CN101692716A - 一种光线路终端、光网络单元及无源光网络系统 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供一种光线路终端，设于无源光网络系统中，并通过光分路器与光网络单元通信连接。所述光网络单元包括至少两条子用户链路，其特征在于，所述光线路终端包括授权管理模块，所述授权管理模块用于发送授权报文，所述授权报文中包括分配给所述光网络单元的上行报文发送的启动时间，以及所述光网络单元的各个子用户链路分配到的上行带宽，以使得所述光网络单元在达到所述启动时间后按照各子用户链路分配到的上行带宽依次发送各子用户链路的上行报文。在本发明实施例所提供的光线路终端中，由于光线路终端发送的授权报文仅包括光网络单元开始上传上行报文的启动时间，而不需要对于每条子用户链路的启动时间进行设置，节省了下行带宽。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种提高带宽利用率的光线路终端及无源光网络系统。
背景技术
EPON(Ethernet Passive Optical Networks，以太网无源光网络)传输技术是近年来新产生的一种网络传输技术，其本质上是以太网技术(Ethernet)同无源光网络(PON)技术相结合的光纤接入网络系统。EPON系统由光线路终端(Optical Line Terminal，简称OLT)、光分配网络(Optical DistributionNetwork，简称ODN)和光网络单元(Optical Network Unit，简称ONU)组成，其中，OLT为EPON系统的局端设备，负责管理、监控和维护整个EPON系统；ONU为EPON系统的远端设备，负责用户和业务的接入功能，且每个ONU对应一个MAC地址的用户终端；ODN则包括至少一个光分路器(Passive OpticalSplitter，简称POS)，在EPON系统中，一个OLT通过ODN连接到一个或多个ONU，也就是所谓的点对多点(P2MP)拓扑结构，上行和下行采用不同的波长进行传输(比如，下行方向为1490nm，上行方向为1310nm)，光纤传输距离可达20km。在下行方向(OLT到ONU)，OLT发送的信号通过ODN到达各个ONU。在上行方向(ONU到OLT)，ONU发送的信号只会到达OLT，而不会到达其他ONU。在下行方向，OLT采用广播的形式向ONU发送报文，而上行方向，ONU则是通过时分复用的方式向OLT发送报文。在OLT和ONU之间传输的报文中包括逻辑链路标识，用于标识报文与ONU、OLT之间的关系。当ONU在OLT中注册后，OLT将分配给该ONU一个唯一的LLID，该LLID放在报文的前导码中。ONU在接收下行报文时，通过报文中包含的LLID判断是否接收该报文。而OLT在接收上行报文时，则通过报文中LLID来区分上行报文来自哪个ONU。
在通信的过程中，一个OLT往往要应对大量的ONU的上下行报文，这种情况下，OLT和ONU之间的带宽的分配就会变得非常紧张，而如何尽量节省OLT和ONU之间的带宽，是一个不能忽视的问题。
发明内容
本发明实施例提供一种光线路终端，设于无源光网络系统中，并通过光分路器与光网络单元通信连接。所述光网络单元包括至少两条子用户链路，述光线路终端包括授权管理模块，所述授权管理模块用于发送授权报文，所述授权报文中包括分配给所述光网络单元的上行报文发送的启动时间，以及所述光网络单元的各个子用户链路分配到的上行带宽，以使得所述光网络单元在达到所述启动时间后按照各子用户链路分配到的上行带宽依次发送各子用户链路的上行报文。
本发明实施例还提供一种无源光网络系统，包括光线路终端和多个光网络单元，所述光线路终端通过光分路器与所述多个光网络单元通信连接，所述光线路终端包括授权管理模块，所述授权管理模块用于向所述多个光网络单元发送授权报文，所述授权报文中包括分配给所述光网络单元的上行报文发送的启动时间，以及所述光网络单元的各个子用户链路分配到的上行带宽，以使得所述光网络单元在达到所述启动时间后按照各子用户链路分配到的上行带宽发送各子用户链路的上行报文。
本发明实施例更提供一种光网络单元。所述光网络单元中设有多个子用户链路，所述光网络单元包括上行授权管理模块和上行发送模块，所述上行授权管理模块用于接收光线路终端发送的授权报文，所述授权报文包括分配给所述光网络单元的上行报文发送的启动时间，以及所述光网络单元的各个子用户链路分配到的上行带宽信息，所述上行发送模块根据所述各个子用户链路的上行带宽信息来为各个子用户链路分配上行带宽，并且当达到所述光网络单元的上行报文发送的启动时间后。依次发送所述各个子用户链路的上行报文。
