PON聚合拉远系统上行突发处理方法及远端、局端设备与流程

本发明涉及通信
技术领域：
，更具体地，涉及一种pon聚合拉远系统上行突发处理方法及远端、局端设备
背景技术：
：pon(passiveopticalnetwork，无源光网络)一直被认为是光接入网中颇具应用前景的技术，它打破了传统的点到点解决方法，在解决宽带接入问题上是一种经济的、面向未来多业务的用户接入技术。gpon(gigabit-capablepon)是基于itu-t提出的一种灵活的吉比特光纤接入网，它以atm信元和gem帧承载多业务，支持商业和居民业务的宽带全业务接入，是一种与已有pon系统相比有本质区别的新的pon技术。gpon支持更高的速率和对称/非对称工作方式，同时还有很强的支持多业务和oam的能力。它能够支持当前已知的所有业务和讨论中的适用于商业和住宅用户的新业务。标准中已明确规定要求支持的业务类型包括：数据业务(ethernet业务，包括ip业务和mpeg视频流)、pstn业务(pots、isdn业务)、专用线(t1、e1、ds3、e3和atm业务)和视频业务(数字视频)。gpon中的多业务映射到atm信元或gem帧中进行传送。现有技术中pon系统结构主要由中心局的olt(opticallineterminal，光线路终端)、包含无源光器件的odn(opticaldistributionnetwork，光分配网)、用户端的onu/ont(opticalnetworkunit/opticalnetworkterminal，光网络单元/光网络终端)组成，其区别为ont直接位于用户端，而onu与用户之间还有其它网络，如以太网以及网元管理系统(ems)组成，通常采用点到多点的树型拓扑结构。从图1中pon组网示意图可以看出，用户侧的onu与olt之间需要消耗极大的光纤资源。为了解决这一问题需要将olt下沉，靠近用户侧部署，但这会导致一系列的问题：巨大的运维成本及维护压力；多个olt接入机房带来非常大的回程压力；pon接入距离受限，onu模块工作在连续发光模式下，可能导致olt设备功能异常。因此提出了一种pon聚合拉远的概念，通常采用图2的基于otn的复用技术来解决这个问题。图2中远端设备将多路pon信号复用到一路otu2(opticaltransformunit，光转换单元)传输，一路otu2最大承载8路epon或4路gpon信号，最多可以节省7/8的光纤资源。局端设备从otu2中解复用多路pon信号接olt设备，这样olt设备可以集中部署，极大地降低了维护成本。而现有技术中onu上行数据为突发信号，通过远端设备复用到otu2后已经变成连续信号，局端设备解复用出来的各路pon信号也为连续信号。与局端设备相连的olt设备会收到连续的光信号，通常olt设备直接连到onu设备后收到的是突发光信号，对某些设备可能会导致异常动作，而且在olt和onu直接串入聚合设备后上行数据由突发信号变为连续信号，已经不是严格意义上的透明传输。技术实现要素：本发明提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的pon聚合拉远系统上行突发处理方法及远端、局端设备，解决了现有pon聚合拉远系统对原始上行数据传输不透明的问题。根据本发明的一个方面，提供一种pon聚合拉远系统上行突发信号传输方法，包括：远端设备检测到onu上行突发信号，输出一个上行光信号有效指示bpd信号指示上行突发信号的有效周期，并根据bpd信号的上升沿或下降沿，产生控制onu光模块激光器的开关的控制报文，并将控制报文插入上行数据流中。作为优选的，所述控制报文至少包括操作码op；所述操作码op用于表示bpd信号的上升沿、下降沿。作为优选的，所述控制报文产生方法包括：根据检测到的bpd信号的上升沿或下降沿，生成控制报文，所述控制报文保留epon帧头格式字段，并将其中第5字节的前导码替换成操作码op；若检测到bpd信号的上升沿，则生成操作码op表示上行突发的起始位置，并计算控制报文的fcs字段；若检测到bpd型号的下降沿，则生成操作码op表示上行突发的结束位置，并计算控制报文的fcs字段。