專利名稱：一種以太網無源光網絡中的多業務帶寬分配方法及其裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及通信技術領域，尤其涉及一種EPON(以太網無源光網絡)系統中的業務帶寬分配方法及其裝置。
背景技術：
PON(無源光網絡)系統是應對多業務承載、高帶寬多媒體業務接入網技術的理想解決方案，PON技術主要有EPON和GPON等幾種，其主要差異在于采用了不同的二層技術。其中，EPON實現了將以太網技術與PON技術完美結合，成為非常適合IP業務的寬帶接入技術，但如何保證EPON上傳輸多種寬帶業務的QoS (服務質量)，是一個潛在的技術問題。對于一個EPON網絡系統中，它可同時承載包括IP(以太網)業務、語音業務、TDM業務，CATV業務等在內的多種寬帶業務，然而，不同的業務類型對服務質量的要求存在極大 差別。以TDM業務為例，它要求承載網絡能夠絕對保證其低延時、無誤碼，EPON系統需要通過預留固定帶寬、短幀封裝的技術來滿足TDM業務的這種業務需求。EPON網絡應用場景的復雜性，導致了其網絡中光網絡單元(ONU)設備形態的多樣性，根據業務類型接口和數量的不同，ONU可分為SFU/SBU(單個家庭用戶單元/單個商業用戶單元)，MDU/MTU(多住戶單元/多租戶單元)等類型。對于SFU/SBU類型ONU而言，它僅接入一個用戶，多種類型的業務共享一個邏輯鏈路通道(LLID)，在EPON層上無法區分業務服務等級，只能通過在二層(Layerf)上提供差異化服務能力。而對于MDU/MTU類型ONU而言，它需接入多個獨立用戶，一般需要使用若干個邏輯鏈路通道來提供多用戶、多業務承載，MDU/MTU可提供多個以太網接口(或若干DSL接口)，以及提供POTS接口以滿足用戶的語音業務需求，甚至，為了滿足商業客戶對TDM業務的需求，一些MDU/MTU還可提供若干El接口。因此，盡管MDU/MTU可通過對不同業務類型進行優先級標識并通過局端的光網絡終端(OLT)側優先級調度來保證業務質量，然而，對于EPON系統而言，其EPON MAC (媒體存取控制器)負責系統獨特的傳輸控制協議，控制EPON突發模式數據傳輸，OLT以協同方式接收上行數據，以確保來自ONU的數據突發不會相互沖。當前，EPON MAC是比較貴的，一個MDU/MTU最多可配置8個EPON MAC (對應于相應的邏輯鏈路通道)，而對于一個MDU而言，通常會有多達256個物理接口，而僅僅用8個邏輯鏈路通道來區分來自若干個物理接口的多用戶、多業務帶寬要求，這顯然是不夠的。

發明內容
本發明旨在提供一種以太網無源光網絡中可支持多業務帶寬分配技術方案。根據本發明的一個方面,這里提供一種EPON系統的業務帶寬分配方法，所述EPON系統包括OLT及其所連接的若干0NU，包括以下步驟0NU區分業務流類型，并根據業務流類型分配不同的邏輯鏈路通道；0LT基于業務流類型為所述邏輯鏈路通道的為其選擇不同的帶寬分配方法及相應業務調度；ONU根據所述帶寬分配方法進行相應業務調度。優選地，前述ONU進一步對業務流的用戶組屬性進行標識，所述用戶組為同一業務流類型且業務需求相同的業務端口集合，ONU進一步根據所述用戶組屬性對相應業務進行調度。根據本發明的另外一個方面，這里提供一種光網絡單元中支持多業務帶寬分配方法，包括以下步驟0NU區分業務流類型；0NU根據業務流類型為其分配不同的邏輯鏈路通道以及相應業務調度。優選地，前述光網絡單元進一步對業務流的用戶組屬性進行標識，所述用戶組為同一業務流類型且業務需求相同的業務端口集合。業務需求可以是用戶帶寬需求、或業務應用需求，用戶組可采用用戶虛擬局域網(CVLAN)進行標識。