[发明专利]XG-PON系统流量管理装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及PON系统，具体涉及XG-PON系统流量管理装置及方法。

背景技术

在全球信息化的大背景下，宽带接入发展迅速。XG-PON技术已成为业界最具有代表性与广泛应用前景的下一代光接入技术。随着接入网用户的增多，设备的不断扩容，接入网系统越来越庞大，运营商对网络设备的QoS(Quality of Service，服务质量)越来越重视，如何保证网络承载多种业务传送的可靠性和相应业务的QoS、合理地进行流量管理，已成为业界关注的焦点。QoS包括业务流分类、优先级标记、排队及调度、流量整形、流量管制、拥塞避免和缓存管理等，这些构成了流量管理(Traffic Management，TM)的基本功能。

XG-PON系统的局端设备OLT(Optical Line Terminal，光线路终端)实现流量管理有两种方式：一种是在PON(Passive Optical Network，无源光纤网络)的MAC(Media Access Control，介质访问控制)芯片上实现；另一种是在PON的MAC的前端芯片上实现。

由于PON MAC芯片存在一些限制，如在内存大小和内存管理方面，目前还没有一家PON MAC芯片厂商完全集成了QoS功能，为了获得好的QoS功能，XG-PON系统流量管理只能在PON MAC的前端芯片上实现。前端芯片为了识别XGEM(XG-PON encapsulation method，XG-PON封装方法)数据流(以下简称XGEM流)的特征，对PON MAC芯片提出了一定的要求：需要PON MAC将XGEM流的信息，如XGEM Port-ID(XGEM端口号)信息插入到以太网数据流(以下简称以太网流)中。一般采用的方法是：PON MAC加一个外层VLAN(Virtual Local Area Network，虚拟局域网)，VLAN-ID(VLAN标识符)等于XGEM Port-ID，这样前端芯片可以识别XGEM Port-ID流。

PON MAC前端芯片一般使用FPGA(Field Programmable Gata Array，现场可编程门阵列)、交换芯片SW(Switch)、网络处理器NP(Network Processor)或TM专用芯片等来完成流量管理功能。前端芯片根据功能又称为TM管理芯片。

TM专用芯片的成本较高，可编程性及灵活性小，目前很少商业使用。PON MAC+SW可以完成部分流量管理功能，但存在很大的限制：

由于交换芯片不能识别两层以上VLAN的数据包(不能基于流的特征TRAP(代理发送)某些包，或进行VLAN转换)，PON MAC芯片就不能对双层VLAN的XGEM流再加一层VLAN(VLAN-ID等于XGEM Port-ID)，以致交换芯片无法识别所有XGEM流，进而无法完全实现基于XGEM流的QoS功能，例如基于XGEM Port-ID的流限速，排队及调度等。

XG-PON系统的XGEM Port-ID范围为0-65535，远远超出VLAN-ID的范围(0-4095)。采用一层标准的VLAN标识符(0x8100+3位优先级+1位规范标识位+12位VLAN-ID)将不能满足要求，采用两层VLAN标识XGEM Port-ID或非标准格式标识的话，交换芯片又不能识别。

因此，采用交换芯片作为TM管理芯片无法实现基于XGEM流的全部QoS功能，不能满足XG-PON系统流量管理的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是解决采用交换芯片作为TM管理芯片无法实现基于XGEM流的全部QoS功能，进而不能满足XG-PON系统流量管理的要求的问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供一种XG-PON系统流量管理的方法，包括以下步骤：

上行方向：

ONU将用户发来的上行以太网流映射为上行XGEM流；

OLT的PON MAC模块接收所述上行XGEM流并映射为以太网流，然后在以太网流中插入一层VLAN ID等于XGEM Port-ID的最外层VLAN，所述最外层VLAN记为GVLAN，并记录所述上行以太网流标识与XGEM Port-ID的映射关系表；

OLT的TM模块接收具有所述GVLAN的上行以太网流并基于XGEM Port-ID实现上行流量管理，然后剥掉所述GVLAN发送给上联设备，同时保存所述上行以太网流标识与所述GVLAN的映射关系表；

下行方向：