CN101997725B - 一种基于pon承载docsis业务的系统和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于PON承载DOCSIS业务的系统和装置，所述系统包括：DOCSIS网管系统、PON设备以及部署在二者间的中间层设备；所述中间层设备，用于根据预先配置的映射规则，将所述PON设备上报的业务事件映射为DOCSIS业务事件；并基于所述DOCSIS网管系统发送的管理配置信息实现对所述PON设备的管理。本发明所述系统可以使PON接入设备和DOCSIS网管系统相互透明，使运营商和设备商的现有资源得到了最大化的利用，从网络演进的角度上看，也为一种平滑稳定的演进方式。

Description

一种基于PON承载DOCSIS业务的系统和装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种基于PON(Optical Network，无源光网络)承载DOCSIS(Data Over Cable Service Interface Specification，电缆数据业务接口规范)业务的系统和装置。

背景技术

随着网络技术的日益发展，网络向客户提供的业务逐渐从分离的业务向IP为基础的综合业务过渡，形成综合的多媒体环境，可向用户提供从窄带到宽带的多种业务服务。有线电视业务和部分宽带业务通过同轴电缆网传播，特别是在北美，由于DOCSIS技术的成熟，有着众多的Cable Modem用户。

随着DWDM技术及计算机技术的迅猛发展，主干网和用户网已经得到了如同雨后春笋般的发展。而建立一个新的与之相对应的网络“最后一公里”的网络，成为网络发展的迫切要求。EPON就是这个热点领域的热点技术。EPON是几个最佳的技术和网络结构的结合。EPON采用点到多点结构，无源光纤传输方式，在以太网之上提供多种业务。目前，IP以太网占到整个局域网通信的95％以上，EPON由于使用上述的经济和高效结构，是连接接入网最终用户的一种最有效的通信方法。10G以太主干的出现也将使EPON成为未来全光网中最佳的“最后一公里”的解决方案。

将DOCSIS网络升级成EPON系统是未来接入网的一个方向，如何保护运营商已有的资源，以及给运营商提供一个平稳的过渡方案非常重要。

发明内容

本发明提供一种基于PON承载DOCSIS业务的系统和装置，用以为DOCSIS网络升级成PON系统提供平稳的过渡方案。

具体的，本发明提供的基于PON承载DOCSIS业务的系统，包括：DOCSIS网管系统、PON设备以及部署在二者间的中间层设备；

所述中间层设备，用于根据预先配置的映射规则，将所述PON设备上报的业务事件映射为DOCSIS业务事件；并基于所述DOCSIS网管系统发送的管理配置信息实现对所述PON设备的管理。

其中，所述中间层设备配置有电缆调制解调器终端系统CMTS和电缆调制解调器CM接口，用于与所述DOCSIS网管系统通信；所述中间层设备与所述PON设备间建立有通信通道，该通道采用传输控制协议TCP连接。

本发明所述系统进一步具有以下特点：

所述预先配置的映射规则包括：将所述PON设备中光网络单元ONU设备业务事件映射为DOCSIS业务中CM设备的业务事件；将所述PON设备中光线路终端OLT设备的业务事件映射为DOCSIS业务中CMTS设备的业务事件。

其中，所述ONU设备的业务事件包括ONU设备上电业务事件；所述OLT设备的业务事件包括OLT设备的加卡/删卡业务事件。

所述中间层设备接收到PON设备上报的ONU设备上电业务事件时，根据预先配置的映射关系，将所述ONU设备上电业务事件转化为DOCSIS业务中CM上电事件，模拟CM上电注册流程，并将上电获取的配置信息作为响应消息发送至所述PON设备。

进一步的，所述中间层设备与所述PON设备间交互消息的格式符合DOCSIS机架图接口协议的自定义类型·长度·值TLV格式。

所述DOCSIS网管系统发送的管理配置信息包括：DOCSIS配置信息和非DOCSIS配置信息；其中，DOCSIS配置信息为DOCSIS标准中独有的管理信息；非DOCSIS配置信息为可与PON标准共用的管理信息。

所述DOCSIS网管系统将所述DOCSIS配置信息发送至所述中间层设备，所述中间层设备将所述DOCSIS配置信息映射为PON设备配置信息后发送至所述PON设备，并在接收到所述PON设备返回的执行结果后，进行本地DOCSIS配置，并将配置结果上报至所述DOCSIS网管系统；所述DOCSIS网管系统将所述非DOCSIS配置信息直接发送至所述PON设备。

