光網(wǎng)絡單元、通信系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種光網(wǎng)絡單元、通信系統(tǒng)以及通信方法，所述ONU包括無源光網(wǎng)絡介質訪問控制（PON MAC）模塊、處理模塊，處理模塊包括物理橋子模塊以及與物理橋子模塊連接的至少兩個ONU子模塊，不同的ONU子模塊對應不同的標識信息；PON MAC模塊與處理模塊連接，用于根據(jù)網(wǎng)絡側數(shù)據(jù)中的標識信息確定對應的OUN子模塊，并將網(wǎng)絡側數(shù)據(jù)發(fā)送給物理橋子模塊；物理橋子模塊，用于根據(jù)PON MAC模塊確定的ONU子模塊將網(wǎng)絡側數(shù)據(jù)分發(fā)到對應的ONU子模塊；ONU子模塊用于對接收到數(shù)據(jù)進行處理，并向與其對應的用戶接口模塊發(fā)送。本發(fā)明光網(wǎng)絡單元、通信系統(tǒng)以及通信方法可以降低硬件成本。
【專利說明】
光網(wǎng)絡單元、通信系統(tǒng)及方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明主要涉及網(wǎng)絡設備【技術領域】，特別是涉及一種光網(wǎng)絡單元、通信系統(tǒng)及方法。

【背景技術】
[0002]OLT (Optical Line Terminal)光線路終端，是一種用于連接光纖干線的終端設備，實現(xiàn)對用戶端設備ONU的控制、管理等功能。
[0003]ONU (Optical Network Unit)光網(wǎng)絡單元,是一種光接入網(wǎng)絡設備,常用于樓道或家庭中。
[0004]ITMS (Integrated Terminal Management System)終端綜合管理系統(tǒng)。
[0005]TR069 (DSL Forum CPE WAN Management Protocol) DSL論壇(www.dslforum.0rg)所開發(fā)的技術規(guī)范之一，其全稱為“CPE廣域網(wǎng)管理協(xié)議”。它提供了對下一代網(wǎng)絡中家庭網(wǎng)絡設備進行管理配置的通用框架和協(xié)議，用于從網(wǎng)絡側對家庭網(wǎng)絡中的網(wǎng)關、路由器、機頂盒等設備進行遠程集中管理。
[0006]WAN 連接(Wide Area Network Connect1n), WAN 是廣域網(wǎng)的簡稱，WAN 連接則是指一個設備連接到WAN的方式。比如家庭網(wǎng)關設備對外連接方式，一般有ADSL方式、LAN以太網(wǎng)以及EP0N/GP0N方式。此種情況下，我們就說該家庭網(wǎng)關WAN連接是ADSL、以太網(wǎng)或EP0N/GP0N。
[0007]E8是指中國電信家庭網(wǎng)關，E8C是指中國電信C型家庭網(wǎng)關。中國電信家庭網(wǎng)關使用TR069協(xié)議進行管理。
[0008]FTTx(Fiber-to-the-x)光纖接入,X 是指接入點。其中 FTTB(Fiber-to-the-Building)是指光纖到大樓，F(xiàn)TTH (Fiber-to-the-Home)指光纖到戶。
[0009]對于FTTH面臨的主要問題是:1.入戶困難，光纖部署不容易；2.FTTH入戶成本較高，建設資金不足問題突出；3.二次分光也增加了建設成本。FTTB則面臨著非運行商主推建設被動問題，無法很好解決實裝考核率問題和供電問題不好解決的問題。
[0010]現(xiàn)有技術為了解決當前FTTH和FTTB所面臨的問題，提出了一種稱為增強型FTTH的光纖接入方案，這種方案使用插卡式，將ONU做成子卡插入機框中，每個子卡都是一個獨立的0NU，機框可以靈活的放置在樓道或門口，利用原有的線纜(網(wǎng)線或電話線)入戶，每個卡可以靈活提供接入方式，支持寬帶接入和語音業(yè)務，不改變FTTH的放裝流程，并且能較好的解決供電問題，建設成本也盡可能的降低。
[0011 ] 常見的增強型FTTH設備的實現(xiàn)方案是每個子卡上有獨立的CPU和P0NMAC，而所有的子卡共享同一個光模塊，詳見附圖1，這樣每個子卡并不感知其它子卡的存在，這樣實現(xiàn)的一個好處是軟件實現(xiàn)相對簡單，原來的ONU軟件幾乎不用變動就能使用，但不足的地方是:
[0012]硬件成本還是比較高，每個ONU都有CPU和P0NMAC，特別是為了實現(xiàn)光模塊的共享而引入的FPGA，成本更是隨著子卡數(shù)的增加而直線上升。
[0013]隨著上行接口速度的提升，F(xiàn)PGA無法做到在ONU間快速切換，導致上行接口速率上存在瓶頸，無法引入更高速率的上行接口。


【發(fā)明內容】

[0014]本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種光網(wǎng)絡單元、通信系統(tǒng)以及通信方法，以解決現(xiàn)有方案硬件成本高的問題。
