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CN102271055A - 在以太网无源光网络中控制环回过程的方法 - Google Patents

在以太网无源光网络中控制环回过程的方法 Download PDF

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CN102271055A
CN102271055A CN2011102048571A CN201110204857A CN102271055A CN 102271055 A CN102271055 A CN 102271055A CN 2011102048571 A CN2011102048571 A CN 2011102048571A CN 201110204857 A CN201110204857 A CN 201110204857A CN 102271055 A CN102271055 A CN 102271055A
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金镇熙
金洙亨
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Abstract

本发明公开了一种在以太网无源光网络中、控制本地设备和远程设备之间的环回过程的方法。该方法包括以下步骤：在环回过程中，将预定字段添加到环回控制OAM PDU中，该预定字段区分启动环回过程的消息和终止环回过程的消息；以及使用其中加入了本地设备和远程设备之间的所述预定字段的环回控制OAM PDU，执行环回过程，其中使用其中加入了所述预定字段的环回控制OAM PDU执行的环回过程还包括：环回过程启动步骤，由本地设备向远程设备发送请求启动环回过程的环回控制OAM PDU；以及环回过程终止步骤，由本地设备向远程设备发送请求终止环回过程的环回控制OAM PDU。

Description

在以太网无源光网络中控制环回过程的方法
本申请是2003年10月28日向中国专利局递交的题为“在以太网无源光网络中控制环回过程的方法”的发明专利申请200310102681.4的分案申请。
技术领域
本发明涉及以太网无源光网络(Ethernet passive opticalnetwork)中的操作、管理和维护(以下称为“OAM”)功能。
背景技术
当前，千兆以太网和异步传送模式无源光网络(以下称为“ATM-PON”)的媒体接入控制(MAC)技术标准已经完成，其细节在IEEE802.3z和国际电信同盟-电信标准部分(ITU-T)G.983.1中进行了描述。
在具有树状结构的ATM-PON中，以具有预定大小的帧为单位上行和下行传输ATM信元。设置光线路终端(OLT)，以下行传输将分发给每个光网络单元(ONU)的信元。
图1描述了普通无源光网络的物理网络结构。如图所示，无源光网络包括OLT 100和多个与OLT 100相连的ONU 110-1至110-3。特别地，图1示出了其中OLT 100与三个ONU 110-1到110-3相互连接、而ONU110-1到110-3中的每一个至少与一个终端用户(用户设备或网络设备)120-1到120-3相连的例子。在操作中，从每个终端用户120-1到120-3输出的数据131到133，通过相应的ONU 110-1到110-3传送给OLT 100。
在图1所示的光网络(以下称为“EPON”)中，按照时分复用(TDM)方法，通过点到多点网络对IEEE 802.3以太网帧进行传输。为避免数据冲突，在作为无源设备的光分布网络(ODN)中采用了称为“测距(ranging)”的方法。即，在上传过程中，将来自每个ONU 110-1到110-3的数据以多路复用的状态传送到OLT 100，而下传以这样一种方式进行：ONU 110-1到110-3有选择地接收来自OLT 100的预期(intended)数据。所以，每个上传或下传帧都具有专用的ATM信元或位于普通ATM信元中的字段，以按照常规的间隔发送和接收消息。
随着因特网技术的发展，对更多带宽的要求也稳步增长。为满足需求，已经在ATM的技术上对相对便宜、并能够保证高带宽的、千兆以太网中的端对端传输进行了研究。ATM的缺点在于：相对高的价格，有限的带宽，并且必须对每个IP分组执行分割操作。因此，PON体系结构支持按以太网方式操作，而不是ATM技术。
IEEE 802.3ah发布的EPON标准是以“最初1英里以太网(Ethernetin the First Mile，EFM)”的名称进行的，计划2003年9月完成。草案1.2版目前正在进行，草案2.0版计划在2003年11月完成。图2描述了草案1.2版中所提及的OAM分组200的格式。
