CN105049265A - 一种olt用户侧端口地址本地定位方法及生成方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种OLT用户侧端口地址本地定位方法，所述OLT包括两级交换网，第一级为交换网单元，第二级在PON线卡单元，交换网单元为一级交换网，PON线卡单元包括二级交换网和PON？MAC设备，定位控制单元与一级交换网或二级交换网连接，所述定位方法通过在用户以太网帧中插入4字节的定位标记Logical？Tag，所述定位标记Logical？Tag中填写入PON端口ID即PON？PORTID和ONU？ID，实现OLT用户侧端口地址的本地定位。本发明能够避免依赖外部设备要求支持DHCP和PPPOE中继代理，保证本地获取定位信息的及时性。

Description

一种OLT用户侧端口地址本地定位方法及生成方法
技术领域
本发明涉及无源光纤网络PON领域，尤其涉及一种OLT用户侧端口地址本地定位方法及生成方法。
背景技术
PON系统通常由局侧的OLT、用户侧的ONU和ODN组成，通常采用点到多点的网络结构。ODN由单模光纤和光分路器、光连接器等无源光器件组成，为OLT和ONU之间的物理连接提供光传输媒质。
OLT(OpticalLineTerminal)光线路终端，在PON技术应用中，OLT设备是重要的局端设备，他实现的功能是：1、与前端(汇聚层)交换机用网线相连，转化成光信号，用单根光纤与用户端的分光器互联。2、实现对用户端设备ONU(OpticalNetworkUnit)的控制、管理、测距等功能。3、OLT设备是光电一体的设备。
在PON系统中需要对用户端口地址进行定位主要因为以下目的：
1.针对用户遭到病毒或黑客攻击，导致上行流量异常增大，从而影响其他用户业务，需定位用户接入端口地址进行限速；
2.用户端口地址定位有利于快速的故障定位和判定，例如一个MAC地址同时出现在不同用户侧端口地址，可以确定哪条环路信息进而进一步检查；
3.针对用户接入互联网的物理位置进行溯源。
目前TR101技术规范采用有以下两种方法实现用户端口地址的定位：
方法一：DHCPOption82技术
在用户终端接入发起的DHCP请求报文的Option82字段中，OLT设备添加用户终端的物理位置信息，以配合上层认证服务器进行用户认证。Option82的子选项，主要有两个：CID(CircuitID)和RID(RemoteID)。
CID记录了接收用户侧DHCP报文的DHCP代理本地电路标识，如路由接口号、ATMPVC号等，其子选项标识为1。
RID用户用于标识该电路的远端主机，例如远端呼叫者的ATM地址、ModemID等，其子选项标识为2。
方法二：PPPoE+技术
OLT设备系统在PPPoEDiscovery阶段的PPPoE报文中添加用户物理位置信息，以方便BRAS进行用户认证的协议。PPPoE负载采用VendorSpecificTag中的Sub-option1(AgentCircuitID)和Sub-option2(AgentRemoteID)承载。
如上所述两种方法，有以下不足。
DHCPOption82适用于IPoE的接入环境并结合DHCP认证的场合，PPPoEplus适用于PPPoE认证的场合，并通过DHCP或PPPoE中继代理技术实现，在PON网络系统中，ONU不需要支持DHCP和PPPoE中继代理，用户端口定位需依赖OLT和BRAS/SR设备同时支持DHCP和PPPoE中继代理，虽然TR101已经明确定义了DHCPOption82技术和PPPoEplus技术的标识符格式，但是往往各大设备商也有自己的定义方式，不同设备厂商之间的互通性存在兼容性，另外，OLT支持DHCP或PPPoE中继代理，需要获取用户终端发起的DHCP和PPPoE报文，对于OLT下面接入海量ONU设备，并行处理大量协议报文也存在性能瓶颈。
基于以上分析，如果在OLT系统本地实现用户端口地址定位，就能不依赖外部BRAS/SR设备支持DHCP或PPPoE中继代理，同时也避免了互通之间兼容性问题，因此，需要一种OLT系统本地实现用户端口地址定位方案，能够实现用户端口地址的本地定位，避免依赖外部设备要求支持DHCP和PPPOE中继代理，保证本地获取定位信息的及时性。
发明内容
针对现有OLT系统用户端口地址定位兼容性差且存在并发处理性能瓶颈的技术问题，本发明提出了一种OLT用户侧端口地址本地定位方法，通过改造用户以太网帧的帧结构，在用户以太网帧中插入4字节的定位标记LogicalTag，所述定位标记LogicalTag中填写入PON端口ID即PONPORTID和ONUID，所述定位标记LogicalTag中还填写入LLID或GEMPORTID，再采用相应的上行下行控制方式，实现用户侧端口地址的OLT本地定位。