[0015]為解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種光網(wǎng)絡單元(0NU)，所述ONU包括無源光網(wǎng)絡介質訪問控制(PON MAC)模塊、處理模塊和至少兩個用戶接口模塊，所述處理模塊包括物理橋子模塊以及與所述物理橋子模塊連接的至少兩個ONU子模塊，所述ONU子模塊與所述用戶接口模塊一一對應，且不同的ONU子模塊對應不同的標識信息；
[0016]所述PON MAC模塊與所述處理模塊連接，用于接收網(wǎng)絡側數(shù)據(jù)，所述網(wǎng)絡側數(shù)據(jù)中包括標識信息；還用于根據(jù)網(wǎng)絡側數(shù)據(jù)中的標識信息確定對應的OUN子模塊，并將所述網(wǎng)絡側數(shù)據(jù)發(fā)送給物理橋子模塊；
[0017]所述物理橋子模塊，用于根據(jù)所述PON MAC模塊確定的ONU子模塊將所述網(wǎng)絡側數(shù)據(jù)分發(fā)到對應的ONU子模塊；
[0018]所述ONU子模塊用于對接收到數(shù)據(jù)進行處理，并向與其對應的用戶接口模塊發(fā)送。
[0019]進一步地，所述PON MAC模塊將所述ONU子模塊的信息附加在所述網(wǎng)絡側數(shù)據(jù)中發(fā)送給所述第二橋子模塊，或發(fā)送網(wǎng)絡側數(shù)據(jù)后，再向所述第二橋子模塊發(fā)送所述網(wǎng)絡側數(shù)據(jù)與對應OUN子模塊的關聯(lián)關系信息。
[0020]進一步地，所述ONU子模塊包括依次連接的ONU進程處理單元、ONU路由單元和虛擬橋單元；
[0021]所述虛擬橋單元用于存儲所述ONU子模塊的端口信息，以及將來自用戶側的數(shù)據(jù)經(jīng)由所述ONU路由單元發(fā)送給所述ONU進程處理單元；各ONU子模塊的虛擬橋單元之間相互隔離；
[0022]所述ONU路由單元用于為所述ONU子模塊設置路由表；
[0023]所述ONU進程處理單元用于對接收到的用戶側數(shù)據(jù)進行處理。
[0024]進一步地，所述物理橋子模塊分別與所述各ONU子模塊的虛擬橋單元連接，還用于將來自用戶側的數(shù)據(jù)經(jīng)過端口轉換后發(fā)送給對應的虛擬橋單元以及將來自對應虛擬橋單元的數(shù)據(jù)經(jīng)過端口轉換后發(fā)送給以太網(wǎng)端口。
[0025]進一步地，所述標識信息是光網(wǎng)絡單元標識(0NUID)、千兆無源光網(wǎng)絡封裝端口(GEMP0RT)、無源光網(wǎng)絡介質訪問控制(PON MAC)地址或邏輯鏈路標記(LLID)。
[0026]為解決上述技術問題，本發(fā)明還提供了一種通信系統(tǒng)，包括光線路終端和如上所述的0NU，所述光線路終端與所述ONU通信連接。
[0027]進一步地，所述通信系統(tǒng)還包括終端綜合管理系統(tǒng)，所述終端綜合管理系統(tǒng)與所述ONU通信連接。
[0028]為解決上述技術問題，本發(fā)明還提供了一種ONU通信方法，所述ONU包括無源光網(wǎng)絡介質訪問控制(PON MAC)模塊、處理模塊和至少兩個用戶接口模塊，所述處理模塊包括物理橋子模塊以及與所述物理橋子模塊連接的至少兩個ONU子模塊，所述ONU子模塊與所述用戶接口模塊一一對應，且不同的ONU子模塊對應不同的標識信息；
[0029]所述PON MAC模塊接收網(wǎng)絡側數(shù)據(jù)，所述網(wǎng)絡側數(shù)據(jù)中包括標識信息；
[0030]所述PON MAC模塊根據(jù)網(wǎng)絡側數(shù)據(jù)中的標識信息確定對應的OUN子模塊，并將所述網(wǎng)絡側數(shù)據(jù)發(fā)送給物理橋子模塊；
[0031 ] 所述物理橋子模塊根據(jù)所述PON MAC模塊確定的ONU子模塊將所述網(wǎng)絡側數(shù)據(jù)分發(fā)給對應的ONU子模塊；
[0032]所述ONU子模塊對接收到數(shù)據(jù)進行處理后向與其對應的用戶接口模塊發(fā)送。
[0033]進一步地，所述PON MAC模塊將所述ONU子模塊的信息附加在所述網(wǎng)絡側數(shù)據(jù)中發(fā)送給所述第二橋子模塊，或發(fā)送網(wǎng)絡側數(shù)據(jù)后，再向所述第二橋子模塊發(fā)送所述網(wǎng)絡側數(shù)據(jù)與對應OUN子模塊的關聯(lián)關系信息。
[0034]進一步地，所述標識信息是光網(wǎng)絡單元標識(ONUID)、GPON封裝端口(GEMP0RT)、無源光網(wǎng)絡介質訪問控制(PON MAC)地址或邏輯鏈路標記(LLID)。