为了在本地设备和远程设备间执行环回测试，本地设备向远程设备发送环回控制OAM PDU(分组数据单位)。注意，该环回控制OAM PDU包含由本地设备所确定的环回时间。将已经收到该环回控制OAM PDU的远程设备转换为环回状态，并且使用OAM PDU消息将该远程设备的环回状态信息传送给本地设备，借此启动该环回过程。
在执行预定时间的环回测试后，执行环回测试的终止操作。有两种执行终止操作的方法。在第一种方法中，本地设备试图终止环回测试。在第二种方法中，远程设备试图终止环回测试。按第一种方法，当本地设备试图终止环回测试时，本地设备向远程设备发送环回控制OAM PDU，在此期间，环回控制OAM PDU包含确定为‘0’的环回时间。然后，远程设备接收包含‘0’环回时间的环回控制OAM PDU，并将环回时间设置为‘0’，以便终止环回测试。接着，远程设备将包含有改变了的环回状态的OAM PDU信息传送给本地设备。本地设备接收从远程设备传来的OAM PDU消息，然后，给远程设备传送其自身改变了的环回状态-环回停止状态，从而，可以终止环回过程。
终止操作的第二种方法包含环回时间的终止，该环回时间的终止由本地设备根据环回过程的开始来确定。即，当由本地设备确定的环回时间终止于远程设备中时，远程设备向本地设备发送OAM PDU信息，该信息中包含改变了的环回状态。然后，本地设备，响应该信息，向远程设备传送其自己的环回状态——环回停止状态，从而终止环回过程。
如上所述，为了执行环回的开始和终止，本地设备和远程设备交换两种消息——环回控制OAM PDU和OAM PDU信息。因此，由于低效的消息交换协议，现有技术的缺点在于：增加了系统的复杂性。
发明内容
本发明通过提供一种有效控制环回过程、从而简化了环回系统的环回过程和构造的方法，克服了上述问题，并提供了额外的优点。
在一个方面中，提供了一种在以太网无源光网络中控制本地设备和远程设备之间的环回过程的方法。该方法包括以下步骤：在环回过程中，将预定字段添加到环回控制OAM PDU中，所述预定字段区分启动环回过程的消息和终止环回过程的消息；以及使用其中加入了本地设备和远程设备之间的预定字段的环回控制OAM PDU，来执行环回过程，其中使用其中加入了所述预定字段的环回控制OAM PDU执行的环回过程还包括：环回过程启动步骤，由本地设备向远程设备发送请求启动环回过程的环回控制OAM PDU；以及环回过程终止步骤，由本地设备向远程设备发送请求终止环回过程的环回控制OAM PDU。所述预定字段包括以下字段值之一：第一字段值，代表请求启动环回过程的消息；第二字段值，代表确认环回过程的启动请求消息的消息；第三字段值，代表从本地设备向远程设备请求终止环回过程的消息；第四字段值，代表从远程设备向本地设备请求终止环回过程的消息；以及第五字段值，代表确认从本地设备发送给远程设备第四字段值的消息。
附图说明
通过以下结合附图的详细描述，本发明的上述特征和优点将表述得更加清楚，其中：
图1是描述了一般无源光网络的物理网络体系结构的视图；
图2是描述了草案1.2版中所提出的OAM分组的格式的视图；
图3是依照本发明描述了环回控制OAM PDU的格式的视图；
图4是依照本发明描述了环回控制OAM PDU中、控制字段的类型的视图；以及
图5是依照本发明描述了在本地设备和远程设备之间交换不同的消息的过程的视图。
具体实施方式
以下，将结合附图，对依据本发明的优选实施例的、在以太网无源光网络中控制环回过程的方法进行描述。为了清楚和简捷的目的，当可能会使本发明的主题不清楚时，将省略对已知功能和结构的详细描述。
与IEEE 802.3ah EFM中正在讨论的OAM技术有关的本发明可以应用于包括点到多点的EPON和点到点网络结构的网络中。特别地，根据本发明的教益，只使用环回控制OAM PDU、而不是传统的OAM PDU信息来实现本地设备和远程设备之间的环回测试。即，在现有技术中，本地设备向远程设备发送用于启动环回测试的启动请求消息(Initiate_Req)，然后，远程设备响应使用OAM PDU信息的环回测试启动消息，向本地设备发送确认消息(Initiate_Ack)。然而，在本发明中，只使用一种消息，即环回控制OAM PDU，来执行本地设备和远程设备之间的环回测试过程。因此，能够在EPON系统中以简单、有效的方式实现该过程。为此，在本发明中，如下文将说明的那样，在环回控制OAM PDU中新定义了1字节的控制字段(Control_field)。
图3按照本发明描述了环回控制OAM PDU的格式。如图3所示，依照本发明的环回控制OAM PDU 300包括控制字段(Control_Field)310和环回计时器字段(Loop-back_Timer)320。控制字段310是用来区分在环回启动过程和环回终止过程期间使用的消息的字段。即，由控制字段310区分在本地设备和远程设备之间发送/接收的消息。
