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CN101317377B - 在无源光网络中配置以太网业务的装置、方法及系统 - Google Patents

在无源光网络中配置以太网业务的装置、方法及系统 Download PDF

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CN101317377B CN2007800003455A CN200780000345A CN101317377B CN 101317377 B CN101317377 B CN 101317377B CN 2007800003455 A CN2007800003455 A CN 2007800003455A CN 200780000345 A CN200780000345 A CN 200780000345A CN 101317377 B CN101317377 B CN 101317377B
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Abstract

本发明公开了一种在无源光网络PON中配置以太网业务的装置、方法及系统，其中，该装置包括依次相连的PON协议处理模块、以太网模块和至少一个基于以太网的业务模块，在以太网模块中包括互相连接的MAC桥端口配置数据ME和以太网业务终结点ME，在基于以太网的业务模块中包括至少一个非以太网业务功能终结点ME，基于以太网的业务模块中的非以太网业务功能终结点ME与所述以太网业务终结点管理实体ME相关联。本发明提供的装置、方法及系统减少了以太网业务的配置与基于以太网的各种业务或/和设备配置的耦合性，有利于ONT的维护和模块化配置。

Description

在无源光网络中配置以太网业务的装置、方法及系统
技术领域
本发明涉及无源光网络(PON，passive optical network)中配置业务和/或设备的技术，特别涉及在PON中配置以太网业务的装置、方法及系统。
发明背景
目前的宽带接入技术主要区分为铜线接入技术和光接入技术，由光接入技术实现的接入网称为光接入网(OAN，optical access network)。PON是一种点对多点传送的OAN，PON的网络结构示意图如图1所示，PON由光线路终端(OLT，optical line terminator)、光分布网(ODN，optical distribute network)以及光网络单元(ONU，optical network unit)组成。其中，在图1中，ONU表示为光网络终端(ONT，optical networktermination)。
其中，OLT为OAN提供网络侧接口(SNI)，连接一个或者多个ODN；ODN为无源分光器件，将OLT下行的数据通过光分路传输到各个ONU，同样，ODN将ONU的上行数据通过汇聚方式传输到OLT；ONU为OAN提供用户侧接口(UNI)，同时与ODN相连，如果ONU同时提供用户端口功能，如ONU提供以太网用户端口或简易老式电话系统(POTS，Plain Old Telephone System)用户端口，则称为ONT，全文将ONU和ONT统一为ONT。
在PON中，OLT的下行流量通过时分复用(TDM)的方式广播到ONT，各个ONT按需接收需要的流量；ONT的上行流量通过OLT的控制，同一时刻只允许特定的ONT传输数据，通过时分多址(TDMA)的方式传输到OLT。
图2为现有技术支持以太网业务的ONT的结构示意图，如图所示：该ONT包括以太网模块、至少一个基于以太网的业务模块和PON协议处理模块。
其中，PON协议处理模块完成PON标准协议相关工作，例如接收OLT的配置信息对ONT进行配置、上报ONT的状态或告警、对从以太网模块收到的上行报文添加PON协议帧头、对下行帧去掉PON协议帧头重新组装后传递给以太网模块；
以太网模块完成与以太网帧处理、维护、管理等相关工作，例如执行添加虚拟局域网(VLAN)标签操作、对报文进行基于VLAN标签或介质访问控制(MAC)地址过滤等。
基于以太网的业务模块完成其自身业务处理、维护和管理等相关的功能，例如基于以太网的TDM业务模块时钟的恢复等功能。
基于以太网的业务模块一方面提供用户网络接口(UNI)，另一方面通过以太网模块提供的内部UNI与以太网模块相连。
在ONT中，以太网模块的某个端口可以只提供以太网业务，不提供基于以太网的业务，这时，内部UNI就变成ONT的UNI。
基于以太网业务的ONT可以支持多种承载在以太网之上业务功能，例如可以支持基于以太网的TDM业务或网际协议(IP)路由业务等。
