光网络单元中实现用户端口VLAN业务管理的方法及系统

摘要

本发明提供了一种光网络单元中实现用户端口VLAN业务管理的方法及系统，该方法根据VLAN业务配置数据属性表在相关业务硬件和逻辑上进行操作，并在ONU的第一存储空间中保存VLAN业务配置数据属性表，根据网关下发的VLAN业务配置数据形成一份新表格保存在ONU中的第二存储空间中，根据第一、第二存储空间中的表格数据的比较结果，更新相关业务硬件和逻辑以及第一存储空间中的VLAN业务配置数据属性表，生效业务配置。本发明，依据网管软件下发的配置数据，先进行新、旧配置异同的比较，然后根据标记的内容决定一下步动作，能够高效实现用户端口VLAN业务配置和删除，能够较全面地跟踪VLAN业务配置状态，对硬件形态没有具体要求，方法可裁剪，实现周期短。

说明书

技术领域

本发明涉及PON（Passive Optical Network，无源光纤网络）ONU（Optical Network  Unit，光网络单元）系统中二层数据流VLAN标签（Virtual Local Area Network，虚拟局 域网）处理功能的实现，所述二层数据流VLAN标签处理功能是指在ONU系统中，其 数据流引擎决定是否对用户上下行报文进行VLAN标签处理，ONU VLAN标签处理对象 包括IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)802.1Q定义的CVLAN(Customer  VLAN，用户私网VLAN标签)和IEEE802.1ad QinQ（也称Stacked VLAN或Double  VLAN，是指将用户私网VLAN标签封装在运营商公网VLAN标签中）引入的SVLAN （Service Provider VLAN，运营商公网VLAN标签）。

背景技术

目前，PON ONU包括EPON（Ethernet Passive Optical Network，以太无源光网络） 和GPON(Gigabit-Capable Passive Optical Network，吉比特无源光网络)。基于千兆以太 网协议的EPON系统是由IEEE802.3定义的一种新型光纤接入网技术，它采用点到多点 的组网结构，具有传输带宽高、扩展性强等特点，能够在以太网之上提供多种业务。 GPON技术是基于ITU-TG.984.x标准的无源光网络宽带接入标准，目前被国内外大多 数运营商视为实现高带宽、多元化接入网业务的理想技术，与EPON相比，GPON在线 路速率、带宽利用率、最大分光比及运维管理方面占用一定的优势。

PON系统由局端的光线路终端OLT（Optical Line Terminal）、用户端的光网络单 元ONU（Optical Network Unit）和光分配网络ODN（Optical Distribution Network）组 成，如图1所示。

CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect，载波侦听多路访问/冲突 检测）机制可保证以太网数据网络的正常通讯，即便如此，当网络中的主机数目达到一 定数量时不但转发性能会急剧下降，而且会带来广播风暴，极端情况下会直接导致网络 瘫痪。传统交换机只能分割冲突域，采用此类交换设备实现LAN互联虽然可以解决冲 突（Collision）严重的问题，但仍然不能隔离广播报文，这是需要VLAN的主要原因即 分割广播域。IEEE802.1Q VLAN技术可以把一个实际LAN划分成多个逻辑的 LAN——VLAN，每个VLAN构成一个广播域，VLAN内的主机之间可以通信，而VLAN 间的主机则不能直接互通，因此，广播报文被限制在一个VLAN内。光网络单元工作 在OSI网络模型的数据链路层，早期的设备一般只能识别数据链路层封装格式（目前有 些芯片方案可识别数据链路层以上的内容），因此，VLAN标签也就只能添加在数据链 路层的封装格式中。IEEE802.1Q规定了加入VLAN标签后的以太网帧格式，见图2。

IEEE802.1Q规范采用12个比特位标识VLAN ID值，即网络最多可使用4094个 VLAN ID值（0和4095作为保留协议字段）。随着城域网的发展，VLAN资源日趋紧 张，网络需要更多的VLAN资源隔离用户，这是需要QinQ技术的根本原因。IEEE802.1ad 定义的QinQ技术在包含802.1Q VLAN标签的报文外层再封装一层VLAN标签，其内 容与IEEE802.1Q VLAN标签一致，这样使得整个网络中可使用的VLAN资源达到 4094×4094个，运营商可根据各自需求规划局域网VLAN标签及报文穿越城域网携带的 VLAN标签。目前大多光网络单元能同时处理IEEE802.1Q VLAN标签和IEEE802.1ad  VLAN标签，有些方案还能单独修改它们的VLAN ID、Priority、TPID值，插入 IEEE802.1ad VLAN标签后的以太网帧格式见图3。

在光网络单元（以下简称ONU）中，为了达到用户隔离、业务区分等目的，通常 在ONU的用户端口配置多条VLAN业务，这些业务可能包括（以上行业务为例）：对 上行不带VLAN标签的报文增加私网VLAN标签、透明传输携带指定私网VLAN标签 的报文、给携带指定私网VLAN标签的报文再添加一层外层VLAN标签等。目前在ONU 设备上实现VLAN业务的方法主要有：基于ONU交换芯片（SWITCH）、基于ONU PON 芯片、结合交换芯片和PON芯片各自的优点在ONU设备上通过软件程序实现VLAN 业务流的创建，具体是网管软件下发配置，设备先删除芯片旧配置，再针对每条新业务 配置芯片；该方法每次接受网管下发的用户端口VLAN业务配置，根据软件本地保存 的旧业务配置数据先清除芯片相关属性，并不关心网管软件本次下发业务与上次下发业 务之间的关联，对每一条新业务重新赋值芯片寄存器。

