CN101621723B - 一种wdm-pon系统的波长分配方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种WDM-PON系统的波长分配方法，将OAM帧进行扩展，添加波长管理信息，定义一个发送控制消息用的专用波长；通过OLT和ONU中的波长管理单元进行控制消息的交互，分配业务通信用的上下行波长；根据分配成功的业务通信用的上下行波长实现OLT与ONU之间的数据通讯。本发明借用IEEE 802.3ah OAM发现过程的INFO OAMPDU报文，在Organization specificinformation TLV字段中加入波长管理的信息，该报文中的其他字段不用进行任何修改，处理清晰简单、配置灵活，不需修改系统中的硬件单元，完全依靠软件单元处理，成本较低，极大地增加了系统数据传输的速率和精度，同时也能降低系统网络运维的复杂度。

Description

一种WDM-PON系统的波长分配方法

技术领域

本发明涉及WDM-PON系统，具体涉及一种WDM-PON系统的波长分配方法。

背景技术

WDM-PON系统在技术上有很多优势。首先，WDM-PON系统能透明传输各种协议的所有业务流；其次，WDM-PON系统不需改变物理设备就可以升级带宽，因此能够适应未来很长时间的带宽需求，使设备的使用周期更长；第三，由于WDM-PON系统为每个ONU分配一个波长，不同用户之间不共享信息，因此不存在信号可以被WDM-PON系统中所有用户接收而带来安全的问题。

WDM-PON系统可采用注入锁定、反射式半导体光放大器(RSOA)或者可调谐激光器来实现远端ONU光模块的无色设计。特别是在ONU侧，可调谐激光器方式具有低成本、宽波长调谐范围、高输出功率等优点。

基于可调激光器的方案需要在ONU侧控制可调激光器的发送和接收波长，各个ONU通过发送和接收特定的波长，与OLT进行通信。但是，在初始状态下，由于ONU不知道采用哪个波长与OLT进行正常业务通信前的交互，例如请求和确认上下行波长等，所以需要一套波长管理机制实现OLT和ONU之间通过特定的上下行波长进行控制消息和业务数据之间的通信。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是解决WDM-PON系统在初始状态下，ONU不知道采用哪个波长与OLT进行正常业务通信前的交互的问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供一种WDM-PON系统的波长分配方法，所述WDM-PON系统中OLT和ONU之间通过IEEE802.3ah中定义的OAM帧实现动态交互，所述波长分配方法包括以下步骤：

S100、将OAM帧进行扩展，在INFO OAMPDU报文中的Organization specificinformation TLV字段中添加波长管理信息；

S200、OLT和ONU中的波长管理单元通过收发控制消息用的上下行波长进行控制消息的交互，分配业务通信用的上下行波长；

S300、根据分配成功的业务通信用的上下行波长实现OLT与ONU之间的数据通讯。

在上述方案中，步骤S200包括以下步骤：

S201、OLT所属的全部ONU中的波长控制单元分别将其可调激光器的初始发送波长和接收波长均设置为专用初始上下行波长；

S202、OLT以专用初始下行波长向其所属的多个ONU广播发送Gate控制消息，将收发控制消息用的上下行波长分配给每一个ONU；

S203、收到Gate控制消息的ONU通过收发控制消息用的上行波长发送Request控制消息给OLT，请求分配业务通信用的上下行波长；

S204、OLT收到ONU发出的Request控制消息后，查看其波长控制单元中的波长分配表，并通过收发控制消息用的下行波长向该ONU发送Allocation控制消息，分配未使用的业务通信用的上下行波长给该ONU；

S205、ONU收到OLT的Allocation控制消息后，通过该ONU的波长控制单元调整可调激光器的发送和接收波长使其与业务通信用的上下行波长一致，并以业务通信用的上行波长发送Ack控制消息给OLT，确认业务通信用的上下行波长；

S206、OLT调整波长管理表。

所述Gate控制消息包含对应ONU的ONU ID号、Gate控制消息类型MSG ID和收发控制消息用的上下行波长；

所述Request控制消息包含发起请求的ONU的ONE ID、Request控制消息类型MSG ID、业务通信用的上下行波长和ONU SN；

所述Allocation控制消息包含发往发起请求的ONU的ONU ID、Allocation控制消息类型MSG ID、业务通信用的上下行波长和ONU SN；

所述Ack控制消息包含发起请求ONU的ONU ID、Ack控制消息类型MSG ID、业务通信用的上下行波长和ONU SN。

本发明的目的是针对上述现有WDM-PON系统中存在的波长管理问题，提供了一种新的波长分配方法，利用WDM-PON系统现有的OAM帧格式，对其中保留的内容进行扩展，增加了波长管理信息，通过OLT和ONU中的波长管理单元，进行控制消息的交互，分配业务通信用的上下行波长，从而进行正常的业务信息传递，该方式降低了处理的难度，并能快速调整ONU侧可调激光器的收发波长，极大地增加了系统数据传输的速率和精度，同时也能降低系统网络运维的复杂度。

