一种标签交换方法、装置和系统的制作方法

专利名称：一种标签交换方法、装置和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及数据通讯领域，具体地说，涉及一种标签交换方法、装置和系统。
背景技术：
现有基于无源光网络PON移动承载网，如图1所示，采用P0N对来自基站BS的各种 业务进行移动承载，其中BS可以是2G移动网的BTS(basetransceiver station，基站)通 过E1/T1 TDM(Time Division Multiplexing,时分复用)上到P0N，BS可以是3G移动网的 NodeB通过ATM(Asynchro丽sTransfer Mode,异步传输模式)/IMA(Inverse Multiplexing over ATM ATM，反向复用)上至lj P0N， BS可以是LTE (Long Term Evolution,长期演进)移 动网的eNodeB通过FE(Fast Ethernet,快速以太网)/GE(Gigabit Ethernet,千兆比特以 太网)上到P0N ;之后，PON再通过城域汇聚网接到汇聚网关，汇聚网关再连到移动网网元， 如2G移动网的BSC、3G移动网的RNC或LTE移动网的AGW。其中，城域汇聚网通常为通过 MPLS技术实现的PSN网络。 对于GP0N及下一代GPON， PON业务逻辑传输管道为GEM port,采用GEM port-ID 进行标识。对于EP0N及下一代EPON， PON业务逻辑传输管道为LLID管道，采用LLID进行 标识。 对于现有基于P0N移动承载网，需要解决ATM/IMA、E1/T1 TDM、ETH或IP业务如何 上到汇聚节点(PE)的问题，通常要求汇聚节点出多种接口 (如ATM接口、 E1/T1接口、 SDH 接口、 FE/GE接口 )以支持多种业务，实现复杂；并且，现有基于P0N移动承载网的0LT和 0NU均需感知ATM/IMA、 El/Tl TDM和ETH业务，实现复杂。

发明内容
鉴于上述问题，本发明实施例提出一种标签交换方法、装置和系统。
—种标签交换方法在P0N-based LSP建立时，在0LT与0NU之间建立PON业务 逻辑传输管道，根据作为PON标签的PON业务逻辑传输管道的标识，更新所述ONU上的 PON-based FIB表，更新在所述OLT上的PON-based LFIB表；所述PON-based LFIB表记录 入端口、入标签和出端口、出标签之间的转发关系；所述PON-based FIB表记录入端口、目 的地址和出端口、出标签之间的转发关系； 当数据报文到达ONU时，所述ONU根据其上的PON-based FIB表进行转发，将数据 报文转换为带有PON标签的报文转发给所述0LT，所述OLT则根据接收报文的入PON接口和 入标签查找PON-based LFIB表进行标签交换，按标签交换后的出端口和出标签将报文传输 给下一跳节点； 或者，当数据报文到达OLT时，所述OLT根据入端口和MPLS标签查找PON-based LFIB表进行标签交换，按标签交换后的出PON接口和出PON标签将报文传输给0NU，所述 ONU对接收的带有PON标签的报文根据PON-based FIB表进行转发。
—种光线路终端，所述光线路终端包括控制面处理模块和数据面处理模块，
5
所述控制面处理模块用于建立与光网络单元之间的PON业务逻辑传输管道，分配 PON标签，根据PON标签生成PON-based LFIB表； 所述数据面处理模块根据的接收到的数据报文的入端口、入标签查询PON-based LFIB表得到相应出端口和出标签，将输入的报文进行标签交换，将携带相应出标签的数据 报文由相应的出端口输出。 —种光网络单元，所述光线路终端包括控制面处理模块和数据面处理模块；
所述控制面处理模块用于配合光网络单元建立与光网络单元之间的PON业务逻 辑传输管道，分配PON标签，根据PON标签生成PON-based FIB表； 所述数据面处理模块根据数据报文的目的地址查询所述PON-based FIB表得到相 应的出端口和出标签后，根据所述出标签将所述数据携带在相应的PON帧中，由相应的出 端口输出进行转发。 —种标签交换系统，所述系统包括以上所述的OLT和ONU。 利用本发明实施例公开的方案，对ATM/IMA、E1/T1 TDM、ETH或IP业务的感知仅在 基于PON和MPLS混合的标签交换网络的PON-LER边缘节点(ONU)，基于PON和MPLS混合的 标签交换网络内部PON-LSR (OLT)/MPLS LSR均无需感知ATM/IMA、 E1/T1 TDM、 ETH或IP业 务，网络内部PON-LSR (OLT)/MPLS LSR实现极大简化。 进一步地，能够建立基于PON-based LSP的e2e业务转发，将城域汇聚段到光接入 段联为一体，通过统一的标签交换技术形成移动承载网的边缘(ONU)到边缘(汇聚网关) 传输通道，避免了现有技术的段与段之间的转发特性迥异，协议多样，段间转换、映射和控 制复杂； 进一步地，TDM， ATM/IMA， ETH， IP业务可分属不同VPN，彼此业务隔离，PON-based LSP传输路径可动态协商，形成了 BS间的传输路径统一资源管理。


图1为现有技术的基于PON移动承载网示意图； 图2a为本发明实施例的标签交换网络示意图a ; 图2b为本发明实施例的标签交换网络示意图b ; 图2c为本发明实施例的标签交换网络示意图c ; 图3为本发明实施例的PON-LSR内部模块图； 图4a为本发明实施例的PON-LER内部模块图a ; 图4b为本发明实施例的PON-LER内部模块图b ; 图5为本发明的实施例的标签交换方法流程图； 图6为本发明的实施例的控制面处理的示意图； 图7a为本发明实施例的GPON-based LFIB表示意图； 图7b为本发明实施例的EPON-based LFIB表示意图； 图8a为本发明实施例的GPON-based FIB表示意图； 图8b为本发明实施例的EPON-based FIB表示意图； 图9为本发明实施例的标签交换过程示意图； 图10a为本发明的实施例的控制面处理的时序图a ;
图10b为本发明的实施例的控制面处理的时序图b ; 图11为本发明实施例的基于PON移动承载网的实现PW功能示意图。 图12a为本发明实施例的实现PON-based VPN的示意图a ; 图12b为本发明实施例的实现PON-based VPN的示意图b。
