專利名稱：一種onu可遷移的twdm-pon系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光通信技術(shù)領(lǐng)域的系統(tǒng)，具體涉及一種ONU可遷移的TWDM-PON系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著三網(wǎng)融合進(jìn)程的加快和互聯(lián)網(wǎng)中新興業(yè)務(wù)的迅猛發(fā)展，日益增多的家庭和商業(yè)用戶需要的接入網(wǎng)帶寬也越來越大；一些報(bào)道顯示到2015年家庭用戶至少需要250M/S的帶寬。為了滿足這種需求趨勢(shì)，很多無源光網(wǎng)絡(luò)(PON, passive opticalnetwork)技術(shù)被提出來實(shí)現(xiàn)超過10Gb/s的接入帶寬，諸如波分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)(WDM-PON, wavelength division multiplexed passive optical network),光石馬分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)(OCDMA-PON, optical code division multiplexed passive optical network),正交頻分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)(0FDM-P0N, orthogonal frequency division multiplexedpassive optical network)及波分復(fù)用和時(shí)分復(fù)用的混合無源光網(wǎng)絡(luò)(TWDM-P0N, timeand wavelength division multiplexed passive optical network)。全業(yè)務(wù)接入網(wǎng)工作組將TWDM-PON技術(shù)定為下一代無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。全業(yè)務(wù)接入網(wǎng)工作組長期致力于解決下一代無源光網(wǎng)絡(luò)的能耗問題和與現(xiàn)有的設(shè)備實(shí)現(xiàn)融合。而波分復(fù)用和時(shí)分復(fù)用的混合無源光網(wǎng)絡(luò)(TWDM-PON)已經(jīng)得到全業(yè)務(wù)接入網(wǎng)組織中設(shè)備商的大力支持，并且在2012年6月被全業(yè)務(wù)接入網(wǎng)組織定為NG-P0N2的主要標(biāo)準(zhǔn)。
經(jīng)查閱文獻(xiàn)Yiran Ma等人在2012年OFC會(huì)議發(fā)表了一篇《Demonstrationof a40Gb/s Time and Wavelength Division Multiplexed Passive Optical NetworkPrototype System))中驗(yàn)證40G/s的TWDM-PON系統(tǒng)，這套TWDM-PON樣機(jī)通過4對(duì)波長實(shí)現(xiàn)了 40G/s的下行帶寬，10G/s的上行帶寬。每個(gè)用戶最高可實(shí)現(xiàn)下行l(wèi)OG/s的下行帶寬，2.5G/s的上行帶寬，滿足NG-P0N2的標(biāo)準(zhǔn)。這種TWDM-PON系統(tǒng)可靈活地支持多對(duì)波長(例，{入^ λψ+1}, {λ2, λψ+2}……)，每對(duì)波長可以承載多個(gè)0NU，所有的波長對(duì)則由OLT統(tǒng)一調(diào)控。但在這種系統(tǒng)中，每一個(gè)ONU被分配在特定的波長上，不利于靈活地利用帶寬資源；并且每個(gè)波長一直處于工作狀態(tài)即使在ONU數(shù)不多的情況下，這就導(dǎo)致了資源的浪費(fèi)。發(fā)明內(nèi)容`
本發(fā)明基于現(xiàn)有技術(shù)及其不足，提出了一種ONU可遷移的TWDM-PON系統(tǒng)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是:
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種ONU可遷移的TWDM-PON系統(tǒng)，根據(jù)特定的協(xié)議實(shí)現(xiàn)在線用戶在不同活躍波長上的靈活遷移，具體為，在現(xiàn)有的EPON協(xié)議下，通過重新定義部分MAC控制協(xié)議巾貞,來實(shí)現(xiàn)ONU (光網(wǎng)絡(luò)單元，optical network unit)與OLT (光線路終端，optical line terminal)在遷移過程的信息交互,其中:
(a) ONU根據(jù)IEEE802.3ah多點(diǎn)控制協(xié)議(MPCP)，在系統(tǒng)中注冊(cè)，新注冊(cè)的ONU分配唯一的邏輯鏈路標(biāo)識(shí)符(LLID)和波長標(biāo)識(shí)符(wavelengthjd)；
