CN101047583B - 支持虚拟局域网服务的无源光网络***及相应方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种支持虚拟局域网(VLAN)服务的无源光网络***及相应方法。其中该无源光网络***包括：至少一个光线路终端(OLT)，其中每个OLT连接多个光网络单元(ONU)，以及一个用于管理所述OLT的OLT管理服务器。其中该方法包括：由OLT管理服务器根据用户需求建立一个VLAN访问控制表，用于表明不同VLAN标识(VID)间的VID互译关系，并且该OLT管理服务器将该VLAN访问控制表中的VID互译关系发送给所述OLT；所述OLT根据收到的该VID互译关系，建立一个VLAN翻译表，用于表明待翻译的源VID与期望的目的VID之间的对应关系；当所述OLT根据该VLAN翻译表判断出需要对接收帧的VID进行翻译时，所述OLT按照该VLAN翻译表，将接收帧的VID翻译成与之对应的表项中的目的VID。

Description

支持虚拟局域网服务的无源光网络***及相应方法

发明领域

本发明总体涉及无源光网络(PON)，尤其涉及一种能够支持虚拟局域网(VLAN)服务的无源光网络***及其方法。

背景技术

目前，基于无源特性和光特性的无源光网络，以其成本经济，同时又能提供高带宽的接入，而被认为是实现下一代接入网络的理想技术。

一般来说，无源光网络***主要包括三个部分：光线路终端(OLT)，光分配网络(ODN)和光网络单元(ONU)。

图1示出了一种传统的无源光网络***的示意图。如图1所示，无源光网络***是一个点到多点的结构。用于与核心网络连接的OLT安装在局端。一个OLT可通过一个或多个ODN设备，如分光器等，连接到若干个ONU上。这里，ONU位于用户端，通常可安装在用户的家中或办公室里，并且根据需要一个ONU可为多个用户共享。在如图1所示的无源光网络中，下行帧以广播的方式从OLT传输到各个ONU上，而上行帧则以多点到点的方式采用时分复用从ONU传输到OLT上。采用这种拓扑结构，无源光网络可以为用户提供多种业务：例如传统的电话业务、因特网业务，以及近期发展起来的IPTV业务等等。

另一方面，在传统的局域网中，如果局域网内的终端设备众多，那么在发送广播帧时，很可能由于广播流量过大(即，广播风暴)而造成带宽资源的枯竭，从而影响网络性能。为了使网络能够满足QoS和网络管理的需求，目前在网络配置中广泛应用了虚拟局域网(VLAN)的思想。

VLAN是在逻辑上将一个大型的网络划分为若干个独立的子网络，而与具体的物理网或地理位置无关。每个VLAN可视为一个逻辑上的子广播域，该子广播域中的用户具有相同的VLAN标识符(VID)。这样，从某个VLAN中发送出来的广播帧，只能被同一个VLAN中的用户接收到。由此，通过划分各自独立的子广播域，VLAN可在提供便利的网络管理的同时，有效地减少由广播引起的广播风暴。

鉴于VLAN能够为网络管理提供很大的灵活性和安全性，对于无源光网络***来说，支持完善的VLAN功能是至关重要。

现今，已然提出了一些能够支持部分VLAN服务的无源光网络***。例如，在题目为：“Shared LAN emulation method and apparatushaving VLAN recognition and LLID management functions on EPON(一种具有VLAN识别和LLID管理功能的光网络中的共享局域网竞争方法和设备)”的美国专利2005/0083950中，公开了一种能够支持VID识别的无源光网络***。在该专利所公开的方案中，OLT给每个ONU分配唯一的逻辑链路标识符(LLID)用于识别每个ONU或ONU组。当OLT接收到带有VID的广播帧时，仅将该帧发送给具有相同VID的ONU。

然而，现有的这种支持VLAN服务的无源光网络***，仅允许属于相同VLAN的用户互相通信，这种***中存在以下两个方面的问题：

一个问题是现有的OLT不支持不同VLAN之间的相互通信。当两个分属于不同VLAN的用户需要互通时，用于管理VLAN的设备需要将来自另一个VLAN的数据帧中的VID翻译为当前VLAN的VID，以便当前VLAN的用户能够接收该数据帧。然而，现有的OLT只具有VID识别功能，无法实现不同VLAN标识符的自动翻译功能。

另一个问题是现有的OLT不支持扩展的服务VID。由于VID域只有12位，最大能提供4094个VLAN，因此如果运营商为每个用户分配一个VID，4094个VID很快就耗光了。根据IEEE802.1ad中给出的802.1Q-in-Q(VLAN嵌套)的定义，运营商可以为多个不同的VLAN分配一个服务VID(即，这些VLAN属于一个由服务VID标识的VLAN)，并且将该服务VID加入帧中的指定位置与VLAN的VID一同传送。图8示出了服务VID域的具***置。如图8所示在源MAC域和包含VID类型域之间***另外一个类型域，该类型域与VID类型域形式相同，不同之处仅在于将VID域替换为服务VID域。采用服务VID，运营商就可以提供4094*4094个VLAN，从而通过嵌套的VLAN扩展了网络服务。但是，现有的OLT既不能在接收到来自ONU的上行帧时，在数据帧中添加相应的服务VID，也不能识别下行帧中的服务VID。因而，现有的OLT也不能支持这种VLAN的嵌套功能。

