CN113938771A - 一种无源光网络的业务发放方法 - Google Patents

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Abstract

利用虚拟化技术在OLT上部署一个虚拟网络单元，对应相同签约业务的一个或多个ONU通过该虚拟网络单元进行管理。OLT上的虚拟网络单元可以被视为ONU的代理或网关，ONU通过虚拟网络单元与网络侧网元通信。对ONU而言，ONU不需要进行局域网和广域网的地址转换，简化了ONU的处理。同时，由于虚拟网络单元部署在OLT，虚拟网络单元实际上是OLT的一个功能单元，因此，本申请所提出的方法无需在PON***架构中新增有源设备，可以充分发挥无源光网络便于部署的优势。

Description

一种无源光网络的业务发放方法
技术领域
本申请涉及光通信领域，更具体地，涉及一种无源光网络(Passive OpticalNetwork，PON)的业务发放方法。
背景技术
无源光网络(Passive Optical Network，PON)技术是一种点到多点的光纤接入技术。PON***可以包括光线路终端(Optical Line Terminal,OLT)、光分配网络(OpticalDistribution Network，ODN)和至少一个光网络单元(Optical Network Unit，ONU)。OLT通过ODN与多个ONU连接。
随着家庭宽带接入技术的发展，家庭终端普遍具备WiFi接入能力，WiFi成为家庭中电子设备(如个人电脑，手机，平板设备，智能电视，智能音箱，智能家电等)联网的主要接入方式。但受限于家庭环境中墙壁遮挡，单WiFi热点的家庭组网方案存在WiFi覆盖盲点，已无法满足家庭宽带接入诉求。因此市场上出现多种多WiFi热点组网的技术，如采用以太网线，电力线，同轴电缆，WiFi中继等作为传输介质，进行多WiFi热点组网。
然而随着家庭接入带宽的需求不断提高，上述传输介质已不能满足越来越高的带宽需求(如千兆带宽需求)，需要引入光纤接入技术以支持高带宽、多点接入的需求。
同样的，在其它对通信时延和通信速率敏感的业务场景中，如工业互联网、智慧楼宇等，随着通信带宽需求的不断提高，宽带接入设备的不断增多，也亟需引入光纤接入技术以支持高带宽、多点接入的需求。
发明内容
随着接入带宽需求的不断提高，越来越多的终端设备会通过光纤接入网络，ONU的密度和数量会逐步增加，在这样一种背景下，本申请提出一种基于业务对ONU进行管理的发明构思。具体地，利用虚拟化技术在OLT上部署一个虚拟网络单元，对应相同签约业务的一个或多个ONU通过该虚拟网络单元进行管理。OLT上的虚拟网络单元可以视为ONU的代理或网关，ONU通过虚拟网络单元与网络侧网元通信。对ONU而言，ONU不需要进行局域网和广域网的地址转换，简化了ONU的处理。同时，由于虚拟网络单元部署在OLT，虚拟网络单元实际上是OLT的一个功能单元，因此，并没有在PON***架构中新增有源设备，可以充分发挥无源光网络便于部署的优势。需要说明的是，本申请中所说的与签约业务对应的ONU或用于相同签约业务的ONU，指用户的同一种或同一类签约业务所需要使用的一个或多个ONU，签约业务对应的虚拟网络单元指OLT为用户签约业务创建的虚拟网络单元。如某一用户签约家庭宽带业务，为了提升宽带接入体验，在家庭各房间中均部署一个ONU，共计4个ONU，则用户所签约的家庭宽带业务对应4个ONU；另外，运营商网络(如运营支撑***和网元管理***)还会指示OLT创建一个虚拟网络单元，对这4个ONU进行管理或控制。
基于如上发明构思，本申请提出一种针对ONU的业务发放方法，及与该方法对应的装置和***。
第一方面，本申请提出一种应用于PON的业务发放方法。首先，OLT接收来自网元管理***的第一消息，第一消息包括一个虚拟网络单元的注册标识和至少一个ONU的注册标识，其中虚拟网络单元为所述OLT中已创建或待创建的一个功能单元，虚拟网络单元和至少一个ONU对应相同的签约业务；当OLT接收到第一ONU的注册请求，OLT根据注册请求中包括的第一ONU的注册标识，对第一ONU进行认证，如果之前网元管理***下发的至少一个ONU的注册标识中包括第一ONU的注册标识，则认证通过；然后，OLT向配置服务器发送业务注册请求，业务注册请求包括虚拟网络单元的注册标识，配置服务器向OLT返回与虚拟网络单元的注册标识对应的业务参数。需要说明的是，本方法中，运营支撑***在用户签约业务后，运营支撑***会将与签约业务对应的一个虚拟网络单元的注册标识和至少一个ONU的注册标识发送给网元管理***，运营支撑***还会将虚拟网络单元的注册标识和对应的业务参数发送给配置服务器。
基于第一方面所述的方法，OLT中的虚拟网络单元作为一个或多个ONU的代理或管理节点，由虚拟网络单元对同一组签约业务下的多个虚拟网络单元进行管理，由虚拟网络单元统一向配置服务器进行业务注册，ONU不需要分别向配置服务器进行业务注册，简化了ONU的流程和功能。
在第一方面的一种可能的实现方式中，OLT还从网元管理***获得与签约业务对应的业务虚拟局域网标签(Service Virtual Local Area Network Tag，S-VLAN-T)和用户虚拟局域网标签(Customer Virtual Local Area Network Tag，C-VLAN-T)；OLT根据S-VLAN-T和C-VLAN-T建立与宽带远程接入服务器(Broadband Remote Access Server，BRAS)的业务通信通道，并获取BRAS为虚拟网络单元分配的广域网(Wide Area Network，WAN)IP地址。后续，虚拟网络单元基于该WAN IP地址与广域网中的网元进行通信，如OLT向配置服务器发送的业务注册请求中，源地址为所述WAN IP地址。可见，本申请所提出的方法中，OLT代替对应相同签约业务的一个或多个ONU与BRAS建立业务通信通道，简化了ONU和BRAS的处理。
