CN103152241B - 一种基于吉比特光网终端的虚拟局域网实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于吉比特光网终端的虚拟局域网实现方法，其中，于每个光网终端设备上建立一硬件抽象层，硬件抽象层包括用以为上层管理模块提供统一调用接口的应用编程接口子层和用以对光网终端设备底层硬件进行调用的业务汇聚子层，业务汇聚子层设有配置接口，应用编程接口子层通过配置接口与业务汇聚子层传递数据。其技术方案的有益效果是：实现多种业务配置合并，提高了ONU功能的正确性，向OMCI功能模块和TR069功能模块提供统一的调用接口，对芯片方案无依赖，兼容性好，便于移植。

Description

一种基于吉比特光网终端的虚拟局域网实现方法

技术领域

本发明涉及一种光网控制方法，尤其涉及一种基于吉比特光网（GPON Gigabit-Capable Passive Optical Network）终端的虚拟局域网（VLAN Virtual Local AreaNetwork）实现方法。

背景技术

随着社会信息化的飞速发展，为满足光进铜退，特别是FTTH（Fiber To The Home光纤到户）的发展需要，由光纤线路取代铜缆及有线同轴电缆、电话、有线电视以及宽带数据的三网合一成为一种必然趋势。因此光接入设备已经逐渐取代传统的电话线接入设备，成为了带宽接入的新方向。

GPON技术是基于ITU-TG.984.x标准的最新一代宽带无源光综合接入标准。该标准完善，具有更高带宽，更远传输距离及分光等突出优点，能为用户提供全业务支持的同时也满足了用户对高带宽业务的需求，是三网合一的上佳选择。

如图1所示，GPON系统通常由局端的OLT（Optical Line Terminal光网局端设备）、终端的ONU（Optical Network Unit光网终端设备）和POS（Passive Optical Splitter无源分光器）组成，采用P2MP（Point To Multiple Point点到多点）的网络结构。

ONU是GPON系统的用户侧设备，作为光信号的终结设备往往可以安置在用户家中或楼道内。与OLT配合，可向用户提供Triple-Play（三网合一）业务，因此ONU通常具有多端口多业务的特点。ONU设备可同时为单个用户或多个用户提供多种服务，同时OLT可对ONU设备进行多种业务的复杂配置。现有的ONU设备对VLAN业务的解析与实现工作，大多是在OMCI（Optical network terminal Management and Control Interface光网客户终端管理和控制接口）模块或是TR069（CPE广域网管理协议）模块内分别完成的，当OLT对其中的一端口进行VLAN配置时，OMCI模块对其解析，当发现解析完成并形成一条完整的业务流后，就会向底层发送消息，底层收到消息后则会进一步对其进行分析，以形成硬件芯片可识别的以太网流或规则组合。该方式在应对复杂配置时易出现错误，如在网桥的UNI（User NodeInterface用户节点接口）侧配置VLAN100->200,接着在网桥的ANI（Access NodeInterface接入节点接口）侧配置VLAN200->300，那么现有的实现方法会解析成两条业务，而实际上应该解析成100->300的业务才是正确的。另一方面由于OMCI模块以及TR069模块直接与底层交互，必须为每种芯片方案的设备定制不同的控制系统，造成OUN设备控制系统的可移植性差。

发明内容

针对现有的GPON环境下ONU设备存在的上述问题，现提供一种旨在改善上述问题的基于吉比特光网终端的虚拟局域网实现方法。

具体技术方案如下：

一种基于吉比特光网终端的虚拟局域网实现方法，应用于主要由光网局端设备、无源分光器以及多个光网终端设备形成的吉比特光网，多个所述光网终端设备通过所述无源分光器与所述光网局端设备连接，其中，于每个所述光网终端设备上建立一硬件抽象层，所述硬件抽象层包括用以为上层管理模块提供统一调用接口的应用编程接口子层和用以对所述光网终端设备底层硬件进行调用的业务汇聚子层，所述业务汇聚子层设有配置接口，所述应用编程接口子层通过所述配置接口与所述业务汇聚子层传递数据；

所述上层管理模块通过连接并调用所述应用编程接口子层向所述光网终端设备发送对应不同的业务的虚拟局域网配置；

所述应用编程接口子层将接收到的所述上层管理模块下发的虚拟局域网配置传送至所述业务汇聚子层；

所述业务汇聚子层将接收到的所述上层管理模块下发的虚拟局域网配置与既存的虚拟局域网配置进行合并，并形成与所述光网终端设备所采用的芯片方案匹配的虚拟局域网配置后调用所述光网终端设备的底层硬件以实现所述业务汇聚子层形成的与所述光网终端设备所采用的芯片方案匹配的虚拟局域网配置。