作为优选的，生成控制报文后，控制报文复接经serdes解析后的上行突发数据并通过otnframer统一映射到otu2传输。一种pon聚合拉远系统上行突发信号处理方法，包括：局端设备从otu2中解析出单路pon上行数据，并判断是否有远端设备插入的控制报文，根据控制报文产生onu光模块激光器的控制开关信号，同时将正常上行数据缓存后与控制开关信号同步。作为优选的，若检测到控制报文的操作码op表示bpd信号上升沿，则为上行突发的起始位置，生成激光器开启信号，计算控制报文的fcs字段判断控制报文是否有效；若检测到控制报文的操作码op表示bpd信号下降沿，则为上行突发的结束位置，生成激光器关闭信号。一种远端设备，所述远端设备用于检测onu上行突发信号，并输出一个上行光信号有效指示bpd信号指示上行突发信号的有效周期，根据bpd信号的上升沿或下降沿，产生控制onu光模块激光器的开关的控制报文，并将控制报文插入上行数据流中。作为优选的，所述控制报文至少包括操作码op；所述操作码op用于表示bpd信号的上升沿、下降沿。一种局端设备，所述局端设备用于从otu2中解析出单路pon上行数据，并判断是否有远端设备插入的控制报文，根据控制报文产生onu光模块激光器的控制开关信号。作为优选的，所述局端设备包括上行数据缓存区和光模块控制单元，所述上行数据缓存区用于缓存正常上行数据，所述光模块控制单元用于通过识别控制报文类型，将onu光模块的发光使能信号置高或置低。本申请提出一种pon聚合拉远系统上行突发处理方法及远端、局端设备，通过远端设备接收到的突发数据有效信号，在正常上行数据流中插入对应的开关控制报文，局端设备解析出控制报文后，产onu光模块的开关信号，即将远端设备的突发有效信号，通过报文的形式传输至局端，局端设备恢复出突发有效信号控制onu光模块，达到上行信号透明传输的目的。本发明对原始上行数据实现完全透明传输，避免的onu模块长时间发光可能导致的问题，对用户来说完全感知不到聚合拉远设备的存在，硬件实现方式简单，适用于现场可编程门阵列(fpga)或专用集成电路(asic)实现，资源占用较少。附图说明图1为现有技术中pon组网示意图；图2为现有技术中基于otn复用技术的pon聚合设备示意图；图3为根据本发明实施例的控制报文生成状态转换图；图4为根据本发明实施例3的pon聚合拉远系统光模块控制方法框图；图5为根据本发明实施例4的远端设备实现框图；图6位根据本发明实施例5的局端设备实现框图。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。在传统的pon系统中，每个olt端口需要通过一根光纤连接到odn，如图1中pon组网示意图可以看出，用户侧的onu与olt之间需要消耗极大的光纤资源。为了解决这一问题需要将olt下沉，靠近用户侧部署，但这会导致一系列的问题：巨大的运维成本及维护压力；多个olt接入机房带来非常大的回程压力；pon接入距离受限，onu模块工作在连续发光模式下，可能导致olt设备功能异常。olt(opticallineterminal，光线路终端)用于连接光纤干线的终端设备，其可向onu(光网络单元)以广播方式发送以太网数据，为onu分配带宽等。onu(opticalnetworkunit，光网络单元)，onu分为有源光网络单元和无源光网络单元，用于对用户的以太网数据进行缓存，并在olt分配的发送窗口中向上行方向发送；无源onu(光网络单元)是gepon(千兆无源光网络)系统的用户侧设备，通过epon(无源光纤网络)用于终结从olt(光线路终端)传送来的业务。odn是基于pon设备的ftth光缆网络。其作用是为olt和onu之间提供光传输通道。从功能上分，odn从局端到用户端可分为馈线光缆子系统，配线光缆子系统，入户线光缆子系统和光纤终端子系统四个部分。otu(opticaltransformunit)光转换单元)，它在波分系统中是设备中的一块板件，负责光信号的接入处理。otu首先把符合g.957规范的复用光通路信号进行光/电(o/e)转换，然后把转换后的电信号进行整形、定时提取和数据再生(也可不进行数据再生)，最后再进行电/光(e/o)转换，输出波长、色散和发光功率等皆符合g.692规范要求的dwdm复用光通路信号。