具体实施例方式
本发明实施例中，对于GPON (Gigabit Passive Optical Network,千兆位无源光 网络)及下一代GPON，将GEM(GPON Encapsulation Method GP0N，封装方式)Port管道视 为一种特殊MPLS管道，将GEM Port ID (GEM Port ID， GPON封装方式端口标识)视为一种 特殊的MPLS (Multi-protocol Label Switching,多协议标记交换)标签，将GEM port寻 址与标签交换结合，即GEM Port ID既用于帧寻址过滤，又可通过标签实现交换；对于EPON 及下一代EPON (Ethe潔tPassive Optical Network,以太无源光网络)，将LLID (Logical Linkldentif ier，逻辑链路标识)所构成的业务逻辑管道视为一种特殊MPLS管道，将LLID 视为一种特殊的MPLS标签，将LLID寻址与标签交换结合，即LLID既用于帧寻址过滤，又可 通过标签实现交换。类似地，对于其他的PON类型，包括AP0N、BP0N以及下一代PON等也可 以将其相应的属性ID作为特殊的MPLS标签，但为便于描述，本发明实施例将GEM Port ID/ LLID作为代表来进行表述，将其统称为PON标签，将PON标签视为一种特殊的MPLS标签，将 PON段称为PON LSD (LabelSwitching Domain,标签域)，将MPLS段称为MPLS标签域。
在基于PON和MPLS混合的标签交换网络中，如图2a所示，ONU为一种特殊的 LER (Label Edge Router,标签边缘路由器)，称为PON-LER ;OLT为一种特殊的LSR (Label Switched Router,标签交换路由器)，称为PON-LSR ;P0N-LER是从一个PON标签域转发分 组的路由器，它的作用是分析ATM信元头、T匿时隙、ETH帧头或IP分组头，用于决定相应的 传送级别和标签交换路径(LSP) ;PON-LSR类似一个通用IP交换机，它是PON标签域中负责 分组的三层转发和基于PON的标签交换的设备。 从而，在建立基于PON-based LSP的端到端(e2e)业务转发时，PON段的PON标签 和MPLS段的MPLS标签共同组成PON-based LSP，通过在传输经过的PON-LSR和MPLS LSR 集合构成的PON-based LSP，利用一个基于PON和MPLS混合的标签交换转发机制转发一个 特定的FEC分组。其中，FEC分组定义了这样一组ATM信元、T匿时隙、ETH帧或IP分组，从 转发的行为来看，它们所述FEC分组具有相同的转发属性。 具体地，在基于PON和MPLS混合的标签交换网络中，在入口 PON-LER处分组按照 不同转发要求划分成不同转发等价类(FEC)，并将每个特定FEC映射到下一跳，即进入网络 的每一特定ATM信元、T匿时隙、ETH帧或IP分组都被指定到某个特定的FEC中。每一特定 FEC都被编码为一个PON标签，分组被封装到PON标签对应的PON帧中，再转发到下一跳。 在后续的每一跳PON-LSR/MPLS LSR上，不再需要分析ATM信元头、TDM时隙、ETH帧头或IP 分组头，而是用PON标签/MPLS标签作为指针，指向下一跳的输出端口和一个新的PON标签 /MPLS标签，新的PON标签/MPLS标签替代新的PON标签/MPLS标签后经指定的输出端口转 发。在出口 PON-LER上，去除PON标签所在PON帧封装后使用IP路由机制或其它转发机制 将ATM信元、TOM时隙、ETH帧或IP分组向目的地转发； 或者，到达最后的MPLS LER后，由MPLS-LER进行去标签处理后，直接发送给接入网关AGW/无线网络控制器RNC/基站控制器BSC进行处理，如图2b所示；并且以上两种方 案也可以扩展到PON标签域为多级PON级联的情况，比如该PON标签域为TDM PON和W匿 PON工程的网络，如图2c所示，第一级PON为TDM PON(如EPON/GPON)，第二级PON为WDM PON，即第一级PON的OLT(如图2c中的Remote OLT，远端OLT)采用点到点的WDM PON进 行回程(Backhaul) ， Remote OLT对于WDM PON的OLT(如图2c中的Metro OLT，城域OLT) 来说相当于一种特殊的ONU。处理过程和以上描述的方式类似，同样是根据GEM Port ID/ LLID的PON标签进行交换。 本发明实施例还公开一种PON-LSR，即OLT，如图3所示，其中 PON-LSR包括控制面处理模块和数据面处理模块，其中控制面处理模块用于建立 与光网络单元之间的PON业务逻辑传输管道(如GEM Port或LLID所对应的管道)，分配 PON标签，根据PON标签生成PON-based LFIB表。控制面处理模块的路由协议处理单元通 过和其他PON-LSR/MPLS-LSR交换三层路由信息，以此建立路由表，路由表由IP路由表处理 单元进行存储和维护；该控制面还通过PON-based标签分配协议处理单元和其他PON-LSR/ MPLS-LSR通过标签分配协议(如LDP/RSVP)交换PON标签(或MPLS标签)对路由的绑定 信息，以此建立PON-based LIB表；同时再根据路由表和PON-based LIB表生成PON-based LFIB表，可选地还可以生成PON-based FIB表。 数据面处理模块根据输入的PON帧/MPLS报文的PON标签(或MPLS标签)查 PON-based LFIB表得到相应出端口和出标签，进行标签交换，将输入的PON帧(或MPLS报 文)转换为携带相应出标签的MPLS报文(或PON帧)，由相应的出端口输出；另外，还对于 控制信令采用IP路由的方式传输，所述数据面处理模块还根据输入的IP分组的目的地址 查PON-based FIB表得到相应出端口和出PON标签，进行转发，将输入的IP分组承载到携 带相应出PON标签的PON帧中，由相应的出端口输出。 进一步地，所述控制面处理模块包括PON-based标签分配协议处理单元，PON配置 单元；还可选地包括路由协议处理单元，IP路由表处理单元、PON-based LIB单元和路径计 算单元。 