进一步的，所述中间层设备、DOCSIS网管系统和PON设备内分别配置有数据库，用于存储相应的业务数据；

所述DOCSIS网管系统定时检测各数据库，判断各数据库中的业务数据是否根据映射规则一一对应，若不是，则向上层发送告警消息。

本发明还提供一种中间层设备，包括：

映射处理模块，用于根据预先配置的映射规则，将PON设备上报的业务事件映射为DOCSIS业务事件；

管理配置模块，用于基于DOCSIS网管系统发送的管理配置信息实现对所述PON设备的管理。

其中，所述中间层设备通过配置的CMTS和CM接口与所述DOCSIS网管系统通信；通过建立的通信通道与所述PON设备通信，所述通信通道采用传输控制协议TCP连接。

所述预先配置的映射规则包括：将所述PON设备中光网络单元ONU设备业务事件映射为DOCSIS业务中CM设备的业务事件；将所述PON设备中光线路终端OLT设备的业务事件映射为DOCSIS业务中CMTS设备的业务事件。

本发明有益效果如下：

采用本发明所述的系统，可以使PON接入设备和DOCSIS网管系统相互透明，对于PON接入设备来说，它可以认为上层是PON网管系统；对于DOCSIS网管系统来说，它可以认为下层管理节点DOCSIS设备(CMTS和CM)，使运营商和设备商的现有资源得到了最大化的利用，从网络演进的角度上看，也为一种平滑稳定的演进方式。

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一简单地介绍，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为本发明提供的一种基于PON承载DOCSIS业务的系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种基于EPON承载DOCSIS业务的系统的结构示意图；

图3为本发明实施例所述的中间层设备模拟CM上电注册流程图；

图4为本发明实施例中DOCSIS网管系统在系统架构中的配置框图；

图5为本发明提供的一种中间层设备的结构示意图。

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。

本发明提供一种基于PON承载DOCSIS业务的系统，其目的是提供一种DOCSIS协议如何在PON设备，例如EPON设备，上运行的方法，即如何利用EPON设备模拟DOCSIS业务，以及如何利用现有DOCSIS网管系统管理EPON设备。本发明所述系统采用在EPON设备外挂一个中间层设备，该中间层设备连接在DOCSIS网管系统与EPON设备之间，作用是将DOCSIS协议与EPON协议相互转化，同时将EPON设备模拟成DOCSIS设备。其中，EPON设备和中间层设备采用自定义的协议通信。

如图1所示，为本发明提供的基于PON承载DOCSIS业务的系统的结构示意图，该系统具体包括：

DOCSIS网管系统、PON设备以及部署在二者间起DOCSIS协议和EPON协议相互转化作用的中间层设备；

具体的，所述中间层设备，用于根据预先配置的映射规则，将所述PON设备上报的业务事件映射为DOCSIS业务事件；并基于所述DOCSIS网管系统发送的管理配置信息实现对所述PON设备的管理。

其中，中间层设备配置有CMTS(Cable Modem Termination System，电缆调制解调器终端系统)和CM(Cable Modem，电缆调制解调器)接口，用于与所述DOCSIS网管系统通信；

中间层设备与PON设备间建立有一条通道，该通道采用TCP连接，并自定义符合DOCSIS机架图接口协议的TLV(类型·长度·值)格式的消息，包括PON设备中ONU的上线、OLT的加卡/删卡、特定配置等消息。

基于上述系统架构和相关配置，本发明所述系统中中间层设备基于预先配置的映射规则进行映射处理主要表现在：将所述PON设备中光网络单元ONU设备业务事件映射为DOCSIS业务中CM设备的业务事件；将所述PON设备中光线路终端OLT设备的业务事件映射为DOCSIS业务中CMTS设备的业务事件。其中，ONU设备业务事件包括ONU设备上电业务事件；OLT设备的业务事件包括OLT设备的加卡/删卡业务事件。

下面根据图2至图4给出本发明一个较佳的实施例，并结合对实施例的描述，进一步给出本发明的技术细节，使其能够更好地说明本发明的提供的方法的具体实现过程，为了方便描述，下述以EPON设备为例进行说明。

