一种光网络单元中业务数据的配置方法

摘要

本发明涉及一种光网络单元中业务数据的配置方法，涉及网管软件、管理通道、管理控制主体以及管理对象；所述网管软件通过SNMP协议控制OLT设备；OLT设备通过所述管理通道对ONU进行管理；所述管理控制主体为运行于ONU上的核心控制软件，具备配置命令的被动管理功能与业务数据的主动上报功能，管控业务数据配置处理流程，向上游设备广播业务数据的更新信息；所述管理对象为光网络单元的底层IC和操作系统，运营商通过管理这些管理对象细分宽带业务。本发明所述的配置方法，基于各大运营商采用的业务管理协议，并将业务管理协议通道与业务数据分离，构建多管理协议下的业务数据同步模型，从而实现业务数据在不同网管软件间的同步。

说明书

技术领域

本发明涉及PON(Passive Optical Network，无源光纤网络) 系统中业务数据配置处理功能(用户业务数据的配置处理功能)的实 现，具体说是一种光网络单元(ONU)中业务数据的配置方法。即ONU 中用户业务数据的配置方法。

背景技术

目前，PON接入技术标准包括EPON和GPON。EPON具有技术成熟， 商用时间早，应用范围广等特点。GPON技术是近年较流行的无源光 网络宽带接入标准，最早被国外运营商广泛采用，近年因其在线路速 率、带宽利用率、运维管理等方面的优势被国内各大运营商广泛使用。

传统的PON接入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。网管软件通常部署于局端的大型服务器中，系统层次上位于OLT 的上层，二者通常通过SNMP(Simple Network Management Protocol) 协议交互。

在ONU中，为实现运营商对用户业务的精准管理，通常在网管软 件的界面中设计用于完成业务数据配置处理功能的UI(人机交互界 面)，通过该UI形成相应业务数据的业务记录，网管软件通过接入 网领域的标准管理协议，以配置命令的形式将业务记录透传至ONU， 然后由ONU根据业务记录中的业务数据完成对IC和操作系统的配置， 从而实现运营商对用户业务的管理功能。

目前，多数接入网管理系统仅支持单个网管软件，这是因为：

1、网管软件不支持业务数据的主动同步功能，一个网管软件的 业务数据更新后无法在其它网管软件中体现；

2、ONU通常只能实现配置命令的串行管理，ONU的上次配置命令 未执行完不允许用户操作其它配置命令；

3、ONU收到配置命令后，依据其本地保存的历史业务记录清除 芯片的相关属性，而不关心网管软件本次下发的业务记录与上次下发 的业务记录之间的关联，直接重新写芯片寄存器。

不难发现以上方法存在很大的问题：

针对ONU不同业务的配置命令原本可并行执行，串行执行配置命 令严重降低了ONU系统的并发度，影响了ONU的配置效率；

ONU收到配置命令后不比较新、旧业务记录的区别，立即清除芯 片原属性，这不但增加了无谓的底层硬件和操作系统的配置操作，而 且影响配置命令的执行效率；

在一个接入网管理系统中引入多个网管软件时，需解决其中一个 网管软件的业务数据发生变化时其它网管软件无法感知这一变化的 问题，此问题严重时会导致各网管软件本地的业务数据的不一致性， 误导操作人员；

ONU的管理通道与用户业务数据高耦合，导致ONU存在多个管理 通道时出现数据冗余等问题。

所有以上问题有待解决。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种光网络 单元中业务数据的配置方法，解决多个网管软件间业务数据不能同 步、ONU命令处理串行化、重复配置、管理数据冗余的问题。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

一种光网络单元中业务数据的配置方法，其特征在于，涉及以下 节点：网管软件、管理通道、管理控制主体以及管理对象；

所述网管软件通常布局于运营商服务器机房，通常通过SNMP协 议控制OLT设备；

所述管理通道一般由GPON\EPON标准组织定义及实现，OLT设备 通过该管理通道对ONU进行管理；

所述管理控制主体为运行于ONU上的核心控制软件，具备配置命 令的被动管理功能与业务数据的主动上报功能，管控业务数据配置处 理流程，向上游设备广播业务数据的更新信息；

所述管理对象为光网络单元的底层IC和操作系统，它们是承担 用户业务的主体，是网管软件控制的最终对象，运营商通过管理这些 管理对象细分宽带业务。

在上述技术方案的基础上，具体包括以下步骤：

步骤一：当ONU上电初始化时，读取预先规划好的队列资源表， 根据队列资源表完成管理控制主体所需系统资源的创建，所述管理控 制主体所需系统资源包括：进程、消息列队，然后等待网管软件下发 的配置命令；