其中，PON-based标签分配协议处理单元用于和其他PON-LSR(或MPLS-LSR)通 过标签分配协议(如扩展的LDP/RSVP或OMCI协议)交换PON标签(或MPLS标签)对路 由的绑定信息，以此建立PON-based LIB表。再把路由条目和本地标签的绑定通告给邻居 PON-LSR/MPLS-LSR，同时把邻居PON-LSR/MPLS-LSR告知的路由条目和PON标签绑定接收 下来放到PON-based LIB表里，最后在网络路由收敛的情况下，参照PON-based路由表和 PON-based LIB表的信息生成和PON-based LFIB表，可选地，还可以生成PON-based FIB 表。可选地，PON-based标签分配协议处理单元与PON配置单元和/或PON准入控制单元 进行交互，实现PON配置协议(如OMCI)和LDP/RSVP协议间的互通。 PON配置单元用于配置PON业务逻辑传输管道(如GEM PORT或LLID所对应的管 道)，如建立、修改或删除PON的业务逻辑传输通道；可选地，PON配置单元还用于实现标签 分配的功能，即用PON配置协议(如光网络单元管理和控制接口协议OMCI)来进行标签分 配； 路由协议处理单元用于和其他设备交换路由信息，生成路由表；采用的协议可以 是OSPF、 RIP或BGP等；
8
IP路由表处理单元用于存储和维护PON-based路由表；所述维护包括建立和修 改。 PON-based LIB单元用于存储和维护PON-based LIB表； 其中，相应的IP路由表也可采用静态配置，此时路由协议处理单元、IP路由表处 理单元。 可选地，控制面处理模块还包括PON准入控制单元和路径计算单元，PON准入控制 单元用于实现PON准入控制(如PON接口带宽准入控制)，可由标签分配协议(如资源预留 协议RSVP)触发PON准入控制的执行。路径计算单元用于触发PON-based LSP的建立，可 选用于计算最佳的标签交换路径。 进一步地，所述数据面处理模块包括PON-based LFIB处理单元、PON接口处理单 元和网络侧接口处理单元，PON-based FIB处理单元，还可以包括PON-basedFIB处理单元； 所述PON接口处理单元和网络侧接口处理单元可以为一个或多个；其中
PON-based LFIB处理单元用于存储和维护PON-based LFIB表，根据PON-based LFIB表实现PON和MPLS混合的标签交换转发功能； PON-based FIB处理单元用于存储和维护PON-based FIB表，根据PON-basedFIB
表实现基于PON标签的路由转发功能； PON接口处理单元实现PON接口通信处理功能； 网络侧接口处理单元实现网络侧接口通信处理功能。 本发明实施例还公开一种PON-LER，即ONU，如图4a所示，其中 PON-LER包括控制面处理模块和数据面处理模块，其中控制面处理模块用于配合
光网络单元建立与光网络单元之间的PON业务逻辑传输管道(如GEM PORT或LLID所对
应的管道)，分配PON标签，根据PON标签生成PON-based FIB表；控制面处理模块通过和
其他设备交换路由信息，以此建立路由表，并根据路由表生成PON-based FIB表，并对所述
PON-based FIB表进行维护； 数据面处理模块根据输入的ATM信元、TDM时隙、ETH帧或IP分组的目的地址查 PON-based FIB表得到相应出端口和出标签，进行路由转发，将输入的ATM信元、TOM时隙、 ETH帧或IP分组承载到携带相应出标签的PON帧中，由相应的出端口输出。
进一步地，所述控制面处理模块包括PON-based标签分配协议处理单元、PON配置 单元；还可选地包括路由协议处理单元、IP路由表处理单元、PON-based LIB单元和路径计 算单元。其中， PON-based标签分配协议处理单元用于和其他PON-LSR (或MPLS-LSR)通过标签分 配协议(如扩展的LDP/RSVP或OMCI协议)交换PON标签(或MPLS标签)对路由的绑定 信息，以此建立PON-based LIB表。再把路由条目和本地标签的绑定通告给邻居PON-LSR/ MPLS-LSR，同时把邻居PON-LSR/MPLS-LSR告知的路由条目和PON标签绑定接收下来放到 PON-based LIB表里，最后在网络路由收敛的情况下，参照PON-based路由表和PON-based LIB表的信息生成PON-based FIB表； PON配置单元用于配置PON的业务逻辑传输管道，如建立、修改或删除PON的业务 逻辑传输通道； 路由协议处理单元用于和其他设备交换三层路由信息，生成路由表；。
IP路由表处理单元用于存储和维护路由表； PON-based LIB单元用于存储和维护PON-based LIB表； 路径计算单元用于触发PON-based LSP的建立，可选用于计算最佳的标签交换路 径。 进一步地，所述数据面处理模块包括PON-based FIB处理单元、PON接口处理单元 和网络侧接口处理单元；其中 PON-based FIB处理单元用于存储和维护PON-based FIB表，根据PON-basedFIB
表实现基于PON标签的路由转发功能； PON接口处理单元实现PON接口通信处理功能； 网络侧接口处理单元实现网络侧接口通信处理功能。 可替换地，PON-LER也可以采用采用图4b所示的内部结构，与图4a所示的结构不 同的是，所述控制面处理模块包括PON配置单元、路由协议处理单元、IP路由表处理单元、 PON-based LIB单元和路径计算单元。相当于PON配置单元除了用于配置PON的业务逻辑 传输通道外，还集成了 PON-based标签分配协议处理单元的PON-based FIB表建立和标签 分配的功能；对于GPON及下一代GPON， PON配置单元采用OMCI协议实现上述功能。
下文主要以图2a所示的网络为代表对本发明的实施例进行进一步描述。网络信 号传输过程包括两个阶段一是在控制面的路径协商和建立过程；二是在数据面的根据建 立的路径进行数据传输的过程；即分别对应于各网络实体(如PON-LSR/PON-LER)的控制 面和数据面的处理过程。假设PON-based LSP是由源ONU(即图2a中的0NU1)经0LT1和 0LT2到目的ONU(即图2a中的0NU2)，本发明的实施例的标签交换方法，如图5所示，包括
