一种在无源光网络中实现电路仿真的方法及系统.pdf

1、(10)申请公布号 CN 102833084 A (43)申请公布日 2012.12.19 C N 1 0 2 8 3 3 0 8 4 A *CN102833084A* (21)申请号 201110160032.4 (22)申请日 2011.06.15 H04L 12/24(2006.01) H04L 12/56(2006.01) H04L 29/12(2006.01) H04Q 11/00(2006.01) (71)申请人中兴通讯股份有限公司 地址 518057 广东省深圳市南山区高新技术 产业园科技南路中兴通讯大厦法务部 (72)发明人顾中林 张蓉 (74)专利代理机构北京安信方达知识产权

2、代理 有限公司 11262 代理人李健 龙洪 (54) 发明名称 一种在无源光网络中实现电路仿真的方法及 系统 (57) 摘要 本发明公开了一种在无源光网络中实现电路 仿真的方法及装置，包括：在光网络单元与光线 路终端之间建立伪线链路，在光线路终端与远端 设备之间建立多协议标签交换(MPLS)隧道，光线 路终端通过伪线链路接收光网路单元的电路仿真 (CES)上行数据报文，将CES上行数据报文通过 MPLS隧道发送到远端设备；并通过MPLS隧道接收 远端设备的CES下行数据报文，将CES下行数据报 文通过伪线链路发送到光网络单元。本发明可以 在光接入网络中实现动静标签结合的多跳PW连 接，OLT

3、上运行LDP协议，ONU无需支持动态MPLS 功能，降低ONU的功能复杂度。 (51)Int.Cl. 权利要求书2页 说明书5页 附图2页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 5 页 附图 2 页 1/2页 2 1.一种在无源光网络中实现电路仿真的方法，包括： 在光网络单元与光线路终端之间建立伪线链路，在所述光线路终端与远端设备之间建 立多协议标签交换(MPLS)隧道，所述光线路终端通过所述伪线链路接收所述光网路单元 的电路仿真(CES)上行数据报文，将所述CES上行数据报文通过所述MPLS隧道发送到所述 远端设备；并通过所述MPLS隧道接收

4、所述远端设备的CES下行数据报文，将所述CES下行 数据报文通过所述伪线链路发送到所述光网络单元。 2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括，所述光网络单元在所述伪线链路建 立后，向所述光线路终端发送所述CES上行数据报文包括： 所述光网络单元接收时分复用(TDM)数据，组装成TDM净荷，将所述TDM净荷封装为数 据报文，将所述数据报文的源媒体接入控制(MAC)地址配置为本地CES芯片的MAC地址，将 目的MAC地址配置为所述光线路终端的MAC地址，将虚拟局域网标识(VLAN ID)配置为所 述伪线链路的VLAN ID，并配置外层MPLS标签和内层MPLS标签，所述外层MPLS标签为与所

5、 述光线路终端约定的静态标签交换路径(LSP)转发标签，所述内层MPLS标签为所述伪线链 路的区分标识，通过所述伪线链路将所述CES下行数据报文发送给所述光线路终端。 3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述光线路终端将所述CES上行数据报文通 过所述MPLS隧道发送到所述远端设备包括： 所述光线路终端接收到所述CES上行数据报文后，将所述CES上行数据报文的源MAC 地址替换为本地MPLS线卡的MAC地址，将目的MAC地址替换为所述远端设备的MAC地址， 将VLAN ID替换为所述MPLS隧道的VLAN ID，并将所述外层MPLS标签替换为与所述远端设 备协商的动态LSP转发标签，通过所

6、述MPLS隧道将所述CES上行数据报文发送到所述远端 设备。 4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述光线路终端将所述CES下行数据报文通 过所述伪线链路发送到所述光网络单元包括： 所述光线路终端通过所述MPLS隧道接收到所述CES下行数据报文后，将所述CES下行 数据报文的目的MAC地址替换为所述CES芯片的MAC地址，将源MAC地址替换为本地MPLS 线卡的MAC地址，将VLAN ID替换为所述伪线链路的VLAN ID，将外层MPLS标签替换为静态 LSP转发标签，将所述CES下行数据报文通过所述伪线链路发送到所述光网络单元。 5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括，所述光网络