如果o/e转换后，只进行整形、定时处理(即2r功能，reshaping,retiming)，该otu只实现波长转换的功能，传输距离较短。如果o/e转换后，进行了整形、定时、再生处理(即3r功能，reshaping,retiming,regeneration)，该otu实际上兼有再生中继器(reg)的功能。根据在波分(wdm)系统中位置不同而分为：发送端otu，作为再生中继器的otu，接收端的otu。再生中继器的otu除执行光/电/光转换，实现整形、定时、再生处理(即3r功能，reshaping,retiming,regeneration)功能外，还需要对某些再生段开销字节进行监视的功能，如再生段误码b1字节的监测等。为了节省光缆资源，实现建网速度快、综合建网成本低，现有技术中提出了一种pon聚合拉远的概念，通常采用图2的基于otn的复用技术来解决这个问题，其通过pon信号聚合和信号中继再生实现，可将8路1.25gbit/sepon(以太网无源光网络)信号或8路2.5gbit/sepon(吉比特无源光网络)信号进行o/e(光/电)转换等处理，形成电层信号，再通过映射和复用，聚合成1路或2路otu2(光传输单元)信号。多路otu2信号经o/e(电/光)转换，并通过wdm(波分复用)复用到1根光纤中进行传输，实现信号的二次聚合。在靠近olt侧，通过上行pon信号中继再生，可实现在ponoverotn(光传输网)拉远的基础上将pon的传输距离进一步拉远。由于onu(光网络单元)上行方向为突发模式，在接入主干光交节点时，pon信号需通过信号处理单元将突发模式信号变成连续模式信号；局端设备解复用出来的各路pon信号也为连续信号。与局端设备相连的olt设备会收到连续的光信号，通常olt设备直接连到onu设备后收到的是突发光信号，对某些设备可能会导致异常动作，而且在olt和onu直接串入聚合设备后上行数据由突发信号变为连续信号，已经不是严格意义上的透明传输。实施例1本发明实现了一种pon聚合拉远系统上行突发信号传输方法，模拟onu上行的突发信号，防止olt设备误动作，并且保证了pon系统中接入聚合设备后完全透明传输，该方法使适合用现场可编程门阵列(fpga)或专用集成电路(asic)实现。本发明的上行突发信号传输方法包括：远端设备检测到onu上行突发信号，输出一个上行光信号有效指示bpd信号指示上行突发信号的有效周期，并根据bpd信号的上升沿或下降沿，产生控制onu光模块激光器的开关的控制报文，并将控制报文插入上行数据流中。在本实施例中，所述开关控制量以控制报文的方式插入到上行数据流中，具体为：远端设备检测bpd信号的上升沿或者下降沿，产生控制报文，并插入上行突发信号的数据间隔内。在本实施例中，具体的，如图2所示，远端设备olt光模块在上行方向为突发信号，产生bpd信号给fpga，fpga内的serdes解析出上行突发数据；同时模块输出一个上行光信号有效指示bpd信号指示突发信号的有效周期。远端设备fpga检测bpd信号的上升沿或下跳沿，产生控制报文，控制报文格式如下：spd0x55sld0x55opllidllidcrc8填充0fcs控制报文格式保留了epon帧头格式相关字段，将其中的第五节的前导码0x55替换成操作码op，所述控制报文帧头字段依次包括spd、0x55、sld、0x55、op、llid、llid、crc8、净荷区和fcs，操作码取值0xaa时，表示bpd信号上升沿，即一个上行突发的起始；取值0xff表示bpd信号下降沿，即一个上行突发的结束，报文长度为64字节，净荷区默认填充0。生成的控制报文与正常上行数据报文复接后经过上行数据处理后映射到otu2后通过光路传输至局端设备，控制报文生成状态转换图5所示。在本实施例中，远端设备的olt光模块接收到上行光信号时，产生bpd信号给fpga，fpga内的serdes解析出上行突发数据，远端设备fpga检测bpd信号的上升沿或下降沿，产生控制报文，报文长度默认为64字节，净荷区部分填充0，fpga同时计算该报文的fcs字段。