在本发明实施例所提供的光线路终端、光网络单元和光网路系统中，由于光线路终端发送的授权报文仅包括光网络单元开始上传上行报文的启动时间，而不需要对于每条子用户链路的启动时间进行设置，节省了下行带宽。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1所示为本发明实施例所提供的PON系统的示意图。
图2所示为本发明实施例所提供的光线路终端的示意图。
图3所示为本发明提供的授权报文的示意图。
图4所示为本发明实施例所提供的光网络单元的示意图
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作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。
请参照图1，图1所示为本发明实施例所提供的PON系统100的示意图，在本发明实施例中，所述PON系统100包括光线路终端10、光分路器20、以及多个光网络单元30，其中，所述光线路终端10通过所述光分路器20与所述光网络单元30通信连接。所述光线路终端10通过所述光分路器20与所述光网络单元30通信连接；所述光网络单元30中包括多条子用户链路相连，在本发明实施例中，所述子用户链路包括第一用户链路1和第二用户链路2，其中，所述第一用户链路1和所述第二用户链路2所对应的MAC地址不同。易于理解的是，子用户链路的数量和及其所对应的MAC(Media AccessControl，媒体访问控制)地址均可根据需要自由配置，这里不作限制。
请一同参照图2，图2所示为本发明实施例所提供的光线路终端10的示意图。在本发明实施例中，所述光线路终端10包括注册管理模块12、授权管理模块14、报文处理模块16，其中，所述注册管理模块12用于接收光网络单元30发送的注册请求，并为所述光网络单元及其所管理的子用户链路分配基础逻辑链路标识和子用户链路标识，从而所述光网络单元30与其被分配的基础逻辑链路标识对应在一起，而所述光网络单元30的各个子用户链路均与各自分配到的子用户链路标识对应在一起，当本发明实施例中所提供的PON系统的光线路终端与光网络单元间互相传递上下行报文时，所述上下行报文中就会携带所述基础逻辑链路标识和所述子用户链路标识，所述基础逻辑链路标识用于指示所述上下行报文所对应的光网络单元，而所述子用户链路标识则用于指示所述上下行报文中上行带宽所对应的子用户链路；所述报文发送模块14用于向光网络单元30发送授权报文，所述授权报文中包括基础逻辑链路标识，以及时分复用信息，以为光网络单元30分配上行带宽，而当光网络单元30收到了授权报文后，则可根据时分复用信息按照预定的规则为子用户链路分配上行带宽；所述报文处理模块16用于向光网络单元30发送业务报文，所述业务报文中包括基础链路标识、子用户链路标识、以及业务数据；所述报文处理模块16还用于接收光网络单元30上行发送的业务报文，所述光网络单元30上行发送的业务报文中包括基础逻辑链路标识和子用户链路标识，用以表示数据报文的来源。
进一步的，在可选择的实施例中，所述注册管理模块12还用于判断发送注册请求的光网络单元是否包括多个子用户链路，当所述注册管理模块12确定发送注册请求的光网络单元仅包括一条子用户链路时，所述注册管理模块12通知所述授权管理模块14和报文处理模块16采用通常模式来处理上下行报文。所述通常模式是指现有技术中的仅为光网络单元配置基础逻辑链路标识，并以基础逻辑链路标识作为光网络单元和其所包括的用户链路的唯一对应标识。
请参照图3，图3所示为本发明提供的授权报文的帧结构示意图。本发明实施例所提供的授权报文是在现有PON系统的标准授权报文的基础上进行扩展得到的。如图3所示，相对于现有的标准的PON系统的授权报文，本发明实施例所提供的授权报文仅是在负载部分(Data/Pad)部分进行了扩展，其可用于运载标准的授权报文的负载部分，也可以用于运载本发明实施例扩展后的授权报文的负载部分。具体的，本发明实施例所提供的授权报文的负载部分(Data/Pad)部分包括授权数量域(Grant number/flag)、强制报告打开开关标识(force report bitmap)域、启动时间域(start time)、授权长度域(LLID0～LLIDn-1 Grant Length)、以及填充保留(Pad/Reserved)域，其中，所述授权数量域占1字节，这1个字节的低四位为属性域，用来表示这段授权报文是为扩展后的授权报文还是标准的授权报文，高四位则表示扩展后的授权报文中所包含的授权数量，这其中的授权数量是针对于光网络单元的子用户链路来说的，一个子用户链路对应一个授权；所述force report bitmap域占1～2个字节，用于表示哪些LLID是force report的；启动时间域占4个字节，在本发明实施例中，所有子用户链路的授权按照从LLID0开始到LLIDn-1(n表示第n个子用户链路，LLIDn-1就是第n个子用户链路标识)结束的顺序连续执行。因此，发送给一个光网络单元30的多条子用户链路的授权报文仅需要一个启动时间即可。这个启动时间指得是该扩展Gate帧中第一个非零长授权的启动时间。需要理解的是，在本发明实施例中，光网络单元的基础逻辑标识与其所包含的第1条子用户链路的子用户标识均为LLID0，在其他可选择的实施例中，光网络单元的基础逻辑标识也可以选用不同于任何子用户链路的标识，并且并不会影响本发明的实施。易于理解的是，由于授权报文中仅包括上行报文发送的开始时间，以及各个子用户链路所对应的带宽，因此子用户链路的上行报文发送的执行顺序可根据光网络单元30的设定进行调整，比如根据子用户链路的优先级来发送上行报文。
