专利名称：一种gpon系统中下行广播、洪泛业务的处理方法
技术领域：
本发明涉及吉比特无源光网络(Gigabit-capable passive optical networks,以下简称GPON)系统，特别涉及一种GPON系统中下行广播、 洪泛业务的处理方法。
背景技术：
GPON的结构由光线路终端(Optical Line Terminal,以下简称OLT)、 光网络终端(Optical Network Terminal,以下简称ONT)或光网络单元(Optical Network Unit,以下简称ONU)及环形(或树形)拓扑结构的无 源光网络(Passive Optical Network,简称PON)组成。OLT—般位于中 心机房，向上提供广域网接口，向下对PON可提供例如1.244Gb/s或 2.488Gb/s的光接口。 ONT或ONU在用户侧，为用户提供例如 10/100BaseT， T1/E1， DS-3等应用接口，其对PON的光接口速率有多种 选择。从OLT到ONT或ONU的方向为下行方向，采用广播发送的数据 流传输方式；从OLN到OLT的方向为上行方向，采用基于统计复用的时 分多址接入技术。PON—般采用树形拓扑结构，在需要提供业务保护和通 道保护的情况下，可加上保护环，对某些ONT或ONU提供保护功能在GPON中通常采用的是GPON封装方法(GPON Encapsulation Method,以下简称GEM)或异步传送模式(Asynchronous Transfer Mode, 以下简称ATM)封装， 一个包从OLT侧进入，然后从ONT或ONU上出 去，至少需要经过如下的处理，在OLT上首先需要将该包封装进一个GEM 帧或ATM帧中，然后经过一定的处理在GPON的传输汇聚(Transmission Convergence, TC)层上传送该GEM帧或ATM帧，在ONT或ONU侦!j， 从GPON的TC层上解析出该GEM帧或ATM帧，然后检查比较其GEM端口标识(PORT ID)或虚通路虚通道标识(Virtual Path Identifier, Virtual Channel Identifier,简称VPI/VCI)，如果该GEM PORT ID或该VPI/VCI 不属于ONT或ONU,则直接丢弃该包。这样一来对于广播、洪泛业务中 的包，由于在OLT侧不知道究竟应该往哪个ONT或ONU发送，在OLT 需要将包发送到所有的ONT或ONU，通常想到的办法就是在ONT或ONU 和OLT间建立多个数据通道进行单播传输，对每个ONT或ONU采用一 个独立的单播，独立GEM PORT ID或VPI/VCI的来传送，但是这种方法 存在如下的缺陷，即在OLT侧需要将同样的一份包复制成N份，然后再 在GPON上广播，增加了在OLT侧的实现难度，并且同样的内容重复在 GPON段传送N次，浪费带宽，没有很好地利用GPON天然支持广播的 特性。另外，从安全性方面进行考虑，由于GPON本身的特点，所有包均 是通过广播方式到所有的ONT或ONU,这样只要连接到该PON 口下的 所有ONT或ONU均可以收到该包，不排除存在一些恶意的ONT或ONU， 将故意提取不是自身的包，进行恶意的伪造，对PON系统的业务安全造 成隐患。发明内容本发明的目的提供一种新的GPON系统中的业务处理方法，可以通过 广播、洪泛简单实用安全地传送广播和洪泛包，避免下行带宽的浪费。本发明提供了一种GPON系统中下行广播、洪泛业务的处理方法，包 括以下步骤步骤1，在GPON系统的OLT设置一专用于发送广播、洪泛业务的 GEM PORT ID或VPI/VCI;步骤2，在上述OLT对应的每个ONT或ONU设置一专用于接收广 播、洪泛业务的GEM PORT ID或VPI/VCI，其与上述OLT设置的GEM PORT ID或VPI/VCI相同；步骤3，当OLT接收到广播和洪泛包时，将该广播和洪泛包封装到带 上述GEM PORT ID或VPI/VCI的GEM帧或ATM帧，通过GPON的传 输层以广播的形式发送上述GEM帧或ATM帧到每个ONT或ONU， ONTPORT ID或VPI/VCI解析该GEM帧或ATM帧。上述下行广播、洪泛业务的处理方法还包括加密步骤，首先在上述 OLT生成密钥，将密钥发送给其信赖的ONT或ONU，进行广播、洪泛业 务处理时，OLT根据密钥对上述GEM帧或ATM帧加密，收到上述密钥 的ONT或ONU利用该密钥解密收到的GEM帧或ATM帧。