7、单元接收到所述CES下 行数据报文后，对所述CES下行数据报文进行解封装并将TDM数据发送到TDM端口，包括： 所述光网络单元接收到所述CES下行数据报文后，提取出TDM净荷，并恢复出时钟信 号，按照所述时钟信号，将所述TDM净荷发送到所述TDM端口。 6.一种在无源光网络中实现电路仿真的系统，包括：光线路终端、光网络单元和远端 设备，其中： 所述光线路终端，用于与所述光网络单元建立伪线链路，与所述远端设备建立多协议 标签交换(MPLS)隧道，通过所述伪线链路接收所述光网路单元的电路仿真(CES)上行数据 报文，将所述CES上行数据报文通过所述MPLS隧道发送到所述远端设备；并通过所述MPLS

8、 隧道接收所述远端设备的CES下行数据报文，将所述CES下行数据报文通过所述伪线链路 发送到所述光网络单元； 所述光网络单元，用于通过所述伪线链路向所述光线路终端发送所述CES上行数据报 权 利 要 求 书CN 102833084 A 2/2页 3 文； 所述远端设备，用于通过所述MPLS隧道向所述光线路终端发送所述CES下行数据报 文。 7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述光网络单元包含CES芯片，其中： 所述CES芯片，是用于接收时分复用(TDM)数据，组装成TDM净荷，将所述TDM净荷封 装为数据报文，将所述数据报文的源媒体接入控制(MAC)地址配置为自身的MAC地址，将目 的M

9、AC地址配置为所述光线路终端的MAC地址，将虚拟局域网标识(VLAN ID)配置为所述 伪线链路的VLAN ID，并配置外层MPLS标签和内层MPLS标签，所述外层MPLS标签为与所述 光线路终端约定的静态标签交换路径(LSP)转发标签，所述内层MPLS标签为所述伪线链路 的区分标识，通过所述伪线链路将所述CES下行数据报文发送给所述光线路终端。 8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述光线路终端包含MPLS线卡，其中： 所述MPLS线卡，是用于在接收到所述CES上行数据报文后，将所述CES上行数据报文 的源MAC地址替换为自身的MAC地址，将目的MAC地址替换为所述远端设备的MAC地址，

10、将 VLAN ID替换为所述MPLS隧道的VLAN ID，并将所述外层MPLS标签替换为与所述远端设备 协商的动态LSP转发标签，通过所述MPLS隧道将所述CES上行数据报文发送到所述远端设 备。 9.如权利要求8所述的系统，其特征在于： 所述MPLS线卡，还用于通过所述MPLS隧道接收到所述CES下行数据报文，将所述CES 下行数据报文的目的MAC地址替换为所述CES芯片的MAC地址，将源MAC地址替换为自身 的MAC地址，将VLAN ID替换为所述伪线链路的VLAN ID，将外层MPLS标签替换为静态LSP 转发标签，将所述CES下行数据报文通过所述伪线链路发送到所述光网络单元。 10.如

11、权利要求9所述的系统，其特征在于： 所述电路仿真芯片，还用于接收所述CES下行数据报文，提取出TDM净荷，并恢复出时 钟信号，按照所述时钟信号，将所述TDM净荷发送到所述TDM端口。 权 利 要 求 书CN 102833084 A 1/5页 4 一种在无源光网络中实现电路仿真的方法及系统 0001 技术领域 本发明涉及无源光网络和多协议标签交换（MPLS）技术，尤其涉及一种在无源光网络中 实现电路仿真的方法及系统。 0002 背景技术 电路仿真（Circuit Emulation Service，CES）是通过异步包交换网络传送同步TDM（时 分复用）业务的一种统称。传统的TDM网络，如E1、