[0035]相較于現(xiàn)有技術，本發(fā)明提供的ONU包括無源光網(wǎng)絡介質訪問控制(PONMAC)模塊、處理模塊和至少兩個用戶接口模塊，所述處理模塊包括物理橋子模塊以及與所述物理橋子模塊連接的至少兩個ONU子模塊，所述ONU子模塊與所述用戶接口模塊一一對應，且不同的ONU子模塊對應不同的標識信息；P0N MAC模塊根據(jù)網(wǎng)絡側數(shù)據(jù)中的標識信息確定對應的OUN子模塊，并將所述網(wǎng)絡側數(shù)據(jù)發(fā)送給物理橋子模塊?？梢?，本發(fā)明提供的0NU，并不需要在每個用戶接口卡上都設置CPU、PON MAC等，在用戶接口卡上只需要設置用戶接口電路即可，然后通過與處理模塊中對應的ONU子模塊配合實現(xiàn)一個現(xiàn)有ONU的所有功能，且不需要設置FPGA以實現(xiàn)對ONU的切換，因此可在大大降低硬件成本的同時，解除現(xiàn)有ONU受FPGA切換的限制，可提升上行接口速率。另，由于使用了共享P0NMAC，使OLT可以區(qū)分出虛擬0NU，從而可以使用OMCI或是擴展OAM協(xié)議對虛擬ONU進行管理。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0036]圖1為一種ONU的結構示意圖；
[0037]圖2為本發(fā)明一種實施例提供的ONU的結構示意圖；
[0038]圖3為本發(fā)明一種實施例提供的ONU子模塊的連接示意圖；
[0039]圖4為本發(fā)明一種實施例提供的ONU子模塊的結構示意圖一；
[0040]圖5為本發(fā)明一種實施例提供的ONU子模塊的結構示意圖二 ；
[0041]圖6為本發(fā)明一種實施例提供的ONU子模塊的IP地址分配示意圖；
[0042]圖7為本發(fā)明一種實施例提供的上行數(shù)據(jù)流的傳輸流程示意圖；
[0043]圖8為本發(fā)明一種實施例提供的下行數(shù)據(jù)流的傳輸流程示意圖。

【具體實施方式】
[0044]下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明所述技術方案作進一步的詳細描述，以使本領域的技術人員可以更好的理解本發(fā)明并能予以實施，但所舉實施例不作為對本發(fā)明的限定。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組口 ο
[0045]本發(fā)明光網(wǎng)絡單元(ONU)包括無源光網(wǎng)絡介質訪問控制(PON MAC)模塊、處理模塊和至少兩個用戶接口模塊；在處理模塊中包括物理橋子模塊以及與所述物理橋子模塊連接的至少兩個ONU子模塊，所述ONU子模塊與所述用戶接口模塊之間一一對應，且不同的ONU子模塊對應不同的標識信息；
[0046]用戶接口模塊通過交換(Switch)模塊與所述ONU子模塊連接。本發(fā)明提供的ONU可以提供至少兩個虛擬的0NU，每個虛擬ONU不需要設置獨立的CPU、P0N MAC等，只需要在用戶接口卡上設置用戶接口電路，共享PON MAC,并通過與處理模塊中對應的ONU子模塊組成一個虛擬的0NU，實現(xiàn)現(xiàn)有ONU的功能，且不需要設置FPGA以實現(xiàn)對ONU的切換，多個虛擬的ONU終端共享同一塊PONMAC芯片，實現(xiàn)PON的注冊和認證功能。因此可在大大降低硬件成本的同時，解除現(xiàn)有ONU受FPGA切換的限制，提升上行接口速率。為了更好的理解本發(fā)明，下面結合具體的實施例對本發(fā)明做進一步的說明:
[0047]請參見圖2所示,該圖所示為本實施例提供的ONU的結構示意圖,包括依次連接的光模塊、無源光網(wǎng)絡介質訪問控制(PON MAC)模塊、處理模塊(CPU)以及交換模塊(Switch );還包括至少兩個用戶接口模塊，用戶接口模塊通過交換模塊與處理模塊連接。在本實施例中，用戶接口模塊仍可通過接口卡的形式實現(xiàn)，但在本實施例中，在用戶接口卡上只需設置用戶接口電路即可，例如包括FE接口電路和/或POTS接口電路等?？梢?，在本實施例中，并不需要在每個接口卡上設置CPU、P0N MAC等，因此可降低ONU的硬件成本。同時，本實施例中在處理模塊(CPU)中設置有至少兩個ONU子模塊，設置的ONU子模塊與用戶接口模塊一一對應；所述用戶接口模塊通過所述交換模塊與所述ONU子模塊連接。本實施例中，設置的多個ONU子模塊之間相互獨立(即相互隔離)，即其中任何一個ONU子模塊都不會感知到其他ONU子模塊的存在。具體的，上述模塊的具體功能如下:
[0048]光模塊，用于接收網(wǎng)絡側數(shù)據(jù)和向網(wǎng)絡側發(fā)送數(shù)據(jù)，且在接收和發(fā)送過程中進行光電信號轉換；
[0049]無源光網(wǎng)絡介質訪問控制(PON MAC)模塊，與光模塊連接，用于控制光模塊的訪問，與本發(fā)明特別相關地，該PON MAC模塊用于接收所述光模塊轉發(fā)的網(wǎng)絡側數(shù)據(jù)，所述網(wǎng)絡側數(shù)據(jù)中包括標識信息；還用于根據(jù)網(wǎng)絡側數(shù)據(jù)中的標識信息確定對應的OUN子模塊，并將所述網(wǎng)絡側數(shù)據(jù)發(fā)送給物理橋子模塊；
