CN101820557A - 波分复用无源光网络的波长分配方法、系统和设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种波分复用无源光网络的波长分配方法，其包括：获取与网络中的可用波长相对应的波长信息，并将所述波长信息承载到下行以太网报文的VLAN域；将所述下行以太网报文发送给光网络单元，以使所述光网络单元采用与所述波长信息对应的波长发送上行数据。本发明实施例提供的波长分配方法利用下行以太报文发送所述波长信息给光网络单元，从而实现无源光网络波长的自动适配，便于进行维护。本发明实施例还进一步公开了一种波分复用无源光网络系统和设备。

Description

波分复用无源光网络的波长分配方法、系统和设备

技术领域

本发明主要涉及通信技术领域，特别地，涉及一种波分复用无源光网络(Wavelength Division Multiplexing Passive Optical Network，WDM PON)的波长分配方法和系统，以及用于WDM PON系统的光线路终端(Optical Line Terminal，OLT)和光网络单元(Optical Network Unit，ONU)。

背景技术

随着“光进铜退”逐渐成为网络技术的主流接入方式，光接入网络(Optical Access Network，OAN)，特别是PON技术的应用得到蓬勃发展。

通常，WDM PON系统是由局端设备OLT、远端设备ONU和光分配网络(Optical Distributing Network，ODN)等单元构成。每个ONU与OLT之间的通过特定的上行/下行波长进行通信。各个ONU之间的上行/下行波长均不一样，且OLT和ODN的收发机(Transceiver)分别通过阵列波导光栅(ArrayWaveguide Grate，AWG)进行合波/分波。

WDM PON系统实现的方式有很多种，比如，可以在每个ONU分别配置一个固定波长的激光器。不过由于各个ONU的激光器的波长要求不一样，采用上述方法时整个网络就需要N种不同波长的ONU激光器(N为WDM PON波长路由规模)，此将给生产库存带来非常大的压力。

为此，业界提出一种采用波长可调谐激光器(Tunable Laser)来代替固定波长激光器的方案。在采用可调谐激光器的情况下，如何给各个ONU分配波长是一个关键问题。业界目前采用的方法是在WDM PON开局时给每个AWG分支对应的ONU设置好波长。不过，采用这种方法在遇到ONU需要更换或位置更改时需要重新对其进行波长设置，因此不利于进行网络维护。

发明内容

鉴于上述问题，本发明实施例提供一种WDM PON的波长分配方法和系统，以及用于WDM PON系统的光线路终端和光网络单元。

本发明实施例提供的WDM PON的波长分配方法，包括：获取与网络中的可用波长相对应的波长信息，并将所述波长信息承载到下行以太网报文的VLAN域；将所述下行以太网报文发送给光网络单元，以使所述光网络单元采用与所述波长信息对应的波长发送上行数据。

本发明实施例提供的WDM PON的波长分配系统，包括：光线路终端，用于获取与网络中的可用波长相对应的波长信息并将其承载到下行以太网报文的VLAN域，并发送所述下行以太网报文；光网络单元，用于接收所述下行以太网报文包提取其承载的波长信息，并采用与所述波长信息对应的波长向所述光线路终端发送上行数据。

本发明实施例提供的光线路终端，包括：波长信息获取模块，用于获取与网络中的可用波长相对应的波长信息；下行报文扩展模块，用于将所述波长信息承载至下行以太网报文的VLAN域；下行报文发送模块，用于将所述携带有波长信息的下行以太网报文包发送至光网络单元，以使所述光网络单元采用与所述波长信息对应的波长发送上行数据。

本发明实施例提供的光网络单元，包括：下行报文接收模块，用于接收来自光线路终端的下行以太网报文，并从所述下行以太网报文的VLAN域中提取以VLAN值表示的波长信息；波长控制信号生成模块，用于根据VLAN值与波长值映射表获取与所述波长信息对应的波长值，并生成对应波长控制信号；上行数据发送模块，用于在所述波长控制信号控制下采用对应波长发送上行数据。

本发明实施例提供的WDM PON的波长分配方法和系统中，OLT将波长信息封装在下行数据报文的VLAN域，并通过所述下行数据报文将波长信息发送给ONU，从而进行ONU波长的自动适配。本发明实施例提供的WDM PON的波长分配方法和系统由此实现在ONU更换或位置更改时不需要人为进行上行波长的重新设置，而是由系统自动分配波长，因此方便系统的维护。