12、T1等，基于电路交换技术，虽然可以提供 可靠的服务质量，但是其业务类型单一，价格昂贵，升级、扩展、互通的灵活性也比较差，而 随着IP数据网络的发展，凭借其成本优势、强大的拓展升级和兼容互通能力，正日益成为 主要的业务需求，并将在未来网络架构中占据主导地位。对运营商来说，为了使资产收益率 最大化且运营费用最小化，非常希望将传统的多业务网络融入到单一的网络技术中，于是， IP数据网络成为了运营商的首选。 0003 目前，多个国际标准组织对电路仿真进行了标准化，其中包括MEF、IETF和ITU等， 各标准组织之间互相合作，各国际组织制定的TDM业务透传应用原理相同，标准基本上类 似，只是在具体实现技

13、术细节上，如数据报文封装格式以及TDM链路标识符等存在微小的 差异。其中，MEF侧重于PDH或SDH业务在以太网上进行电路仿真的实现方法（MEF8），IETF 的PWE3工作组负责制定分组交换网（PSN）上仿真二层网络业务的机制，ITU的标准Y.1413 是关于在MPLS网络上实现TDM的建议，定义了通过MPLS网络承载电路业务的格式，规定了 TDM-MPLS网络互通的必要功能要求。 0004 现阶段，承载电路仿真业务最好的载体是IP或者MPLS的分组交换网络，而由于传 统IP网络一些众所周知的诸如流量工程、QoS等方面的不足，基于MPLS分组交换网，根据 其控制转发平面分离及标签栈的嵌套能力

14、等特性，在MPLS网络平台上实现电路仿真业务， 不但可以大量增值业务，而且能够屏蔽核心网的差异，其在电路仿真业务中逐渐占据主导 地位。 0005 随着光接入网络的日益普及，在光接入网络中实现电路仿真的需求也越来越旺 盛，但目前还没有在光接入网络中应用MPLS实现电路仿真的方案。 0006 发明内容 本发明要解决的技术问题是提供一种在无源光网络中实现电路仿真的方法及系统，在 无源光网络中实现电路仿真业务。 0007 为解决上述技术问题，本发明的一种在无源光网络中实现电路仿真的方法，包 括： 在光网络单元与光线路终端之间建立伪线链路，在光线路终端与远端设备之间建立多 协议标签交换(MPLS)隧道，

15、光线路终端通过伪线链路接收光网路单元的电路仿真(CES)上 行数据报文，将CES上行数据报文通过MPLS隧道发送到远端设备；并通过MPLS隧道接收远 端设备的CES下行数据报文，将CES下行数据报文通过伪线链路发送到光网络单元。 0008 进一步地，还包括，光网络单元在伪线链路建立后，向光线路终端发送CES上行数 据报文包括： 说 明 书CN 102833084 A 2/5页 5 光网络单元接收时分复用(TDM)数据，组装成TDM净荷，将TDM净荷封装为数据报文， 将数据报文的源媒体接入控制(MAC)地址配置为本地CES芯片的MAC地址，将目的MAC地址 配置为光线路终端的MAC地址，将虚拟局

16、域网标识(VLAN ID)配置为伪线链路的VLAN ID， 并配置外层MPLS标签和内层MPLS标签，外层MPLS标签为与光线路终端约定的静态标签交 换路径(LSP)转发标签，内层MPLS标签为伪线链路的区分标识，通过伪线链路将CES下行 数据报文发送给光线路终端。 0009 进一步地，光线路终端将CES上行数据报文通过MPLS隧道发送到远端设备包括： 光线路终端接收到CES上行数据报文后，将CES上行数据报文的源MAC地址替换为本 地MPLS线卡的MAC地址，将目的MAC地址替换为远端设备的MAC地址，将VLAN ID替换为 MPLS隧道的VLAN ID，并将外层MPLS标签替换为与远端设备

17、协商的动态LSP转发标签，通 过MPLS隧道将CES上行数据报文发送到远端设备。 0010 进一步地，光线路终端将CES下行数据报文通过伪线链路发送到光网络单元包 括： 光线路终端通过MPLS隧道接收到CES下行数据报文后，将CES下行数据报文的目的 MAC地址替换为CES芯片的MAC地址，将源MAC地址替换为本地MPLS线卡的MAC地址，将 VLAN ID替换为伪线链路的VLAN ID，将外层MPLS标签替换为静态LSP转发标签，将CES下 行数据报文通过伪线链路发送到光网络单元。 0011 进一步地，还包括，光网络单元接收到CES下行数据报文后，对CES下行数据报文 进行解封装并将TDM数

