CN109561361B - 一种光线路终端及业务端口映射方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光线路终端及业务端口映射方法，涉及通信技术领域。光线路终端OLT，其包括：第一光模块阵列，其中的每个光模块通过一个业务节点接口SNI连接一个业务单元；第二光模块阵列，其中的每个光模块均连接波长复用器WM；交叉单元，其具有与第一光模块阵列中的光模块一一相连的多个第一端口，以及与第二光模块阵列中的光模块一一相连的多个第二端口，交叉单元用于根据收到的业务端口映射变更请求，连接指定的第一端口和第二端口以建立连接SNI与用户网络接口UNI的业务通道。本发明实现自由切换业务侧端口与用户侧端口之间的业务通道。

Description

一种光线路终端及业务端口映射方法

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体是涉及一种光线路终端及业务端口映射方法。

背景技术

波分复用无源光网络(Wavelength Division Multiplexing-Passive OpticalNetwork，WDM-PON)由光线路终端(optical line terminal，OLT)、光分配网络(OpticalDistribution Network，ODN)和光网络单元(Optical Network Unit，ONU)组成，其中，ODN包括光纤馈线段、波长复用器(Wavelength Multiplexer，WM)和分支光纤。

例如，在波长路由的波分复用无源光网络(Wavelength Routed WavelengthDivision Multiplexing-Passive Optical Network，WR-WDM-PON)中，WM为一种用于在WR-WDM-PON波长通道对与通道组之间提供复用/解复用功能的双向功能单元。通过ODN中WM分支不同的波长，ONU的工作波长是由ONU在ODN中的物理连接决定的，即连接到WM器件的哪个端口所决定，每个ONU使用一对(上行和下行)专用的工作波长。ONU的每个用户网络接口(User Network Interface，UNI)与一个用户单元相连。

同理，在OLT一侧，每个OLT端口的工作波长也是物理连接决定的，即连接到OLT侧的WM器件的哪个端口所决定的。OLT的每个业务节点接口(Service Node Interface，SNI)连接一个业务单元。因此，OLT SNI与ONU UNI之间，物理链路连接是一一对应、固定不变的，业务侧端口与用户侧端口之间的通道不能自由切换，这种方式具有局限性，不够灵活。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种光线路终端及业务端口映射方法，实现自由切换业务侧端口与用户侧端口之间的业务通道。

本发明提供一种光线路终端OLT，其包括：

第一光模块阵列，其中的每个光模块通过一个业务节点接口SNI连接一个业务单元；

第二光模块阵列，其中的每个光模块均连接波长复用器WM；

交叉单元，其具有与所述第一光模块阵列中的光模块一一相连的多个第一端口，以及与所述第二光模块阵列中的光模块一一相连的多个第二端口，所述交叉单元用于根据收到的业务端口映射变更请求，连接指定的第一端口和第二端口以建立连接SNI与用户网络接口UNI的业务通道。

在上述技术方案的基础上，一个所述第一端口连接一个或者多个所述第二端口，或者，一个所述第二端口连接一个或者多个所述第一端口。

在上述技术方案的基础上，所述OLT还包括管理模块和交叉驱动模块，所述管理模块用于通过所述交叉驱动模块下发所述业务端口映射变更请求，以及接收所述交叉单元上报的所述端口的连接结果。

在上述技术方案的基础上，所述管理模块还用于在所述OLT初始化时创建业务端口映射表，以及根据所述端口的连接结果更新所述业务端口映射表；

业务端口映射表包括所述业务通道的序号、所述业务通道的方向、所述第一端口所连接的SNI序号、所述第二端口所连接的UNI序号、所述第一端口的序号、所述第二端口的序号和所述业务通道的使用标记。