在现有技术中，为了弥补OLT的上述两个问题，在OLT到核心网络间的交换机上增加了相应的服务，以便由交换机完成不同VLAN互通时的翻译功能，以及识别与添加服务VID的VLAN嵌套功能。但是，这种交换机通常是通过手动配置的，配置过程复杂，效率低下，严重影响了网络的灵活性。

为此，需要一种由无源光网络***全面支持VLAN服务的方法。

发明内容

本发明的一个目的在于提出一种支持VLAN服务的无源光网络***及其方法，采用该***和方法可由OLT全面管理VLAN服务，而不需要借助于交换机。

本发明的又一个目的在于提出一种支持VLAN服务的无源光网络***及其方法，采用该***和方法OLT可支持不同VLAN间的相互通信。

本发明的另一个目的在于提出一种支持VLAN服务的无源光网络***及其方法，采用该***和方法OLT可支持带有服务VID的VLAN嵌套，即支持Q-in-Q。

为了实现上述目的，本发明提出了一种支持虚拟局域网(VLAN)服务的光线路终端(OLT)，其中该OLT与一个核心网络连接，且用于连接多个光网络单元(ONU)，该OLT的包括：

VLAN翻译控制单元，用于接收由该核心网络中的一个OLT管理服务器发出的，用于表明不同VLAN标识(VID)间的VID互译关系的信息，并根据该VID互译关系建立一个VLAN翻译表，用于表明待翻译的源VID与期望的目的VID之间的对应关系；

存储单元，用于存储该VLAN翻译表；

VLAN处理单元，用于根据该VLAN翻译表判断是否需要对接收帧中的VID进行翻译，若需要翻译，则按照该VLAN翻译表将接收帧中的VID翻译成与之对应的表项中的目的VID。

为了实现上述目的，本发明还提出了一种支持虚拟局域网(VLAN)服务的OLT管理服务器，其与无源光网络***中的多个光线路终端通信(OLT)连接，该OLT管理服务器包括：

VLAN访问控制单元，用于根据用户需求建立一个VLAN访问控制表，以表明不同VLAN标识(VID)间的VID互译关系，并将该VID互译关系发送给所述OLT，从而所述OLT可根据该VID互译关系进行相应的VLAN翻译；

存储单元，用于存储所述VLAN访问控制表。

为了实现上述目的，本发明还提出了一种用于在无源光网络***中支持虚拟局域网(VLAN)服务的方法，其中该无源光网络***包括：至少一个光线路终端(OLT)，其中每个OLT连接多个光网络单元(ONU)，以及一个用于管理所述OLT的OLT管理服务器，其中该方法包括：

a)由OLT管理服务器根据用户需求建立一个VLAN访问控制表，用于表明不同VLAN标识(VID)间的VID互译关系，并且该OLT管理服务器将该VLAN访问控制表中的VID互译关系发送给所述OLT；

