专利名称：基于通用多协议标签交换协议的无源光网络系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光通信技术领域的系统，特别是一种基于通用多协议标签交换协议的无源光网络系统。
背景技术：
无源光网络是一种利用光纤实现宽带接入的新技术，可以提供超宽带接入满足未来用户多媒体及实时业务传输的要求。目前无源光网络系统主要有异步传输模式无源光网络系统APON(ITU-T建议G.983)、基于千兆以太网的无源光网络系统EPON(IEEE标准802.3ah)和千兆比无源光网络系统GPON(ITU-T建议G.984)。这三种技术都是现在接入网技术的研究重点，且都已有了国际标准。
经对现有技术的文献检索发现，基于千兆以太网的无源光网络系统EPON(IEEE标准文件IEEE std 802.3ahTM-2004，IEEE standard for information technology-Telecommuncations and information exchange between systems-local andmetropolitan area networks-specific requirements，part3，amendment，美国电子电气工程师协会，802.3ah信息技术标准-系统间通信和信息交换-局域网和城域网-特殊要求，第三部分，补充，2004年颁布)，在无源光网络中传输以太网封装的分组数据，并利用多点控制协议MPCP提供基于时分复用的媒质接入控制能力，同时实现了基于区分服务DiffServ的服务质量保证模型。但在该技术存在一些固有的缺陷和不足，如典型的基于千兆以太网的无源光网络EPON没有考虑接入网与服务提供商本地核心网的融合，特别是与未来基于通用标签交换的核心网的融合问题，以及以太分组封装效率低、基于区分服务DiffServ服务模型对单个业务流服务质量较差、不支持快速标签交换，缺乏与核心网统一的控制管理技术、缺乏统一的网络资源规划等缺陷。
通用多协议标签交换GMPLS(IETF RFC 3945)是近年来研究较多的关于未来自动光交换网ASON(ITU-T建议G.8080)的统一管理和运行平台协议，能够提供全网的统一管理和控制。通用多协议标签交换流量工程技术的运用有利于网络高效、可靠运转的同时使网络的资源和传输性能达到最优化。通用多协议标签交换使用了对等的网络模型，开放了光域的内部结构，路由器可以对光层进行控制。这样使控制平面扁平化，跨越了核心光网和周边的设备，提供了统一的智能控制和管理平面。
发明内容
本发明针对背景技术中各无源光网络存在的不足和缺陷，提供一种基于通用多协议标签交换协议的无源光网络系统，使其把光接入网和服务提供商本地核心网无缝的融合起来，形成统一智能控制和管理平台，提高传输效率，优化资源分配，解决现有接入网的服务质量问题。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括一个光线路终端OLT和多个光网络单元ONU、宽带无源光分配网。在一个光线路终端OLT和多个光网络单元ONU之间通过宽带无源光分配网相连，光线路终端OLT和光网络单元ONU作为服务提供商核心网通用多协议标签交换协议GMPLS域的边缘路由器，与核心网内另外的GMPLS路由器通过通信链路连接，光线路终端OLT单独作为系统内集成服务中间路由器，其处于主导地位，所有的通信活动由光线路终端OLT控制，光网络单元单独作为系统内集成服务入口路由器，其属于从属地位，光网络单元ONU具体执行光线路终端OLT的命令。接入网系统作为服务提供商本地核心网的边缘设备，完成所有边缘功能，物理层技术采用无源光网络一般成熟技术。
