用户和业务的接入功能；光分配网络(ODN)包括无源分光器(POS)和光纤线路(Fiber)，OLT通过ODN连接到一个或多个ONU，即所谓的点对多点(P2MP)拓扑结构。这里，将从OLT到ONU的方向称为下行(DS，DownStream)，如图1所示；将从ONU到OLT的方向称为上行(US，UpStream)，如图2所示。

通常一个ONU只支持一个逻辑链路标识(LLID)，相关的QoS技术也只是这个LLID包含的8个802.1p优先级队列，面对日益增长的宽带接入用户数量和业务需求(比如VoIP、IPTV等)，这样的规格和特性显得越来越力不从心，更不用说多住户单元(MDU)和多商户单元(MTU)等多用户和多业务接入的ONU产品类型了。因此为了更好的解决EPON的多用户问题，现有技术中出现了能支持多个LLID的ONU。

但是，上述的多LLID的ONU，要么只能和自家的OLT芯片对接，不具备互联互通的兼容性，要么仅仅是在ONU逻辑芯片内简单地集成了多个LLID的功能逻辑，无法同时支持多用户和多业务。

发明内容

本发明实施例提供一种以太网无源光网络对多业务的支持方法、装置和系统，使ONU逻辑芯片更好的支持多用户和多业务。

本发明实施例提供一种以太网无源光网络对多业务的支持方法，包括：

在每个光网络单元ONU逻辑芯片中，对以太网报文进行流分类，所述每个ONU逻辑芯片包括至少两个逻辑链路通道；

对经过流分类的以太网报文进行层次化服务质量HQoS处理。

本发明实施例提供一种ONU逻辑芯片，所述ONU逻辑芯片包括至少两个逻辑链路通道，所述ONU逻辑芯片还还包括：

流分类模块，用于对以太网报文进行流分类；

HQoS处理模块，用于对经过流分类的以太网报文进行层HQoS处理。

本发明实施例提供一种无源光网络EPON系统，包括光线路终端OLT、光分配网络ODN和至少一个ONU，所述ONU包括至少两个逻辑链路通道，其特征在于，

所述OLT，用于负责管理、监控和维护所述EPON系统；

所述ODN，用于连接所述OLT和所述ONU，分发下行数据并集中上行数据；

所述ONU，用于对以太网报文进行流分类；对经过流分类的以太网报文进行HQoS处理。

本发明实施例通过以上技术方案，在ONU逻辑芯片内设计实现多个逻辑链路标识(LLID)，并结合层次化服务质量(HQoS)特性和功能，对以太网业务报文进行HQoS处理，从而能够在业务层面而不仅仅是在EPON链路层面支持多用户，可以增强ONU逻辑芯片对多用户和多业务的接入能力，使得ONU逻辑芯片可以更好地用于MTU、MDU等产品中。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1现有技术中EPON系统下行数据传输示意图；

图2现有技术中EPON系统上行数据传输示意图；

图3本发明实施例提供的以太网无源光网络对多业务的支持方法示意图；

图4本发明实施例提供的HQoS示意图；

图5本发明实施例提供的ONU逻辑芯片结构示意图；

图6本发明实施例提供的HQoS处理模块结构示意图；

图7本发明实施例提供的EPON系统示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图3所示，本发明实施例提供一种以太网无源光网络对多业务的支持方法，包括：

S110，在ONU逻辑芯片内定义和实现至少两个逻辑链路通道；

需要说明的是，可以将ONU逻辑芯片中的物理通道，逻辑的分为多个逻辑链路通道，并对每个逻辑链路通道进行独立的参数配置(比如MAC地址)、发现和注册，每个逻辑链路通道在注册以后，OLT会分配给每个逻辑链路通道一个逻辑链路标识(LLID)。

