專利名稱：無源光網(wǎng)絡中支持有線無線混合環(huán)境的網(wǎng)絡編碼方法
技術領域：
本發(fā)明涉及無源光網(wǎng)絡中支持有線無線混合環(huán)境的網(wǎng)絡編碼方法，屬于通信技術領域。
背景技術：
社交網(wǎng)絡與P2P業(yè)務的興起對城域和骨干網(wǎng)造成了巨大壓力，德國互聯(lián)網(wǎng)調研機構Ipoque稱，P2P業(yè)務已經(jīng)徹底統(tǒng)治了當今的互聯(lián)網(wǎng)，其中50_90%的總流量都來自于P2P這一類以對等通信為特點的業(yè)務。在此背景下對設備的本地交換能力提出了更高的要求。網(wǎng)絡編碼多用于解決蝶形網(wǎng)絡下的業(yè)務傳送，而對連通度較低的樹形結構缺乏有效編碼機制，同時接入網(wǎng)側樹形的架構也造成了嚴重的帶寬瓶頸。因此，如何解決這一瓶頸，對帶寬進行有效疏導和傳送，將理論達到最大流的網(wǎng)絡編碼理論融入到樹形拓撲的無源光網(wǎng)絡，并與現(xiàn)有無源光網(wǎng)絡主要協(xié)議兼容，從而加強本地對等流量的交換效率是一個亟待解決的重要而有意義的問題。因此，當前學術界提出了在無源光網(wǎng)絡中應用網(wǎng)絡編碼以支持日益增長的對等業(yè)務和流量本地化需求。存在有線無線混合環(huán)境的無源光網(wǎng)絡中網(wǎng)絡編碼的基本原理如圖7所示，通過ONU η接入的無線終端2和通過ONU m接入的有線終端2存在對等通信，OLT對按入終端存在對等通信的ONU η和ONU m進行上行時隙的調度，并通知ONU η和ONU m做好相應的緩存動作，對應的ONU n/m在授權的時隙內將數(shù)據(jù)發(fā)送至0LT，然后OLT對兩者之間對等通信的數(shù)據(jù)包進行網(wǎng)絡編碼并組播，最后相應ONU n/m接收編碼數(shù)據(jù)包，并利用本地先前緩存的數(shù)據(jù)包進行解碼，得到另一個ONU m/n發(fā)送給自己的數(shù)據(jù)包，完成對等通信的過程。與無網(wǎng)絡編碼的無源光網(wǎng)絡傳統(tǒng)通信方式(如圖8所示)相比，網(wǎng)絡編碼方案在理論上最大能節(jié)約一半的下行帶寬，將網(wǎng)絡吞吐量提高一半。同時網(wǎng)絡編碼即相當于一次數(shù)據(jù)的加密過程，無解碼所需數(shù)據(jù)幀的ONU亦無法竊聽到不屬于自己的數(shù)據(jù)，通信的安全性亦得到的一致保證。很顯然，ONU η和ONU m下存在對等通信的終端不局限于有線和無線終端之間，只要ONU η和ONU m下任意類型的有線或無線終端間存在對等通信(有線有線，有線-無線，無線-無線)，則其相互之間對等通信的數(shù)據(jù)均可在OLT處進行網(wǎng)絡編碼。因此，網(wǎng)絡編碼技術能高效地支持無源光網(wǎng)絡中的對等通信業(yè)務，有效節(jié)省無源光網(wǎng)絡中有限的下行帶寬，提高網(wǎng)絡整體的吞吐量及在容錯、糾錯中的魯棒性，簡化路由，同時還能有效緩解對核心網(wǎng)的帶寬壓力。當前已有的無源光網(wǎng)絡中網(wǎng)絡編碼方案均沒有考慮到如今常見的一種通信場景下的網(wǎng)絡編碼:當在無源光網(wǎng)絡中參與網(wǎng)絡編碼的(有線或無線)接入終端發(fā)生移動并在新的ONU下接入網(wǎng)絡造成網(wǎng)絡拓撲動態(tài)變化時，無源光網(wǎng)絡中的網(wǎng)絡編碼方案如何進行實現(xiàn)，網(wǎng)絡編碼的配對關系及配對信息都如何進行更新并做出相應調整，并如何保證配對終端在更換接入ONU后能繼續(xù)保持無源光網(wǎng)絡中的網(wǎng)絡編碼；其次當前已有的無源光網(wǎng)絡中網(wǎng)絡編碼方案也沒有考慮當參與網(wǎng)絡編碼的ONU發(fā)生故障而造成網(wǎng)絡拓撲變化時，如何解除相應ONU原有的網(wǎng)絡編碼狀態(tài)，以釋放緩存等與網(wǎng)絡編碼相關的資源。因此本發(fā)明提出了一種能夠解決以上問題的在無源光網(wǎng)絡中實現(xiàn)支持動態(tài)變化網(wǎng)絡拓撲的網(wǎng)絡編碼方法，并且提出了該方法的詳細實現(xiàn)方式。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供無源光網(wǎng)絡中支持有線無線混合環(huán)境的網(wǎng)絡編碼方法，包括:光線路終端OLT建立起下掛終端存在對等通信的某組光網(wǎng)絡單元ONU之間的網(wǎng)絡編碼配對連接關系，并對配對ONU之間的配對連接的最長有效時間進行計時；0LT和這組ONU間分別將對等通信數(shù)據(jù)進行網(wǎng)絡編碼和解碼；配對ONU故障時，OLT及時解除無故障的配對ONU的網(wǎng)絡編碼參與狀態(tài)；配對終端更換接入ONU時，OLT及時告知配對ONU更新本地的編碼配對連接信息。