在上述技术方案的基础上，所述交叉驱动模块与所述交叉单元之间通过内部集成电路I2C总线、串行外设接口SPI总线或者管理数据输入输出MDIO总线相连。

在上述技术方案的基础上，所述第一端口和第二端口均包括多个输入端口和输出端口；

所述交叉单元包括与多个所述输入端口一一相连的多个预处理单元、与多个所述输出端口一一相连的多个输出缓冲区、以及连接所述预处理单元和所述输出缓冲区的交叉控制开关；

每个所述预处理单元均包括依次相连的自适应均衡器和数据恢复控制器。

在上述技术方案的基础上，所述交叉单元为现场可编程门阵列FPGA或者专用集成电路ASIC。

本发明还提供一种基于上述的光线路终端的业务端口映射方法，其包括：

所述交叉单元接收业务端口映射变更请求，并连接指定的第一端口和第二端口，以建立连接SNI与用户网络接口UNI的业务通道。

在上述技术方案的基础上，在所述业务通道中，一个或者多个所述第一端口连接一个所述第二端口，或者，一个或者多个所述第二端口连接一个所述第一端口。

在上述技术方案的基础上，所述OLT还包括管理模块和交叉驱动模块；

所述管理模块通过所述交叉驱动模块下发所述业务端口映射变更请求，以及接收所述交叉单元上报的所述端口的连接结果。

与现有技术相比，本发明实施例的光线路终端OLT包括：第一光模块阵列，其中的每个光模块通过一个业务节点接口SNI连接一个业务单元；第二光模块阵列，其中的每个光模块均连接波长复用器WM；交叉单元，其具有与第一光模块阵列中的光模块一一相连的多个第一端口，以及与第二光模块阵列中的光模块一一相连的多个第二端口，交叉单元用于根据收到的业务端口映射变更请求，连接指定的第一端口和第二端口以建立连接SNI与用户网络接口UNI的业务通道，实现自由切换业务侧端口与用户侧端口之间的业务通道。

附图说明

图1是本发明实施例光线路终端示意图；

图2是本发明实施例中交叉单元的示意图；

图3是本发明实施例在WR-WDM-PON中的应用架构示意图；

图4是本发明另一实施例业务端口映射方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细描述。

参见图1所示，本发明实施例光线路终端OLT包括第一光模块阵列、第二光模块阵列、连接第一光模块阵列和第二光模块阵列的交叉单元、以及波长复用器WM。

第一光模块阵列和第二光模块阵列中的每个光模块均用于对光模块接收和发送的信号进行光电转换。为了清楚说明起见，将第一光模块阵列中的光模块称为第一光模块，将第二光模块阵列中的光模块称为第二光模块。

第一光模块阵列为SNI侧光模块阵列，其中的每个第一光模块通过一个业务节点接口SNI连接一个业务单元，图1中未示出业务单元。

第二光模块阵列为PON侧光模块阵列，其中的每个第二光模块均连接波长复用器WM。

交叉单元具有与第一光模块阵列中的第一光模块一一相连的多个第一端口，以及与第二光模块阵列中的第二光模块一一相连的多个第二端口，即每个SNI通过一个第一光模块连接到交叉单元的一个第一端口，交叉单元的一个第二端口通过一个第二光模块连接到WM。第一光模块阵列中的第一光模块总数、第二光模块阵列中的第二光模块总数、以及交叉单元的第一端口的总数和第二端口的总数均为N，N>1，图1中示出N＝16。

交叉单元用于根据收到的业务端口映射变更请求，连接指定的第一端口和第二端口以建立连接SNI与用户网络接口UNI的业务通道。一个第一端口连接一个或者多个第二端口，或者，一个第二端口连接一个或者多个第一端口。具体的，第一端口和第二端口均包括输入端口和输出端口，当一个第一端口连接一个或者多个第二端口时，第一端口中的输入端口连接一个或者多个第二端口中的输出端口，同时，第一端口中的输出端口连接一个或者多个第二端口中的输入端口。一个第二端口连接一个或者多个第一端口与上述情况类似。

优选的，交叉单元包括与多个输入端口一一相连的多个预处理单元、与多个输出端口一一相连的多个输出缓冲区、以及连接预处理单元和输出缓冲区的交叉控制开关。进一步的，每个预处理单元均包括依次相连的自适应均衡器和数据恢复控制器。自适应均衡器用于补偿数据通道的信噪比，最大可补偿32dB，每个自适应均衡器均可独立设置运行在不同速率等级。数据恢复控制器用于在自适应均衡器后完成数据恢复，消除残余抖动，提供干净的数据信号。

图2为一种交叉单元的具体结构示意图，交叉单元由多个输入端口、输出端口、自适应均衡器、数据恢复控制器、交叉控制开关、可编程输出缓冲区、电源供给、温度监控、以及软件接口等组成。例如，在下行方向上，第一端口中的输入端口为IN1，……，IN16，第二端口中的输出端口为OUT1，……，OUT16，每个输入端口的数据可从任意一个或者多个输出端口输出，从而实现业务通道交叉控制和速率调节等功能，例如，速率可调范围为1Gbps至28Gbps。在上行方向上，第二端口中的输入端口为IN1，……，IN16，第一端口中的输出端口为OUT1，……，OUT16。