fcs(framechecksequence，帧校验序列)是802.3帧和ethernet帧的最后一个字段(4字节)，帧校验序列(fcs)是指特别的检测码字符被添加到在一个通信协议中的帧中进行检错和纠错。发送主机在整个帧中有一个检测码随着发送。接收主机在整个帧中的检测码使用相同的运算法则，并将它与接收到的fcs相比较。这样，它能够探测是否任何数据在运输中丢失或被改变。它可能当时丢失这个数据，和请求错误帧的重传。fcs字段—包含帧的32位循环冗余校验(crc),数据链路层帧方式接入协议(lapf)中的字段，是一个16比特的序列。它具有很强的检错能力，它能检测出在任何位置上的3个以内的错误、所有的奇数个错误、16个比特之内的连续错误以及大部分的大量突发错误。实施例2本实施例中示出了一种pon聚合拉远系统上行突发信号处理方法，包括：局端设备从otu2中解析出单路pon上行数据，并判断是否有远端设备插入的控制报文，根据控制报文产生onu光模块激光器的控制开关信号，同时将正常上行数据缓存后与控制开关信号同步。在本实施例中，局端设备通过otnframer从otu2中解出每路pon上行数据，光模块控制单元通过解析pon上行数据，判断是否有远端设备插入的控制报文，fpga通过报文格式区分是正常报文还是控制报文，将正常报文存入缓冲区，控制报文送光模块控制单元，若检测到报文第5个字节为0xaa，则为上行突发的起始位置，若检测到报文第5字节为0xff则为上行突发的结束位置，产生光模块激光器控制开关信号，光模块控制模块通过识别控制报文类型，将onu模块的发光使能信号置高或置低。通过onu光模块上行输出至olt的光信号不再是连续信号，同时上行的正常业务数据需要经过缓存后与控制开关信号同步。本实施例中，上行数据缓存区经过一定时间的延时后读出数据，使上行输出的数据与onu光模块使能同步。实施例3本实施例中示出了一种基于报文的光模块开关控制方法，模拟onu上行的突发信号，防止olt设备误动作，并且保证了pon系统中接入聚合设备后完全透明传输，该方法使适合用现场可编程门阵列(fpga)或专用集成电路(asic)实现。具体的，如图4所示，本发明的光模块开关控制方法包括：s1、远端设备根据检测的onu上行突发信号，在正常上行数据流中插入开关控制量，并传输至局端设备；s2、局端设备根据开关控制量控制onu光模块上行方向上的开关。在本实施例中，所述开关控制量以控制报文的方式插入到上行数据流中，具体为：远端设备检测bpd信号的上升沿或者下降沿，产生控制报文，并插入上行突发信号的数据间隔内。远端设备主要检测onu上行突发信号，并通过控制报文的方式将开关控制量插入上行数据流中，复接到otu2后传输给局端设备，局端设备通过解复用出各路上行pon数据后，解析远端设备下插的控制报文，根据报文类型控制onu光模块上行方向的开关，达到上行信号透明传输的目的。远端设备的olt光模块接收到上行光信号时，产生bpd信号给fpga，fpga内的serdes解析出上行突发数据，远端设备fpga检测bpd信号的上升沿或下降沿，产生控制报文，报文长度默认为64字节，净荷区部分填充0，fpga同时计算该报文的fcs字段。具体的，远端设备olt模块接收到上行光信号，产生bpd信号给fpga。fpga内的serdes解析出上行突发数据。远端设备fpga检测bpd信号的上升沿或下跳沿，产生控制报文，报文格式如图四所示，包长为默认64字节，净荷部分填充0，fpga同时计算该报文的fcs字段。远端设备将产生的控制报文，插入上行突发数据间隔内，otnframer将上述两种报文统一映射到otu2传输。局端设备otnframer从otu2中解析出单路pon上行数据。fpga通过报文格式区分是正常报文还是控制报文，将正常报文存入缓冲区，控制报文送光模块控制单元；光模块控制模块通过识别控制报文类型，将onu模块的发光使能信号置高或置低。上行数据缓存区经过一定时间的延时后读出数据，使上行输出的数据与onu光模块使能同步。实施例4如图5所示，一种远端设备，所述远端设备用于检测onu上行突发信号，并输出一个上行光信号有效指示bpd信号指示上行突发信号的有效周期，根据bpd信号的上升沿或下降沿，产生控制onu光模块激光器的开关的控制报文，并将控制报文插入上行数据流中。