該方法能在參與網(wǎng)絡編碼的配對ONU發(fā)生故障或配對接入終端發(fā)生移動并在新的ONU下接入網(wǎng)絡而造成網(wǎng)絡拓撲動態(tài)變化時，保證無源光網(wǎng)絡中的網(wǎng)絡編碼的正常實現(xiàn)，并實現(xiàn)網(wǎng)絡資源的高效利用。為實現(xiàn)上述的發(fā)明目的，本發(fā)明采用下述的技術方案:無源光網(wǎng)絡中支持有線無線混合環(huán)境的網(wǎng)絡編碼方法，其特征在于:在無源光網(wǎng)絡PON中，光線路終端OLT建立起下掛終端存在對等通信的某組光網(wǎng)絡單元ONU之間的網(wǎng)絡編碼配對連接關系，并對配對ONU之間的配對連接的最長有效時間進行計時，OLT和這組ONU分別將對等通信數(shù)據(jù)進行網(wǎng)絡編碼和解碼，稱這組ONU為配對0NU，稱配對ONU下的終端為配對終端；當OLT在配對連接的最長有效時間內檢測到因配對ONU故障而造成網(wǎng)絡拓撲改變時，OLT及時解除無故障的配對ONU的網(wǎng)絡編碼參與狀態(tài)，OLT及無故障的配對ONU釋放本地與網(wǎng)絡編碼相關的網(wǎng)絡資源；當OLT在配對連接的最長有效時間內檢測到因配對終端更換接入ONU而造成網(wǎng)絡拓撲改變時，OLT及時告知配對ONU更新本地的編碼配對連接信息，保證配對終端在更換接入ONU后能繼續(xù)保持無源光網(wǎng)絡中的網(wǎng)絡編碼。如上所述的方法，其特征在于包括以下步驟:步驟1:在無源光網(wǎng)絡中，當OLT在某動態(tài)帶寬分配DBA周期中發(fā)現(xiàn)某組ONU的下掛終端存在對等通信時，通過向對應ONU單播下發(fā)包含有編碼配對連接信息的控制幀InfoFrame,建立起這組ONU之間的網(wǎng)絡編碼配對連接關系；0LT單播下發(fā)InfoFrame巾貞的同時，在本地保存InfoFrame幀中的編碼配對連接信息，并對配對連接的最長有效時間開始計時；步驟2:配對ONU接收InfoFrame幀并保存其中的編碼配對連接信息，然后對與配對連接信息相符合的上行數(shù)據(jù)幀添加標記，并且本地緩存有標記的數(shù)據(jù)幀；步驟3:0LT對配對ONU之間添加有標記的上行數(shù)據(jù)幀進行網(wǎng)絡編碼，編碼后的數(shù)據(jù)幀保留參與編碼數(shù)據(jù)幀相同的標記信息；配對ONU接收OLT下行發(fā)送的有標記的數(shù)據(jù)幀即編碼后數(shù)據(jù)幀，并將其與本地緩存中有相同標記信息的數(shù)據(jù)幀進行解碼操作，得到需要的解碼數(shù)據(jù)幀后，在本地緩存中清除參與了解碼的數(shù)據(jù)幀；步驟4 =OLT在配對連接的最長有效時間內檢測是否存在配對ONU之間的對等通信數(shù)據(jù)，如果不存在對等通信數(shù)據(jù)，OLT解除配對ONU的網(wǎng)絡編碼參與狀態(tài)，OLT及配對ONU釋放本地與網(wǎng)絡編碼相關的網(wǎng)絡資源；如果存在對等通信數(shù)據(jù)，OLT進一步檢測在配對連接的最長有效時間內是否存在配對ONU故障或配對ONU下掛終端加入或退出；若存在配對ONU故障，OUT及時解除無故障的配對ONU的網(wǎng)絡編碼參與狀態(tài)，OLT及無故障的配對ONU釋放本地與網(wǎng)絡編碼相關的網(wǎng)絡資源；若存在配對ONU下掛終端加入或退出，OLT及時告知配對ONU更新本地的編碼配對連接信息，保證配對終端在更換接入ONU后能繼續(xù)保持無源光網(wǎng)絡中的網(wǎng)絡編碼。其中，1、步驟I中所述的“包含有編碼配對連接信息的控制幀InfoFrame”，具特征在于:控制幀InfoFrame中包含的編碼配對連接信息包括:表示配對ONU唯一的配對關系標識號GruRelalD，以及與本ONU配對的ONU下所有下掛終端的地址。控制巾貞InfoFrame采用類似于PON中與帶寬分配相關的控制巾貞格式,具體通過取值不同的幀標識字段來與帶寬分配相關的控制幀進行區(qū)分；為保證控制幀InfoFrame能完全包含一組配對ONU下的全部編碼配對連接信息，InfoFrame巾貞的巾貞長不做限定,保證一組配對ONU下的全部編碼配對連接信息在同一 InfoFrame巾貞中即可。2、步驟2中所述的“對與配對連接信息相符合的上行數(shù)據(jù)幀添加標記”，其特征在于:對與配對連接信息相符合的上行數(shù)據(jù)幀，在其數(shù)據(jù)幀中指定某個字段或比特，將該字段或比特的值更改為自定義的并與其協(xié)議定義不相沖突的值，從而標記該上行數(shù)據(jù)幀為將要在OLT處進行網(wǎng)絡編碼的數(shù)據(jù)幀。