步骤二：网管软件将配置命令通过SNMP协议透传至OLT，OLT利 用管理通道将配置命令透传至ONU，所述管理通道进行数据透传的管 理协议包括但不限于：OMCI协议、OAM协议、HTTP协议，管理通道 位于ONU侧的代理负责接收配置命令，接收配置命令后，管理通道位 于ONU侧的代理通过消息队列将配置命令发往被动管理功能模块；

步骤三：被动管理功能模块并行接收来自管理通道位于ONU侧的 代理的配置命令，根据配置命令中“实时性”标识决定是否立即返回， 对于不需要立即返回的配置命令，被动管理功能模块根据配置命令中 的“业务ID”在数据库历史业务记录中索引该“业务ID”对应的业 务记录，如果索引到的历史业务记录与本次收到的配置命令中的业务 记录一致，则直接返回成功，否则完成IC和操作系统相关配置并形 成相应的业务记录，将所述形成相应的业务记录保存至数据库形成一 条新的业务记录，然后将该条新的业务记录发送至主动上报功能模 块；

步骤四：主动上报功能模块接收来自被动管理功能模块的新的业 务记录，保存至缓存，在前述预先规划好的队列资源表中检索需要广 播的网管软件对应的消息队列ID，通过与消息队列ID对应的消息队 列广播缓存中的新的业务记录，管理通道位于ONU侧的代理将该广播 的新的业务记录封装成标准格式转发给OLT，OLT再通过SNMP协议返 回给网管软件。

在上述技术方案的基础上，ONU和网管软件的本地数据库以业务 记录的形式保存用户业务数据，网管软件以配置命令的方式下发业务 记录，网管软件将业务记录封装成SNMP协议，通过SNMP协议透传至 OLT。

在上述技术方案的基础上，每条业务记录包括以下字段：业务 ID、业务数据、实时性、会话ID和网管软件标记。

在上述技术方案的基础上，运营商根据业务需求预先规划好业务 ID，用于唯一标识某类用户业务；

业务数据字段代表该业务ID对应的用户业务数据；

实时性字段用于标识网管软件对ONU响应时间的要求；

会话ID字段用于唯一标识网管软件与ONU之间的一次交互，网 管软件下发配置命令时携带该字段，ONU返回状态时携带一样的字段， 可保证网管软件下发的配置命令与ONU应答命令的一一对应；

网管软件标记字段标识下发配置命令的网管软件，可用于区分业 务数据的源，在更新业务数据和追溯数据来源时用到。

在上述技术方案的基础上，如实时性字段取值若为“是”，ONU 收到配置后立即向网管软件返回“收到配置”状态，否则待ONU的被 动管理功能完成后向网管软件返回“配置成功”状态。

在上述技术方案的基础上，所述管理控制主体的被动管理功能由 多个被动管理服务进程实现，这些进程并行接收来自不同管理通道的 配置命令，检查配置命令的合法性。

在上述技术方案的基础上，被动管理功能和主动管理功能共享预 先规划好的消息队列资源表，该表在ONU上电初始化时创建，表中的 每个消息队列及其属性预先规划好；队列资源表中的每条记录包括以 下字段：消息队列ID、控制类型、通道和网管软件标记。

在上述技术方案的基础上，消息队列ID用于唯一标识操作系统 中的某个消息队列；

控制类型字段的取值可为“主动”或“被动”，“主动”表示该条 记录由主动上报功能使用，“被动”表示该条记录由被动管理功能使 用；

通道字段表示与控制类型字段对应的通信管理协议；

网管软件标记表示与通道字段对应的网管软件。

在上述技术方案的基础上，队列资源表中的最后一条记录用于标 识主动上报功能和被动管理功能之间通信的消息队列ID信息，与管 理通道数量和网管软件数量无关，每个ONU中有且仅有一条该记录。

在上述技术方案的基础上，ONU初始化时创建的被动管理服务进 程一直处于阻塞状态，直到收到管理通道位于ONU侧的代理发送的配 置命令；

ONU初始化时创建的主动上报服务进程一直处于阻塞状态，直到 收到被动管理服务进程发送的业务记录。

在上述技术方案的基础上，所述配置方法通过软件程序嵌入管理 芯片中来实现。

本发明所述的光网络单元中业务数据的配置方法，基于各大运营 商采用的业务管理协议，并将业务管理协议通道与业务数据分离，构 建多管理协议下的业务数据同步模型，从而实现业务数据在不同网管 软件间的同步；