附图说明

图1为本发明实施例提供的WDM PON的波长分配方法的流程图。

图2为本发明实施例提供的WDM PON的波长分配方法一种具体实施方案的信令交互图。

图3和图4为本发明实施例提供的WDM PON的波长分配方法的帧结构示意图。

图5为本发明实施例提供的WDM PON的波长分配方法另一种实施方案的下行报文包传输示意图。

图6为本发明实施例提供的光线路终端的结构示意图。

图7为本发明实施例提供光网络单元的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图及实施例，对本发明实施例提供的方法、系统和装置进行详细说明。

本发明实施例采用OLT通过下行以太网报文为ONU分配波长的方法，实现ONU波长自动适配。请参阅图1，本发明实施例提供的波长分配方法可应用于光接入网络，如WDM PON等，其中，OLT根据网络中的可用波长，获取与网络中的可用波长相对应波长信息，并将所述波长信息承载到下行以太网报文的VLAN域；并且，所述OLT还进一步通过所述下行以太网报文将所述波长信息发送至ONU，以使所述ONU采用与所述波长信息对应的波长发送上行数据。

进一步地，所述OLT内部可配置有波长值和VLAN值映射表，且所述OLT可在所述映射表中获取与所述网络中的可用波长相对应的VLAN值，并将所述VLAN值作为对应的波长信息并将其承载到所述下行网以太报文的VLAN域。

进一步地，所述下行以太网报文可以为普通下行数据报文，且所述普通下行数据报文本身可能包含多层VLAN，所述OLT可以在所述普通下行数据报文中再增加一层最外层的VLAN来承载所述波长信息；或者所述普通下行数据报文本身可能并不包含VLAN，所述OLT可以在所述普通下行数据报文中扩展一层VLAN来承载所述波长信息。

进一步地，所述OLT可以根据光网络单元的波长分配请求将所述下行以太网报文发送给所述光网络单元。或者，所述下行以太网报文也可以为专门用于传送所述波长信息的特定波长报文，且所述OLT周期性地将所述特定波长报文发送给ONU的特定波长报文。其中，所述特定波长报文的格式可与普通的下行数据报文一致，且其可通过加插在普通下行数据报文之间进行传送。

请参阅图2，其为本发明WDM PON的波长分配方法一种具体实施方案的信令交互图。所述WDM PON的波长分配方法包括以下步骤：

步骤201，OLT根据ONU的波长请求，获取对应VLAN值作为波长信息。

具体而言，OLT内部可配置有波长值与VLAN值映射表，且所述映射表中，每一波长值分别对应于一个VLAN值。在一种实施例中，所述映射表可配置在所述OLT内部的处理芯片，如CPU等。当OLT接收到来自ONU的波长请求时，其可通过所述CPU获知网络中可供使用的波长(即未被其他ONU使用的波长，以下称为可用波长)，并根据所述可用波长在所述映射表中获取对应的VLAN值作为波长信息。

步骤202，所述OLT将所述波长信息承载至下行以太网报文的VLAN域。

具体而言，所述OLT内部的CPU首先将所述VLAN值提供给网络接口芯片，如Lanswitch芯片。所述Lanswitch芯片进一步在下行以太网报文(比如，普通的下行数据报文A，其帧结构可参阅图3a)中增加一层VLAN，并将所述VLAN值承载在所述新扩展的VLAN层，从而形成携带有所述波长信息的以太报文B(其帧结构可参阅图3b)。应当注意，所述Lanswitch芯片并不改变所述下行数据报文A的原有的以太格式，而是在其基础上扩展一层VLAN，并且，所述新增加的VLAN可以为所述下行数据报文最外层的VLAN。

另外，所述下行数据报文A也有可能本身已经存在有一层或多层VLAN信息(如图4a所示)，在这种情况下，所述Lanswitch芯片可在原有VLAN信息基础上再扩展一层VLAN用于承载所述波长信息，如图4b所示。

本步骤中，所述OLT将所述波长信息封装在下行以太网报文的VLAN域，即其是采用普通的以太网帧头来携带波长信息。因此，所述下行以太网报文的封装和发送属于物理层和数据链路层，故所述OLT可采用其网络接口芯片，如Lanswitch芯片来进行波长信息的封装，而并不需要在内部增加与OSI第三层(网络层)对应的逻辑芯片来实现所述封装。

步骤203，所述OLT将所述承载有波长信息的下行以太网报文发送至所述ONU。

步骤204，所述ONU从所述下行以太网报文中提取所述波长信息。

具体而言，所述ONU在接收到所述携带有波长信息的下行以太网报文之后，通过其内部的用户接口芯片，如Lanswitch芯片，对所述下行以太网报文进行过滤解析，并从其扩展的VLAN中提取出所述波长信息(即VLAN值)。