优选的，交叉驱动模块与交叉单元之间通过软件接口相连，软件接口具有内部集成电路(Inter-Integrated Circuit，I2C)总线、串行外设接口(Serial PeripheralInterface，SPI)总线或者管理数据输入输出(Management Data Input Output，MDIO)总线。

优选的，交叉单元可以由独立的高性能交叉芯片，例如专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)或现场可编程门阵列(FieldProgrammable Gate Array，FPGA)构成，并可以集成在OLT的硬件板卡上。

优选的，OLT还包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)，CPU中设有管理模块和交叉驱动模块，管理模块用于对OLT支持的所有功能进行管理，管理模块还用于通过交叉驱动模块下发业务端口映射变更请求给交叉单元，以及接收交叉单元上报的端口的连接结果，该端口的连接结果表示指定的第一端口和第二端口之间的连接结果。交叉驱动模块是软件模块，属于OLT软件镜像的一部分，工作在CPU上。

具体的，软件接口可以是交叉驱动模块提供的应用程序编程接口(ApplicationProgramming Interface，API)，管理模块通过调用API向交叉驱动模块发送业务端口映射变更请求，交叉驱动模块通过I2C、SPI或MDIO总线读写交叉单元内部的寄存器，以实现连接指定的第一端口和第二端口。

优选的，管理模块还用于在OLT初始化时创建业务端口映射表，以及根据端口的连接结果更新业务端口映射表。业务端口映射表可独立存入存储器中，也可保存在管理模块中，不作限定。

参见表一所示，业务端口映射表包括业务通道的序号、业务通道的方向、第一端口所连接的SNI序号、第二端口所连接的UNI序号、第一端口的序号、第二端口的序号和业务通道的使用标记，其中，表一中的“/”表示或者，例如“上行/下行”表示该业务通道的方向为“上行”或者“下行”，在下行的业务通道中，第一端口的序号为第一端口中输入端口的序号，第二端口的序号为第二端口中输出端口的序号；在上行的业务通道中，第二端口的序号为第二端口中的输入端口的序号，第一端口的序号为第一端口中的输出端口的序号。业务端口映射表还可以包括每个业务通道所连接的业务单元和用户单元。

表一：业务端口映射表

图3所示为一种WR-WDM-PON的应用架构示意图，该WR-WDM-PON包括多个业务单元、本发明实施例光线路终端OLT、ODN、多个ONU和多个用户单元。

port1，port2，......，portm，......，portn均为第一光模块阵列的端口，每个第一光模块通过一个业务节点接口SNI连接一个业务单元。业务单元可以是基带处理单元(Baseband Unit，BBU)、业务路由器(Service Router，SR)、宽带远程接入服务器(Broadband Remote Access Server，BRAS)等。

pon port1，pon port2，......，pon portn均为第二光模块阵列的PON端口，每个pon port端口通过一个分支光纤连接到WM上，用于传输波长为λ_u/λ_d的上行/下行光信号。

OLT中的WM与ODN中的WM通过主干光纤相连，用于传输上行/下行的波长为λ_u1/λ_d1，……，λ_um/λ_dm，……，λ_un/λ_dn的光信号，1≤m≤n。WM为一种用于在WR-WDM-PON波长通道对与通道组之间提供复用/解复用功能的双向功能单元。OLT端下行方向，WM完成波长复用功能，将从PON侧光模块阵列多个分支光纤出来的多个下行波长复用到主干光纤上；OLT端上行方向，WM完成波长解复用功能，将从主干光纤上进入的多个上行波长解复用到PON侧光模块阵列多个分支光纤上。

每个ONU可以有多个UNI，每个UNI可以连接一个用户单元。用户单元可以是射频拉远单元(Remote Radio Unit，RRU)、移动前传通用公共无线接口/开放式基站架构联盟(Common Public Radio Interface/Open Base Station Architecture Initiative，CPRI/OBSAI)等。

WR-WDM-PON中ONU的工作波长是由ONU在ODN中的物理连接决定的，即连接到WM器件的哪个分支端口所决定。当ONU接入OLT认证成功后，由于ODN中的WM分支波长各不相同且波长值固定，所以每个ONU使用上行工作波长和下行工作波长就固定了。同理，在OLT一侧，每个OLT端口的工作波长也是物理连接决定的，即连接到OLT侧的WM器件的哪个端口所决定的。因此，当ONU接入OLT认证成功后，ONU UNI与OLT PON端口之间的通道是固定的，不可改变。