本发明所述的光网络单元中业务数据的配置方法，融合光网络单 元中配置命令的被动管理功能与业务数据的主动上报功能，其中：

被动管理功能并行完成通过业务管理协议通道下发的配置命令， 比较新旧业务记录的差异；

主动上报功能在业务数据变动时，主动通知各网管软件更新其本 地的业务数据，有效避免业务数据的重复配置、冗余。

附图说明

本发明有如下附图：

图1传统的PON接入网组网图；

图2本发明中PON接入网的软件层次图(业务数据同步模型)；

图3业务数据配置流程(用户业务数据的配置流程)。

具体实施方式

以下结合说明书附图对本发明做进一步详细说明。

本发明涉及PON系统中业务数据配置处理功能的实现，所述业务 数据配置处理功能是指“用户业务数据的配置处理功能”，即：在ONU 中，设定一个业务数据配置处理规则，该规则提供完整的业务数据配 置处理流程，使得运营商实现多个网管软件之间的业务数据的同步， 保证各网管软件本地的业务数据的高度一致性；所述业务数据配置处 理规则，将PON接入网领域标准管理协议(例如：GPON OMCI(GPON ONT  Management and Control Interface)、EPON OAM(EPON Operation  Administration and Maintenance)等)视为业务数据的透传通道， 而复杂的配置逻辑由ONU上的核心功能实现。

如图1所示，本发明主要适用于PON系统，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。本发明提供的光网络单元中业务数据的配置方法，减少了对 IC和操作系统的操作，使得运营商实现多个网管软件之间的业务数 据的同步，保证各网管软件本地的业务数据的高度一致性，提高ONU 配置命令的并发度，实现了管理通道与业务数据的分离。

如图2所示，本发明所述的光网络单元中业务数据的配置方法， 其步骤涉及以下节点：网管软件、管理通道、管理控制主体以及管理 对象；

所述网管软件通常布局于运营商服务器机房，通常通过SNMP协 议控制OLT设备；网管软件由运营商维护，负责向ONU下发包含业务 数据的配置命令和接受ONU主动上报的业务数据。网络管理员成功下 发配置命令中的业务数据后，这些业务数据通常会存入数据库供后期 查询。本方法允许一个ONU被多个网管软件管理，实现多个网管软件 之间的用户业务数据的同步,保证不同网管软件之间业务数据的一致 性。

所述管理通道一般由GPON\EPON标准组织定义及实现，OLT设备 通过该管理通道对ONU进行管理，网管软件通过管理通道向ONU下发 配置命令和接收ONU主动上报的业务数据；本方法不受限于管理标准 及从这些标准衍生出来的管理协议，它们只是数据透传的通道。

所述管理控制主体为运行于ONU上的核心控制软件，具备配置命 令的被动管理功能与业务数据的主动上报功能，管控业务数据配置处 理流程，向上游设备广播业务数据的更新信息；

所述管理对象为光网络单元的底层IC和操作系统，它们是承担 用户业务的主体，是网管软件控制的最终对象，运营商通过管理这些 管理对象细分宽带业务。

上述方案中，所述管理通道与管理控制主体分属本发明所述方法 的不同步骤，有效保证了业务管理协议通道与业务数据分离。

在上述技术方案的基础上，具体包括以下步骤：

步骤一：当ONU上电初始化时，读取预先规划好的队列资源表， 根据队列资源表完成管理控制主体所需系统资源的创建，所述管理控 制主体所需系统资源包括：进程、消息列队，然后等待网管软件下发 的配置命令；

步骤二：网管软件将配置命令通过SNMP协议透传至OLT，OLT利 用管理通道将配置命令透传至ONU，所述管理通道进行数据透传的管 理协议包括但不限于：OMCI协议、OAM协议、HTTP协议，管理通道 位于ONU侧的代理负责接收配置命令，接收配置命令后，管理通道位 于ONU侧的代理通过消息队列将配置命令发往被动管理功能模块；

