CN112822128B - 一种pon系统报文镜像方法及pon系统 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种PON系统报文镜像方法及PON系统，该方法应用于系统中的光线路终端OLT，包括：复制OLT与光网络单元ONU交互的无源光纤网络PON报文；将复制报文重新封装得到虚拟局域网VLAN帧格式的报文；将所述VLAN帧格式的报文输出至外设。以此解决采用传统的镜像方式无法实现对部分报文的捕获的问题，能够捕获到系统中OLT和ONU间交互的各类PON报文进行输出打印，可以辅助定位PON系统中局端和终端设备的ODN链路侧的故障问题。

Description

一种PON系统报文镜像方法及PON系统
技术领域
本发明涉及光网络技术领域，特别涉及一种PON系统报文镜像方法及PON系统。
背景技术
PON(Passive Optical Network，无源光纤网络)技术是一点到多点的光纤接入技术，它由局侧的OLT(Optical Line Terminal，光线路终端，又称局端设备)、用户侧的ONU(Optical Network Unit，光网络单元，又称终端设备)以及ODN(Optical DistributionNetwork，光分配网络)组成。无源是指在ODN中不含有任何有源电子器件及电子电源，全部都由光分路器等无源器件组成。PON是一种纯介质网络，避免了外部设备的电磁干扰和雷电影响，减少了线路和外部设备的故障率，提高了系统可靠性，同时节省了维护成本，是通信行业长期期待的技术。同有源系统比较，PON具有节省光缆资源、带宽资源共享，节省机房投资，设备安全性高，建网速度快，综合建网成本低等优点。目前广泛使用的PON技术在现有的网络包括两种主流技术：EPON(Ethernet Passive Optical Network，以太网无源光网络)和GPON(Gigabit-Capable Passive Optical Networks，吉比特无源光网络)。EPON上行和下行带宽是1.25Gbit/s，GPON下游的带宽为2.5Gbit/s，上游的带宽为1.25Gbit/s，大多数EPON/GPON只配置了以太网接口，可选配置POTS和2M接口。
OLT和ONU作为PON系统中的网络设备，其很重要的一项功能为镜像，该镜像功能通过监控网络设备进出的报文信息，能够很好防止不利于网络安全的事件发生，对网络设备起到很好的保护作用。目前，网络设备的镜像技术主要是通过将交换芯片(SWI)端口上的报文复制后传输到交换芯片(SWI)的另一个端口后储存到外设中来实现。这种方式在一般情况可以提供给工作人员需要分析的网络报文，但是这种镜像方式只能获取到以太网封装格式的二层网络报文，而实际PON接入网络中还有很多PON交互报文，为能够很好的实现PON系统的故障定位以及流量拥塞控制，镜像监控这些报文信息也是十分必要的，然而由于这些报文一般只会在CPU(Central Processing Processor，中央处理器)和PON芯片之间处理而不经过交换芯片，所以传统的镜像方式无法实现对这些报文的捕获。
发明内容
本申请的目的是提供一种PON系统报文镜像方法及PON系统。用于解决由于部分报文只会在CPU和PON芯片之间处理而不经过交换芯片，采用传统的镜像方式无法实现对这些报文捕获的问题。
第一方面，本申请实施例提供了一种PON系统报文镜像方法，应用于系统中的光线路终端OLT，所述方法包括：
复制OLT与光网络单元ONU交互的无源光纤网络PON报文；
将复制报文重新封装得到虚拟局域网VLAN帧格式的报文；
将所述VLAN帧格式的报文输出至外设。
作为一种可能的实施方式，所述方法具体包括：
OLT的PON芯片复制OLT与ONU交互的PON报文；
OLT的PON芯片将复制的PON报文通过镜像通道传输至主控CPU；
OLT的主控CPU重新封装来自镜像通道的PON报文得到VLAN帧格式的报文；
OLT的主控CPU将所述VLAN帧格式的报文经交换芯片输出至外设。
作为一种可能的实施方式，所述方法具体包括：
OLT的PON芯片复制OLT与ONU交互的PON报文；
OLT的PON芯片对复制的PON报文进行镜像压缩处理；
OLT的PON芯片重新封装镜像压缩处理后的PON报文得到VLAN帧格式的报文，通过镜像通道发送至OLT的主控CPU；
OLT的主控CPU将所述VLAN帧格式的报文经交换芯片输出至外设。
作为一种可能的实施方式，PON系统为GPON系统时，OLT的PON芯片对复制的PON报文进行镜像压缩处理，包括：
OLT的PON芯片获取复制的上行PON报文中报文头字段里面的ONU标识符ONU ID和GPON封装模式端口标识符GEMport ID；
OLT的PON芯片根据获取结果，识别复制的上行PON报文中属于预设的第一特定类的报文；
OLT的PON芯片删除复制的上行PON报文中不属于预设的第一特定类的报文。
作为一种可能的实施方式，OLT的PON芯片根据获取结果，识别复制的上行报文中属于预设的第一特定类的报文，包括：
判断本地是否存储了不同用户的同种业务报文的镜像压缩配置；如果是，则读取该配置参数中的GEMport ID，当复制的上行PON报文满足如下条件时属于预设的第一特定类的报文：GEMport ID与配置参数中的GEMport ID相符，并且为相同ONU ID的首个报文；或
判断本地是否存储了单用户报文的镜像压缩配置；如果是，则读取该配置参数中的ONU ID，当复制的上行PON报文中的ONU ID与配置参数中的ONU ID相符时属于预设的第一特定类的报文；或
判断本地是否存储了不同用户的同种协议报文的镜像压缩配置；如果是，则读取该配置参数中的协议端口号，当复制的上行PON报文满足如下条件时属于预设的第一特定类的报文：协议端口号与配置参数中的协议端口号相符，并且为相同ONU ID的首个报文。
作为一种可能的实施方式，OLT的PON芯片重新封装镜像压缩处理后的PON报文得到VLAN帧格式的报文，包括：