通过OLT的软件控制，交叉单元实现第一端口和第二端口之间的映射功能，对OLTSNI与OLT PON侧端口之间的映射关系进行灵活调整，即实现OLT SNI侧与ONU UNI侧之间的业务端口灵活映射，从而具有业务通道的交叉控制和速率调节等功能。

具体的，在业务传输方向上(上行或者下行)，交叉单元有多个输入端口和多个输出端口，每个输入端口的数据可从任意一个或者多个输出端口输出，因此可以灵活调整经过该输入端口和输出端口的业务通道的速率。

除了灵活调整业务通道的速率，本发明实施例OLT还可以改变业务单元与用户单元之间的映射关系。业务单元与用户单元之间映射关系发生改变有三种情形：

第一种情形为业务单元发生迁移，用户单元不变。例如，用户单元1通过ONU UNI1、ONU1、OLT PON侧端口1、交叉单元、OLT SNI1与业务单元1进行业务交互。但新需求需要与OLT SNI2相连的业务单元2替代业务单元1提供服务，在不改变原有网络物理连接的情况下，让用户单元1平滑切换到业务单元2。

第二种情形为用户单元发生迁移，业务单元不变。例如，业务单元3通过OLT SNI3、交叉单元、OLT PON侧端口3、ONU3、ONU UNI3与用户单元3进行业务交互。但新需求需要与ONU UNI4相连的用户单元4替代用户单元3接收来自业务单元3提供服务，在不改变原有网络物理连接的情况下，让用户单元4平滑切换到业务单元3。

第三种情形为用户单元发生迁移，业务单元也发生迁移。这个情形可以分解为第一种情形加上第二种情形。

结合上述实施例，以下通过本发明另一实施例业务端口映射方法，具体说明对OLTSNI与OLT PON侧端口之间的映射关系进行灵活调整，即实现OLT SNI侧与ONU UNI侧之间的业务端口灵活映射，从而具有业务通道的交叉控制和速率调节等功能。

当业务单元与用户单元之间映射关系发生改变时，交叉单元接收业务端口映射变更请求，并连接指定的第一端口和第二端口，以建立连接SNI与用户网络接口UNI的业务通道。

参见图4所示，业务端口映射方法具体包括：

S110.OLT的管理模块在业务端口映射表中查询需要改变映射关系的业务单元与用户单元对应的信息。

当业务单元与用户单元之间映射关系发生改变，OLT的管理模块会在业务端口映射表中查询改变映射关系的业务单元与用户单元对应的信息。这些信息包括：业务通道的序号、业务通道的方向、第一端口所连接的SNI序号、第二端口所连接的UNI序号、第一端口的序号、第二端口的序号和业务通道的使用标记。

S120.管理模块根据获取的信息向交叉驱动模块发送业务端口映射变更请求。

当管理模块获取到相关信息后，就可知道需要改变映射关系的业务单元和用户单元与交叉单元输入端口的序号和交叉单元输出端口的序号之间的连接关系。这时，就可以改变交叉单元输入端口与交叉单元输出端口之间的映射关系，以实现SNI与UNI之间映射关系的改变，即业务单元与用户单元间的映射关系改变。管理模块向交叉驱动模块发送业务端口映射变更请求，变更请求中包含需要映射关系的交叉单元输入端口与交叉单元输出端口之间新的映射关系。

S130.交叉驱动模块接收并解析端口映射变更请求。

当管理模块向交叉驱动模块发送业务端口映射变更请求后，交叉驱动模块接收端口映射变更请求，并解析请求信息，主要解析的信息有需要改变映射关系的输入端口和输出端口，以及这些端口间新的映射关系。

S140.交叉驱动模块根据当前端口映射需求设置交叉单元。

交叉驱动模块解析完端口映射变更请求信息后，会对交叉单元需要改变映射请求的输入端口和输出端口进行重新设置，设置这些输入端口和输出端口按照新需求进行映射。

S150.交叉单元实现端口映射变更。

当交叉驱动模块根据端口映射新需求设置交叉单元后，交叉单元会改变对应的输入端口和输出端口间的映射关系，以实现端口映射需求变更。

以业务单元与用户单元之间映射关系发生改变的第一种情形举例说明，例如，业务单元1需要迁移到业务单元2，用户单元1不变。这时需要进行的操作是断开交叉单元的第一端口1与第二端口1之间的映射，建立第一端口2与第二端口1之间的映射，即：在下行方向，断开交叉单元的输入端口IN1与交叉单元的输出端口OUT1之间的映射，建立交叉单元的输入端口IN2与交叉单元的输出端口OUT1之间的映射；上行方向，断开交叉单元的输入端口IN1与交叉单元的输出端口OUT1之间的映射，建立交叉单元的输入端口IN1与交叉单元的输出端口OUT2之间的映射。同理可以实现对业务单元与用户单元之间映射关系发生改变的第二种情形和第三种情形的操作方法。