步骤三：被动管理功能模块并行接收来自管理通道位于ONU侧的 代理的配置命令，根据配置命令中“实时性”标识决定是否立即返回， 对于不需要立即返回的配置命令，被动管理功能模块根据配置命令中 的“业务ID”在数据库历史业务记录中索引该“业务ID”对应的业 务记录，如果索引到的历史业务记录与本次收到的配置命令中的业务 记录一致，则直接返回成功，否则(即索引到的历史业务记录与本次 收到的配置命令中的业务记录不一致)完成IC和操作系统相关配置 并形成相应的业务记录，将所述形成相应的业务记录保存至数据库形 成一条新的业务记录，然后将该条新的业务记录发送至主动上报功能 模块；

被动管理模块比较本次配置命令下发的业务记录和数据库中的 历史业务记录，如果有变化则配置IC和操作系统，并将本次下发的 业务记录保存至数据库，形成一条新的业务记录，写业务记录的并发 控制由数据库软件保证；

步骤四：主动上报功能检索预先规划好的队列资源表，将需要更 新的业务记录广播给其它网管软件：主动上报功能模块接收来自被动 管理功能模块的新的业务记录，保存至缓存，在前述预先规划好的队 列资源表中检索需要广播的网管软件对应的消息队列ID，通过与消 息队列ID对应的消息队列广播缓存中的新的业务记录，管理通道位 于ONU侧的代理将该广播的新的业务记录封装成标准格式转发给 OLT，OLT再通过SNMP协议返回给网管软件。

被动管理功能与管理通道位于ONU侧的代理之间的消息队列可 双向通信。管理通道收到配置命令后，在队列资源表中检索需要发送 的消息队列ID，将配置命令通过消息队列发送给被动管理功能，被 动管理功能完成业务配置后向主动上报功能发送该条业务记录，主动 上报功能检索队列资源表，向需要通知的网管软件广播新的业务记 录。

在上述技术方案的基础上，ONU和网管软件的本地数据库以业务 记录的形式保存用户业务数据，网管软件以配置命令的方式下发业务 记录，网管软件将业务记录封装成SNMP协议，通过SNMP协议透传至 OLT。每次生效的配置命令中的业务记录将保存在本地数据库中，可 保证业务数据与管理通道分离。

在上述技术方案的基础上，所述业务记录的结构如表1所示，每 条业务记录包括以下字段：业务ID、业务数据、实时性、会话ID和 网管软件标记。

运营商根据业务需求预先规划好业务ID，用于唯一标识某类用 户业务(如VLAN、MAC地址老化)；

业务数据字段代表该业务ID对应的用户业务数据；

实时性字段用于标识网管软件对ONU响应时间的要求，如实时性 字段取值若为“是”，ONU收到配置后立即向网管软件返回“收到配 置”状态，否则待ONU的被动管理功能完成后向网管软件返回“配置 成功”状态；

会话ID字段用于唯一标识网管软件与ONU之间的一次交互，网 管软件下发配置命令时携带该字段，ONU返回状态时携带一样的字段， 可保证网管软件下发的配置命令与ONU应答命令的一一对应；

网管软件标记字段标识下发配置命令的网管软件，可用于区分业 务数据的源，在更新业务数据和追溯数据来源时用到。

表1

在上述技术方案的基础上，所述管理控制主体的被动管理功能由 多个被动管理服务进程实现，这些进程并行接收来自不同管理通道的 配置命令，检查配置命令的合法性。

在上述技术方案的基础上，所述队列资源表(消息队列资源表) 的结构如表2所示，被动管理功能和主动管理功能共享预先规划好的 消息队列资源表，该表在ONU上电初始化时创建，表中的每个消息队 列及其属性预先规划好；队列资源表中的每条记录包括以下字段：消 息队列ID、控制类型、通道和网管软件标记。

在上述技术方案的基础上，消息队列ID用于唯一标识操作系统 中的某个消息队列；

控制类型字段的取值可为“主动”或“被动”，“主动”表示该条 记录由主动上报功能使用，“被动”表示该条记录由被动管理功能使 用；

通道字段表示与控制类型字段对应的通信管理协议；

网管软件标记表示与通道字段对应的网管软件。

例如：记录{“消息队列ID：1”，“控制类型：主动”，“通道： OMCI”，“网管软件标记：网管1”}表示：主动上报功能向OMCI协 议通道发送消息的消息队列ID为1，该通道对应的网管软件为“网 管1”。