在第一方面的一种可能的实现方式中，OLT对第一ONU认证通过后，OLT还为与第一ONU连接的用户设备分配局域网(Local Area Network，LAN)IP地址；另外，OLT对所述第一ONU认证通过后，OLT还分配与所述S-VLAN-T和C-VLAN-T对应的私有虚拟局域网标签(Private Virtual Local Area Network Tag，P-VLAN-T)，并将所述P-VLAN-T发送给第一ONU。可以，虚拟网络单元作为一个具备网络地址转换(network address translation，NAT)功能的通信网关，可以实现ONU和其它网元的消息路由和转发。当OLT接收来自第一ONU的第一报文，第一报文的报文头包括P-VLAN-T，用户设备的LAN IP地址和虚拟网络单元的MAC地址；OLT将第一报文的数据部分封装为第二报文发送给宽带远程接入服务器(Broadband Remote Access Server，BRAS)，其中，第二报文携带S-VLAN-T，C-VLAN-T和WANIP地址；第二报文中还包括业务参数，如账号，用户名和密码等信息中的至少一种。当OLT接收来自BRAS的第三报文，OLT将第三报文的数据部分封装为第四报文，并向第一ONU发送所述第四报文，第四报文包括P-VLAN-T和所述用户设备的LAN IP地址。
在OLT和多个ONU组成的局域网内，OLT可以根据P-VLAN-T和消息目的方的MAC地址进行局域网内的消息路由和转发；假设OLT管理多个ONU，第二ONU和第一ONU对应相同的签约业务，OLT接收来自第一ONU的报文中如果携带的是与第二ONU对应的MAC地址，则OLT将该第一ONU的报文转发给第二ONU。本领域技术人员应该理解的是，与与第二ONU对应的MAC地址为第二ONU的MAC地址，或第二ONU所连接的用户设备的MAC地址。
在第一方面的一种可能的实现方式中，注册标识为运营支撑***为同一种签约业务所对应的虚拟网络单元和ONU分配的逻辑注册标识；第一消息中包括S-VLAN-T和C-VLAN-T，OLT接收所述第一消息后，使用虚拟化技术在所述OLT上创建所述虚拟网络单元。在这种实现方式中，运营支撑***将OLT中的虚拟网络单元视为ONU的代理或网关，将虚拟网络单元及其所连接的对应相同签约业务的ONU作为一个群组进行管理，运营支撑***统一为虚拟网络单元及其所连接的对应相同签约业务的ONU分配逻辑注册标识，并将这些逻辑注册标识发送给OLT；OLT创建虚拟网络单元，并根据逻辑注册标识对ONU进行认证，并作为ONU的代理建立与其它网元的通信通道。
在第一方面的一种可能的实现方式中，注册标识为ONU的设备序列号；OLT在接收所述第一消息之前，OLT根据网络管理***发送的第二消息创建虚拟网络单元，为虚拟网络单元分配设备序列号，并将虚拟网络单元的设备序列号发送给网元管理***。在这种实现方式中，OLT首先根据网络管理***的指示创建虚拟网络单元，并为其分配设备序列号，然后将虚拟网络单元的设备序列号上报给运营支撑***；另外，用户侧设备(如运维人员的移动终端)将ONU的设备序列号也发送给运营支撑***；运营支撑***将对应相同签约业务的ONU的设备序列号发送给OLT，OLT根据ONU的设备序列号对ONU进行认证，并作为ONU的代理建立与其它网元的通信通道。
第二方面，本申请提出一种OLT设备。该设备包括处理器、存储器和收发器。其中，收发器，用于进行信号和数据的收发；存储器，用于存储程序指令；处理器，用于执行存储器中存储的程序，当所述程序被执行时，OLT执行如第一方面中所述的方法。
第三方面，本申请提供一种PON***，该PON***包括如上方面所述的OLT和至少一个光网络单元。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种PON***架构示意图；
图2为本申请实施例提供的一种PON业务发放方法概要示意图；
图3为本申请实施例提供的一种虚拟网络单元与BRAS建立通信通道的方法流程示意图；
图4为本申请实施例提供的一种PON业务发放方法流程示意图；
图5为本申请实施例提供的另一种PON业务发放方法流程示意图；
图6为本申请实施例提供的一种基于业务进行ONU管理的PON***架构示意图；
图7为本申请实施例提供的一种虚拟网络单元的功能示意图；
图8为本申请实施例提供的一种OLT设备的结构示意图；
图9为本申请实施例提供的另一种OLT设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。
本申请实施例的技术方案可以应用于各种无源光网络***，例如，下一代PON(next-generation PON，NG-PON)、NG-PON1、NG-PON2、千兆比特PON(gigabit-capable PON，GPON)、10吉比特每秒PON(10gigabit per second PON，XG-PON)、对称10吉比特无源光网络(10-gigabit-capable symmetric passive optical network，XGS-PON)、以太网PON(Ethernet PON，EPON)、10吉比特每秒EPON(10gigabit per second EPON，10G-EPON)、下一代EPON(next-generation EPON，NG-EPON)、波分复用(wavelength-divisionmultiplexing，WDM)PON、时分波分堆叠复用(time-and