本发明实施例在ONU逻辑芯片内定义和实现了多个LLID，每个LLID就相当于一个传统意义上的“虚拟的ONU”，这些“虚拟的ONU”是在同一逻辑芯片中、共用同一个光模块、同一路分支光纤。这样就能够完全兼容现有的EPON标准协议和技术要求，因为OLT无需区分是“单LLID的ONU”还是“多LLID的ONU”，那么现有的OLT逻辑芯片无需修改即可对这两种ONU进行统一管理，或者说，这两种ONU可以在同一个EPON系统中共存，这就为产品的平滑过渡和升级提供了良好的支持。

需要说明的是，该步骤可以预先执行，也可以在ONU使用过程中执行，并不做特别的限定。

在ONU逻辑芯片内定义和实现多个LLID后，OLT发送的以太网报文到达ONU以后，ONU逻辑芯片RS子层模块要根据以太网报文前导符(Preamble)中的LLID域(2个字节)，对以太网报文进行LLID过滤，各个ONU将自己应该接收的以太网报文(例如，OLT发送给本ONU或广播给所有ONU的以太网报文)，接收下来送给后续模块进一步处理，而将其它自己不需要接收的以太网报文(例如，OLT发送给其它ONU的以太网报文)过滤删除掉。

由于本发明实施例中的ONU支持多个LLID，所以ONU会给每个接收下来的以太网报文附带一个LLID index属性，用以标识每个以太网报文是属于哪个LLID。这里的LLID index是ONU逻辑芯片内的多个LLID的一个索引编号，一般从0开始，比如在一个实施例中可以为LLID 0、LLID 1、......，或者在另一个实施例中还可以为LLID#0、LLID#1、......，不做特别的限定。

如EPON标准协议中的定义，上述的每个LLID可以支持8个802.1p优先级队列，这样整个ONU逻辑芯片就能够支持超过8个上行优先级队列(比如，一个ONU逻辑芯片有8个LLID，这个ONU逻辑芯片就能支持8×8个优先级队列＝64个优先级队列)，这就为多用户和多业务的支持提供了坚实的基础。

S120，在每个ONU逻辑芯片中，对以太网报文进行流分类；

需要说明的是，每个ONU逻辑芯片包含多个LLID。要实现HQoS，ONU逻辑芯片首先对以太网报文进行流分类。流分类的结果细分到每个用户的每个业务优先级，或者说细分到QoS要控制的最小单元，一个流标识一个用户的其中一种优先级业务，这样后面的QoS手段才能应用到具体的用户业务流中。

例如，以两个LLID，LLID 0和LLID 1为例，LLID 0传输用户1的报文，LLID 1传输用户2的报文，而每个用户的报文又包括优先级不同的业务流，对用户1和用户2的报文进行流分类后，每个用户的不同优先级业务都可以用各个流来标识。

S130，对S120中经过流分类的以太网报文进行层次化QoS(HQoS)处理；

HQoS的实现中，层次的划分可以基于用户、楼层、小区等，或者同一个用户的不同业务也可以分成不同的级。每级QoS处理的分级层次可以相同，也可以不同。具体分多少级和如何分级，取决于组网形式和用户需求。只有进行分级处理，才能实现对多用户不同业务QoS的支持。否则，用户优先级和业务优先级会互相影响，比如低优先级用户的高优先级业务，会影响高优先级用户的低优先级业务。

具体的，如图4所示，实现HQoS的具体步骤如下：

S131，对经过S120中流分类的以太网报文进行多级流量限速；

在一个实施例中，为了有效地利用有限的网络资源，需要对用户访问网路时所占用的带宽进行相应的限制，从而保证每个用户的利益。

例如，以两个LLID，LLID 0和LLID 1为例，LLID 0传输用户1的业务流，LLID 1传输用户2的业务流，用户1的业务主要是网络游戏，需要较高带宽，用户2主要是浏览网页，需要较少的带宽。在一个实施例中，就可以对用户2的带宽进行限制，将更多的带宽提供给用户1。当然在另一个实施例中，如果用户1占用了很高的带宽，影响到用户2的业务时，也可以对用户1的带宽进行限制。