根據本發明的另外一個方面，這里提供一種支持多業務帶寬分配的光網絡單元，包括分類裝置，用于區分業務流類型；調度裝置，用于將所述不同業務流類型的數據幀分 配不同的邏輯鏈路通道以及相應業務調度。優選地，前述分類裝置進一步對業務流的用戶組屬性進行標識，所述用戶組為同一業務流類型且業務需求相同的業務端口集合。業務需求可以是用戶帶寬需求、或業務應用需求，用戶組可采用用戶虛擬局域網(CVLAN)進行標識優選地，前述分類裝置根據業務端口類型進行業務流區分和用戶組標識，或根據以太網數據幀中的相關參數進行業務流區分和用戶組標識。根據本發明的另外一個方面，這里提供一種光網絡終端中的多業務帶寬分配方法，包括以下步驟根據業務類型為不同的邏輯鏈路通道選擇不同的帶寬分配方法；根據所選擇的帶寬分配方法對不同邏輯鏈路通道的業務流的進行調度。優選地，光網絡終端進一步對ONU的邏輯鏈路通道、所對應的業務流類型映射關系進行配置；以及對ONU的業務流類型及其用戶組屬性映射關系進行配置。根據本發明的另外一個方面，這里提供一種支持多業務帶寬分配的光網絡終端(0LT)，包括配置裝置，用于根據業務類型為邏輯鏈路通道選擇相應的帶寬分配方法；調度裝置，用于根據所選擇的帶寬分配方法對不同邏輯鏈路通道的業務流的進行調度。優選地，前述配置裝置進一步對ONU的邏輯鏈路通道、所對應的業務流類型映射關系進行配置。或進一步對ONU的業務流類型及其用戶組屬性映射關系進行配置。根據本發明所提供的技術方案，運營商能開發具有靈活性QoS (服務質量)保證的EPON系統，按照業務類型的不同選擇不同的邏輯鏈路通道和相應的帶寬分配方法，典型地，對于那些要求固定帶寬要求的業務可使用靜態帶寬分配原則；對那些具有不同帶寬要求的業務可使用動態帶寬分配原則。當一個邏輯鏈路通道對應的總的帶寬分配后，這些帶寬可再按照用戶組進一步細分，可進一步滿足不同用戶的其用戶帶寬、或業務需求。


通過下面提出的結合附圖的詳細描述，本發明的特征、性質和優點將變得更加明顯，附圖中相同的元件具有相同的標識，其中圖I是根據本發明的一個具體實施方式
的多業務EPON系統應用示意圖；圖2是根據本發明的一個具體實施方式
的支持多業務應用的ONU結構示意圖例。
圖3是根據本發明的一個具體實施方式
的支持多業務應用的OLT結構示意圖例。
具體實施例方式下面結合附圖，對本發明的優選實施方式進行詳細的說明。圖I是根據本發明的一個具體實施方式
的應用場景不意圖J_EP0N系統由0LT、光分配網ODN、ONU三部分構成，其可能承載的業務流類型包括以太網/IP業務、語音業務、TDM業務等，該EPON系統提供必要的QoS機制，以保障在上行和下行方向均能根據SLA協議提供各種優先級業務的QoS，其中ONU的用戶側業務接口類型可包括支持數據業務的多路10/100M自適應以太網接口、支持VoIP語音業務的多路POTS接口、支持TDM專線業務的多路El接口等，對應一個典型的MDU/MTU型ONU來說，根據應用場景的不同以上業務接口的類型、數量安排會不 同以支持多用戶、多業務。根據本發明所提供的實施例，該EPON系統中ONU根據其用戶側的業務流類型為其分配不同的邏輯鏈路通道，圖例中我們僅僅示意出LLID1、LLID2、LLID3這樣3個邏輯鏈路通道，根據應用場景的不同一個MDU/MTU可設計成多達8個邏輯鏈路通道，例如對于VoIP語音業務，該ONU所有業務接口類型為POTS接口的多路用戶數據可被映射到邏輯鏈路通道LLIDl。對于視頻業務，該ONU所有實時視頻業務的以太網接口的多路用戶數據可被映射到邏輯鏈路通道LLID2。