步骤501 :在OLT (如图2a中的0LT1 、图2b中的0LT1和图2c中的OLT)与ONU (如 图2a中的0NU1、图2b中的0NU1和图2c中的ONU)之间建立GEM PORT管道；根据作为PON 标签的GEM Port ID，更新ONU上的PON-based FIB表，更新在OLT上的PON-based LFIB 表，可选地更新在OLT上的PON-based FIB表； PON-based LFIB表中每个表项包括入端口 、出端口 、入标签和出标签，记录了入端 口、入标签和出端口、出标签之间的转发关系；PON-based FIB表中每个表项包括入端口 、出 端口 、目的地址和出标签，记录了入端口 、目的地址和出端口 、出标签之间的转发关系。
步骤502 :当数据报文到达ONU时，所述ONU根据PON-based FIB表进行转发，将 数据报文转换为带有PON标签的报文转发给所述OLT，所述OLT则根据接收报文的入PON接 口和入标签查找PON-based LFIB表进行标签交换，按标签交换后的出端口和出标签将报文 传输给下一跳节点(如PON-LSR/MPLS-LSR); 或者，当数据报文到达OLT时，所述OLT根据入端口和MPLS标签查找PON-based LFIB表进行标签交换，按标签交换后的出PON接口和出PON标签将报文传输给 ONU (PON-LER)，所述ONU对接收的带有PON标签的报文根据PON-basedFIB表进行转发。
下面以GPON或下一代GPON为例进行具体描述，对于EPON，处理流程类似，只需将 GEM PORT ID替换为LLID即可。当PON和MPLS混合的标签的分发可通过扩展的LDP/RSVP 协议以携带P0N标签完成时，步骤501进一步具体包括，如图6所示
1-2、 0NU2请求建立一条由0NU2到0NU1的PON-based LSP ;从0NU2起到0LT1逐 跳由下一级节点向上一级节点发送一个到目的地为0NU1的PON标签/MPLS标签的请求消息；所述消息可以利用Path/标签请求消息来实现。 3-4、当所述请求消息到达0LT1时，OLTl进行PON准入控制，当OLTl允许建立 PON标签相应的GEM PORT管道，OLTl向ONUl发送一个到ONUl的PON标签请求消息和GEM PORT ID创建请求消息，所述GEM PORT ID创建请求消息携带分配的GEMPORT ID(比如为 ID A)，ONUl根据接收的GEM PORT ID完成GEM PORT ID创建后，PON配置单元向OLTl发送 GEM PORT ID创建应答消息；同时根据所述标签请求消息，将所述GEM PORT ID作为目的地 为ONUl的PON标签，根据所述的PON标签刷新其上的PON-based LFIB表，并且向OLTl回 复Resv消息/标签映射消息，该消息携带所分配的分配目的地为ONUl的PON标签，其中对 于GPON及其下一代GPON，所述创建消息和创建应答消息采用OMCI协议发送；0NU1根据所 述PON标签刷新其上的PON-based FIB表； 5、0LT1接收到ONUl发送的Resv消息/标签映射消息后，根据其携带的PON标签 刷新其上的PON-based LFIB表；从OLTl起到0LT2逐跳由上一级节点向下一级节点分配一 个到目的地为ONUl的PON标签/MPLS标签；所述标签消息可以利用Resv消息/标签映射 消息来携带； 6、0LT2接收到Resv消息/标签映射消息后，向0NU2发送GEM PORT ID创建请求消 息，所述GEM PORT ID创建请求消息携带分配给0NU2的GEM PORT ID(比如为ID B) ;0NU2 完成GEM PORT ID创建后，PON配置单元向0LT2发送GEM PORT ID创建应答消息，消息采 用OMCI协议发送；同时0LT2将所述GEM PORT ID作为目的地为ONUl的PON标签，根据分 配的PON标签刷新其上的PON-based LFIB表，并通过Resv消息/标签映射消息将所分配 的目的地为ONUl的PON标签发送给0NU2 ;0NU2根据所述PON标签刷新其上的PON-based FIB表。 OLT支持LDP/RSVP协议作为标签分发协议，ONU采用OMCI协议作为标签分发协 议，当OLT支持PON配置协议(如OMCI)和LDP/RSVP协议间的互通时。类似地，步骤501 进一步具体包括 l-2、0LT2请求建立一条由0NU2到ONUl的PON-based LSP ;0LT2进行PON准入控 制，当0LT2允许建立PON标签相应的GEM PORT管道，则从0LT2起到OLTl逐跳由下一级节 点向上一级节点发送一个到目的地为ONUl的PON标签/MPLS标签的请求消息；所述消息可 以利用Path/标签请求消息来实现； 3-4、当所述请求消息到达OLTl时，OLTl进行PON准入控制，当OLTl允许建立PON 标签相应的GEM PORT管道，OLTl向ONUl发送GEM PORT ID创建消息，所述消息携带分配 的GEM PORT ID(比如为ID A) ， ONUl完成GEM PORT ID创建后，PON配置单元向OLTl发送 GEM PORT ID创建应答消息，其中对于GPON及其下一代GPON，所述创建消息和创建应答消 息采用OMCI协议发送；0NU1也将所述GEMPORT ID作为目的地为ONUl的PON标签，根据所 述的PON标签刷新其上的PON-based FIB表； 5、 OLTl接收到ONUl发送的GEM PORT ID创建应答消息后，也将所述GEM PORTID 作为生成目的地为ONUl的PON标签，根据所述的PON标签刷新其上的PON-basedLFIB表； 从OLTl起到0LT2逐跳由上一级节点向下一级节点分配一个到目的地为ONUl的PON标签 /MPLS标签；所述标签消息可以利用Resv消息/标签映射消息来携带；