b)所述OLT根据收到的该VID互译关系，建立一个VLAN翻译表，用于表明待翻译的源VID与期望的目的VID之间的对应关系；

c)当所述OLT根据该VLAN翻译表判断出需要对接收帧的VID进行翻译时，所述OLT按照该VLAN翻译表，将接收帧的VID翻译成与之对应的表项中的目的VID。

通过参考以下结合附图的说明以及权利要求书中的内容，并且随着对本发明的更全面的理解，本发明的其他目的及效果将变得更加清楚和易于理解。

附图简述

以下将参照附图，通过实施例对本发明进行详细描述，其中：

图1示出了一种传统的无源光网络***结构的示意图；

图2是根据本发明的一个实施例的无源光网络***的示意图；

图3示出了在图2所示的情况下的一个VLAN管理表的实例；

图4示出在图2所示情况下VLAN访问控制表的一个实例；

图5示出了根据图4的访问控制表在OLT#1上建立的一个VLAN翻译表实例；

图6示出OLT#1上建立的一个LLM表的实例；

图7是OLT中的VLAN处理单元对接收到的上行/下行帧进行VLAN翻译处理的流程图；

图8示出了带有服务VID域的上行帧结构；

图9和图10分别示出了自动VLAN翻译配置过程的流程图和消息流程图；

图11示出了根据本发明的一个实施例的为VLAN分配服务VID的情况；

图12和图13分别示出了在图11所示的情况下OLT管理服务器中的VLAN管理表和VLAN访问控制表；

图14和图15分别示出了图11中的OLT#1中的VLAN翻译表和LLM表；

图16和图17分别示出了图11中的OLT#2中的VLAN翻译表和LLM表；

图18示出了在图11所示的情况下上、下行帧中VID的变化；

图19示出了根据本发明的一个实施例的两个VLAN互通的情况；

图20和图21分别示出了在图19所示的情况下OLT管理服务器中的VLAN管理表和VLAN访问控制表；

图22和图23分别示出了图19中的OLT#1中的VLAN翻译表和LLM表；

图24和图25分别示出了图19中的OLT#2中的VLAN翻译表和LLM表；

图26示出了在图19所示的情况下上、下行帧中VID的变化。

在所有附图中，相同的标号表示相似或响应的特征或功能。

具体实施方式

为了使OLT能够管理VLAN，本发明提出了如图2所示的无源光网络***。总体来说，本发明在无源光网络***中增加了一个OLT管理服务器，用于根据用户需求设置和更新VID互译关系，该VID互译关系包括VLAN互通关系和服务VID与VLAN的对应关系。并且由OLT管理服务器将该VID互译关系发送给相关的OLT。这样，各个OLT可以根据该VID互译关系建立各自的VLAN翻译表，并根据该VLAN翻译表，将接收帧的VID翻译成所期望的目的VID。

由此，本发明可分为三个部分：由OLT管理服务器建立VID互译关系阶段，各个OLT根据该VID互译关系建立VLAN翻译表阶段，以及OLT按照该VLAN翻译表进行VLAN处理的阶段。以下，将结合附图2至9依次详细描述以上所述的三个阶段的具体实现过程。

图2是根据本发明的一个实施例的无源光网络***结构示意图。该无源光网络***可以提供自动VLAN翻译功能和VLAN嵌套(Q-in-Q)功能。

该无源光网络***包含：一个位于核心网络244的OLT管理服务器200；两个OLT100，即OLT#1和OLT#2，其分别连接多个ONU；每个ONU与一个用户连接；其中与OLT#1连接的两个ONU的用户分别属于两个不同的VLAN，即ONU1的用户属于VLAN#1(VID＝1)，ONU2的用户属于VLAN#2(VID＝2)，而与OLT#2连接的两个ONU的用户均属于VLAN#3(VID＝3)。这里需要指出，当一个ONU为多个用户共享时，同一个ONU上的不同用户也可能分别属于不同的VLAN。

OLT管理服务器

如图2所示，OLT管理服务器200具体包括：用户界面201，消息处理单元202，VLAN访问控制单元210，以及存储单元220。

其中，用户界面201，用于接收网络管理员的请求，例如不同VLAN互通的配置请求，并将其发送给消息处理单元202。消息处理单元202，用于处理来自用户界面201的请求消息，并将该请求发送给VLAN访问控制单元210，或者根据来自VLAN访问控制单元210的消息控制存储单元220或者向各个OLT发送相应的消息。

VLAN访问控制单元210根据网络管理员的请求建立并配置一个VLAN管理表和一个VLAN访问控制表(表的具体内容将在后面详述)，并经由消息处理单元202将该VLAN管理表和VLAN访问控制表存储到存储单元220中。此外，VLAN访问控制单元210还将VLAN访问控制表的内容经由消息处理单元202发送给相关的OLT，以通知OLT建立或更新各自的VLAN翻译表。这里需要指出，在本发明的实施例中消息处理单元202作为一个独立的单元，用于处理各种消息，但是它也可以集成到VLAN访问控制单元210中。

图3和图4分别示出了OLT管理服务器200中建立的VLAN管理表和VLAN访问控制表的一个实例。

VLAN管理表

图3示出了在图2所示的情况下的一个VLAN管理表。该VLAN管理表包括以下几个域：用于标识VLAN组的VID；该VID所属的OLT的编号，以及该OLT的IP地址。此外，当多个VLAN属于不同的虚拟专用网(VPN)时，还可包括VPN的标识符(VPN ID)。

参见图2，OLT#1上连接了VLAN#1(VID＝1)和VLAN#2(VID＝2)，而OLT#2上连接了VLAN#3(VID＝3)。因而，图3所示的VLAN管理表中，VID＝1和VID＝2都对应于OLT#1，而VID＝3对应于OLT#2。由此可见，如图3所示的VLAN管理表清楚地表明了VLAN与OLT的归属关系，也就是表明了哪个VLAN是位于哪个OLT上的。

倘若VLAN的划分可近似为静态的，则该VLAN管理表可以由网络管理员直接配置。当然，网络管理员也可随时重新配置VLAN。这时，为了即时更新和管理该VLAN管理表，VLAN访问控制单元210需要周期性地向网络中的每个OLT100发送查询消息，以请求OLT发送所包含的VLAN组的信息。当OLT100收到该查询消息后，将与其连接的用户所属的VLAN组的信息发送给OLT管理服务器200。这样，VLAN访问控制单元210就可以随时更新这个VLAN管理表。

VLAN访问控制表

当不同的VLAN需要互相通信时，或者需要***支持VLAN嵌套(Q-in-Q)功能时，网络管理员需要通知VLAN访问控制单元210建立或更新一个VLAN访问控制表，用于表明不同VID的互译关系。图4示出在图2所示情况下VLAN访问控制表的一个实例。