wavelength-divisionmultiplexing，TWDM)PON、点对点(point-to-point，P2P)WDM PON(P2P-WDM PON)、异步传输模式PON(asynchronous transfer mode PON，APON)、宽带PON(broadband PON，BPON)，等等，以及25吉比特每秒PON(25gigabit per second PON，25G-PON)、50吉比特每秒PON(50gigabit per second PON，50G-PON)、100吉比特每秒PON(100gigabit per secondPON，100G-PON)、25吉比特每秒EPON(25gigabit per second EPON，25G-EPON)、50吉比特每秒EPON(50gigabit per second EPON，50G-EPON)、100吉比特每秒EPON(100gigabit persecond EPON，100G-EPON)，以及其他速率的GPON、EPON等。
图1为本申请提出的一种PON***的架构示意图。如图1所示，PON***100包括至少一个OLT 101、至少一个ODN 102和至少一个ONU。其中，OLT 101为PON***100提供网络侧接口，连接各种网络侧网元或实体，如网元管理***106，配置服务器107，宽带远程接入服务器(Broadband Remote Access Server，BRAS)105等。ONU 103-1，ONU 103-2和ONU 103-3通过ODN 105与OLT 101相连，ONU为PON***100提供用户侧接口，ONU为最靠近终端的光接入设备；ONU也可以被称为光网络终端(Optical Network Terminal，ONT)，为了便于描述，ONT和ONU在下文中统称ONU；图1中以3个ONU为例，实际组网中可能存在更多的ONU或只有一个ONU；为方便描述，下文中使用ONU 103指代ONU 103-1，ONU 103-2和ONU 103-3中任一个ONU；图1中，ONU 103-1，ONU 103-2和ONU 103-3具体可以是一个家庭中分布在不同房间的光猫，也可以是一栋楼宇内分布在不同区域(如不同的楼层)的光接入设备，还可以是一个工厂内分布在不同生产线或生产车间的光接入设备。ODN 104是由光纤和无源分光器件组成的网络，用于连接OLT 101设备和ONU 103设备，用于分发OLT 101和ONU 103之间的数据信号。网元管理***106是一个管理网络，网络内部设备或网元的***。配置服务器107负责对客户终端设备进行配置和管理。宽带远程接入服务器(Broadband Remote AccessServer，BRAS)105是宽带接入网和骨干网之间的桥梁，提供对宽带网络用户的接入、认证、计费、控制、管理等功能。
图1所示的PON***，可以应用于家庭、楼宇、工业等各种需要宽带接入的场景。如在一个家庭中，通过在各房间分布部署ONU 103，用户可以获得更快更稳定的宽带接入体验。随着ONU密度和数量的增多，如何对这些ONU进行简洁的管理，如何优化业务发放和业务互通流程等，成为了亟待解决的技术问题。
本申请提出的PON***架构100，利用虚拟化技术在OLT上部署一个虚拟网络单元102，对ONU 103进行分组的管理和控制，如基于用户的签约业务，对应同一组或同一个签约业务的一个或多个ONU 103通过一个虚拟网络单元102进行统一管理和控制；虚拟网络单元102可以视为ONU 103的代理或网关，ONU 103通过虚拟网络单元102与网络侧网元进行通信；各ONU 103不需要分别和网络侧网元建立通信通道，简化了ONU 103的处理。同时由于虚拟网络单元102部署在OLT 101，实际上是OLT 101的一个功能单元，因此，并没有在PON***架构中新增有源设备。
需要说明的是，本申请中所述的虚拟化技术是计算机领域的一种资源管理技术，是将计算机的各种实体资源，如服务器、网络、内存及存储等，予以抽象、转换后呈现出来，打破实体结构间的不可切割的障碍，使用户可以比原本的组态更好的方式来应用这些资源。本申请不对虚拟化技术具体类型进行限定，可以应用容器技术或其它的虚拟化技术在OLT中部署虚拟网络单元102。
基于图1所示的PON***100，下面将结合具体的实施例对本申请提出的方法和装置进行介绍。下面的具体实施例中，为方便理解，将主要以家庭宽带接入场景为背景，对本申请所提出的方法和装置进行介绍。本领域技术人员可以理解的是，本申请中所述的方法和装置同样可以适用于其它行业和应用场景，如用于工业互联网的宽带接入，用于智能楼宇管理的宽带接入，用于智慧交通的宽带接入等；即当一个应用场景与家庭宽带接入业务相比，主要的差异在于业务类型和ONU 103部署位置的不同，本申请所提供的方法、装置和***同样可以适用于该宽带接入场景。
图2为本申请提出的一种业务发放方法的流程图。在图2所示的业务发放流程之前，假设用户已与运营商签约业务，签约业务可以包括一种或多种业务，如宽带上网，基于IP的语音传输(Voice over Internet Protocol，VoIP)等业务，签约业务对应一个或多个ONU 103。运营支撑***(operations support system，OSS)确定与用户签约业务绑定或对应的虚拟网络单元和ONU的注册标识；ONU的注册标识用于唯一标识一个ONU，在ONU向OLT注册的过程中，ONU的注册标识用于标识ONU的身份；虚拟网络单元的注册标识用于标识该虚拟网络单元，在虚拟网络单元进行业务注册的过程中，虚拟网络单元的注册标识用于标识虚拟网络单元的身份。OSS还要生成签约业务数据，签约业务数据包括业务参数；业务参数包括各宽带接入业务的业务开通状态，各宽带接入业务的账号和密码，如宽带上网账号和密码，VoIP账号和密码等。OSS将虚拟网络单元的注册标识和对应业务参数发送给配置服务器。OSS将虚拟网络单元和ONU的注册标识发送给网元管理***。