3、步驟4中所述的“0LT解除配對ONU的網(wǎng)絡編碼參與狀態(tài)，OLT及配對ONU釋放本地與網(wǎng)絡編碼相關的網(wǎng)絡資源”，其特征在于:若OLT在配對連接的最長有效時間內檢測不到配對ONU之間的對等通信數(shù)據(jù)時，OLT則向配對ONU組播發(fā)送包含有解除網(wǎng)絡編碼配對連接關系信息的控制幀DelFrame，解除配對ONU的網(wǎng)絡編碼參與狀態(tài)，OLT及配對ONU釋放本地與網(wǎng)絡編碼相關的網(wǎng)絡資源。4、步驟4中所述的“0LT及時解除無故障的配對ONU的網(wǎng)絡編碼參與狀態(tài)，OLT及無故障的配對ONU釋放本地與網(wǎng)絡編碼相關的網(wǎng)絡資源”，其特征在于:若OLT在配對連接的最長有效時間內檢測到存在任一配對ONU故障而造成網(wǎng)絡拓撲改變時，OLT則向無故障的配對ONU單播發(fā)送包含有解除網(wǎng)絡編碼配對連接關系信息的控制幀DelFrame，解除配對ONU的網(wǎng)絡編碼參與狀態(tài)，OLT及無故障配對ONU釋放本地與網(wǎng)絡編碼相關的網(wǎng)絡資源；5、步驟4中所述的“0LT及時告知配對ONU更新本地的編碼配對連接信息，保證配對終端在更換接入ONU后能繼續(xù)保持無源光網(wǎng)絡中的網(wǎng)絡編碼”，其特征在于:若OLT在配對連接的最長有效時間內檢測到配對ONU存在下掛終端加入或退出而造成網(wǎng)絡拓撲改變時，OLT則向相應ONU單播下發(fā)包含有更新編碼配對連按信息的UnfoFrame幀，更新原配對ONU下的編碼配對連接信息；若原配對ONU下退出的配對終端在新接入的ONU下仍然保持與原配對終端的對等通信，則重復執(zhí)行權利要求2中的步驟1，建立起新配對ONU的網(wǎng)絡編碼配對連接關系。6、步驟4中所述的“與網(wǎng)絡編碼相關的網(wǎng)絡資源”，其特征在于:“與網(wǎng)絡編碼相關的網(wǎng)絡資源”具體為表示配對ONU唯一的配對關系標識號GruReIaID,以及在本地存儲有與GruRelaID相關聯(lián)數(shù)據(jù)幀的緩行空間。
7、如3和4中所述的“解除配對ONU的網(wǎng)絡編碼參與狀態(tài)”，其特征在于:當配對ONU接收到包含有解除網(wǎng)絡編碼配對關系信息的DelFrame幀時，配對ONU在本地刪除與DelFrame幀中信息相關聯(lián)的編碼配對連接信息的記錄，從而解除自身的網(wǎng)絡編碼參與狀態(tài)。8、如3和4中所述的“包含有解除網(wǎng)絡編碼配對連接關系信息的控制幀DelFrame”,其特征在于:控制巾貞DelFrame采用類似于PON中與帶寬分配相關的控制巾貞格式,具體通過取值不同的幀標識字段與帶寬分配相關的控制幀以及InfoFrame幀進行區(qū)分。9、如3和4中所述的“包含有解除網(wǎng)絡編碼配對連接關系信息的控制幀DelFrame”,其特征在于:控制幀DelFrame包含的用于解除網(wǎng)絡編碼配對連接關系的信息為配對關系標識號GruRelalD ；0LT發(fā)送DelFrame幀和ONU接收DelFrame幀后，兩者在本地都刪除與DelFrame幀中GruRelaID相關聯(lián)的編碼配對連接信息，并清空緩存中與GruRelaID相關的數(shù)據(jù)幀。10、如1、6和9中所述的“配對關系標識號GruRelalD”，其特征在于:當GruRelaID被某一配對ONU占用時，該配對關系標識號不能在占用期間再被分配給其余配對0NU，只有未被占用的GruRelaID才可用于分配。11、如5中所述的“0LT在配對連接的最長有效時間內檢測到配對ONU存在下掛終端加入或退出而造成網(wǎng)絡拓撲改變”，其特征在于:OLT通過周期性檢查本地維護的“0NU標識符與接入終端地址表”，如果檢測到表中某ONU標示符下新增或刪除的接入終端地址存在于本地保存的編碼配對連接信息中，則可判斷存在配對終端加入或退出接入的配對0NU。12、如以上各步驟所述的“配對連接的最長有效時間”，其特征在于:根據(jù)一般傳輸控制協(xié)議TCP連接的生存時間，設定配對連接的最長有效時間。13、本專利的方法中所述的配對終端，其特征在于:配對終端可以為有線終端，亦可以為無線終端。本發(fā)明具有以下優(yōu)點和效果:該方法能在參與網(wǎng)絡編碼的有線或無線接入終端發(fā)生移動并在新的ONU下接入網(wǎng)絡造成網(wǎng)絡拓撲動態(tài)變化時，保證配對終端在更換接入ONU后能繼續(xù)保持無源光網(wǎng)絡中的網(wǎng)絡編碼；還能在參與網(wǎng)絡編碼的ONU發(fā)生故障而造成網(wǎng)絡拓撲動態(tài)變化時，解除相應ONU原有的網(wǎng)絡編碼狀態(tài)，以釋放緩存等與網(wǎng)絡編碼相關的資源，以供其余存在網(wǎng)絡編碼需求的ONU使用，從而在實現(xiàn)網(wǎng)絡編碼的同時保證與網(wǎng)絡編碼相關的網(wǎng)絡資源利用效率最大化。