對于以太網數據業務，該ONU所有業務接口類型為10/100M以太網接口的多路用戶數據可被映射到邏輯鏈路通道LLID3 ；作為一種可選方式，對于來自10/100M以太網接口的數據進一步做業務流區分，因為對于VoIP語音業務或IPTV視頻業務，運營商部署時，一般會在經過家庭網關或機頂盒之類的設備轉換時，對不同業務打上不同的優先級標識(IEEE802. ID User Priority，或IPTOS和DSCP優先級標識)，ONU可以根據優先級標識對這些業務進行本地區分，之后按業務類型映射到相應的邏輯鏈路通道，例如=VoIP語音業務可被映射到邏輯鏈路通道LLIDl ;視頻業務可被映射到邏輯鏈路通道LLID2 ；以太網數據業務可被映射到邏輯鏈路通道LLID3。根據本發明所提供的實施例，ONU側不同用戶對其擁有的業務接口有不同的業務屬性要求，以前述以太網接口為例，不同的用戶選擇的業務帶寬可能不同，可以是IOM數據上網、20M數據上網、30M數據上網；而對同樣的接口帶寬，其約定的業務類型也存在差異，例如對于20M數據接口，用戶可選擇20M數據、IOM數據上網+10MIPTV視頻應用、20M視頻實時監控等。我們可定義同一業務流類型且業務屬性需求相同的端口集合為一個用戶組，ONU采用CVLAN來標識用戶組，以利于ONU和OLT合理地進行上、下行帶寬分配和業務調度。OLT基于所述邏輯鏈路通道的為其選擇不同的帶寬分配方法，并可進一步根據用戶組對各邏輯鏈路所對應的下行業務進行調度，以滿足不同用戶的特定業務需求。例如對ONU承載POTS類語音業務的邏輯鏈路通道LLIDl，它采用固定帶寬分配方法，對ONU承載數據業務的邏輯鏈路通道LLID2，它可采用盡力而為帶寬分配方法對ONU承載實時視頻業務的邏輯鏈路通道LLID3，它可采用保證帶寬分配方法。在確定上述LLIDl、LLID2、LLID3邏輯鏈路通道的帶寬分配方法之后，OLT可進一步根據用戶組屬性的服務分配不同的帶寬，或按照指定的業務特性進行合理調度。圖2是根據本發明的一個具體實施方式
的支持多業務應用的ONU結構示意圖例，它包括分類裝置201、及調度裝置202A、202B、202C等在內的功能，其中分類裝置20可基于業務端口類型、或以太網幀中的相關參數對上行業務進行業務流分類，可選擇的參數可包括用戶優先級(IEEE802. 1D)、以太網幀類型(例如PPPoE、PWE3、MAC Control等)、IP T0S/DSCP (差分服務代碼點)優先級等等以區分出VoIP語音業務、數據上網業務、實時視頻業務等不同業務類型。根據本發明所提供的一種實施方式，分類裝置201可基于業務端口類型對業務類型進行簡單區分、以及進一步進行用戶組標識，例如它將來自UNIl到UNI32所有POTS接口類型的數據流分類為VoIP語音業務，將來自UNI 33到UNI 64所有以太網接口類型的數據流分類為數據上網業務，將來自UNI 65到UNI 96所有以太網接口類型的數據流分類為實時視頻業務。分類裝置201可進一步對前述業務流的用戶組屬性進行標識，用戶組可定義為同一業務流類型且業務需求相同的業務端口集合，以CVLAN(用戶虛擬局域網)來進行標識。例如它按照POTS接口的某個特定業務特性，將其中的部分POTS接口(例如，UNIl到 UNI12)標識為 CVLANlI、部分 POTS 接口(例如，UNI13 到 UNI32)標識為 CVLAN12。