目前，上述网管系统进行配置采用典型的全删全建管理方法，即每次接收到新业务 配置，软件先删除旧配置再生效新配置，这样会增加了额外操作硬件表项的次数，严重 时还会造成用户业务流中断。另外，多数方法与具体硬件形态绑定过于紧密，方案更改 后，不便于软件移植，不方便更新，从而无法有效跟踪用户端口的业务配置状态。

所以以上问题有待解决。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对目前多数VLAN业务管理方法采用典型的全 删全建管理方法从而加重了系统对硬件表项操作的次数，可能导致用户业务流中断的情 况发生，且无法有效跟踪用户端口的业务配置状态。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供一种光网络单元中实现用 户端口VLAN业务管理的方法及系统。

在上述方案中，光网络单元中实现用户端口VLAN业务管理的方法，其包括以下 步骤：

建立每一个用户端口对应的VLAN业务配置数据属性表，用于分类记录每一条 VLAN业务对应的VLAN业务配置数据及每一类VLAN业务的操作次数，根据所述 VLAN业务配置数据属性表在相关业务硬件和逻辑上进行操作，并在ONU的第一存储 空间中保存所述VLAN业务配置数据属性表，ONU进行所述VLAN业务配置数据属性 表中已有的VLAN业务，并实时更新所述VLAN业务配置数据属性表中相应的VLAN 业务操作次数；

根据接收的来自网关下发的VLAN业务配置数据，形成一份符合所述VLAN业务 配置数据属性表统计规则的新表格，并保存在ONU中的第二存储空间中，比较所述第 一存储空间和第二存储空间中的表格数据，标记出所述新表格与所述第一存储空间中 VLAN业务配置数据属性表不一致的VLAN配置数据，作为比较结果；

根据所述比较结果更新相关业务硬件和逻辑，以及所述第一存储空间中的所述 VLAN业务配置数据属性表，生效业务配置。

在上述方案中，每一类业务类型对应的VLAN业务配置数据包括私网标签、私网 标签操作模式、切换后的私网标签、公网标签使能标记、公网VLAN标签、TLS （Transparent LAN Services，透明以太网）VLAN标签使能标记和TLS VLAN标签。 在上述方案中，所述VLAN业务配置数据属性表包括：用于记录每一类业务类型 对应的VLAN业务配置数据的业务分类数据表TST、用于分类记录每条新VLAN 业务类型的业务类型表STT和用于记录每一类VLAN业务操作次数的业务计数表 SCT，业务类型表STT编号并统计记录业务分类数据表TST中业务的业务类型名 称，业务计数表SCT对应记录业务类型表STT中每一类VLAN业务的操作次数， 在STT和SCT表进行本地保存后进行更名。

在上述方案中，ONU进行所述VLAN业务配置数据属性表中已有的VLAN业务， 并实时更新所述VLAN业务配置数据属性表中相应的VLAN业务操作次数的步骤如下 所示，

步骤201，将上次配置成功后保存的STT和STC表拷贝到本地保存的相应表中；

步骤202，对该端口的每一条VLAN业务，循环结束；

步骤203，判断VLAN的大业务类型是否为单播？如果是，则执行步骤204；否则，则 执行步骤205；

步骤204：区分单播业务类型；

步骤205：区分组播业务类型；

步骤206：保存类型和计数至STT和STC表；

步骤205：对该端口的每一条VLAN业务，循环结束。

在上述方案中，所述单播业务类型的区分流程如下所示：

步骤214，区分单播业务类型入口；

步骤224，判断业务分类数据表TST中属性5“TLS VLAN标签使能标记”是否为“使能”， 如果是，则表明该业务为单播TLS业务（“类型8”），否则执行步骤234；

步骤234，需要进一步检查属性2“私网VLAN标签操作模式”是否为模式1，该属性与其 它业务类型的判定都有关。判断属性2“私网VLAN标签操作模式”为“模式1”，则表明该业 务私网VLAN模式符合“类型1”和“类型2”定义，执行步骤244；如果属性2“私网VLAN标签 操作模式”不是模式1，则执行步骤254；

步骤244，判断公网VLAN标签使能标记是否为“使能”，如果公网VLAN标签使能标记 为“使能”时，则业务类型为单播TAG&QinQ业务，否则为单播TAG业务。

步骤254，为区分单播TRANSPRENT业务和单播ALL TRANSPARENT业务，同时不额 外增加网络数据通信量，在本步骤中判断属性3“私网VLAN标签操作模式”是否为“0xffff”， 当CVLAN标签VLAN ID取值0xffff，则将业务类型标记为单播ALL TRANSPARENT业务 （“类型7”），若CVLAN VLAN ID值非0xffff，则执行步骤264；

步骤264，判断“私网VLAN标签操作模式”是否为模式3，若是，则执行步骤274，否则 执行步骤284；

步骤274，判断“公网VLAN标签使能标记”是否为使能，若是，则标记为标记单播 TRANSLATION&QinQ业务，否则标记为单播TRANSLATION业务；

步骤284，判断“公网VLAN标签使能标记”是否为使能，若是，则标记为单播 TRANSPARENT&QinQ业务，否则标记为单播TRANSPARENT业务。

在上述方案中，所述组播业务类型的区分流程如下所示：

步骤215，区分组播业务类型入口；

步骤225，判断“私网VLAN标签操作模式”是否为模式3，如果是，则标记为组播 TRANSLATION业务；如果否执行步骤235；

步骤235，判断“私网VLAN标签操作模式”是否为模式，如果是，则标记为组播 TRANSPARENT业务，否则标记为组播TAG业务。

在上述方案中，所述比较结果的获得过程中，所述第二存储空间中表格记录的每一 类VLAN业务的操作次数为N，所述第一存储空间中表格记录的每一类VLAN业务的操 作次数为SERVICE_NUM；逐一比较两个存储空间中表格数据的每条VLAN业务的操作 次数，当N=0且SERVICE_NUM=0时，直接返回成功，表示与当前业务一致，不需要 重新配置，该业务相关的本地配置数据保持不变；当N=0且SERVICE_NUM=0时，所 有新业务需要重新配置，表示当前比较的VLAN业务为新业务，当前业务中不包含该业 务，此时需要为该业务分配本地配置保存空间，记录业务相关配置数据，并操作相关硬 件表项；当N=0且SERVICE_NUM>0时，删除旧业务集合中的所有业务，表示本次未 下发，但为当前业务，此时需要清空该业务对应的所有本地配置保存表项及该业务相关 的硬件表项；当N>0且SERVICE_NUM>0时，采用比特位标记方式分别记录业务一致 性信息，若新业务与当前业务一致，将二者对应的比特位置位。