附图说明

图1表示WDM-PON系统结构示意图；

图2表示WDM-PON系统的波长分配方法流程图；

图3表示包含收发控制消息专用上、下行波长的INFO OAMPDU报文结构示意图；

图4表示发送波长请求控制消息用的INFO OAMPDU报文结构示意图；

图5表示发送波长分配控制消息用的INFO OAMPDU报文结构示意图；

图6表示发送波长确认控制消息用的INFO OAMPDU报文结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作出详细的说明。

图1为WDM-PON系统结构示意图，如图1所示，WDM-PON系统包括光线路终端(OLT)，OLT通过OLT端的合波分波器AWG将光信号合波后输出，在光纤链路的输出端经ONU侧的合分波器件AWG后输出至多个光网络单元(ONU)，OLT上设有管理每个下联ONU的业务通信用波长的波长管理表，OLT和ONU之间通过波长管理表进行波分复用通信。其中，OLT包括该侧的IEEE802.3ah OAM扩展单元、波长控制单元和若干光模块单元，ONU包括该侧的IEEE802.3ah OAM扩展单元、波长控制单元和光模块单元。

本发明提供了一种WDM-PON系统波长分配方法，用于解决WDM-PON系统在初始状态下ONU不知道采用哪个波长与OLT进行正常业务通信前的交互问题，在该WDM-PON系统中，OLT应支持IEEE802.3中clause57规定的OAM功能，此外，还可以采用organization specific extension机制实现IEEE802.3中所未规定的扩展的管理维护功能。该方法是通过将OAM帧进行扩展，在OAM帧中的INFO OAMPDU报文中的Organization specific information TLV字段进行扩展来实现的，扩展的OAM帧完成发现之后再进行业务信息的传输。

INFO OAMPDU报文采用标准的IEEE 802.3ah OAM PDU报文，只是对其中的Organization specific information TLV字段进行了扩展，增加了用于承载波长管理的控制信息。通过OLT和ONU中的波长管理单元进行控制消息的交互，并通过控制消息确定分配业务通信用的上下行波长；最后根据分配成功的业务通信用的上下行波长实现OLT与ONU之间的数据通讯。

图2为WDM-PON系统的波长分配方法流程图，首先，OLT所属的ONU的波长控制单元分别将其可调激光器的初始发送波长和接收波长均设置为一个固定的专用初始上、下行波长，然后按以下步骤进行波长分配：

S202、OLT以专用初始下行波长给其所属的多个ONU广播发送Gate控制消息，将收发控制消息用的上下行波长分配给每一个ONU，用于OLT与ONU之间进行控制消息的交互。Gate控制消息包含的内容有：对应ONU的ID号、Gate控制消息类型MSG ID和收发控制消息用的上下行波长。如图3所示，在该INFOOAM PDU报文中，Organization specific information TLV字段中的data域承载Gate控制消息，包含对应ONU的ONU ID，这里用全1的两字节标识；Gate控制消息类型MSG ID，这里用4标识为OLT给ONU发送收发控制消息用的上下行波长；收发控制消息用的上下行波长等内容。

S203、收到Gate控制消息的ONU通过收发控制消息用的上行波长发送Request控制消息给OLT，请求分配业务通信用的上下行波长；Request控制消息包含的内容有：发起请求的ONU的ONU ID号、Request控制消息类型MSG ID以及业务通信用的上下行波长。如图4所示，该INFO OAMPDU报文中，Organization specific information TLV字段中的data域承载Request控制消息，包含发起请求的ONU的ONU ID，用两字节标识，区别于其他的ONU；Request控制消息类型MSG ID，这里用1标识为ONU给OLT发送请求业务分配用波长的控制消息类型；业务通信用的上下行波长等内容，这里业务通信用的上下行波长字段可以任意取值，因为ONU采用request消息向OLT申请业务通信用的上下行波长时，ONU并不知道该波长的具体值，只有当OLT分配后才知道，因此，为了统一帧格式，此时用任意字节填充；ONU SN，这里用8字节唯一标识ONU，例如ONU的MAC地址等。在默认情况下，ONU中可调激光器的收发波长为专用初始上下行波长，收到来自于OLT的Gate控制消息后，检查该专用初始上下行波长是否与Gate控制消息中的收发控制消息用的上下行波长一致，如果一致，则不用作任何调整，否则将可调激光器的上下行波长调整为Gate控制消息中指定的收发控制消息用的上下行波长；接着以收发控制消息用的上行波长发送Request控制消息给OLT，请求分配业务通信用的上下行波长。

