Pon系統(tǒng)中支持基站間直接通信的方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明概括而言涉及無源光網(wǎng)絡(luò)（PON)，更具體而言，涉及在PON系統(tǒng)中支持基站 間直接通信的方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 長期演進(jìn)（Long Term Evolution, LTE)或演進(jìn)的通用陸地?zé)o線接入網(wǎng)（Evolved Universal Terrestrial Access Network，E-UTRAN)是演進(jìn)分組系統(tǒng)（Evolved Packet SyStem，EPS)的接入部分，其被認(rèn)為是3G之后的主流無線解決方案。圖I示出了由第三代 合作伙伴計(jì)劃（3rd Generation Partnership Project，3GPP)聯(lián)盟所制定的總體網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 100(見http ://www. 3gpp. org/)的示意圖。如圖1中所示，各個(gè)基站（eNB)通過X2接口互 連，并且通過Sl接口通往核心網(wǎng)（如核心網(wǎng)的移動性管理實(shí)體（MME)/服務(wù)網(wǎng)關(guān)（S-GW))。 可以看出，這是一種扁平的結(jié)構(gòu)。
[0003] 其中，X2接口是一種新定義的接口，其在LTE之前的無線接入網(wǎng)中并不存在。從 邏輯觀點(diǎn)來看，它是一種E-UTRAN中的兩個(gè)基站之間的點(diǎn)到點(diǎn)的接口，其被定義以便于相 鄰基站之間直接通信。由于LTE是全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)，所以每個(gè)基站被視為一個(gè)具有特定IP地址 的物理通信單元。X2接口業(yè)務(wù)需要通過IP尋址來在L3層路由和轉(zhuǎn)發(fā)。
[0004] 隨著移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，一種主流趨勢是端到端對等通信以及本地化業(yè)務(wù)將在全 部數(shù)據(jù)吞吐量中扮演更為重要的角色。從而產(chǎn)生了對于X2接口的更高要求，如更大的容 量、更短的時(shí)間延遲等等。許多運(yùn)營商和設(shè)備商對這個(gè)領(lǐng)域表現(xiàn)出極大的興趣，如中國聯(lián)通 等。
[0005] 迅速增長的移動業(yè)務(wù)，如3G/LTE，使當(dāng)前的基于專用鏈路的回傳網(wǎng)絡(luò)趨于飽和。 這個(gè)問題最終需要通過將站點(diǎn)用某種形式的光纖相連接的方式來解決，且越早越好。與 使用專用光纖連接站點(diǎn)的最初部署方案相比除了成本更低之外，使用PON網(wǎng)絡(luò)連接站點(diǎn) 還具有安全、可升級、符合未來網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)路徑的優(yōu)點(diǎn)，從而吸引了越來越多的注意力。此 夕卜，用PON網(wǎng)絡(luò)既承載用戶駐地業(yè)務(wù)又承載移動回傳業(yè)務(wù)的混合工作方式，具有明顯的協(xié) 同優(yōu)勢，為移動和固網(wǎng)運(yùn)營商/提供商都帶來了經(jīng)濟(jì)平衡點(diǎn)，同時(shí)對終端用戶也非常有利 ("Exploiting PONs for mobile backhaul, IEEE Communications Magazine,2013"）。
[0006] 因此，如何在混合的用戶駐地/移動回傳網(wǎng)絡(luò)中有效的實(shí)現(xiàn)基站之間的直接通信 (艮P，如何實(shí)現(xiàn)X2接口）成為一個(gè)需要解決的重要問題。
[0007] 圖2示出了當(dāng)前用于混合的用戶駐地/移動回傳的PON系統(tǒng)200的典型架構(gòu)的示 意圖。如圖2中所示，PON系統(tǒng)200包括0LT210, 一個(gè)或多個(gè)0NU220(如ONU^ONUy ......、 ONUn)，以及光分路/合路器（SPL) 230。此外，圖2中還示出了一個(gè)或多個(gè)基站240 (圖中示 例性的示出了 eNBi和eNB2)以及核心網(wǎng)的邊緣路由器250。