在所述步骤2的ONT或ONU解析上述广播和洪泛包后，ONT或ONU 将其转发到相关的用户网接口 (User Network Interface,简称UNI)或互 联网协议主机(Internet Protocol Host,以下简称IPHOST)端口。OLT向ONT或ONU发送密钥时，通过各个ONT或ONU单独加密 的通道传送。OLT每隔一段时间便更换上述密钥，即首先与其信赖的已有密钥的 ONT或ONU进行密钥交换，上述ONT或ONU全部成功进行密钥更新后， OLT指定新的密钥的启用时刻，OLT与ONT或ONU在该启用时刻启用 新的密钥。在新的ONT或ONU接入GPON系统，并受OLT的信赖时，OLT将 当前的密钥发送给上述新接入的ONT或ONU。本发明提出了一种GPON系统中下行广播、洪泛业务的处理方法。现 有技术中GPON的OLT具有多个端口，每一端口连接一 ONU或ONT， 每一端口具有不相同的GEM PORT ID或VPI/VCI。因此，在发送广播或 洪泛业务时，在封装时要为每一 ONU或ONU封装一具有其对应GEM PORT ID或VPI/VCI的GEM帧或ATM帧，再以单播的形式分别发送。 这样就需要多次拷贝、多次发送，浪费系统资源。本发明提出的方法是在 OLT侧建立一专用于广播、洪泛业务的GEM PORT ID或VPI/VCI，同时 在ONU或ONT侧建立一相同的GEM PORT ID或VPI/VCI，利用GPON 支持广播的特性，将同一份内容的广播和洪泛包发送给多个ONT或ONU， 一次性让所有ONT或ONU都能正确收到广播和洪泛包，不需要进行多次 拷贝和多次发送，既提高OLT的处理能力，又可以提高下行带宽利用率， 可以采用加密的方式，提高数据的安全性，避免恶意的ONT或ONU进行 恶意的伪造；对于比较安全的环境，也可以不采用加密的方式，提高效率。6
图1是本发明一较佳实施例的GPON系统中下行广播、洪泛业务的处 理方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步地介绍，但不作为对本 发明的限定。如图1所示，本发明的一较佳实施例的GPON系统中下行广播、洪泛 业务的处理方法可以包括以下步骤步骤1 ，在OLT创建一个专用于发送的GEM PORT ID或VPI/VCI， 用于进行广播、洪泛业务，该GEMPORTID或该VPI/VCI只处理下行方 向的业务，不处理上行方向的业务。步骤2，在OLT对应的每个ONT或ONU创建一个专用于接收广播、 洪泛业务的GEM PORT ID或VPI/VCI ，该GEM PORT ID或VPI/VCI与 OLT创建的GEM PORT ID或VPI/VCI相同，用以处理OLT的广播、洪 泛业务，使用GEM端口网络连接终端点(GEM Port Network Connection Terminal Point)或虚通路网络连接终端点(VC Network Connection Terminal Point)宽带无源光网络(B-PON),将其中的方向设为下行单向，即从接 入网接口 (Access Network Interface,简称ANI)到UNI的方向，其也仅 处理下行单向的业务，创建相关的GEM互通终接点或互通虚通路终接点 和一些其他相关属性，从而建立单向连接以便转发该广播和洪泛包。步骤3，在OLT上产生密钥，而后指定可信赖的ONT或ONU，将密 钥发送到这些可信赖的ONT或ONU，其可以通过单独加密的通道，例如 GEM PORT ID或VPI/VCI标识的通道传送，可信赖的ONT或ONU才能 够收到上述密钥，从而正确的解析GEM帧或ATM帧，获得广播和洪泛 包。步骤4， OLT接收到广播和洪泛包时，将该包封装到带上述GEM PORT ID或VPI/VCI的GEM帧或ATM帧中，如果有密钥，便利用密钥对其加7密，通过GPON的TC层以广播、洪泛的处理方式发送到每个ONT或ONU。步骤5, ONT或ONU接收到该GEM帧或ATM帧后，如果该GEM 帧或ATM帧所携带的GEM PORT ID或VPI/VCI与ONT或ONU的GEM PORT ID或VPI/VCI相同，并且如果该GEM帧或ATM帧被加密，ONT 或ONU具有可以解密的密钥，则根据该GEM PORT ID或VPI/VCI和密 钥解析出该广播和洪泛包，并将其转发，可以根据ONT或ONU的实际情 况设置转发路径和目标，其可以转发到相关的UM， IPHOST等端口， 也可以设置将其再从UNI、 IPHOST等端口上转发出去。在该实施方式中，在OLT创建GEM PORT ID或VPI/VCI和在ONT 或ONU创建GEM PORT ID或VPI/VCI的时间没有先后顺序的要求，可 以是OLT先创建，也可以是ONT或ONU先创建，只要GEM PORT ID 或VPI/VCI —致即可。