S204、OLT收到ONU发出的Request控制消息后，查看其波长控制单元中的波长分配表，通过收发控制消息用的下行波长向该ONU发送Allocation控制消息，分配未使用的业务通信用的上下行波长给所属ONU，即OLT收到来自于ONU的Request控制消息后，查找其波长分配表，将未使用的业务通信用的上下行波长信息装载到Organization specific information TLV字段中的data域，以收发控制消息用的专用下行波长发送Allocation控制消息给该ONU。如图5所示，INFO OAMPDU报文中，Organization specific informationTLV字段中的data域承载Allocation控制消息，包含发往发起请求的ONU的ONU ID；Allocation控制消息类型MSG ID，这里用2标识为OLT给ONU分配业务通信用的上下行波长时的控制消息；业务通信用的上下行波长和ONU SN等内容。

S205、ONU收到OLT的Allocation控制消息后，通过该ONU的波长控制单元，调整可调激光器的发送和接收波长使其与业务通信用的上下行波长一致，并以业务通信用的上行波长发送Ack控制消息给OLT，确认业务通信用的上下行波长；如图6所示，该INFO OAMPDU报文中，Organization specificinformation TLV字段中的data域承载Ack控制消息，包含发起请求的ONU的ONU ID；Ack控制消息类型MSG ID，这里用3标识为ONU向OLT确认分配业务通信用的上下行波长的控制消息；业务通信用的上下行波长和ONU SN等内容。

S206、OLT调整波长管理表，与多个ONU之间以分配成功的业务通信用上下行波长进行正常的业务通信。即OLT收到来自于ONU的Ack控制消息后，调整波长管理表，例如修改该ONU的序列号等信息，然后以分配成功的上下行波长与ONU一起进行正常业务通信。

本发明的优点是：OLT侧和ONU侧借用IEEE 802.3ah OAM发现过程的INFOOAMPDU报文，在Organization specific information TLV段中加入波长管理的信息，该报文中的其他字段不用进行任何修改。处理清晰简单、配置灵活，工作量小，基本不需要什么开销，不需修改系统中的硬件单元，完全依靠软件单元处理，成本较低。另外一个重要的优点是该方式在上行和下行方向分别添加了相应的字段内容，对客户端来说是透明的，不需要参与任何处理。此外，采用这种灵活的波长管理方式，扩展性较强，可以任意增加或者删除information TLV字段中的内容，只要OLT和ONU侧支持标准的IEEE 802.3ahOAM发现功能，并支持解析INFO OAMPDU报文中的Organization specificinformation TLV字段即可。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下作出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种WDM-PON系统的波长分配方法，所述WDM-PON系统中OLT和ONU之间通过IEEE802.3ah中定义的OAM帧实现动态交互，其特征在于所述波长分配方法包括以下步骤：

S100、将OAM帧进行扩展，在INFO OAMPDU报文中的Organizationspecificinformation TLV字段中加入波长管理信息；

S200、OLT和ONU中的波长管理单元通过收发控制消息用的上下行波长进行控制消息的交互，分配业务通信用的上下行波长；

S300、根据分配成功的业务通信用的上下行波长实现OLT与ONU之间的数据通讯；

所述步骤S200包括以下步骤：

S201、OLT所属的全部ONU中的波长控制单元分别将其可调激光器的初始发送波长和接收波长均设置为专用初始上下行波长；

S202、OLT以专用初始下行波长向其所属的多个ONU广播发送Gate控制消息，将收发控制消息用的上下行波长分配给每一个ONU；

S203、收到Gate控制消息的ONU通过收发控制消息用的上行波长发送Request控制消息给OLT，请求分配业务通信用的上下行波长；

S204、OLT收到ONU发出的Request控制消息后，查看其波长控制单元中的波长分配表，并通过收发控制消息用的下行波长向该ONU发送Allocation控制消息，分配未使用的业务通信用的上下行波长给该ONU；

S205、ONU收到OLT的Allocation控制消息后，通过该ONU的波长控制单元调整可调激光器的发送和接收波长使其与业务通信用的上下行波长一致，并以业务通信用的上行波长发送Ack控制消息给OLT，确认业务通信用的上下行波长；

S206、OLT调整波长管理表。

2.如权利要求1所述的WDM-PON系统的波长分配方法，其特征在于：

所述Gate控制消息包含对应ONU的ONU ID号、Gate控制消息类型MSG ID和收发控制消息用的上下行波长；

所述Request控制消息包含发起请求的ONU的ONU ID、Request控制消息类型MSGID、业务通信用的上下行波长和ONU SN；

所述Allocation控制消息包含发往发起请求的ONU的ONU ID、Allocation控制消息类型MSG ID、业务通信用的上下行波长和ONU SN；

所述Ack控制消息包含发起请求ONU的ONU ID、Ack控制消息类型MSG ID、业务通信用的上下行波长和ONU SN。

Images