為了更清楚地說明本發(fā)明，下面將對本發(fā)明實施例描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯然地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得的更多的附圖。圖1是本發(fā)明一個實施例提供的無源光網(wǎng)絡中支持有線無線混合環(huán)境的網(wǎng)絡編碼方法的概要流程圖2是本發(fā)明一個實施例提供的無源光網(wǎng)絡中支持有線無線混合環(huán)境的網(wǎng)絡編碼方法的詳細流程圖；圖3是本發(fā)明一個實施例提供的InfoFrame巾貞前導碼格式定義示意圖；圖4是本發(fā)明一個實施例提供的InfoFrame巾貞的巾貞凈荷格式定義示意圖；圖5是本發(fā)明一個實施例提供的DelFrame幀前導碼格式定義示意圖；圖6是本發(fā)明一個實施例提供的DelFrame幀的幀凈荷格式定義示意圖:圖7是存在有線無線混合環(huán)境的無源光網(wǎng)絡中網(wǎng)絡編碼的基本原理圖；圖8是存在有線無線混合環(huán)境的無源光網(wǎng)絡中傳統(tǒng)通信方式(無網(wǎng)絡編碼)的基本原理示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步的說明。圖1是本發(fā)明一個實施例提供的無源光網(wǎng)絡中支持有線無線混合環(huán)境的網(wǎng)絡編碼方法的概要流程圖，如圖1所示，該方法包括:SlOl:在無源光網(wǎng)絡PON中，光線路終端OLT建立起下掛終端存在對等通信的光網(wǎng)絡單元ONU η和m之間的網(wǎng)絡編碼配對連接關系，并對配對ONU η和m之間的配對連接的最長有效時間進行計時；S102 =OLT和ONU η和m分別將對等通信數(shù)據(jù)進行網(wǎng)絡編碼和解碼；S103:當OLT在配對連接的最長有效時間內檢測到因配對ONUn或m故障而造成網(wǎng)絡拓撲改變時，OLT及時解除無故障的配對ONUm或η的網(wǎng)絡編碼參與狀態(tài)，OLT及無故障的配對ONU m或η釋放本地與網(wǎng)絡編碼相關的網(wǎng)絡資源；S104:當OLT在配對連接的最長有效時間內檢測到因配對終端更換接入ONU η或m而造成網(wǎng)絡拓撲改變時，OLT及時告知配對ONUn或m更新本地的編碼配對連接信息，保證配對終端在更換接入ONU后能繼續(xù)保持無源光網(wǎng)絡中的網(wǎng)絡編碼。圖2是本發(fā)明一個實施例提供的無源光網(wǎng)絡中支持有線無線混合環(huán)境的網(wǎng)絡編碼方法的詳細流程圖，如圖2所示，該方法包括:S201:如圖7所示的存在有線無線混合環(huán)境的無源光網(wǎng)絡中，當OLT在某個DBA周期中檢測到ONU η下的無線終端2與ONU m下的有線終端2存在相互對等通信的數(shù)據(jù)時，OLT在該DBA周期之內給ONU η和m分配配對關系標識號GruRelalD，并將此配對關系標識號GruRelaID以及ONU n(m)下所有下掛有線及無線終端的地址以InfoFrame巾貞的形式分別單播給ONU m(η)，建立起ONU η和m之間的網(wǎng)絡編碼配對連接關系；0LT向ONU η和m單播下發(fā)InfoFrame巾貞的同時,在本地保存InfoFrame巾貞中的編碼配對連接信息即配對關系標識號GruRelalD，以及與本ONU配對的ONU下所有下掛終端的地址，并通過對配對關系標識號GruRelaID設置計時器，對配對連接的最長有效時間開始計時；在該實施例的步驟S201中，控制幀InFoFrame中包含的編碼配對連接信息包括:表示配對ONU唯一的配對關系標識號GruRelalD，以及與本ONU配對的ONU下所有下掛終端的地址(如終端的媒質接入控制MAC地址)；“配對關系標識號GruRelalD”，其特征在于:當GruRelaID被某一配對ONU占用時，該配對關系標識號不能在占用期間再被分配給其余配對0NU，只有未被占用的GruRelaID才可用于分配；
