Pon系統(tǒng)中支持基站間直接通信的方法和裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明概括而言涉及無源光網(wǎng)絡（PON)，更具體而言，涉及在PON系統(tǒng)中支持基站 間直接通信的方法和裝置。
【背景技術】
[0002] 長期演進（Long Term Evolution, LTE)或演進的通用陸地無線接入網(wǎng)（Evolved Universal Terrestrial Access Network，E-UTRAN)是演進分組系統(tǒng)（Evolved Packet SyStem，EPS)的接入部分，其被認為是3G之后的主流無線解決方案。圖I示出了由第三代 合作伙伴計劃（3rd Generation Partnership Project，3GPP)聯(lián)盟所制定的總體網(wǎng)絡架構 100(見http ://www. 3gpp. org/)的示意圖。如圖1中所示，各個基站（eNB)通過X2接口互 連，并且通過Sl接口通往核心網(wǎng)（如核心網(wǎng)的移動性管理實體（MME)/服務網(wǎng)關（S-GW))。 可以看出，這是一種扁平的結構。
[0003] 其中，X2接口是一種新定義的接口，其在LTE之前的無線接入網(wǎng)中并不存在。從 邏輯觀點來看，它是一種E-UTRAN中的兩個基站之間的點到點的接口，其被定義以便于相 鄰基站之間直接通信。由于LTE是全IP網(wǎng)絡，所以每個基站被視為一個具有特定IP地址 的物理通信單元。X2接口業(yè)務需要通過IP尋址來在L3層路由和轉發(fā)。
[0004] 隨著移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，一種主流趨勢是端到端對等通信以及本地化業(yè)務將在全 部數(shù)據(jù)吞吐量中扮演更為重要的角色。從而產(chǎn)生了對于X2接口的更高要求，如更大的容 量、更短的時間延遲等等。許多運營商和設備商對這個領域表現(xiàn)出極大的興趣，如中國聯(lián)通 等。
[0005] 迅速增長的移動業(yè)務，如3G/LTE，使當前的基于專用鏈路的回傳網(wǎng)絡趨于飽和。 這個問題最終需要通過將站點用某種形式的光纖相連接的方式來解決，且越早越好。與 使用專用光纖連接站點的最初部署方案相比除了成本更低之外，使用PON網(wǎng)絡連接站點 還具有安全、可升級、符合未來網(wǎng)絡演進路徑的優(yōu)點，從而吸引了越來越多的注意力。此 夕卜，用PON網(wǎng)絡既承載用戶駐地業(yè)務又承載移動回傳業(yè)務的混合工作方式，具有明顯的協(xié) 同優(yōu)勢，為移動和固網(wǎng)運營商/提供商都帶來了經(jīng)濟平衡點，同時對終端用戶也非常有利 ("Exploiting PONs for mobile backhaul, IEEE Communications Magazine,2013"）。
[0006] 因此，如何在混合的用戶駐地/移動回傳網(wǎng)絡中有效的實現(xiàn)基站之間的直接通信 (艮P，如何實現(xiàn)X2接口）成為一個需要解決的重要問題。
[0007] 圖2示出了當前用于混合的用戶駐地/移動回傳的PON系統(tǒng)200的典型架構的示 意圖。如圖2中所示，PON系統(tǒng)200包括0LT210, 一個或多個0NU220(如ONU^ONUy ......、 ONUn)，以及光分路/合路器（SPL) 230。此外，圖2中還示出了一個或多個基站240 (圖中示 例性的示出了 eNBi和eNB2)以及核心網(wǎng)的邊緣路由器250。
[0008] 在圖2中所示的架構中，移動回傳網(wǎng)絡中的基站240之間的頻率和時間同步可以 借助于相應的0NU220和0LT210之間的同步來實現(xiàn)，其中在針對吉比特無源光網(wǎng)絡（GPON) 的G. 984. 3規(guī)范和針對10吉比特無源光網(wǎng)絡（XGPON)的G. 987. 3規(guī)范中分別對ONU與OLT 之間的同步進行了描述，然后ONU中的媒體接入控制（MAC)實體向基站發(fā)送時鐘和同步信 息（"High accurately synchronized λ -tunable WDM/TDM-PON using timestamps based time and frequency synchronization for mobile backhaul, OFC, 2013"）以完成基站間 的同步。
[0009] 在當前的系統(tǒng)中，當0LT210從一個源基站（如eNBi)接收到IP數(shù)據(jù)包時，它只能 將其轉發(fā)給核心網(wǎng)的邊緣路由器250,然后邊緣路由器250通過IP尋址將該數(shù)據(jù)包轉發(fā)到 目標基站（如eNB 2)，如圖2中的虛線段所示。
【發(fā)明內容】
[0010] 可以看出，在上述實現(xiàn)中，接入部分的PON系統(tǒng)200僅為LTE業(yè)務提供物理傳輸介 質，而沒有任何路由和處理功能。
[0011] 因此，這種方案仍然存在著如下缺點：
[0012] (1)在這種垂直部署的網(wǎng)絡中，所有的基站間業(yè)務必須經(jīng)歷"接入網(wǎng)一>核心網(wǎng)一 >接入網(wǎng)"的過程，這種毫無價值的來回傳輸將產(chǎn)生巨大的時間延遲。