[0050]本發(fā)明所說的標識信息是指可以用于區(qū)分不同ONU子模塊的信息，具體地，該光網(wǎng)絡單元所處的網(wǎng)絡環(huán)境不同，ONU子模塊對應的具體的標識信息也有所不同，在GPON (Gigabit-Capable Passive Optical Network,千兆無源光網(wǎng)絡)網(wǎng)絡環(huán)境中，OMCI管理協(xié)議報文中的標識信息可以是ONUID (光網(wǎng)絡單元標識)或GPON封裝端口(GEMP0RT)，而在EPON (Ethernet Passive Optical Network,以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡網(wǎng)絡環(huán)境中，擴展OAM管理協(xié)議報文中的標識信息可以是PON MAC (無源光網(wǎng)絡介質訪問控制)地址或LLID( (Logical Link Identifier,邏輯鏈路標記)。對于具體地標識信息,本發(fā)明不做限定。
[0051]具體地，本發(fā)明對PON MAC模塊傳遞ONU子模塊信息的方式不做限定，比如PONMAC模塊可以將所述ONU子模塊的信息附加在所述網(wǎng)絡側數(shù)據(jù)中發(fā)送給所述第二橋子模塊，或發(fā)送網(wǎng)絡側數(shù)據(jù)后，再向所述第二橋子模塊發(fā)送所述網(wǎng)絡側數(shù)據(jù)與對應OUN子模塊的關聯(lián)關系彳目息。
[0052]所述物理橋子模塊，用于根據(jù)所述PON MAC模塊確定的ONU子模塊將所述網(wǎng)絡側數(shù)據(jù)分發(fā)到對應的ONU子模塊；
[0053]處理模塊，與PON MAC模塊以及交互模塊連接，用于處理用戶側數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡側數(shù)據(jù)；
[0054]處理模塊的ONU子模塊，用于實現(xiàn)一個現(xiàn)有的ONU的各功能模塊(除用戶接口模塊外)的所有功能；為了更好的理解，下面會結合ONU子模塊的各功能模塊對其進行詳細說明。
[0055]交換模塊，與處理模塊和用戶接口模塊連接，用于轉發(fā)處理模塊和用戶接口模塊之間的數(shù)據(jù)；
[0056]用戶接口模塊，用于接收用戶側數(shù)據(jù)，將其通過交換模塊轉發(fā)給處理模塊；以及接收處理模塊通過交換模塊轉發(fā)過來的網(wǎng)絡側數(shù)據(jù)；
[0057]由上可知，本實施例中的ONU硬件包括一個CPU (可以是多核)，一塊SWITCH芯片，一個PON MAC和一個光模塊，F(xiàn)E接口和/或POTS接口等用戶接口以接口卡的形式插入機框，接口卡上不設置CPU和PONMAC等。每個接口卡上的接口屬于一個用戶(即一個用戶接口模塊對應一個用戶)，各接口卡(即各用戶接口模塊)共享CPU、PONMAC和光模塊，通過一個Switch連接在一起。共享PON MAC芯片和SWITCH之間的接口不限定，可以是一條鏈路，也可以是每個用戶接口模塊對應一條鏈路。雖然本實施例中的增強型FTTH仍實現(xiàn)為一個機框，每一個ONU對應的用戶接口還是做在一個接口卡上，但是接口卡上只有ONU用戶側的接口電路；CPU、P0NMAC、光模塊、交換芯片則設置在主板上，所有接口卡可通過背板總線共享CPU、P0NMAC和光模塊，通過軟件將來自子卡和PON的數(shù)據(jù)劃分到處理模塊包括的對應的ONU子模塊上，以模擬出多個現(xiàn)有的0NU。
[0058]本發(fā)明方案適用于H⑶和SFU型家庭網(wǎng)關，使用TR069或0MCI/0AM來管理的接入方式，在這種方式下，ONU注冊到OLT后，也就是建立與OLT的物理連接以后，OLT可以看到多個ONU的存在，后續(xù)的管理流程可以通過擴展OAM或OMCI進行，也可以通過TR069協(xié)議與ITMS進行。TR069協(xié)議使用IP來承載，每個ONU都會建立一個指向ITMS的WAN連接，用來路由TR069協(xié)議。
[0059]如果用0AM/0MCI來進行后續(xù)的配置管理流程，則管理協(xié)議通過標識信息(如ONUID或是LLID)來區(qū)分，并分配給對應的虛擬家庭網(wǎng)關進程。
[0060]每個ONU子模塊與ITMS之間首先要通過一個注冊認證流程，該認證分為首次連接設備認證和非首次連接設備認證，首次連接設備認證包括基于物理ID (如設備序列號等)和基于邏輯ID (如寬帶上網(wǎng)帳號等)兩種方式，因此本實施例中為每個用戶接口模塊分配一個物理ID和/或邏輯ID，該物理ID和/或邏輯ID也即為用戶接口模塊對應的ONU子模塊的物理ID和/或邏輯ID。首次連接設備認證通過后，ITMS就可以依據(jù)物理ID和/或邏輯ID以及TR069的WAN連接IP地址識別到一個ONU子模塊。非首次連接設備認證跟首次連接認證相比，省卻了認證過程中的配置和版本下發(fā)過程，其它過程均是一樣的。