需要说明的是，每个用户业务流可以经过多级流量限速，例如用户1的业务除了网络游戏还包括在线视频等，这样就需要对每个业务流进行分级流量限速，也就是多级流量限速。比如在用户1进行网络游戏的时候，可以限制一下用户1的带宽，在用户1进行在线视频的时候，可以适当的提高一下用户1的带宽。可以使用双速三色CAR(Committed Access Rate，承诺接入速率)算法或者单速三色CAR算法等令牌桶算法进行多级流量限速。

S132，对以太网报文进行多级拥塞管理；

在一个实施例中，当报文的到达速度大于接口发送报文的速度时，在接口处就会产生拥塞，如果没有足够的存储空间来保存这些报文，它们其中的一部分就会丢失。报文的丢失又可能导致发送该报文的设备因超时而重传此分组，这样将导致恶性循环。拥塞管理就是当拥塞发生时，制定一个资源调度策略，决定报文转发的处理次序，从而减少拥塞。

拥塞管理的策略包括但不限于，主动队列管理算法(如RED(Random EarlyDetection，早期随机丢弃))算法、丢尾算法等。

S133，对以太网报文进行多级队列调度；

在一个实施例中，多级队列调度能够控制单个业务或多个业务的总带宽，真正实现业务接入侧服务质量的保证。

在多用户(例如多个LLID)接入的情况下，总接入带宽为100Mb/s，被多个用户共享。在这种情况下，层次化服务质量技术的优势得以进一步发挥。多级队列调度控制不同层面上的带宽资源，使整个带宽资源得到充分共享，同时每个用户业务的服务质量也能够得到保证。

ONU逻辑芯片会对以太网报文进行多级队列调度，每一级的调度算法均可配置，包括但不限于绝对优先级调度(SP，Strict Priority)、简单轮询(RR，Round Robin)、加权轮询(WRR，Weighted Round Robin)、赤字轮询(DRR，Deficit Round Robin)等，或者是上述调度算法的混合。每一级调度算法的选择和参数配置都跟具体业务相关。

S134，对以太网报文进行多级流量整形；

在一个实施例中，流量整形是对流量进行一种控制的手段，就是对输出的流量进行控制，避免不必要的报文丢弃和拥塞。

需要说明的是，步骤S131～S134可以相互独立的执行，也可以相互结合的执行。例如，步骤S132可以和步骤S131独立进行，也可以在S131的基础上进行。

需要说明的是，进行HQoS处理，包括多级流量限制、多级拥塞管理、多级队列调度和多级流量整形等QoS技术手段，每一个QoS都是可以分级的，每个QoS分级层次可以相同，也可以不同。具体分多少级和如何分级，可以根据于组网形式和用户需求进行灵活处理，从而减少用户优先级和业务优先级之间的互相影响。

需要说明的是，本实施例中的，对以太网报文进行流分类，并且对流分类后的报文进行HQoS处理，既适用于EPON系统中的上行业务报文，也适用于EPON系统中的下行业务报文。

本发明实施例通过以上技术方案，在ONU逻辑芯片内设计实现多个逻辑链路标识(LLID)，并结合层次化服务质量(HQoS)特性和功能，对以太网业务报文进行HQoS处理，从而能够在业务层面而不仅仅是在EPON链路层面支持多用户，可以显著地增强ONU逻辑芯片对多用户和多业务的接入能力，使得ONU逻辑芯片可以更好地用于MTU、MDU等产品中。

如图5所示，本发明实施例提供一种ONU逻辑芯片，对以太网无源光网络对多业务进行，该ONU逻辑芯片包括至少两个逻辑链路通道，还包括：

流分类模块210，用于对以太网报文进行流分类；

需要说明的是，每个ONU逻辑芯片包含多个LLID。要实现HQoS，ONU逻辑芯片中的流分类模块210首先对以太网报文进行流分类。

流分类的结果细分到每个用户的每个业务优先级，或者说细分到QoS要控制的最小单元，一个流标识一个用户的其中一种优先级业务，这样后面的QoS手段才能应用到具体的用户业务流中。