为了实现上述目的，本发明提供了一种OLT用户侧端口地址本地定位方法，所述OLT包括两级交换网，第一级为交换网单元，第二级在PON线卡单元，交换网单元为一级交换网，PON线卡单元包括二级交换网和PONMAC设备，定位控制单元与一级交换网连接，所述定位方法包括：上行方向：PONMAC设备将用户以太网帧中插入4字节的定位标记LogicalTag，所述定位标记LogicalTag中填写入PON端口ID即PONPORTID和ONUID，所述定位标记LogicalTag中还填写入LLID或GEMPORTID，所述用户以太网帧中还包括目的MAC地址DA、源MAC地址SA、802.1QVLAN字段802.1Q、以太网帧类型TYPE、以太网帧负载DATA和帧校验和CRC；二级交换网在所述定位标记LogicalTag中增加槽位ID即SLOTID，将用户以太网帧转发到一级交换网，一级交换网在第一级交换地址表中以SA、LogicalTag和VLANID作为一个条目记录下用户地址信息，组成用户端口地址信息表；下行方向：一级交换网依据LogicalTag中的SLOTID，将用户以太网帧转发到SLOTID对应的PON线卡单元；PON线卡单元的二级交换网依据LogicalTag中的PONPORTID，将用户以太网帧转发到相应的PONMAC设备，PONMAC设备向ONU发送用户以太网帧前将用户以太网帧中的LogicalTag剥离；定位控制：定位控制单元以用户MAC地址为索引，向一级交换网通过用户端口地址信息表查询用户端口地址信息时，一级交换网向定位控制单元返回SLOTID、PONPORTID和ONUID，以及返回LLID或GEMPORTID，实现在OLT用户侧端口地址的本地定位。
可选地，所述定位方法中：交换网单元与PON线卡单元为一对多的关系。
可选地，所述定位方法中：DA为6字节，SA为6字节，802.1Q为4字节、TYPE为2字节、DATA为46-1500字节，CRC为4字节。
本发明还提供了另一种OLT用户侧端口地址本地定位方法，所述OLT包括两级交换网，第一级为交换网单元，第二级在PON线卡单元，交换网单元为一级交换网，PON线卡单元包括二级交换网和PONMAC设备，定位控制单元与二级交换网连接，所述定位方法包括：上行方向：PONMAC设备将用户以太网帧中插入4字节的定位标记LogicalTag，所述定位标记LogicalTag中填写入PON端口ID即PONPORTID和ONUID，所述定位标记LogicalTag中还填写入LLID或GEMPORTID，所述用户以太网帧中还包括目的MAC地址DA、源MAC地址SA、802.1QVLAN字段802.1Q、以太网帧类型TYPE、以太网帧负载DATA和帧校验和CRC；PONMAC设备将用户以太网帧转发到二级交换网，二级交换网在第二级交换地址表中以SA、LogicalTag和VLANID作为一个条目记录下用户地址信息，组成用户端口地址信息表；二级交换网将LogicalTag剥离，转发用户以太网帧到一级交换网，一级交换网记录SA；下行方向：一级交换网根据SA转发用户以太网帧到相应的二级交换网；相应的二级交换网依据LogicalTag中PONPORTID，将用户以太网帧转发到相应PONMAC设备，PONMAC设备向ONU发送用户以太网帧前将LogicalTag剥离；定位控制：定位控制单元以用户MAC地址作为索引向二级交换网查询用户端口地址信息时，二级交换网向定位控制单元返回PONPORTID、ONUID，以及返回LLID或GEMPORTID，实现在OLT用户侧端口地址的本地定位。
可选地，所述定位方法中：交换网单元与PON线卡单元为一对多的关系。
可选地，所述定位方法中：DA为6字节，SA为6字节，802.1Q为4字节、TYPE为2字节、DATA为46-1500字节，CRC为4字节。
本发明由于采用了上述技术方案，从而具有以下优点：本发明的OLT用户侧端口地址本地定位方法，改造了现有技术中的用户以太网帧的帧结构，通过相应的上下行数据交换控制方式，实现用户侧端口地址的OLT本地定位。
附图说明
图1是本发明一种OLT用户侧端口地址本地定位方法所用设备的结构方框图。
图2是本发明另一种OLT用户侧端口地址本地定位方法所用设备的结构方框图。
图3是本发明OLT用户侧端口地址本地定位方法的方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
首先，请参考图1，图1为本发明一种OLT用户侧端口地址本地定位方法所用设备的结构方框图，所述OLT包括两级交换网，第一级为交换网单元，第二级在PON线卡单元，交换网单元为一级交换网，PON线卡单元包括二级交换网和PONMAC设备，定位控制单元与一级交换网连接，所述定位方法如图3所示，包括以下步骤：