[0061 ] 為了使ITMS檢測到一個ONU上的多個ONU子模塊，并且每個ONU子模塊能獨立運行，請參見圖4所示，本實施例中的ONU子模塊具體可包括以下功能單元:邏輯數(shù)據(jù)庫、ONU進程處理單元、第一橋單元、ONU路由單元，其中:
[0062]邏輯數(shù)據(jù)庫，每個ONU子模塊都包括一個邏輯數(shù)據(jù)庫，以使數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)能否區(qū)分出各個ONU子模塊的數(shù)據(jù)和配置信息；
[0063]在本實施例中，多個ONU子模塊的數(shù)據(jù)可以存放在一個數(shù)據(jù)表中，但每個ONU子模塊只能查看到屬于自己的數(shù)據(jù)。即個ONU子模塊的邏輯數(shù)據(jù)庫之間是相互隔離的。
[0064]在本實施例中，ONU子模塊的數(shù)據(jù)分為內存中運行的數(shù)據(jù)和存儲在FLASH或硬盤等介質上的數(shù)據(jù)表。內存中的數(shù)據(jù)包括運行過程中產生的各種數(shù)據(jù)，如全局配置，用戶數(shù)據(jù)，運行時數(shù)據(jù)等，對于內存中的數(shù)據(jù)，本實施例通過對應每個ONU子模塊設置一個獨立的進程或進程組，通過操作系統(tǒng)對進程的隔離，進而將各個ONU子模塊的內存中運行的數(shù)據(jù)區(qū)分開，各ONU子模塊可以不用感知其他ONU子模塊的存在。
[0065]對于保存在介質中的數(shù)據(jù)表，本實施例中以以下兩種區(qū)分方式為例進行說明:
[0066]方式一:每個ONU子模塊使用獨立的數(shù)據(jù)表，數(shù)據(jù)表名可以相同，但使用獨立的數(shù)據(jù)庫或是放在不同的路徑，每個ONU子模塊找到屬于自己的數(shù)據(jù)庫或是路徑，就可以操作自己的數(shù)據(jù)表；當然，數(shù)據(jù)表名也可各不相同，此時可使用一個數(shù)據(jù)庫。
[0067]方式二:所有ONU子模塊使用的數(shù)據(jù)表只有一份，保存在一個數(shù)據(jù)庫或是一個路徑當中，在該數(shù)據(jù)表中需要使用一個關鍵字段來區(qū)分記錄是屬于哪個ONU子模塊，為了操作方便，本實施例中為每個ONU子模塊建立一個數(shù)據(jù)視圖，每個ONU子模塊只可以查看和操作屬于自己的數(shù)據(jù)記錄。
[0068]通過上述方式，可將各ONU子模塊的數(shù)據(jù)表和運行時數(shù)據(jù)都很好的區(qū)分開，使ONU子模塊之間相互隔離。在本實施例中，具體可通過視圖的方式來實現(xiàn)，請見附圖5所示，每個ONU子模塊都創(chuàng)建一個屬于自己的視圖，通過這個視圖只能操作屬于自己的數(shù)據(jù)。
[0069]ONU進程處理單元，為每個ONU子模塊設置一個ONU進程處理單元，在用戶態(tài)，設置的每個ONU進程處理單元擁有一個或一組進程，一個用戶接口模塊綁定一個ONU子模塊的ONU進程處理單元，ONU進程處理單元用于對來自用戶側的數(shù)據(jù)進行相應的處理。用戶接口模塊和ONU進程處理單元之間的分配關系具體可以以用戶接口模塊的標識信息(例如槽位號、設備序列號等)來對應。見附圖3，本實施例中還可為每個用戶接口模塊(即子卡)分配一個物理ID (例如設備序列號)和/或邏輯ID，用來建立對應的TR069WAN連接用于設備注
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[0070]第一橋單元，為每個ONU子模塊設置一個第一橋單元；本實施例為了實現(xiàn)支持多個ONU子模塊，除了將上述用戶態(tài)的數(shù)據(jù)分開外，內核態(tài)的協(xié)議棧部分也需要區(qū)分出用戶接口模塊對應于哪個ONU子模塊，以作出相應的操作，內核的協(xié)議棧，從底層的以太網(wǎng)驅動開始，向上就是橋，IP層路由，傳輸層，然后就向上到了跟用戶態(tài)進程的接口。在現(xiàn)有協(xié)議棧物理橋(即內核二層橋)模塊，端口數(shù)據(jù)需要向物理橋里面其它端口洪范，如果將所有ONU子模塊的端口放在一個物理橋里面，將導致數(shù)據(jù)在ONU子模塊之間洪范。因此本實施例需要在協(xié)議棧的物理橋之上，為每個ONU子模塊設置一個第一橋單兀,將屬于同一個ONU子模塊的端口信息放在一個第一橋單元里面，本實施例中ONU子模塊的端口信息包括該ONU子模塊對應的用戶接口模塊上包括的各端口信息。