步骤205，所述ONU根据所述波长信息生成波长控制信号。

在一种实施例中，所述ONU内部的处理芯片如CPU等，同样配置有VLAN值与波长值映射表，且其与所述OLT内部的波长值与VLAN值映射表相一致。所述ONU的处理芯片通过所述用户接口芯片所提取的VLAN值，在所述VLAN值与波长值映射表中获知所述OLT为其分配的波长，并进一步产生与所述波长对应的波长控制信号并发送至所述ONU内部的可调谐激光器。

步骤206，所述ONU利用所述波长控制信息控制可调谐激光器采用与所述波长信息对应的波长向所述OLT发送上行数据。

通过上述WDM PON的波长分配方法的描述可见，所述OLT将波长信息封装在下行数据报文的VLAN域并发送给ONU，从而实现ONU波长的自动适配。采用上述波长分配方法，在遇到ONU更换或位置更改时，并不需要人为地对ONU波长进行重新设置，而是可以由系统自动将波长分配给ONU，因此系统的维护简单方便。

进一步的，在其他实施例中，所述OLT也可以不通过波长值与VLAN值映射表，而是根据网络中可供使用的波长直接生成对应波长信息，并将所述波长信息封装至下行以太网报文的VLAN域进行传输，以将所述波长信息提供给ONU从而实现波长的分配。

进一步地，所述ONU并不是每次上发数据都需要调整波长，正常工作状态下，所述ONU可以根据所述OLT为其分配的波长进行上行数据的发送。不过，一旦ONU断电之后重新接通电源连入网络，优选地，所述OLT可重新为所述ONU分配上行波长。

进一步地，在本发明WDM PON的波长分配方法的另一种实施方案中，OLT并不一定要在接收到来自ONU的波长请求才向其发送携带有波长信息的以太网报文，可替代地，所述OLT还可以周期性地主动向各个ONU发送特定波长报文，所述特定波长报文专门用于传送与可供使用的波长值对应的波长信息(即可用波长信息)。所述特定波长报文的格式可与普通的下行以太网报文一样，仅是在Length/Type域进行区分标识。进一步地，所述特定波长报文中，波长信息可如以上所述承载其VLAN域中。

具体而言，OLT侧的CPU每隔一定时间，便给所述OLT内部的Lanswitch芯片发送携带有可用波长信息的波长报文，所述Lanswitch芯片进一步将所述波长报文转发至ONU侧。优选地，所述波长报文包可加插在所述OLT发出的普通下行数据报文之间进行传送，如图5所示。进一步地，在ONU侧，用户接口将所述波长报文包取出，并将其传送给ONU内部的处理芯片，所述处理芯片可进一步根据所述波长信息控制可调谐激光器采用对应波长上发数据。

另外，基于上述WDM PON的波长分配方法，本发明实施例还进一步提供一种WDM PON的波长分配系统。所述波长分配系统包括：

光线路终端OLT，用于获取与网络中的可用波长相对应的波长信息并将其承载到下行以太网报文的VLAN域，并发送所述下行以太网报文；

光网络单元ONU，用于接收所述下行以太网报文包提取其承载的波长信息，并采用与所述波长信息对应的波长向所述光线路终端发送上行数据。

其中，所述OLT和ONU的具体工作过程可参见上述WDM PON的波长分配方法。例如，在一种实施例中，所述下行以太网报文可以为由所述OLT发送给所述ONU的普通下行数据报文，且所述波长信息封装在所述下行数据报文的最外层VLAN。另外，所述OLT可根据所述可用波长，在其内部的波长值与VLAN值映射表中获取与所述可用波长相对应的VLAN值作为所述波长信息。又如，所述下行以太网报文也可以为由所述OLT周期性发送的专用于传送波长信息的特定波长报文，且所述特定波长报文加插在普通下行数据报文之间进行发送。

进一步地，本发明实施例还提供一种用于WDM PON的光线路终端和光网络单元。请参阅图6，本发明实施例提供的光线路终端600包括：

波长信息获取模块610，其用于获取与网络中的可用波长相对应的波长信息；

下行报文扩展模块620，其用于将所述波长信息承载至下行以太网报文的VLAN域；

下行报文发送模块630，其用于将所述携带有波长信息下行以太网报文发送至光网络单元，以使所述光网络单元采用与所述波长信息对应的波长发送上行数据。

其中，所述波长信息获取模块610可以为所述光线路终端600内部的处理芯片如CPU，其内部配置有波长值与VLAN值映射表，且所述波长信息获取模块610可以根据所述可用波长在所述映射表中获取对应的VLAN值作为波长信息。