在上述技术方案的基础上，队列资源表中的最后一条记录用于标 识主动上报功能和被动管理功能之间通信的消息队列ID信息，与管 理通道数量和网管软件数量无关，每个ONU中有且仅有一条该记录。

表2

在上述技术方案的基础上，如图3所示，ONU初始化时创建的被 动管理服务进程一直处于阻塞状态，直到收到管理通道位于ONU侧的 代理发送的配置命令；

ONU初始化时创建的主动上报服务进程一直处于阻塞状态，直到 收到被动管理服务进程发送的业务记录。

在上述技术方案的基础上，所述配置方法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和操作系统的操作控制， 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。

以下详细描述ONU中业务数据的配置步骤。

一种光网络单元中业务数据的配置方法，其用户业务数据的配置 步骤如下：

步骤1：ONU上电初始化时依次读取预先规划好的队列资源表， 每读取一行，判断其“控制类型”字段的取值，若为“被动”，向操 作系统申请创建1个被动管理服务进程和1个消息队列(操作系统消 息队列的ID由该行的“消息队列ID”字段指定，此处创建的消息队 列记为“被动管理监听消息队列”)，并将该条记录的消息队列ID作 为参数传递给新创建的进程。上述过程完成后，每一个管理通道位于 ONU侧的代理与被动管理功能的服务进程之间通过消息队列交互信 息，所有被动管理服务进程进入读阻塞状态。然后，依次读取预先规 划好的队列资源表，每读取一行，判断其“控制类型”字段的取值， 若为“主动”，且“通道”字段的取值不为“被动”，仅向操作系统申 请创建1个消息队列(操作系统消息队列的ID由该行的“消息队列 ID”字段指定，此处创建的消息队列记为“主动上报消息队列”)，若 “控制类型”字段的取值为“主动”且“通道”字段的取值为“被动”， 向操作系统申请创建1个主动上报服务进程和1个消息队列(操作系 统消息队列的ID由该行的“消息队列ID”字段指定，此处创建的消 息队列记为“主动上报监听消息队列”)，并将该条记录的消息队列 ID作为参数传递给新创建的进程，之后，主动上报服务进程读阻塞 于“主动上报监听消息队列”。前述被动管理功能由被动管理服务进 程实现，它们并行接收来自管理通道位于ONU代理发送的配置命令， 而主动上报功能由主动上报服务进程实现，该进程等待接收被动管理 服务进程发送的业务记录；

步骤2：前述被动管理服务进程通过“被动管理监听消息队列” 并行接收来自管理通道位于ONU侧代理发送的配置命令，收到配置命 令后判断业务记录是否合法，若不合法立即向上游软件发送(ONU先 发送给管理通道位于ONU侧的代理，代理将需要发送的内容封装成标 准格式发给OLT,OLT按SNMP协议封装后发给网管软件)“配置错误” 状态，若业务记录合法，继续读取业务记录中“实时性”字段的值， 若为“是”，向上游软件返回“收到配置”状态。被动管理服务进程 以业务记录中的“业务ID”字段的值为索引，检索本地数据库中对 应的历史业务记录，若两条记录中的“业务数据”字段的值不一致， 转步骤3，反之，向上游软件返回“配置成功”状态；

步骤3：被动管理服务进程依照业务记录中“业务数据”字段的 值配置IC和操作系统，并将数据中的历史业务记录更新为本次收到 的业务记录，为与其它网管软件同步该业务记录，被动管理服务进程 通过“主动上报监听消息队列”向主动上报服务进程发送该业务记录， 并立即向上游软件返回“配置成功”状态；

步骤4：主动上报服务进程通过“主动上报监听消息队列”接收 被动管理服务进程发送的业务记录，读取该业务记录中的“网管软件 标记”字段的值，与本地规划好的队列资源表中每行数据的“网管软 件标记”字段的值比较，如果不一致，将队列资源表中该行“网管软 件标记”字段的值加入集合SET；

步骤5：主动上报服务进程依次读取SET中的值，在本地队列资 源表中检索“网管软件标记”字段与该值相等的行，获取该行“消息 队列ID”字段的值，通过该值对应的“主动上报消息队列”向管理 通道位于ONU侧的代理发送业务记录，管理通道位于ONU侧的代理将 该新的业务记录封装成标准格式转发给OLT，OLT再通过SNMP协议返 回给网管软件，网管软件收到新的业务记录后更新数据库中的历史业 务记录,可保证业务记录在不同网管软件之间的一致性。

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。

本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知 的现有技术。