根據本發明所提供的一種實施方式，分類裝置201可根據以太網以太網接口的數據幀中相關參數進行業務流區分、以及進一步進行用戶組標識。以前述以太網接口為例，不同的用戶選擇的業務帶寬可能不同，可以是IOM數據上網、20M數據上網；甚至在業務類型也存在差異，同樣是20M數據，用戶可選擇20M數據、IOM數據上網+IOMI PTV視頻應用...等等。對于這些來自以太網接口的業務流，運營商部署時，一般會在經過家庭網關或機頂盒之類的設備轉換時，對不同業務打上不同的優先級標識(IEEE 802. ID UserPriority,或IP TOS和DSCP優先級標識)，ONU可以根據優先級標識對這些業務類型進行本地區分，分類裝置201可進一步對前述業務流的用戶組屬性進行標識以利于ONU和OLT合理地進行帶寬分配和調度。這里，我們定義同一業務流類型且業務屬性需求相同的端口集合為一個用戶組，采用CVLAN來標識。例如它可將來自以太網接口 UNI33到UNI64的VoIP語音業務標識為CVLAN13 (約定的業務帶寬為2M)，將以太網接口 UNI33到UNI64的視頻業務按照帶寬需求分別標識為CVLAN31(約定的業務帶寬為10M);將以太網接口 UNI33到UNI64的數據上網業務按照帶寬需求分別標識為CVLAN21 (約定的業務帶寬為10M)、CVLAN22(約定的業務帶寬為20M)。將以太網接口 UNI65到UNI96的視頻業務按照帶寬需求標識為CVLAN32(約定的業務帶寬為20M)CVLAN33。調度裝置202A、202B、202C將所述不同業務流類型的數據幀分配不同的邏輯鏈路通道LLID1、LLID2、LLID3以及進行本地業務流調度，不同業務需求的數據幀將首先安排到不同的隊列，調度器可通過SP+WRR (優先級調度算法)實現上行業務調度以保證業務需求。根據本發明所提供的一種實施方式，調度裝置202A、202B、202C將根據業務類型為其分配不同的邏輯鏈路通道，例如調度裝置202A將來自所有業務接口的POTS語音業務指定到邏輯鏈路通道LLIDl，調度裝置202B將數據上網業務指定到邏輯鏈路通道LLID2，調度裝置202C將實時視頻業務指定到邏輯鏈路通道LLID3。根據本發明所提供的一種實施方式，調度裝置202A、202B、202C將進一步根據用戶組進行業務流調度以滿足其特定業務屬性需求。以數據上網業務所對應的邏輯鏈路通道LLID2下的隊列#2A、2B為例，隊列#2A對應于10M用戶帶寬的用戶組CVLAN21，隊列#2B對應于20M用戶帶寬的用戶組CVLAN22，隊列#2B中所對應的用戶帶寬2倍于隊列#2A中的用戶帶寬，由此而來，調度裝置202B采用SP+WRR實現上行業務調度，其調度器對隊列#2B的訪問次數也將2倍于隊列#2A。同理，對于語音業務所對應的邏輯鏈路通道LLIDl下的隊列#1A、1B，對于實時視頻業務所對應的邏輯鏈路通道LLID3下的隊列#3A、3B，調度裝置202A及202C將根據用戶組特性進行相應的業務流調度以滿足其用戶帶寬、或業務應用需求。圖3是根據本發明的一個具體實施方式
的支持多業務應用的OLT結構示意圖例。它包括配置裝置301、及調度裝置302A、302B、302C等在內的功能，其中配置裝置301可首先通過對OAM功能擴展方式實現對ONU的業務分類和用戶標識、業務調度等管理，這里，它可以配置該ONU如何進行業務流類型區分并進一步標識用戶組，不同業務流所對應的邏輯鏈路通道配置如此，運營商可以“用戶組+業務類型”和終端用戶簽署帶寬協議。根據本發明所提供的一種實施例，這里，配置裝置301可根據所承載的業務類型為不同的邏輯鏈路通道選擇不同的帶寬分配方法，對ONU承載POTS類語音業務的邏輯鏈路通道LLID1，它采用固定帶寬分配方法，由OLT周期性給ONU發送固定數量的授權，它以較 小的輪詢周期和較高的授權(Grant)頻率進行帶寬分配；對ONU承載數據業務的邏輯鏈路通道LLID2，它可采用盡力而為帶寬分配方法，當EPON接口上的帶寬沒有被其他高優先級的業務占用時，ONU可以使用的這部分帶寬；0LT對ONU承載實時視頻業務的邏輯鏈路通道LLID3，它可采用保證帶寬分配方法，由OLT根據ONU的報告信息進行授權，當ONU的實際業務流量未達到保證帶寬時，OLT的動態帶寬分配(DBA)機制應能夠將其剩余帶寬分配給其他業務。