综上可以看到，在光网络单元30设有多子用户链路的情况下，本发明实施例所提供的扩展授权报文只需要一个启动时间就可以完成对一个光网络单元30的多个子用户链路的授权，节省了对于每个子用户链路的授权的启动时间的信息所占用的带宽。
请参照图4，图4所示为本发明实施例所提供的光网络单元30的示意图。在本发明实施例中，所述光网络单元30包括注册模块32、报文接收模块34、转发处理模块36、上行授权管理模块38、上行发送模块39、以及激光器控制模块37。其中，所述注册模块32用于向光线路终端10注册，获得所述光网络单元30所对应的基础逻辑链路标识(Base Logical Link Identifier，简称Base LLID)，以及所述第一用户链路1和第二用户链路2所对应的子用户链路标识1和子用户链路标识2；所述报文接收模块34用于根据光线路终端10下行发送的广播报文中的基础逻辑链路标识来接收报文，具体的，当广播报文中包括了所述光网络单元30获得的基础逻辑链路标识，则所述光网路单元30则接收相应的广播报文；所述转发处理模块36用于根据所述广播报文中的子用户链路标识来选择所述第一用户链路1或第二用户链路2转发报文；所述上行授权管理模块38则用于根据光线路终端10发送的授权报文(Gate帧)，为其所属的子用户链路配置上行带宽，当然，所述授权报文中包括基础逻辑链路标识，所述光网络单元30根据所述基础逻辑链路标识来接收所述授权报文，在本发明实施例中，所述授权报文中包括所述光网络单元30发送上行报文的启动时间，以及为所述光网络单元30的各子用户链路分配的上行带宽信息。所述上行发送模块39根据所述各个子用户链路的上行带宽信息来为各个子用户链路分配上行带宽，并且当达到所述上行报文发送的启动时间后依次发送所述各个子用户链路的上行报文。所述激光器控制模块37用于控制所述光网络单元30的激光器的开断，在本发明实施例中，所述激光器控制模块37在所述启动时间打开激光器，在最后一个子用户链路发送完上行报文后关闭激光器。而实际上，上行发送模块39在上行报文发送之前，需要等待激光器完全开启，以及激光器将子用户链路中的等待发送的上行报文的数字信号转为光信号，而采用本发明实施例所光网络单元完全可以使得多个子用户链路共用激光器开启的等待时间以及信号的转化时间。
根据上述描述可以看到，本发明实施例所提供的光网络单元30可以同时管理多条用户链路，并且在上行方向中，光网络单元30只需要在光线路终端10授权的启动时间，将多条子用户链路的上行报文依次发出，使得多条子用户链路发送上行报文仅需要进行一次激光器的开启和准备工作，降低了激光器的开启和关闭对于上行带宽的占用。
在应用的时候，在本发明实施例中，光网络单元30首先要在光线路终端10中完成注册，所述注册过程如下：
步骤一：光网络单元30向光线路终端10发送注册请求，并获得基础逻辑链路标识；
当一个具有多个子链路的光网络单元连接注册时，首先如同一个紧具有一条子链路的ONU一样进行多点控制协议(Multi-Point Control Protocol，简称MPCP)的注册过程，并获得的一个基础逻辑链路标识，表示为LLID-0。
步骤二：光网络单元30与光线路终端10间进行操作管理维护进程(Operations Administration Maintenance，简称OAM)；
在LLID-0成功注册后，则开始该光网络单元30的OAM进程，当然所述OAM进程也可包括多重进程，比如在中国电信标准中有提到需要在标准OAM进程之后再进行扩展OAM进程，并在扩展OAM进程完成后对完成扩展OAM进程的光网网络单元30进行基于逻辑标识的认证。
步骤三：光网络单元30在所述光线路终端10中登记信息；
在完成OAM过程之后，光网络单元30向光线路终端上报其基本信息和能力，其中包括光网络单元30的用户认证信息、芯片设置信息等。其中，在本发明实施例中，在光网络单元30还会向OLT通报其是否支持多条子链路以及其所支持的子链路的数量。
步骤四：光网络单元30接收光线路终端10发送的子用户链路标识