步骤101：上行方向控制策略，PONMAC设备将用户以太网帧中插入4字节的定位标记LogicalTag，所述定位标记LogicalTag中填写入PON端口ID即PONPORTID和ONUID，所述定位标记LogicalTag中还填写入LLID或GEMPORTID，所述用户以太网帧中还包括目的MAC地址DA、源MAC地址SA、802.1QVLAN字段802.1Q、以太网帧类型TYPE、以太网帧负载DATA和帧校验和CRC；二级交换网在所述定位标记LogicalTag中增加槽位ID即SLOTID，将用户以太网帧转发到一级交换网，一级交换网在第一级交换地址表中以SA、LogicalTag和VLANID作为一个条目记录下用户地址信息，组成用户端口地址信息表；
步骤102：下行方向控制策略：一级交换网依据LogicalTag中的SLOTID，将用户以太网帧转发到SLOTID对应的PON线卡单元；PON线卡单元的二级交换网依据LogicalTag中的PONPORTID，将用户以太网帧转发到相应的PONMAC设备，PONMAC设备向ONU发送用户以太网帧前将用户以太网帧中的LogicalTag剥离；
步骤103：定位控制策略：定位控制单元以用户MAC地址为索引，向一级交换网通过用户端口地址信息表查询用户端口地址信息时，一级交换网向定位控制单元返回SLOTID、PONPORTID和ONUID，以及返回LLID或GEMPORTID，实现在OLT用户侧端口地址的本地定位。
其中，交换网单元与PON线卡单元为一对多的关系；DA为6字节，SA为6字节，802.1Q为4字节、TYPE为2字节、DATA为46-1500字节，CRC为4字节；以及，OLT(OpticalLineTerminal)，即光线路终端，为光电一体的设备。
接着，请参考图2，图2为本发明另一种OLT用户侧端口地址本地定位方法所用设备的结构方框图，所述OLT包括两级交换网，第一级为交换网单元，第二级在PON线卡单元，交换网单元为一级交换网，PON线卡单元包括二级交换网和PONMAC设备，定位控制单元与二级交换网连接，如图3所示，所述定位方法包括：
步骤101：上行方向控制策略：PONMAC设备将用户以太网帧中插入4字节的定位标记LogicalTag，所述定位标记LogicalTag中填写入PON端口ID即PONPORTID和ONUID，所述定位标记LogicalTag中还填写入LLID或GEMPORTID，所述用户以太网帧中还包括目的MAC地址DA、源MAC地址SA、802.1QVLAN字段802.1Q、以太网帧类型TYPE、以太网帧负载DATA和帧校验和CRC；PONMAC设备将用户以太网帧转发到二级交换网，二级交换网在第二级交换地址表中以SA、LogicalTag和VLANID作为一个条目记录下用户地址信息，组成用户端口地址信息表；二级交换网将LogicalTag剥离，转发用户以太网帧到一级交换网，一级交换网记录SA；
步骤102：下行方向控制策略：一级交换网根据SA转发用户以太网帧到相应的二级交换网；相应的二级交换网依据LogicalTag中PONPORTID，将用户以太网帧转发到相应PONMAC设备，PONMAC设备向ONU发送用户以太网帧前将LogicalTag剥离；
步骤103：定位控制策略：定位控制单元以用户MAC地址作为索引向二级交换网查询用户端口地址信息时，二级交换网向定位控制单元返回PONPORTID、ONUID，以及返回LLID或GEMPORTID，实现在OLT用户侧端口地址的本地定位。
另外，PON，即PassiveOpticalNetwork：无源光纤网络。PON(无源光网络)，是指(光配线网中)不含有任何电子器件及电子电源，ODN全部由光分路器(Splitter)等无源器件组成，不需要贵重的有源电子设备。一个无源光网络包括一个安装于中心控制站的光线路终端(OLT)，以及一批配套的安装于用户场所的光网络单元(ONUs)。在OLT与ONU之间的光配线网(ODN)包含了光纤以及无源分光器或者耦合器。PON系统结构主要由中心局的光线路终端(OLT:OpticalLineTerminal)、包含无源光器件的光分配网(ODN:OpticalDistributionNetwork)、用户端的光网络单元/光网络终端(ONU/ONTOpticalNetworkUnit/OpticalNetworkTerminal)组成，其区别为ONT直接位于用户端，而ONU与用户之间还有其它网络，如以太网)以及网元管理系统(EMS)组成，通常采用点到多点的树型拓扑结构。
PON网络的突出优点是消除了户外的有源设备，所有的信号处理功能均在交换机和用户宅内设备完成。而且这种接入方式的前期投资小，大部分资金要推迟到用户真正接入时才投入。它的传输距离比有源光纤接入系统的短，覆盖的范围较小，但他造价低，无须另设机房，维护容易。因此这种结构可以经济地为居家用户服务。。