优选的，所述业务包括互联网业务、有线电视业务以及公共交换电话网络业务。

优选的，所述上层管理模块包括OMCI功能模块和TR069功能模块。

优选的，所述硬件抽象层设有用以保存所述光网终端设备的所有虚拟局域网配置的全局虚拟局域网配置数组。

优选的，所述应用编程接口子层接收所述上层管理模块下发的对应不同的业务的虚拟局域网配置时的处理方法包括如下步骤：

步骤a1、所述应用编程接口子层将接收到的所述上层管理模块下发的虚拟局域网配置中的过滤信息取出；

步骤a2、根据所述过滤信息的类型确定于所述全局虚拟局域网配置数组中的查找的范围；

步骤a3、于确定的范围内查找是否存在相同的过滤信息；

步骤a4、如果存在相同的过滤信息，进一步判断所述上层管理模块下发的虚拟局域网配置与查找到的相同的过滤信息对应的既存于所述全局虚拟局域网配置数组中的虚拟局域网配置是否相同，如相同则直接退出结束，否则将所述上层管理模块下发的虚拟局域网配置覆盖查找到的相同的过滤信息对应的既存于所述全局虚拟局域网配置数组中的虚拟局域网配置，并转向步骤a6；

步骤a5、如不存在相同的过滤信息，则于所述全局虚拟局域网配置数组中查找一空项，将所述上层管理模块下发的虚拟局域网配置储存入所述空项中；

步骤a6、调用所述业务汇聚子层的配置接口，并将所述上层管理模块下发的虚拟局域网配置于所述全局虚拟局域网配置数组中的位置传递至所述业务汇聚子层，并启动所述业务汇聚子层的处理流程。

优选的，所述业务汇聚子层形成与所述光网终端设备所采用的芯片方案匹配的虚拟局域网配置的方法具体包括如下步骤：

步骤b1、根据所述应用编程接口子层发送的位置信息于所述全局虚拟局域网配置数组中找到所述上层管理模块下发的虚拟局域网配置，并取出所述上层管理模块下发的虚拟局域网配置中的过滤信息；

步骤b2、根据所述步骤b1中取出的所述过滤信息获得对应的以太网流；

步骤b3、将步骤b1中查找到的所述上层管理模块下发的虚拟局域网配置与所述步骤b2中查找到的所述以太网流合并；

步骤b4、创建上行硬件以太网流；

步骤b5、创建与所述上行硬件以太网流反向的下行硬件以太网流；

步骤b6、根据所述上行硬件以太网流和所述下行硬件以太网流调用预置的对应光网终端设备的芯片方案的芯片驱动函数以形成最终的硬件虚拟局域网配置。

优选的，所述业务汇聚子层合并所述上层管理模块下发的虚拟局域网配置与既存的虚拟局域网配置的方法具体包括如下步骤：

步骤c1、获取于所述步骤b2中获得的所述以太网流的UNI侧对应的实时的虚拟局域网配置；

步骤c2、判断所述步骤b1中获得的所述上层管理模块下发的虚拟局域网配置是否有丢弃标志，如有丢弃标志则将所述步骤b1中获得的所述上层管理模块下发的虚拟局域网配置作为最终的虚拟局域网配置，转向步骤c6执行；

步骤c3、根据所述UNI侧对应的虚拟局域网配置于所述光网终端设备的网桥配置中查找对应的虚拟端口，以及所述虚拟端口对应的所有虚拟局域网配置，如没有查找到对应的虚拟端口则转向步骤c5执行；

步骤c4、根据所述步骤b1中获得的所述上层管理模块下发的虚拟局域网配置中的配置目标，将步骤b1中获得的所述上层管理模块下发的虚拟局域网配置与所述UNI侧对应的虚拟局域网配置以及所述步骤c3中查找到的所述虚拟端口对应的所有虚拟局域网配置进行合并形成过渡局域网配置；

步骤c5、根据所述UNI侧对应的虚拟局域网配置中的过滤信息的类型查找到GEM业务流侧对应的虚拟局域网配置，将所述过渡局域网配置与所述GEM业务流侧对应的虚拟局域网配置进行合并以获得最终虚拟局域网配置；