18、据发送到TDM端口，包括： 光网络单元接收到CES下行数据报文后，提取出TDM净荷，并恢复出时钟信号，按照时 钟信号，将TDM净荷发送到TDM端口。 0012 进一步地，一种在无源光网络中实现电路仿真的系统，包括：光线路终端、光网络 单元和远端设备，其中： 光线路终端，用于与光网络单元建立伪线链路，与远端设备建立多协议标签交换 (MPLS)隧道，通过伪线链路接收光网路单元的电路仿真(CES)上行数据报文，将CES上行数 据报文通过MPLS隧道发送到远端设备；并通过MPLS隧道接收远端设备的CES下行数据报 文，将CES下行数据报文通过伪线链路发送到光网络单元； 光网络单元，用于通过伪线链路向光

19、线路终端发送CES上行数据报文； 远端设备，用于通过MPLS隧道向光线路终端发送CES下行数据报文。 0013 进一步地，光网络单元包含CES芯片，其中： CES芯片，是用于接收时分复用(TDM)数据，组装成TDM净荷，将TDM净荷封装为数据报 文，将数据报文的源媒体接入控制(MAC)地址配置为自身的MAC地址，将目的MAC地址配置 为光线路终端的MAC地址，将虚拟局域网标识(VLAN ID)配置为伪线链路的VLAN ID，并配 置外层MPLS标签和内层MPLS标签，外层MPLS标签为与光线路终端约定的静态标签交换路 径(LSP)转发标签，内层MPLS标签为伪线链路的区分标识，通过伪线链路将C

20、ES下行数据 报文发送给光线路终端。 0014 进一步地，光线路终端包含MPLS线卡，其中： MPLS线卡，是用于在接收到CES上行数据报文后，将CES上行数据报文的源MAC地址替 换为自身的MAC地址，将目的MAC地址替换为远端设备的MAC地址，将VLAN ID替换为MPLS 说 明 书CN 102833084 A 3/5页 6 隧道的VLAN ID，并将外层MPLS标签替换为与远端设备协商的动态LSP转发标签，通过MPLS 隧道将CES上行数据报文发送到远端设备。 0015 进一步地，MPLS线卡，还用于通过MPLS隧道接收到CES下行数据报文，将CES下行 数据报文的目的MAC地址替换为

21、CES芯片的MAC地址，将源MAC地址替换为自身的MAC地 址，将VLAN ID替换为伪线链路的VLAN ID，将外层MPLS标签替换为静态LSP转发标签，将 CES下行数据报文通过伪线链路发送到光网络单元。 0016 进一步地，电路仿真芯片，还用于接收CES下行数据报文，提取出TDM净荷，并恢复 出时钟信号，按照时钟信号，将TDM净荷发送到TDM端口。 0017 综上所述，本发明可以在光接入网络中实现动静标签结合的多跳PW连接，OLT上 运行LDP协议，且同时充当LER与LSR(Label Switching Router)，ONU无需支持动态MPLS 功能，可以将ONU与MPLS网络隔离，

22、降低ONU的功能复杂度，使其仅需支持二层交换功能， 即可实现MPLS网络的电路仿真。 0018 附图说明 图1是本发明的电路仿真业务的整体组网示意图； 图2是本发明的电路仿真报文帧格式示意图； 图3是本发明的数据处理方法的流程图。 0019 具体实施方式 本发明在ONU（Optical Network Unit）和OLT(Optical Line Terminal)之间建立静 态PW（Pseudo Wire，伪线）链路，OLT与远端设备（Far Equipment，FE）运行LDP（Label Distribution Protocol）协议，建立动态MPLS隧道，OLT同时作为LER（Lab