在上述方案中，在所述方法中还包括对网关下发的VLAN业务配置数据进行端口 业务配置数据的全局合法性检查，具体包括：

在每次业务配置前操作一次，软件收到端口的VLAN业务配置后，循环检查每条 业务的参数是否正确有效，流程将依次检查业务类型是否为“单播”或“组播”，端口的私 网VLAN操作模式是否为“模式1”、“模式2”、“模式3”之一，私网VLAN标签值、公 网VLAN标签值、TLS VLAN标签值是否符合IEEE802.1规定，公网VLAN标签使能 标记、TLS VLAN标签使能标记是否为“使能”或“去使能”，对该端口的每一条VLAN业 务检查结束，只要其中一个属性取值错误将返回本次配置失败。

在上述方案中，在进行所述比较新业务和当前业务的配置数据之前还包括端口业务 冲突检测的步骤，具体为：

引用业务分类与计数过程的业务计数表SCT，分别判断组播TAG业务、单播TAG 业务、单播ALL TRANSPARENT业务、单播TLS业务、单播TAG业务、单播TAG&QinQ 业务的操作计数是否大于1，在只要其中一个得出大于1的判断结果时，均表示存在违反 端口业务冲突的相应原则；

对于每一条业务配置数据，将其私网VLAN标签与其它所有业务的私网VLAN标签 进行比较，若私网VLAN标签不相等，则继续和其它业务比较，若私网VLAN标签相等， 则比较两者的私网VLAN操作模式，当二者的模式不相等时，表示存在违反端口业务冲 突的相应原则；

针对单播VLAN业务，在比较完私网VLAN标签和私网VLAN操作模式之后未得出 “违反端口业务冲突的相应原则”结论时，还需要比较二者的公网VLAN使能标记和公 网VLAN标签是否一致；当只要有一个不一致时，表示存在违反端口业务冲突的相应原 则。

上述光网络单元中实现用户端口VLAN业务管理的系统，其包括：

第一存储空间，用于保存每一个用户端口对应的VLAN业务配置数据属性表，该 VLAN业务配置数据属性表用于分类记录每一条VLAN业务对应的VLAN业务配置数 据及每一类VLAN业务的操作次数；

第二存储空间，用于根据接收的来自网关下发的VLAN业务配置数据，形成一份 符合所述VLAN业务配置数据属性表统计规则的新表格，并保存；

比较模块，用于比较所述第一存储空间和第二存储空间中的表格数据，标记出所述 新表格与所述第一存储空间中VLAN业务配置数据属性表不一致的VLAN配置数据， 作为比较结果；

配置驱动模块，根据所述比较结果更新相关业务硬件和逻辑，生效业务配置。

本发明，依据网管软件下发的配置数据，先进行新、旧配置异同的比较，然后根据 标记的内容决定一下步动作，能够高效实现用户端口VLAN业务配置和删除，能够较 全面地跟踪VLAN业务配置状态，对硬件形态没有具体要求，方法可裁剪，实现周期 短。

本发明方法根据各大运营商的技术规范划分业务类型，构建管理模型，从而有效实 现新、旧配置数据的比较；本发明的方法将每次新下发的业务与当前业务比较并记录比 较结果，就单条业务而言比较结果包含三种情况：新业务与当前业务一致、当前业务集 合中不包含新业务、新业务中不包含当前业务，第一种情况ONU软件不用处理，第二 种情况软件需要新增加该业务并配置芯片，而第三种业务需要删除当前业务芯片配置。 本发明基于比较结果高效实现业务配置和删除，最大程度减少无谓的硬件读写操作。

与现有技术相比，本发明的管理方法及系统归纳了各大运营商要求实现的业务类 型，不受限于某个运营商，而且还可以更具需要扩展，系统更加注重业务抽象和业务逻 辑实现，与具体的硬件形态松耦合，基于VLAN业务类型有效配置和删除VLAN业务， 可实时跟踪用户端口VLAN业务配置状态。本发明方法根据新、旧业务比较结果动态 决定需要重新配置的VLAN业务，相比现有技术的全删模式，保证业务配置过程中数 据流的连续性，减少了硬件操作次数。

附图说明

图1为.PON接入网组网图；

图2为.IEEE802.1Q VLAN帧格式；

图3为.IEEE802.1ad QinQ帧格式；

图4为本发明方法的流程示意图；

图5为.VLAN业务全局合法性检查流程图；

图6为.VLAN业务分类与计数总体流程图；

图7为.单播业务分类流程图；

图8为.组播业务分类流程图；

图9为.端口VLAN业务配置比较和配置生效流程图；

图10为.端口VLAN业务配置流程图；

图11为.端口VLAN业务删除流程图；

图12为.端口VLAN业务冲突表。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作出详细的说明。

如图1所示，本发明主要适用于PON系统中，其由局端的光线路终端OLT（Optical  Line Terminal）、用户端的光网络单元ONU（Optical Network Unit）和光分配网络ODN （Optical Distribution Network）组成。而本发明提供的光网络单元中实现用户端口 VLAN业务管理的方法，主要是为ONU提供一种有效的用户端口VLAN业务管理手段， 从而减少对硬件和逻辑的操作，保证业务数据流的流畅性，有效跟踪用户端口的业务配 置状态。