步骤3的加密步骤为了提高业务的加密步骤而设置，在GPON系统较 为安全时，该步骤也可以省略，此时，步骤4和步骤5中的加密、解密步 骤也省略。为了密钥的安全，OLT每隔一段时间便更换上述密钥，即首先 与其信赖的已有密钥的ONT或ONU进行密钥交换，上述ONT或ONU 全部成功进行密钥更新后，OLT指定新的密钥的启用时刻，在新的密钥启 动时刻，例如指定的某帧开始启用新的密钥。上述密钥的更换频率，更换 的密钥和更换密钥的时刻可以由OLT主动发起。如果新的ONT或ONU 接入GPON系统并且没有取得密钥，在受到OLT的信赖时，OLT将当前 的密钥发送给上述新接入的ONT或ONU。当然，加密的方式并不限于上 述提到的方式，其可以是任何一种合适的加密方式。以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范 围；如果不脱离本发明的精神和范围，对本发明进行修改或者等同替换的， 均应涵盖在本发明的权利要求的保护范围当中。
权利要求
1.一种GPON系统中下行广播、洪泛业务的处理方法，其特征在于包括以下步骤步骤1，在GPON即吉比特无源光网络系统的光线路终端设置一专用于发送广播、洪泛业务的GEM即GPON封装方法端口标识或虚通路虚通道标识；步骤2，在上述光线路终端对应的每个光网络终端或光网络单元设置一专用于接收广播、洪泛业务的GEM端口标识或虚通路虚通道标识，其与上述光线路终端设置的上述GEM端口标识或虚通路虚通道标识相同；步骤3，当光线路终端接收到广播和洪泛包时，将该广播和洪泛包封装到带上述GEM端口标识或虚通路虚通道标识的GEM帧或异步传输模式即ATM帧，通过GPON的传输层以广播的形式发送上述GEM帧或ATM帧到每个光网络终端或光网络单元，光网络终端或光网络单元根据自身的GEM端口标识或虚通路虚通道标识解析该GEM帧或ATM帧。
2. 根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于还包括加密步骤，首 先在上述光线路终端或光网络单元生成密钥，将密钥发送给其信赖的光网 络终端或光网络单元，进行广播、洪泛业务处理时，光线路终端根据密钥 对上述GEM帧或ATM帧加密，收到上述密钥的光网络终端或光网络单 元利用该密钥解密收到的GEM帧或ATM帧。
3. 根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于在所述步骤2的光网 络终端或光网络单元解析上述广播和洪泛包后，将其转发到相关的用户网 络接口或互联网协议主机端口 。
4. 根据权利要求2所述的处理方法，其特征在于光线路终端向光网络 终端或光网络单元发送密钥时，通过对各个光网络终端或光网络单元单独 加密的通道传送。
5. 根据权利要求4所述的处理方法,其特征在于光线路终端每隔一段 时间便更换上述密钥，即首先与其信赖的已有密钥的光网络终端或光网络单元进行密钥交换，上述光网络终端或光网络单元全部成功进行密钥更新 后，光线路终端指定新的密钥的启用时刻，光线路终端与光网络终端或光 网络单元在该启用时刻启用新的密钥。
6.根据权利要求4所述的处理方法,其特征在于在新的光网络终端或 光网络单元接入GPON系统，并受光线路终端的信赖时，光线路终端将当 前的密钥发送给上述新接入的光网络终端或光网络单元。
全文摘要
本发明提供了一种GPON系统中下行广播、洪泛业务的处理方法，包括在GPON系统的OLT设置一专用于发送广播、洪泛业务的GEM PORTID或VPI/VCI；在OLT对应的每个ONT或ONU设置一专用于接收广播、洪泛业务的GEM PORT ID或VPI/VCI，其与OLT设置的GEM PORT ID或VPI/VCI相同；当OLT接收到广播和洪泛包时，将该广播和洪泛包封装到带上述GEM PORT ID或VPI/VCI的GEM帧或ATM帧，通过GPON的传输层以广播的形式发送上述GEM帧或ATM帧到每个ONT或ONU，ONT或ONU根据自身的GEM PORT ID或VPI/VCI解析GEM帧或ATM帧。本发明利用GPON支持广播的特性，既提高OLT的处理能力，又可以提高下行带宽利用率，采用加密的方式，提高数据的安全性。
文档编号H04L9/08GK101325460SQ20071011097
公开日2008年12月17日 申请日期2007年6月12日 优先权日2007年6月12日
发明者卢金树 申请人:中兴通讯股份有限公司