6、0LT2接收到Resv消息/标签映射消息后，向0NU2发送GEM PORT ID创建i青求消息，所述GEM PORT ID创建请求消息携带分配给0NU2的GEM PORT ID(比如为ID B); 0NU2根据所述GEM PORT ID，完成GEM PORT ID创建后，向0LT2发送GEM PORT ID创建应 答消息，消息采用OMCI协议发送；同时0LT2和0NU2将所述GEMPORT ID作为PON标签，分 别刷新其上的PON-based LFIB表和PON-based FIB表。 以上各PON-LSR都可以进行PON接口带宽准入控制，当不满足带宽要求时，中止所 述PON-based LSP的建立。下面结合PON-based FIB表和PON-based LFIB表的具体格式 实例对步骤二中的数据交换的方式进行具体说明 PON-based LFIB表的标签项按20位设置，MPLS标签为20比特，GEM port ID为12 比特，LLID为16比特，所以在GPON-based LFIB表中，20位标签项由8位特殊的填充前缀和 12位GEM port ID构成，8位特殊的填充前缀可以设置为"FF"(十六进制)；在EPON-based LFIB表中，20位标签项由4位特殊的填充前缀和16位LLID构成，4位特殊的填充前缀可以 设置为"F"(十六进制)。Ingress Interface为入端口 ， Egress Interface为出端口 。入 端口和出端口可以为同一个端口 ，即实现在同一个PON端口内的转发，此时入标签和出PON 标签不能相同。 标签项可以为单播PON标签/单播MPLS标签，也可以为组播PON标签/组播MPLS 标签。 一个组播PON标签/组播MPLS标签对应的报文可以转发到另一个组播PON标签/ 组播MPLS标签对应的报文；一个组播PON标签/组播MPLS标签对应的报文也可以转发到 一组单播PON标签/单播MPLS标签对应的报文。 下面结合PON-based LFIB表和PON-based FIB表的具体格式，对PON和MPLS混 合的标签交换过程和路由交换过程进行详细说明 图7a和7b分别示出了 GPON-based LFIB表和EPON-based LFIB表的具体内容，
标签交换转发过程如图9所示，当PON帧(以GEM帧为例)到达PON-LSR， PON-LSR 根据GEM帧的入端口 (如入GPON接口 2)和入标签(如GEM PORT ID = 132加上前缀"FF")， 查GPON-based LFIB表，得到出端口 (如出端口 2)和出标签(如MPLS标签二 45321)，则 PON-based LFIB处理单元去除GEM帧头，然后添加MPLS报文头，其中的MPLS标签为查得的 出标签值(如MPLS标签二 45321)，然后将MPLS报文由出端口 (如出端口2)送出。
反之，当MPLS报文到达PON-LSR， PON-LSR根据MPLS报文的入端口 (如入端口 3) 和入标签(如MPLS标签二 12354)，查GPON-based LFIB表，得到出端口 (如出PON接口 3) 和出标签(如"FF"+231)，则PON-based LFIB处理单元去除MPLS报文头，然后添加GEM帧 头，其中的GEM PORT ID为查得的去除前缀"FF"的出标签值(如GEM PORT ID = 231)，然 后将GEM帧由出端口 (如出GP0N接口2)送出。 上述过程也适用于点到多点组播(p-t-mp multicast)的情形，例如，当PON帧 (以EPON MAC帧为例)到达PON-LSR， PON-LSR根据EPON MAC帧的入端口 (如EPON接口 2)和入标签(如LLID二 1111加上前缀"F")，查EPON-based LFIB表，得到N对出端口 和出标签(如N二 2，分别为出端口 2和MPLS标签二 11111，以及出端口 3和MPLS标签二 22222)，则PON-based LFIB处理单元去除EPON MAC帧头，然后对EPON MAC帧净荷进行复 制，查到N对出端口和出标签就将相应的EPON MAC帧净荷复制N份，然后依次将第一份EPON MAC帧净荷添加MPLS报文头，其中的MPLS标签为查得的第一个出标签值(如MPLS标签= 11111)，......，第N份(N = 2) EPONMAC帧净荷添加MPLS报文头，其中的MPLS标签为查得的第N份(N = 2)出标签值(如MPLS标签=22222)，然后将每份MPLS报文分别由相应的
出端口送出，如第一份MPLS报文由出端口 2送出，......，第N份(N = 2)MPLS报文由出端
口 3送出。 为便于描述，以网络侧为IP接口的情况作为实例，相应的GPON-based FIB表和 EPON-based FIB表的具体内容如图8a和8b所示。PON-based FIB表的标签项按20位设 置，同样在GPON-based FIB表中，20位标签项由8位特殊的填充前缀和12位GEM port ID 构成，8位特殊的填充前缀可以设置为"FF"(十六进制)；在EPON-based FIB表中，20位标 签项由4位特殊的填充前缀和16位LLID构成，4位特殊的填充前缀可以设置为"F"(十六 进制)。对于网络侧为ATM接口的情况，Target Address项为ATM的VPI和VCI。对于网 络侧为TDM接口的情况，TargetAddress项为TDM的时隙号。 以根据GPON-based FIB表的处理过程为例，当IP分组到达PON-LER， PON-LER 的PON-based FIB处理单元根据IP分组的入端口 (如入端口 1)和目的地址(如IP@1)， 查GPON-based FIB表，得到出端口 (如出GPON接口 1)和出标签(如'卞？"+ "321")，则 PON-based FIB处理单元对IP分组添加GEM帧头，添加GEM帧头之前可选添加以太网帧头， 其中的GEM PORT ID为查得的去除前缀"FF"的出标签值(如GEM PORT ID = 321)，然后将 GEM帧由出端口 (如出GPON接口 1)送出。其中PON-LSR中的PON-based FIB表起的作用 一样，处理过程类似，就不再赘述。 下文结合图10a所示，进一步具体描述前文中的步骤501，在该流程中，0NU和0LT 均支持LDP/RSVP协议作为标签分发协议，ONU建议采用图4b所示的结构