所述的光线路终端OLT由控制平面和数据平面组成，其控制平面包括第一通用信令处理模块、接入允许控制模块、第一管理模块、路由模块，数据平面有通用标签转发模块，在整个系统中光线路终端OLT处于主导地位，来自用户或者光网络单元ONU的服务或者控制请求首先进入控制平面的第一通用信令处理模块进行分析处理，涉及到系统控制和其他服务的控制直接由扩展的信令模块处理，涉及到服务接纳控制的消息和参数交由接入允许控制模块决定是否接纳该请求，接入允许模块根据接入网本身资源状况和核心网的资源状况进行相应的接入允许控制算法计算，如果接入网有足够资源而核心网没有相应的资源，还必须通过第一通用信令处理模块和路由模块向核心网发出服务请求，如果服务接纳则最终返回确认至用户并告知相关的各项用于配置光网络单元ONU中数据平面各模块的参数和分发给此连接的标签值，服务连接建立后光线路终端OLT的数据平面只需要简单的通用标签转发模块对由光网络单元ONU中继的用户发送的数据进行通用标签的认定和转发，这种通用标签的转发将在下文详细叙述。光线路终端OLT的第一管理模块通过内部管理接口和协议与控制平面和数据平面内的各个功能性模块连接，负责对各模块进行管理，包括策略控制、参数配置、状态信息收集和报告、告警、计费等。
所述的光网络单元ONU由控制平面和数据平面组成，其控制平面包括第二通用信令处理模块、第二管理模块，数据平面包括分组分类模块、标签映射模块、流量策略调整模块和队列公平调度模块，在整个系统中光网络单元ONU属于从属地位，所有的控制决策都必须向光线路终端OLT进行请求，用户所提出的服务请求由光网络单元ONU负责转发，当光线路终端OLT决定接纳用户请求后，通过光线路终端OLT的第二通用信令处理模块向光网络单元ONU发出信令表明连接接纳并告知相关的各项参数和分发的标签值，光网络单元ONU数据平面的各模块必须根据接纳确认的各项参数进行配置，其中分组分类模块对用户分组进行分类并将属于同一个应用数据流的分组置入单独的队列缓存中，然后标签映射模块负责对每个分组进行标签的映射工作，此后分组经由流量策略调整模块进行流量的调整使之符合所协商的流量参数，最后各应用数据流的分组在队列公平调度模块的调度之下向光线路终端OLT发送分组数据。光网络单元ONU的第二管理模块通过内部管理接口和协议与控制平面和数据平面内的各个功能性模块连接，负责对各模块进行管理。
光线路终端OLT的第一管理模块通过信令或网络管理协议(如SNMP)与光网络单元ONU的第二管理模块建立连接，向光网络单元ONU下达内部管理命令，对光网络单元内部的各模块进行管理、参数配置和状态信息的收集报告等。光线路终端OLT的第一管理模块还同核心网的统一管理平台的连接依靠外部管理接口和协议(如SNMP)等，负责将系统内部的状态信息报告给统一的网络管理平台，进行相关的管理参数的传递、协商和配置，以及故障告警和计费等。光网络单元ONU的第二管理模块的管理内容、指令和相关参数均通过信令或网络管理协议(如SNMP)从光线路终端OLT内部的第一管理模块获得，并负责向光线路终端OLT内部的第一管理模块进行运行状态信息的报告、故障告警以及运行参数的协商等。
光线路终端OLT的通用标签转发模块和光网络单元ONU的标签映射模块，采用通用标签交换技术实现无源光网络数据向核心网的快速标签转发，在无源光网络中使用分组头标签、时隙甚至波长(现阶段不采用)作为标签，形成体系标签转发，分组头标签用于识别粒度最小的单位，用于区分每个应用数据流，建立基于流的标签交换路径，属于同一个光网络单元ONU的所有基于流的标签交换路径在光网络单元ONU处进行汇聚，嵌套入基于时隙标签的标签交换路径，此处时隙标签用于标识光网络单元ONU上行发送的绝对时间(开始时间和结束时间或发送长度)，上行数据由光网络单元ONU向光线路终端OLT传输，光线路终端OLT根据时隙标签识别所有属于一个光网络单元ONU的数据流，而使用分组头标签识别光网络单元ONU内部的应用流，用户数据在到达光线路终端OLT后，无需进行分组头查看等高层功能，只需根据已定的标签转发策略进行快速转发即可，提高了传输效率和传输速度，下行数据仍然按照广播式发送，与现行PON技术类似，目前基于通用多协议标签交换协议的无源光网络系统主要使用时分复用方式，但可以平滑过渡到未来基于波分复用的方式，即使用波长为标签的标签转发路径。