23、el Switching Edge Router，边缘标签交换路由器），连接静态PW链路与动态MPLS隧道，实现动静态标签 结合的多跳PW连接，从而实现电路仿真业务。 0020 电路仿真业务有互为收发的两个方向，规定ONU往OLT方向为上行方向，OLT往 ONU为下行方向，下面对两个方向上的处理进行描述： 在上行方向，ONU按照PWE3协议将TDM数据装帧，可以采用结构化方式或非结构化方 式，上行报文的目的MAC配置为OLT上MPLS线卡的MAC地址，帧头包括双层静态MPLS标签， 其中，外层标签为与OLT约定的静态LSP（Label Switching Path）转发标签，内层标签作 为不同

24、PW的区分标识。OLT收到CES上行报文后，将目的MAC替换为MPLS动态协商连接的 FE的MAC地址，将源MAC替换为MPLS线卡的MAC地址，将VLAN替换为已建立的MPLS连接 规定的VLAN，同时将外层标签替换为与FE协商的动态LSP转发标签，将CES上行报文发到 MPLS网络。 0021 在下行方向，OLT的MPLS线卡通过已建立的MPLS隧道收到CES下行报文后，将报 文的目的MAC替换为相应ONU上CES芯片的MAC地址，将报文的源MAC替换为MPLS线卡的 MAC地址，将VLAN替换为与ONU之间静态PW链路配置的VLAN，外层的静态LSP转发标签替 换为与ONU之间的静态外层

25、标签，然后将报文发送给ONU。ONU收到报文之后，CES芯片（如 Zarlink的Zl5011x）从报文中恢复出时钟信号，并提取载荷，按照时钟信号将数据发送到 TDM端口。 0022 下面结合附图对本实施方式的实现电路仿真的方法与系统的具体实施方式进行 说明。 说 明 书CN 102833084 A 4/5页 7 0023 如图1所示，本发明的电路仿真业务的整体组网结构包括： ONU 101和ONU 102为光网络单元，此处列出两个作为示例，表示ONU与OLT之间的星 型连接方式，实际还可更多，个数取决于OLT的支持数和应用的需求。ONU 101、ONU 102处 于用户端，对外提供TDM接口

26、（如E1/T1接口），内部包含有CES芯片，对TDM数据进行封装、 解封装和恢复时钟等处理。 0024 OLT 103为光线路终端，处于局端，与ONU101、ONU102通过光纤进行二层通信，在 本实施方式中作为整个电路仿真系统的LER和LSR。OLT 103包含一块MPLS线卡104，对 ONU101、ONU102发送过来的报文进行处理，并经由LDP协议转发到MPLS网络 105，同时接 收MPLS网络 105发送过来的报文，经过处理后，发送给ONU101与ONU102。 0025 MPLS网络105是由任意个LSR组成的网络，运行处理LDP协议，实现MPLS路由。 FE106与OLT103

27、建立动态MPLS隧道连接，对收发的MPLS报文进行处理，并做电路仿真处 理，其处理方法可采用本文的方法，也可采用现有方法，这里不做限定。 0026 如图2所示，为本实施方式电路仿真报文帧格式的示意图，本实施方式中，对报文 内容的处理包括：在图1的ONU101上，对TDM载荷进行封装与解封装；在图1的MPLS线卡 104处，对报文头部的MAC地址、MPLS标签等进行剥离与替换。 0027 图2中的报文封装格式遵循ITU-T Y.1413标准，其中，头部的目的MAC、源MAC、 VLAN tag和Ethertype字段遵循IEEE 802.3标准，在图1中ONU101处封装时，目的MAC为 MPL

28、S线卡104的MAC地址，VLAN ID为ONU101与OLT103之间的伪线链路的VLAN ID，报文 到达MPLS线卡104时，目的MAC被替换为FE106的MAC地址，源MAC被替换为MPLS线卡的 MAC地址，VLAN ID被替换为MPLS线卡上MPLS隧道的VLAN ID，此处反方向上再替换为原 来的字段。 0028 MPLS外层标签为LSP转发标签，在图1中ONU101与OLT103之间为静态配置字段， 在MPLS线卡与FE之间的MPLS网络中为动态协商标签，动静态标签替换处理在MPLS线卡 处完成。MPLS内层标签作为PW标识，在ONU处封装时静态配置，在后端网络中直接转发，不