如图4所示，本发明的用户端口VLAN业务管理方法包括以下步骤：

步骤200，定义业务类型，记录每条业务的类型和每类业务的出现次数，便于有效 跟踪用户端口的业务配置状态，具体内容如下所示：

建立每一个用户端口对应的VLAN业务配置数据属性表，用于分类记录每一条 VLAN业务对应的VLAN业务配置数据及每一类VLAN业务的操作次数，根据所述 VLAN业务配置数据属性表在相关业务硬件和逻辑上进行操作，并在ONU的第一存储 空间中保存所述VLAN业务配置数据属性表，ONU进行所述VLAN业务配置数据属性 表中已有的VLAN业务，并实时更新所述VLAN业务配置数据属性表中相应的VLAN 业务操作次数；

步骤300，管理接收的新业务，并比较新业务和当前业务的配置数据，具体内容如 下所示：

根据接收的来自网关下发的VLAN业务配置数据，形成一份符合所述VLAN业务 配置数据属性表统计规则的新表格，并保存在ONU中的第二存储空间中，比较所述第 一存储空间和第二存储空间中的表格数据，标记出所述新表格与所述第一存储空间中 VLAN业务配置数据属性表不一致的VLAN配置数据，作为比较结果；在这一比较步 骤中，所述比较结果采用比特位标记的方式记录。

步骤400，根据所述比较结果更新相关业务硬件和逻辑，以及所述第一存储空间中 的所述VLAN业务配置数据属性表，生效业务配置。

上述步骤200中构建的每一个用户端口对应的VLAN业务配置数据属性表，是基于 各大运营商技术规范中所规定的VLAN业务类型，并按照相应的配置信息来进行分类统 计。总的来说，VLAN业务可分为单播和组播两大类，并细分为11小类VLAN业务，具 体为：

类型1：单播TAG业务，是指：上行未携带VLAN标签的报文流经ONU时，ONU 为其添加一层私网VLAN标签；下行携带该私网VLAN标签的报文流经ONU时，ONU 先剥离该VLAN标签，然后向用户端口转发；

类型2：单播TAG&QinQ业务，是指：上行未携带VLAN标签的报文流经ONU时， ONU为其添加私网VLAN标签的同时，在其外层添加公网VLAN标签；下行携带以上 两层VLAN标签的报文流经ONU时，ONU先剥离两层VLAN标签，然后向用户端口转 发；

类型3：单播TRANSPARENT业务，是指：上行携带指定私网VLAN标签的报文流 经ONU时，ONU透明传输该报文；下行携带该私网VLAN标签的报文流经ONU时， ONU同样实现透明传输并向用户端口转发；

类型4：单播TRANSPARENT&QinQ业务，是指：上行携带指定私网VLAN标签的 报文流经ONU时，ONU在其外层添加公网VLAN标签；下行携带以上两层VLAN标签 的报文流经ONU时，ONU先剥离外层公网VLAN标签，然后向用户端口转发；

类型5：单播TRANSLATION业务，是指：上行携带指定私网VLAN标签的报文流 经ONU时，ONU切换（翻译）私网VLAN标签；下行携带切换后私网VLAN标签的报 文流经ONU时，ONU先将该VLAN标签切换回原VLAN标签，然后向用户端口转发；

类型6：单播TRANSLATION&QinQ业务，是指：上行携带指定私网VLAN标签的 报文流经ONU时，ONU切换私网VLAN标签的同时，在其外层添加公网VLAN标签； 下行携带以上两层VLAN标签的报文流经ONU时，ONU先剥离公网VLAN标签，然后 将私网VLAN标签切换回原VLAN标签，最后再向用户端口转发；

类型7：单播ALL TRANSPARENT业务，是指：ONU不感知私网VLAN标签和公 网VLAN标签，实现所有报文的透明传输。

类型8：单播TLS业务，是指：上行未携带VLAN标签的报文流经ONU时，ONU 为其添加指定私网VLAN标签，上行携带其它私网VLAN标签的报文流经ONU时，ONU 为其添加公网VLAN标签；当下行携带以上两层VLAN标签的报文流经ONU时，ONU 先剥离公网VLAN标签，然后向用户端口转发，当下行携带指定私网VLAN标签的报文 流经ONU时，ONU先剥离私网VLAN标签，然后向用户端口转发；

类型9：组播TAG业务，是指：携带指定私网VLAN标签的下行报文流经ONU时， ONU先剥离该VLAN标签再向用户端口转发；

类型10：组播TRANSPARENT业务，是指：携带指定私网VLAN标签的下行报文 流经ONU时，ONU实现报文透明传输并向用户端口转发；

类型11：组播TRANSLATION业务，是指：携带指定私网VLAN标签的下行报文 流经ONU时，ONU先切换私网VLAN标签，然后向用户端口转发。

基于上述11个VLAN业务类型的定义，本发明为了能实现上述方法中的VLAN业 务配置数据分类记录，构建了上述数据模型，即上述VLAN业务配置数据属性表，这 一管理模型是上述管理方法的核心内容，整个比较记录均基于这一模型的实现。在实际 操作中，上述VLAN业务配置数据属性表包括三个分离但是相互关联的数据表，分别 为：业务分类数据表TST、业务类型表STT和业务计数表SCT。以下结合图表详细描 述，三个数据表的构成方式。本文中凡是提到的“业务类型”、“每一类VLAN业务”均指 按照上述11小类定义的VLAN业务类型，或类似上述11小类定义的新VLAN业务类 型。