如图4所示，VLAN访问控制表包括以下几个域：

VID互译类型，用于标识VID翻译的两种类型：一种类型是“VLAN互通”，指的是两个不同的VLAN相互通信时将接收帧中VID翻译为与之互通的VLAN的标识符的情况；另一种类型是“VLAN嵌套”，指的是在运营商为VLAN分配了服务VID时将接收帧中的VID与运营商提供的服务VID相互翻译的情况；

(VID，OLT)对，用于标识位于某个OLT上的VLAN，该信息来源于VLAN管理表(见图3)，例如(1，1)表示位于OLT#1上的VLAN#1(VID＝1)；

服务VID，表示为由(VID，OLT)表示的VLAN分配的服务VID；

可选地，当VLAN属于不同的VPN时还可包含VPN ID域。

由图4可见，在VLAN访问控制表中包括多列(VID，OLT)。当VID互译类型为VLAN互通时，位于同一行的多个(VID，OLT)对表示这些VLAN可相互通信。例如图4所示的表中的第一行，包括(1，1)和(3，2)两个(VID，OLT)对，则表明图2中位于OLT#1上的VLAN#1可与OLT#2上的VLAN#3相互通信。因而，相关的OLT#1和OLT#2需要进行VID＝1和VID＝3的相互翻译。此外，如图4所示的表中的第二行，VID互译类型为“VLAN嵌套”，且(2，1)与服务VID＝100相对应，则表明OLT#1上的VLAN#2的服务VID＝100，VID＝2，此时需要OLT#1进行相应的翻译。

OLT管理服务器200的VLAN访问控制单元210在建立好访问控制表后，将其中的VID互译关系发送给相关的OLT，以通知相关的OLT更新VLAN翻译表。例如，将图4所示表中的第一行的内容分别发送给OLT#1和OLT#2，而将第二行的内容仅发送给OLT#1。这样相关的OLT可根据收到的VID互译关系进行相应的处理。

OLT

回到图2，按照本发明提出的方法，在现有的OLT中增加了VLAN翻译控制单元230，VLAN处理单元240，存储单元250和上行/下行处理单元260。

其中，上行/下行处理单元260，用于接收上行帧或下行帧。VLAN翻译控制单元230，根据OLT管理服务器200发来的VLAN访问控制表中的VID互译关系，建立或更新一个VLAN翻译表。此外，VLAN翻译控制单元230还需要建立一个逻辑链路管理(LLM)表，以表明与该OLT连接的各个光层逻辑链路的标识(OLID)与VID的映射关系；并将该VLAN翻译表和LLM表存储在存储单元250中。VLAN处理单元240，根据该VLAN翻译表(或者结合LLM表)的信息判断是否需要将接收帧中的VID翻译成该翻译表项中的目的VID，如果需要则执行相应的翻译功能。VLAN处理单元240的具体工作流程将在后面结合图7加以描述。

图5和图6分别示出了根据图4的访问控制表在OLT#1上建立的VLAN翻译表和LLM表的一个实例。

VLAN翻译表

如图5所示，VLAN处理单元240建立的VLAN翻译表包括以下域：

与图4中的VID互译类型相同的VID互译类型，相应地包括VLAN互通和VLAN嵌套两种类型；

目的VID域，用于标识在对接收帧中的VID进行翻译时所期望的目的VID；

源VID域，用于标识需要翻译的接收帧的VID；其中每个VLAN翻译表中的一个目的VID域可以对应多个源VID域。

下面，以OLT#1接收到图4所示的VLAN访问控制表中的第一行和第二行的内容为例，描述OLT中的VLAN翻译控制单元230建立VLAN翻译表的过程。

首先，VLAN翻译控制单元230识别收到的VLAN访问控制表中的VID互译类型。例如，收到的表项中的VID互译类型为“VLAN互通”，则查看其后的(VID，OLT)对。由图4所示表的第一行可知VLAN#1(1，1)与VLAN#3(3，2)互通。由此，VLAN翻译控制单元230将与本OLT(OLT#1)相关的VLAN的标识符VID＝1作为VLAN翻译表中的目的VID，将其他VID作为源VID，即源VID为3，如图5所示。这样，VLAN处理单元240就可根据该VLAN翻译表项，将接收到的VID为3的下行帧的VID翻译为VID＝1，从而让来自VLAN#3的数据帧传输到VLAN#1中。

如果收到的表项中的VID互译类型为“VLAN嵌套”，则查看其后的服务VID和与之对应的(VID，OLT)对。由图4所示表的第二行可知服务VID＝100与VLAN#2(2，1)对应。由此，VLAN翻译控制单元230在图5所示的VLAN翻译表中建立两个表项，其一是将VID＝2作为源VID，将(服务VID＝100，VID＝2)作为目的VID的表项，另一反之。这样，VLAN处理单元240就可根据该VLAN翻译表项，在接收到的VID为2的上行帧中增加服务VID＝100，在接收的VID为2的下行帧中删除服务VID＝100(具体翻译过程将在后面描述)。