本发明采用GMPLS协议作为PON的核心控制协议，同未来使用GMPLS作为智能控制协议的自动光交换网ASON形成统一的通用控制和管理平台，自动光交换网ASON通过在光传送网中引入GMPLS控制协议实现网络资源的按时按需分配，从而实现光网络的智能化，提高网络传输和控制效率，降低管理成本，在PON中引入GMPLS作为核心的控制和管理协议，同样可以实现对PON内部资源的智能化控制和管理，更重要的是通过GMPLS作为纽带，实现了从接入网到以自动光交换网ASON为基础的城域核心网的统一智能控制和管理平台，实现了接入网和核心网的无缝连接，包括统一资源配置、统一的传输控制、统一策略管理、统一网络规划以及统一的网络优化管理，从而提高服务质量、提高网络运行效率，降低管理和运行成本。
本发明光线路终端OLT和光网络单元ONU采用GMPLS协议和集成服务IntServ模型的控制平面、数据业务面分离的运行模式，未来网络的发展方向是控制平面和数据业务平面分离(逻辑分离或物理分离)，在GMPLS PON的现阶段采用逻辑分离模式，即控制信息和数据在同一个物理信道(时隙)中传输，控制平面的作用是使得用户的服务请求和网络的控制完全自动化，避免了人工操作的复杂性和效率底下，控制平面和数据平面分离使得，用户在服务建立之前通过控制平面的信令请求服务，服务提供商可以通过统一的资源规划和分配尽最大可能满足用户的需求，同时保证现有业务的服务质量，并保证网络运行状态的平稳，所有GMPLS PON的通信控制消息和控制功能都通过控制平面的信令模块完成，连接建立后，控制平面对数据平面的模块进行参数的配置，数据业务平面主要完成数据的分类、处理和转发等操作，提高了网络的运行效率，管理面所完成的功能是通过内部管理接口对控制平面和数据平面进行宏观的管理。
本发明光线路终端OLT和光网络单元ONU的第一、第二通用信令处理模块，采用资源预留协议RSVP及其扩展作为GMPLS PON的控制信令，不同于以往PON技术使用专用的控制信令机制只用于PON内部信令控制，GMPLS PON使用通用的资源预留信令协议RSVP作为信令协议可以完成包括端到端业务请求和PON通信控制在内的所有相关信令控制功能，资源预留协议RSVP本身不仅作为资源预留协议，而且还用于用户服务请求、通用标签的请求和分配，PON通信控制等，在GMPLS PON中用户使用资源预留协议RSVP发起服务请求，光网络单元ONU负责将请求向光线路终端OLT进行转发，光线路终端OLT接收到请求后经过管理及接入允许控制决定是否接纳该请求，如果接纳则预留相应的资源，并分配其通用转发标签，建立通用标签交换路径，此外，由于PON中有一些特殊的控制功能，如自动发现、注册和测距等，而且资源预留协议RSVP作为一种透明传输协议具有易扩展性，因此可以将PON的控制功能也同样由资源预留协议RSVP携带以完成PON控制功能。
本发明整个GMPLS PON系统的一个光线路终端OLT、多个光网络单元ONU、宽带无源光分配网可以被认为是服务提供商核心网的边缘设备，在GMPLS PON中所有光网络单元ONU属于从属地位，所有的通信活动都受到光线路终端OLT的控制，因此可以将核心网的边缘路由器功能集成到PON设备中，其中光线路终端OLT起着中心控制功能，而光网络单元ONU则具体执行光线路终端OLT的命令，边缘路由器的功能包括，信令控制、接入允许控制、分组头查看分析、分组分类、队列公平调度以及标签交换路径建立、限制路由选择等，光线路终端OLT负责处理所有复杂的控制平面功能，包括信令控制、接入允许控制以及路由和管理功能，而光网络单元ONU具体负责处理所有复杂的数据平面功能，包括分组头查看分析、分组分类、队列公平调度以及标签交换路径建立等，这样分散了设备的实现复杂度，降低服务提供商的设备成本，并简化控制和管理复杂度，提高整体网络性能。