第一个表，用于将每一条VLAN业务的配置数据进行分类统计，便于后续的比较 管理，定义为业务分类数据表TST，如下表1所示：

表1

上述表1中定义了用户端口新VLAN业务集合为S，集合包含N条业务，i为集合 S的第i条业务，S{i}为端口第i条VLAN业务的配置数据，上述表1的第一行为业务 序号的顺序排序，上述表1中第一列记录的有关VLAN业务配置数据的属性分别有：

属性1：大类业务类型标记，包括单播和组播；

属性2：私网VLAN标签操作模式，包括：

模式1——上行添加私网VLAN标签并下行剥离；

模式2——上下行携带指定私网VLAN标签的报文透明传输；

模式3——上下行对称切换携带指定私网VLAN标签的报文VLAN标签；

属性3：私网VLAN标签，私网VLAN标签格式详见图2（如{VLAN ID:1024,PRIORITY:7,TPID:0x8100,CFI:0}），该属性仅在属性2为“模式一”和“模式二”时 有效；

属性4：切换（翻译）后的私网VLAN标签，私网VLAN标签格式详见图2，该值 仅在私网VLAN操作模式为“模式三”时有效；

属性5：公网VLAN标签使能标记，包括使能、去使能；

属性6：公网VLAN标签，公网VLAN标签格式详见图3。该值仅在上述标记使能 时有效，该标记使能后ONU会为报文封装外层VLAN标签；

属性7：TLS（Transparent LAN Services，透明以太网）VLAN标签使能标记，包括 使能、去使能；

属性8：TLS VLAN标签，TLS VLAN标签格式详见图2、图3。该值仅在上述标 记使能时有效。

根据上述业务分类数据表TST可以分类记录所有该用户端口的每一条VLAN业务 的所有主要配置数据，上述表1中覆盖了本文定义的上述所有11类VLAN业务类型。

为实现VLAN业务的本地管理，上述业务分类数据表TST在本地管理时增加属性 9：占用状态标记位，分为“占用”和“未占用”，“占用”表示该列暂不可用，“未占用” 表示该列可用于保存VLAN业务。

上述业务分类数据表TST用于保存每次配置成功后的VLAN业务，配置成功的业 务数用SERVICE_NUM记录。

第二个表，定义为业务类型表STT，用于记录每条新VLAN业务的类型，对应的 本地配置保存表命名为TSTT。STT和TSTT格式一致（见下表2所示，其有效行数与 业务数一致），TSTT{i}、STT{j}分别为第i条新业务的类型和配置成功的第j条业务的 类型。

表2

业务序号 业务类型 1 单播TAG业务 ... ...

8 单播TRANSPARENT&QinQ业务 ... ... N 组播TRANSPARENT业务

上表2中的第一列记录业务序号，其与业务分类数据表TST中的业务序号一致对 应，第二列记录业务类型，即上述11小类VLAN业务的类型，或新的按照上述11小 类定义的VLAN业务类。上表2用于统计记录业务分类数据表TST中业务序号对应的 业务类型。

第三个表，定义为业务计数表SCT，用于记录新业务中每一类VLAN业务的出现 次数，对应的本地配置保存表命名为TSCT。SCT和TSCT格式一致（见下表3所示， 有效行数与业务类型数一致），SCT{i}TSCT{j}分别为新业务中第i种业务的出现次数 和配置成功后第j种业务的出现次数。

表3

业务类型 业务类型计数 单播TAG业务 1 ... ... 单播TRANSPARENT&QinQ业务 2 ... ... 组播TRANSPARENT业务 1

上表3中的第一列记录业务类型，其与业务类型表STT中的业务类型一致对应， 即上述11小类VLAN业务的类型，或新的按照上述11小类定义的VLAN业务类；第 二列记录业务类型计数，即相对于业务类型表STT中每一类VLAN业务的操作次数， ONU进行所述业务类型表STT中已有的VLAN业务时，将所述业务计数表SCT中相 应的业务类型计数进行加1的操作，用于实时记录VLAN业务操作次数。

当然本发明不限于采用将上述VLAN业务配置数据属性表分离为三个关联表进行 查询、更新、记录等操作，有效跟踪用户端口的业务配置状态，也可以考虑汇总一个表 进行查询、更新、记录等操作。总之，让VLAN业务配置数据属性表统一分类记录上 述用于记录VLAN业务配置数据的9个属性值，以及业务类型和每一类VLAN业务类 型计数，用于统计每一类VLAN业务的操作次数即可完成整个管理模型的建立，基于 上述管理模型的建立，完成剩余步骤。

图6为本发明涉及的业务分类和计数流程图。针对每一条VLAN业务，先分为单 播、组播两大类，每大类再细分子类型，第i条业务的分类结果为STT{i}，为STT表 的第i个表项，同时在SCT表中匹配STT{i}记录的业务类型，并将该业务类型出现次 数加1。如图6所示，步骤200中，ONU进行所述VLAN业务配置数据属性表中已有 的VLAN业务，并实时更新所述VLAN业务配置数据属性表中相应的VLAN业务操作 次数的步骤如下所示，