[0008] 在圖2中所示的架構(gòu)中，移動回傳網(wǎng)絡(luò)中的基站240之間的頻率和時(shí)間同步可以 借助于相應(yīng)的0NU220和0LT210之間的同步來實(shí)現(xiàn)，其中在針對吉比特?zé)o源光網(wǎng)絡(luò)（GPON) 的G. 984. 3規(guī)范和針對10吉比特?zé)o源光網(wǎng)絡(luò)（XGPON)的G. 987. 3規(guī)范中分別對ONU與OLT 之間的同步進(jìn)行了描述，然后ONU中的媒體接入控制（MAC)實(shí)體向基站發(fā)送時(shí)鐘和同步信 息（"High accurately synchronized λ -tunable WDM/TDM-PON using timestamps based time and frequency synchronization for mobile backhaul, OFC, 2013"）以完成基站間 的同步。
[0009] 在當(dāng)前的系統(tǒng)中，當(dāng)0LT210從一個(gè)源基站（如eNBi)接收到IP數(shù)據(jù)包時(shí)，它只能 將其轉(zhuǎn)發(fā)給核心網(wǎng)的邊緣路由器250,然后邊緣路由器250通過IP尋址將該數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到 目標(biāo)基站（如eNB 2)，如圖2中的虛線段所示。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 可以看出，在上述實(shí)現(xiàn)中，接入部分的PON系統(tǒng)200僅為LTE業(yè)務(wù)提供物理傳輸介 質(zhì)，而沒有任何路由和處理功能。
[0011] 因此，這種方案仍然存在著如下缺點(diǎn)：
[0012] (1)在這種垂直部署的網(wǎng)絡(luò)中，所有的基站間業(yè)務(wù)必須經(jīng)歷"接入網(wǎng)一>核心網(wǎng)一 >接入網(wǎng)"的過程，這種毫無價(jià)值的來回傳輸將產(chǎn)生巨大的時(shí)間延遲。
[0013] (2)所有數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)必須匯聚到核心網(wǎng)，即使某些數(shù)據(jù)包僅需要穿越蜂窩網(wǎng)內(nèi)部。當(dāng) 這種本地化數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)越來越多時(shí)，將會對核心網(wǎng)產(chǎn)生嚴(yán)重的信令和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)壓力，同時(shí)還 會消耗大量傳輸資源。
[0014] (3)基站間業(yè)務(wù)的控制和管理是在核心網(wǎng)邊緣（即，邊緣路由器）處進(jìn)行的，這不 能根據(jù)接入網(wǎng)的負(fù)載變化實(shí)時(shí)調(diào)整資源分配策略。
[0015] 雖然可以將IP包轉(zhuǎn)發(fā)功能實(shí)現(xiàn)到OLT中，但是這樣的話，必須配置OLT以支持L3 控制功能，這直接但是造價(jià)昂貴。此外，L3層的處理也比L2層的處理慢得多。
[0016] 針對以上問題，本發(fā)明提出了一種通過將"L3層的基站間通信"映射為"L2層的 ONU間通信"并且由OLT利用PON系統(tǒng)的協(xié)議進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)來在PON系統(tǒng)中支持基站間直接通 信的方案。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面，提供了一種在PON系統(tǒng)中的ONU中支持基站間直接通 信的方法，包括：接收來自與該ONU相關(guān)聯(lián)的源基站的、要去往目標(biāo)基站的基站間交互數(shù) 據(jù)；根據(jù)該P(yáng)ON系統(tǒng)的封裝協(xié)議將基站間交互數(shù)據(jù)封裝為上行PON數(shù)據(jù)幀，并將與目標(biāo)基站 相關(guān)聯(lián)的目標(biāo)ONU的ONU信息標(biāo)記到上行PON數(shù)據(jù)幀的幀頭中；將上行PON數(shù)據(jù)幀發(fā)送給 PON系統(tǒng)的OLT。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)方面，提供了一種在PON系統(tǒng)中的OLT中支持基站間直接通 信的方法，包括：接收來自源ONU的上行PON數(shù)據(jù)幀；解析上行PON數(shù)據(jù)幀的幀頭以確定是 否包含目標(biāo)ONU信息；當(dāng)確定上行PON數(shù)據(jù)幀的幀頭中包含目標(biāo)ONU信息時(shí)，根據(jù)該目標(biāo) ONU信息和上行PON數(shù)據(jù)幀的有效載荷直接創(chuàng)建下行PON數(shù)據(jù)幀，而不對有效載荷進(jìn)行處 理；將下行PON數(shù)據(jù)幀廣播給PON系統(tǒng)中的所有0NU。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明的第三個(gè)方面，提供了一種在PON系統(tǒng)中的ONU中支持基站間直接通 信的裝置，包括：接收單元，其被配置為接收來自與ONU相關(guān)聯(lián)的源基站的、要去往目標(biāo)基 站的基站間交互數(shù)據(jù)；封裝單元，其被配置為根據(jù)PON系統(tǒng)的封裝協(xié)議將基站間交互數(shù)據(jù) 封裝為上行PON數(shù)據(jù)幀，并將與目標(biāo)基站相關(guān)聯(lián)的目標(biāo)ONU的ONU信息標(biāo)記到上行PON數(shù) 據(jù)幀的幀頭中；發(fā)送單元，其被配置為將上行PON數(shù)據(jù)幀發(fā)送給PON系統(tǒng)的0LT。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明的第四個(gè)方面，提供了一種在PON系統(tǒng)中的OLT中支持基站間直接通 信的裝置，包括：接收單元，其被配置為接收來自源ONU的上行PON數(shù)據(jù)幀；解析單元，其被 配置為解析上行PON數(shù)據(jù)幀的幀頭以確定是否包含目標(biāo)ONU信息；下行幀創(chuàng)建單元，其被配 置為當(dāng)確定上行PON數(shù)據(jù)巾貞的巾貞頭中包含目標(biāo)ONU信息時(shí),根據(jù)該目標(biāo)ONU信息和上行PON 數(shù)據(jù)幀的有效載荷直接創(chuàng)建下行PON數(shù)據(jù)幀，而不對有效載荷進(jìn)行處理；發(fā)送單元，其被配 置為將下行PON數(shù)據(jù)幀廣播給PON系統(tǒng)中的所有0NU。
[0021] 利用本發(fā)明的方案，能夠在混合的用戶駐地/移動回傳網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)快速低成本的 基站間直接交互，從而減輕了對于核心網(wǎng)的日益增長的壓力。
【附圖說明】
[0022] 通過以下參考下列附圖所給出的本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】的描述之后，將更好地理 解本發(fā)明，并且本發(fā)明的其他目的、細(xì)節(jié)、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將變得更加顯而易見。在附圖中：
[0023] 圖1示出了 3GPP聯(lián)盟所開發(fā)的E-UTRAN總體網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的示意圖；
[0024] 圖2示出了當(dāng)前用于混合的用戶駐地/移動回傳的PON系統(tǒng)的典型架構(gòu)的示意 圖；
[0025] 圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的用于混合的用戶駐地/移動回傳的PON系統(tǒng)的 典型架構(gòu)的示意圖；
[0026] 圖4示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的在PON系統(tǒng)中支持基站間直接通信的方法的流 程圖；
[0027] 圖5示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的在XGPON系統(tǒng)中支持基站間直接通信的XGEM 幀的幀結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0028] 圖6示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的在PON系統(tǒng)中的ONU中支持基站間直接通信的 裝置的示意圖；
[0029] 圖7示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的在PON系統(tǒng)中的OLT中支持基站間直接通信的 裝置的示意圖。
【具體實(shí)