專利名稱：Eoc光網(wǎng)絡(luò)單元系統(tǒng)中實現(xiàn)線路標識的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光通信領(lǐng)域中EoC(Ethernet over Coaxial cable，基于同軸電纜傳輸?shù)囊蕴W(wǎng)技術(shù))的應用，特別是涉及EOC ONU(OpticalNetwork Unit，光網(wǎng)絡(luò)單元)系統(tǒng)中實現(xiàn)線路標識的方法。
背景技術(shù)：
基于以太網(wǎng)方式的EPON(Ethernet Passive Optical System，以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò))系統(tǒng)是一種采用點到多點結(jié)構(gòu)的單纖雙向光接入網(wǎng)絡(luò)，具有很高的性價比，能夠在以太網(wǎng)之上提供多種業(yè)務。EPON系統(tǒng)包括局側(cè)的OLT(Optical Line Terminal，光線路終端)、 用戶側(cè)的 ONU 和 ODN(Optical Distribution Network，光分配網(wǎng)絡(luò))。EoC同軸以太網(wǎng)系統(tǒng)是專門為廣電有線網(wǎng)絡(luò)運營商設(shè)計的基于現(xiàn)有同軸電纜分配網(wǎng)實現(xiàn)雙向傳輸數(shù)據(jù)的系列產(chǎn)品，是一種HFC (Hybrid Fiber-Coax，光纖同軸電纜混合網(wǎng))網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)雙向網(wǎng)絡(luò)改造的經(jīng)濟、高效的解決方案。EOC系統(tǒng)通常分成兩個部分CBAT (Coaxial Broadband Access Terminal，同軸電纜寬帶接入網(wǎng)局端設(shè)備)和 CNU(Coaxial Network Unit，同軸電纜寬帶接入網(wǎng)接入端設(shè)備)。在本發(fā)明中，CBAT與ONU 的功能已經(jīng)集成在一個設(shè)備中，稱為E0C0NU。參見圖1所示，EPON OLT利用前端光纖連接園區(qū)機房分光器，分光器分光接入各個0NU，然后以EOC方式下行。EOC ONU部署在小區(qū)樓道，將CATV (Cable Television，有線電視)信號和數(shù)據(jù)信號進行合成，通過原有HFC線纜傳送到用戶側(cè)，最終通過用戶側(cè)的CNU 設(shè)備分離出CATV信號和數(shù)據(jù)信號，用戶數(shù)字電視點播信號則通過EOC方式上行。在寬帶接入網(wǎng)絡(luò)中，一方面，出于精細化管理的需要，運營商要能對用戶進行精確定位，實現(xiàn)可溯源性，便于業(yè)務和用戶管理。另一方面，可溯源性也提供了網(wǎng)絡(luò)管理者在網(wǎng)絡(luò)遭到攻擊或者惡意使用時的用戶定位能力?？伤菰葱缘那疤崾怯脩粑ㄒ恍宰R別， 需要通過用戶接入的BRAS (Broadband Remote Access Server，寬帶遠程接入服務器)或 SR(Service Router，業(yè)務路由器)的物理端口和用戶接入線路，來唯一地標識寬帶用戶接入線路。目前普遍采用的線路標識技術(shù)有以下三種基于VLAN Stacking的技術(shù)、DHCP 0ption82技術(shù)和PPPoE+技術(shù)。其中，基于VLANStacking的技術(shù)要求用戶端口的外層VLAN ID (Virtual Local AreaNetwork Identif ier，虛擬局域網(wǎng)標識符)和內(nèi)層 VLAN ID 不同， 以便BRAS或者SR能夠根據(jù)VLAN ID來識別用戶，由于該項技術(shù)對VLAN規(guī)劃的要求比較高， 并且VLAN ID資源有限，因此實際應用會受到一定的限制。