步骤c6、返回最终虚拟局域网配置。

优选的，所述步骤b2中获得所述以太网流的方法具体包括如下步骤：

步骤S1、根据所述步骤b1中获得的所述过滤信息查找对应的以太网流；

步骤S2、如未找到对应的以太网流则创建一以太网流，并返回所述以太网流后退出；

步骤S3、如找到对应的所述以太网流则取出所述以太网流的UNI侧对应的虚拟局域网配置，如所述以太网流的UNI侧对应的虚拟局域网配置不存在则转向步骤S5执行，如所述以太网流的UNI侧对应的虚拟局域网配置存在，则判断所述以太网流的UNI侧对应的虚拟局域网配置的过滤信息是否与所述步骤b1中获得的所述过滤信息相同；

步骤S4、如所述以太网流的UNI侧对应的虚拟局域网配置的过滤信息与所述步骤b1中获得的所述过滤信息不相同，则转向步骤S5执行，如所述以太网流的UNI侧对应的虚拟局域网配置的过滤信息与所述步骤b1中获得的所述过滤信息相同则返回所述以太网流后退出；

步骤S5、将所述以太网流的UNI侧对应的虚拟局域网配置替换为所述步骤b1中查找到的所述上层管理模块下发的虚拟局域网配置，并返回所述以太网流。

优选的，如所述步骤b3中，将所述步骤b1中查找到的所述上层管理模块下发的虚拟局域网配置与所述步骤b2中查找到的所述以太网流合并不成功，则直接退出，不再执行步骤b4、步骤b5以及步骤b6。

上述技术方案的有益效果是：

实现多种业务配置合并，提高了ONU功能的正确性，向OMCI功能模块和TR069功能模块提供统一的调用接口，对芯片方案无依赖，兼容性好，便于移植。

附图说明

图1为GPON网络的拓扑结构示意图；

图2为本发明一种基于吉比特光网终端的虚拟局域网实现方法的层次结构示意图；

图3为本发明一种基于吉比特光网终端的虚拟局域网实现方法的应用编程接口子层接收上层管理模块下发的对应不同的业务的虚拟局域网配置时的处理方法的步骤流程框图；

图4为本发明一种基于吉比特光网终端的虚拟局域网实现方法的业务汇聚子层形成与光网终端设备所采用的芯片方案匹配的虚拟局域网配置的方法的步骤流程框图；

图5为本发明一种基于吉比特光网终端的虚拟局域网实现方法的业务汇聚子层合并上层管理模块下发的虚拟局域网配置与既存的虚拟局域网配置的方法的步骤流程框图；

图6为本发明一种基于吉比特光网终端的虚拟局域网实现方法的业务汇聚子层获得以太网流的方法的步骤流程框图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

如图2所示，本发明一种基于吉比特光网终端的虚拟局域网实现方法，应用于主要由光网局端设备（OLT）、无源分光器（POS）以及多个光网终端设备（ONU）形成的吉比特光网，多个光网终端设备通过无源分光器与光网局端设备连接，其中，于每个光网终端设备上建立一硬件抽象层，硬件抽象层包括用以为上层管理模块提供统一调用接口的应用编程接口子层和用以对光网终端设备底层硬件进行调用的业务汇聚子层，业务汇聚子层设有配置接口，应用编程接口子层通过配置接口与业务汇聚子层传递数据；上层管理模块通过连接并调用应用编程接口子层向光网终端设备发送对应不同的业务的虚拟局域网配置；应用编程接口子层将接收到的上层管理模块下发的虚拟局域网配置传送至业务汇聚子层；业务汇聚子层将接收到的上层管理模块下发的虚拟局域网配置与既存的虚拟局域网配置进行合并，并形成与光网终端设备所采用的芯片方案匹配的虚拟局域网配置后调用光网终端设备的底层硬件以实现业务汇聚子层形成的与光网终端设备所采用的芯片方案匹配的虚拟局域网配置。

上述技术方案通过设置应用编程接口子层为上层管理模块提供了统一的调用接口，使上层管理模块不必直接与底层交互，而由业务汇聚子层统一的根据芯片方案形成与ONU设备芯片匹配的虚拟局域网配置，从而使控制系统与芯片方案分离，提高了控制系统的兼容性和可移植性。其中，上层管理模块包括OMCI功能模块和TR069功能模块。

于上述技术方案基础上，进一步的，业务包括互联网业务、有线电视业务以及公共交换电话网络业务，即Triple-Play的主要业务。

于上述技术方案基础上，进一步的，硬件抽象层设有用以保存光网终端设备的所有虚拟局域网配置的全局虚拟局域网配置数组。一种较优的实施方式是，ONU设备各端口及业务流的虚拟局域网配置可以数据结构的形式保存于全局虚拟局域网配置数组中，通过写入、读取以及修改全局虚拟局域网配置数组中对应和端口、业务流的数据项，即可实现添加、修改或者实现各端口以及业务流的虚拟局域网配置。本发明的技术方案对ONU设备的配置主要表现为对网桥单元的UNI侧端口以及ANI侧端口的配置以及对GEM（GenericEncapsulation Method通用封装方法）业务流的配置