(b)OLT根據(jù)特定的協(xié)議，要求ONU進(jìn)行遷移，此時(shí)ONU退出注冊(cè)，然后根據(jù)OLT的要求進(jìn)行重新注冊(cè)。
優(yōu)選地，為了實(shí)現(xiàn)ONU與OLT之間的信息交互，定義5個(gè)MAC控制協(xié)議幀:授權(quán)(GATE)幀、報(bào)告(REPORT)幀、注冊(cè)請(qǐng)求(REGISTER_REQ)幀、注冊(cè)(REGISTER)幀和注冊(cè)確認(rèn)(REGISTER_ACK)幀，所有這些幀都是72字節(jié)長度的MAC控制幀。
優(yōu)選地，注冊(cè)幀中包含OLT分配給新注冊(cè)O(shè)NU的唯一的邏輯鏈路標(biāo)識(shí)符(LLID)和波長標(biāo)識(shí)符(wavelength_id)。
優(yōu)選地，在新ONU注冊(cè)過程中，OLT通過注冊(cè)幀向ONU分配邏輯鏈路標(biāo)識(shí)符和波長標(biāo)識(shí)符；在ONU遷移過程中，OLT通過注冊(cè)幀要求已注冊(cè)的ONU重新注冊(cè)并分配新的波長標(biāo)識(shí)符，而邏輯鏈路標(biāo)識(shí)符不變。
優(yōu)選地，在ONU自動(dòng)發(fā)現(xiàn)及遷移的消息交互過程中，需要完成六次握手。
本發(fā)明在不影響用戶服務(wù)質(zhì)量的情況下，可根據(jù)特定的協(xié)議實(shí)現(xiàn)在線用戶在不同活躍波長上的靈活遷移。


通過閱讀參照以下附圖對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯:
圖1是MAC控制幀結(jié)構(gòu)部分中授權(quán)(GATE)幀結(jié)構(gòu)；
圖2是MAC控制幀結(jié)構(gòu)部分中報(bào)告(REPORT)幀結(jié)構(gòu)；
圖3是MAC控制幀結(jié)構(gòu)部分中注冊(cè)請(qǐng)求(REGISTER_REQ)幀結(jié)構(gòu)；
圖4是MAC控制幀結(jié)構(gòu)部分中注冊(cè)(REGISTER)幀結(jié)構(gòu)；
圖5是MAC控制幀結(jié)構(gòu)部分中注冊(cè)確認(rèn)(REGISTER_ACK)幀結(jié)構(gòu)；
圖6是ONU自動(dòng)發(fā)現(xiàn)及遷移消息交互過程。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
參照?qǐng)D1至圖5，分 別定義了 ONU自動(dòng)發(fā)現(xiàn)及遷移消息交互過程中的MAC協(xié)議控制幀結(jié)構(gòu)，所述的MAC協(xié)議控制幀結(jié)構(gòu)滿足IEEE802.3ah協(xié)議的要求，包括:
圖1是MAC控制幀結(jié)構(gòu)部分中授權(quán)(GATE)幀結(jié)構(gòu)。授權(quán)幀的作用是為所有未注冊(cè)和已注冊(cè)的ONU分配發(fā)送授權(quán)。前導(dǎo)碼中包含邏輯鏈路標(biāo)識(shí)符(LLID)，其中LLID是EPON系統(tǒng)分配給各ONU的一種邏輯鏈接的數(shù)學(xué)標(biāo)識(shí)，不同ONU通過LLID進(jìn)行區(qū)別，每個(gè)ONU只在屬于自己的邏輯鏈接上與OLT進(jìn)行通信；此外，圖2、圖3、圖4，圖5的前導(dǎo)碼格式內(nèi)容和功能都與前導(dǎo)相一致。授權(quán)數(shù)目/標(biāo)識(shí)包含了具體的授權(quán)數(shù)目和其他信息，一個(gè)授權(quán)幀最多容納4個(gè)授權(quán)數(shù)目。授權(quán)起始時(shí)間表示可以何時(shí)打開ONU的激光器。
圖2是MAC控制幀結(jié)構(gòu)部分中報(bào)告(REPORT)幀結(jié)構(gòu)圖。報(bào)告幀的作用是在數(shù)據(jù)傳輸時(shí)向OLT報(bào)告ONU的本地隊(duì)列信息。隊(duì)列長度為2個(gè)字節(jié)，最多上報(bào)8個(gè)隊(duì)列，上報(bào)的隊(duì)列長度除實(shí)際的幀長度外，還應(yīng)包括:幀前導(dǎo)碼、幀間隔、FEC開銷，該域所表示的并不是隊(duì)列的實(shí)際長度，而是發(fā)送隊(duì)列數(shù)據(jù)所需的發(fā)送窗口大小。
圖3是MAC控制幀結(jié)構(gòu)部分中注冊(cè)請(qǐng)求(REGISTER_REQ)幀結(jié)構(gòu)圖。注冊(cè)請(qǐng)求幀的作用是于未注冊(cè)的ONU來響應(yīng)發(fā)現(xiàn)過程的GATE幀，同時(shí)已注冊(cè)的ONU也會(huì)發(fā)送注冊(cè)請(qǐng)求幀來請(qǐng)求取消注冊(cè)。Flags域標(biāo)識(shí)表明是未注冊(cè)O(shè)NU的注冊(cè)請(qǐng)求還是已注冊(cè)O(shè)NU的取消注冊(cè)請(qǐng)求。懸掛授權(quán)是向OLT表明可以授權(quán)的緩存容量，如果某個(gè)授權(quán)超過了該緩存容量，則該授權(quán)將被丟棄。