本发明整个系统采用集成服务模型(IntServ)改善对单个业务流的服务质量，对于资源相对有限的接入网中，需要对每个业务流进行有效的资源控制，包括缓存和带宽的分配，才能保证单个业务流能够得到充分的服务而相互之间没有影响，通过引入集成服务模型，每个业务流都可以向光线路终端OLT请求建立连接，经过接入允许控制模块接纳后建立连接，连接建立后GMPLS PON则为每个流都建立独立的标签交换路径，通过第一通用信令处理模块信令协议进行标签的分发，每个业务分组在进入光网络单元ONU后经过分组分类模块选择出特定的业务流的分组，并为其分配单独的缓存队列，经由标签映射模块进行标签的映射和添加，然后通过基于漏桶机制的流量策略调整模块保证每个业务流的流量平稳并符合协商的参数，最后分组进入队列公平调度模块在每个业务流所属的队列之间使用基于通用处理器共享的队列公平调度器(GPS)，这样使得每个业务流得到最小的保证带宽，并且保证端到端最坏情况下的时延，对于实时性要求强的业务如VoIP和IPTV具有重要意义。
本发明可以同服务提供商本地核心网使用统一的管理平台，在接入网中引入通用多标签交换协议，使得将接入网和服务提供商本地核心网统一起来，通过一个统一的管理平台进行，包括链路管理、资源管理、流量统计和计费等。
本发明整个系统采用基于简单PON链路(SPDL)格式封装及简单媒质接入控制协议，GMPLS PON采用了一种高效的SPDL分组封装格式，并支持标签转发，利用通用标签作为识别分组所属应用及光网络单元ONU的主要方式，这样的优点是提高了分组的封装效率，并能很好的支持标签转发，提高系统整体性能，简化控制复杂度，相应的媒质接入控制协议也得到简化，属于单个光网络单元ONU的分组按照分发的时隙标签进行发送，而OLT也根据所分发的时隙标签对光网络单元ONU进行时隙标签识别，属于单个应用的分组由分组头标签识别，能很好的支持单播、组播和广播式发送。
本发明具有以往的无源光网络技术无法提供的以下功能(1)将接入网和服务提供商本地核心网紧密的融合在一起，提供统一的智能控制和管理平台，统一资源分配、管理策略，提高资源利用率，提高管理水平，降低系统运行成本。(2)提供快速的通用标签转发，标签交换是未来网络主要的交换形式，通过标签可以在面向无连接的因特网架构中引入面向连接特性，加快分组转发速度，提高业务服务质量，简化网络控制，优化资源分配，改善网络整体性能。(3)提供了统一的信令系统RSVP，基于资源预留协议RSVP的信令不仅使得用户可以使用已经存在于用户端设备及操作系统中的RSVP进行服务请求，而且在本发明系统和沿着数据传输路径中的相应路由器设备中都已经对RSVP有着很好的支持，这样的统一信令系统使得用户请求端到端服务时不需要复杂的信令翻译转换，提高了服务请求效率和准确性，加快了服务建立的时间。(4)通过通用多协议标签交换协议GMPLS在无源光网络中引入了面向连接的特性，特别是通过支持集成服务模型IntServ，使得在无源光网络中实现了对每个业务流的管理和资源分配，这对于资源相对有限的接入网环境具有重要的意义，通过对每个业务流进行有效的管理使得保证了每个业务流能够得到保证服务，对于时延性能要求严格的业务能够保证其端到端最坏情况时延。
图1为本发明整体结构示意2为光线路终端OLT结构框3为光网络单元ONU结构框4为简单无源光网络链路封装格式及字节定义示意5为光网络单元内部带宽调度器图6为本发明系标签交换路径示意7为本发明体系标签交换路径识别示意图具体实施方式