步骤201，将上次配置成功后保存的STT和STC表拷贝到TSTT及TSTC表中，即将配 置成功的表保存至本地，用于更新记录；

步骤202，对该端口的每一条VLAN业务，循环结束；

步骤203，判断VLAN的大业务类型是否为单播？如果是，则执行步骤204；否则，则 执行步骤205；

步骤204：区分单播业务类型，划分小业务类型，用于记录STT表；

步骤205：区分组播业务类型，划分小业务类型，用于记录STT表；

步骤206：保存类型和计数至STT和STC表；

步骤205：对该端口的每一条VLAN业务，循环结束。

针对上述区分单播业务类型和区分组播业务类型，根据上述业务分类数据表TST的属 性标记来判断，如图7和图8所示。

图7为单播业务类型的判定流程。判定流程从能直接决定业务类型的属性开始。

步骤214，区分单播业务类型入口；

步骤224，判断业务分类数据表TST中属性5“TLS VLAN标签使能标记”是否为“使 能”，如果是，则表明该业务为单播TLS业务（“类型8”），否则执行步骤234；

步骤234，需要进一步检查属性2“私网VLAN标签操作模式”是否为模式1，该属性与 其它业务类型的判定都有关。判断属性2“私网VLAN标签操作模式”为“模式1”，则表明该 业务私网VLAN模式符合“类型1”和“类型2”定义，执行步骤244；如果属性2“私网VLAN 标签操作模式”不是模式1，则执行步骤254；

步骤244，判断公网VLAN标签使能标记是否为“使能”，如果公网VLAN标签使能标 记为“使能”时，则业务类型为单播TAG&QinQ业务，否则为单播TAG业务。

步骤254，为区分单播TRANSPRENT业务和单播ALL TRANSPARENT业务，同时不 额外增加网络数据通信量，在本步骤中判断属性3“私网VLAN标签操作模式”是否为 “0xffff”，当CVLAN标签VLAN ID取值0xffff，则将业务类型标记为单播ALL  TRANSPARENT业务（“类型7”），若CVLAN VLAN ID值非0xffff，则执行步骤264；

步骤264，判断“私网VLAN标签操作模式”是否为模式3，若是，则执行步骤274，否 则执行步骤284；

步骤274，判断“公网VLAN标签使能标记”是否为使能，若是，则标记为标记单播 TRANSLATION&QinQ业务，否则标记为单播TRANSLATION业务；

步骤284，判断“公网VLAN标签使能标记”是否为使能，若是，则标记为单播 TRANSPARENT&QinQ业务，否则标记为单播TRANSPARENT业务。

以上根据CVLAN操作模式和公网VLAN使能标记可依次区分出“类型3”、“类型4”、 “类型5”、“类型6”。

图8为步骤205区分组播业务类型的判定流程。组播业务判定流程较直观，可根据 CVLAN操作模式属性的三种不同取值直接区分“类型9”、“类型10”、“类型11”。具体如 下所示：

步骤215，区分组播业务类型入口；

步骤225，判断“私网VLAN标签操作模式”是否为模式3，如果是，则标记为组播 TRANSLATION业务；如果否执行步骤235；

步骤235，判断“私网VLAN标签操作模式”是否为模式，如果是，则标记为组播 TRANSPARENT业务，否则标记为组播TAG业务。

基于上述实施例，图9给出了上述步骤300和步骤400中业务配置比较和配置生效 流程图。上述比较步骤300中通过标记获得比较结果的具体过程是：

所述第二存储空间中表格记录的每一类VLAN业务的操作次数为N，所述第一存储 空间中表格记录的每一类VLAN业务的操作次数为SERVICE_NUM；逐一比较两个存储 空间中表格数据的每条VLAN业务的操作次数，

当N=0且SERVICE_NUM=0时，直接返回成功，表示与当前业务一致，不需要重 新配置，该业务相关的本地配置数据保持不变；

当N=0且SERVICE_NUM=0时，所有新业务需要重新配置，表示当前比较的VLAN 业务为新业务，当前业务中不包含该业务，此时需要为该业务分配本地配置保存空间， 记录业务相关配置数据，并操作相关硬件表项，进入步骤12.3；

当N=0且SERVICE_NUM>0时，删除旧业务集合中的所有业务，表示本次未下发， 但为当前业务，此时需要清空该业务对应的所有本地配置保存表项及该业务相关的硬件 表项，进入后续删除步骤；

当N>0且SERVICE_NUM>0时，采用比特位标记方式分别记录业务一致性信息， 若新业务与当前业务一致，将二者对应的比特位置位，具体见步骤12.2。

步骤12.2：定义变量NEW_SERVICE_BITMAP和OLD_SERVICE_BITMAP，二者初 始值为0，NEW_SERVICE_BITMAP用于记录新业务的比较结果标记位信息， OLD_SERVICE_BITMAP用于记录旧业务的比较结果标记位信息，最低比特位代表第1 条业务的状态，依次类推，其中每个变量包含的比特位数不小于ONU系统允许的单用户 端口最大业务数。对于每一条新业务S{i},如果其与旧业务集合TST表中的某一条业务 TST{j}相等，则将变量NEW_SERVICE_BITMAP的比特位i赋值为1，将变量 OLD_SERVICE_BITMAP的比特位j赋值为1，表示新业务中的第i条业务与当前业务中 的第j条业务的配置数据一致。S中的所有业务比较完成后，分三步依次完成：

A.以变量NEW_SERVICE_BITMAP和OLD_SERVICE_BITMAP中被置位的比 特位数为业务索引（如NEW_SERVICE_BITMAP的比特位i被置位，则表示第i条业务 的比特位被置位1），S中的业务i若被置位，表明该条业务上次配置过，不需要重新配置， TST中的业务j若被置位，表明该业务出现在新业务集合S中，因此TST中所有被置位 业务的配置数据及占用状态标记保持不变，TSTT中所有被置位业务对应的业务类型信息 也不用改变；