作为优选的，所述控制报文至少包括操作码op；所述操作码op用于表示bpd信号的上升沿、下降沿。控制报文格式保留了epon帧头格式相关字段，将其中第5字节的前导码0x55替换成操作码op。操作码取值oxaa，表示bpd信号上升沿，即一个上行突发的起始；取值0xff表示bpd信号下降沿，即一个上行突发的结束，报文长度为64字节，净荷区默认填充0。生成的控制报文与正常上行数据报文复接后经过上行数据处理后映射到otu2后通过光路传输至局端设备。实施例5一种局端设备，所述局端设备用于从otu2中解析出单路pon上行数据，并判断是否有远端设备插入的控制报文，根据控制报文产生onu光模块激光器的控制开关信号。作为优选的，所述局端设备包括上行数据缓存区和光模块控制单元，所述上行数据缓存区用于缓存正常上行数据，所述光模块控制单元用于通过识别控制报文类型，将onu光模块的发光使能信号置高或置低。局端设备用于通过解复用出各路上行pon数据后，解析远端设备下插的控制报文，根据报文类型控制onu光模块上行方向的开关。具体的，如图6所示，局端设备通过otnframer从otu2中解出每路pon上行数据，光模块控制单元通过解析pon上行数据，判断是否有远端设备插入的控制报文，若检测到报文第5个字节为0xaa，则为上行突发的起始位置，若检测到报文第5字节为0xff则为上行突发的结束位置，产生光模块激光器控制开关信号，通过onu光模块上行输出至olt的光信号不再是连续信号，同时上行的正常业务数据需要经过缓存后与控制开关信号同步。实施例6本实施例中，提供了一种pon聚合拉远系统光模块控制系统，才用如实施例1中所述的方法，包括远端设备和局端设备，所述远端设备和局端设备通过otu2实现对pon信号聚合和信号中继，本实施例中远端设备和局端设备框图如图5和图6所示；所述远端设备用于检测onu上行突发信号，并通过控制报文的方式将开关控制量插入上行数据流中，并传输给局端设备；具体的，如图5和图6所示，远端设备olt光模块在上行方向为突发信号，同时模块输出一个上行光信号有效指示bpd信号指示突发信号的有效周期。远端设备检测bpd信号的上升沿或者下降沿，产生控制报文；控制报文格式保留了epon帧头格式相关字段，将其中第5字节的前导码0x55替换成操作码op。操作码取值oxaa，表示bpd信号上升沿，即一个上行突发的起始；取值0xff表示bpd信号下降沿，即一个上行突发的结束，报文长度为64字节，净荷区默认填充0。生成的控制报文与正常上行数据报文复接后经过上行数据处理后映射到otu2后通过光路传输至局端设备。所述局端设备用于通过解复用出各路上行pon数据后，解析远端设备下插的控制报文，根据报文类型控制onu光模块上行方向的开关。具体的，如图6所示，局端设备通过otnframer从otu2中解出每路pon上行数据，光模块控制单元通过解析pon上行数据，判断是否有远端设备插入的控制报文，若检测到报文第5个字节为0xaa，则为上行突发的起始位置，若检测到报文第5字节为0xff则为上行突发的结束位置，产生光模块激光器控制开关信号，通过onu光模块上行输出至olt的光信号不再是连续信号，同时上行的正常业务数据需要经过缓存后与控制开关信号同步。综上所述，本申请提出一种pon聚合拉远系统光模块控制方法及装置，通过远端设备接收到的突发数据有效信号，在正常上行数据流中插入对应的开关控制报文，局端设备解析出控制报文后，产onu光模块的开关信号，即将远端设备的突发有效信号，通过报文的形式传输至局端，局端设备恢复出突发有效信号控制onu光模块，达到上行信号透明传输的目的。本发明对原始上行数据实现完全透明传输，避免的onu模块长时间发光可能导致的问题，对用户来说完全感知不到聚合拉远设备的存在，硬件实现方式简单，适用于现场可编程门阵列(fpga)或专用集成电路(asic)实现，资源占用较少。最后，本申请的方法仅为较佳的实施方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12