LLM表

除了VLAN翻译表外，为了准确将接收帧传送到目的ONU中，VLAN翻译控制单元230还需建立一个逻辑链路管理表，以帮助OLT寻找对应逻辑链路的VID。图6是OLT100建立的一个LLM表的例子，其用于管理ONU和OLT之间的每个逻辑链路信息。该表包括以下域：

光网络层标识符(OLID)，用于识别ONU和OLT之间的每条逻辑链路，如图2中示出的OLID#1和OLID#2；在EPON中，该光网络层标识符是LLID，在GPON中，光网络标识符是端口号；

ONU MAC地址，对应于在OLT中注册的ONU的MAC地址；

VID，用于标识ONU或ONU端口所在的VLAN组；

MAC地址，用于标识每个ONU用户的MAC地址，当存在组播时，一个OLID可能与多个MAC地址相对应，通过MAC地址学习功能可获得某个光网络层标识符所对应的MAC地址。

该LLM表和VLAN翻译表的具体运用将在后面结合附图7的流程图加以详细描述。

OLT中的VLAN翻译流程

图7是OLT中的VLAN处理单元240对接收到的上行/下行帧进行VLAN翻译处理的流程图。

如图7所示，当OLT接收到数据帧时，首先判断是上行帧，还是下行帧(步骤1320)。

如果接收到的数据帧是上行帧，继而判断该帧中是否包含VID值(步骤1330)。若接收帧为上行帧且该帧中不包含VID的值，则VLAN处理单元240，根据如图8所示的帧结构中的OLID，在LLM表中找相应的表项(步骤1331)，如果该表项存在，且表项中对应的VID值存在(步骤1332)，将该VID的值添加到接收帧中VID域(12位)中(步骤1333)；如果表项不存在或者表项对应的VID值不存在，则直接转发该帧(1350)。

如果接收帧中已经有VID的值(步骤1330)或者已经添加了相应的VID值，则删除图8中的无源光网络前缀，然后判断是否需要进行VLAN翻译(步骤1340)。判断过程如下：检查接收帧中的VID的值是否与VLAN翻译表中某个表项中的源VID域的值相同，如果有这样的表项存在，说明需要进行VLAN翻译，否则，不需要。如果需要VLAN翻译，则进行VLAN翻译(步骤1341)，否则直接转发该帧(步骤1350)。

其中，VLAN翻译的具体过程(步骤1341)如下：根据上述VLAN翻译表中的表项，VLAN处理单元240检查该表中的VID互译类型的值，如果是“VLAN嵌套”类型，则为该帧增加服务VID，即将该对应表项中的目的VID域中的值(如(100，2))中的服务VID的值(100)添加到数据帧中的服务VID域中；如果是“VLAN互通”类型，则将接收帧中的VID修改为其所在表项中对应的目的VID域的值。

如果接收的数据帧是下行帧，进而判断是否为广播帧(步骤1321)。如果是广播帧，且该帧中不包含VID值(步骤1390)，直接广播该帧(步骤1391)；如果该帧是包含VID的广播帧，将该帧广播到具有相同VID的OLID(步骤1392)。

如果接收的下行帧不是广播帧，则在LLM表中查找与该帧中MAC地址相对应的OLID(步骤1360)。如果这样的表项不存在，则当作广播帧处理。如果这样的表项存在，判断检查帧中的VID是否存在(步骤1370)，如果不存在，直接将OLID添加到无源光网络前缀中转发至目的OLID(步骤1380)。如果VID存在则检查其是否与该LLM表项中的VID相同(步骤1371)，如果相同，则转发到与OLID对应的ONU上(步骤1380)。如果不同，判断是否需要VLAN翻译(步骤1372)，如果需要VLAN翻译，则进行VLAN翻译(步骤1373)，如果不需要，则直接丢弃该帧(步骤1374)。

具体处理过程如下：如果该帧中包含服务VID，将(服务VID，VID域中的VID值)对与VLAN翻译表中每个表项的源VID比较，如果与某个表项的源VID相同，则将该服务VID删除。如果该帧不包括服务VID，则检查帧中的VID域的值是否与VLAN翻译表中某个表项对应的源VID相同，如果这样的表项存在，则将帧中的VID的值改为该表项中的目的VID的值。如果找不到相应的表项，则直接丢弃该帧。

以上结合附图2—7描述了本发明提出的支持VLAN服务的无源光网络的***从建立VLAN访问控制表到完成VLAN处理的全过程。

自动VLAN翻译配置

当运营商需要给某些VLAN分配服务VID时，或者不同VLAN组需要相互访问时，网络管理员配置新的VID互译关系。当运营商需要取消为某些VLAN分配的服务VID时，或者不同VLAN组被禁止相互访问时，网络管理员删除相应的VID互译关系。VLAN配置的这种自动更新(包括添加和删除VID互译关系)的过程的流程图如图9所示。在该自动更新过程中OLT管理服务器与OLT之间的消息流程在图10中示出。