如图2所示，为本实施例中基于EPON承载DOCSIS业务的系统的组网图，所述系统包括：DOCSIS网管系统、中间层设备、EPON设备和DOCSIS后台服务器。

所述DOCSIS后台服务器和DOCSIS网管系统均与中间层设备相连。所述中间层设备中配置有DOCSIS Agent，可以模拟CMTS和CM的所有功能；所述中间层设备接收到DOCSIS网管系统的管理配置信息和协议信息都转交由所述DOCSIS Agent处理，DOCSIS Agent对DOCSIS操作解析，将DOCSIS操作映射成EPON相关操作，然后封装成自定义的通信数据包，通过接口转发到EPON设备中的OLT上。同理，DOCSIS Agent对OLT响应和自动上报上来的业务事件信息根据自定义规范进行解析，然后将EPON设备操作映射成DOCSIS相关操作，通过标准的CMTS/CM接口给DOCSIS网管系统。

其中，OLT上报的业务事件包括ONU设备上电业务事件和OLT设备的加卡/删卡业务事件。

下面通过两个具体示例对DOCSIS Agent将EPON设备操作映射成DOCSIS相关操作的过程进行详细说明，具体如下：

示例一：中间设备模拟CM基本业务；

如图3所示，为中间层设备模拟Cable Modem上电注册流程使ONU基本业务开通过程，该流程具体包括：

步骤S301、ONU通过OAM将上电消息discover上报给OLT设备。

步骤S302、OLT设备通过OLT Agent将接收到的discover消息封装成符合DOCSIS机架图接口协议的TLV格式给中间层设备的DOCSIS Agent。

步骤S303、DOCSIS Agent收到discover消息后解析，映射为CM上电流程，并开始模拟CM上电，获取CM上电配置参数。

该步骤中DOCSIS Agent模拟CM上电流程具体如下：

(1)DOCSIS Agent模拟CM向DOCSIS后台服务器中DHCP(动态主机配置协议)服务器发送discover消息；

(2)DHCP服务器向DOCSIS Agent响应offer消息；

(3)DOCSIS Agent模拟CM向DHCP服务器发送IP地址请求消息；

(4)DHCP服务器为CM分配IP地址后，向CM返回响应消息，该响应消息中包含有分配的IP地址、包含有CM配置参数的文件名、放置该配置文件的TFTP服务器的IP地址、Tod服务器(时间服务器)IP地址等信息。

(5)CM向Tod服务器发送时间信息请求消息；

(6)Tod服务器向CM返回当前的日期和时间信息；其中，CM采用IETF定义的RFC868协议从时间服务器中获得当前的日期和时间；

(7)CM根据TFTP服务器的IP地址信息向TFTP服务器发送配置参数请求消息；

(8)TFTP服务器将CM配置参数发送给CM；其中，CM采用TFTP协议从TFTP服务器上下载配置参数文件，获得所需的各种参数；

(9)CM获取配置参数后，使用该配置参数向中间层设备模拟的CMTS申请注册；

(10)CM接收到CMTS发出的注册响应后，完成注册流程。

步骤S304、DOCSIS Agent将CM上电配置参数映射为ONU上电配置参数并封装成符合DOCSIS机架图接口协议的TLV格式的消息后向OLT Agent发送。

步骤S305、OLT Agent对接收到的消息进行解析，获取ONU上电配置参数并通过OAM下发给ONU。

当CM的配置都下发成功后，CM就进入了正常的工作状态，然后可以对ONU进行正常管理

示例二：中间层设备模拟CMTS基本业务，具体为中间层设备模拟OLT加卡流程，包括：

(1)、OLT上执行加卡操作，OLT系统产生card up消息通知OLT Agent；

(2)、OLT Agent根据加卡消息产生四个OLT标识(查询OLT的PONMAC)，将OLT标识以符合DOCSIS机架图接口协议的TLV格式封装，上报给中间层设备；

(3)、中间层设备收到此消息，模拟产生四个CMTS的数据，并同样以符合DOCSIS机架图接口协议的TLV格式对OLT下发初始化配置；例如，使PONMAC初始化、使能等；

(4)配置完成后，OLT agent上报确认消息给中间层设备，中间层设备模拟完成CMTS初始化。

另一方面，本发明所述的基于EPON承载DOCSIS业务的系统还可以通过DOCSIS网管系统实现EPON设备的管理，具体表现为：

DOCSIS网管系统在EPON设备模拟DOCSIS系统正常运行后，根据具体需要会对EPON设备进行管理操作。本发明所述系统为了方便灵活管理和减少重复开发，可以将DOCSIS网管系统中的配置信息进行分类，一类为DOCSIS标准独有的管理信息，定义为DOCSIS配置信息(例如：重启cable modem，qos配置等)；另一类为能与EPON标准共用的管理信息，定义为非DOCSIS配置信息(例如系统的名字、系统上电时间等)。