201：网元管理***106向OLT 101发送虚拟网络单元的注册标识和至少一个ONU的注册标识。其中，虚拟网络单元的注册标识即虚拟网络单元102的注册标识；ONU为部署在用户家中为用户的终端设备提供宽带接入的ONU 103；至少一个ONU的注册标识所对应的ONU103对应相同的签约业务，即可以为用户终端提供相同的宽带接入业务。虚拟网络单元102记录ONU的注册标识，作为后续ONU注册认证的凭证。需要说明的是，在OLT 101接收到201消息的时候，可能已经创建了虚拟网络单元102，也可能还没有创建虚拟网络单元102。如还未创建虚拟网络单元102，则OLT 101在收到201消息后，使用虚拟化技术创建虚拟网络单元102。
202：ONU 103向OLT 101发送注册请求，其中携带ONU的注册标识。用户在签约宽带业务后，将在家里安装并启用ONU 103。ONU 103上电后向OLT 101发送注册请求。ONU的注册标识有多种类型，可以是ONU 103设备的序列号，也可以是OSS为ONU 103分配的一个逻辑编号(也可以称之为逻辑注册标识)。当注册标识为OSS分配的逻辑注册标识时，需要用户或运维人员将逻辑注册标识导入ONU 103，如通过用于ONU维护的网络页面或应用程序客户端输入逻辑注册标识。
203：OLT 101收到ONU 103的注册请求，对ONU 103进行认证，如果201消息中收到的ONU的注册标识包括202消息中携带的注册标识，则认证通过。如果用户签约并启用多个ONU，则OLT 101会收到多个ONU 103的注册请求，OLT 101将这些ONU 103与虚拟网络单元102进行关联，将多个ONU 103归属为同一个家庭虚拟网络进行管理。所谓将ONU 103与虚拟网络单元102进行关联，指记录ONU 103与虚拟网络单元102的对应关系。
204：OLT 101中的虚拟网络单元102代表ONU 103向配置服务器107发送业务注册请求，获取与签约业务对应的业务参数。OLT 101向配置服务器107发送的业务注册请求，其中携带虚拟网络单元102的注册标识；配置服务器107根据虚拟网络单元102的注册标识对虚拟网络单元102进行认证，并将虚拟网络单元102的注册标识对应的业务参数发送给OLT101。后续虚拟网络单元102在发往BRAS或业务服务器的报文中携带业务参数，BRAS或业务服务器根据业务参数对用户进行认证。需要说明的是，OLT 101中的虚拟网络单元102只需要进行一次业务注册；如果虚拟网络单元102完成业务注册并获取业务参数后，又收到对应相同签约业务的其它ONU 103的注册请求，虚拟网络单元102对该ONU 103认证通过后，不必再执行一次业务注册。
图2中介绍了PON***100中业务发放的简要构思。OLT 101中的虚拟网络单元102作为用户家庭网络中一个或多个ONU 103的代理或汇总节点，由虚拟网络单元102对同一签约业务下的多个虚拟网络单元102进行管理，由虚拟网络单元102统一向配置服务器107进行业务注册；ONU 103不需要分别向配置服务器107进行业务注册，简化了ONU 103的流程和功能。
还需要说明的是，由于虚拟网络单元102是OLT 101中的一个虚拟功能单元或虚拟功能模块，因此虚拟网络单元102所实现的功能和OLT 101的其它组成部分所实现的功能并不存在绝对明显的界限，某些功能可以由虚拟网络单元102实现，也可以由OLT 101中其它组成部分来实现；如网元管理***106下发的虚拟网络单元的注册标识和至少一个ONU的注册标识可以存储在OLT 101公共的存储器中，也可以存储在虚拟网络单元102专用的存储器中；又比如，203步骤中对ONU 103的认证，可以由OLT中虚拟网络单元102之外的其它部分实现，也可以由虚拟网络单元102实现；虚拟网络单元102与外部网元发送消息，也需要OLT101通信单板或通信接口的配合才可以实现；因此，在图2及下文实施例的描述中，如果没有明确说明是需要虚拟网络单元102执行的功能或方法，OLT 101所执行的方法可以由虚拟网络单元102执行，也可以由其他组成部分来实现。
在图2所示流程的基础上，图3进一步介绍了虚拟网络单元102如何与BRAS建立通信通道，如何为一个家庭虚拟网络中的ONU 103分配局域网IP。图3与图2相同的消息或步骤，采用与图2相同的消息或步骤编号。
301：网元管理***106还将宽带接入的通道参数发送给OLT 101。图2中介绍的签约业务数据，除了包括业务参数，还包括通道参数，所谓通道参数指建立与BRAS的通信通道时所须的参数，如业务虚拟局域网标签(Service Virtual Local Area Network Tag，S-VLAN-T)和用户虚拟局域网标签(Customer Virtual Local Area Network Tag，C-VLAN-T)等。通道参数可以是OSS下发给网元管理服务器107的，也可以是网元管理服务器107分配的。网元管理服务器107将通道参数下发给OLT 101。需要说明的是，网元管理***106在301和201消息中下发的内容具体可以通过通一条消息来下发，也可以通过不同的消息来下发；当301和201是两条不同的消息时，301和201并不存在先后顺序的限定。
302：在OLT 101接收到301消息的时候，可能已经创建了虚拟网络单元102，也可能还没有创建虚拟网络单元102。如还未创建虚拟网络单元102，则OLT 101在收到301消息后，使用虚拟化技术创建虚拟网络单元102。OLT 101从网元管理***106获得通道参数，并创建虚拟网络单元102之后，基于通道参数与BRAS 105建立通信通道，并获取BRAS 105为虚拟网络单元102分配的广域网IP地址。后续虚拟网络单元102使用这个广域网IP地址在广域网中与其它网元进行通信，如204步骤中，OLT 101使用虚拟网络单元102的广域网IP地址作为源地址与配置服务器107通信。需要说明的是，302步骤与202步骤并没有时序先后顺序的限定。
303：如图2所对应的实施例中所述，在某一ONU 103注册成功后，虚拟网络单元102将其与其它对应同一签约业务的ONU 103归属为同一个家庭虚拟网络进行管理，该家庭虚拟网络为至少一个ONU 103和虚拟网络单元所组成一个局域网。具体来讲，虚拟网络单元102需要为该注册成功的ONU 103分配家庭虚拟网络内的局域网参数，局域网参数包括如下参数中的一种或多种，如局域网IP地址和私有虚拟局域网标签(Private Virtual LocalArea Network Tag，P-VLAN-T)等。可以理解为，虚拟网络单元102支持动态主机配置协议(Dynamic Host Configuration Protocol，DHCP)服务器的功能，为其所管理的ONU 103分配家庭虚拟网络的内部IP。当ONU 103需要与局域网之外的网元进行通信时，虚拟网络单元102要进行局域网(还可以称之为内网或私网)和广域网(还可以称之为外网或公网)的报文转发，虚拟网络单元102还需要具备网络地址转换(network address translation，NAT)的功能，进行局域网和广域网的IP地址转换。需要说明的是，本申请不限定303与204步骤的先后顺序。
图2和图3介绍了一种业务发放方法的基本构思，该方法应用于本申请提出的PON***100。为方便理解，在图2和图3的基础上，图4介绍了一种由OSS分配注册标识的业务发放实例。
401：用户与运营商签约业务，OSS为与用户签约业务绑定或对应的虚拟网络单元和ONU分配逻辑注册标识；OSS生成签约业务数据，签约业务数据包括业务参数和通道参数。
402：OSS将虚拟网络单元的逻辑注册标识和对应业务参数发送给配置服务器107。
403：OSS将虚拟网络单元和ONU的逻辑注册标识，还有对应的通道参数发给网元管理***106。
404：网元管理***106把虚拟网络单元和ONU的逻辑注册标识，还有对应的通道参数发给OLT 101。该步骤的具体解释可以参见201步骤和301步骤，此处不再赘述。
405：OLT 101获取BRAS 105为虚拟网络单元102分配的广域网IP地址。具体解释参见302步骤。
406-407：ONU 103向OLT 101发送注册请求，OLT 101对ONU 103进行认证。具体参见202和203步骤。
408：虚拟网络单元102为注册成功的ONU 103分配家庭虚拟网络内的局域网参数。具体参见303步骤。
409：虚拟网络单元102与配置服务器107通信，获取与虚拟网络单元102的逻辑注册标识对应的业务参数。具体参见204步骤。
图4所示的流程中，注册标识由OSS为虚拟网络单元102和ONU 103分配注册标识。在另一种实现方式中，还可以采用ONU的设备序列号作为注册标识。图5介绍了一种采用设备序列号作为注册标识的业务发放流程。
501：用户与运营商签约业务，OSS生成签约业务数据，签约业务数据包括业务参数和通道参数。
502：OSS将通道参数发给网元管理***106。
503：网元管理***106把通道参数发给OLT 101。
504：OLT 101记录通道参数，创建虚拟网络单元102，为虚拟网络单元102分配设备序列号，并把虚拟网络单元102的设备序列号返回给网元管理***106。需要说明的是，由于虚拟网络单元102是OLT 101创建的一个虚拟的光网络单元，因此虚拟网络单元102的设备序列号并不是某个真实设备的序列号，而是OLT 101为虚拟网络单元102分配的一个标识。
505：网元管理***106把虚拟网络单元102的设备序列号返回给OSS。
506：OSS将虚拟网络单元102的设备序列号和对应的业务参数发送给配置服务器107。
507：OSS将虚拟网络单元102的设备序列号下发给签约用户或运维人员。比如OSS将虚拟网络单元102的设备序列号发送到签约用户或运维人员的移动终端。
508：需要安装并启用一个或多个ONU 103时，通过移动终端向OSS发送一个或多个ONU103的设备序列号和虚拟网络单元102的设备序列号。移动终端获取ONU 103设备序列号的方式有很多，可以人工输入，或通过移动终端应用程序客户端扫描ONU 103的设备序列号条码。移动终端可以在一条上报消息中上报多个ONU 103的设备序列号，也可以逐个上报ONU 103的设备序列号。
509-510：OSS将虚拟网络单元102和ONU 103的设备序列号下发给网元管理***106，网元管理***106将虚拟网络单元102和ONU 103的设备序列号下发给OLT 101。
511-513：ONU 103向OLT 101发送注册请求，OLT 101对ONU 103进行认证，并为注册成功的ONU 103分配家庭虚拟网络内的局域网参数。该步骤与图4中的406和408步骤相似，不同之处在于，511步骤中携带的ONU 103的注册标识为ONU 103的设备序列号，OLT 101根据设备序列号对ONU 103进行认证。
514：OLT 101获取BRAS 105为虚拟网络单元102分配的广域网IP地址。具体解释参见302步骤。需要说明的是，OLT 101在获取通道参数后，随时可以去获取BRAS 105为虚拟网络单元102分配的广域网IP地址，即该514步骤可以发生在503之后，515之前的任一时刻。
515：虚拟网络单元102向配置服务器107发送业务注册请求，获取与签约业务对应的业务参数。该步骤具体参见204步骤的描述。204步骤中所述的注册标识，在本实施例中具体为虚拟网络单元102的设备序列号。