如图9所示，首先OLT管理服务器判断在VLAN访问控制表中添加了一个VID互译表项还是删除了一个VID互译表项(步骤1420)。

如果是添加了一个VID互译表项，则向该增加的表项中每个(VID，OLT)对包括的OLT发送添加VLAN翻译请求(步骤1421)。如果该OLT支持VLAN翻译功能，则向OLT管理服务器发送确认信息(步骤1430)。OLT管理服务器收到确认信息后，将该增加的VID互译表项中包含的信息发送给OLT(步骤1431)，OLT则相应地更新VLAN翻译表(步骤1432)，并在更新后将更新确认信息发送给OLT管理服务器。如果OLT管理服务器没有收到确认信息，则报告出错(步骤1460)。

OLT更新VLAN翻译表的过程如下：

如果该增加的VID互译表项中的VID互译类型是“VLAN嵌套”类型，OLT针对该互译表项中每个与本OLT有关的VID在VLAN翻译表中添加两条表项，一条是针对上行帧翻译，在上行帧中的添加相应的服务VID；一条是针对下行帧翻译，将下行帧中的服务VID删除。

如果该增加的VID互译表项中VID互译类型是“VLAN互通”类型，OLT针对该互译表项中每个与本OLT有关的VID在VLAN翻译表中添加一条表项，目的VID的值就是与本OLT有关的VID，源VID的值是VID互译表项中除了该目的VID之外的其他VID的值。

如果是删除了一个VID互译表项(步骤1420)，则OLT管理服务器向该删除的表项中的每个(VID，OLT)对包括的OLT发送删除VLAN翻译请求(步骤1422)，如果该OLT支持VLAN翻译功能，向OLT管理服务器发送确认信息(步骤1450)，OLT管理服务器收到确认信息后，将该删除的VID互译表项中包含的信息发送给OLT(步骤1451)，OLT则删除VLAN翻译表中相应的表项(步骤1452)。如果OLT管理服务器没有收到确认信息，则报告出错(步骤1460)。

OLT删除VLAN翻译表的过程如下：

如果该删除的互译表项中的VID互译类型是“VLAN嵌套”类型，OLT将VLAN翻译表中与该VID互译表项的服务VID相关的表项删除。

如果该删除的互译表项中的VID互译类型是“VLAN互通”类型，OLT将VLAN翻译表中与该互译表项中的VID互通关系相关的内容删除。

以上结合附图2—10详细描述了本发明提出的方法的全过程。

以下将结合两个具体的实例来进一步描述本发明的特点。

实施例1：VLAN嵌套

图11示出了运营商为VLAN#1分配服务VID的情况下连接到ONU1与ONU2的两个用户相互通信的场景。如图11所示，分别与OLT#1和OLT#2连接的ONU1和ONU2的用户都属于同一个VLAN#1(VID＝1)。同时，运营商为VLAN#1分配了服务VID＝100。在这种情况下，OLT管理服务器根据上述方法建立VLAN管理表(如图12所示)和VLAN访问控制表(如图13所示)。并将VLAN访问控制表中第一行的内容分别发送给OLT#1和OLT#2。

OLT#1和OLT#2接收到来自OLT管理服务器的VID互译关系，分别更新各自的VLAN翻译表，更新后的VLAN翻译表如图14和16所示。这里由于ONU1和ONU2的用户同属于VLAN#1，因而两个VLAN翻译表相同。此外，OLT#1和OLT#2各自建立一个LLM表，分别在图15和图17中示出。

图18示出了在更新VLAN翻译表后，上、下行帧在OLT#1和OLT#2处的变化。按照以上所述的方法，OLT#1接收到包含VID＝1的上行帧1后，根据VLAN翻译表(如图14所示)，将服务VID＝100添加到接收的上行帧1中，并删除包含OLID的无源光网络前缀，从而形成图18所示的上行帧2发送到核心网络。依照本发明提出的方法，OLT#2接收到包含服务VID＝100，VID＝1的下行帧2后，根据VLAN翻译表(如图16所示)删除服务VID域中的值，并从LLM表(图17)中查找出与接收帧的目的MAC对应的OLID#5，将其添加到无源光网络前缀中，从而形成下行帧1发送到对应的ONU2处。

实施例2：VLAN互通

图19示出VLAN#1中的ONU1的用户与VLAN#2中ONU2的用户相互通信的场景。如图19所示，分别与OLT#1和OLT#2连接的ONU1和ONU2的用户分别属于VLAN#1(VID＝1)和VLAN#2(VID＝2)。在这种情况下，OLT管理服务器根据上述方法建立VLAN管理表(如图20所示)和VLAN访问控制表(如图21所示)。并将VLAN访问控制表中第一行的内容分别发送给OLT#1和OLT#2。

OLT#1和OLT#2接收到来自OLT管理服务器的VID互译关系，分别更新各自的VLAN翻译表，更新后的VLAN翻译表如图22和24所示。这里由于按照仅对下行帧进行VLAN翻译的原则建立VLAN翻译表，因而两个VLAN翻译表中的目的和源VID恰好相反。此外，OLT#1和OLT#2各自建立一个LLM表，分别在图23和图25中示出。该LLM表与实施例1的不同之处仅在于ONU2对应的VID＝2。