圖4是MAC控制幀結(jié)構(gòu)部分中注冊(cè)(REGISTER)幀結(jié)構(gòu)；注冊(cè)幀用于OLT向新注冊(cè)的ONU發(fā)布獨(dú)立了 LLID和wavelength_id,分配端口域?qū)y帶被分配給ONU的LLID,該值在EPON系統(tǒng)中是唯一的。一旦LLID分配給ONU并與OLT側(cè)的相應(yīng)端口聯(lián)系起來后，OLT和ONU之間的一條單播的邏輯鏈路就建立起來了。wavelength_id用于標(biāo)識(shí)已經(jīng)注冊(cè)的ONU所在的波長，OLT通過波長ID域可以獲得以注冊(cè)O(shè)NU的wavelength_id,便于實(shí)現(xiàn)ONU在不同活躍波長之間的遷移。同時(shí)，OLT也可發(fā)送注冊(cè)幀給一個(gè)已經(jīng)注冊(cè)的0NU，用于取消該ONU的注冊(cè)，或者要求該ONU重新注冊(cè)。
圖5是MAC控制幀結(jié)構(gòu)部分中注冊(cè)確認(rèn)(REGISTER_ACK)幀結(jié)構(gòu)；注冊(cè)確認(rèn)幀用于ONU側(cè)對(duì)注冊(cè)過程的最后確認(rèn)或?qū)σ笾匦伦?cè)的確認(rèn)。Flags域標(biāo)識(shí)表明注冊(cè)過程或遷移過程的成功與否。
圖6是ONU自動(dòng)發(fā)現(xiàn)及遷移消息交互流程；自動(dòng)發(fā)現(xiàn)及遷移的握手包括如下幾I K少:
(I )0LT側(cè)發(fā)送一個(gè)發(fā)現(xiàn)授權(quán)消息(GATE)，該消息的目的地址為組播MAC地址，ONU側(cè)發(fā)現(xiàn)并接收授權(quán)消息。
(2)在初始化的同時(shí)，ONU側(cè)生成注冊(cè)請(qǐng)求消息(REGISTER_REQ)，這條消息一直存放在緩存中直到發(fā)現(xiàn)授權(quán)被激活。在OLT側(cè)，將注冊(cè)請(qǐng)求幀遞交給發(fā)現(xiàn)代理。
(3)在處理ONU注冊(cè)請(qǐng)求幀的同時(shí)，發(fā)現(xiàn)代理生成包含唯一的LLID值及wavelength_id值的注冊(cè)巾貞并發(fā)送給0NU。該消息雖然是給特定的0NU,但在廣播信道上傳送。在ONU側(cè)，注冊(cè)消息被遞交給發(fā)現(xiàn)代理。一旦發(fā)現(xiàn)代理處理了注冊(cè)消息，ONU立即配置自己的LTE函數(shù)接收單播邏輯鏈路上的數(shù)據(jù)(所有的LLID指向該ONU的幀)。
(4)在處理完注冊(cè)幀之后，DBA代理為新注冊(cè)的ONU分配一個(gè)普通授權(quán)(GATE)。這個(gè)授權(quán)的目的是讓ONU可以發(fā)送一個(gè)確認(rèn)消息給OLT。OLT側(cè)將生成一個(gè)使用組播MAC地址作為目的MAC地址的普通授權(quán)幀，該幀將在一個(gè)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的邏輯鏈接上傳輸給唯一的0NU。在ONU側(cè)，普通授權(quán)幀將被儲(chǔ)存起來，直到本地的MPCP時(shí)鐘到達(dá)該授權(quán)的發(fā)送時(shí)刻才會(huì)調(diào)用該授權(quán)。
(5)當(dāng)授權(quán)被激活時(shí)，ONU側(cè)發(fā)送一個(gè)注冊(cè)確認(rèn)幀(REGISTER_ACK)，這條消息將在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的邏輯鏈路上傳輸并且使用組播MAC地址作為目的地址。OLT側(cè)在接收到注冊(cè)確認(rèn)幀后便完成了整個(gè)注冊(cè)過程。
(6) OLT側(cè)發(fā)送一個(gè)注冊(cè)幀(REGISTER)，這條消息將在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的邏輯鏈路上傳輸并且使用組播MAC地 址作為目的地址，此時(shí)Flags域值為1，OLT要求ONU重新注冊(cè)。原有的LLID不變,但OLT會(huì)通過這個(gè)巾貞發(fā)布一個(gè)新的wavelength_id給這個(gè)被要求重新注冊(cè)的ONU。
(7)同樣，在處理完注冊(cè)幀之后，DBA代理為這個(gè)ONU分配一個(gè)普通授權(quán)(GATE)。這個(gè)授權(quán)的目的是讓ONU可以發(fā)送一個(gè)確認(rèn)消息給OLT。OLT側(cè)將生成一個(gè)使用組播MAC地址作為目的MAC地址的普通授權(quán)幀，該幀將在一個(gè)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的邏輯鏈接上傳輸給唯一的0NU。在ONU側(cè)，普通授權(quán)幀將被儲(chǔ)存起來，直到本地的MPCP時(shí)鐘到達(dá)該授權(quán)的發(fā)送時(shí)刻才會(huì)調(diào)用該授權(quán)。