[0013] (2)所有數(shù)據(jù)業(yè)務必須匯聚到核心網(wǎng)，即使某些數(shù)據(jù)包僅需要穿越蜂窩網(wǎng)內部。當 這種本地化數(shù)據(jù)業(yè)務越來越多時，將會對核心網(wǎng)產(chǎn)生嚴重的信令和數(shù)據(jù)業(yè)務壓力，同時還 會消耗大量傳輸資源。
[0014] (3)基站間業(yè)務的控制和管理是在核心網(wǎng)邊緣（即，邊緣路由器）處進行的，這不 能根據(jù)接入網(wǎng)的負載變化實時調整資源分配策略。
[0015] 雖然可以將IP包轉發(fā)功能實現(xiàn)到OLT中，但是這樣的話，必須配置OLT以支持L3 控制功能，這直接但是造價昂貴。此外，L3層的處理也比L2層的處理慢得多。
[0016] 針對以上問題，本發(fā)明提出了一種通過將"L3層的基站間通信"映射為"L2層的 ONU間通信"并且由OLT利用PON系統(tǒng)的協(xié)議進行轉發(fā)來在PON系統(tǒng)中支持基站間直接通 信的方案。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明的第一個方面，提供了一種在PON系統(tǒng)中的ONU中支持基站間直接通 信的方法，包括：接收來自與該ONU相關聯(lián)的源基站的、要去往目標基站的基站間交互數(shù) 據(jù)；根據(jù)該PON系統(tǒng)的封裝協(xié)議將基站間交互數(shù)據(jù)封裝為上行PON數(shù)據(jù)幀，并將與目標基站 相關聯(lián)的目標ONU的ONU信息標記到上行PON數(shù)據(jù)幀的幀頭中；將上行PON數(shù)據(jù)幀發(fā)送給 PON系統(tǒng)的OLT。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明的第二個方面，提供了一種在PON系統(tǒng)中的OLT中支持基站間直接通 信的方法，包括：接收來自源ONU的上行PON數(shù)據(jù)幀；解析上行PON數(shù)據(jù)幀的幀頭以確定是 否包含目標ONU信息；當確定上行PON數(shù)據(jù)幀的幀頭中包含目標ONU信息時，根據(jù)該目標 ONU信息和上行PON數(shù)據(jù)幀的有效載荷直接創(chuàng)建下行PON數(shù)據(jù)幀，而不對有效載荷進行處 理；將下行PON數(shù)據(jù)幀廣播給PON系統(tǒng)中的所有0NU。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明的第三個方面，提供了一種在PON系統(tǒng)中的ONU中支持基站間直接通 信的裝置，包括：接收單元，其被配置為接收來自與ONU相關聯(lián)的源基站的、要去往目標基 站的基站間交互數(shù)據(jù)；封裝單元，其被配置為根據(jù)PON系統(tǒng)的封裝協(xié)議將基站間交互數(shù)據(jù) 封裝為上行PON數(shù)據(jù)幀，并將與目標基站相關聯(lián)的目標ONU的ONU信息標記到上行PON數(shù) 據(jù)幀的幀頭中；發(fā)送單元，其被配置為將上行PON數(shù)據(jù)幀發(fā)送給PON系統(tǒng)的0LT。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明的第四個方面，提供了一種在PON系統(tǒng)中的OLT中支持基站間直接通 信的裝置，包括：接收單元，其被配置為接收來自源ONU的上行PON數(shù)據(jù)幀；解析單元，其被 配置為解析上行PON數(shù)據(jù)幀的幀頭以確定是否包含目標ONU信息；下行幀創(chuàng)建單元，其被配 置為當確定上行PON數(shù)據(jù)巾貞的巾貞頭中包含目標ONU信息時,根據(jù)該目標ONU信息和上行PON 數(shù)據(jù)幀的有效載荷直接創(chuàng)建下行PON數(shù)據(jù)幀，而不對有效載荷進行處理；發(fā)送單元，其被配 置為將下行PON數(shù)據(jù)幀廣播給PON系統(tǒng)中的所有0NU。
[0021] 利用本發(fā)明的方案，能夠在混合的用戶駐地/移動回傳網(wǎng)絡中實現(xiàn)快速低成本的 基站間直接交互，從而減輕了對于核心網(wǎng)的日益增長的壓力。
【附圖說明】
[0022] 通過以下參考下列附圖所給出的本發(fā)明的【具體實施方式】的描述之后，將更好地理 解本發(fā)明，并且本發(fā)明的其他目的、細節(jié)、特點和優(yōu)點將變得更加顯而易見。在附圖中：
[0023] 圖1示出了 3GPP聯(lián)盟所開發(fā)的E-UTRAN總體網(wǎng)絡架構的示意圖；
[0024] 圖2示出了當前用于混合的用戶駐地/移動回傳的PON系統(tǒng)的典型架構的示意 圖；
[0025] 圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實施方式的用于混合的用戶駐地/移動回傳的PON系統(tǒng)的 典型架構的示意圖；
[0026] 圖4示出了根據(jù)本發(fā)明實施方式的在PON系統(tǒng)中支持基站間直接通信的方法的流 程圖；
[0027] 圖5示出了根據(jù)本發(fā)明實施方式的在XGPON系統(tǒng)中支持基站間直接通信的XGEM 幀的幀結構的示意圖；
[0028] 圖6示出了根據(jù)本發(fā)明實施方式的在PON系統(tǒng)中的ONU中支持基站間直接通信的 裝置的示意圖；
[0029] 圖7示出了根據(jù)本發(fā)明實施方式的在PON系統(tǒng)中的OLT中支持基站間直接通信的 裝置的示意圖。
【具體實