对于非DOCSIS配置，可以通过DOCSIS网管系统直接对EPON设备管理，即DOCSIS网管系统直接将非DOCSIS配置信息Telnet(远程登陆)到EPON设备进行CLI(Command Line Interface，命令行界面)配置；或者直接通过SNMP管理方式，不经过中间层设备；对于DOCSIS配置，DOCSIS网管系统将管理中间层设备，中间层设备将DOCSIS配置信息转化为EPON配置信息，并下发给EPON设备；

EPON设备中的OLT收到配置信息后根据自定义的分类进行判断，如果是OLT的配置，转交OLT配置模块处理，如果是ONU的配置，通过OAM下发到ONU的配置模块处理。EPON设备执行完毕后将结果返回给中间层设备，中间层设备根据返回结果做DOCSIS配置，再将结果返回给DOCSIS网管系统。

当然，上述实现方式只是一种优选方案，本发明也可以不对配置信息进行分类，均由中间层设备完成配置消息的下发。

进一步的，DOCSIS网管系统、中间层设备、EPON设备均配置有数据库，用于存储相关的业务数据，如图4所示；基于所述数据库的配置，所述DOCSIS网管系统在进行业务管理时，可以定时检测各数据库，判断各数据库中的业务数据是否根据映射规则一一对应(例如：实际当中ONU的某个接口加入某个VLAN，那么在中间层设备和DOCSIS网管系统应该是CM的某个接口加入VLAN)，若不是，则向上层发送告警消息。

采用本发明所述的系统，可以使PON接入设备和DOCSIS网管系统相互透明，对于PON接入设备来说，它可以认为上层是PON网管系统；对于DOCSIS网管系统来说，它可以认为下层管理节点DOCSIS设备(CMTS和CM)，使运营商和设备商的现有资源得到了最大化的利用，从网络演进的角度上看，也为一种平滑稳定的演进方式。

如图5所示，本发明还提供一种中间层设备，包括：

映射处理模块510，用于根据预先配置的映射规则，将PON设备上报的业务事件映射为DOCSIS业务事件；

管理配置模块520，用于基于DOCSIS网管系统发送的管理配置信息实现对所述PON设备的管理。

进一步的，所述中间层设备通过配置的CMTS和CM接口与所述DOCSIS网管系统通信；通过建立的通信通道与所述PON设备通信，所述通信通道采用传输控制协议TCP连接。

映射处理模块510中预先配置的映射规则包括：将所述PON设备中光网络单元ONU设备业务事件映射为DOCSIS业务中CM设备的业务事件；将所述PON设备中光线路终端OLT设备的业务事件映射为DOCSIS业务中CMTS设备的业务事件。

优选的，DOCSIS网管系统发送的管理配置信息包括：所述DOCSIS网管系统发送的管理配置信息包括：DOCSIS配置信息和非DOCSIS配置信息；其中，DOCSIS配置信息为DOCSIS标准中独有的管理信息；非DOCSIS配置信息为可与PON标准共用的管理信息。

基于上述特征，当DOCSIS网管系统将DOCSIS配置信息发送至所述中间层设备时，所述管理配置模块520，将DOCSIS配置信息映射为PON设备配置信息后发送至所述PON设备，并在接收到所述PON设备返回的执行结果后，进行本地DOCSIS配置，并将配置结果上报至DOCSIS网管系统；

当然，上述配置信息划分只是一种优选方案，在具体实现时也可以不进行划分，当不进行划分时，管理配置模块520对所有的配置信息均进行上述操作。

采用本发明所述的装置，可以使PON接入设备和DOCSIS网管系统相互透明，对于PON接入设备来说，它可以认为上层是PON网管系统；对于DOCSIS网管系统来说，它可以认为下层管理节点DOCSIS设备(CMTS和CM)，使运营商和设备商的现有资源得到了最大化的利用，从网络演进的角度上看，也为一种平滑稳定的演进方式。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (5)