1、路径计算触发0NU2建立一条到0NU1的PON-based LSP ; 2、 0NU2的标签分配协议处理单元通过Path消息/标签请求消息向0LT2请求一 个到0NU1的PON标签; 3、 0LT2的标签分配协议处理单元收到请求后触发PON准入控制单元进行PON接 口带宽准入控制； 4、当0LT2允许建立PON标签相应的GEM PORT/LLID管道，则0LT2的标签分配协 议处理单元向MPLS LSR j发送Path消息/标签请求消息请求一个到0NU1的MPLS标签； MPLS LSR j同样执行相应节点的准入控制，然后向下一个节点请求一个到0NU1的PON标 签......，直到到达MPLS LSR i ; 5、MPLS LSR i向0LT1发送Path消息/标签请求消息请求一个到0NU1的MPLS标 签； 6、 0LT1的标签分配协议处理单元收到请求后触发PON准入控制单元进行PON带 宽准入控制； 7、当0LT1允许建立PON标签相应的GEM PORT/LLID管道，则标签分配协议处理单 元向0NU1发送Path消息/标签请求消息请求一个到0NU1的PON标签；
8、当0LT1允许建立PON标签相应的GEM PORT/LLID管道，PON准入控制单元触发 PON配置单元向0NU1发送GEM PORT ID/LLID创建消息； 9、 0NU1完成GEM PORT ID/LLID创建后，PON配置单元向0LT1发送GEM PORTID/ LLID创建应答消息； 10、 0NU1的标签分配协议处理单元向0LT1回复Resv消息/标签映射消息，分配
13到0NU1的PON标签，该PON标签由Resv消息/标签映射消息携带；
11、 ONUl根据分配的PON标签刷新PON-based FIB表； 12、0LT1的标签分配协议处理单元向MPLS LSR i回复Resv消息/标签映射消息，分配到ONUl的MPLS标签; 13、 0LT1根据分配的PON标签刷新PON-based LFIB表； 14、MPLS LSRj的标签分配协议处理单元向0LT2回复Resv消息/标签映射消息，分配到ONUl的MPLS标签; 15、 0LT2的标签分配协议处理单元接收到Resv消息/标签映射消息后，触发PON配置单元向0NU2发送GEM PORT ID/LLID创建应答消息； 16、0NU2完成GEM PORT ID/LLID创建后，PON配置单元向0LT2发送GEM PORTID/LLID创建应答消息； 17、0LT2的PON配置单元收到GEM PORT ID/LLID创建应答消息后，触发标签分配协议处理单元向0NU2回复Resv消息/标签映射消息，分配到ONUl的PON标签，该PON标签由Resv消息/标签映射消息携带； 18、 0LT2根据分配的PON标签刷新PON-based LFIB表；
19、 0NU2根据分配的PON标签刷新PON-based FIB表。 或如图10b所示，进一步具体描述前文中的步骤501，在该流程中，OLT支持LDP/
RSVP协议作为标签分发协议，ONU采用OMCI协议作为标签分发协议，OLT需要支持PON配
置协议(如OMCI)和LDP/RSVP协议间的互通，ONU建议采用图4a所示的结构 1、路径计算触发0LT2建立一条由0NU2到ONUl的PON-based LSP ; 2-3、0LT2的路径计算处理单元触发PON准入控制单元进行PON带宽准入控制；一
种触发方式如下 0LT2的路径计算处理单元模拟0NU2向0LT2的标签分配协议处理单元发送Path消息/标签请求消息，向0LT2请求一个到ONUl的PON标签；0LT2的标签分配协议处理单元收到请求后触发PON准入控制单元进行PON带宽准入控制； 4、当0LT2允许建立PON标签相应的GEM PORT/LLID管道，则0LT2的标签分配协议处理单元向MPLS LSR j发送Path消息/标签请求消息请求一个到ONUl的MPLS标签；MPLS LSR j同样执行相应节点的准入控制，然后向下一个节点请求一个到ONUl的PON标签......； 5、MPLS LSR i向0LT1发送Path消息/标签请求消息请求一个到ONUl的MPLS标签； 6、 0LT1的标签分配协议处理单元收到请求后触发PON准入控制单元进行PON带宽准入控制； 7-8、当0LT1允许建立PON标签相应的GEM PORT/LLID管道，则标签分配协议处理单元触发PON配置单元向ONUl发送GEM PORT ID/LLID创建消息，对于GPON及其下一代GPON， PON配置单元为OMCI协议处理单元；一种触发方式如下 当0LT1允许建立PON标签相应的GEM PORT/LLID管道，则标签分配协议处理单元发送Path消息/标签请求消息请求一个到ONUl的PON标签，该请求消息会由0LT1的PON配置单元模拟ONUl进行接收；PON配置单元接收到Path消息/标签请求消息后，触发向0NU1发送GEM PORT ID/LLID创建消息，对于GPON及其下一代GPON， PON配置单元为OMCI协议处理单元； 9、 ONUl完成GEM PORT ID/LLID创建后，PON配置单元向0LT1发送GEM PORTID/LLID创建应答消息，对于GPON及其下一代GPON， PON配置单元为OMCI协议处理单元，消息采用OMCI协议发送； 10、 ONUl根据分配的PON标签刷新PON-based FIB表； 11-12、0LT1的PON配置单元触发0LT1的标签分配协议处理单元向MPLS LSRi回
复Resv消息/标签映射消息，分配到ONUl的MPLS标签；一种触发方式如下 0LT1的PON配置单元模拟ONUl向0LT1的标签分配协议处理单元回复Resv消息
/标签映射消息，分配到ONUl的PON标签，该PON标签由Resv消息/标签映射消息携带；
0LT1的标签分配协议处理单元收到Resv消息/标签映射消息后向MPLSLSR i回复Resv消
息/标签映射消息，分配到ONUl的MPLS标签； 13、 0LT1根据分配的PON标签刷新PON-based LFIB表； 14、MPLS LSR j的标签分配协议处理单元向0LT2回复Resv消息/标签映射消息，分配到ONUl的MPLS标签； 15-16、 0LT2的标签分配协议处理单元接收到Resv消息/标签映射消息后，触发0LT2的PON配置单元向0NU2发送GEM PORT ID/LLID创建应答消息；一种触发方式如下
0LT2的标签分配协议处理单元接收到Resv消息/标签映射消息后，向0NU2回复Resv消息/标签映射消息，分配到ONUl的PON标签，该PON标签由Resv消息/标签映射消息携带；该请求消息会由0LT2的PON配置单元模拟0NU2进行接收；0LT2的PON配置单元接收到Resv消息/标签映射消息后，触发向0NU2发送GEMPORT ID/LLID创建应答消息；