光线路终端10根据基础逻辑链路标识向光网络单元30发送第一用户子链路和第二用户子链路所对应的子用户链路标识以及acMultiLLIDAdminControl操作消息，指示光网络单元30启用用户子链路的注册过程和OAM进程，以帮助光线路终端10建立光网络单元30及所述光网络单元30的多个MAC地址、多个子用户链路标识以及多个子链路之间的关系。请参照表1，表1给出了一个ONU的LLID与MAC地址之间的对应关系的示例，表中一个ONU的多个LLID、多个MAC地址均采用连续分配的方式。
表1多LLID模式下ONU的LLID与MAC地址之间的对应关系示例
步骤五：在OLT的配置下，光网络单元建立子用户链路标识与子用户链路之间的映射关系，也就是说光网络单元根据OLT的指示将子用户链路所标识的业务映射到相应的子用户链路标识上，并将光网络单元的上下行队列均与子用户链路标识绑定在一起。
综上，本发明实施例所述PON系统的光线路终端10发送的授权报文仅包括光网络单元开始上传上行报文的启动时间，而不需要对于每条子用户链路的启动时间进行设置，节省了下行带宽。同时，在上行方向，本发明实施例所提供的光网络单元30将多个子用户链路的上行报文共用激光器开启和关闭的准备时间对于上行带宽的开销，节省了上行带宽。
需要理解的是，在本发明实施例中，一直以EPON系统为例进行说明，而本发明也可以应用到其他的一对多PON系统中。
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步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，例如只读存储器，磁盘或光盘等。
以上对本发明实施例所提供的多级交换网和系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种光线路终端，设于无源光网络系统中，并通过光分路器与光网络单元通信连接，所述光网络单元包括至少两条子用户链路，其特征在于，所述光线路终端包括授权管理模块，所述授权管理模块用于发送授权报文，所述授权报文中包括分配给所述光网络单元的上行报文发送的启动时间，以及所述光网络单元的各个子用户链路分配到的上行带宽，以使得所述光网络单元在达到所述启动时间后按照各子用户链路分配到的上行带宽依次发送各子用户链路的上行报文。
2.如权利要求1所述的光线路终端，其特征在于，所述光线路终端还包括注册管理模块，所述注册管理模块用于处理所述光网络单元的注册请求，接收所述光网络单元的子用户链路的信息。
3.如权利要求2所述的光线路终端，其特征在于，所述注册管理模块还用于为所述光网络单元分配基础逻辑链路标识，以及为所述光网络单元的子用户链路分配子用户链路标识，所述光线路终端和所述光网络单元之间互相传递的上下行报文中包括所述基础逻辑链路标识和所述子用户链路标识，所述基础逻辑链路标识用于指示所述上下行报文所对应的光网络单元，所述子用户链路标识用于所述上下行报文中的各部分所对应的子用户链路。
4.如权利要求3所述光线路终端，其特征在于，所述注册管理模块还用于判断发送注册请求的光网络单元是否包括多个子用户链路，当发送注册请求的光网络单元仅包括一条子用户链路时，所述注册管理模块通知所述授权报文发送模块仅为所述光网络单元和其所包括的子用户链路分配基础逻辑链路标识。
5.如权利要求3所述的光线路终端，其特征在于，所述光线路终端还包括报文处理模块，用于根据所述基础逻辑链路标识和所述子用户链路标识处理所述光线路终端和所述光网络单元之间的上下行报文。
6.如权利要求1所述的光线路终端，其特征在于，所述光线路终端设于以太网无源光网络系统中。
7.一种无源光网络系统，包括多个光网络单元，其特征在于，所述无源光网络系统还包括如权利要求1-5中的任一项所述光线路终端。
8.如权利要求7所述的无源光网络系统，其特征在于，所述光网络单元包括激光器控制模块，所述激光器控制模块在所述启动时间开启激光器，并将子用户链路中的等待发送的上行报文的数字信号转为光信号，以及在所述光网络单元的所有子用户链路结束发送上行报文后关闭激光器。
9.一种光网络单元，其特征在于，所述光网络单元中设有多个子用户链路，所述光网络单元包括上行授权管理模块和上行发送模块；
所述上行授权管理模块用于接收光线路终端发送的授权报文，所述授权报文包括分配给所述光网络单元的上行报文发送的启动时间，以及所述光网络单元的各个子用户链路分配到的上行带宽信息；
所述上行发送模块根据所述各个子用户链路的上行带宽信息来为各个子用户链路分配上行带宽，并且当达到所述光网络单元的上行报文发送的启动时间后。依次发送所述各个子用户链路的上行报文。
10.如权利要求9所述的光网络单元，其特征在于，所述光网络单元还包括激光器控制模块，所述激光器控制模块在所述启动时间开启激光器，并将子用户链路中的等待发送的上行报文的数字信号转为光信号，以及在所述光网络单元的所有子用户链路结束发送上行报文后关闭激光器。
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |