一種無源光網絡系統、光線路終端和光網絡單元的制作方法

專利名稱：一種無源光網絡系統、光線路終端和光網絡單元的制作方法
技術領域：
本發明涉及通信技術領域，尤其涉及一種無源光網絡系統、光線路終端、 光網絡單元，以及一種帶寬映射信息的生成方法和帶寬映射信息的處理方法。
背景技術：
隨著電信業務日益豐富，用戶對接入帶寬的需求也越來越大；在各種接入 技術中，由于光纖接入具有巨大的帶寬并且適宜于長距離傳輸，世界各國運營 商紛紛將光纖到戶(FTTH， fiber to the home )作為接入網的必然選擇。在FTTH 的具體實現中，無源光網絡(PON， passive optical network)技術是目前采用 較多的技術。
附圖l為PON網絡的一種組網圖。PON采用了點到多點的架構，其中光線 路終端(OLT, optical line terminal)到光網絡單元(ONU, optical network unit) 方向上的信號傳輸，稱為下行；而從ONU到OLT方向的信號傳輸，稱為上行； 下行方向上是廣播方式的，而上行方向上是單播方式的。
PON根據具體技術的不同，又可以分為很多種類，其中千兆無源光網絡 (GPON, Gigabit Passive Optical Network),由于具有4交高的帶寬速率，其同 步定時機制沿用傳統的同步數字體系(SDH, Synchronous Digital Hierarchy)， 可以適配不同速率的業務，因而成為各國電信運營商目前比較熱衷的接入系 統。
基于GPON的點到多點網絡架構， 一個OLT需要同時和多個ONU進行通 信，為了區分出不同的ONU，就需要給每個ONU設置一個唯一的ONU - ID作 為ONU的標識；與此同時，每個ONU上可能會承載多個不同類型的用戶業務，為了區分不同的業務，在采用千兆無源光網絡封裝方法(GEM， G-PON Encapsulation Method )對業務數據封裝時，使用GEM-port ID進行標識。
由于多個ONU同時向OLT發送數據，可能會引起信號的沖突，影響OLT的 正常發送，因此OLT需要通過時間片授權的方式協調ONU的發送，從而保證在 某一個時間段內只允許一個ONU發送數據，這樣就可以有效地避免沖突。另外， 為了保證ONU上不同業務地Qos，需要設置多個分配單元，每個分配單元對應 具有相同流量特征的業務流，因此OLT的授權對象是ONU上的分配單元，使用 Alloc-ID進行標識。
隨著用戶規;漠的不斷擴大和用戶對帶寬需求的日益增加，現有的下行2.5G bps、上行1.25Gbps的GPON系統已經難以滿足要求，因此需要提高上下行帶寬。
全業務接入網絡(FSAN, Full Service Access Network)白皮書建議下行采用 10Gbps發送，考慮到5Gbps以上的突發發送和突發接收實現難度較大，器件成 本較高，穩定性較差，而2.5Gbps的突發發送和突發接收較容易實現，同時可 以部分重用現有的成熟器件，因此上行可以釆用2.5Gbps.為了增加上行帶寬， 可以增加使用的上行波長數目，每個波長承載2.5Gbps的上行速率，即通過減 少單個波長承載的ONU數目來提高每個ONU的上行帶寬。
附圖2為FSAN NGA1白皮書中描述的下行10G bps、上行N x 2.5G bps的架 構；如果要求上下行對稱，那么上行可以采用4x2.5G。
按照附圖2中的架構，使用不同上行波長的ONU可以同時發送上行數據， 而現有動態帶寬分配(DBA)機制是基于單個上行波長的，給ONU分配的時間 片不允許重疊，因此在同一時間段內只允許有一個上行波長發送數據，而其他 上行波長處于空閑，這就造成了上行帶寬資源的極大浪費。此外，按現有的處 理方法，每個上行波長的ONU,還需要解析屬于其他波長的ONU的帶寬映射 (BWMap)信息，從而導致了額外的處理開銷和不必要的系統功耗。

發明內容
本發明的目的在于提供一種無源光網絡系統、光線路終端、光網絡單元， 以及一種帶寬映射信息的生成方法和一種帶寬映射信息的處理方法，從而可以
允許使用不同上行波長的數個ONU同時發送上行數據，使GPON系統的上行 帶寬得到了充分的利用。
本發明的實施例提供了一種無源光網絡系統，包括光線路終端OLT和光 網絡單元ONU;其中，
所述的OLT，用于獲取至少一個ONU的上行帶寬需求，分別針對不同的 上行波長進行帶寬分配，分別生成與所述不同的上行波長相對應的基于單波長 的帶寬映射BWMap信息；根據所述與不同上行波長相對應的基于單波長的 BWMap信息以及所述不同上行波長的波長信息，生成基于多波長的BWMap 信息；將所述基于多波長的BWMap信息攜帶于千兆無源光網絡傳輸匯聚GTC 幀中，將所述GTC幀發送給ONU;
所述的ONU,用于接收所述的GTC幀，從中解析出所述的基于多波長的 BWMap信息；對所述基于多波長的BWMap信息進行過濾處理，獲得與所述 ONU使用的上行波長相關的BWMap信息。
本發明的實施例還提供了 一種光線路終端，所述的光線路終端包括多波長 帶寬映射BWMap信息生成模塊、千兆無源光網絡傳輸匯聚GTC幀生成模塊 和至少兩個動態帶寬分配DBA控制模塊；
所述的DBA控制模塊，用于根據至少一個光網絡單元的上行帶寬需求， 生成基于單波長的BWMap信息，并發送給所述的多波長BWMap信息生成才莫 塊；
所述的多波長BWMap信息生成模塊，接收來自于所述各個DBA控制模 塊的基于單波長的BWMap信息，利用每個所述基于單波長的BWMap信息所 對應的上行波長信息，將所述各個基于單波長的BWMap信息組合生成基于多 波長的BWMap信息，將所述基于多波長的BWMap信息發送給所述GTC幀生成一莫塊；
所述GTC幀生成模塊用于根據所述基于多波長的BWMap信息，將所述 基于多波長的BWMap信息復用到GTC幀中，并發送所述GTC幀。
本發明的實施例還提供了一種光網絡單元，所述的光網絡單元ONU包括 千兆無源光網絡傳輸匯聚GTC幀解析模塊和帶寬映射BWMap信息過濾模塊； 其中，
所述的GTC幀解析模塊，用于接收來自于光線路終端的GTC幀，對所
述的GTC幀進行解析，從中解析出基于多波長的BWMap信息；將所述基于
多波長的BWMap信息發送給所述的BWMap信息過濾才莫塊；
所述的BWMap信息過濾^^塊，用于將所述基于多波長的BWMap信息
進行過濾，獲得與該ONU的上行波長相關的BWMap信息。
本發明的實施例還提供了 一種帶寬映射信息的生成方法，包括
獲取至少 一個光網絡單元的上行帶寬需求，分別針對不同波長進行帶寬分
配，分別生成與不同波長相對應的基于單波長的帶寬映射BWMap信息；
根據所述與不同波長相對應的基于單波長的BWMap信息以及與所述不同
波長相對應的波長信息，生成基于多波長的BWMap信息；
將所述基于多波長的BWMap信息攜帶于千兆無源光網絡傳輸匯聚GTC
幀中，并發送所述GTC幀。
本發明的實施例還提供了 一種帶寬映射信息的處理方法，包括
接收來自于光線路終端的千兆無源光網絡傳輸匯聚GTC幀，所述GTC幀
中攜帶有基于多波長的BWMap信息；
對所述GTC幀進行解析，從中獲取所述基于多波長的BWMap信息； 對所述基于多波長的BWMap信息進行過濾處理，獲得與所述ONU使用
的上行波長相關的BWMap信息。 本發明的有益效果通過實施本發明的實施例，在同一個時間段內，可以允許使用不同上行波
長的多個ONU同時發送上行數據，GPON系統的上行帶寬得到了充分的利用， 既滿足了用戶對于上行帶寬的需求，又避免了現有GPON系統的動態帶寬分配 機制應用于多波長上行的GPON系統時，所造成的上行帶寬的嚴重浪費。
另夕卜，在多波長上行的GPON系統中，通過實施上述的實施例，可以減輕 ONU對于BWMap信息的處理量，減少了不必要的功耗。


圖1為PON網絡的一種組網圖2為FSANNGA1白皮書中描述的架構；
圖3為本發明方法實施例的流程圖4為現有GTC幀的格式；
圖5為本發明實施例中GTC幀的格式；
圖6為本發明實施例的系統圖7為本發明實施例光線路終端的結構圖8為本發明實施例光網絡單元的結構圖。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明的實施例進行詳細說明。 附圖3示出了本發明方法實施例的流程，包括步驟如下 步驟301、在多波長上行的GPON系統中，OLT獲取至少一個ONU的上 行帶寬需求，分別針對不同的上行波長進行帶寬分配，分別生成相應的基于單 個波長的BWMap信息；根據所述各個基于單波長的BWMap信息以及所述不 同上行波長的波長信息，將所述的多個基于單波長的BWMap信息組合后，生 成基于多波長的BWMap信息。在本發明實施例中，所述獲取ONU的上行帶寬需求的方式包括接收基 于不同波長的上行動態帶寬報告(DBRu, Dynamic Bandwidth Report upstream ); 或，基于不同波長進行空閑Idle字節統計；其中DBRu為動態帶寬上行報告， 該字段記錄ONU所需的上行帶寬；在進行帶寬分配時，每個DBA控制模塊基 于單個波長，即只對共享同一上行波長的多個ONU進行帶寬分配，協調其以 TDMA的方式接入，相應地，每個DBA控制才莫塊生成的也是基于單波長的 BWMap信息。
在本發明實施例中，所述OLT可以通過查詢ONU注冊表的方式獲得所述 各個上行波長的波長信息。
步驟302、生成攜帶有所述基于多波長的BWMap信息的千兆無源光網絡 傳輸匯聚GTC ( GTC, Gigabit PON Transmission Convergence)幀，將所述的 GTC幀發送癥合ONU;
步驟303、 ONU接收來自于OLT的GTC幀，對所述GTC幀進行解析， 從中獲取所述基于多波長的BWMap信息；過濾掉與其他波長的ONU相關的 BWMap信息，獲得與該ONU使用的上行波長相關的BWMap信息，對其進行 解析；過濾處理后，可以將所述的過濾處理得到BWMap信息發送給ONU中 的DBA控制模塊，由所述的DBA控制模塊進行后續的帶寬處理，例如解析 BWMap信息，從中讀取具體時隙，以便控制上行數據的發送。
步驟304、 ONU根據上述經過過濾處理的BWMap信息，即按照OLT的 帶寬分配，在指定的時隙內通過GTC幀發送上行數據。
附圖4示出了現有千兆無源光網絡傳輸匯聚幀的格式。為了解決現有技術 的問題，需要基于多個波長進行動態帶寬分配，從而使得使用不同上行波長的 多個ONU可以同時發送上行數據，以充分發揮多波長上行的GPON系統的上 行帶寬優勢。本發明的實施例對附圖4中所示的GTC幀中的相關字段進行了 修改，修改后的幀結構，請參見附圖5。其中主要的改進為，在GTC幀的PCBd 字段中增加了波長數字段，指示了系統中上行使用的波長數目，然后增加相應
10頁
數量的波長字段，分別指示具體的波長值或滿足約定條件的波長編號，其他字 段的定義可以和原來的 一樣。
附圖6示出了本發明系統實施例的架構圖。在該架構中，OLT100可以
波長，即該架構為多波長上行的GPON系統。
其中，OLT 100用于獲取至少一個ONU的上行帶寬需求，分別針對不同
長的BWMap信息；根據所述與不同上行波長相對應的基于單波長的BWMap 信息以及所述不同上行波長的波長信息，生成基于多波長的BWMap信息；將 所述基于多波長的BWMap信息攜帶于GTC幀中，將所述GTC幀發送給ONU。 這里所述的獲取光網絡單元ONU的上行帶寬需求的方式，包括通過接收基 于不同波長的上行動態帶寬報告DBRu獲取；或基于不同波長進行空閑字節統 計來獲取。這里所述的基于多波長的BWMap信息中，包含指示波長數目的信 息和/或表示特定波長的信息。
其中，ONU200接收來自于OLT100的GTC幀，所述GTC幀中攜帶有所 述基于多波長的BWMap信息；對所述的GTC幀進行解析，從中獲取所述基 于多波長的BWMap信息；對所述基于多波長的BWMap信息進行過濾處理， 獲得與所述ONU使用的上行波長相關的BWMap信息。過濾處理后，可以將 所述的過濾處理得到的BWMap信息發送給ONU中的DBA控制模塊，由所述 的DBA控制模塊進行后續的帶寬處理，例如解析BWMap信息，從中讀取 具體時隙，以便控制上行數據發送。
具體地，請參見附圖6及附圖7, OLT 100可以包括多波長BWMap信息 生成模塊102，數個基于單波長的DBA控制模塊104, ONU注冊表101， GTC 成幀模塊103。
所述的DBA控制模塊104，用于根據ONU的上行帶寬需求，生成基于單 波長的BWMap信息，并發送給所述的多波長BWMap信息生成模塊102;所述的多波長BWMap信息生成模塊102，接收來自于所述各個DBA控制 模塊104的基于單波長的BWMap信息，利用所述每個基于單波長的BWMap 信息所對應的上行波長信息，將所述的多個基于單波長的BWMap信息組合后， 可以按照上述附圖5所示的格式，生成基于多波長的BWMap信息，然后發送 給GTC成幀模塊103。
GTC成幀模塊103,根據所述基于多波長的BWMap信息，將所述基于多 波長的BWMap信息復用到GTC幀中，生成新才各式的GTC幀，發送給ONU200。 在這里，所述的多波長BWMap信息生成才莫塊可以通過查詢所述的ONU注冊 表101 ，獲得所述每個基于單波長的BWMap信息所對應的上行波長。
所述的ONU注冊表101，記錄了各個ONU使用的上行波長的波長信息， 以及所述每個基于單波長的BWMap信息所對應的上行波長信息。
請參見附圖6及附圖8， ONU200可以包括GTC幀解析模塊201， BWMap 信息過濾模塊202， DBA控制模塊203。
所述的GTC幀解析模塊201 ，接收來自于上述OLT的攜帶有多波長 BWMap信息的GTC幀，從所述GTC幀中解析出所述基于多波長的BWMap 信息，然后將所述多波長的BWMap信息轉發給所述的BWMap信息過濾模塊 202;
所述的BWMap信息過濾模塊202，用于對所述基于多波長的BWMap信 息進行過濾處理，可以根據保存的該ONU使用的上行波長進行過濾，僅將與 該ONU使用的上行波長相關的BWMap信息轉發給所述的DBA控制模塊203;
所述的DBA控制模塊203，進行后續的帶寬處理，例如解析BWMap 信息，從中讀取具體時隙，以便控制上行數據發送。
通過實施本發明的實施例，在同一個時間段內，可以允許使用不同上行波 長的數個ONU同時發送上行數據，GPON系統的上行帶寬得到了充分的利用， 既滿足了用戶對于上行帶寬的需求，又避免了現有GPON系統的動態帶寬分配 機制，應用于多波長上行的GPON系統時，所造成的上行帶寬的嚴重浪費。
12另外，在多波長上行的GPON系統中，利用現有"^支術中的方案，如果不同 的ONU使用不同的上行波長，每次進行帶寬分配時，OLT都需要在下行方向 上，以廣播的方式，發送攜帶有給不同上行波長的ONU分配的帶寬所對應 BWMap信息的GTC幀，相應地，ONU可能會處理屬于多個不同上行波長的 ONU的BWMap信息，其中，只有某個BWMap信息適合于自己。通過實施本 發明的實施例，ONU只需處理和自己所用的上行波長相對應的一組BWMap 信息即可，和其他ONU的上行波長對應的BWMap信息可以直接丟棄，這樣 可以在一定程度上減小ONU的信息處理量，縮短處理時間，減少了不必要的 功耗，從整體上改善了 GPON系統的性能。
以上是對本發明具體實施例的說明，在具體的實施過程中可對本發明的方 法進行適當的改進，以適應具體情況的具體需要。因此可以理解，根據本發明 的具體實施方式
只是起示范作用，并不用以限制本發明的保護范圍。
權利要求
1、一種無源光網絡系統，其特征在于，包括光線路終端OLT和光網絡單元ONU；其中，所述的OLT，用于獲取至少一個ONU的上行帶寬需求，分別針對不同的上行波長進行帶寬分配，分別生成與所述不同的上行波長相對應的基于單波長的帶寬映射BWMap信息；根據所述與不同上行波長相對應的基于單波長的BWMap信息以及所述不同上行波長的波長信息，生成基于多波長的BWMap信息；將所述基于多波長的BWMap信息攜帶于千兆無源光網絡傳輸匯聚GTC幀中，將所述GTC幀發送給ONU；所述的ONU，用于接收所述的GTC幀，從中解析出所述的基于多波長的BWMap信息；對所述基于多波長的BWMap信息進行過濾處理，獲得與所述ONU使用的上行波長相關的BWMap信息。
2、 如權利要求1所述的無源光網絡系統，其特征在于 所述基于多波長的BWMap信息中，包含指示波長數目的信息和/或表示特定波長的4言息。
3、 一種光線路終端，其特征在于，所述的光線路終端包括多波長帶寬映 射BWMap信息生成模塊、千兆無源光網絡傳輸匯聚GTC幀生成模塊和至少 兩個動態帶寬分配DBA控制模塊；所述的DBA控制模塊，用于根據至少一個光網絡單元的上行帶寬需求， 生成基于單波長的BWMap信息，并發送給所述的多波長BWMap信息生成模 塊；所述的多波長BWMap信息生成模塊，接收來自于所述各個DBA控制模 塊的基于單波長的BWMap信息，利用每個所述基于單波長的BWMap信息所 對應的上行波長信息，將所述各個基于單波長的BWMap信息組合生成基于多 波長的BWMap信息，將所述基于多波長的BWMap信息發送給所述GTC幀 生成模塊；所述GTC幀生成模塊用于根據所述基于多波長的BWMap信息，將所述 基于多波長的BWMap信息復用到GTC幀中，并發送所述GTC幀。
4、 如權利要求3所述的光線路終端，其特征在于，還包括 光網絡單元注冊表，用于為所述多波長BWMap信息生成模塊提供所述每個基于單波長的BWMap信息所對應的上行波長信息。
5、 如權利要求3所述的光線路終端，其特征在于，所述基于多波長的BWMap信息中，包含指示波長數目的信息和/或表示特 定波長的信息。
6、 一種光網絡單元，其特征在于，所述的光網絡單元ONU包括千兆無 源光網絡傳輸匯聚GTC幀解析模塊和帶寬映射BWMap信息過濾模塊；其中，所述的GTC幀解析模塊，用于接收來自于光線路終端的GTC幀，對所 述的GTC幀進行解析，從中解析出基于多波長的BWMap信息；將所述基于 多波長的BWMap信息發送給所述的BWMap信息過濾才莫塊；所述的BWMap信息過濾模塊，用于將所述基于多波長的BWMap信息 進行過濾，獲得與該ONU的上行波長相關的BWMap信息。
7、 如權利要求6所述的光網絡單元，其特征在于，還包括 動態帶寬分配控制器，用于利用所述的BWMap信息過濾模塊過濾后得到的BWMap信息，進行后續的帶寬處理。
8、 如權利要求6所述的光網絡單元，其特征在于，所述基于多波長的BWMap信息中，包含指示波長數目的信息和/或表示特 定波長的信息。
9、 一種帶寬映射信息的生成方法，其特征在于，包括 獲取至少一個光網絡單元的上行帶寬需求，分別針對不同波長進行帶寬分配，分別生成與不同波長相對應的基于單波長的帶寬映射BWMap信息；根據所述與不同波長相對應的基于單波長的BWMap信息以及與所述不同 波長相對應的波長信息，生成基于多波長的BWMap信息；將所述基于多波長的BWMap信息攜帶于千兆無源光網絡傳輸匯聚GTC 幀中，并發送所述GTC幀。
10、 如權利要求9所述的帶寬映射信息的生成方法，其特征在于， 所述獲取光網絡單元的上行帶寬需求的方式，包括 通過接收基于不同波長的上行動態帶寬報告DBRu獲取；或 基于不同波長進行空閑字節統計來獲取。
11、 如權利要求9所述的帶寬映射信息的生成方法，其特征在于， 所述基于多波長的BWMap信息中，包含指示波長數目的信息和/或表示特定波長的信息。
12、 如權利要求9所述的帶寬映射信息的生成方法，其特征在于，還包括 通過查詢光網絡單元注冊表，獲得與所述不同波長相對應的波長信息。
13、 一種帶寬映射信息的處理方法，其特征在于，包括中攜帶有基于多波長的BWMap信息；對所述GTC幀進行解析，從中獲取所述基于多波長的BWMap信息； 對所述基于多波長的BWMap信息進行過濾處理，獲得與所述ONU使用的上行波長相關的BWMap信息。
14、 如權利要求13所述的帶寬映射信息的處理方法，其特征在于，還包括，所述基于多波長的BWMap信息中，包含指示波長數目的信息和/或表示特 定波長的信息。
全文摘要
本發明公開了一種無源光網絡系統，一種光線路終端，一種光網絡單元，以及一種帶寬映射信息生成方法和帶寬映射信息處理方法。通過實施本發明的實施例，在同一個時間段內，可以允許使用不同上行波長的多個ONU同時發送上行數據，GPON系統的上行帶寬得到了充分的利用，既滿足了用戶對于上行帶寬的需求，又避免了現有GPON系統的動態帶寬分配機制應用于多波長上行的GPON系統時，所造成的上行帶寬的嚴重浪費。
文檔編號H04L12/56GK101621452SQ20081006823
公開日2010年1月6日 申請日期2008年6月30日 優先權日2008年6月30日
發明者波 高 申請人:華為技術有限公司