1.一种基于无源光网络PON承载电缆数据业务接口规范DOCSIS业务的系统，其特征在于，包括：DOCSIS网管系统、PON设备以及部署在二者间的中间层设备；

所述中间层设备，用于根据预先配置的映射规则，将所述PON设备上报的业务事件映射为DOCSIS业务事件；并基于所述DOCSIS网管系统发送的管理配置信息实现对所述PON设备的管理；

所述中间层设备配置有电缆调制解调器终端系统CMTS和电缆调制解调器CM接口，用于与所述DOCSIS网管系统通信；所述中间层设备与所述PON设备间建立有通信通道，该通道采用传输控制协议TCP连接；所述PON设备与所述中间层设备采用自定义的协议通信；

所述预先配置的映射规则包括：将所述PON设备中光网络单元ONU设备业务事件映射为DOCSIS业务中CM设备的业务事件；将所述PON设备中光线路终端OLT设备的业务事件映射为DOCSIS业务中CMTS设备的业务事件；

所述ONU设备的业务事件包括ONU设备上电业务事件；所述OLT设备的业务事件包括OLT设备的加卡/删卡业务事件；

所述中间层设备接收到PON设备上报的ONU设备上电业务事件时，根据预先配置的映射关系，将所述ONU设备上电业务事件转化为DOCSIS业务中CM上电事件，模拟CM上电注册流程，并将上电获取的配置信息作为响应消息发送至所述PON设备；

所述DOCSIS网管系统发送的管理配置信息包括：DOCSIS配置信息和非DOCSIS配置信息；其中，DOCSIS配置信息为DOCSIS标准中独有的管理信息；非DOCSIS配置信息为可与PON标准共用的管理信息；所述DOCSIS网管系统将所述DOCSIS配置信息发送至所述中间层设备，所述中间层设备将所述DOCSIS配置信息映射为PON设备配置信息后发送至所述PON设备，并在接收到所述PON设备返回的执行结果后，进行本地DOCSIS配置，并将配置结果上报至所述DOCSIS网管系统；所述DOCSIS网管系统将非DOCSIS配置信息直接发送至所述PON设备。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述中间层设备与所述PON设备间交互消息的格式符合DOCSIS机架图接口协议的自定义类型·长度·值TLV格式。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述中间层设备、DOCSIS网管系统和PON设备内分别配置有数据库，用于存储相应的业务数据；

所述DOCSIS网管系统定时检测各数据库，判断各数据库中的业务数据是否根据映射规则一一对应，若不是，则向上层发送告警消息。

4.如权利要求1所述系统，其特征在于，所述PON设备包括以太网无源光网络EPON设备和GPON设备。

5.一种中间层设备，其特征在于，包括：

映射处理模块，用于根据预先配置的映射规则，将PON设备上报的业务事件映射为DOCSIS业务事件；

管理配置模块，用于基于DOCSIS网管系统发送的管理配置信息实现对所述PON设备的管理；其中，

所述中间层设备通过配置的CMTS和CM接口与所述DOCSIS网管系统通信；通过建立的通信通道与所述PON设备通信，所述通信通道采用传输控制协议TCP连接；所述PON设备与所述中间层设备采用自定义的协议通信；

所述预先配置的映射规则包括：将所述PON设备中光网络单元ONU设备业务事件映射为DOCSIS业务中CM设备的业务事件；将所述PON设备中光线路终端OLT设备的业务事件映射为DOCSIS业务中CMTS设备的业务事件；

所述ONU设备的业务事件包括ONU设备上电业务事件；所述OLT设备的业务事件包括OLT设备的加卡/删卡业务事件；

所述中间层设备接收到PON设备上报的ONU设备上电业务事件时，根据预先配置的映射关系，将所述ONU设备上电业务事件转化为DOCSIS业务中CM上电事件，模拟CM上电注册流程，并将上电获取的配置信息作为响应消息发送至所述PON设备；

所述DOCSIS网管系统发送的管理配置信息包括：DOCSIS配置信息和非DOCSIS配置信息；其中，DOCSIS配置信息为DOCSIS标准中独有的管理信息；非DOCSIS配置信息为可与PON标准共用的管理信息；所述DOCSIS网管系统将所述DOCSIS配置信息发送至所述中间层设备，所述中间层设备将所述DOCSIS配置信息映射为PON设备配置信息后发送至所述PON设备，并在接收到所述PON设备返回的执行结果后，进行本地DOCSIS配置，并将配置结果上报至所述DOCSIS网管系统；所述DOCSIS网管系统将非DOCSIS配置信息直接发送至所述PON设备。