针对镜像压缩处理后的每个PON报文：
将预设的用于标识GPON报文类型的二进制序列填充至VLAN帧格式的报文的前导码字段；
将PON报文中的源媒体访问控制MAC地址、目的MAC地址分别填充至VLAN帧格式的报文的源MAC地址字段、目的MAC地址字段；
将PON报文中的GEMport ID及PON报文对应的镜像压缩属性信息填充至VLAN帧格式的报文的标志TAG域字段，其中镜像压缩属性信息包括镜像压缩标识及压缩方式标识；
将PON报文中的净荷字段内容填充至VLAN帧格式的报文的数据字段；
重新计算所述VLAN帧格式的报文的数据长度和帧校验序列值。
作为一种可能的实施方式，所述方法具体包括：
OLT的PON芯片复制OLT与ONU交互的PON报文；
OLT的PON芯片识别复制的PON报文中属于预设的第二特定类的报文；
OLT的PON芯片重新封装属于预设的第二特定类的PON报文得到VLAN帧格式的报文，通过镜像通道发送至OLT的主控CPU，其中所述VLAN帧格式的报文中携带有第二特定类的PON报文对应的流控信息；
OLT的主控CPU根据VLAN帧格式的报文中的流控信息进行收发PON报文的流量调整，将VLAN帧格式的报文经交换芯片输出至外设。
作为一种可能的实施方式，PON系统为GPON系统时，OLT的PON芯片识别复制报文中属于预设的第二特定类的报文，包括：
识别复制的PON报文是否为本PON芯片管理的上行报文，如果是，则确定该复制的PON报文为同一PON芯片管理的上行报文，属于预设的第二特定类的报文；或
获取复制的PON报文中上行报文的ONU ID和GEMport ID；当获取到的ONU ID为预设的PON口下球机监控和/或枪机监控对应的ONU ID，且获取到的GEMport ID为预设的视频业务对应的GEMport ID时，则判断该上行报文为该预设PON口的单PON口上行混合高突发报文，属于预设的第二特定类的报文；或
判断复制的PON报文中的下行报文是否为来自预设的PON口的节目点播请求中的节目地址所对应的组播服务器下发的报文，如果是则该下行报文为该预设PON口的单PON口下行高突发报文，属于预设的第二特定类的报文。
作为一种可能的实施方式，OLT的主控CPU根据VLAN帧格式的报文中的流控信息进行收发PON报文的流量调整，包括：
收到VLAN帧格式的报文后，解析该报文，当报文中携带流控信息时，根据流控信息中流控对象类型标识确定收发PON报文中的流控对象；
判断是否触发了对该流控对象的流量调整，如果未触发则触发对该流控对象的流量调整；或者，在预设时间段内确定的多个流控对象中为同一流控对象的个数不低于预设的数量阈值且未触发该同一流控对象的流量调整时，触发对该同一流控对象的流量调整。
作为一种可能的实施方式，根据流控信息中流控对象类型标识确定收发PON报文中的流控对象，包括：
读取流控信息中流控对象类型标识得到其所关联的第二特定类报文的子类型；
根据得到的子类型和VLAN帧格式的报文中的ONU ID，确定收发PON报文中的流控对象。
作为一种可能的实施方式，当流控对象为PON芯片管理的上行报文时，对流控对象的流量调整，包括：
通过将PON芯片管理的下行报文中用于指示上行动态带宽分配模式的字段值设置为标识SR和NSR混合模式的取值，通知ONU按照业务类别确定上行动态带宽分配模式；其中，PON芯片管理的预设的第一类业务对应于上行动态带宽分配模式中的SR模式，PON芯片管理的预设的第二类业务对应于上行动态带宽分配模式中的NSR模式；
获取PON芯片在SR和NSR混合模式下得到的本PON芯片管理的上行业务报文的带宽利用情况和带宽分配情况；
根据获取结果，调整PON芯片管理的上行业务报文的分配带宽。
第二方面，本申请实施例提供了一种PON系统，所述OLT包括PON芯片、主控CPU和交换芯片；其中：
OLT的PON芯片复制OLT与ONU交互的PON报文；
OLT的PON芯片将复制的PON报文通过镜像通道传输至主控CPU；
OLT的主控CPU重新封装来自镜像通道的PON报文得到VLAN帧格式的报文；
OLT的主控CPU将所述VLAN帧格式的报文经交换芯片输出至外设。
作为一种可能的实施方式，所述OLT包括PON芯片、主控CPU和交换芯片；其中：
OLT的PON芯片复制OLT与ONU交互的PON报文；
OLT的PON芯片对复制的PON报文进行镜像压缩处理；
OLT的PON芯片重新封装镜像压缩处理后的PON报文得到VLAN帧格式的报文，通过镜像通道发送至OLT的主控CPU；
OLT的主控CPU将所述VLAN帧格式的报文经交换芯片输出至外设。
作为一种可能的实施方式，所述OLT包括PON芯片、主控CPU和交换芯片；其中：
OLT的PON芯片复制OLT与ONU交互的PON报文；
OLT的PON芯片对复制的PON报文进行镜像压缩处理；
OLT的PON芯片重新封装镜像压缩处理后的PON报文得到VLAN帧格式的报文，通过镜像通道发送至OLT的主控CPU；
OLT的主控CPU将所述VLAN帧格式的报文经交换芯片输出至外设。
作为一种可能的实施方式，所述OLT包括PON芯片、主控CPU和交换芯片；其中：
OLT的PON芯片获取复制的上行PON报文中报文头字段里面的ONU标识符ONU ID和GPON封装模式端口标识符GEMport ID；
OLT的PON芯片根据获取结果，识别复制的上行PON报文中属于预设的第一特定类的报文；
OLT的PON芯片删除复制的上行PON报文中不属于预设的第一特定类的报文。
本申请实施例，将OLT与光网络单元ONU交互的PON报文复制后，封装为VLAN帧格式的报文并输出至外设，因此可以捕获系统中OLT和ONU间交互的各类PON报文，解决采用传统的镜像方式无法实现对部分报文的捕获的问题，本申请将捕获的报文输出至外设，可以辅助定位PON系统中局端和终端设备的ODN链路侧的故障问题。
本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所介绍的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为根据本申请一个实施例所适用的组网架构示意图；