图26示出了在更新VLAN翻译表后，上、下行帧在OLT#1和OLT#2处的变化。按照以上所述的方法，OLT#1接收到包含VID＝1的上行帧1后，发现在VLAN翻译表(如图22所示)中没有对应的源VID，从而直接转发该上行帧。由此图26中的OLT#1前后的上行帧1和上行帧2相同。OLT#2在接收到包含VID＝1的下行帧后，查找LLM表(图25)，发现接收帧中目的MAC所对应的OLID#5的VID为2，与接收帧中的VID不同。继而，OLT#2按照VLAN翻译表(如图24所示)，将下行帧2中的VID翻译成VLAN翻译表中的目的VID域中的值2。此外，OLT#2还将OLID#5添加到无源光网络前缀中，从而形成图26所示的下行帧1，发送到ONU2。

以上结合两个实施例对本发明进行了描述。尽管在上述这些实施例中，OLT管理服务器都建立了VLAN管理表，以便将信息发送给相关的OLT。但是本发明还可以采用将相关信息广播发送给各个OLT的方法，因此，在本发明中VLAN管理表并不是必须的。此外，在不同VLAN互通时，本发明给出了仅对下行帧进行VLAN翻译的一种实施例，但是本发明并不限于此，也可以采用对上行帧进行VLAN翻译的方案。

有益效果

以上结合具体实施例详细描述了本发明提出的在无源光网络***中支持VLAN服务的方法，以及相应的无源光网络***。本发明在无源光网络***中增加的一个OLT管理服务器，负责建立并更新包含VLAN互通关系和VLAN嵌套(Q-in-Q)关系的一个VLAN访问控制表，并将该VLAN访问控制表中的VID互译关系通知各个OLT，同时在OLT上增加了VLAN翻译控制单元和VLAN处理单元，负责接收该VID互译关系，配置VLAN翻译功能，并对接收帧进行VLAN翻译。

由此，在本发明提出的***中，OLT可以支持运营商分配的服务VID，并支持不同VLAN组的互相访问。其次，由于OLT根据OLT管理服务器发送的VID互译关系配置VLAN翻译表，因而整个***可以实现自动的更新，配置简单，效率高。再者，由于在本发明中OLT管理服务器还维护一个VLAN管理表，所以可仅仅向相关的OLT发送VID互译关系，从而大大减少了***中的控制信息的传输量。此外，在不同VLAN互通时，由于本发明采用了仅对下行帧进行VLAN翻译的方案，因而减少了VLAN翻译的复杂度。最后，在本发明中OLT还建立了规范的LLM表，其反映了OLID与VID的对应关系，使得VLAN翻译更为便捷。

本领域技术人员应当理解，对上述本发明所公开的支持VLAN服务的无源光网络***及其方法，还可以在不脱离本发明内容的基础上做出各种改进。因此，本发明的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。

Claims (13)

1.一种支持虚拟局域网(VLAN)服务的光线路终端OLT，其中该OLT与一个核心网络连接，且用于连接多个光网络单元(ONU)，该OLT包括：

VLAN翻译控制单元，用于接收由该核心网络中的一个OLT管理服务器发出的，用于表明不同VLAN标识(VID)间的VID互译关系的信息，并根据该VID互译关系建立一个VLAN翻译表，用于表明待翻译的源VID与期望的目的VID之间的对应关系；

存储单元，用于存储该VLAN翻译表；

VLAN处理单元，用于根据该VLAN翻译表判断是否需要对接收帧中的VID进行翻译，若需要翻译，则按照该VLAN翻译表将接收帧中的VID翻译成与之对应的表项中的目的VID；

其中所述VLAN处理单元在所述VLAN翻译表中搜索所述接收帧的VID，若所述接收帧的VID与所述VLAN翻译表的表项中的源VID相同，则判断需要对所述接收帧的VID进行翻译，

其中所述VID互译关系包括VLAN互通关系，该VLAN互通关系由期望相互通信的不同VLAN的VID对应关系来表示，

其中所述VLAN翻译控制单元根据所述VLAN互通关系，将所述VLAN互通关系中归属于所述OLT的VLAN的VID作为所述VLAN翻译表项中的目的VID，将所述VLAN互通关系中与所述目的VID相对应的其他VID作为所述源VID，以使得在需要进行VID翻译时仅对接收的下行帧进行VID翻译，

其中所述VLAN翻译控制单元还用于建立一个逻辑链路管理表LLM，该LLM表包括用于标识与所述OLT相连的ONU或ONU端口的光层逻辑链路标识OLID，和用于标识该OLID所属的VLAN的VID，以及所述OLT中各个用户的媒体访问控制(MAC)地址，该LLM用于表明OLID、VID以及用户MAC地址之间的映射关系；且

所述VLAN处理单元在所述LLM表中搜索与接收帧的目的MAC地址相同的表项，如果搜索到的表项中的VID与接收帧的VID不同，则判断需要对该接收帧的VID进行翻译。

2.如权利要求1所述的OLT，其中所述VID互译关系还包括VLAN嵌套关系，该VLAN嵌套关系由运营商为至少一个VLAN分配的服务VID与该VLAN的VID之间的对应关系表示。