HQoS处理模块220，对经过流分类模块210流分类的以太网报文进行层次化QoS(HQoS)处理；

需要说明的是，HQoS的实现中，层次的划分可以基于用户、楼层、小区等，或者同一个用户的不同业务也可以分成不同的级。每级QoS处理的分级层次可以相同，也可以不同。具体分多少级和如何分级，取决于组网形式和用户需求。只有进行分级处理，才能实现对多用户不同业务QoS的支持。否则，用户优先级和业务优先级会互相影响，比如低优先级用户的高优先级业务，会影响高优先级用户的低优先级业务。

进一步，在另一个实施例中，如图6所示，HQoS处理模块220还可以包括：

流量限速单元221，用于对经过流分类模块210流分类的以太网报文进行多级流量限速；

为了有效地利用有限的网络资源，流量限速单元221对用户访问网路时所占用的带宽进行相应的限制，从而保证每个用户的利益。

例如，以两个LLID，LLID 0和LLID 1为例，LLID 0传输用户1的业务流，LLID 1传输用户2的业务流，用户1的业务主要是网络游戏，需要较高带宽，用户2主要是浏览网页，需要较少的带宽。在一个实施例中，流量限速单元221就可以对用户2的带宽进行限制，将更多的带宽提供给用户1。当然在另一个实施例中，如果用户1占用了很高的带宽，影响到用户2的业务时，流量限速单元221也可以对用户1的带宽进行限制。

需要说明的是，每个用户业务流可以经过多级流量限速，例如用户1的业务除了网络游戏还包括在线视频等，这样流量限速单元221就需要对每个业务流进行分级流量限速，也就是多级流量限速。比如在用户1进行网络游戏的时候，流量限速单元221可以限制一下用户1的带宽，在用户1进行在线视频的时候，流量限速单元221可以适当的提高一下用户1的带宽。

需要说明的是，多级流量限速的算法包括但不仅限于，双速三色CAR(Committed Access Rate，承诺接入速率)算法或者单速三色CAR算法等令牌桶算法。

拥塞管理单元222，用于对经过流分类模块210流分类的以太网报文进行多级拥塞管理；

当报文的到达速度大于接口发送报文的速度时，在接口处就会产生拥塞，如果没有足够的存储空间来保存这些报文，它们其中的一部分就会丢失。报文的丢失又可能导致发送该报文的设备因超时而重传此分组，这样将导致恶性循环。当拥塞发生时，拥塞管理单元222根据制定的资源调度策略，决定报文转发的处理次序，从而减少拥塞。

拥塞管理的策略包括但不限于，主动队列管理算法(如RED(Random EarlyDetection，早期随机丢弃))算法、丢尾算法等。

队列调度单元223，用于对经过流分类模块210流分类的以太网报文进行多级队列调度；

队列调度单元223能够控制单个业务或多个业务的总带宽，真正实现业务接入侧服务质量的保证。

需要说明的是，每一级的调度算法均可配置，包括但不限于绝对优先级调度(SP，Strict Priority)、简单轮询(RR，Round Robin)、加权轮询(WRR，Weighted Round Robin)、赤字轮询(DRR，Deficit Round Robin)等，或者是上述调度算法的混合。每一级调度算法的选择和参数配置都跟具体业务相关。

流量整形单元224，用于对经过流分类模块210流分类的以太网报文进行多级流量整形；

领域普通技术人员可以理解，上述实施例中的模块或单元之间可以通过互相结合来实现各独立模块或单元的功能。

本发明实施例通过以上技术方案，在ONU逻辑芯片内设计实现多个逻辑链路标识(LLID)，并结合层次化服务质量(HQoS)特性和功能，对以太网业务报文进行HQoS处理，从而能够在业务层面而不仅仅是在EPON链路层面支持多用户，可以显著地增强ONU逻辑芯片对多用户和多业务的接入能力，使得ONU逻辑芯片可以更好地用于MTU、MDU等产品中。