如图1所示，本发明整体结构示意图，包括一个光线路终端OLT1、多个光网络单元ONU2、宽带无源光分配网3，在一个光线路终端OLT1和多个光网络单元ONU2之间通过宽带无源光分配网3相连，其特征在于，光线路终端OLT1和光网络单元ONU2作为服务提供商核心网4通用多协议标签交换协议GMPLS域的边缘路由器，与核心网4内另外的GMPLS路由器通过通信链路连接，光线路终端OLT1单独作为系统内集成服务中间路由器，其处于主导地位，所有的通信活动由光线路终端OLT1控制，光网络单元2单独作为系统内集成服务入口路由器，其属于从属地位，光网络单元ONU2具体执行光线路终端OLT1的命令。
本发明整个系统可以被认为是服务提供商本地核心网4的边缘设备，把用户的数据中继至核心网，再由核心网负责传送。边缘路由器的功能包括，信令控制、接入允许控制、分组头查看分析、分组分类、队列公平调度以及标签映射、流量策略调整、标签交换路径建立、限制路由选择等。
如图2所示，光线路终端OLT1的结构框图，其控制平面和数据业务平面分离，其中控制平面包括通用信令处理模块5、接入允许控制模块6、管理模块7、路由模块8，数据平面有通用标签转发模块9，由用户或者光网络单元ONU2发出的服务或者控制请求首先进入控制平面的通用信令处理模块5进行分析处理，涉及到系统控制和其他服务的控制直接由扩展的信令模块处理，涉及到服务接纳控制的消息和参数交由接入允许控制模块6决定是否接纳该请求，接入允许模块6根据接入网本身资源状况和核心网的资源状况进行相应的接入允许控制算法计算，如果接入网有足够资源而核心网没有相应的资源，还必须通过通用信令处理模块5和路由模块8向核心网发出服务请求，如果服务接纳则最终返回确认至用户并告知相关的各项用于配置光网络单元ONU2中数据平面各模块的参数和分发给此连接的标签值，服务连接建立后光线路终端OLT1的数据平面只需要简单的通用标签转发模块9对由光网络单元ONU2中继的用户发送的数据进行通用标签的认定和转发。
如图3所示，光网络单元ONU2的结构框图，其控制平面和数据业务平面分离，其中控制平面包括通用信令处理模块10、管理模块11，数据平面有分组分类模块12、标签映射模块13、流量策略调整模块14和队列公平调度模块15，用户所提出的服务请求由光网络单元ONU2负责转发，当光线路终端OLT1决定接纳用户请求后，通过光线路终端OLT1的通用信令处理模块5向光网络单元ONU2发出信令表明连接接纳并告知相关的各项参数和分发的标签值，光网络单元ONU2数据平面的各模块必须根据接纳确认的各项参数进行配置，其中分组分类模块12对用户分组进行分类并将属于同一个应用数据流的分组置入单独的队列缓存中，然后标签映射模块13负责对每个分组进行标签的映射工作，此后分组经由流量策略调整模块14进行流量的调整使之符合所协商的流量参数，最后各应用数据流的分组在队列公平调度模块15的调度之下向光线路终端OLT1发送分组数据。
如图4所示，本发明简单无源光网络链路封装格式，图中只给出第i个光网络单元ONU的帧结构，其中整个光网络单元ONU2的发送时隙包括一个帧预同步头(视不同物理层参数进行设置)，用于调整光线路终端OLT的同步时间和接收功率调整，每个发送时隙包含若干个帧，每个帧结构如图所示，包括长度域(2字节)、协议类型域(2字节)、标签/ONU id域(4字节)、帧头校验(2字节)、数据域(0-4096字节)和可选的帧校验(4字节)。其中标签/ONU id域结构如图所示，下行包括保留域(20比特)和ONU id域(8比特)，上行包括标签域(20比特)和保留域(8比特)。数据域包括若干个独立的IP分组，但需要具有相同的标签。这种帧结构很好的适应了本系统的运行，支持标签交换，并具有很高的封装效率。