图2为根据本申请一个实施例的PON系统报文镜像方法流程示意图；
图3为根据本申请实施例一提供的PON系统报文镜像方法流程示意图；
图4a为根据本申请实施例中示例的VLAN帧格式示意图；
图4b为根据本申请实施例中示例的EPON报文重封装格式示意图；
图4c为根据本申请实施例中示例的GPON报文重封装格式示意图；
图5为根据本申请实施例二提供的PON系统报文镜像方法流程示意图；
图6为根据本申请实施例中示例的VLAN帧格式的报文的TAG域字段内容示意图；
图7为根据本申请实施例三提供的PON系统报文镜像方法流程示意图；
图8为本申请实施例三中示例的PON系统中PON板卡结构示意图。
具体实施方式
为进一步说明本申请实施例提供的技术方案，下面结合附图以及具体实施方式对此进行详细的说明。虽然本申请实施例提供了如下述实施例或附图所示的方法操作步骤，但基于常规或者无需创造性的劳动在方法中可以包括更多或者更少的操作步骤。在逻辑上不存在必要因果关系的步骤中，这些步骤的执行顺序不限于本申请实施例提供的执行顺序。方法在实际的处理过程中或者控制设备执行时，可以按照实施例或者附图所示的方法顺序执行或者并行执行。
为解决由于部分报文只会在CPU和PON芯片之间处理而不经过交换芯片，采用传统的镜像方式无法实现对这些报文的捕获的问题，本发明实施例提供一种PON系统报文镜像方案，该方案能够捕获到系统中OLT和ONU间交互的PON报文进行输出打印，可以辅助定位PON系统中局端和终端设备的ODN链路侧的故障问题。
本发明实施例所适用的组网架构如图1所示，包括：通过ODN连接的OLT和ONU，以及与OLT连接的外设。其中，OLT包括主控处理器CPU、PON芯片和交换芯片。OLT的PON芯片捕获用户侧上下行PON报文，镜像给主控CPU进行预定格式报文的转换封装，之后由主控CPU将封装后的镜像报文经交换芯片输出至外设。
本实施例提供一种PON系统报文镜像方法，该方法可以由系统中的OLT设备执行，参见图2，具体包括如下步骤：
步骤201，复制OLT与光网络单元ONU交互的无源光纤网络PON报文；
OLT与光网络单元ONU交互的无源光纤网络PON报文，为经过OLT中的PON芯片与光网络单元ONU交互的PON报文，对交互的PON报文进行复制，得到复制报文。
步骤202，将复制报文重新封装得到虚拟局域网VLAN帧格式的报文；
步骤203，将所述VLAN帧格式的报文输出至外设。
由于各类PON报文如三层报文和二层报文都经PON芯片与ONU，本发明实施例通过对该交互的PON报文复制后重新封装后输出至外设的存储设备进行存储，可以通过报文分析工具解析相应的PON报文进行故障分析，可以解决仅能捕获部分报文的问题。
以下通过各实施例对本发明的技术方案作具体详述。
实施例一
本实施例提供一种PON系统报文镜像方法，该方法可以由系统中的OLT设备执行，参见图3，具体包括如下步骤：
步骤301、OLT的PON芯片复制OLT与ONU交互的PON报文。
在本发明实施例中，镜像包括上行镜像和/或下行镜像。相应的，在本步骤中，OLT与ONU交互的PON报文包括：ONU上报给OLT的上行PON报文，和/或，OLT下发至ONU的下行PON报文。其中，PON报文包括PON协议的管理报文(例如注册报文、OAM报文等)和业务报文。具体实施时，OLT可以在用户侧接口(PON芯片的PON口)捕获与ONU交互的PON报文进行复制，若是下行报文镜像，则复制报文是经过OLT的PON芯片处理后增加了PON协议头部封装后的报文，若是上行报文镜像，则复制报文是未经过OLT的PON芯片处理去除PON协议头部封装前的报文。
步骤302、OLT的PON芯片将复制的PON报文通过镜像通道传输至主控CPU。
在本步骤中，镜像通道可以为在PON芯片与主控CPU之间的物理通道上划分的一个独立的逻辑通道。
步骤303、OLT的主控CPU重新封装来自镜像通道的PON报文得到VLAN帧格式的报文。
在本步骤中，OLT的主控CPU可单独开辟一个进程处理收到的来自镜像通道的PON报文。由于镜像报文是要输出到外设进行故障定位分析，但是现有的外设所采用的报文分析查看工具往往只能够解析VLAN帧格式的报文，所以需要对来自镜像通道的PON报文重新封装得到VLAN帧格式的报文。该处理过程可具体包括如下子步骤。
子步骤3031、判断当前的PON系统类型。
其中，可以通过读取预先配置的系统类型参数判断PON系统类型，不同类型的PON系统对应不同的系统类型参数。
子步骤3032、当判断PON系统类型为EPON系统时，从接收到的来自镜像通道的PON报文中获取LLID(Logical Link Identifier，逻辑链路标记)；在来自镜像通道的PON报文的源MAC地址字段(SA)和数据字段长度字段(Length/Type)之间增加标志TAG域，并在TAG域中填充LLID，得到VLAN(Virtual Local Area Network，虚拟局域网)帧格式的报文。
在本步骤中，PON系统为EPON系统时，接收到的来自镜像通道的PON报文为EPON报文。TAG域中的LLID字段值的填充位置可位于TAG域的低16比特位。可选的，TAG域还填充有报文类型(分为管理类报文和业务类报文)标识，可设置TAG域的高16比特位中的1个比特位填充进去，典型的填充在高16比特位中的最后1位。其中，报文类型的识别可以采用现有的任意一种所述报文类型的识别技术，此处不再赘述。
子步骤3033、当判断PON系统类型为GPON系统时，解析接收到的来自镜像通道的PON报文的报文头字段和净荷字段，利用解析结果封装得到VLAN帧格式的报文。