本发明相对于最接近的现有技术，具有以下优点：
1.采用本发明，由OLT本地进行用户端口地址定位，避免依赖外部设备要求支持DHCP和PPPOE中继代理，以及协议互通兼容性要求；
2.采用本发明，不依赖协议信令处理，而通过数据转发面记录用户端口定位信息，再采用主动查询机制，能保证本地获取定位信息及时性，并且对于并发处理也不存在性能瓶颈。
本领域技术人员应该认识到，上述的具体实施方式只是示例性的，是为了使本领域技术人员能够更好的理解本专利内容，不应理解为是对本专利保护范围的限制，只要是根据本专利所揭示精神所作的任何等同变更或修饰，均落入本专利保护范围。

Claims (6)

1.一种OLT用户侧端口地址本地定位方法，所述OLT包括两级交换网，第一级为交换网单元，第二级在PON线卡单元，交换网单元为一级交换网，PON线卡单元包括二级交换网和PONMAC设备，定位控制单元与一级交换网连接，其特征在于，所述定位方法包括：
上行方向：
PONMAC设备将用户以太网帧中插入4字节的定位标记LogicalTag，所述定位标记LogicalTag中填写入PON端口ID即PONPORTID和ONUID，所述定位标记LogicalTag中还填写入LLID或GEMPORTID，所述用户以太网帧中还包括目的MAC地址DA、源MAC地址SA、802.1QVLAN字段802.1Q、以太网帧类型TYPE、以太网帧负载DATA和帧校验和CRC；
二级交换网在所述定位标记LogicalTag中增加槽位ID即SLOTID，将用户以太网帧转发到一级交换网，一级交换网在第一级交换地址表中以SA、LogicalTag和VLANID作为一个条目记录下用户地址信息，组成用户端口地址信息表；
下行方向：
一级交换网依据LogicalTag中的SLOTID，将用户以太网帧转发到SLOTID对应的PON线卡单元；
PON线卡单元的二级交换网依据LogicalTag中的PONPORTID，将用户以太网帧转发到相应的PONMAC设备，PONMAC设备向ONU发送用户以太网帧前将用户以太网帧中的LogicalTag剥离；
定位控制：
定位控制单元以用户MAC地址为索引，向一级交换网通过用户端口地址信息表查询用户端口地址信息时，一级交换网向定位控制单元返回SLOTID、PONPORTID和ONUID，以及返回LLID或GEMPORTID，实现在OLT用户侧端口地址的本地定位。
2.根据权利要求1所述的定位方法，其特征在于：
交换网单元与PON线卡单元为一对多的关系。
3.根据权利要求1所述的定位方法，其特征在于：
DA为6字节，SA为6字节，802.1Q为4字节、TYPE为2字节、DATA为46-1500字节，CRC为4字节。
4.一种OLT用户侧端口地址本地定位方法，所述OLT包括两级交换网，第一级为交换网单元，第二级在PON线卡单元，交换网单元为一级交换网，PON线卡单元包括二级交换网和PONMAC设备，定位控制单元与二级交换网连接，其特征在于，所述定位方法包括：
上行方向：
PONMAC设备将用户以太网帧中插入4字节的定位标记LogicalTag，所述定位标记LogicalTag中填写入PON端口ID即PONPORTID和ONUID，所述定位标记LogicalTag中还填写入LLID或GEMPORTID，所述用户以太网帧中还包括目的MAC地址DA、源MAC地址SA、802.1QVLAN字段802.1Q、以太网帧类型TYPE、以太网帧负载DATA和帧校验和CRC；
PONMAC设备将用户以太网帧转发到二级交换网，二级交换网在第二级交换地址表中以SA、LogicalTag和VLANID作为一个条目记录下用户地址信息，组成用户端口地址信息表；
二级交换网将LogicalTag剥离，转发用户以太网帧到一级交换网，一级交换网记录SA；
下行方向：
一级交换网根据SA转发用户以太网帧到相应的二级交换网；
相应的二级交换网依据LogicalTag中PONPORTID，将用户以太网帧转发到相应PONMAC设备，PONMAC设备向ONU发送用户以太网帧前将LogicalTag剥离；
定位控制：
定位控制单元以用户MAC地址作为索引向二级交换网查询用户端口地址信息时，二级交换网向定位控制单元返回PONPORTID、ONUID，以及返回LLID或GEMPORTID，实现在OLT用户侧端口地址的本地定位。
5.根据权利要求4所述的定位方法，其特征在于：
交换网单元与PON线卡单元为一对多的关系。
6.根据权利要求4所述的定位方法，其特征在于：
DA为6字节，SA为6字节，802.1Q为4字节、TYPE为2字节、DATA为46-1500字节，CRC为4字节。
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