如图5所示，光网络单元ONU内部带宽调度器的结构，此结构充分体现了面向连接的服务模型的特点。在调度器的最外部是一个基于优先级的队列调度器，分别为保证业务类、可控负载类和尽力而为类业务提供优先级服务，其中每个类都有一个专用的缓存队列用于缓存不同业务类别的用户分组。在每个服务类别的单个应用之间使用加权公平队列调度器WFQ提供基于流的分组调度。业务流在进入光网络单元ONU2后经过分类进入为每个流设置的单独的缓存中等待服务，经过标签映射和流量的监测调整后，业务流按照协商的流量参数进入调度器进行服务。加权公平队列调度器WFQ是基于通用处理器共享GPS类的调度器，对于符合漏桶参数的业务流分配加权系数φ，根据加权系数和整个调度器的服务速率，可以为每个接入的业务流f提供最小公平保证服务gi=rφi/Σj=1Nφj,]]>并可以保证其最坏情况端到端时延di*≤σi/gi+Lmax/r，其所消耗的最大缓存量也可以准确的计算为qi*≤σi+Lmax，对于时延要求强的业务如VoIP和IPTV具有重要作用。
如图6所示，本发明无源光网络系统体系标签交换路径示意图，用户分组流进入光网络单元ONU2后分配相应的分组流标签交换路径，所有属于统一光网络单元ONU的分组流在光网络单元ONU2处进行汇聚，嵌套入光线路终端OLT1分发给光网络单元ONU2的发送时隙标签交换路径，在光线路终端OLT1处接收到的时隙标签路径可以被快速识别，然后根据单个业务流的分组标签头选择标签转发动作。经过光线路终端OLT1后，所有属于光线路终端OLT1的业务流进行汇聚，并嵌套入进入核心网4的其他体系标签交换路径，包括时隙、波长和光纤端口。
如图7所示，本发明无源光网络系统体系标签交换路径识别示意图，各分组流标签交换路径Lik，在光网络单元ONU2处汇聚入时隙标签交换路径(Tistart，Tiend)，整个传输时隙按照时隙标签进行寻址和识别，光线路单元OLT1在每个传输循环开始前需要告知每个光网络单元ONU2其发送时隙标签，光网络单元ONU2根据发送时隙打开物理层设备进行数据发送，光线路单元OLT1接收到数据后根据当前时隙标签(Tistart，Tiend)识别所属光网络单元ONU2，然后根据各业务流的分组流标签识别各业务流，这样整个系统中每个业务流可以由唯一的体系标签(Tistart，Tiend，Lik)识别。
权利要求
1.一种基于通用多协议标签交换协议的无源光网络系统，包括一个光线路终端OLT(1)、多个光网络单元ONU(2)、宽带无源光分配网(3)，在一个光线路终端OLT(1)和多个光网络单元ONU(2)之间通过宽带无源光分配网(3)相连，其特征在于，光线路终端OLT(1)和光网络单元ONU(2)作为服务提供商核心网(4)通用多协议标签交换协议GMPLS域的边缘路由器，与核心网(4)内另外的GMPLS路由器通过通信链路连接，光线路终端OLT(1)单独作为系统内集成服务中间路由器，其处于主导地位，所有的通信活动由光线路终端OLT(1)控制，光网络单元(2)单独作为系统内集成服务入口路由器，其属于从属地位，光网络单元ONU(2)具体执行光线路终端OLT(1)的命令。
2.根据权利要求1所述的基于通用多协议标签交换协议的无源光网络系统，其特征是，所述的光线路终端OLT(1)由控制平面和数据平面组成，其控制平面包括通用信令处理模块(5)、接入允许控制模块(6)、管理模块(7)、路由模块(8)，数据平面有通用标签转发模块(9)，控制平面中通用信令处理模块(5)接收来自用户或者光网络单元ONU(2)的服务请求后进行分析处理，然后交由接入允许控制模块(6)决定是否接纳该请求，接入允许模块(6)根据接入网本身资源状况和核心网的资源状况进行相应的接入允许控制算法计算，如果接入网有足够资源而核心网没有相应的资源，则必须通过路由模块(8)向核心网继续发出服务请求并最终返回确认至用户，服务连接建立后由光线路终端OLT(1)数据平面负责数据处理，且只需要通过简单的通用标签转发模块(9)对用户发送的数据进行通用标签的认定和转发，管理模块(7)通过内部管理接口和协议与控制平面和数据平面内的各个功能性模块连接，负责对各模块进行管理，包括策略控制、参数配置、状态信息收集和报告、告警、计费。