于上述技术方案基础上，进一步的，如图3所示，应用编程接口子层接收上层管理模块下发的对应不同的业务的虚拟局域网配置时的处理方法包括如下步骤：

步骤a1、应用编程接口子层将接收到的上层管理模块下发的虚拟局域网配置中的过滤信息（filter）取出；

步骤a2、根据过滤信息的类型确定于全局虚拟局域网配置数组中的查找的范围；

步骤a3、于确定的范围内查找是否存在相同的过滤信息；

步骤a4、如果存在相同的过滤信息，进一步判断所述上层管理模块下发的虚拟局域网配置与查找到的相同的过滤信息对应的既存于所述全局虚拟局域网配置数组中的虚拟局域网配置是否相同，如相同则直接退出结束，否则将所述上层管理模块下发的虚拟局域网配置覆盖查找到的相同的过滤信息对应的既存于所述全局虚拟局域网配置数组中的虚拟局域网配置，并转向步骤a6；

步骤a5、如不存在相同的过滤信息，则于全局虚拟局域网配置数组中查找一空项，将上层管理模块下发的虚拟局域网配置储存入空项中；

步骤a6、调用业务汇聚子层的配置接口，并将上层管理模块下发的虚拟局域网配置于全局虚拟局域网配置数组中的位置传递至业务汇聚子层，并启动业务汇聚子层的处理流程。

于上述技术方案基础上，进一步的，如图4所示，业务汇聚子层形成与光网终端设备所采用的芯片方案匹配的虚拟局域网配置的方法具体包括如下步骤：

步骤b1、根据应用编程接口子层发送的位置信息于全局虚拟局域网配置数组中找到上层管理模块下发的虚拟局域网配置，并取出上层管理模块下发的虚拟局域网配置中的过滤信息；

步骤b2、根据步骤b1中取出的过滤信息获得对应的以太网流（Ethernet FLOW）；

步骤b3、将步骤b1中查找到的上层管理模块下发的虚拟局域网配置与步骤b2中查找到的以太网流合并；

步骤b4、创建上行硬件以太网流；

步骤b5、创建与上行硬件以太网流反向的下行硬件以太网流；

步骤b6、根据上行硬件以太网流和下行硬件以太网流调用预置的对应光网终端设备的芯片方案的芯片驱动函数以形成最终的硬件虚拟局域网配置，其中芯片驱动函数可独立的存在于控制系统以外，使控制系统减少对芯片方案的依赖。其中，如步骤b3中，将步骤b1中查找到的上层管理模块下发的虚拟局域网配置与步骤b2中查找到的以太网流合并不成功，则直接退出，不再执行步骤b4、步骤b5以及步骤b6。

于上述技术方案基础上，进一步的，如图5所示，业务汇聚子层合并上层管理模块下发的虚拟局域网配置与既存的虚拟局域网配置的方法具体包括如下步骤：

步骤c1、获取于步骤b2中获得的以太网流的UNI侧对应的实时的虚拟局域网配置。

步骤c2、判断步骤b1中获得的上层管理模块下发的虚拟局域网配置是否有丢弃标志，如有丢弃标志则将步骤b1中获得的上层管理模块下发的虚拟局域网配置作为最终的虚拟局域网配置，转向步骤c6执行。

步骤c3、根据UNI侧对应的虚拟局域网配置于光网终端设备的网桥（bridge）配置中查找对应的虚拟端口，即UNI端口对应的ANI侧的端口，以及虚拟端口对应的所有虚拟局域网配置；如没有查找到对应的虚拟端口则转向步骤c5执行。

步骤c4、根据步骤b1中获得的上层管理模块下发的虚拟局域网配置中的配置目标，将步骤b1中获得的上层管理模块下发的虚拟局域网配置与UNI侧对应的虚拟局域网配置以及步骤c3中查找到的虚拟端口对应的所有虚拟局域网配置进行合并形成过渡局域网配置。该步骤实现将上层管理模块下发的虚拟局域网配置与UNI侧以及ANI侧的虚拟局域网配置进行合并，从而提高了ONU设备网桥两端配置的正确性。

步骤c5、根据UNI侧对应的虚拟局域网配置中的过滤信息的类型查找到GEM业务流侧对应的虚拟局域网配置，将过渡局域网配置与GEM业务流侧对应的虚拟局域网配置进行合并以获得最终虚拟局域网配置。该步骤进一步的对GEM业务流侧的虚拟局域网也进行了合并，从而使可能出现在GEM业务流侧业务应用的配置正确性也得到了提高。