S160.管理模块更新业务端口映射表。

完成端口映射变更后，管理模块会更新业务端口映射表，更新内容为业务通道的序号、业务通道的方向、第一端口所连接的SNI序号、第二端口所连接的UNI序号、第一端口的序号、第二端口的序号和业务通道的使用标记。

切换SNI和/或UNI连接的业务单元和用户单元，目的是在不改变原有网络物理连接和不影响用户业务的情况下，实现BBU/SR/BRAS服务器版本升级、新旧替换、扩容、服务器主从备份、用户业务需求变更、前传基站变更等。通过交叉单元实现端口SNI与端口UNI之间切换，避免了OLT端口SNI和ONU端口UNI之间物理链路连接固定不变，业务通道不能自由切换的弊端，大大提高了WR-WDM-PON多用户多业务实现的灵活性和通用性，简化了业务部署，降低了系统运维成本，并使业务开通变得便捷高效。

本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (9)

1.一种光线路终端OLT，其特征在于，其包括：

第一光模块阵列，其中的每个光模块通过一个业务节点接口SNI连接一个业务单元；

第二光模块阵列，其中的每个光模块均连接波长复用器WM；

交叉单元，其具有与所述第一光模块阵列中的光模块一一相连的多个第一端口，以及与所述第二光模块阵列中的光模块一一相连的多个第二端口，所述交叉单元用于根据收到的业务端口映射变更请求，连接指定的第一端口和第二端口以建立连接SNI与用户网络接口UNI的业务通道；

所述第一端口和第二端口均包括多个输入端口和输出端口；

所述交叉单元包括与多个所述输入端口一一相连的多个预处理单元、与多个所述输出端口一一相连的多个输出缓冲区、以及连接所述预处理单元和所述输出缓冲区的交叉控制开关；

每个所述预处理单元均包括依次相连的自适应均衡器和数据恢复控制器。

2.如权利要求1所述的光线路终端，其特征在于：一个所述第一端口连接一个或者多个所述第二端口，或者，一个所述第二端口连接一个或者多个所述第一端口。

3.如权利要求1所述的光线路终端，其特征在于：

所述OLT还包括管理模块和交叉驱动模块，所述管理模块用于通过所述交叉驱动模块下发所述业务端口映射变更请求，以及接收所述交叉单元上报的所述端口的连接结果。

4.如权利要求3所述的光线路终端，其特征在于：

所述管理模块还用于在所述OLT初始化时创建业务端口映射表，以及根据所述端口的连接结果更新所述业务端口映射表；

业务端口映射表包括所述业务通道的序号、所述业务通道的方向、所述第一端口所连接的SNI序号、所述第二端口所连接的UNI序号、所述第一端口的序号、所述第二端口的序号和所述业务通道的使用标记。

5.如权利要求3所述的光线路终端，其特征在于：所述交叉驱动模块与所述交叉单元之间通过内部集成电路I2C总线、串行外设接口SPI总线或者管理数据输入输出MDIO总线相连。

6.如权利要求1所述的光线路终端，其特征在于：所述交叉单元为现场可编程门阵列FPGA或者专用集成电路ASIC。

7.一种基于权利要求1所述的光线路终端的业务端口映射方法，其特征在于，其包括：

所述交叉单元接收业务端口映射变更请求，并连接指定的第一端口和第二端口，以建立连接SNI与用户网络接口UNI的业务通道。

8.如权利要求7所述的业务端口映射方法，其特征在于：在所述业务通道中，一个或者多个所述第一端口连接一个所述第二端口，或者，一个或者多个所述第二端口连接一个所述第一端口。

9.如权利要求7所述的业务端口映射方法，其特征在于：

所述OLT还包括管理模块和交叉驱动模块；

所述管理模块通过所述交叉驱动模块下发所述业务端口映射变更请求，以及接收所述交叉单元上报的所述端口的连接结果。

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