RFC (Request For Comments,請求評述)是一系列以編號排定的標準文件， 1^〇3046的內(nèi)容是0! ^(071^111化Host ConfigurationProtocol，動態(tài)主機配置協(xié)議)中繼代理信息選項(DHCP Relay AgentInformation Option)，DHCP中繼代理信息選項是通過選項-長度-值來表示的。DHCP報文在UDP(User Data Protocol，用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議)層中的封裝格式參見表1所示。表1、DHCP報文在UDP層中的封裝格式[ Qp(I) I Htype(I) | Hlen(I) | Hops(I)
_Transaction ID(4)_
Seconds(2)Flags(2) _Client IP address(4)_
Your IP address(4)_Server IP address (4)_
Gateway IP address(4)
_Client hardware IP address (16)__
Server Name(64) —File(128)
Options(variable)RFC3046 提出了使用"DHCP RELAY Agent Information Option” 來解決，其中定義了一個code為82的選項來標識用戶信息，簡稱DHCP 0ption82，在DHCP 0ption82技術(shù)中，DHCP中繼代理采用DHCP Option 82來攜帶用戶的接入線路標識信息。0ption82是RFC3046中定義的code為82，用來標識用戶信息的DH CP中繼代理信息選項。RFC3046中DHCP 0ption82的格式定義參見表2所示。表2、RFC3046中定義的Option 82的格式
序號字段名稱 I字段長度I字段￥1
(字節(jié))的值 ΠΠ C^de182
"NN為字段3~字段8的長度之
和
3. Sub Optionl11Agent Circuit ID Sub-option,代理電路標識子選項 Τ^"Ν Nl為字段5的長度
"Τ Sub Optionl ValueNl
6. Sub Option212Agent Remote ID Sub-option，
代理遠程標識子選項 ~ ."Ν2Ν2為字段8的長度
Sub Option2 ValueΝ2PPPoE+技術(shù)需要 PPPoE (Point to Point Protocol over Ethernet，基于以太網(wǎng)的點對點協(xié)議)中繼代理在相關(guān)報文中攜帶用戶的接入線路標識信息。實現(xiàn)DHCP 0ption82或者PPPoE+技術(shù)一般有下面兩種方法
1、芯片利用規(guī)則將報文重定向到CPU，由CPU完成報文中用戶線路標識的添加。這種方法要求芯片能夠識別DHCP報文或者PPPoE報文，并通過規(guī)則將該報文重定向到CPU，重定向到CPU的報文將攜帶與該芯片對應的源用戶端口的信息。但是如果芯片攜帶的端口信息是匯聚端口，則芯片下接的實際用戶端口信息無法區(qū)分。參見圖2所示，EOC ONU上的以太網(wǎng)交換芯片將DHCP報文或者PPPoE報文重定向到CPU，同時以太網(wǎng)交換芯片將報文的源端口信息添加在該報文中，對以太網(wǎng)交換芯片而言，報文的源端口已經(jīng)是EOC芯片的上聯(lián)口，實際是EOC業(yè)務的匯聚端口，不能區(qū)分EOC下掛的終端設(shè)備CNU信息。2、通過配置芯片，由芯片自身完成用戶線路標識的添加。這種方法對芯片的要求很高，而且很難完成使用靈活的線路標識的格式。目前大多數(shù)芯片都不支持。