B.删除TST集合中所有未被置位的业务，对每一条需删除的业务，进入本文后 续的业务删除步骤；

C.重新配置S集合中所有未被置位的业务，对每一条需重新配置的新业务，进 入步骤12.3；

步骤12.3：对于S中每一条需要配置的新业务i，引用业务分类与计数过程的结果表 STT{i}，按照对应的业务类型配置硬件资源，配置成功后遍历TST表，找到占用状态为“未 占用”的表项后，将S{i}拷贝至该表项，并将状态位改为“占用”。此外，还需将TSTT对应 的表项赋值为STT{i}，以便跟踪用户端口的VLAN业务类型，TSCT表可直接从SCT表拷 贝。业务全部配置完成后，将SERVICE_NUM赋值为N。

上述步骤中根据比特位标记生效业务配置分以下几种情况：新业务和当前业务同时 标记时，不需要任何操作；新业务未被标记时，配置新业务；当前业务未被标记时，删 除当前业务。依据比较结果详细分类表述执行步骤，可以有效缩减对控制芯片硬件逻辑 的操作。

图10为上述端口VLAN业务配置流程图，成功配置业务后，新业务集合S中的所有 业务保存至TST集合，TSTT记录了新业务对应的业务类型，TSCT记录了端口业务类 型分类计数。步骤12.3先删除TSTT集合中的相应业务，目的是清空这些业务的TST表 项和TSTT表项，为后续的新业务预备内存空间。

图11为删除端口VLAN业务的流程图。删除TST集合中第i条业务的步骤如下：

步骤14.1：根据TSTT{i}判断该条VLAN业务的业务类型，并根据业务类型删除ONU 相关硬件资源；

步骤14.2：清空TST表第i条业务表项的配置数据，并将该表项占用状态位改为“占 用”；

步骤14.3：清空TSTT表第i条表项的业务类型信息，作为初始化业务类型表TSTT。

步骤14.4，返回业务删除成功。

如图4所述，本发明的实施例在所述方法中还包括对网关下发的VLAN业务配置数 据进行端口业务配置数据的全局合法性检查步骤100，相应可以设置在步骤200之前，具 体流程如5所示。ONU设备上电启动后，软件先初始化本地业务配置相关表项，接收网 管软件下发的VLAN业务配置数据，这些配置数据一般以单个用户端口为单位，通常包 含该端口的多条VLAN业务。全局合法性检查子程序逐一检查每条VLAN业务配置数据 是否正确有效，包括私网VLAN标签值、公网VLAN标签值等。图5为本发明涉及的 VLAN业务配置数据全局合法性检查功能流程图。IEEE802.1Q规定VLAN ID值由12个 比特位组成，取值范围如前所述。TPID占用16个比特位，缺省为0x8100。PRIORITY 为802.1P优先级，占用3个比特位，取值0-7，用来表示以太网优先级。CFI缺省取值为 0。

图5中首先初始化表S、STT、SCT，该动作在每次业务配置前操作一次，软件收到 端口的VLAN业务配置后，循环检查每条业务的参数是否正确有效。流程依次检查业务 类型是否为“单播”或“组播”，端口的私网VLAN操作模式是否为“模式1”、“模式2”、“模 式3”之一，私网VLAN标签值、公网VLAN标签值、TLS VLAN标签值是否符合IEEE802.1 规定，公网VLAN标签使能标记、TLS VLAN标签使能标记是否为“使能”或“去使能”， 对该端口的每一条VLAN业务检查结束，只要其中一个属性取值错误将返回本次配置失 败。

如图10所示，在进行上述步骤300比较新业务和当前业务的配置数据之前还包括“端 口业务冲突检测”的步骤，对端口的所有VLAN业务进行冲突检测，可以预防VLAN业 务之间存在逻辑错误，这些错误可能导致业务失效、用户数据流不通等严重故障。冲突 检测的目的是保证用户端口的所有VLAN业务互容，不会出现与预期不一致的数据流， 具体流程如下所示。

图12为端口不同VLAN业务之间的冲突可能情况。VLAN业务之间的冲突是指某些 业务的共存会导致业务逻辑混乱。业务配置过程一般遵循以下原则（假定每条业务配置 数据无重复），这一原则是基于行业的通用方法来定的：

原则1：一个用户端口最多配置一条单播TAG业务或组播TAG业务（单播业务不区 分“类型1”和“类型2”）；

原则2：允许一个用户端口同时存在多条业务，这些业务的CVLAN操作模式可灵活 配置，但不允许出现某两条业务CVLAN标签（也就是“私网VLAN标签操作模式”）一 致，但CVLAN操作模式不一致的情形；

原则3：一个用户端口最多配置一条单播ALL TRANSPARENT业务，且该业务与其 它单播业务不兼容；

原则4：一个用户端口的任意两条单播业务，若它们的CVLAN标签一致且CVLAN 操作模式一致，不允许二者的公网VLAN标签使能标记不一致，当公网VLAN标签使能 标记一致时，不允许公网VLAN标签不一致；

原则5：一个用户端口最多配置一条单播TLS业务，且该业务不能与单播TAG业务 和单播TAG&QinQ业务共存，若端口还存在CVLAN操作模式为“模式二”或“模式三”的 其它单播业务，则该业务的CVLAN标签不能与TLS VLAN标签一致。

违背上述任一原则将可能导致业务之间出现冲突，图12列出了所有可能的冲突情况。 在此举例说明：业务1的CVLAN标签（也即“私网VLAN标签”）为{VLAN  ID:100,PRIORITY:0,TPID:33024,CFI:0}，CVLAN操作模式为“模式2”；业务2的CVLAN 标签与业务1一致，CVLAN模式为“模式3”。若以上两条业务同时生效，携带该VLAN  ID的业务流经过ONU时，业务1要求透明传输该业务流，业务2要求切换CVLAN标 签，显然两条业务的动作出现逻辑冲突。

