专利名称：Twdm-pon系统中olt和onu之间的波长管理方法
技术领域：
本发明涉及多波长时分波分复用的混合PON(Passive Optical Network,无源光网络)接入领域，特别是涉及一种TWDM-PON(Time Wavelength DivisionMultiplexing-Passive Optical Network,时分波分复用-无源光网络)系统中OLT(Optical Line Tterminal,光线路终端)和 0NU(0ptical Network Unit,光网络单兀)之间的波长管理方法。
背景技术：
光接入网络作为光纤通信网络中的ー个重要部分，具有广阔的应用前景。但是，随着业务内容的丰富，需求的带宽越来越高，1G/2. 5G速率的EPON (Ethernet PassiveOptical Network,以太网无源光网络)或 GPON (Gigabit-Capable Passive OpticalNetwork，吉比特/千兆位无源光网络)和10G/2. 5G速率XG-PON不能满足未来市场带宽的·需求。在下一代无源光接入网(NG P0N2)中，基于TWDM-PON技术的研究被业界广泛关注。TffDM-PON采用波分和复用技术的Ρ0Ν，被称为时分波分复用-无源光网络。TWDM-PON 因为保持 ODN(Optical Distribution Network，光分配网)不变，即 ODN中的分路器仅是光功率分配器，而不是波长路由或者波长选择器。系统中引用波分复用技术的方法较为简单，波长选择器就下降到ONU处，具体ONU所使用的波长则由局端和远端的协议协商而定。因此，TWDM-PON的关键在于系统波长管理协议的设计与实现，以便实现ONU所使用波长的管理。TffDM-PON的系统架构參见图I所示，组成OLT的N个OLT port控制器(或简称OLT控制器)经过合波分波以后，使用共享的ODN与ONU通信，N = 4或6或8或16。ONU具有可波长调谐的接收和发送。在TWDM-PON多波长的系统中，多个OLT port控制器如何实现ONU的激活和其他一些管理活动，是ー个需要重点考虑的问题。其中，通过波长管理通道的管理消息交互给ONU指配上下行的波长对，是ー个焦点。通常指定缺省OLT port控制器所使用的波长对，作为波长作为管理通道，存在以下缺点(I) OLT port控制器故障吋，整个系统不能实现波长管理，并且当所有的ONU在重启的时候都需要切换到该波长，容易引起时延。(2)某一 OLT port控制器所使用的信道作为波长管理通道没有选择性，无法规避OLT port控制器作为域主的时候出现故障所引起的整个系统瘫痪。(3)为了满足所有的ONU迫切需要找到域主的需要，要求域主(OLT)广播其域内的域主资格信息越快越好，但是，目前该信息仅仅在XGTC(XGP0N transmissionconvergence, XGPON传输汇聚)巾贞的 PLOAM(Physical Layer Operations>Administrationand Maintenance,物理层操作管理和维护)消息中传送,不够快
发明内容
本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种TWDM-PON系统中OLT和ONU之间的波长管理方法，使得ONU能够在收发两个方向确定所使用的波长，并利用XGPON系统下行XGTC帧的一个字段作为域主身份通知机制，实现快速可靠地管理波长，节约网络的建设成本。本发明提供的TWDM-PON系统中OLT和ONU之间的波长管理方法，包括以下步骤A、通过OLT的WLA层功能从N个OLT port确定用于仲裁波长的域主和用于域主失效时更换域主的副主,N为域内OLT port的个数，N = 4或6或8或16 ;域主、副主均使用XG-P0N下行XGTC帧的修改的PON-ID字段发送携带表示域主、副主身份的证书信息；B、0NU在管理波长信道接收到域主证书信息后，在域主对应的上行波长PLOAM信道上发送请求波长的ONU波长及其调谐能力报告，域主在OLT的WLA层分配波长对给ONU和相应的主机0LT，并在下行的PLOAM信道发送波长指定命令消息；C、在主机OLT和ONU交互的过程中，若ONU获得了所需的对应主机OLT的波长信息，则发送“获取波长成功指示”；当域主发生故障，ONU没有