相應地，調度裝置302A、302B、302C對于下行業務調度，將根據所選擇的帶寬分配方法對不同邏輯鏈路通道的業務流的進行調度，調度裝置將不同業務類型的數據報文映射到不同邏輯鏈路通道及其所對應的輸出隊列，保障關鍵業務數據優先處理，滿足不同業務對基礎網絡的需求。對于邏輯鏈路通道LLIDl所對應的該類語音業務，調度裝置302A根據所選擇的固定帶寬分配方法，即使在ONU沒有上行固定帶寬業務流的情況下，OLT仍然為該ONU發送對應于該固定帶寬的授權，以保證該類業務較小的傳輸時延；對于邏輯鏈路通道LLID2所對應的數據上網業務，調度裝置302B根據所選擇的盡力而為帶寬分配方法，由OLT根據EPON系統中全部在線ONU的REPORT信息以及EPON接口上的帶寬占用情況為ONU分配授權，系統不保證該ONU或者ONU的特定業務獲得帶寬的數量；對于邏輯鏈路通道LLID3所對應的實時視頻業務，調度裝置303A.......根據本發明所提供的一種實施方式，調度裝置302A、302B、302C可進一步根據用戶組對各邏輯鏈路所對應的下行業務進行調度，以滿足不同用戶的特定業務需求，例如來自32個POTS接口以及一定以太網接口的的VoIP業務被映射到邏輯鏈路通道LLID1，如此，OLT分配一個總的靜態帶寬給該邏輯鏈路通道以滿足其固定帶寬需求，之后，再針對不同用戶組的VoIP服務分配不同的帶寬，或按照指定的業務特性進行合理調度。指定的32個以太網接口的數據上網業務被映射到邏輯鏈路通道LLID2，如此，OLT分配一個總的帶寬給該邏輯鏈路通道以滿足其總帶寬需求，之后，再針對不同用戶組的數據上網業務服務分配不同的帶寬，或按照指定的業務特性進行合理調度。指定的32個以太網接口的實時視頻業務被映射到邏輯鏈路通道LLID3，如此，OLT分配一個總的靜態帶寬給該邏輯鏈路通道以滿足其固定帶寬需求之后，再針對不同用戶組的視頻服務分配不同的帶寬，或按照指定的業務特性進行合理調度。
盡管上述說明為本發明提供了一些實施例，并非用來限定本發明的保護范圍，本技術領域的專業人員可以在不脫離本發明的范圍和精神的前提下，對實施例進行各種修改，這種修改均屬于本發明的范圍內。
權利要求
1.一種以太網無源光網絡系統的業務帶寬分配方法，所述系統包括光網絡終端及其所連接的若干光網絡單元，其特征在于包括 步驟A.光網絡單元區分業務流類型，并根據業務流類型分配不同的邏輯鏈路通道； 步驟B.光網絡終端基于業務流類型為所述邏輯鏈路通道的為其選擇不同的帶寬分配方法及相應業務調度； 步驟C.光網絡單元根據所述帶寬分配方法進行相應業務調度。
2.如權利要求I所述的方法，其特征在于所述步驟A中，光網絡單元進一步對業務流的用戶組屬性進行標識，所述用戶組為同一業務流類型且業務需求相同的業務端口集合，步驟C中，光網絡單元進一步根據所述用戶組屬性對相應業務進行調度。
3.如權利要求2所述的方法，其特征在于所述光網絡單元采用用戶虛擬局域網CVLAN對所述用戶組屬性進行標識。
4.如權利要求2至3任一權項所述的方法，其特征在于所述步驟B中，光網絡終端進一步根據所述用戶組屬性對相應業務進行調度。
5.一種光網絡單元中支持多業務帶寬分配方法，其特征在于包括 步驟Al.區分業務流類型； 步驟BI.根據業務流類型為其分配不同的邏輯鏈路通道以及相應業務調度。
6.如權利要求5所述的方法，其特征在于所述步驟Al中，光網絡單元進一步對業務流的用戶組屬性進行標識，所述用戶組為同一業務流類型且業務需求相同的業務端口集合。
7.如權利要求6所述的方法，其特征在于所述業務需求可以是用戶帶寬需求、或業務應用需求。