图4按照本发明描述了环回控制OAM PDU中的控制字段的类型。如图4所示，环回控制OAM PDU中的控制字段具有五个字段值之一，所述五个字段值包括：字段值“Initiate_Req”，代表由本地设备请求的环回过程启动请求消息；字段值“Initiate_Ack”，代表从远程设备输出的启动确认消息，确认由本地设备所请求的环回过程启动请求消息；字段值“Exit_req1”，代表由本地设备向远程设备所请求的环回过程终止请求消息；字段值“Exit_req2”，代表由远程设备向本地设备所请求的环回过程终止请求消息；以及，字段值“Exit_Ack”，代表从本地设备发送给远程设备的终止确认消息，确认字段值“Exit_req2”。如图所示，‘0x01’、‘0x02’、‘0x03’、‘0x04’和‘0x05’可分别分配给这些字段值。然而，应该注意这些字段值只是用于解释本发明的示例，本发明并不由这些数值来限制。
图5描述了交换不同消息的过程，其中，依照本发明，在本地设备和远程设备间通过控制字段(control_field)的值来区分消息。将参考图3到图5，对依据本发明的过程进行解释。
当本地设备410向远程设备420发送环回控制OAM PDU时，启动环回启动过程(步骤501)。此时，如图4所示，PDU中的控制字段(Control_field)可以是‘0x01’。图3所示的PDU中的环回计时器320的值不是‘0’。当环回过程在本地设备410和远程设备420之间启动时，本地设备410确定环回计时器的值，并将所确定的值传送给远程设备420。作为响应，远程设备420在与计时器值相对应的持续时间内执行环回过程。在接收环回控制OAM PDU之后，远程设备420将具有与所接收到的消息相同帧结构的环回控制OAM PDU发送给本地设备410。此时，如附图4所示，从远程设备420向本地设备410发送的控制字段(Control_field)310可以是‘0x02’。同样，环回过程仍未终止，所以，PDU中的环回计时器320的值不是‘0’。从而，完成环回启动过程，并且此刻本地设备和远程设备能够执行环回操作，交换测试分组。
将环回终止过程分类为两种方法：在第一种方法中，本地设备410终止环回过程；而在第二种方法中，远程设备420终止环回过程。
在第一种方法中，本地设备410终止环回过程，本地设备410使用环回控制OAM PDU向远程设备420请求环回终止(步骤503)。此时，如图4所示，环回控制OAM PDU中的控制字段310可以是‘0x03’。然后，环回控制OAM PDU中的环回计时器字段320的值为‘0’(loop-backtimer＝0)。即，环回计时器的值变为‘0’，以终止本地设备410和远程设备420之间的环回过程。
随后，当确认接收到从本地设备410发出、从而终止环回过程的环回控制OAM PDU时，远程设备420将其自身的环回时间设置为‘0’，并将环回状态转换为终止状态。与此同时，远程设备420向本地设备410发送环回控制OAM PDU(步骤504)。如图4所示，在步骤504中、从远程设备420发出的环回控制OAM PDU包括‘控制字段(Control_field)＝0x04’和‘loop-back time＝0’。此后，响应具有‘控制字段(Control_field)＝0x05’和‘loop-back time＝0’的环回控制OAM PDU，本地设备410执行环回终止过程(步骤505)。
在第二种方法中，在环回过程启动之后，当超过预定的时间周期之后，终止环回过程。在这种情况下，，如图4所示，远程设备420向本地设备410传送具有‘控制字段(Control_field)＝0x04’和‘loop-backtime＝0’的环回控制OAM PDU。响应具有‘控制字段(Control_field)＝0x05’和‘loop-back time＝0’的环回控制OAM PDU，本地设备410执行环回终止过程(步骤505)。
如上所述，通过避免与环回控制OAM PDU一起使用OAM PDU信息，本发明简化了环回过程的启动和终止。为此目的，在环回控制OAM PDU中新定义了字段，从而使环回过程的启动和终止可利用由该字段值进行区分的消息来执行，从而具有简化过程复杂性的效果。此外，使用EPON中的消息字段表示环回过程，从而，可以按照简单、有效的方式来实现环回过程。
尽管已经参照本发明的特定优选实施例，示出和描述了本发明，本领域的技术人员可以理解的是，在不偏离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围的前提下，可以对此进行形式和细节上的各种变化。