[0071]各ONU子模塊的第一橋單元之間的數(shù)據(jù)互相隔離，使一個第一橋單元內的端口發(fā)送的廣播包不能洪泛到其它ONU子模塊的第一橋單元端口，但是虛擬ONU上的組播協(xié)議和組播流不需要第一橋單元的機制，因為組播功能本身就限制了組播流的分發(fā)端口。在本實施例中，第一橋單元取代協(xié)議棧的物理橋的功能，本實施例中的物理橋只作物理橋端口到第一橋單元端口的轉換和物理端口上的數(shù)據(jù)收發(fā)，但取消其原具有的洪泛的功能。
[0072]ONU路由單元，在協(xié)議棧的IP層為每個ONU子模塊設置一個ONU路由單元；因為每個ONU子模塊有屬于自己的WAN連接，每個ONU子模塊對應的用戶接口只能從屬于自己ONU的WAN連接出去，因此本實施例中為每個ONU子模塊設置自己的ONU路由單元以設置自己的路由表，相應的防火墻功能也進行適應的修改，ACL (Access Control Lists,訪問控制列表)的配置規(guī)則只應用到ONU子模塊內部，不跨越ONU子模塊對應的端口。
[0073]在本實施例中，為了使協(xié)議棧傳輸層區(qū)分出每個用戶的連接，可為每個ONU子模塊分配一個IP地址，每個ONU子模塊的ONU路由單元獲取其對應的ONU子模塊的IP地址，以用于為其設置路由表。同時，為了符合用戶的使用習慣，本實施例中還可為ONU設置一個共享IP，使ONU包括的各ONU子單元能共用該IP，具體為，各ONU子模塊向網(wǎng)絡側發(fā)送數(shù)據(jù)時，使用該共享IP地址。本實施例中，ONU包括其中一個ONU子單元可以使用該ONU的共享IP地址作為自己的IP地址，當然，也可不使用。下面結合具體的一種實現(xiàn)方式為例進行進一步的說明:
[0074]請參見圖6所示:現(xiàn)有的每個ONU本地IP地址一般都是設置為192.168.1.1，用戶只要登錄192.168.1.1，就可以訪問0NU，當一個ONU包括多個虛擬的ONU子模塊時，為了保持用戶的習慣，每個用戶都是登錄192.168.1.1，用戶側的地址也可能相同，這樣在協(xié)議棧的傳輸層就無法通過五元組來區(qū)分每個用戶的連接。因此本實施例中的每個ONU子模塊使用不同的IP地址，即為每個ONU子模塊分配一個IP地址。比如ONU有8個ONU子模ik,第一個ONU子模塊使用IP地址192.168.1.1，第二個ONU子模塊使用192.168.1.2，依次類推，第八個ONU子模塊使用192.168.1.8，而ONU的共享IP地址則可設置為這八個IP地址中的任意一個，當然也可另外單獨設置一個；本實施例以共享IP地址為第一個ONU子模塊使用的IP地址192.168.1.1為例進行說明。例如，為能以地址192.168.1.1訪問到第八個ONU子模塊的用戶，我們可以在IP包通過第一橋單元時做個轉換，從網(wǎng)絡側進來的IP包如果目的IP為192.168.1.1，則轉換為192.168.1.8，從用戶側出去的IP包，則將源IP為192.168.1.8的轉換為192.168.1.1，也就是在第一橋單元的處理點放置一個IP地址轉換表即可，這樣就可保證每個ONU用戶都能以192.168.1.1訪問0NU，為配合這個功能，在DHCP服務器分配地址時，就不能再分配192.168.1.1?192.168.1.8給ONU的用戶，具體需保留的IP地址數(shù)量等同于ONU子模塊的數(shù)量。
[0075]根據(jù)上述分析可知，本實施例中的處理模塊還包括物理橋子模塊(本文中也稱為第二橋子模塊)，請參見圖4所示，第二橋子模塊還用于將來自用戶側的數(shù)據(jù)經(jīng)過端口轉換后發(fā)送給對應的虛擬橋單元以及將來自對應虛擬橋單元的數(shù)據(jù)經(jīng)過端口轉換后發(fā)送給以太網(wǎng)端口。具體為:將物理端口轉換為與對第一橋對應的虛擬端口，并轉發(fā)給相應的第一橋單元；或從第一橋單元接收數(shù)據(jù)，并將第一橋單元的虛擬端口轉換為物理端口。用戶接口模塊則通過該第二橋子模塊與對應的ONU子模塊的第一橋單元連接。
[0076]基于上述在處理模塊中設置的多個ONU子模塊，即可在附圖2所示的硬件架構下，實現(xiàn)多個ONU同時注冊成功并進入服務狀態(tài)。
[0077]下面結合在該虛擬的ONU子模塊的環(huán)境下，結合上行方向和下行方向的數(shù)據(jù)流走向為例對本發(fā)明做進一步的說明:
[0078]上行方向，見附圖7，包括:
[0079]步驟701:用戶接口模塊上的用戶接收口(LAN 口)接收到數(shù)據(jù)包后，通過交換芯片Switch轉發(fā)至處理模塊CPU ；
[0080]步驟702:內核的以太網(wǎng)驅動(即物理橋的底層模塊)接收到數(shù)據(jù)包后，發(fā)送協(xié)議棧的物理橋子模塊(即第二橋子模塊);
[0081]步驟703:第二橋子模塊將用戶端口轉換為對應虛擬ONU的虛擬端口，發(fā)送給對應的ONU子模塊；
[0082]以下步驟704至710為ONU子模塊對接收數(shù)據(jù)的處理過程。