在本步骤中，PON系统为GPON系统时，接收到的来自镜像通道的PON报文为GPON报文。具体实施时，接收到来自镜像通道的PON报文后：解析该报文得到源MAC地址、目的MAC地址、GEMport ID(GPON Encapsulation Mode port identification，GPON封装模式端口标识符)和净荷字段内容；将预设的用于标识GPON报文类型的二进制序列填充至VLAN帧格式的报文的前导码字段；将解析得到的源MAC地址、目的MAC地址分别填充至VLAN帧格式的报文的源MAC地址(SA)字段、目的MAC地址(DA)字段；将解析得到的GEMport ID填充至VLAN帧格式的报文的TAG域字段，将解析得到的净荷字段内容填充至VLAN帧格式的报文的数据字段；重新计算数据长度和帧校验序列值(FCS，Frame Check Sequence)。
图4a为是VLAN帧标准格式示意图，图4b为EPON报文重封装格式的一种示意图，图4c为GPON报文重封装格式的一种示意图。
步骤304、OLT的主控CPU将VLAN帧格式的报文经交换芯片输出至外设。
在本步骤中，可预先启用交换芯片的镜像功能，配置交换芯片镜像功能的入端口为交换芯片的与主控CPU连接的端口，出端口为交换芯片的与外设连接的端口。OLT的主控CPU将VLAN帧格式的报文经交换芯片镜像功能的入端口转发至交换芯片，交换芯片将收到的VLAN帧格式的报文镜像至镜像功能的出端口以通过该出端口输出至外设。
其中，外设为与OLT连接的外界设备(例如为PC机)，可包括：存储设备和报文分析查看工具。OLT的主控CPU将VLAN帧格式的报文经交换芯片输出至外设的存储设备进行存储，报文分析查看工具读取存储设备中的报文，按照进VLAN帧格式解析报文从中获取相关信息以进行监控或故障分析，具体的分析过程为现有技术，在此不再赘述。
可选地，在从接收到的来自镜像通道的PON报文中获取LLID(Logical LinkIdentifier，逻辑链路标记)之后，得到VLAN帧格式的报文之前，还包括：
比较获取到的LLID与预配置的镜像源参数中的LLID；当比较结果为两者相符时，对来自镜像通道的PON报文进行VLAN帧格式的重封装，得到VLAN帧格式的报文。
本实施例通过OLT的PON芯片抓取PON系统中来自ONU的PON芯片上报的PON报文和来自OLT的主控CPU下发给ONU的PON报文，通过镜像报文通道将这些报文送往主控CPU打包分析出报文的LLID/GEMport ID，可以辅助定位PON系统中设备的靠近ODN链路的末端(可以是局端侧也可以是终端侧)的故障问题。
实施例二
在上述实施例一中，局端用户侧接口收发的所有PON报文都会通过镜像通道送往主控CPU进行组包并转发，这样会大大加重主控CPU的处理负担。为此，本实施例在上述实施例的基础上进行了改进，以缓解因镜像报文处理所造成的主控CPU负担重的弊端。参见图5，本实施例提供了一种PON系统报文镜像方法，该方法可以由系统中的OLT设备执行，具体包括如下步骤：
步骤501、OLT的PON芯片复制OLT与ONU交互的PON报文。
步骤502、OLT的PON芯片对复制的PON报文进行镜像压缩处理。
其中，镜像压缩处理策略可以由本领域技术人员根据故障定位需求、PON系统实际的业务传输情况等因素预先设定。典型的，镜像压缩处理的对象为PON系统中来自ONU的上行报文，目的是减小PON芯片镜像给主控CPU的报文流量，实现方式可以通过减少报文数量和/或缩短报文长度等。
可选的，PON系统为GPON系统时，本步骤502具体包括：
OLT的PON芯片获取复制的上行PON报文中报文头字段里面的ONU标识符ONU ID和GEMport ID；
OLT的PON芯片根据获取结果，识别复制的上行PON报文中属于预设的第一特定类的报文；
OLT的PON芯片删除复制的上行PON报文中不属于预设的第一特定类的报文。
示例性的，预设的第一特定类报文分为如下几种子类型：不同用户的同种业务报文、单用户报文(包括正常用户的所有报文和/或故障用户的异常报文)和不同用户的同种协议报文。其中，第一特定类报文中的每一种子类型报文唯一对应一种镜像压缩处理方式。
OLT的PON芯片得到复制的上行PON报文中的ONU ID和GEMport ID后，识别复制的上行报文中属于预设的第一特定类的报文，包括：
判断本地是否存储了不同用户的同种业务报文的镜像压缩配置；如果是，则读取该配置参数中的GEMport ID，当复制的上行PON报文满足如下条件时属于预设的第一特定类报文：GEMport ID与配置参数中的GEMport ID相符，并且为相同ONU ID的首个报文；在该配置中，对于GEMport ID相同而ONU ID不同的多条报文，仅针每个不同的ONU ID保留其中一个报文；或
判断本地是否存储了单用户报文镜像压缩配置；如果是，则读取该配置参数中的ONU ID，当复制的上行PON报文中的ONU ID与配置参数中的ONU ID相符时属于预设的第一特定类报文；或
判断本地是否存储了不同用户的同种协议报文的镜像压缩配置；如果是，则读取该配置参数中的协议端口号，当复制的上行PON报文满足如下条件时属于预设的第一特定类报文：协议端口号与配置参数中的协议端口号相符，并且为相同ONU ID的首个报文；在该配置中，对于协议端口号相同而ONU ID不同的多条报文，仅针每个不同的ONU ID保留其中一个报文。
步骤503、OLT的PON芯片重新封装镜像压缩处理后的PON报文得到VLAN帧格式的报文，通过镜像通道发送至OLT的主控CPU。
在本步骤中，针对镜像压缩处理后的每个PON报文：将预设的用于标识GPON报文类型的二进制序列填充至VLAN帧格式的报文的前导码字段；将PON报文中的源MAC地址、目的MAC地址分别填充至VLAN帧格式的报文的源MAC地址(SA)字段、目的MAC地址(DA)字段；将PON报文中的GEMport ID及PON报文对应的镜像压缩属性信息填充至VLAN帧格式的报文的TAG域字段；将PON报文中的净荷字段内容填充至VLAN帧格式的报文的数据字段；重新计算VLAN帧格式的报文的数据长度和帧校验序列值。
其中，镜像压缩属性信息可包括镜像压缩标识及压缩方式标识。镜像压缩标识描述了报文是经过镜像压缩处理筛选得到的，压缩方式标识描述了报文是通过何种镜像压缩处理方式筛选得到的。