基于图2和图3的方法，图4和图5分别给出了两种不同的业务发放实例。图5所示的流程中，采用设备序列号作为认证标识，OSS不需要分配认证标识。但是，由于图5所示的方法中，OSS需要收集获取ONU 103的设备序列号，OSS在501步骤之后，ONU 103注册上线的过程，仍然需要OSS的参与(见508和509步骤)。而图4所示的方案中，OSS在401步骤生成并下发注册标识和签约业务数据后，就不再需要参与ONU 103的注册上线流程。两种实施例各有特点，适用于不同的网络运维需求。
图2至图5介绍了PON***100中业务发放的构思和具体实施例。相比现有技术，本申请所提出的业务发放方法中，由位于OLT 101的虚拟网络单元102统一管理用户的多个ONU103，各ONU 103无需分别与BRAS 105建立通信通道，获取广域网IP地址，也无需分别向配置服务器107发起业务注册，获取业务参数，简化了ONU 103的处理，提升了***性能。
图1所提出的PON***架构，灵活可扩展，符合云化，ONU简化的趋势，有利于运营商快速开展部署新的业务。可以将图1所示的架构进行扩展，实现基于业务的ONU的管理。如图6所示，OLT上的一个虚拟网络单元102对应同一类或同一组业务的多个ONU 103，虚拟网络单元102作为ONU 103及与ONU 103连接的其它用户设备或终端设备的通信网关，使得业务易于部署，网络易于维护。如图6所示，对应不同业务的ONU 103通过OLT上不同的虚拟虚拟网络单元102进行管理，虚拟网络单元102与提供业务的服务器或业务平台进行通信。家庭宽带业务平台111，虚拟现实业务平台112和IoT业务平台113分别提供家庭宽带业务，虚拟现实业务和IoT业务。这些业务平台110可以云化部署在云端。OLT 101提供家庭宽带业务虚拟网络单元102，虚拟现实业务虚拟网络单元102，IoT业务虚拟网络单元102，分别管理业务对应的ONU 103。需要说明的是，图6仅是一种网络架构的示例，并没有包括所有的网元，如OLT 101可能需要通过BRAS 105与业务平台进行通信。还需要说明的是，当一个ONU 103需要支持多种业务类型时，其可能归属不同的虚拟网络单元102进行管理。
通过如上的介绍可以看出，在业务发放的流程中，虚拟网络单元102作为一个虚拟的ONU获取了与签约业务对应的通道参数和业务参数。下面将介绍在业务流程中，虚拟网络单元102如何基于通道参数和业务参数，对消息进行路由和转发。如图7所示，虚拟网络单元102需要具备NAT 701和DHCP服务器702的功能。虚拟网络单元102和ONU 103间的网络为局域网(或称之为内网或私网)，虚拟网络单元102和BRAS 105间的网络为广域网(或称之为外网或公网)。虚拟网络单元102需要支持DHCP服务器702的功能，为注册成功的ONU 103分配家庭虚拟网络内的局域网参数，局域网参数包括如下参数中的一种或多种，如局域网IP地址和私有虚拟局域网标签(Private Virtual Local Area Network Tag，P-VLAN-T)等。当ONU103需要与局域网之外的网元进行通信时，虚拟网络单元102要进行内网和外网的报文转发，虚拟网络单元102还需要具备NAT 701的功能，进行内网和外网的IP地址转换。需要说明的是，NAT地址转换可以有多种方式，如虚拟网络单元102可以将不同的ONU 103的LAN IP映射为相同的WAN IP和不同的端口，也可以将不同的ONU 103的LAN IP映射为不同的WANIP；为描述方便，本申请中统一称之为WAN IP地址和LAN IP地址间的转换，不再体现端口号的概念。
当OLT 101接收到来自某一注册ONU 103的报文，报文的报文头包括所述虚拟网络单元102分配的P-VLAN-T，虚拟网络单元102为用户设备分配的LAN IP地址和虚拟网络单元102的媒体接入控制(Media Access Control，MAC)地址，虚拟网络单元102将报文中的LANIP地址转换为WAN IP地址，将报文中的P-VLAN-T转换为S-VLAN-T和C-VLAN-T，并在报文中携带业务参数，然后通过WAN接口703向BRAS 105转发该报文。BRAS 105根据S-VLAN-T和C-VLAN-T对虚拟网络单元102进行认证；当OLT 101接收到来自某一注册ONU 103的报文，报文的报文头包括所述虚拟网络单元102分配的P-VLAN-T和另外一个ONU 103对应的媒体接入控制(Media Access Control，MAC)地址，则虚拟网络单元102直接将该报文通过LAN接口704转发给另外一个ONU 103。本领域技术人员应该理解的是，另外一个ONU 103对应的MAC地址为该另外一个ONU 103的MAC地址，或该另外一个ONU 103所连接的用户设备的MAC地址。
当OLT 101接收到来自BRAS的报文，报文包括S-VLAN-T，C-VLAN-T和WAN IP地址，虚拟网络单元102需要将报文中的S-VLAN-T和C-VLAN-T转换为P-VLAN-T，将WAN IP地址转换为对应的ONU 103的LAN IP地址，然后将报文通过LAN接口704发送给对应的ONU 103。
通过如上举例可以看出，虚拟网络单元102和ONU 103组成的局域网内，通过P-VLAN-T和MAC地址，可以实现局域网内的消息转发和互通，当需要与虚拟网络单元102和ONU103以外的设备进行通信时，虚拟网络单元102作为一个通信网关，实现ONU 103和局域网之外网元的消息路由和转发。
除了NAT和DHCP服务器功能之外，针对具体的业务，虚拟网络单元102还需要具备业务对应的特定功能，如宽带上网业务中，虚拟网络单元102还需要具备以太网承载PPP协议(Point-to-Point Protocol over Ethernet，PPPOE)的拨号功能。