17、0NU2完成GEM PORT ID/LLID创建后，PON配置单元向0LT2发送GEM PORTID/LLID创建应答消息； 18、 0LT2根据分配的PON标签刷新PON-based LFIB表；
19、 0NU2根据分配的PON标签刷新PON-based FIB表。 进一步，ONU可以实现PE功能，从而构建PON-based VPN。对于GPON及下一代GPON，将GEM Port管道视为一种特殊PSN隧道，将GEM Port ID视为一种特殊的PSN隧道标识，GEM Port所构成的管道可以直接承载PW ;对于EPON及下一代EPON，将LLID所构成的管道视为一种特殊PSN隧道，将LLID视为一种特殊的PSN隧道标识，LLID所构成的管道可以直接承载PW(Pseudo Wires，伪线)。基于PON移动承载网的实现PW功能示意图如图11所示。 但如果在ONUl和0NU2间建立单段PW， PON和MPLS混合的标签交换网络存在全网状连接(Full Mesh)问题。为了解决该问题，建议在OLT或汇聚节点实现S-PE功能，建立多段PW解决Full Mesh ;PON-based PW的天然适合Spoke-Hub拓扑，例如如图12a禾P 12b所示，PON-based LSP段为Spoke ， LSP段为Hub。 通常，对于移动网络，为了保证足够低的语音时延，语音包净荷通常短小精悍(超过50%小于64字节)。PW over PON相对于目前承载于MPLS网络的PW，由于节省了以太网帧头和MPLS隧道报文头开销，从而传输效率有了极大提高。 对于PON单播标签为双向标签，而MPLS标签通常为单向标签，则一个PON单播标签可用于两个不同方向的PON-based LSP中。 本发明实施例还公开一种系统，包括0LT和0NU，其中所述0LT为2个和2个以上；其中所述OLT根据作为PON标签的GEM Port ID/LLID建立与光网络单元之间的GEM PortID/LLID管道，根据所述PON标签对路由的绑定信息，建立PON-based LFIB表；根据的接收到的数据的PON标签查询PON-based LFIB表得到相应出端口和出标签，将输入的报文进行标签交换，将携带相应出标签的数据由相应的出端口输出；还可以根据生成的PON-basedFIB表进行路由转发； 所述ONU建立PON-based路由表后，根据所述PON-based路由表生成PON-basedFIB表；根据数据的目的地址以及所述PON-based FIB表得到相应的出端口和出标签后，根据所述出标签将所述数据携带在相应的PON帧中，由相应的出端口输出进行路由转发。
利用本发明的实施例，对于利用e2e的PON-based LSP建立TDM、可视电话、会议视频、点播等应用具有重要意义，能保证e2e业务服务质量并提高通信效率，特别是能大幅提升语音通讯的效率。 通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的硬件平台的方式来实现，当然也可以全部通过硬件来实施。基于这样的理解，本发明的技术方案对背景技术做出贡献的全部或者部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
1权利要求
一种标签交换方法，其特征在于，该方法包括在PON-based LSP建立时，在OLT与ONU之间建立PON业务逻辑传输管道，根据作为PON标签的PON业务逻辑传输管道的标识，更新所述ONU上的PON-based FIB表，更新在所述OLT上的PON-based LFIB表；所述PON-based LFIB表记录入端口、入标签和出端口、出标签之间的转发关系；所述PON-based FIB表记录入端口、目的地址和出端口、出标签之间的转发关系；当数据报文到达ONU时，所述ONU根据其上的PON-based FIB表进行转发，将数据报文转换为带有PON标签的报文转发给所述OLT，所述OLT则根据接收报文的入PON接口和入标签查找PON-based LFIB表进行标签交换，按标签交换后的出端口和出标签将报文传输给下一跳节点；或者，当数据报文到达OLT时，所述OLT根据入端口和MPLS标签查找PON-based LFIB表进行标签交换，按标签交换后的出PON接口和出PON标签将报文传输给ONU，所述ONU对接收的带有PON标签的报文根据PON-based FIB表进行转发。
2. 根据权利要求1所述的标签交换方法，其特征在于，所述OLT与ONU之间PON标签的 分配通过扩展的LDP/RSVP协议来实现；或者通过OMCI协议来实现。
3. 根据权利要求1或2所述的标签交换方法，其特征在于，所述入标签为PON标签或 MPLS标签，所述出标签为MPLS标签或PON标签，所述PON标签为GEM Port ID/LLID，所述 PON业务逻辑传输管道为GEM Port或LLID所对应的管道。
4. 一种光线路终端，其特征在于，所述光线路终端包括控制面处理模块和数据面处理 模块，所述控制面处理模块用于建立与光网络单元之间的PON业务逻辑传输管道，分配PON 标签，根据PON标签生成PON-based LFIB表；所述数据面处理模块根据的接收到的数据报文的入端口 、入标签查询PON-based LFIB 表得到相应出端口和出标签，将输入的报文进行标签交换，将携带相应出标签的数据报文 由相应的出端口输出。
5. 根据权利要求4所述的光线路终端，其特征在于，所述控制面处理模块包括 PON-based标签分配协议处理单元，PON配置单元，所述PON-based标签分配协议处理单元用于分配PON标签，根据PON标签生成 PON-based LFIB表；所述PON配置单元用于建立和维护PON业务逻辑传输管道。
6. 根据权利要求4所述的光线路终端，其特征在于，所述数据面处理模块包括 PON-based LFIB表处理单元、PON接口处理单元和网络侧接口处理单元；其中PON-based LFIB处理单元用于存储和维护PON-based LFIB表，根据PON-based LFIB 表实现标签交换转发；PON接口处理单元实现PON接口通信处理功能； 网络侧接口处理单元实现网络侧接口通信处理功能。