在該實施例的步驟S201中，InfoFrame幀采用類似于PON中與帶寬分配相關的控制幀格式(如以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡EPON/萬兆以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡IOG EPON中多點控制協(xié)議MPCP幀)，具體通過取值不同的幀標識字段(如EP0N/10G EPON中MPCP幀的長度/類型Length/Type字段和操作碼Opcode字段)來與帶寬分配相關的控制幀進行區(qū)分；為保證控制巾貞InfoFrame能完全包含一組配對ONU下的全部編碼配對連接信息，InfoFrame巾貞的中貞長不做限定，保證一組配對ONU下的全部編碼配對連接信息在同一 InfoFrame巾貞中。若無源光網(wǎng)絡類型為EPON時，則InfoFrame幀MPCP幀的格式，具體通過取值不同的Length/Type和Opcode這些幀標識字段與MPCP幀進行區(qū)分，配對關系標識號GruRelaID用于替換InfoFrame幀前導碼中邏輯鏈路標識LLID字段，但GruReIaID采用與EPON中LLID不相沖突的定義和取值；按此要求，在EPON中，InfoFrame幀前導碼格式一個可行的定義如圖3所示，InfoFrame幀的幀凈荷格式一個可行的定義如圖4所示。在圖3中，圖3_1為EPON標準規(guī)定的幀前導碼格式，圖3-2為本實施例中InfoFrame幀前導碼格式，圖中每個方框中的字段長度為I個字節(jié)，將EPON幀前導碼中LLID字段替換為配對關系標識號GruRelaID即可作為InfoFrame巾貞前導碼；在圖4中，Length/Type字段取值為0x8808, Opcode字段取值為0x0008，兩者均與MPCP幀中相應字段取值不沖突；0pCOde字段后的幀凈荷部分依次填充配對關系標識號GruRelaID以及與幀接收ONU n(m)配對的ONU m(n)下所有接入終端的MAC地址；在該實施例的步驟S201中，根據(jù)一般傳輸控制協(xié)議TCP連接的生存時間，設定配對連接的最長有效時間，典型值為3秒。S202:0NU η和m接收InfoFrame幀并保存其中的編碼配對連接信息，對目的地址與配對連接信息中的地址相符合的上行數(shù)據(jù)幀，在幀中添加配對關系標識號GruRelaID標記，從而實現(xiàn)對配對ONU η和m之間對等通信數(shù)據(jù)的標記，并且本地緩存有標記的數(shù)據(jù)幀；如果上行數(shù)據(jù)幀的目的地址與配對連接信息中的地址不相符合，則不產(chǎn)生與網(wǎng)絡編碼相關的操作；在該實施例的步驟S202中，對與配對連接信息相符合的上行數(shù)據(jù)幀，在其數(shù)據(jù)幀中指定某個字段或比特(如EP0N/10G EPON中的LLID，或吉比特無源光網(wǎng)絡GPON中的分配標識符Alloc-1D)，將該字段或比特的值更改為自定義的并與其協(xié)議定義不相沖突的值(如配對關系標識號GruRelalD)，從而標記該上行數(shù)據(jù)幀為將要在OLT處進行網(wǎng)絡編碼的數(shù)據(jù)幀；在該實施例的步驟S202中，與配對連接信息中的地址進行匹配時，同該實施例的步驟S201相對應，上行數(shù)據(jù)幀的目的地址可選擇幀中的目的MAC地址。S203:0LT對配對ONU η和m之間添加有標記的上行數(shù)據(jù)幀進行網(wǎng)絡編碼，編碼后的數(shù)據(jù)幀保留參與編碼數(shù)據(jù)幀相同的標記信息(如該實施例步驟S202中所述的GruRelalD);配對ONU η和m接收OLT下行發(fā)送的有標記的數(shù)據(jù)幀即編碼后數(shù)據(jù)巾貞，并將其與本地緩存中有相同標記信息的數(shù)據(jù)幀進行解碼操作，得到需要的解碼數(shù)據(jù)幀后，在本地緩存中清除參與了解碼的數(shù)據(jù)幀；S204:0LT在配對連接的最長有效時間(如該實施例的步驟S201中所述的TCP連接的生存時間，典型值為3秒)內檢測是否存在配對ONU η和m之間的對等通信數(shù)據(jù)，如果不存在對等通信數(shù)據(jù)，OLT解除配對ONU η和m的網(wǎng)絡編碼參與狀態(tài)，OLT及配對ONU η和m釋放本地與網(wǎng)絡編碼相關的網(wǎng)絡資源；如果存在對等通信數(shù)據(jù)，OLT進一步檢測在配對連接的最長有效時間內是否存在配對ONU n(m)故障，或者是否存在配對ONU n(m)下掛終端加入或退出:若存在配對ONU n(m)故障，OLT及時解除無故障的配對ONU m(n)的網(wǎng)絡編碼參與狀態(tài)，OLT及無故障的配對ONU m(n)釋放本地與網(wǎng)絡編碼相關的網(wǎng)絡資源；若存在配對ONU n(m)下掛終端加入或退出，OLT及時告知配對ONU m(n)更新本地的編碼配對連接信息，保證配對終端在更換接入ONU后能繼續(xù)參與網(wǎng)絡編碼；在該實施例的步驟S204中，若OLT在配對連接的最長有效時間內檢測不到配對ONU η和m之間的對等通信數(shù)據(jù)時，OLT則向配對ONU η和m組播發(fā)送包含有解除網(wǎng)絡編碼配對連接關系信息的控制幀DelFrame，解除配對ONU的網(wǎng)絡編碼參與狀態(tài)，OLT及配對ONU釋放本地與網(wǎng)絡編碼相關的網(wǎng)絡資源；其中“包含有解除網(wǎng)絡編碼配對連接關系信息的控制巾貞DelFrame”,其特征在于:控制巾貞DelFrame采用類似于PON中與帶寬分配相關的控制幀格式(如EP0N/10G EPON中的MPCP幀)，具體通過取值不同的幀標識字段(如EPON/1OGEPON中MPCP幀的Length/Type和Opcode字段)與帶寬分配相關的控制幀以及InfoFrame幀進行區(qū)分；控制幀DelFrame包含的用于解除網(wǎng)絡編碼配對連接關系的信息為配對關系標識號GruRelalD ；0LT發(fā)送DelFrame幀和ONU接收DelFrame幀后，兩者在本地都刪除與DelFrame幀中GruRelaID相關聯(lián)的編碼配對連接信息，并清空緩存中與GruRelaID相關的數(shù)據(jù)幀；按此要求，在EPON中，DelFrame幀前導碼格式一個可行的定義如圖5所示，DelFrame幀的幀凈荷格式一個可行的定義如圖6所示。在圖5中，圖5_1為EPON標準規(guī)定的幀前導碼格式，圖5-2為本實施例中InfoFrame幀前導碼格式，圖中每個方框中的字段長度為I個字節(jié)，將EPON幀前導碼中LLID字段替換為配對關系標識號GruRelaID即可作為DelFrame巾貞前導碼；在圖6中，Length/Type字段取值為0x8808, Opcode字段取值為0x0009，兩者均與MPCP幀中相應字段取值不沖突，Opcode字段用來與InfoFrame幀進行區(qū)分；0pCOde字段后的幀凈荷部分填充配對關系標識號GruRelaID ；在該實施例的步驟S204中，若OLT在配對連接的最長有效時間內檢測到存在任一配對ONU故障n(m)而造成網(wǎng)絡拓撲改變時，OLT則向無故障的配對ONU m(n)單播發(fā)送包含有解除網(wǎng)絡編碼配對連接關系信息的控制幀DelFrame，解除配對ONU m(n)的網(wǎng)絡編碼參與狀態(tài)，OLT及無故障配對ONU m(n)釋放本地與網(wǎng)絡編碼相關的網(wǎng)絡資源；在該實施例的步驟S204中，OLT通過周期性檢查本地維護的“0NU標識符與接入終端地址表”，如果檢測到表中ONU n(m)標示符下新增或刪除的接入終端地址存在于本地保存的編碼配對連接信息中，則可判斷存在配對終端加入或退出接入的配對ONU n(m)；若OLT在配對連接的最長有效時間內檢測到配對ONU n(m)存在下掛終端加入或退出而造成網(wǎng)絡拓撲改變時，OLT則向相應ONU m(n)單播下發(fā)包含有更新編碼配對連接信息的InfoFrame巾貞,更新原配對ONU m(n)下的編碼配對連接信息；若原配對ONU n(m)下退出的配對終端在新接入的ONU q下仍然保持與原配對終端的對等通信，則重復執(zhí)行權利要求2中的步驟I，建立起新配對ONU m(n)和q的網(wǎng)絡編碼配對連接關系；在該實施例的步驟S204中，“與網(wǎng)絡編碼相關的網(wǎng)絡資源”具體為表示配對ONU η和m唯一的配對關系標識號GruRelalD，以及在本地存儲有與GruRelalD相關聯(lián)數(shù)據(jù)幀的緩存空間；在該實施例的步驟S204中，“解除配對ONU的網(wǎng)絡編碼參與狀態(tài)”，其特征在于:當配對ONU n(m)接收到包含有解除網(wǎng)絡編碼配對關系信息的DelFrame幀時，配對ONU n(m)在本地刪除與DelFrame幀中信息相關聯(lián)的編碼配對連接信息的記錄，從而解除自身的網(wǎng)絡編碼參與狀態(tài)；在該實施例的各步驟中，配對終端可以為有線終端，亦可以為無線終端。以上所述，僅是本發(fā)明的的較佳實施例，而非對本發(fā)明的限制。任何熟悉本領域的技術人員，在本發(fā)明揭露的方法和技術范圍內，可以做出許多可能的變化或替換，因此，凡是未脫離本發(fā)明方法的內容，依據(jù)本發(fā)明的技術實質對以上實施例所做的任何簡單修改及等同變化，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。
權利要求