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服上述背景技術(shù)的不足，提供一種EOC光網(wǎng)絡(luò)單元系統(tǒng)中實現(xiàn)線路標識的方法，能夠?qū)碜訡NU的報文添加相應的線路標識信息，對硬件要求較低， 實現(xiàn)簡單，開發(fā)周期短，且成本低。本發(fā)明提供的EOC光網(wǎng)絡(luò)單元系統(tǒng)中實現(xiàn)線路標識的方法，包括以下步驟A、初始化完成后清空臨時CNU MAC地址學習表TT，輪詢每個CNU學習到的MAC地址，逐一獲取 CNU每個用戶端口的用戶側(cè)MAC地址，并寫入TT ；對TT與全局CNU MAC地址學習表TG進行比較，并以增量的方式將TT同步到TG中；B、來自CNU的DHCP報文經(jīng)同軸電纜送至EOC光網(wǎng)絡(luò)單元的以太網(wǎng)交換芯片，依據(jù)以太網(wǎng)交換芯片的報文重定向規(guī)則重定向到CPU，CPU收到DHCP報文后，分析DHCP報文的源MAC地址，若判定TG中存在所述源MAC地址，則查找到對應的CNU序號和CNU用戶端口號，CPU對DHCP報文進行分析，按照規(guī)定的格式添加線路標識信息后，交由以太網(wǎng)交換芯片進行轉(zhuǎn)發(fā)。在上述技術(shù)方案中，步驟A中所述初始化的過程如下E0C0NU上電啟動后，CPU調(diào)用初始化模塊，初始化以太網(wǎng)交換芯片硬件及其重定向規(guī)則，初始化全局CNU MAC地址學習表為空，并初始化DHCP報文處理模塊，使其能通過軟件添加線路標識信息。在上述技術(shù)方案中，所述重定向規(guī)則為將EOC光網(wǎng)絡(luò)單元中以太網(wǎng)交換芯片與 EOC芯片相連的端口收到的DHCP報文重定向到CPU。在上述技術(shù)方案中，步驟A中所述輪詢每個CNU學習到的MAC地址的過程如下 CPU通過管理控制報文周期性的向CNU發(fā)送查詢CNU學習到的MAC地址的命令報文，CPU接收到CNU返回的應答信息后，提取應答消息中CNU所學習的MAC地址。在上述技術(shù)方案中，步驟A中所述增量的方式是CPU對臨時CNU MAC地址學習表 TT與全局CNU MAC地址學習表TG進行比較，對于TG和TT中均存在的表項，在TG中保持其不變；對于TG中存在而TT中不存在的表項，將其從TG中刪除；對于TG中不存在而TT中存在的表項，將其加入到TG中。在上述技術(shù)方案中，步驟B中若判定TG中不存在DHCP報文的源MAC地址，則透傳該DHCP報文至以太網(wǎng)交換芯片上聯(lián)口。在上述技術(shù)方案中，步驟B中所述按照規(guī)定的格式添加線路標識信息是指按照預先配置的線路標識格式要求，將CNU序號和CNU端口號作為0ption82的信息插入到DHCP 報文中。
在上述技術(shù)方案中，所述臨時CNU MAC地址學習表TT存儲一個CNU學習的MAC地址表，所述全局CNU MAC地址學習表TG存儲所有CNU學習的MAC地址表。在上述技術(shù)方案中，所述臨時CNU MAC地址學習表TT與全局CNU MAC地址學習表 TG的表項結(jié)構(gòu)相同。在上述技術(shù)方案中，所述表項是各個CNU以太網(wǎng)交換芯片的各個端口實時學習的用戶MAC地址，表示為MAC[i，j，k]，其中，i為CNU序號，j為CNU用戶端口號，k為第i個 CNU上以太網(wǎng)交換芯片地址學習表中用戶端口 j的第k條記錄。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點如下(1)本發(fā)明能夠?qū)碜訡NU的報文添加相應的線路標識信息，簡單方便的實現(xiàn)線路標識的功能，滿足運營可溯源，可定位以及安全管理的要求，克服了 EOC芯片不支持報文重定向和直接添加線路標識功能的缺陷。(2)本發(fā)明對硬件要求較低，實現(xiàn)簡單，開發(fā)周期短。(3)本發(fā)明不需要增加硬件成本，成本較低。