3.根据权利要求1所述的基于通用多协议标签交换协议的无源光网络系统，其特征是，所述的光网络单元ONU(2)由控制平面和数据平面组成，其控制平面包括通用信令处理模块(10)、管理模块(11)，数据平面包括分组分类模块(12)、标签映射模块(13)、流量策略调整模块(14)和队列公平调度模块(15)，控制平面的通用信令处理模块(10)负责向光线路终端OLT(1)发起服务请求并接收来自光线路终端OLT(1)的信令指令，并通过内部接口对数据平面模块进行参数配置，数据平面的分组分类模块(12)对分组进行分类并将属于同一个应用数据流的分组置入单独的队列缓存中，然后标签映射模块(13)负责对每个分组进行标签的映射工作，此后分组经由流量策略调整模块(14)进行流量的调整使之符合所协商的流量参数，最后各应用数据流的分组在队列公平调度模块(15)的调度之下向光线路终端OLT(1)发送分组数据，管理模块(7)通过内部管理接口和协议与控制平面和数据平面内的各个功能性模块连接，负责对各模块进行管理和参数配置、并负责状态信息收集、报告。
4.根据权利要求2或者3所述的基于通用多协议标签交换协议的无源光网络系统，其特征是，光线路终端OLT(1)的管理模块(7)通过信令或网络管理协议与光网络单元ONU(2)的内部管理模块(11)建立管理连接，向光网络单元ONU(2)的内部管理模块(11)下达内部管理命令，对光网络单元ONU(2)内部的各模块进行管理、参数配置和状态信息的收集报告，光线路终端OLT(1)管理模块(7)还同核心网的统一管理平台的连接依靠外部管理接口和协议，负责将系统内部的状态信息报告给统一的网络管理平台，进行相关的管理参数的传递、协商和配置，以及故障告警和计费；管理模块(11)的管理内容、指令和相关参数均通过信令或网络管理协议从光线路终端OLT(1)内部的管理模块(7)获得，并负责向管理模块(7)进行运行状态信息的报告、故障告警以及运行参数的协商。
5.根据权利要求2或者3所述的基于通用多协议标签交换协议的无源光网络系统，其特征是，通用标签转发模块(9)和标签映射模块(13)采用通用标签交换技术实现无源光网络数据向核心网(4)的快速标签转发，在无源光网络中使用分组头标签、时隙或者波长作为标签，形成体系标签转发，分组头标签用于识别粒度最小的单位，用于区分每个应用数据流，建立基于流的标签交换路径，属于同一个光网络单元ONU(2)的所有基于流的标签交换路径在光网络单元ONU(2)处进行汇聚，嵌套入基于时隙标签的标签交换路径，上行数据由光网络单元ONU(2)向光线路终端OLT(1)传输，光线路终端OLT(1)根据时隙标签识别所有属于一个光网络单元ONU(2)的数据流，而使用分组头标签识别光网络单元ONU(2)内部的应用流，用户数据在到达光线路终端OLT(1)后，只需根据已定的标签转发策略进行快速转发，下行数据仍然按照广播式发送。
6.根据权利要求2或者3所述的基于通用多协议标签交换协议的无源光网络系统，其特征是，通用信令处理模块(5、10)采用资源预留协议RSVP及其扩展作为GMPLS PON的控制信令，资源预留协议RSVP本身不仅作为资源预留协议，还用于用户服务请求、通用标签的请求和分配以及PON通信控制，在整个系统中用户使用资源预留协议RSVP发起服务请求，光网络单元ONU(2)负责将请求向光线路终端OLT(1)进行转发，光线路终端OLT(1)接收到请求后经过管理及接入允许控制决定是否接纳该请求，如果接纳则预留相应的资源，并分配其通用转发标签，建立通用标签交换路径，由于PON中有如自动发现、注册和测距的控制功能，可将PON的控制功能由资源预留协议RSVP携带以完成PON控制功能。