国际电信联盟(ITU-T)定义了宽带无源光网络(BPON，BroadbandPassive Optical Network)技术G.983.x系列标准和吉比特无源光网络(Giga-bit Passive Optical Network)技术G.984.x系列标准。在BPON或GPON中，定义了OLT配置和管理ONT的方式，OLT通过ONT管理控制接口(OMCI)通道对ONT进行管理和配置，OMCI是BPON或GPON中的一种配置传输通道，建立在OLT和ONT之间，由ONT在向OLT注册时建立，OMCI采用主从式管理协议，OLT是主设备，ONT是从设备，OLT通过OMCI通道控制所连接的多个ONT。
OMCI将OLT管理和配置ONT的各种数据抽象为独立的管理信息库(MIB)，MIB的基本单元为管理实体(ME)。在BPON或GPON中定义了OLT通过OMCI控制ONT的多种ME。ONT在OLT的控制下实现各个ME的配置和管理功能，OMCI的目的就是用来允许提供模块化以及可扩展的能力来满足不同ONT控制和管理的需要。
图3为现有技术采用ME配置以太网业务的装置示意图，如图所示：在ONT的以太网模块设置MAC桥端口配置数据ME，在基于以太网的业务模块中设置互相连接的以太网流终结点ME和伪线终结点ME，该伪线终结点ME还与MAC桥端口配置数据ME相连接。
其中，MAC桥端口配置数据ME用于配置与MAC桥端口相关的一些配置数据，如端口的优先级、端口路径值以及终结点指针等参数；伪线终结点ME定义了通过数据包方式传递TDM业务的配置数据，这些配置数据包括是否为结构化的业务类型属性、信令承载方式等；以太网流终结点ME用于配置终结和发起以太网数据帧所必要的参数，如ONT的MAC地址、远程MAC地址、对上行帧添加虚拟本地局域网(VLAN)标签的策略等。
从图3可以看出，在以太网模块中的MAC桥端口配置数据ME直接与基于以太网的业务模块中的伪线终结点ME相连接，由于MAC桥端口配置数据ME只能完成配置MAC桥端口相关的数据，如端口的优先级、端口路径值或终结点指针等参数，而无法配置环回检测功能，即无法通过环回来检测内部UNI的通道故障，该环回检测功能需要由某类业务的终结点ME来配置。在图3中，环回检测功能没有定义在MAC桥端口配置数据ME中，以太网业务模块直接提供以太网物理接口时，由与MAC桥端口配置数据ME关联的以太网用户网络接口物理路径终结(UNI，Physical Path Termination Point Ethernet)ME提供环回检测功能，但在图3中不具备，所以图3所示的装置无法进行环回故障检测。
从图3还可以看出，以太网流终结点ME定义了配置对以太网数据进行处理的一些配置属性，但是由于以太流终结点ME直接与伪线终结点ME关联，而与MAC桥端口数据ME无关联，即应该配置以太网数据属性的ME放在了基于以太网的业务模块中，而与以太网模块没有关联，违反了模块化设计的原则，导致以太网业务的配置与基于以太网的各种业务或/和设备配置紧耦合，不利于ONT的维护和模块化配置。
发明内容
本发明实施例提供一种在PON中配置以太网业务的装置及系统，该装置及系统减少以太网业务的配置与基于以太网的各种业务和/或设备配置的耦合性，有利于ONT的维护和模块化配置。
本发明还提供一种在PON中配置以太网业务的方法，该方法减少以太网业务的配置与基于以太网的各种业务和/或设备配置的耦合性，有利于ONT的维护和模块化配置。
本发明实施例的技术方案是这样实现的：
一种无源光网络PON网元，包括依次相连的无源光网络PON协议处理模块、以太网模块和至少一个基于以太网的业务模块，在以太网模块中包括互相连接的介质访问控制MAC桥端口配置数据管理实体ME和以太网业务终结点ME，在基于以太网的业务模块中包括至少一个非以太网业务功能终结点ME，所述基于以太网的业务模块中的非以太网业务功能终结点ME与所述以太网业务终结点管理实体ME相关联；其中，
所述MAC桥端口配置数据ME用于配置MAC桥端口；
所述以太网业务终结点ME用于终结或发起以太网业务所需要的属性配置；
所述非以太网业务功能终结点ME用于基于以太网的业务的属性配置。
一种在无源光网络PON中配置以太网业务的方法，该方法包括：
在PON网元的以太网模块中设置以太网业务终结点ME，在PON网元的基于以太网的业务模块中设置至少一个非以太网业务功能终结点ME，所述基于以太网的业务模块中的非以太网业务功能终结点ME与所述以太网业务终结点管理实体ME相关联；
以太网业务终结点ME进行ONT的以太网业务终结或发起相关的属性配置，非以太网业务功能终结点ME进行PON网元的基于以太网的业务的属性配置，MAC桥端口配置数据ME进行ONT的MAC桥端口的属性配置。