进一步的，复制的PON报文的重封装过程区分上下行方向。对于复制的下行GPON报文，重新封装后得到的VLAN帧格式报文的TAG域字段中除GEMport ID及对应的镜像压缩属性信息之外还包括Alloc ID(分配标识)、DBAu(Dynamically Bandwidth Assignment up，上行动态带宽分配)，以及用于描述报文方向和类型的标识信息Pri；对于复制的上行GPON报文，重新封装后得到的VLAN帧格式报文的TAG域字段中除GEMport ID及对应的镜像压缩属性信息之外，还包括ONU ID、DBAreport(Dynamically Bandwidth Assignment report，动态带宽分配报告)，以及用于描述报文方向和类型的标识信息Pri。其中，报文方向分为上行和下行，报文类型分为协议和数据。典型的，标识信息Pri占用2个比特位，具体取值所标识的报文方向和类型信息见下表1所示。
表1
报文方向和类型 比特位
上行协议报文 00
下行协议报文 01
上行数据报文 10
下行数据报文 11
典型的，VLAN帧格式的报文的TAG域字段内容如图6所示。
其中，Policy action和Policy result分别用来填充镜像压缩标识和压缩方式标识，每个标识占用2个比特位，例如Policy action取值10时为镜像压缩标识，Policyresult取值01、10、11时分别为3个不同压缩方式标识。
步骤504、OLT的主控CPU将VLAN帧格式的报文经交换芯片输出至外设。
在大多数情况下，OLT和ONU之间交互的协议报文为周期性、重复性的；或者下行广播报文带给ONU的是大量报文会复制给所有ONU，由ONU端进行筛选和判断；或者是某类上行报文，PON口下所有ONU均会发送相同的报文，故会对上联抓包PC、实际带宽会有很高的要求和占用，所以可以预先定制压缩策略，进行压缩镜像配置，有选择的对复制报文进行压缩上报，丢弃重复性的报文。另外针对不同PON口特定报文进行筛选，可以实现同时分析不同PON口下同一类特定报文，如在该PON口下出现某一类故障，而另一个PON口同样的配置环境但未出现故障问题，可以同时抓取对应的PON报文，并进行对比分析，对于故障定位具有非常重要的现实意义。
本实施例提供的技术方案，在PON芯片采集复制报文后并未直接传送至主控CPU处理，而是将满足一定条件的复制报文镜像压缩，且由PON芯片替代主控CPU负责重新封装复制报文，避免了大流量的复制报文同时涌向主控CPU，主控CPU也无需再重封装复制报文，大大减轻了主控CPU的处理负担。
实施例三
参见图7，本实施例提供了一种PON系统报文镜像方法，该方法应用于GPON系统，由系统中的OLT设备执行，具体包括如下步骤：
步骤701、OLT的PON芯片复制OLT与ONU交互的PON报文。
步骤702、OLT的PON芯片识别复制的PON报文中属于预设的第二特定类的报文。
在本步骤中，预设的第二特定类的报文可分为如下几种子类型的报文：同一PON芯片管理的上行报文、单PON口上行混合高突发报文、单PON口下行高突发报文。
在PON系统中，参见图8，OLT的PON板卡上设置有交换芯片、至少1个PON芯片和多个PON口；进一步的，OLT的每个PON芯片中又包含至少1个CPU，PON芯片中不同的CPU对应不同的至少1个PON口，每个PON口下可以连接有多个ONU，并且PON芯片中1个CPU对应的所有PON口中，不同的PON口连接的ONU不同；ONU包括主控CPU、交换芯片、PON芯片和1个上联口，ONU通过该PON口经ODN与OLT上的PON口连接。
多条上行报文被复制到OLT的PON芯片后，因为之前已经在OLT上完成认证注册的ONU在OLT的PON芯片中会存在对应的表项，OLT的PON芯片通过该表项能够获知ONU的标识ONU ID，据此判断出进入OLT的PON芯片的上行报文是否来自本PON芯片所管理的ONU，如果是，则确定属于本PON芯片的同一PON芯片管理的上行报文。
通常上行业务的种类很多，而单个PON口上行的1:N吞吐基本在1G以下，PON结构本身又是多级芯片(存在多个缓存、多级流控)设备，对于突发的处理会比交换机复杂的多，而高突发业务主要是视频监控业务，而视频监控业务又由两类业务组成，分别是监控周围环境的球机和监控道路抓拍的枪机。两类业务通常会同时接入在每个ONU下，因此上行业务存在混合高突发的情况。在本步骤中，复制PON口的上行报文后，通过GEMport ID(判断选取出视频业务)和ONU ID(判断选取出球机监控还是枪机监控)结合的方式，识别出两种上行高突发报文。示例性的，在GPON系统中，识别属于单PON口上行混合高突发报文，包括：获取复制的PON报文中上行报文的ONU ID和GEMport ID；当获取到的ONU ID为预设的PON口下球机监控和/或枪机监控对应的ONU ID，且获取到的GEMport ID为预设的视频业务对应的GEMport ID时，则判断该上行报文属于该预设PON口的单PON口上行混合高突发报文。
通常下行高突发业务主要存在于组播业务中，而组播业务存在多路混合的组播源(可以理解成为节目频道)的情况也比较常见，因为不同的用户可能会观看同一个节目，也可能看不同的节目，选择的电视台也不一样，这些都是由用户自主决定。同时下行业务中往往会与用户的宽带业务混合，端口的总带宽会接近吞吐。故PON系统应该能够对于多路高突发的下行组播也具备处理能力，处理不好，也是常出现视频卡顿主要原因之一。本步骤中可以完成多路混合组播源的区分与提取，示例性的，在GPON系统中识别属于单PON口下行高突发报文，包括：判断复制的PON报文中的下行报文是否为来自预设的PON口的节目点播请求中的节目地址所对应的组播服务器下发的报文，如果是则该下行报文属于该预设PON口的单PON口下行高突发报文。