8.如權利要求6所述的方法，其特征在于所述步驟BI中，光網絡單元根據業務流類型及其用戶組標識，將其映射到不同的物理隊列，實現上行業務調度。
9.如權利要求6至8任一權項所述的方法，其特征在于所述光網絡單元采用用戶虛擬局域網CVLAN對所述所述業務流的用戶組進行標識。
10.一種支持多業務帶寬分配的光網絡單元，其特征在于包括 分類裝置用于區分業務流類型； 調度裝置用于將所述不同業務流類型的數據幀分配不同的邏輯鏈路通道以及相應業務調度。
11.如權利要求10所述的光網絡單元，其特征在于所述分類裝置進一步對業務流的用戶組屬性進行標識，所述用戶組為同一業務流類型且業務需求相同的業務端口集合。
12.如權利要求11所述的光網絡單元，其特征在于所述分類裝置根據業務端口類型進行業務流區分和用戶組標識。
13.如權利要求11所述的光網絡單元，其特征在于所述分類裝置根據以太網數據幀中的相關參數進行業務流區分和用戶組標識。
14.如權利要求11所述的光網絡單元，其特征在于所述調度裝置根據業務流類型及其用戶組標識，將其映射到不同的物理隊列，實現上行業務調度。
15.如權利要求10至14所述的光網絡單元，其特征在于所述分類裝置采用用戶虛擬局域網CVLAN對所述用戶組進行標識。
16.—種光網絡終端中的多業務帶寬分配方法，其特征在于包括步驟A2.根據業務類型為不同的邏輯鏈路通道選擇不同的帶寬分配方法； 步驟B2.根據所選擇的帶寬分配方法對不同邏輯鏈路通道的業務流的進行調度。
17.如權利要求16所述的方法，其特征在于所述方法進一步包括 步驟A2a.光網絡終端對光網絡單元的邏輯鏈路通道、所對應的業務流類型映射關系進行配置；
18.如權利要求17所述的方法，其特征在于所述方法進一步包括 步驟A2b.光網絡終端對光網絡單元的業務流類型及其用戶組屬性映射關系進行配置。
19.如權利要求17至18任一權項所述的方法，其特征在于所述步驟B2中，光網絡終端進一步根據業務流類型及其用戶組標識，將其映射到不同的物理隊列，實現下行業務調度。
20.一種支持多業務帶寬分配的光網絡終端，其特征在于包括 配置裝置用于根據業務類型為邏輯鏈路通道選擇相應的帶寬分配方法； 調度裝置用于根據所選擇的帶寬分配方法對不同邏輯鏈路通道的業務流的進行調度。
21.如權利要求20所述的光網絡終端，其特征在于所述配置裝置進一步對光網絡單元的邏輯鏈路通道、所對應的業務流類型映射關系進行配置。
22.如權利要求20所述的光網絡終端，其特征在于所述配置裝置進一步對光網絡單元的業務流類型及其用戶組屬性映射關系進行配置。
23.如權利要求20至22任一權項所述的光網絡終端，其特征在于所述調度裝置根據業務流類型及其用戶組標識，將其映射到不同的物理隊列，實現下行業務調度。
全文摘要
本發明提供了一種以太網無源光網絡中的多業務帶寬分配方法及其裝置，系統包括OLT(光網絡終端)及其所連接的若干ONU(光網絡單元)，其中，ONU對業務流類型進行本地區分，并根據業務流類型分配不同的邏輯鏈路通道，OLT基于業務流類型為不同的邏輯鏈路通道選擇不同的帶寬分配方法及進行相應業務調度；ONU根據所述帶寬分配方法進行相應本地業務調度。ONU可進一步對業務流的用戶組屬性進行標識，OLT和ONU可根據該用戶組特性對業務進行合理調度以滿足其用戶帶寬、或業務應用需求，對多住戶單元/多租戶單元類型ONU而言，本發明在可有效解決其在多用戶、多業務應用上局限性。
文檔編號H04Q11/00GK102821029SQ20111015307
公開日2012年12月12日 申請日期2011年6月8日 優先權日2011年6月8日
發明者周睿, 王磊, 馬浩源, 韓永華 申請人:上海貝爾股份有限公司