一种无源光网络PON系统，包括光线路终端OLT和至少一个PON网元相连接，所述PON网元具有相关联的以太网业务终结点管理实体ME和非以太网业务功能终结节点ME，其中，
PON网元，用于根据以太网业务终结点ME配置终结或发起以太网业务所需要的属性；根据非以太网业务功能终结点ME配置基于以太网的业务的属性。
从上述方案可以看出，本发明实施例将用于完成以太网业务终结或发起的属性配置的以太网业务终结点ME设置在了ONT的以太网模块中，即设置在MAC桥端口配置数据ME和基于以太网的业务模块中的非以太网业务功能终结点ME之间，从而通过以太网业务终结点ME使以太网模块完成所有以太网业务的属性配置，通过非以太网业务功能终结点ME使基于以太网的业务模块完成所有其他基于以太网的业务的属性配置。因此，本发明实施例提供的装置、方法及管理实体减少了以太网业务的配置与基于以太网的各种业务或/和设备配置的耦合性，有利于ONT的维护和模块化配置。更进一步地，由于以太网业务终结点ME设置在MAC桥端口配置数据ME和基于以太网的业务模块中的非以太网业务功能终结点ME之间，可以在以太网业务终结点ME设置以太网环回配置，从而实现UNI的环回故障检测和与MAC桥端口的环回故障检测。
附图简要说明
图1为现有技术PON的网络结构示意图；
图2为现有技术支持以太网业务的ONT的结构示意图；
图3为现有技术采用ME配置以太网业务的装置示意图；
图4为本发明实施例在PON中配置以太网业务的装置示意图；
图5为本发明实施例在PON中配置以太网业务的方法流程图；
图6为本发明实施例在PON中配置以太网业务具体实施例示意图。
实施本发明的方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下举实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
从图2可以看出，ONT的物理结构实际上是模块化的，即以太网模块和基于以太网的业务模块相分离，但是，在现有技术中却将用于以太网业务配置的以太网业务终结点ME设置在了基于以太网的业务模块中，从而并没有实现ONT的模块化设计和/或配置。因此，本发明实施例提供的装置、方法及管理实体将基于以太网的业务模块当作是提供一种业务的设备，使基于以太网的业务模块和以太网模块之间仅仅是松耦合的关系，从而减少以太网业务的配置与基于以太网的各种业务或/和设备配置的耦合性，有利于ONT的维护和模块化配置。
图4为本发明实施例在PON中配置以太网业务的装置示意图，如图所示：该装置为ONT，包括依次相连接的PON协议处理模块、以太网模块和至少一个基于以太网的业务模块。其中，以太网模块和至少一个基于以太网的业务模块之间通过内部接口(如内部UNI)相连接，基于以太网的业务模块通过UNI与外部的用户终端相连接。
在本发明实施例中，在以太网模块中设置MAC桥端口配置数据ME和以太网业务终结点ME，这两个ME相互连接，在基于以太网的业务模块中设置至少一个非以太网业务功能终结点ME，非以太网业务功能终结点ME与以太网业务模块中的以太网业务终结点ME相连接。
以太网业务终结点ME的功能类似于以太网用户网络接口物理路径终结点ME，以太网业务终结点ME通过内部接口(如内部UNI)连接基于以太网的业务模块。以太网业务终结点ME通过显式或隐式方式与基于以太网的业务模块中的非以太网业务功能终结点ME进行关联，其中，显式关联是通过指针指向所关联的非以太网业务功能终结点ME或基于以太网的业务模块中的非以太网业务功能终结点ME通过指针指向以太网业务功能终结点ME；隐式关联是指通过非以太网业务功能终结点ME的标识关联到非以太网业务功能终结点ME，如果两个ME的应用实例的标识相同表示两个ME的实例相关联。
在本发明实施例中，非以太网业务功能终结点ME可以用于在GPON包传输中支持在以太网上传输非以太网业务，非以太网业务功能终结点ME可以为TDM业务终结点ME或伪线终结点ME。当非以太网业务功能终结点ME为伪线终结点ME时，非以太网业务终结点ME用于在GPON中支持在以太网上传输TDM业务。
以太网业务终结点ME可以用于配置终结和发起以太网数据帧所必要的参数，如ONT的MAC地址、远程MAC地址、对上行帧添加VLAN标签的策略等，也可以用于配置环回检测功能，例如配置进行内部接口(如内部UNI)向非以太网业务功能模块的环回检测故障，即下行方向的环回，和/或向MAC桥端口的环回故障检测，即上行方向的环回。
举一个例子说明。