步骤703、OLT的PON芯片重新封装属于预设的第二特定类的PON报文得到VLAN帧格式的报文，通过镜像通道发送至OLT的主控CPU，其中所述VLAN帧格式的报文中携带有第二特定类的PON报文对应的流控信息。
在本步骤中，针对每个属于预设的第二特定类的上行PON报文：将预设的用于标识GPON报文类型的二进制序列填充至VLAN帧格式的报文的前导码字段；将PON报文中的源MAC地址、目的MAC地址分别填充至VLAN帧格式的报文的源MAC地址(SA)字段、目的MAC地址(DA)字段；将PON报文中的ONU ID、GEMport ID、DBAreport，以及对应的流控信息填充至VLAN帧格式的报文的TAG域字段；将PON报文中的净荷字段内容填充至VLAN帧格式的报文的数据字段；重新计算数据长度和帧校验序列值(FCS：Frame Check Sequence)。
针对每个属于预设的第二特定类的下行PON报文：将预设的用于标识GPON报文类型的二进制序列填充至VLAN帧格式的报文的前导码字段；将PON报文中的源MAC地址、目的MAC地址分别填充至VLAN帧格式的报文的源MAC地址(SA)字段、目的MAC地址(DA)字段；将PON报文中的Alloc ID、DBAu、GEMport ID、用于描述报文方向和类型的标识信息Pri，以及对应的流控信息填充至VLAN帧格式的报文的TAG域字段；将PON报文中的净荷字段内容填充至VLAN帧格式的报文的数据字段；重新计算VLAN帧格式的报文的数据长度和帧校验序列值。
其中，流控信息可包括流控标识及流控对象类型标识。流控标识描述了OLT需要进行收发PON报文的流量控制，流控对象类型标识与复制的PON报文所属的第二特定类报文的子类型关联，描述了对哪种子类型的第二特定类报文的流量控制。
典型的，VLAN帧格式的报文的TAG域字段如图6所示。其中，Policy action和Policy result分别用来填充流控标识和流控对象类型标识，每个标识占用2个比特位，例如Policy action取值01时为流控标识，Policy result取值01、10、11时分别为3个不同流控对象类型标识。
可选的，对于不属于预设的第二特定类的复制的PON报文，OLT的PON芯片可丢弃，也可重新封装得到VLAN帧格式的报文，通过镜像通道发送至OLT的主控CPU，本实施例对此不作具体限定。具体的重新封装过程与属于预设的第二特定类的复制报文的封装过程类似，不同的是封装后的报文中不携带流控信息，对应的流控信息填充位为空或为无效值。
步骤704、OLT的主控CPU根据VLAN帧格式的报文中的流控信息进行收发PON报文的流量调整，将VLAN帧格式的报文经交换芯片输出至外设。
在本步骤中，OLT的主控CPU收到VLAN帧格式的报文后，解析该报文，当报文中携带流控信息时，根据流控信息中流控对象类型标识确定收发PON报文中的流控对象；判断是否触发了对该流控对象的流量调整；如果未触发，则触发对该流控对象的流量调整。或者，在预设时间段内确定的多个流控对象中为同一流控对象的个数不低于预设的数量阈值且未触发该同一流控对象的流量调整时，触发对该流控对象的流量调整。其中，数量阈值大于或等于1，由本领域技术人员根据经验设定。
根据流控信息中流控对象类型标识确定收发PON报文中的流控对象，包括：读取流控信息中流控对象类型标识得到其所关联的第二特定类报文的子类型；根据得到的子类型和VLAN帧格式的报文中的ONU ID，确定收发PON报文中的流控对象。具体的，当所得到的子类型为同一PON芯片管理的上行报文时，获取VLAN帧格式的报文中的ONU ID，查找ONU ID所对应的PON芯片，确定收发PON报文中的流控对象为查找到的PON芯片管理的上行报文；当所得到的子类型为单PON口上行混合高突发报文时，获取VLAN帧格式的报文中的ONU ID，查找ONU ID所对应的PON口，确定收发PON报文中的流控对象为查找到的PON口的上行报文；当所得到的子类型为单PON口下行高突发报文时，获取VLAN帧格式的报文中的ONU ID，查找ONUID所对应的PON口，确定收发PON报文中的流控对象为查找到的PON口的下行报文。
当流控对象为PON芯片管理的上行报文时，对流控对象的流量调整，包括：
通过将PON芯片管理的下行报文中用于指示上行动态带宽分配模式的字段值设置为标识SR和NSR混合模式的取值，通知ONU按照业务类别确定上行动态带宽分配模式；其中，PON芯片管理的预设的第一类业务对应于上行动态带宽分配模式中的SR(StatusReporting，状态报告)模式，PON芯片管理的预设的第二类业务对应于上行动态带宽分配模式中的NSR(Non Status Reporting，非状态报告)模式；
获取PON芯片在SR和NSR混合模式下得到的本PON芯片管理的上行业务报文的带宽利用情况和带宽分配情况；
根据获取结果，调整PON芯片管理的上行业务报文的分配带宽。具体的调整策略可以采用现有技术实现，在此不再赘述。
在本实施例中，用于指示上行动态带宽模式的字段为DBAu字段，位置为下行报文中USBWmap的Flags字段的第8、7比特位，其不同模式的取值可如下表2所示。
表2
Figure BDA0002872169150000191
其中，SR模式和NSR模式的工作机制均为现有技术，在此不再赘述。在上述步骤中，OLT的PON芯片不再是采用单一的SR模式或者NSR模式而是采用SR和NSR混合模式收集上行带宽情况，也即有的业务采用SR模式收集上行带宽情况，有的业务采用NSR模式收集上行带宽情况，但由于OLT是以广播的方式发送下行报文，故将下行报文中用于指示上行动态带宽模式的字段值为标识SR和NSR混合模式的取值，至于哪些业务属于第一类业务采用SR模式，哪些业务属于第二类业务采用NSR模式，可由OLT和ONU统一根据业务对可靠性和/或时延要求的高低预先约定并各自设置好，后续ONU根据该设置而非根据现有技术中的用于指示上行动态带宽模式的字段值进行动态带宽分配报告的上报。典型的，第一类业务为预设的可靠性高、时延高的业务，例如视频业务，第二类业务为预设的普通业务，例如宽带业务。如此，就可以对时延高的视频业务以及对时延不敏感的宽带业务的带宽进行调动，给优先级高的业务扩展并增加更大的带宽，给优先级小的业务减少带宽。