1.無源光網(wǎng)絡中支持有線無線混合環(huán)境的網(wǎng)絡編碼方法，其特征在于: 在無源光網(wǎng)絡PON中，光線路終端OLI建立起下掛終端存在對等通信的某組光網(wǎng)絡單元ONU之間的網(wǎng)絡編碼配對連接關系，并對配對ONU之間的配對連接的最長有效時間進行計時，OLT和這組ONU分別將對等通信數(shù)據(jù)進行網(wǎng)絡編碼和解碼，稱這組ONU為配對0NU，稱配對ONU下的終端為配對終端； 當OLT在配對連接的最長有效時間內檢測到因配對ONU故障而造成網(wǎng)絡拓撲改變時，OLT及時解除無故障的配對ONU的網(wǎng)絡編碼參與狀態(tài)，OLT及無收障的配對ONU釋放本地與網(wǎng)絡編碼相關的網(wǎng)絡資源； 當OLT在配對連接的最長有效時間內檢測到因配對終端更換接入ONU而造成網(wǎng)絡拓撲改變時，OLT及時告知配對ONU更新本地的編碼配對連接信息，保證配對終端在更換接入ONU后能繼續(xù)保持無源光網(wǎng)絡中的網(wǎng)絡編碼。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于包含以下步驟: 步驟1:在無源光網(wǎng)絡中，當OLT在某動態(tài)帶寬分配DBA周期中發(fā)現(xiàn)某組ONU的下掛終端存在對等通信時，通過向對應ONU單播下發(fā)包含有編碼配對連接信息的控制幀InfoFrame,建立起這組ONU之間的網(wǎng)絡編碼配對連接關系；0LT單播下發(fā)InfoFrame巾貞的同時，在本地保存InfoFrame幀中的編碼配對連接信息，并對配對連接的最長有效時間開始計時； 步驟2:配對ONU接收InfoFrame幀并保存其中的編碼配對連接信息，然后對與配對連接信息相符合的上行數(shù)據(jù)幀添加標記，并且本地緩存有標記的數(shù)據(jù)幀； 步驟3 =OLT對配對ONU之間添加有標記的上行數(shù)據(jù)幀進行網(wǎng)絡編碼，編碼后的數(shù)據(jù)幀保留參與編碼數(shù)據(jù)幀相同的標記信息；配對ONU接收OLT下行發(fā)送的有標記的數(shù)據(jù)幀即編碼后數(shù)據(jù)幀，并將其與本地緩存中有相同標記信息的數(shù)據(jù)幀進行解碼操作，得到需要的解碼數(shù)據(jù)幀后，在本地緩存中清除參與了解碼的數(shù)據(jù)幀； 步驟4 =OLT在配對連接的最長有效時間內檢測是否存在配對ONU之間的對等通信數(shù)據(jù)，如果不存在對等通信數(shù)據(jù)，OLT解除配對ONU的網(wǎng)絡編碼參與狀態(tài)，OLT及配對ONU釋放本地與網(wǎng)絡編碼相關的網(wǎng)絡資源；如果存在對等通信數(shù)據(jù)，OLT進一步檢測在配對連接的最長有效時間內是否存在配對ONU故障或配對ONU下掛終端加入或退出:若存在配對ONU故障，OLT及時解除無故障的配對ONU的網(wǎng)絡編碼參與狀態(tài)，OLT及無故障的配對ONU釋放本地與網(wǎng)絡編碼相關的網(wǎng)絡資源；若存在配對ONU下掛終端加入或退出，OLT及時告知配對ONU更新本地的編碼配對連接信息，保證配對終端在更換接入ONU后能繼續(xù)保持無源光網(wǎng)絡中的網(wǎng)絡編碼。
3.如權利要求2的步驟I中所述的“包含有編碼配對連接信息的控制幀InfoFrame”，其特征在于: 控制幀InfoFrame中包含的編碼配對連接信息包括:表示配對ONU唯一的配對關系標識號GruRelaID,以及與本ONU配對的ONU下所有下掛終端的地址。
4.如權利要求2的步驟I中所述的“包含有編碼配對連接信息的控制幀InfoFrame”，其特征在于: 控制巾貞TnfoFrame采用類似于PON中與帶寬分配相關的控制巾貞格式,具體通過取值不同的幀標識字段來與帶寬分配相關的控制幀進行區(qū)分； 為保證控制幀InfoFrame能完全包含一組配對ONU下的全部編碼配對連接信息，InfoFrame幀的幀長不做限定，保證一組配對ONU下的全部編碼配對連接信息在同一 InfoFrame巾貞中即可。
5.如權利要求2的步驟2中所述的“對與配對連接信息相符合的上行數(shù)據(jù)幀添加標記”，具特征在于: 對與配對連接信息相符合的上行數(shù)據(jù)幀，在其數(shù)據(jù)幀中指定某個字段或比特，將該字段或比特的值更改為自定義的并與其協(xié)議定義不相沖突的值，從而標記該上行數(shù)據(jù)幀為將要在OLT處進行網(wǎng)絡編碼的數(shù)據(jù)幀。
6.如權利要求2的步驟4中所述的“0LT解除配對ONU的網(wǎng)絡編碼參與狀態(tài)，OLT及配對ONU釋放本地與網(wǎng)絡 編碼相關的網(wǎng)絡資源”，其特征在于: 若OLT在配對連接的最長有效時間內檢測不到配對ONU之間的對等通信數(shù)據(jù)時，OLT則向配對ONU組播發(fā)送包含有解除網(wǎng)絡編碼配對連接關系信息的控制幀DelFrame，解除配對ONU的網(wǎng)絡編碼參與狀態(tài)，OLT及配對ONU釋放本地與網(wǎng)絡編碼相關的網(wǎng)絡資源。