接收到波长指定命令消息，则寻找副主，并在副主的上行波长发送“获取波长失败指示”;收到发送申请波长失败消息后，经OLT的WLA层处理，回到步骤A，产生新的域主。 在上述技术方案中，所述XGPON系统中下行XGTC帧结构包含物理同步块和XGTC帧，其中，XGTC帧结构为G. 987. 3标准，由固定大小135432字节组成，包括XGTC帧头和XGTC的有效载荷部分，XGTC载荷形成发送端和接收端的服务适配子层处理。在上述技术方案中，所述下行XGTC帧头包括一个固定大小的下行帧头长度指示结构和两个变量大小的分区带宽映射和下行PLOAM分区，该下行PLOAM分区传输下行OAM消息，其中的下行物理同步块的大小是24字节，它包含三个独立的8个字节的结构物理层同步序列、超帧计数结构和PON-ID结构。在上述技术方案中，所述XGP0N-P0N下行XGTC帧的PON-ID结构中含有指定和域主和副主证书信息的指示域，所述指示域采用y个比特表明域主和副主信息，l^y^51,且I为正整数。在上述技术方案中，步骤B中所述ONU波长及其调谐能力报告包括消息类型标识、序列编码、ONU发送波长、ONU接收波长、ONU发送波长可调性、ONU接收波长可调性值域；所述波长指定命令消息包括消息类型标识、序列编码、ONU发送波长和ONU接收波长值域。在上述技术方案中，步骤C中获取波长成功指示和失败波长指示都采用上行XGTC头的波长获得比特，波长获得比特是XGTC头的指示字段，修改后所占的一个比特；波长获得比特=I为获取波长成功指示；波长获得比特=O为获取波长失败指示。与现有技术相比，本发明的优点如下(I)本发明能满足TWDM PON的要求，使TWDM PON与传统PON共享一个ODN，ONU所使用的波长通过OLT和ONU协商后解决，保护运营商已有的ODN投资，节约网络的建设成本。(2)本发明能实现快速管理波长，减少ONU协商波长的时间。(3)本发明能实现域主的自动保护和切换的支持机制，对于波长管理通道的选择，域主的机制比之固定或预先指定单个波长作为管理通道的方法的可靠性高。
图I是TWDM-PON的系统架构图。图2是TWDM-PON系统中OLT的结构框图。图3是XGPON系统中下行XGTC帧的结构示意图。图4是在XGTC头的上行获取波长成功指示和获取波长失败指示的示意图。图5是本发明实施例中ONU获取波长的流程图。
具体实施例方式下面结合附图及具体实施例对本发明作进ー步的详细描述。 TffDM-PON系统中OLT的结构參见图2所示，TffDM-PON的一组波长为ー个域，该组的波长分别构成多个OLT控制器的上下行波长。当系统在正常工作状态时，多个ONU分别注册到不同的OLT控制器上，并分别使用该OLT控制器的波长。ONU所注册的OLT控制器称为主机0LT。当ONU启动时，为了找到主机0LT，需要从域主那里获取激活过程所对应的OLT控制器及使用的波长，域主是ー个特殊的OLT控制器，该OLT控制器经过OLT WLA (WavelengthArbitration，波长仲裁)层获得域主资格，并在下行的带内管理通道发布其域主的资格。副主也是ー个特殊的OLT控制器，该OLT控制器经过OLT WLA层获得副主资格，并在下行的带内管理通道发布其副主的资格。本发明实施例的TWDM-PON系统中OLT和ONU之间的波长管理方法，包括下列步骤SI、通过OLT的WLA层功能从N个OLT port确定用于仲裁波长的DM (DomainMaster,域主)和用于域主失效时更换域主的ADM (Assistant Domain Master,副主)，N为域内OLT port的个数，通常N = 4或6或8或16。域主拥有对波长仲裁的权力，副主监控域内ONU注册■运行情况,在域主失效时发起重新选举或提交DC (Domain Controller,域控制器)裁决，产生新的域主和副主，具体为接收ONU注册失败信息，提请WLA发起重新选举。确定域主的方法可以是但不限于是OLT port “选举”，也可以通过WLA内部的域控制器裁决。S2、域主、副主均使用XG-PON下行XGTC帧的P0N-ID字段结构的几个比特，即使用修改的PON ID的字段发送携帯表示域主、副主身份的证书信息。參见图3所示，XGPON系统中下行XGTC帧结构包含PSBd (PhysicalSynchronization Block of downstream,物理同步块)和 XGTC 巾贞。其中，XGTC 巾贞结构为G. 987. 3标准，由固定大小135432字节组成，包括XGTC帧头和XGTC的有效载荷部分，XGTC载荷形成发送端和接收端的服务适配子层处理。下行XGTC帧头包括ー个固定的大小的HLend (Header Length indication of downstream,下行巾贞头长度指不)结构及两个变量大小的分区BWMAP (Bandwidth Map,带宽映射)和PLOAMd (Physical Layer0AM of downstream,下行PLOAM分区)，该下行PLOAM分区传输下行OAM消息，其中的下行物理同步块的大小是24字节，它包含三个独立的8个字节的结构PSync (PhysicalSynchronization sequence,物理层同步序列)、超巾贞计数结构、P0N-ID结构。XGP0N-P0N下行XGTC帧结构中含有指定和域主和副主证书信息(Credential)的指示域，指示域中使用y个比特表明域主和副主信息，I < y < 51，且y为正整数。