圖1為EOC EPON ONU的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為EOC ONU的硬件結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為CNU的硬件結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本發(fā)明實施例中EOC ONU線路標識單元的結(jié)構(gòu)框圖。圖5為本發(fā)明實施例中MAC地址處理模塊的工作流程圖。圖6為本發(fā)明實施例中DHCP報文處理模塊的工作流程圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步的詳細描述。參見圖1所示，本發(fā)明實施例的EOC ONU系統(tǒng)中，將ONU和CBAT集成為一個整體設(shè)備。對EPON系統(tǒng)而言，本設(shè)備是ONU設(shè)備，而對EOC系統(tǒng)而言，本設(shè)備又是CBAT設(shè)備。圖 1中，ONU不僅僅局限在EPON下，χΡΟΝ下也同樣適用。本發(fā)明實施例中用于實現(xiàn)線路標識功能的EOC ONU硬件結(jié)構(gòu)參見圖2所示，其中 EOC功能和EPON ONU功能集成在一個設(shè)備中。該設(shè)備包含四個硬件模塊EPON芯片，以太網(wǎng)交換芯片、EOC芯片和CPU。以太網(wǎng)交換芯片的管理控制接口與CPU相連，以太網(wǎng)交換芯片的上聯(lián)端口與EPON芯片的以太網(wǎng)側(cè)接口相連，下聯(lián)端口與EOC芯片的以太網(wǎng)側(cè)接口相連，EOC芯片的同軸側(cè)接口則通過同軸電纜與CNU相連。本發(fā)明實施例中CNU的硬件結(jié)構(gòu)參加圖3所示，CNU中包含兩個硬件模塊E0C芯片和CNU以太網(wǎng)交換芯片。EOC芯片的同軸側(cè)接口通過同軸電纜與CBAT相連，EOC芯片的以太網(wǎng)側(cè)接口與CNU以太網(wǎng)交換芯片的上聯(lián)接口相連。一般情況下，EOC ONUjP CBAT上的以太網(wǎng)交換芯片(圖2中所示的以太網(wǎng)交換芯片)相比CNU上的以太網(wǎng)交換芯片(圖3中所示的以太網(wǎng)交換芯片)功能要復雜得多。在本發(fā)明實施例中，如無特別說明，以太網(wǎng)交換芯片均指CBAT上的以太網(wǎng)交換芯片，即圖2中所示的以太網(wǎng)交換芯片。參見圖2所示，EOC ONU系統(tǒng)中，EOC芯片和以太網(wǎng)交換芯片是兩個獨立的芯片，
6EOC芯片自身不支持給報文添加線路標識的功能，也不支持將DHCP報文重定向到CPU的功能，因此靠EOC芯片無法完成線路標識的功能，而與CPU相連的以太網(wǎng)交換芯片支持DHCP 報文的重定向功能，但是對EOC系統(tǒng)來說已經(jīng)是匯聚端口，從而由以太網(wǎng)交換芯片重定向到CPU的DHCP報文所攜帶的信息無法識別報文具體來自哪個CNU以及CNU的哪個端口，因此需要通過其它的信息來識別。

單獨EOC芯片或者單獨以太網(wǎng)交換芯片都無法完成用戶線路標識的添加，本發(fā)明實施例結(jié)合兩者來完成，通過EOC芯片所讀取的MAC (Medium Access Control，媒質(zhì)訪問控制)地址，作為唯一識別CNU以及CNU用戶端口的信息，而同時通過以太網(wǎng)交換芯片將相應的報文重定向到CPU，由CPU通過MAC地址來標識CNU用戶端口的信息。本發(fā)明實施例以 DHCP 0ption82為例來說明如何將來自EOC匯聚端口的報文進行區(qū)分，從而唯一識別出各個CNU以及CNU用戶端口的方法。本發(fā)明實施例所說的線路標識的功能是指在EOCONU上， DHCP中繼代理采用DHCP 0ption82攜帶用戶的接入線路端口標識信息，而對于PPPoE認證方式，則由PPPoE中繼代理在相關(guān)報文中攜帶用戶的接入線路端口標識信息。