所述下行报文扩展620和下行报文发送模块630可以配置在所述光线路终端600内部的网络接口芯片如Lanswitch芯片。进一步地，所述下行报文扩展模块620可以在所述光线路终端600发送的下行数据报文增加一层VLAN(比如，最外层VLAN)，并将所述波长信息封装在所述最外层VLAN。所述下行报文扩展模块620也可以将所述波长信息承载至专用于传送波长信息的特定波长报文，且所述下行报文发送模块630可将所述特定波长报文加插在普通下行数据报文之间周期性地发送至光网络单元。

请参阅图7，本发明实施例提供的光网络单元700包括：

下行报文包接收模块710，其可以为所述光网络单元700的用户接口芯片如Lanswitch芯片，用于接收来自光线路终端的下行以太网报文，其中，所述下行以太网报文可包括承载在其VLAN域(如最外层VLAN)的波长信息，所述下行报文包接收模块710可进一步用于将所述最外层VLAN取出来并从其中提取出所述波长信息，且所述波长信息可以以VLAN值的形式进行表示；

波长控制信号生成模块720，其可以为所述光网络单元700的处理芯片如CPU，且其可用于根据VLAN值与波长值映射表获取与所述波长信息对应的波长值，并生成对应波长控制信号；

上行数据发送模块730，其可以为可调谐激光器，且用于在所述波长控制信号控制下，采用与所述波长向所述光线路终端发送上行数据。

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硬件平台的方式来实现，当然也可以全部通过硬件来实施。基于这样的理解，本发明的技术方案对背景技术做出贡献的全部或者部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，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或者实施例的某些部分所述的方法。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种波分复用无源光网络的波长分配方法，其特征在于，包括：

获取与网络中的可用波长相对应的波长信息，并将所述波长信息承载到下行以太网报文的VLAN域；

将所述下行以太网报文发送给光网络单元，以使所述光网络单元采用与所述波长信息对应的波长发送上行数据。

2.如权利要求1所述的波分复用无源光网络的波长分配方法，其特征在于，所述获取与网络中的可用波长相对应的波长信息，并将所述波长信息承载到下行以太网报文的VLAN域的步骤包括：在波长值与VLAN值映射表中获取与所述可用波长相对应的VLAN值，并将所述VLAN值作为所述波长信息。

3.如权利要求2所述的波分复用无源光网络的波长分配方法，其特征在于，所述下行以太网报文包含多层VLAN，且所述波长信息封装于所述下行以太网报文的最外层VLAN。

4.如权利要求1所述的波分复用无源光网络的波长分配方法，其特征在于，将所述下行以太网报文发送给光网络单元的步骤包括：

周期性地将所述下行以太网报文发送给光网络单元；

或者，根据光网络单元的波长分配请求，将所述下行以太网报文发送给所述光网络单元。

5.一种波分复用无源光网络的波长分配系统，其特征在于，包括：

光线路终端，用于获取与网络中的可用波长相对应的波长信息并将其承载到下行以太网报文的VLAN域，并发送所述下行以太网报文；

光网络单元，用于接收所述下行以太网报文包提取其承载的波长信息，并采用与所述波长信息对应的波长向所述光线路终端发送上行数据。

6.如权利要求1所述的波分复用无源光网络的波长分配系统，其特征在于，所述下行以太网报文包含多层VLAN，且所述波长信息封装于所述下行以太网报文的最外层VLAN。

7.一种光线路终端，其特征在于，包括：

波长信息获取模块，用于获取与网络中的可用波长相对应的波长信息；

下行报文扩展模块，用于将所述波长信息承载至下行以太网报文的VLAN域；

下行报文发送模块，用于将所述携带有波长信息的下行以太网报文包发送至光网络单元，以使所述光网络单元采用与所述波长信息对应的波长发送上行数据。

8.如权利要求7所述的光线路终端，其特征在于，所述波长信息获取模块内部配置有波长值与VLAN值的映射表，且所述波长信息获取模块在所述波长值与VLAN值映射表中获取与所述可用波长相对应的VLAN值，并将所述VLAN值作为所述波长信息。

9.如权利要求8所述的光线路终端，其特征在于，所述下行以太网报文包含多层VLAN，且所述下行报文包扩展模块在所述下行以太网报文中扩展一最外层VLAN，并用其承载所述波长信息。

10.一种光网络单元，其特征在于，包括：

下行报文接收模块，用于接收来自光线路终端的下行以太网报文，并从所述下行以太网报文的VLAN域中提取以VLAN值表示的波长信息；

波长控制信号生成模块，用于根据VLAN值与波长值映射表获取与所述波长信息对应的波长值，并生成对应波长控制信号；

上行数据发送模块，用于在所述波长控制信号控制下采用对应波长发送上行数据。

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