业务配置过程极易出现冲突，因此需要合理的检测方法排除所有业务冲突，结合以 上原则，冲突检测包括以下几个步骤：

步骤11.1：引用业务分类与计数过程的业务计数表SCT，判断业务类型“组播TAG 业务”的操作计数是否大于1，若是，则返回违背原则1错误，否则进入步骤11.2。具体 操作举例说明，假设业务类型表STT中依次记录上述12类业务类型，则对应的业务计数 表SCT将依次记录12类业务类型的操作次数，以业务类型“组播TAG业务”即9为索引， 判断STC{9}表征的业务类型计数是否大于1；

步骤11.2：引用业务分类与计数过程的业务计数表SCT，判断业务类型“单播TAG 业务”的操作计数是否大于1，若是，则返回违背原则1错误，否则进入步骤11.3。具体 操作举例说明，以业务类型“单播TAG业务”即1为索引，判断STC{1}表征的业务类型 计数是否大于1，若是，则返回违背原则1错误，否则进入步骤11.3。

步骤11.3：对于每一条业务配置数据S{i}，将其CVLAN标签与其它所有业务的 CVLAN标签进行比较，若S{i}与S{j}的CVLAN标签不相等，则继续比较S{i}和其它业 务，若相等，接着比较S{i}与S{j}的CVLAN操作模式，当二者的模式不相等时，返回 违背原则2错误，否则继续比较S{i}和其它业务。若所有业务两两完成上述检查后不违 背原则2，进入步骤11.4；

步骤11.4：引用业务分类与计数过程的业务计数表SCT，判断业务类型“单播ALL TRANSPARENT业务”的操作计数是否大于1，以业务类型“单播ALL TRANSPARENT业 务”即7为索引，判断STC{7}是否大于1，若是，则返回违背原则3错误，否则继续判断 业务数N，当N大于1时，同样返回违背原则3错误，只有在N等于1时继续步骤11.5；

步骤11.5：对于每一条业务配置数据S{i}，若其业务类型为“单播”，则将其CVLAN 标签与其它所有业务的CVLAN标签进行比较，若S{i}与S{j}的CVLAN标签不相等， 则继续比较S{i}和其它业务，若相等，接着比较S{i}与S{j}的CVLAN操作模式，当二 者的模式不相等时，返回违背原则2错误，否则继续比较二者的公网VLAN使能标记， 若使能标记不一致或使能标记一致并且公网VLAN标签不一致，返回违背原则4错误， 其他情况继续比较S{i}和其它业务。若所有单播业务两两完成上述检查后不违背原则2、 原则4，进入步骤11.6；

步骤11.6：引用业务分类与计数过程的业务计数表SCT，以业务类型“单播TLS业务” 即8为索引，判断STC{8}是否大于1，若大于1，返回违背原则5错误，否则分别以业 务类型“单播TAG”业务”和“单播TAG&QinQ业务”为索引，判断STC{1}、STC{2}是否大 于1，只要其中一个大于等于1，返回违背原则5错误，其它情况继续遍历业务分类与计 数过程的结果表STT，设置变量TLS_SERVICE_INDEX记录单播TLS业务类型在该表中 的索引i，设置变量TLS_VLAN记录S{i}的TLS业务VLAN标签，将TLS_VLAN与S 中其它业务的CVLAN标签进行比较，这些业务的CVLAN模式都为“模式二”或“模式三”， 若存在相等的情况，返回违背原则5错误，其它情况结束本次冲突检测流程。

简而言之，本方法易于实现，归纳了光网络单元用户端口常见的业务类型，并基于 这些业务类型实现用户端口VLAN业务的配置和删除。方法对PON类型无特殊要求，不受 限于ONU设备的具体芯片类型，仅需要ONU有CPU实现以上管理方法，可以很好的适用 于当前ONU系统管理用户端口VLAN业务的需要。并且，本发明先对新、旧业务配置数 据进行比较，并采用比特位标记的方式记录比较结果，对于那些同类型、同配置数据的 业务不做任何业务逻辑和硬件上的操作，仅处理需要增加、修改或删除的业务；这种先 比较后配置的方式，减少了硬件操作的次数，避免因删除业务导致数据流中断。

基于上述方法，本发明提供了一种光网络单元中实现用户端口VLAN业务管理的系 统，其包括：

第一存储空间，用于保存每一个用户端口对应的VLAN业务配置数据属性表，该 VLAN业务配置数据属性表用于分类记录每一条VLAN业务对应的VLAN业务配置数 据及每一类VLAN业务的操作次数；

第二存储空间，用于根据接收的来自网关下发的VLAN业务配置数据，形成一份 符合所述VLAN业务配置数据属性表统计规则的新表格，并保存；

比较模块，用于比较所述第一存储空间和第二存储空间中的表格数据，标记出所述 新表格与所述第一存储空间中VLAN业务配置数据属性表不一致的VLAN配置数据， 作为比较结果；

配置驱动模块，根据所述比较结果更新相关业务硬件和逻辑，生效业务配置；

上述系统还包括数据分析更新模块，用于接收来自网关下发的VLAN业务配置数据 并分析其数据的合法性，按照合法的被所述配置驱动模块配置成功的数据更新所述第一 存储空间中的表格数据。具体可参见上述关于图5的描述部分。

上述系统还包括端口业务冲突检测模块，用于根据记录的该用户端口上每一类 VLAN业务的操作次数和所述VLAN业务配置数据进行比较，判断是否有存在不满足通 讯协议的地方。具体可参看上述关于图10的描述部分。

以上管理系统通过软件程序嵌入管理芯片中来实现，具体实现了对芯片硬件逻辑的 操作控制，用于完善ONU的功能，并达到本发明上述方法所实现的技术效果。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下作出的结构 变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。