以太网业务终结点ME为连接以太网模块和基于以太网的业务模块的ME，在以太网业务终结点ME中，上行方向上，基于以太网的业务模块来的数据比特流在该ME处构建为以太网数据后发送出去；下行方向上，在以太网业务终结点ME处，从以太网数据中解析得到数据组成数据比特流发送给基于以太网的业务模块。
以太网业务终结点ME可以有多个应用实例，每个应用实例可以在OLT的请求下由ONT设置，当基于以太网的业务模块和以太网模块之间互相传输数据时，就可以设置一个应用实例。
对于以太网业务终结点ME的每个应用实例，都可以用属性进行标识。属性包括：
管理实体标识，此属性为每个应用实例的唯一标识，此属性占用2个字节，通过设置应用实例时设置，只能读取。
终结点互联指针，此属性提供一个指针指向基于以太网的业务模块中的非以太网业务功能终结点ME的应用实例，该非以太网业务功能终结点ME可以是伪线终结点ME或MoCA终结点ME，此属性占用2个字节，通过设置应用实例时设置，可读可写。
以太网业务环回配置，此属性用于设置以太网业务的环回检测功能，当值为0x00时，表示不进行环回检测；当值为0x01时，表示往下行方向环回，即从基于以太网的业务模块中的非以太网业务功能终结点ME处收到数据比特流后再环回到基于以太网的业务模块中的非以太网业务功能终结点ME处，进行UNI侧的环回故障检测；当值为0x02时，表示上行方向环回，即把从MAC桥端口接收到的以太网数据再环回到MAC桥端口，进行与MAC桥端口配置数据ME之间的环回故障检测。此属性占用一个字节，通过设置应用实例时设置，可读可写。
当然，在以太网业务终结点ME中，还可以根据需要设置其他属性或对上述属性进行添加或删除。
在本发明实施例中，以太网业务终结点ME是新设置的，其分别与MAC桥端口配置数据ME和非以太网业务节点ME相关联。
图5为本发明实施例在PON中配置以太网业务的方法流程图，其具体步骤为：
步骤500、在ONT的以太网模块中设置以太网业务终结点ME和MAC桥端口配置数据ME，在ONU的基于以太网的业务模块中设置非以太网业务功能终结点ME，设置的MAC桥端口配置数据ME和以太网业务终结点ME关联、以太网业务终结点ME和非以太网业务功能终结点ME相关联。
步骤501、ONT的终结和发起以太网业务的属性配置由以太网业务终结点ME完成，ONT的基于以太网的业务的终结和发起属性配置由非以太网业务功能终结点ME完成，ONT的MAC桥端口的属性配置由MAC桥端口配置数据ME完成。
举一个具体实施例说明本发明，如图6所示，假设非以太网业务功能终结点ME为伪线终结点ME，则结合伪线业务来说明通过模块化的设计实现基于以太网业务的伪线业务。以太网业务终结点ME终结所有与以太网业务相关的，为其他业务功能提供适配的配置属性，包括终结点互联指针以及以太网环回配置属性等。伪线终结点ME直接与以太网业务终结点ME相关联。现有技术中以太网流终结点ME中配置属性可以由以太网业务终结点ME完成。通过这种方式，所有与以太网业务相关的配置属性都在以太网模块内部完成，所有与伪线业务相关的配置属性都在基于以太网的伪线模块中完成。同时，在以太网模块中的以太网业务终结点ME提供的环回配置属性通过配置上、下行方向的环回实现对ONT上的以太网模块和基于以太网的伪线模块的业务模块进行故障检测和维护。
本发明实施例还提供一种PON系统，包括OLT和至少一个PON网元相连接，所述PON网元具有相关联的以太网业务终结点管理实体ME和非以太网业务功能终结节点ME，其中，
PON网元，用于根据以太网业务终结点ME配置终结或发起以太网业务所需要的属性；根据非以太网业务功能终结点ME配置基于以太网的业务的属性。
进一步地，所述OLT还用于向所述PON网元发送以太网数据或从所述PON网元接收以太网数据；
PON网元，还用于将从OLT接收的以太网数据在以太网业务功能终结点ME处解析得到数据组成数据比特流；或将数据比特流在以太网业务功能终结点ME处构建为以太网数据后发送给OLT。
随着技术发展，当需要新增以太网业务相关的配置属性时，只需要在以太网业务终结点ME中增加该属性或再增加描述该属性的ME并把新增的ME与以太网模块中的ME，如以太网业务终结点ME、MAC桥端口配置数据ME关联；当需要为新增基于以太网的业务配置属性时，只需要在基于以太网的业务模块中的非以太网业务功能终结点ME新增配置属性或增加描述新增配置属性的ME并把新增的ME与基于以太网业务模块中的ME，如非以太网业务功能终结点ME关联。这样，就体现了BPON和GPON系统中OMCI的设计基本原则，即“OMCI定义的目的是用来模块化的、可扩展的能力来满足不同层次的需求”。因此，本发明提供的方法可以降低PON的成本，提高可操作性和可维护性。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种无源光网络PON网元，包括依次相连的无源光网络PON协议处理模块、以太网模块和至少一个基于以太网的业务模块，其特征在于，在以太网模块中包括互相连接的介质访问控制MAC桥端口配置数据管理实体ME和以太网业务终结点ME，在基于以太网的业务模块中包括至少一个非以太网业务功能终结点ME，所述基于以太网的业务模块中的非以太网业务功能终结点ME与所述以太网业务终结点管理实体ME相关联；其中，