Claims (4)

1.一种在以太网无源光网络中、控制本地设备和远程设备之间的环回过程的方法，该方法包括以下步骤：
在环回过程中，将预定字段添加到环回控制OAM PDU中，该预定字段区分启动环回过程的消息和终止环回过程的消息；以及
使用其中加入了本地设备和远程设备之间的所述预定字段的环回控制OAM PDU，执行环回过程，
其中使用其中加入了所述预定字段的环回控制OAM PDU执行的环回过程还包括：
环回过程启动步骤，由本地设备向远程设备发送请求启动环回过程的环回控制OAM PDU；以及
环回过程终止步骤，由本地设备向远程设备发送请求终止环回过程的环回控制OAM PDU，
其中所述预定字段包括以下字段值之一：
第一字段值，代表请求启动环回过程的消息；
第二字段值，代表确认环回过程的启动请求消息的消息；
第三字段值，代表从本地设备向远程设备请求终止环回过程的消息；
第四字段值，代表从远程设备向本地设备请求终止环回过程的消息；以及
第五字段值，代表确认从本地设备发送给远程设备第四字段值的消息。
2.按照权利要求1所述的环回方法，其特征在于所述步骤(b)包括环回过程启动步骤和环回过程终止步骤，
其中，该环回过程启动步骤包括以下步骤：
(1)由本地设备向远程设备发送请求启动环回过程的环回控制OAM PDU，以及
(2)由远程设备向本地设备发送确认启动环回过程的环回控制OAM PDU；以及
其中，该环回过程终止步骤包括以下步骤：由本地设备向远程设备发送请求终止环回过程的环回控制OAM PDU，从而可以终止该环回过程。
3.按照权利要求1所述的环回方法，其特征在于所述步骤(b)包括环回过程启动步骤和环回过程终止步骤，
其中，该环回过程启动步骤包括以下步骤：
(1)由本地设备向远程设备发送请求启动环回过程的环回控制OAM PDU；以及
(2)由远程设备向本地设备发送确认启动环回过程的环回控制OAM PDU；以及
其中，该环回过程终止步骤包括以下步骤：
(3)由远程设备向本地设备传送请求终止环回过程的环回控制OAM PDU；以及
(4)由本地设备向远程设备传送确认终止环回过程的环回控制OAM PDU。
4.按照权利要求1所述的环回方法，其特征在于所述步骤(b)包括环回过程启动步骤和环回过程终止步骤，
其中，该环回过程启动步骤包括以下步骤：
(1)由本地设备向远程设备传送请求启动环回过程的环回控制OAM PDU；以及
(2)由远程设备向本地设备传送确认启动环回过程的环回控制OAM PDU；以及
其中，该环回过程终止步骤包括以下步骤：
(3)由远程设备读出该环回过程预定时间的终止；
(4)由远程设备向本地设备发送请求终止环回过程的环回控制OAM PDU；以及
(5)由本地设备向远程设备发送确认终止环回过程的环回控制OAM PDU。
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