(8)當(dāng)授權(quán)被激活時(shí)，ONU側(cè)發(fā)送一個(gè)注冊(cè)確認(rèn)幀(REGISTER_ACK)，這條消息將在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的邏輯鏈路上傳輸并且使用組播MAC地址作為目的地址。OLT側(cè)在接收到注冊(cè)確認(rèn)幀后便完成了整個(gè)重新注冊(cè)過程。
以上對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實(shí) 質(zhì)內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種ONU可遷移的TWDM-PON系統(tǒng)，其特征在于，根據(jù)特定的協(xié)議實(shí)現(xiàn)在線用戶在不同活躍波長上的靈活遷移，具體為，在現(xiàn)有的EPON協(xié)議下，通過重新定義部分MAC控制協(xié)議幀，來實(shí)現(xiàn)ONU與OLT在遷移過程的信息交互，其中: (a)ONU根據(jù)IEEE802.3ah多點(diǎn)控制協(xié)議，在系統(tǒng)中注冊(cè)，新注冊(cè)的ONU分配唯一的邏輯鏈路標(biāo)識(shí)符和波長標(biāo)識(shí)符； (b)OLT根據(jù)特定的協(xié)議，要求ONU進(jìn)行遷移，此時(shí)ONU退出注冊(cè)，然后根據(jù)OLT的要求進(jìn)行重新注冊(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ONU可遷移的TWDM-PON系統(tǒng)，其特征在于，為了實(shí)現(xiàn)ONU與OLT之間的信息交互，定義5個(gè)MAC控制協(xié)議幀:授權(quán)幀、報(bào)告幀、注冊(cè)請(qǐng)求幀、注冊(cè)幀和注冊(cè)確認(rèn)幀，所有這些幀都是72字節(jié)長度的MAC控制幀。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的ONU可遷移的TWDM-PON系統(tǒng)，其特征在于，注冊(cè)幀中包含OLT分配給新注冊(cè)O(shè)NU的唯一的邏輯鏈路標(biāo)識(shí)符和波長標(biāo)識(shí)符。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的ONU可遷移的TWDM-PON系統(tǒng)，其特征在于，在新ONU注冊(cè)過程中，OLT通過注冊(cè)幀向ONU分配邏輯鏈路標(biāo)識(shí)符和波長標(biāo)識(shí)符；在ONU遷移過程中，OLT通過注冊(cè)幀要求已注冊(cè)的ONU重新注冊(cè)并分配新的波長標(biāo)識(shí)符，而邏輯鏈路標(biāo)識(shí)符不變。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ONU可遷移的TWDM-PON系統(tǒng)，其特征在于，在ONU自動(dòng)發(fā)現(xiàn)及遷移的消息交互過程中 ，需要完成六次握手。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種ONU可遷移的TWDM-PON系統(tǒng)，其根據(jù)特定的協(xié)議實(shí)現(xiàn)在線用戶在不同活躍波長上的靈活遷移，具體為，在現(xiàn)有的EPON協(xié)議下，通過重新定義部分MAC控制協(xié)議幀，來實(shí)現(xiàn)ONU與OLT在遷移過程的信息交互，其中(a)ONU根據(jù)IEEE802.3ah多點(diǎn)控制協(xié)議，在系統(tǒng)中注冊(cè)，新注冊(cè)的ONU分配唯一的邏輯鏈路標(biāo)識(shí)符和波長標(biāo)識(shí)符；(b)OLT根據(jù)特定的協(xié)議，要求ONU進(jìn)行遷移，此時(shí)ONU退出注冊(cè)，然后根據(jù)OLT的要求進(jìn)行重新注冊(cè)。本發(fā)明在不影響用戶服務(wù)質(zhì)量的情況下，可根據(jù)特定的協(xié)議實(shí)現(xiàn)在線用戶在不同活躍波長上的靈活遷移。
文檔編號(hào)H04B10/40GK103248431SQ20131015146
公開日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2013年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月26日
發(fā)明者楊紅陽, 李軍, 孫衛(wèi)強(qiáng), 胡衛(wèi)生 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)