其中，当流控对象为单PON口上行报文时，对流控对象的流量调整，包括：设置PON芯片的PON口的下行报文中用于指示上行动态带宽报告模式的字段值为标识NSR模式的取值；接收到PON芯片在检测到PON口存在上行报文流量突发时上报的通知后，调整PON口的上行报文流量。具体的调整策略可以采用现有技术实现，在此不再赘述。
其中，当流控对象为单PON口下行报文时，对流控对象的流量调整，包括：设置PON芯片的PON口的下行报文中用于指示上行动态带宽报告模式的字段值为标识SR模式的取值；接收到PON芯片在检测到PON口存在下行报文流量突发时上报的通知后，调整PON口的下行报文流量。具体的调整策略可以采用现有技术实现，在此不再赘述。
本实施例通过镜像流量的方式，触发对实时动态变化的带宽实施监控，如业务带宽的拥塞、冗余等状态的上报和检测，从而除了完成镜像功能外还能够对带宽进行动态的调整，能够很好的监控业务传输情况，有效地保证业务的高效传输。
基于相同的发明构思，本申请还提供一种PON系统，包括光线路终端OLT和光网络单元ONU，其中所述OLT用于：
复制OLT与光网络单元ONU交互的无源光纤网络PON报文；
将复制报文重新封装得到虚拟局域网VLAN帧格式的报文；
将VLAN帧格式的报文输出至外设。
作为一种可选的实施方式，所述OLT包括PON芯片、主控CPU和交换芯片；其中：
OLT的PON芯片复制OLT与ONU交互的PON报文；
OLT的PON芯片将复制报文通过镜像通道传输至主控CPU；
OLT的主控CPU重新封装来自镜像通道的复制报文得到VLAN帧格式的报文；
OLT的主控CPU将VLAN帧格式的报文经交换芯片输出至外设。
作为一种可选的实施方式，所述OLT包括PON芯片、主控CPU和交换芯片；其中：
OLT的PON芯片复制OLT与ONU交互的PON报文；
OLT的PON芯片对复制报文进行镜像压缩处理；
OLT的PON芯片重新封装镜像压缩处理后的复制报文得到VLAN帧格式的报文，通过镜像通道发送至OLT的主控CPU；
OLT的主控CPU将VLAN帧格式的报文经交换芯片输出至外设。
作为一种可选的实施方式，所述OLT包括PON芯片、主控CPU和交换芯片；其中：
OLT的PON芯片复制OLT与ONU交互的PON报文；
OLT的PON芯片识别复制报文中属于预设的第二特定类的报文；
OLT的PON芯片重新封装属于预设的第二特定类的复制报文得到VLAN帧格式的报文，通过镜像通道发送至OLT的主控CPU，其中所述VLAN帧格式的报文中携带有第二特定类的复制报文对应的流控信息；
OLT的主控CPU根据VLAN帧格式的报文中的流控信息进行收发PON报文的流量调整，将VLAN帧格式的报文经交换芯片输出至外设。
本发明实施例所提供的上述PON系统与本发明上述实施例提供的PON系统报文镜像方法属于同一发明构思，上述实施例提供的PON系统报文镜像方法的各种实施方式，可以应用到本实施例中的PON系统进行实施，这里不再重述。
尽管已描述了本申请的可选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (12)

1.一种PON系统报文镜像方法，其特征在于，应用于系统中的光线路终端OLT，所述方法包括：
OLT的PON芯片复制OLT与ONU交互的PON报文；
OLT的PON芯片对复制的PON报文进行镜像压缩处理；
针对镜像压缩处理后的每个PON报文：将预设的用于标识GPON报文类型的二进制序列填充至VLAN帧格式的报文的前导码字段；将PON报文中的源媒体访问控制MAC地址、目的MAC地址分别填充至VLAN帧格式的报文的源MAC地址字段、目的MAC地址字段；将PON报文中的GEMport ID及PON报文对应的镜像压缩属性信息填充至VLAN帧格式的报文的标志TAG域字段，其中镜像压缩属性信息包括镜像压缩标识及压缩方式标识；将PON报文中的净荷字段内容填充至VLAN帧格式的报文的数据字段；重新计算所述VLAN帧格式的报文的数据长度和帧校验序列值；通过镜像通道发送至OLT的主控CPU；
OLT的主控CPU将所述VLAN帧格式的报文经交换芯片输出至外设。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法具体包括：
OLT的PON芯片复制OLT与ONU交互的PON报文；
OLT的PON芯片将复制的PON报文通过镜像通道传输至主控CPU；
OLT的主控CPU重新封装来自镜像通道的PON报文得到VLAN帧格式的报文；
OLT的主控CPU将所述VLAN帧格式的报文经交换芯片输出至外设。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，PON系统为GPON系统时，OLT的PON芯片对复制的PON报文进行镜像压缩处理，包括：
OLT的PON芯片获取复制的上行PON报文中报文头字段里面的ONU标识符ONU ID和GPON封装模式端口标识符GEMport ID；
OLT的PON芯片根据获取结果，识别复制的上行PON报文中属于预设的第一特定类的报文；
OLT的PON芯片删除复制的上行PON报文中不属于预设的第一特定类的报文。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，OLT的PON芯片根据获取结果，识别复制的上行报文中属于预设的第一特定类的报文，包括：
判断本地是否存储了不同用户的同种业务报文的镜像压缩配置；如果是，则读取配置参数中的GEMport ID，当复制的上行PON报文满足如下条件时属于预设的第一特定类的报文：GEMport ID与配置参数中的GEMport ID相符，并且为相同ONU ID的首个报文；或