所述以太网业务终结点ME用于终结或发起以太网业务的属性配置；
所述非以太网业务功能终结点ME用于基于以太网的业务的属性配置。
2.根据权利要求1所述的网元，其特征在于，所述MAC桥端口配置数据ME用于配置MAC桥端口。
3.如权利要求1所述的网元，其特征在于，所述非以太网业务功能终结点ME与以太网业务终结点ME是通过显式方式或隐式方式相关联的。
4.如权利要求3所述的网元，其特征在于，所述显式方式为以太网业务终结点ME通过指针指向所关联的非以太网业务功能终结点ME或非以太网业务功能终结点ME通过指针关联到以太网业务终结点ME。
5.如权利要求3所述的网元，其特征在于，所述隐式方式为通过相同的ME标识使以太网业务终结点ME和非以太网业务功能终结点ME关联。
6.如权利要求1所述的网元，其特征在于，所述以太网业务终结点ME还具有以太网业务环回配置功能； 
所述以太网业务环回配置功能为配置以太网业务终结点ME与基于以太网的业务模块之间的内部用户网络接口UNI的环回故障检测；
或者，所述以太网业务环回配置功能为配置以太网业务终结点ME与MAC桥端口配置数据ME之间的环回故障检测。
7.如权利要求1所述的网元，其特征在于，所述非以太网业务功能终结点ME为时分复用TDM业务终结点ME、伪线终结点ME或同轴电缆多媒体MoCA终结点ME。
8.如权利要求1所述的网元，其特征在于，所述PON网元为光网络单元ONU或为光网络终端ONT。
9.一种在无源光网络PON中配置以太网业务的方法，其特征在于，该方法包括：
在PON网元的以太网模块中设置以太网业务终结点ME，在PON网元的基于以太网的业务模块中设置至少一个非以太网业务功能终结点ME，所述基于以太网的业务模块中的非以太网业务功能终结点ME与所述以太网业务终结点管理实体ME相关联；
以太网业务终结点ME终结或发起ONT的以太网业务的属性配置，非以太网业务功能终结点ME进行PON网元的基于以太网的业务的属性配置。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，该方法还包括：
所述基于以太网的业务模块来的数据比特流在所述以太网业务终结点ME处构建为以太网数据后发送到光线路终端OLT；所述以太网模块将从OLT接收到的以太网数据在所述以太网业务终结点ME处解析得到数据组成数据比特流，发送给所述基于以太网的业务模块。
11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述非以太网业务功能终结点ME与以太网业务终结点ME是通过显式方式或隐式方式相关 联的。
12.如权利要求9所述的方法，其特征在于，该方法还包括：
所述以太网业务终结点ME还设置以太网业务环回配置功能；
所述该功能为配置以太网业务终结点ME与基于以太网的业务模块之间的内部用户网络接口UNI的环回故障检测；
或者，所述该功能为配置以太网业务终结点ME与MAC桥端口配置数据ME之间的环回故障检测。
13.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述非以太网业务功能终结点ME为时分复用TDM业务终结点ME、伪线终结点ME或同轴电缆多媒体MoCA终结点ME。
14.一种无源光网络PON系统，其特征在于，包括光线路终端OLT和至少一个PON网元，所述OLT与所述至少一个PON网元相连，所述PON网元具有相关联的以太网业务终结点管理实体ME和非以太网业务功能终结节点ME，其中，
PON网元，用于根据以太网业务终结点ME配置终结或发起以太网业务所需要的属性；根据非以太网业务功能终结点ME配置基于以太网的业务的属性。
15.如权利要求14所述的系统，其特征在于，所述OLT还用于向所述PON网元发送以太网数据或从所述PON网元接收以太网数据；PON网元，还用于将从OLT接收的以太网数据在以太网业务终结点ME处解析得到数据组成数据比特流；或将数据比特流在以太网业务终结点ME处构建为以太网数据后发送给OLT。 
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