[0083]步驟704:0NU子模塊的第一橋單元判斷該數(shù)據(jù)包的目地MAC，決定是通過其它端口(包括物理橋的端口，具體對應到用戶接口卡的LAN 口)轉發(fā)出去還是往上交給協(xié)議棧的IP層，即判斷是否是第一橋單元的MAC ;如是，轉至步驟705 ;否則，轉至步驟710 ；
[0084]步驟705:上發(fā)給協(xié)議棧的IP層；
[0085]步驟706:IP層的對應的ONU路由單元使用對應的路由表來查找路由；
[0086]步驟707:0NU根據(jù)目地IP地址判斷該數(shù)據(jù)包是否是本ONU子模塊的；如是，轉至步驟708 ;否則，轉至步驟709 ；
[0087]步驟708:通過socket接口送到對應的ONU子模塊的ONU進程處理單元，即上傳至應用層進行處理；
[0088]步驟709:通過路由表找到的對應WAN連接的第一橋單元并將該數(shù)據(jù)包轉發(fā)給該第一橋單元，ONU子模塊的第一橋單元將該數(shù)據(jù)包發(fā)送給協(xié)議棧的第二橋子模塊；然后轉至步驟710 ；
[0089]根據(jù)以上流程可以看出，ONU子模塊僅對目的MAC和目的IP同時符合其對應MAC和IP的數(shù)據(jù)包進行處理，若目的MAC或目的IP不符，則重新轉回第二橋子模塊，由第二橋子模塊進行處理。
[0090]步驟710:內核第二橋子模塊將虛擬ONU的虛擬端口轉換為物理端口，通過以太網(wǎng)端口發(fā)送出去。
[0091]下行方向:見附圖8，包括:
[0092]步驟801:P0N MAC模塊收到數(shù)據(jù)包，提取其中的標識信息，根據(jù)該標識信息確認對應0NU，并發(fā)送給第二橋子模塊；
[0093]對GPON來說，所述標識信息是GEMP0RT或0UNID，對EPON來說，所述標識信息是PONMAC 地址或 LLID。
[0094]可理解地，PON MAC模塊從光模塊接收從網(wǎng)絡側下發(fā)的數(shù)據(jù)包。
[0095]具體地，PON MAC模塊將所述ONU子模塊的信息附加在所述數(shù)據(jù)包中發(fā)送給所述第二橋子模塊，或發(fā)送數(shù)據(jù)包后，再向所述第二橋子模塊發(fā)送所述數(shù)據(jù)包與對應OUN子模塊的關聯(lián)關系彳目息。
[0096]步驟802:第二橋子模塊獲取數(shù)據(jù)包的目地MAC地址和VLAN(虛擬局域網(wǎng))信息；
[0097]步驟803:第二橋子模塊判斷是否是廣播地址，如是，轉至步驟804 ;否則，轉至步驟 805:
[0098]步驟804:第二橋子模塊根據(jù)PON MAC模塊確定的ONU子模塊向對應的ONU子模塊廣播，ONU子模塊接收后執(zhí)行圖7中的步驟704至709。
[0099]步驟805:第二橋子模塊判斷是否是組播地址或是組播協(xié)議，如是，轉至步驟806 ；否則，轉至步驟807 ；
[0100]步驟806:第二橋子模塊將該數(shù)據(jù)包按組播協(xié)議傳輸；
[0101]步驟807:第二橋子模塊在WAN連接的MAC地址表中查找，如果找到，轉至步驟808 ;否則，轉至步驟809 ；
[0102]步驟808:第二橋子模塊將該數(shù)據(jù)包發(fā)送給相應的WAN連接；
[0103]步驟809:第二橋子模塊在LAN側學到的MAC地址表中查找，如果找到，轉至步驟810 ;否則，轉至步驟811 ；
[0104]步驟810:第二橋子模塊根據(jù)PON MAC模塊確定的ONU子模塊將該數(shù)據(jù)包發(fā)送到對應的ONU子模塊
[0105]具體地，ONU子模塊接收數(shù)據(jù)包后執(zhí)行圖7中步驟704至709的步驟，在此不再贅述。
[0106]步驟811:第二橋子模塊將該數(shù)據(jù)包丟棄。
[0107]相較于現(xiàn)有技術，本發(fā)明提供的ONU包括無源光網(wǎng)絡介質訪問控制(PONMAC)模塊、處理模塊和至少兩個用戶接口模塊，所述處理模塊包括物理橋子模塊以及與所述物理橋子模塊連接的至少兩個ONU子模塊，所述ONU子模塊與所述用戶接口模塊一一對應，且不同的ONU子模塊對應不同的標識信息；P0N MAC模塊根據(jù)網(wǎng)絡側數(shù)據(jù)中的標識信息確定對應的OUN子模塊，并將所述網(wǎng)絡側數(shù)據(jù)發(fā)送給物理橋子模塊。可見，本發(fā)明提供的0NU，并不需要在每個用戶接口卡上都設置CPU、PON MAC等，在用戶接口卡上只需要設置用戶接口電路即可，然后通過與處理模塊中對應的ONU子模塊配合實現(xiàn)一個現(xiàn)有ONU的所有功能，且不需要設置FPGA以實現(xiàn)對ONU的切換，因此可在大大降低硬件成本的同時，解除現(xiàn)有ONU受FPGA切換的限制，可提升上行接口速率。另，由于使用了共享P0NMAC，使OLT可以區(qū)分出虛擬0NU，從而可以使用OMCI或是擴展OAM協(xié)議對虛擬ONU進行管理。