7.根据权利要求2或者3所述的基于通用多协议标签交换协议的无源光网络系统，其特征是，光线路终端OLT(1)、光网络单元(2)，采用集成服务模型改善对单个业务流的服务质量，引入集成服务模型，每个业务流都可向光线路终端OLT(1)请求建立连接，经过接入允许控制模块(6)接纳后建立连接，连接建立后整个系统则为每个流都建立独立的标签交换路径，通过通用信令处理模块(5)信令协议进行标签的分发，每个业务分组在进入光网络单元ONU(2)后经过分组分类模块(12)选择出特定的业务流的分组，并为其分配单独的缓存队列，经由标签映射模块(13)进行标签的映射和添加，然后通过基于漏桶机制的流量策略调整模块(14)保证每个业务流的流量平稳并符合协商的参数，最后分组进入队列公平调度模块(15)在每个业务流所属的队列之间使用基于通用处理器共享的队列公平调度器。
8.根据权利要求1或者2或者3所述的基于通用多协议标签交换协议的无源光网络系统，其特征是，光线路终端OLT(1)和光网络单元ONU(2)采用GMPLS协议和集成服务IntServ模型所要求的控制平面、数据业务面分离的运行模式，控制平面和数据平面分离，用户在服务建立之前通过光线路终端OLT(1)和光网络单元ONU(2)的控制平面信令互通进行服务请求和协商，服务提供商根据接入允许控制确认是否接纳，保证网络运行状态的平稳，所有的通信控制消息和控制功能都通过控制平面的信令模块完成，连接建立后，数据业务平面则完成数据的分类、处理和转发操作，控制平面通过内部接口对数据平面进行动态配置。
9.根据权利要求1所述的基于通用多协议标签交换协议的无源光网络系统，其特征是，光线路终端OLT(1)、多个光网络单元ONU(2)、宽带无源光分配网(3)组成的无源光网络系统，作为服务提供商核心网(4)的边缘设备，核心网(4)的边缘路由器功能集成到PON设备中，边缘路由器的功能包括信令控制、接入允许控制、分组头查看分析、分组分类、队列公平调度以及标签交换路径建立、限制路由选择，光线路终端OLT(1)负责处理所有复杂的控制平面功能，包括信令控制、接入允许控制以及路由和管理功能，而光网络单元ONU(2)具体负责处理所有复杂的数据平面功能，包括分组头查看分析、分组分类、队列公平调度以及标签交换路径建立。
10.根据权利要求1或者9所述的基于通用多协议标签交换协议的无源光网络系统，其特征是，光线路终端OLT(1)、多个光网络单元ONU(2)、宽带无源光分配网(3)组成的无源光网络系统，采用基于简单PON链路SPDL格式封装及简单媒质接入控制协议，SPDL分组封装格式支持标签转发，利用通用标签作为识别分组所属应用及光网络单元ONU(2)的主要方式，属于单个光网络单元ONU(2)的分组由光网络单元ONU(2)时隙标签识别，属于单个应用的分组由分组头标签识别，采用简化的媒质接入控制，支持单播、组播和广播式发送。
全文摘要
一种光通信领域的基于通用多协议标签交换协议的无源光网络系统，包括包括光线路终端OLT、多个光网络单元ONU、宽带无源光分配网，光线路终端OLT和多个光网络单元ONU之间通过宽带无源光分配网相连，光线路终端OLT和光网络单元ONU作为服务提供商核心网通用多协议标签交换协议GMPLS域的边缘路由器，与核心网内另外的GMPLS路由器通过通信链路连接，光线路终端OLT单独作为系统内集成服务中间路由器，所有的通信活动由光线路终端OLT控制，光网络单元单独作为系统内集成服务入口路由器，光网络单元ONU具体执行光线路终端OLT的命令。本发明统一了核心网和接入网的网络管理，提高网管理效率和增强网络管理的水平，提高了封装效率，提高了服务质量，简化了媒质接入控制。
文档编号H04L29/06GK1725756SQ20051002793
公开日2006年1月25日 申请日期2005年7月21日 优先权日2005年7月21日
发明者郭勇, 范戈, 惠嫣娇, 任颖, 俞辉 申请人:上海交通大学