需要说明的是，图7中的WAN接口703和LAN接口704为逻辑接口，具体可以由软件代码或程序来实现；图7中所示的虚线，代表逻辑连接，如需要通过虚拟网络单元102的LAN接口704发送或接收的报文，具体可能需要通过OLT 101的PON接口板来实现，即虚拟网络单元102通过OLT 101的PON接口板与ONU 103进行通信；需要通过虚拟网络单元102的WAN接口703发送或接收的报文，具体可能需要通过OLT 101的网络侧接口来实现，如虚拟网络单元102通过OLT 101的网络侧接口与BRAS 105进行通信。
本申请还提供一种OLT 101设备800。如图8所示，该设备包括处理器801、存储器802和收发器803，该处理器801、存储器802和收发器803通过线路相互连接。
处理器801可以采用通用的中央处理器(Central Processing Unit，CPU)，微处理器，应用专用集成电路ASIC，或者至少一个集成电路，用于执行相关程序，以实现本发明实施例所提供的技术方案。处理器可以独立具备PON相关协议媒体访问控制(medium accesscontrol，MAC)的功能，也可以通过外置的芯片来实现PON协议MAC功能，以实现和ONU 103的通信。处理器可以独立具备以太网MAC的功能，也可以通过外置的芯片来实现以太网MAC的功能，以实现和ONU 103之外其它网元的通信。设备800可以包括多个处理器，每个处理器可以包括一个或多个CPU。处理器801具体负责执行本申请中OLT 101相关的方法，并通过收发器803其它网元或设备通信。
存储器802用于存储程序指令和数据。存储器可以是只读存储器(Read OnlyMemory，ROM)，静态存储设备，动态存储设备或者随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)。在通过软件或者固件来实现本发明实施例提供的技术方案时，用于实现本发明实施例提供的技术方案的程序代码保存在存储器802中，并由处理器801来执行。存储器802可以用来存储记录ONU 103与虚拟网络单元102的对应关系，ONU 103的注册标识和虚拟网络单元102的注册标识。处理器801执行存储器802中的程序指令，以实现本申请中所述的OLT101的功能，如创建虚拟网络单元102，实现NAT 701和DHCP服务器702等功能。
在一实施例中，处理器801内部可以包括存储器802。在另一实施例中，处理器801和存储器802是两个独立的结构。
收发器803用于执行上述各实施例中OLT收发信号或数据的操作。收发器803包括光发射器和/或光接收器。光发射器可以用于发送光信号，光接收器可以用于接收光信号。光发射器可以通过发光器件，例如气体激光器、固体激光器、液体激光器、半导体激光器、直调激光器等实现。光接收器可以通过光检测器，例如光电检波器或者光电二极管(如雪崩二极管)等实现。收发器803还可以包括数模转换器和模数转换器。收发器803还可以包括波分复用器，用于实现不同波长光信号的复用和解复用。
由于OLT不仅需要与ONU进行通信，还需要与ONU 103之外的其它网络侧网元(如BRAS，网元管理***，配置服务器等)进行通信，收发器803所执行的信号收发功能具体可以由不同的收发器分别执行。如图9所示，OLT 101设备900的收发器803包括用户侧收发器8031和网络侧收发器8032。用户侧收发器8031具体可以位于OLT的PON接口板，实现上述实施例中所述的用户侧接口的功能，用户侧收发器8031用于与ONU 103进行通信信号的收发，如OLT 101通过用户侧收发器8031接收来自ONU 103的消息(如步骤202，步骤406，步骤511)，并向ONU 103发送消息(如步骤303，步骤408，步骤513)。网络侧收发器8032用于与网络侧网元进行通信信号的收发，实现上述实施例中网络侧接口的功能，如OLT 101通过网络侧收发器8032向网络侧网元发送消息(如步骤204，步骤302，步骤405，步骤409，步骤504，步骤514，步骤515)，或接收来自网络侧网元的消息(如步骤201，步骤204，步骤301，步骤302，步骤404，步骤405，步骤409，步骤503，步骤510，步骤514，步骤515)。网络侧收发器8032和用户侧收发器8031的结构和收发器803类似，这里不再赘述。
本发明实施例同样具有上述各个方法实施例中所描述的各种有益效果，在此不再赘述。
本发明还提供一种PON***，该***包括上述所述的光线路终端OLT 101和一个或多个光网络单元ONU 103。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘Solid State Disk(SSD))等。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (18)

1.一种无源光网络(Passive Optical Network,PON)业务发放方法，其特征在于，
光线路终端(Optical Line Terminal,OLT)接收来自网元管理***的第一消息，所述第一消息包括一个虚拟网络单元的注册标识和至少一个光网络单元(Optical NetworkUnit，ONU)的注册标识，其中所述虚拟网络单元为所述OLT中已创建或待创建的一个功能单元，所述虚拟网络单元和所述至少一个ONU对应相同的签约业务；
所述OLT接收第一ONU的注册请求，所述第一ONU的注册请求中包括所述第一ONU的注册标识；
所述OLT根据所述第一ONU的注册标识，对所述第一ONU进行认证，如果所述至少一个ONU的注册标识中包括所述第一ONU的注册标识，则认证通过；