【權利要求】
1.一種光網(wǎng)絡單元(ONU)，其特征在于，所述ONU包括無源光網(wǎng)絡介質訪問控制(PONMAC)模塊、處理模塊和至少兩個用戶接口模塊，所述處理模塊包括物理橋子模塊以及與所述物理橋子模塊連接的至少兩個ONU子模塊，所述ONU子模塊與所述用戶接口模塊一一對應，且不同的ONU子模塊對應不同的標識信息； 所述PON MAC模塊與所述處理模塊連接，用于接收網(wǎng)絡側數(shù)據(jù)，所述網(wǎng)絡側數(shù)據(jù)中包括標識信息；還用于根據(jù)網(wǎng)絡側數(shù)據(jù)中的標識信息確定對應的OUN子模塊，并將所述網(wǎng)絡側數(shù)據(jù)發(fā)送給物理橋子模塊； 所述物理橋子模塊，用于根據(jù)所述PON MAC模塊確定的ONU子模塊將所述網(wǎng)絡側數(shù)據(jù)分發(fā)到對應的ONU子模塊； 所述ONU子模塊用于對接收到數(shù)據(jù)進行處理，并向與其對應的用戶接口模塊發(fā)送。
2.如權利要求1所述的0NU，其特征在于，所述PONMAC模塊將所述ONU子模塊的信息附加在所述數(shù)據(jù)包中發(fā)送給所述第二橋子模塊，或發(fā)送數(shù)據(jù)包后，再向所述第二橋子模塊發(fā)送所述數(shù)據(jù)包與對應OUN子模塊的關聯(lián)關系信息。
3.如權利要求1所述的0NU，其特征在于，所述ONU子模塊包括依次連接的ONU進程處理單元、ONU路由單元和虛擬橋單元； 所述虛擬橋單元用于存儲所述ONU子模塊的端口信息，以及將來自用戶側的數(shù)據(jù)經(jīng)由所述ONU路由單元發(fā)送給所述ONU進程處理單元；各ONU子模塊的虛擬橋單元之間相互隔離； 所述ONU路由單元用于為所述ONU子模塊設置路由表； 所述ONU進程處理單元用于對接收到的用戶側數(shù)據(jù)進行處理。
4.如權利要求3所述的0NU，其特征在于，所述物理橋子模塊分別與所述各ONU子模塊的虛擬橋單元連接，還用于將來自用戶側的數(shù)據(jù)經(jīng)過端口轉換后發(fā)送給對應的虛擬橋單元以及將來自對應虛擬橋單元的數(shù)據(jù)經(jīng)過端口轉換后發(fā)送給以太網(wǎng)端口。
5.如權利要求1至4中任一項所述的0NU，其特征在于:所述標識信息是光網(wǎng)絡單元標識(0NUID)、千兆無源光網(wǎng)絡封裝端口(GEMP0RT)、無源光網(wǎng)絡介質訪問控制(PON MAC)地址或邏輯鏈路標記(LLID )。
6.一種通信系統(tǒng)，其特征在于，包括光線路終端和如權利要求1至7任一項所述的0NU,所述光線路終端與所述ONU通信連接。
7.如權利要求6所述的通信系統(tǒng)，其特征在于，所述通信系統(tǒng)還包括終端綜合管理系統(tǒng)，所述終端綜合管理系統(tǒng)與所述ONU通信連接。
8.一種ONU通信方法，其特征在于，所述ONU包括無源光網(wǎng)絡介質訪問控制(PON MAC)模塊、處理模塊和至少兩個用戶接口模塊，所述處理模塊包括物理橋子模塊以及與所述物理橋子模塊連接的至少兩個ONU子模塊，所述ONU子模塊與所述用戶接口模塊一一對應，且不同的ONU子模塊對應不同的標識信息； 所述PON MAC模塊接收網(wǎng)絡側數(shù)據(jù)，所述網(wǎng)絡側數(shù)據(jù)中包括標識信息； 所述PON MAC模塊根據(jù)網(wǎng)絡側數(shù)據(jù)中的標識信息確定對應的OUN子模塊，并將所述網(wǎng)絡側數(shù)據(jù)發(fā)送給物理橋子模塊； 所述物理橋子模塊根據(jù)所述PON MAC模塊確定的ONU子模塊將所述網(wǎng)絡側數(shù)據(jù)分發(fā)給對應的ONU子模塊； 所述ONU子模塊對接收到數(shù)據(jù)進行處理后向與其對應的用戶接口模塊發(fā)送。
9.如權利要求8所述的ONU通信方法，其特征在于:所述PONMAC模塊將所述ONU子模塊的信息附加在所述數(shù)據(jù)包中發(fā)送給所述第二橋子模塊，或發(fā)送數(shù)據(jù)包后，再向所述第二橋子模塊發(fā)送所述數(shù)據(jù)包與對應OUN子模塊的關聯(lián)關系信息。
10.如權利要求8所述的0NU，其特征在于:所述標識信息是光網(wǎng)絡單元標識(0NUID)、千兆無源光網(wǎng)絡封裝端口(GEMP0RT)、無源光網(wǎng)絡介質訪問控制(PON MAC)地址或邏輯鏈路標記(LLID)。
【文檔編號】H04B10/27GK104253735SQ201310265503
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2013年6月27日 優(yōu)先權日:2013年6月27日
【發(fā)明者】王日紅, 孫麗 申請人:中興通訊股份有限公司