如图7所示，本发明实施例提供一种EPON系统，包括OLT 10，光分配网络20和至少一个ONU 30；

OLT 10用于，负责管理、监控和维护整个EPON系统

光分配网络20用于，连接OLT和ONU，分发下行数据，并集中上行数据；光分配网络一般包括POS和光纤线路。

ONU 30用于，对以太网报文进行流分类；对经过流分类的以太网报文进行层次化QoS(HQoS)处理。

ONU 30的具体结构和功能，在一个实施例中可以如图5提供的实施例所示，在另一个实施例中也可以为图5和图6提供的实施例所示，在此不再赘述。

本发明实施例通过以上技术方案，在ONU逻辑芯片内设计实现多个逻辑链路标识(LLID)，并结合层次化服务质量(HQoS)特性和功能，对以太网业务报文进行HQoS处理，从而能够在业务层面而不仅仅是在EPON链路层面支持多用户，可以显著地增强ONU逻辑芯片对多用户和多业务的接入能力，使得ONU逻辑芯片可以更好地用于MTU、MDU等产品中。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。

以上所述仅为本发明的几个实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的可以对本发明进行各种改动或变型而不脱离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1、一种以太网无源光网络对多业务的支持方法，其特征在于，包括：

在每个光网络单元ONU逻辑芯片中，对以太网报文进行流分类，所述每个ONU逻辑芯片包括至少两个逻辑链路通道；

对经过流分类的以太网报文进行层次化服务质量HQoS处理。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述每个ONU逻辑芯片内定义和实现至少两个逻辑链路通道，每个逻辑链路通道分配一个逻辑链路标识LLID。

3、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对经过流分类的以太网报文进行HQoS处理，包括：

对所述经过流分类的以太网报文进行多级流量限速。

4、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对经过流分类的以太网报文进行HQoS处理，包括：

对所述经过流分类的以太网报文进行多级拥塞管理。

5、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对经过流分类的以太网报文进行HQoS处理，包括：

对所述经过流分类的以太网报文进行多级队列调度。

6、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对经过流分类的以太网报文进行HQoS处理，包括：

对所述经过流分类的以太网报文进行多级流量整形。

7、一种ONU逻辑芯片，所述ONU逻辑芯片包括至少两个逻辑链路通道，其特征在于，所述ONU逻辑芯片还还包括：

流分类模块，用于对以太网报文进行流分类；

HQoS处理模块，用于对经过流分类的以太网报文进行层HQoS处理。

8、如权利要求7所述的ONU逻辑芯片，其特征在于，所述HQoS处理模块包括：

流量限速单元，用于对经过流分类的以太网报文进行多级流量限速；

拥塞管理单元，用于对经过流分类的以太网报文进行多级拥塞管理；

队列调度单元，用于对经过流分类的以太网报文进行多级多级队列调度；

流量整形单元，用于对经过流分类的以太网报文进行多级流量整形。

9、一种无源光网络EPON系统，包括光线路终端OLT、光分配网络ODN和至少一个ONU，所述ONU包括至少两个逻辑链路通道，其特征在于，

所述OLT，用于负责管理、监控和维护所述EPON系统；

所述ODN，用于连接所述OLT和所述ONU，分发下行数据并集中上行数据；

所述ONU，用于对以太网报文进行流分类；对经过流分类的以太网报文进行HQoS处理。

10、如权利要求9所述的EPON系统，其特征在于，所述ONU具体用于，

对以太网报文进行流分类；对经过流分类的以太网报文进行多级流量限速、多级拥塞管理、多级队列调度和多级流量整形中的一种或者几种处理。

Images