7.如權利要求2的步驟4中所述的“0LT及時解除無故障的配對ONU的網(wǎng)絡編碼參與狀態(tài)，OLT及無故障的配對ONU釋放本地與網(wǎng)絡編碼相關的網(wǎng)絡資源”，其特征在于: 若OLT在配對連接的最長有效時間內檢測到存在任一配對ONU故障而造成網(wǎng)絡拓撲改變時，OLT則向無故障的配對ONU單播發(fā)送包含有解除網(wǎng)絡編碼配對連接關系信息的控制幀Del Frame，解除配對ONU的網(wǎng)絡編碼參與狀態(tài)，OLT及無故障配對ONU釋放本地與網(wǎng)絡編碼相關的網(wǎng)絡資源。
8.如權利要求2的步驟4中所述的“0LT及時告知配對ONU更新本地的編碼配對連接信息，保證配對終端在更換接入ONU后能繼續(xù)保持無源光網(wǎng)絡中的網(wǎng)絡編碼”，其特征在于: 若OLT在配對連接的最長有效時間內檢測到配對ONU存在下掛終端加入或退出而造成網(wǎng)絡拓撲改變時，OLT則向相應ONU單播下發(fā)包含有更新編碼配對連接信息的InfoFrame幀，更新原配對ONU下的編碼配對連接信息；若原配對ONU下退出的配對終端在新接入的ONU下仍然保持與原配對終端的對等通信，則重復執(zhí)行權利要求2中的步驟1，建立起新配對ONU的網(wǎng)絡編碼配對連接關系。
9.如權利要求2的步驟4中所述的“與網(wǎng)絡編碼相關的網(wǎng)絡資源”，其特征在于: “與網(wǎng)絡編碼相關的網(wǎng)絡資源”具體為表示配對ONU唯一的配對關系標識號GruRelaID,以及在本地存儲有與GruRelaID相關聯(lián)數(shù)據(jù)幀的緩存空間。
10.如權利要求6和權利要求7中所述的“解除配對ONU的網(wǎng)絡編碼參與狀態(tài)”，其特征在于: 當配對ONU接收到包含有解除網(wǎng)絡編碼配對關系信息的DelFrame幀時，配對ONU在本地刪除與DelFrame幀中信息相關聯(lián)的編碼配對連接信息的記錄，從而解除自身的網(wǎng)絡編碼參與狀態(tài)。
11.如權利要求6和權利要求7中所述的“包含有解除網(wǎng)絡編碼配對連接關系信息的控制巾貞DelFrame”,其特征在于: 控制巾貞DelFrame采用類似于PON中與帶寬分配相關的控制巾貞格式,具體通過取值不同的幀標識字段與帶寬分配相關的控制幀以及InfoFrame幀進行區(qū)分。
12.如權利要求6和權利要求7中所述的“包含有解除網(wǎng)絡編碼配對連接關系信息的控制巾貞DelFrame”,其特征在于:控制幀DelFrame包含的用于解除網(wǎng)絡編碼配對連接關系的信息為配對關系標識號GruRelaID ；OLT發(fā)送DelFrame巾貞和ONU接收DelFrame巾貞后，兩者在本地都刪除與DelFrame幀中GruRelaID相關聯(lián)的編碼配對連接信息，并清空緩存中與GruRelaID相關的數(shù)據(jù)幀。
13.如權利要求3、9和12中所述的“配對關系標識號GruRelalD”，其特征在于: 當GruRelaID被某一配對ONU占用時，該配對關系標識號不能在占用期間再被分配給其余配對0NU，只有未被占用的GruRelaID才可用于分配。
14.如權利要求8中所述的“0LT在配對連接的最長有效時間內檢測到配對ONU存在下掛終端加入或退出而造成網(wǎng)絡拓撲改變”，其特征在于: OLT通過周期性檢查本地維護的“0NU標識符與接入終端地址表”，如果檢測到表中某ONU標示符下新增或刪除的接入終端地址存在于本地保存的編碼配對連接信息中，則可判斷存在配對終端加入或退出接入的配對0NU。
15.如權利要求2中各步驟所述的“配對連接的最長有效時間”，其特征在于: 根據(jù)一般傳輸控制協(xié)議TCP連接的生存時間，設定配對連接的最長有效時間。
16.本專利的方法中所述的配對終端， 其特征征在于: 配對終端可以為有線終端，亦可以為無線終端。
全文摘要
本發(fā)明提供無源光網(wǎng)絡中支持有線無線混合環(huán)境的網(wǎng)絡編碼方法，包括光線路終端OLT建立起下掛終端存在對等通信的某組光網(wǎng)絡單元ONU之間的網(wǎng)絡編碼配對連接關系，并對配對ONU之間的配對連接的最長有效時間進行計時OLT和配對ONU間分別將對等通信數(shù)據(jù)進行網(wǎng)絡編碼和解碼；配對ONU故障時，OLT及時解除無故障的配對ONU的網(wǎng)絡編碼參與狀態(tài)；配對終端更換接入ONU時，OLT及時告知配對ONU更新本地的編碼配對連接信息。該方法能在參與網(wǎng)絡編碼的配對ONU發(fā)生故障或配對接入終端發(fā)生移動并在新的ONU下接入網(wǎng)絡而造成網(wǎng)絡拓撲動態(tài)變化時，保證無源光網(wǎng)絡中的網(wǎng)絡編碼的正常實現(xiàn)，并實現(xiàn)網(wǎng)絡資源的高效利用。
文檔編號H04B10/075GK103139672SQ201310042389
公開日2013年6月5日 申請日期2013年2月1日 優(yōu)先權日2013年2月1日
發(fā)明者紀越峰, 魏培, 任乙廣, 顧仁濤 申請人:北京郵電大學