判断本地是否存储了单用户报文的镜像压缩配置；如果是，则读取配置参数中的ONUID，当复制的上行PON报文中的ONU ID与配置参数中的ONU ID相符时属于预设的第一特定类的报文；或
判断本地是否存储了不同用户的同种协议报文的镜像压缩配置；如果是，则读取配置参数中的协议端口号，当复制的上行PON报文满足如下条件时属于预设的第一特定类的报文：协议端口号与配置参数中的协议端口号相符，并且为相同ONU ID的首个报文。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
OLT的PON芯片识别复制的PON报文中属于预设的第二特定类的报文；
OLT的PON芯片重新封装属于预设的第二特定类的PON报文得到VLAN帧格式的报文，通过镜像通道发送至OLT的主控CPU，其中所述VLAN帧格式的报文中携带有第二特定类的PON报文对应的流控信息；
OLT的主控CPU根据VLAN帧格式的报文中的流控信息进行收发PON报文的流量调整，将VLAN帧格式的报文经交换芯片输出至外设。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，PON系统为GPON系统时，OLT的PON芯片识别复制报文中属于预设的第二特定类的报文，包括：
识别复制的PON报文是否为本PON芯片管理的上行报文，如果是，则确定该复制的PON报文为同一PON芯片管理的上行报文，属于预设的第二特定类的报文；或
获取复制的PON报文中上行报文的ONU ID和GEMport ID；当获取到的ONU ID为预设的PON口下球机监控和/或枪机监控对应的ONU ID，且获取到的GEMport ID为预设的视频业务对应的GEMport ID时，则判断该上行报文为该预设PON口的单PON口上行混合高突发报文，属于预设的第二特定类的报文；或
判断复制的PON报文中的下行报文是否为来自预设的PON口的节目点播请求中的节目地址所对应的组播服务器下发的报文，如果是则该下行报文为该预设PON口的单PON口下行高突发报文，属于预设的第二特定类的报文。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，OLT的主控CPU根据VLAN帧格式的报文中的流控信息进行收发PON报文的流量调整，包括：
收到VLAN帧格式的报文后，解析该报文，当报文中携带流控信息时，根据流控信息中流控对象类型标识确定收发PON报文中的流控对象；
判断是否触发了对该流控对象的流量调整，如果未触发则触发对该流控对象的流量调整；或者，在预设时间段内确定的多个流控对象中为同一流控对象的个数不低于预设的数量阈值且未触发该同一流控对象的流量调整时，触发对该同一流控对象的流量调整。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，根据流控信息中流控对象类型标识确定收发PON报文中的流控对象，包括：
读取流控信息中流控对象类型标识得到其所关联的第二特定类报文的子类型；
根据得到的子类型和VLAN帧格式的报文中的ONU ID，确定收发PON报文中的流控对象。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，当流控对象为PON芯片管理的上行报文时，对流控对象的流量调整，包括：
通过将PON芯片管理的下行报文中用于指示上行动态带宽分配模式的字段值设置为标识SR和NSR混合模式的取值，通知ONU按照业务类别确定上行动态带宽分配模式；其中，PON芯片管理的预设的第一类业务对应于上行动态带宽分配模式中的SR模式PON芯片管理的预设的第二类业务对应于上行动态带宽分配模式中的NSR模式；
获取PON芯片在SR和NSR混合模式下得到的本PON芯片管理的上行业务报文的带宽利用情况和带宽分配情况；根据获取结果，调整PON芯片管理的上行业务报文的分配带宽。
10.一种PON系统，其特征在于，包括光线路终端OLT和光网络单元ONU，其中所述OLT用于：
复制OLT与光网络单元ONU交互的无源光纤网络PON报文；
对复制的PON报文进行镜像压缩处理；
针对镜像压缩处理后的每个PON报文：将预设的用于标识GPON报文类型的二进制序列填充至VLAN帧格式的报文的前导码字段；将PON报文中的源媒体访问控制MAC地址、目的MAC地址分别填充至VLAN帧格式的报文的源MAC地址字段、目的MAC地址字段；将PON报文中的GEMport ID及PON报文对应的镜像压缩属性信息填充至VLAN帧格式的报文的标志TAG域字段，其中镜像压缩属性信息包括镜像压缩标识及压缩方式标识；将PON报文中的净荷字段内容填充至VLAN帧格式的报文的数据字段；重新计算所述VLAN帧格式的报文的数据长度和帧校验序列值；通过镜像通道发送至OLT的主控CPU；
OLT的主控CPU将所述VLAN帧格式的报文经交换芯片输出至外设。
11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述OLT包括PON芯片、主控CPU和交换芯片；其中：
OLT的PON芯片复制OLT与ONU交互的PON报文；
OLT的PON芯片将复制的PON报文通过镜像通道传输至主控CPU；
OLT的主控CPU重新封装来自镜像通道的PON报文得到VLAN帧格式的报文；
OLT的主控CPU将所述VLAN帧格式的报文经交换芯片输出至外设。
12.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述OLT包括PON芯片、主控CPU和交换芯片；其中：
OLT的PON芯片获取复制的上行PON报文中报文头字段里面的ONU标识符ONU ID和GPON封装模式端口标识符GEMport ID；
OLT的PON芯片根据获取结果，识别复制的上行PON报文中属于预设的第一特定类的报文；
OLT的PON芯片删除复制的上行PON报文中不属于预设的第一特定类的报文。
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