29、做处理。 0029 PW控制字与RTP头为电路仿真业务的封装层，其中RTP头可根据需要选择配置，遵 循RFC 3550标准。 0030 TDM净荷数据可配置长度，在非结构化方式下以字节为单位，在结构化方式下以帧 为单位（如E1的一帧为32字节），如果整个报文长度（包括FCS字段）小于64字节，则由芯 片在净荷数据后自动添加静态填充字段，使长度达到64字节。 0031 如图3是本实施方式的数据处理方法流程图，数据处理包括本地的收发流程和远 端的收发流程，为便于描述，将图1组网示意图中FE106的处理方法与系统假定为与本地相 同，这样，可以仅本地的数据处理进行说明，下面依据图3对一帧数据报文的处理

30、流程进行 详细描述。 0032 步骤301：从ONU的TDM端口接收数据并封装成数据报文； 从ONU的TDM端口接收的TDM数据，如E1/T1，可选择按照结构化或非结构化方式来组 成净荷，非结构化方式为从TDM数据比特流的任意位置开始获取数据，并以字节为单位，按 照所配置的长度组成净荷。结构化方式对TDM数据内容进行解析，根据帧内携带的复帧格 式信息对其进行分帧，并从每帧的开头按照所配置的帧数组成净荷。组成TDM净荷后，将其 说 明 书CN 102833084 A 5/5页 8 封装成数据报文，报文头包括双层MPLS标签，其中，外层标签为静态LSP转发标签，内层标 签为PW的区分标识。 003

31、3 步骤302：将数据报文通过光网络发送到OLT； 此步骤为光网络二层传输，不涉及MPLS网络。 0034 步骤303：对数据报文帧头的部分字段进行替换处理； OLT收到ONU发送过来的数据报文后，将目的MAC地址替换为MPLS动态协商连接的远 端FE的MAC（此处为对端OLT上MPLS线卡的MAC，下同），将源MAC替换为MPLS线卡的MAC， 将VLAN ID替换为已建立MPLS隧道连接配置的VLAN ID，同时将静态外层标签替换为与对 端PE协商的动态LSP转发标签。 0035 步骤304：将处理后数据报文发送到MPLS网络； 步骤305：从MPLS网络接收数据报文； 上述步骤304与步

32、骤305的收发是通过已建立的MPLS隧道连接实现的。 0036 步骤306：对数据报文帧头相关字段进行处理； OLT的MPLS线卡通过已建立的MPLS隧道收到报文后，将报文的目的MAC替换为ONU上 CES芯片的MAC，将报文的源MAC替换为MPLS线卡的MAC，将VLAN ID替换为与ONU之间静 态PW链路配置的VLAN ID，将动态协商的外层LSP转发标签替换为与ONU之间配置的静态 外层标签。 0037 步骤307：将处理后的数据报文发送到ONU； 此处与步骤302处理方式一致，均是二层交换，方向相反。 0038 步骤308：对数据报文进行解封装并将TDM数据发送到TDM端口。 003

33、9 ONU收到数据报文后，对报文头进行一系列的协议校验，验证通过后，从报文中提 取出TDM净荷，同时从报文的到达速率和报文内的时间戳信息恢复出时钟信号，此处如果 是非结构化方式，时钟信号为数据速率，如果是结构化方式则为数据速率和帧脉冲两个信 号。提取出净荷之后，按照恢复出的时钟信号，将数据发送到TDM端口。 0040 显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块、各步骤可以用通用的 计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的 网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在 存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们的 多个模块或者步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬 件和软件结合。 0041 以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人 员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、 等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。 说 明 书CN 102833084 A 1/2页 9 图1 图2 说 明 书 附 图CN 102833084 A 2/2页 10 图3 说 明 书 附 图CN 102833084 A 10