因为PON-ID字段含有HEC (Hybrid Error Correction,混合误码纠错),y = 2 (2个比特)就可以表明域主和副主身份。当Credential = I表明是域主。当Credential = 2表明是副主。Credential = 03为保留字；Credential = 0，表明非域主非副主。S3、ONU在管理波长信道接收到域主证书信息后，在域主对应的上行波长PLOAM信道上发送请求波长的第一消息0NU wavelength and tunability report (0NU波长及其调谐能力报告)，第一消息的格式参见表I所不，该第一消息包括Message type ID(消息类型标识)、Sequence number (序列编码)、ONU Tx wavelength (0NU 发送波长)、ONURx wavelength (0NU 接收波长)、ONU Tx tunability (0NU 发送波长调谐能力)、ONU Rxtunability (0NU接收波长调谐能力)等值域。表I、第一消息的格式
权利要求
1.一种TWDM-PON系统中OLT和ONU之间的波长管理方法，其特征在于，包括以下步骤 A、通过OLT的WLA层功能从N个OLTport确定用于仲裁波长的域主和用于域主失效时更换域主的副主，N为域内OLT port的个数，N = 4或6或8或16 ;域主、副主均使用XG-PON下行XGTC帧的修改的PON-ID字段发送携带表示域主、副主身份的证书信息； B、ONU在管理波长信道接收到域主证书信息后，在域主对应的上行波长PLOAM信道上发送请求波长的ONU波长及其调谐能力报告，域主在OLT的WLA层分配波长对给ONU和相应的主机0LT，并在下行的PLOAM信道发送波长指定命令消息； C、在主机OLT和ONU交互的过程中，若ONU获得了所需的对应主机OLT的波长信息，则发送“获取波长成功指示”；当域主发生故障，ONU没有接收到波长指定命令消息，则寻找副主，并在副主的上行波长发送“获取波长失败指示”；收到发送申请波长失败消息后，经OLT的WLA层处理，回到步骤A，产生新的域主。
2.如权利要求I所述的TWDM-PON系统中OLT和ONU之间的波长管理方法，其特征在于所述XGPON系统中下行XGTC帧结构包含物理同步块和XGTC帧，其中，XGTC帧结构为G. 987. 3标准，由固定大小135432字节组成，包括XGTC帧头和XGTC的有效载荷部分，XGTC载荷形成发送端和接收端的服务适配子层处理。
3.如权利要求2所述的TWDM-PON系统中OLT和ONU之间的波长管理方法，其特征在于所述下行XGTC帧头包括一个固定大小的下行帧头长度指示结构和两个变量大小的分区带宽映射和下行PLOAM分区，该下行PLOAM分区传输下行OAM消息，其中的下行物理同步块的大小是24字节，它包含三个独立的8个字节的结构物理层同步序列、超帧计数结构和PON-ID结构。
4.如权利要求3所述的TWDM-PON系统中OLT和ONU之间的波长管理方法，其特征在于所述XGP0N-P0N下行XGTC帧的PON-ID结构中含有指定和域主和副主证书信息的指示域，所述指示域采用I个比特表明域主和副主信息，I < y < 51，且y为正整数。
5.如权利要求I所述的TWDM-PON系统中OLT和ONU之间的波长管理方法，其特征在于步骤B中所述ONU波长及其调谐能力报告包括消息类型标识、序列编码、ONU发送波长、ONU接收波长、ONU发送波长可调性、ONU接收波长可调性值域；所述波长指定命令消息包括消息类型标识、序列编码、ONU发送波长和ONU接收波长值域。
6.如权利要求I至5中任一项所述的TWDM-PON系统中OLT和ONU之间的波长管理方法，其特征在于步骤C中获取波长成功指示和失败波长指示都采用上行XGTC头的波长获得比特，波长获得比特是XGTC头的指示字段，修改后所占的一个比特；波长获得比特=I为获取波长成功指示；波长获得比特=O为获取波长失败指示。
全文摘要
本发明公开了一种TWDM-PON系统中OLT和ONU之间的波长管理方法，涉及PON光接入领域，该方法的步骤通过OLT WLA层功能确定域主和副主，域主、副主使用修改的PON-ID字段发送身份信息；ONU在域主对应的上行波长PLOAM信道发送请求波长的第一消息，域主分配波长对给ONU和相应主机OLT，在下行PLOAM信道发送第二消息；ONU获得所需的对应主机OLT的波长信息，发送获取波长成功指示；否则寻找副主，在副主的上行波长发送获取波长失败指示；副主收到发送申请波长失败消息后，经OLT WLA层产生新的域主。本发明使ONU能在收发两个方向确定所使用的波长，快速可靠地管理波长，节约网络的建设成本。
文档编号H04Q11/00GK102820943SQ20121028877
公开日2012年12月12日 申请日期2012年8月15日 优先权日2012年8月15日
发明者何岩, 王素椅, 曹桦 申请人:烽火通信科技股份有限公司