步骤c6、返回最终虚拟局域网配置。

需要指出的是，上述技术方案中合并虚拟局域网配置的方法和手段不是本发明讨论的重点，因此不做展开。

于上述技术方案基础上，进一步的，如图6所示，步骤b2中获得以太网流的方法具体包括如下步骤：

步骤S1、根据步骤b1中获得的过滤信息查找对应的以太网流；

步骤S2、如未找到对应的以太网流则创建一以太网流，并返回以太网流后退出；

步骤S3、如找到对应的以太网流则取出以太网流的UNI侧对应的虚拟局域网配置，如以太网流的UNI侧对应的虚拟局域网配置不存在则转向步骤S5执行，如以太网流的UNI侧对应的虚拟局域网配置存在，则判断以太网流的UNI侧对应的虚拟局域网配置的过滤信息是否与步骤b1中获得的过滤信息相同；

步骤S4、如以太网流的UNI侧对应的虚拟局域网配置的过滤信息与步骤b1中获得的过滤信息不相同，则转向步骤S5执行，如以太网流的UNI侧对应的虚拟局域网配置的过滤信息与步骤b1中获得的过滤信息相同则返回以太网流后退出；

步骤S5、将以太网流的UNI侧对应的虚拟局域网配置替换为步骤b1中查找到的上层管理模块下发的虚拟局域网配置，并返回以太网流。

以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种基于吉比特光网终端的虚拟局域网实现方法，应用于主要由光网局端设备、无源分光器以及多个光网终端设备形成的吉比特光网，多个所述光网终端设备通过所述无源分光器与所述光网局端设备连接，其特征在于，于每个所述光网终端设备上建立一硬件抽象层，所述硬件抽象层包括用以为上层管理模块提供统一调用接口的应用编程接口子层和用以对所述光网终端设备底层硬件进行调用的业务汇聚子层，所述业务汇聚子层设有配置接口，所述应用编程接口子层通过所述配置接口与所述业务汇聚子层传递数据；

所述上层管理模块通过连接并调用所述应用编程接口子层向所述光网终端设备发送对应不同的业务的虚拟局域网配置；

所述应用编程接口子层将接收到的所述上层管理模块下发的虚拟局域网配置传送至所述业务汇聚子层；

所述业务汇聚子层将接收到的所述上层管理模块下发的虚拟局域网配置与既存的虚拟局域网配置进行合并，并形成与所述光网终端设备所采用的芯片方案匹配的虚拟局域网配置后调用所述光网终端设备的底层硬件以实现所述业务汇聚子层形成的与所述光网终端设备所采用的芯片方案匹配的虚拟局域网配置；

所述硬件抽象层设有用以保存所述光网终端设备的所有虚拟局域网配置的全局虚拟局域网配置数组；

所述应用编程接口子层接收所述上层管理模块下发的对应不同的业务的虚拟局域网配置时的处理方法包括如下步骤：

步骤a1、所述应用编程接口子层将接收到的所述上层管理模块下发的虚拟局域网配置中的过滤信息取出；

步骤a2、根据所述过滤信息的类型确定于所述全局虚拟局域网配置数组中的查找的范围；

步骤a3、于确定的范围内查找是否存在相同的过滤信息；

步骤a4、如果存在相同的过滤信息，进一步判断所述上层管理模块下发的虚拟局域网配置与查找到的相同的过滤信息对应的既存于所述全局虚拟局域网配置数组中的虚拟局域网配置是否相同，如相同则直接退出结束，否则将所述上层管理模块下发的虚拟局域网配置覆盖查找到的相同的过滤信息对应的既存于所述全局虚拟局域网配置数组中的虚拟局域网配置，并转向步骤a6；

步骤a5、如不存在相同的过滤信息，则于所述全局虚拟局域网配置数组中查找一空项，将所述上层管理模块下发的虚拟局域网配置储存入所述空项中；

步骤a6、调用所述业务汇聚子层的配置接口，并将所述上层管理模块下发的虚拟局域网配置于所述全局虚拟局域网配置数组中的位置传递至所述业务汇聚子层，并启动所述业务汇聚子层的处理流程。

2.如权利要求1所述基于吉比特光网终端的虚拟局域网实现方法，其特征在于，所述业务包括互联网业务、有线电视业务以及公共交换电话网络业务。

3.如权利要求1所述基于吉比特光网终端的虚拟局域网实现方法，其特征在于，所述上层管理模块包括OMCI功能模块和TR069功能模块。