7. 根据权利要求6所述的光线路终端，其特征在于，所述数据面处理模块还包括 PON-based FIB处理单元，用于存储和维护PON-based FIB表，根据PON-based FIB表实现 基于标签的路由转发
8. 根据权利要求6所述的光线路终端，其特征在于，所述控制面处理模块还包括P0N准 入控制单元，路由协议处理单元，IP路由表处理单元、PON-basedLIB单元和路径计算单元所述PON准入控制单元用于实现PON接口带宽准入控制，由所述标签分配协议触发PON 准入控制的执行。所述路由协议处理单元用于生成PON-based路由表； 所述IP路由表处理单元用于存储和维护路由表； 所述PON-based LIB单元用于存储和维护PON-based LIB表，PON-based LIB表用于 协助生成PON-based LFIB表或生成PON-based FIB表和PON-based LFIB表； 所述路径计算单元用于触发PON-based LSP的建立。
9. 根据权利要求5、6、7或8所述的光线路终端，其特征在于，所述数据报文为MPLS报 文或PON帧，所述入标签为PON标签或MPLS标签，所述出标签为MPLS标签或PON标签，所 述PON标签为GEM Port ID/LLID，所述PON业务逻辑传输管道为GEM Port或LLID所对应 的管道。
10. 根据权利要求5所述的光线路终端，其特征在于，所述PON-based标签分配协议处 理单元还用于与PON配置单元进行交互，实现OMCI协议和LDP/RSVP协议间的互通。
11. 一种光网络单元，其特征在于，所述光线路终端包括控制面处理模块和数据面处理 模块；所述控制面处理模块用于配合光网络单元建立与光网络单元之间的PON业务逻辑传 输管道，分配PON标签，根据PON标签生成PON-based FIB表；所述数据面处理模块根据数据报文的目的地址查询所述PON-based FIB表得到相应的 出端口和出标签后，根据所述出标签将所述数据携带在相应的PON帧中，由相应的出端口 输出进行转发。
12. 根据权利要求ll所述的光网络单元，其特征在于，所述控制面处理模块包括 PON-based标签分配协议处理单元和PON配置单元；所述PON-based标签分配协议处理单元用于分配PON标签，根据PON标签生成 PON-based FIB表；所述PON配置单元用于建立和维护PON业务逻辑传输管道。
13. 根据权利要求12所述的光网络单元，其特征在于，所述数据面处理模块包括 PON-based FIB处理单元、PON接口处理单元和网络侧接口处理单元；其中；所述PON-based FIB处理单元用于存储和维护PON-based FIB表，根据PON-based FIB 表实现基于标签的路由转发；所述PON接口处理单元实现PON接口通信处理功能； 所述网络侧接口处理单元实现网络侧接口通信处理功能。
14. 根据权利要求13所述的光网络单元，其特征在于，所述P0N配置单元和所述 PON-based标签分配协议处理单元集成。
15. 根据权利要求H、12、13或14所述的光网络单元，其特征在于，所述数据报文包括 ATM信元、TOM时隙、ETH帧或IP分组，所述入标签为PON标签或MPLS标签，所述出标签为 MPLS标签或PON标签，所述PON标签为GEM Port ID/LLID，所述PON业务逻辑传输管道为 GEM Port或LLID所对应的管道。
16. 根据权利要求12所述的光线路终端，其特征在于，所述控制面处理模块还包括路 由协议处理单元，IP路由表处理单元、PON-based LIB单元和路径计算单元所述路由协议处理单元用于生成PON-ba sed路由表； 所述IP路由表处理单元用于存储和维护路由表；所述PON-based LIB单元用于存储和维护PON-based LIB表，PON-based LIB表用于 协助生成PON-based FIB表；所述路径计算单元用于触发PON-based LSP的建立。
17. —种标签交换系统，其特征在于，所述系统包括OLT和ONU，其中所述OLT建立与光网络单元之间的PON业务逻辑传输管道，分配PON标签，根据 PON标签生成PON-based LFIB表；根据接收到的数据报文的入端口 、入标签查询PON-based LFIB表得到相应出端口和出标签，将输入的报文进行标签交换，将携带相应出标签的数据 由相应的出端口输出；所述ONU配合光网络单元建立与光网络单元之间的PON业务逻辑传输管道，分配PON 标签，根据PON标签生成PON-based FIB表；根据数据报文的入端口 、目的地址查询所述 PON-based FIB表得到相应的出端口和出标签后，根据所述出标签将所述数据携带在相应 的PON帧中，由相应的出端口输出进行转发。
18. 根据权利要求17的标签交换系统，其特征在于，所述P0N业务逻辑传输管道能直接 承载伪线PW。
19. 根据权利要求17所述的光网络单元，其特征在于，所述入标签为P0N标签或MPLS 标签，所述出标签为MPLS标签或PON标签，所述PON标签为GEM PortlD/LLID，所述PON业 务逻辑传输管道为GEM Port或LLID所对应的管道。
全文摘要
本发明实施例公开了一种标签交换方法，在PON-based LSP建立时，在OLT与ONU之间建立PON业务逻辑传输管道，根据作为PON标签的PON业务逻辑传输管道的标识，更新所述ONU上的PON-based FIB表，更新在所述OLT上的PON-based LFIB表；所述PON-based LFIB表记录入端口、入标签和出端口、出标签之间的转发关系；所述PON-based FIB表记录入端口、目的地址和出端口、出标签之间的转发关系；当数据报文到达ONU或OLT时，所述ONU根据其上的PON-based FIB表进行路由选择，所述OLT则根据其上的PON-based FIB表和PON-based LFIB表分别进行转发和标签交换；还公开了一种OLT、一种ONU和一种标签交换系统；利用本发明的实施例能极大简化基于PON和MPLS混合的标签交换网络内部处理，避免网络中段与段之间的转发特性迥异、协议多样、段间转换、映射和控制复杂的问题。
文档编号H04L29/06GK101729384SQ200810217020
公开日2010年6月9日 申请日期2008年10月15日 优先权日2008年10月15日
发明者郑若滨 申请人:华为技术有限公司