本發(fā)明實施例提供的EOC ONU系統(tǒng)中實現(xiàn)線路標識的方法，包括以下步驟步驟1、EOC ONU上電初始化E0C ONU上電啟動后，CPU調(diào)用初始化模塊，初始化以太網(wǎng)交換芯片硬件，從而初始化以太網(wǎng)交換芯片的重定向規(guī)則，重定向規(guī)則為將EOC光網(wǎng)絡(luò)單元中以太網(wǎng)交換芯片與EOC芯片相連的端口收到的DHCP報文重定向到CPU ；同時， CPU初始化全局的CNU MAC地址學習表為空；此外，CPU還初始化DHCP報文處理模塊，使其能通過軟件添加線路標識信息。步驟2、輪詢CNU的MAC地址學習表初始化完成后，CPU啟動輪詢?nèi)蝿?，首先清空對應的臨時CNU MAC地址學習表TT，然后輪詢每個CNU芯片上學習到的MAC地址CPU通過管理控制報文周期性的向CNU發(fā)送查詢CNU學習到的MAC地址的命令報文，CPU接收到CNU 返回的應答信息后，提取應答消息中CNU所學習的MAC地址。CPU周期性的逐一獲取每一個CNU上每個用戶端口的用戶側(cè)MAC地址，并寫入臨時CNU MAC地址學習表TT ；最后，CPU對臨時CNU MAC地址學習表TT與全局的CNU MAC地址學習表TG進行比較，并以增量的方式將臨時CNU MAC地址學習表同步TT到全局CNU MAC 地址學習表TG中對于TG和TT中均存在的表項，在TG中保持其不變；對于TG中存在而 TT中不存在的表項，將其從TG中刪除；對于TG中不存在而TT中存在的表項，將其加入到 TG中。臨時CNU MAC地址學習表TT與全局CNU MAC地址學習表TG的表項結(jié)構(gòu)相同，參見表3所示，都是各個CNU以太網(wǎng)交換芯片的各個端口實時學習的用戶MAC地址，表示為 MAC[i，j，k]，其中，i為CNU序號，j為CNU用戶端口號，k為第i個CNU上以太網(wǎng)交換芯片地址學習表中用戶端口 j的第k條記錄。不同的是臨時CNU MAC地址學習表TT存儲的是一個CNU學習的MAC地址表，而全局CNU MAC地址學習表TG存儲的是所有CNU學習的MAC 地址表。表項中的標記位在以增量方式同步臨時表項和全局表項時使用。表3、CNU學習的MAC地址表的表項
權(quán)利要求
1.一種EOC光網(wǎng)絡(luò)單元系統(tǒng)中實現(xiàn)線路標識的方法，其特征在于包括以下步驟A、初始化完成后清空臨時CNUMAC地址學習表TT，輪詢每個CNU學習到的MAC地址，逐一獲取CNU每個用戶端口的用戶側(cè)MAC地址，并寫入TT ；對TT與全局CNU MAC地址學習表 TG進行比較，并以增量的方式將TT同步到TG中；B、來自CNU的DHCP報文經(jīng)同軸電纜送至EOC光網(wǎng)絡(luò)單元的以太網(wǎng)交換芯片，依據(jù)以太網(wǎng)交換芯片的報文重定向規(guī)則重定向到CPU，CPU收到DHCP報文后，分析DHCP報文的源MAC 地址，若判定TG中存在所述源MAC地址，則查找到對應的CNU序號和CNU用戶端口號，CPU 對DHCP報文進行分析，按照規(guī)定的格式添加線路標識信息后，交由以太網(wǎng)交換芯片進行轉(zhuǎn)發(fā)。
2.如權(quán)利要求1所述的EOC光網(wǎng)絡(luò)單元系統(tǒng)中實現(xiàn)線路標識的方法，其特征在于，步驟 A中所述初始化的過程如下E0C ONU上電啟動后，CPU調(diào)用初始化模塊，初始化以太網(wǎng)交換芯片硬件及其重定向規(guī)則，初始化全局CNU MAC地址學習表為空，并初始化DHCP報文處理模塊，使其能通過軟件添加線路標識信息。
3.如權(quán)利要求2所述的EOC光網(wǎng)絡(luò)單元系統(tǒng)中實現(xiàn)線路標識的方法，其特征在于，所述重定向規(guī)則為將EOC光網(wǎng)絡(luò)單元中以太網(wǎng)交換芯片與EOC芯片相連的端口收到的DHCP 報文重定向到CPU。