3.如权利要求2所述的OLT，其中，所述VLAN翻译控制单元还根据所述VLAN嵌套关系，在所述VLAN翻译表中建立将VID与(服务VID，VID)分别作为源VID和目的VID的表项，以及将(服务VID，VID)与VID分别作为源VID和目的VID的表项，且

所述VLAN处理单元，当接收帧为上行帧且判断需要对该接收帧的VID进行翻译时，按照所述VLAN翻译表，将所述目的VID中的所述服务VID添加到接收帧的服务VID域；

所述VLAN处理单元，当接收帧为下行帧且判断需要对该接收帧的VID进行翻译时，删除该接收帧中服务VID域中的服务VID。

4.如权利要求3所述的OLT，其中所述VLAN翻译控制单元接收来自所述OLT管理服务器的查询信息，并将包括归属于所述OLT的VLAN的VID信息作为响应信息发送给所述OLT管理服务器。

5.如权利要求4所述的OLT，其中所述VLAN翻译控制单元接收来自所述OLT管理服务器的修改的VID互译表项，并相应地更改所述VLAN翻译表的对应表项。

6.一种支持虚拟局域网(VLAN)服务的OLT管理服务器，其与无源光网络***中的多个光线路终端通信(OLT)连接，该OLT管理服务器包括：

VLAN访问控制单元，用于根据用户需求建立一个VLAN访问控制表，以表明不同VLAN标识(VID)间的VID互译关系，并将该VID互译关系发送给所述OLT，从而所述OLT可根据该VID互译关系进行相应的VLAN翻译；

存储单元，用于存储所述VLAN访问控制表。

7.如权利要求6所述的OLT管理服务器，其中所述VID互译关系包括VLAN互通关系，该VLAN互通关系由期望相互通信的不同VLAN的VID对应关系来表示；或者包括VLAN嵌套关系，该VLAN嵌套关系由运营商为至少一个VLAN分配的服务VID与该VLAN的VID之间的对应关系表示。

8.如权利要求7所述的OLT管理服务器，其中所述VLAN访问控制单元还建立一个VLAN管理表，用于表明哪个VLAN位于哪个OLT上；且将所述VID互译关系发送给与之相关的所述OLT。

9.如权利要求8所述的OLT管理服务器，其中所述VLAN访问控制单元周期性地查询所述OLT，并根据所述OLT的响应信息更新所述VLAN管理表，其中该响应信息包括归属于所述OLT的VLAN的VID信息。

10.如权利要求9所述的OLT管理服务器，其中所述VLAN访问控制单元在根据用户需求修改了所述VLAN访问控制表中的VID互译表项时，向与该修改的表项相关的OLT发送修改的所述VID互译表项。

11.一种支持虚拟局域网(VLAN)服务的无源光网络PON***，该PON***包括：至少一个光线路终端(OLT)，其中每个OLT连接多个光网络单元(ONU)，以及一个用于管理该OLT的OLT管理服务器，其中该***的特征在于：

该OLT管理服务器，包括：

VLAN访问控制单元，用于根据用户需求建立一个VLAN访问控制表，用于表明不同VLAN标识(VID)间的VID互译关系，并将该VID互译关系发送给所述OLT；

存储单元，用于存储所述VLAN访问控制表；

该OLT，包括：

VLAN翻译控制单元，用于根据接收的该VID互译关系建立一个VLAN翻译表，用于表明待翻译的源VID与期望的目的VID之间的对应关系；

存储单元，用于存储该VLAN翻译表；

VLAN处理单元，用于根据该VLAN翻译表判断是否需要对接收帧中VID进行翻译，若需要翻译，则按照该VLAN翻译表将接收帧中的VID翻译成与之对应的表项中的目的VID。

12.如权利要求11所述的***，其中所述VID互译关系包括VLAN互通关系，该VLAN互通关系由期望相互通信的不同VLAN的VID对应关系来表示；或者包括VLAN嵌套关系，该VLAN嵌套关系由运营商为至少一个VLAN分配的服务VID与该VLAN的VID之间的对应关系表示。

13.一种用于在无源光网络***中支持虚拟局域网(VLAN)服务的方法，其中该无源光网络***包括：至少一个光线路终端(OLT)，其中每个OLT连接多个光网络单元(ONU)，以及一个用于管理所述OLT的OLT管理服务器，其中该方法包括：

a)由OLT管理服务器根据用户需求建立一个VLAN访问控制表，用于表明不同VLAN标识(VID)间的VID互译关系，并且该OLT管理服务器将该VLAN访问控制表中的VID互译关系发送给所述OLT；

b)所述OLT根据收到的该VID互译关系，建立一个VLAN翻译表，用于表明待翻译的源VID与期望的目的VID之间的对应关系；

c)当所述OLT根据该VLAN翻译表判断出需要对接收帧的VID进行翻译时，所述OLT按照该VLAN翻译表，将接收帧的VID翻译成与之对应的表项中的目的VID。

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