4.如權(quán)利要求1所述的EOC光網(wǎng)絡(luò)單元系統(tǒng)中實現(xiàn)線路標識的方法，其特征在于步驟A中所述輪詢CNU學習到的每個CNU的MAC地址的過程如下CPU通過管理控制報文周期性的向CNU發(fā)送查詢CNU學習到的MAC地址的命令報文，CPU接收到CNU返回的應答信息后，提取應答消息中CNU所學習的MAC地址。
5.如權(quán)利要求1所述的EOC光網(wǎng)絡(luò)單元系統(tǒng)中實現(xiàn)線路標識的方法，其特征在于步驟A中所述增量的方式是CPU對臨時CNUMAC地址學習表TT與全局CNU MAC地址學習表 TG進行比較，對于TG和TT中均存在的表項，在TG中保持其不變；對于TG中存在而TT中不存在的表項，將其從TG中刪除；對于TG中不存在而TT中存在的表項，將其加入到TG中。
6.如權(quán)利要求1所述的EOC光網(wǎng)絡(luò)單元系統(tǒng)中實現(xiàn)線路標識的方法，其特征在于步驟B中若判定TG中不存在DHCP報文的源MAC地址，則透傳該DHCP報文至以太網(wǎng)交換芯片上聯(lián)口。
7.如權(quán)利要求1所述的EOC光網(wǎng)絡(luò)單元系統(tǒng)中實現(xiàn)線路標識的方法，其特征在于步驟B中所述按照規(guī)定的格式添加線路標識信息是指按照預先配置的線路標識格式要求， 將CNU序號和CNU端口號作為0ption82的信息插入到DHCP報文中。
8.如權(quán)利要求1至7任一項所述的EOC光網(wǎng)絡(luò)單元系統(tǒng)中實現(xiàn)線路標識的方法，其特征在于所述臨時CNU MAC地址學習表TT存儲一個CNU學習的MAC地址表，所述全局CNU MAC地址學習表TG存儲所有CNU學習的MAC地址表。
9.如權(quán)利要求1至7任一項所述的EOC光網(wǎng)絡(luò)單元系統(tǒng)中實現(xiàn)線路標識的方法，其特征在于所述臨時CNU MAC地址學習表TT與全局CNU MAC地址學習表TG的表項結(jié)構(gòu)相同。
10.如權(quán)利要求9所述的EOC光網(wǎng)絡(luò)單元系統(tǒng)中實現(xiàn)線路標識的方法，其特征在于所述表項是各個CNU以太網(wǎng)交換芯片的各個端口實時學習的用戶MAC地址，表示為MAC [i，j， k]，其中，i為CNU序號，j為CNU用戶端口號，k為第i個CNU上以太網(wǎng)交換芯片地址學習表中用戶端口 j的第k條記錄。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種EOC ONU系統(tǒng)中實現(xiàn)線路標識的方法，包括步驟初始化后清空臨時CNU MAC地址學習表TT，輪詢每個CNU學習的MAC地址，逐一獲取CNU每個用戶端口的用戶側(cè)MAC地址寫入TT；比較TT與全局CNU MAC地址學習表TG，將TT同步到TG中；CNU的報文經(jīng)同軸電纜送至以太網(wǎng)交換芯片，依據(jù)報文重定向規(guī)則送至CPU，CPU收到報文后分析報文的源MAC地址，判定TG中存在源MAC地址時查找對應的CNU序號和CNU用戶端口號，CPU分析報文并添加線路標識信息后交由以太網(wǎng)交換芯片轉(zhuǎn)發(fā)。本發(fā)明能對來自CNU的報文添加相應的線路標識信息，對硬件要求較低，實現(xiàn)簡單，開發(fā)周期短，且成本低。
文檔編號H04Q11/00GK102355610SQ20111033235
公開日2012年2月15日 申請日期2011年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月28日
發(fā)明者劉益, 曾顏, 鄭艷烈 申請人:烽火通信科技股份有限公司