所述OLT向配置服务器发送业务注册请求获取与所述签约业务对应的业务参数，所述业务注册请求包括所述虚拟网络单元的注册标识。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括，
所述OLT从所述网元管理***获得与所述签约业务对应的业务虚拟局域网标签(Service Virtual Local Area Network Tag，S-VLAN-T)和用户虚拟局域网标签(Customer Virtual Local Area Network Tag，C-VLAN-T)；
所述OLT根据所述S-VLAN-T和C-VLAN-T建立与宽带远程接入服务器(BroadbandRemote Access Server，BRAS)的数据通道，并获取BRAS为所述虚拟网络单元分配的广域网(Wide Area Network，WAN)IP地址。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述OLT获取所述WAN IP地址后，向所述配置服务器发送业务注册请求，所述业务注册请求中包括所述WAN IP地址。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述OLT对所述第一ONU认证通过后，所述方法还包括，所述OLT为用户设备分配局域网(Local Area Network，LAN)IP地址，所述用户设备为通过所述第一ONU与所述OLT进行通信的用户设备。
5.根据权利要求2-4任一所述的方法，其特征在于，所述OLT对所述第一ONU认证通过后，所述方法还包括，所述OLT分配与所述S-VLAN-T和C-VLAN-T对应的私有虚拟局域网标签(Private Virtual Local Area Network Tag，P-VLAN-T)，并在接收所述第一ONU的注册请求后，将所述P-VLAN-T发送给所述第一ONU。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括，
所述OLT接收来自所述第一ONU的第一报文，所述第一报文的报文头包括所述P-VLAN-T，所述用户设备的LAN IP地址和所述虚拟网络单元的媒体接入控制(Media AccessControl，MAC)地址；
所述OLT向宽带远程接入服务器(Broadband Remote Access Server，BRAS)发送第二报文，所述第二报文包括所述第一报文的数据部分，所述第二报文还包括所述S-VLAN-T，所述C-VLAN-T和所述WAN IP地址。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述业务参数包括账号，用户名和密码等信息中的至少一种，所述OLT向所述BRAS发送的报文中包括所述业务参数。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括，
所述OLT接收来自BRAS的第三报文，所述第三报文包括所述S-VLAN-T，所述C-VLAN-T和所述WAN IP地址；
所述OLT向所述第一ONU发送第四报文，所述第四报文包括所述第三报文的数据部分，还包括所述P-VLAN-T和所述用户设备的LAN IP地址。
9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述至少一个ONU的注册标识中还包括第二ONU的注册标识，所述方法还包括，所述OLT接收第二ONU的注册请求，并将所述P-VLAN-T发送给所述第二ONU。
10.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述方法还包括，
所述OLT接收来自所述第一ONU的第五报文，所述第五报文的报文头包括所述P-VLAN-T和与所述第二ONU对应的媒体接入控制(Media Access Control，MAC)地址；
所述OLT将所述第五报文转发给所述第二ONU。
11.根据权利要求2-10任一所述的方法，其特征在于，所述注册标识为逻辑注册标识，所述第一消息中包括所述S-VLAN-T和C-VLAN-T，所述OLT接收所述第一消息后，使用虚拟化技术在所述OLT上创建所述虚拟网络单元。
12.根据权利要求2-10任一所述的方法，其特征在于，所述注册标识为设备序列号，所述OLT在接收所述第一消息之前，所述方法还包括，
所述OLT接收来自所述网元管理***的第二消息，所述第二消息中包括所述S-VLAN-T和C-VLAN-T；
所述OLT接收所述第二消息后，使用虚拟化技术在所述OLT上创建所述虚拟网络单元。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述OLT在收到所述第二消息之后，所述方法还包括，所述OLT为所述虚拟网络单元分配设备序列号，并将所述虚拟网络单元的设备序列号发送给所述网元管理***。
14.根据权利要求1-13任一所述的方法，其特征在于，所述OLT包括多个所述虚拟网络单元，每个虚拟网络单元对应一组ONU。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，第一虚拟网络单元及其ONU对应第一签约业务，第二虚拟网络单元及其ONU对应第二签约业务。
16.根据权利要求14或15所述的方法，其特征在于，所述第一虚拟网络单元的一个ONU与所述第二虚拟网络单元的一个ONU为同一个ONU。
17.一种光线路终端，其特征在于，所述光线路终端包括处理器、存储器、和收发器，其中，
所述收发器，用于进行信号或数据的收发；
所述存储器，用于存储程序指令；
所述处理器，用于执行所述存储器中存储的程序指令，当所述程序被执行时，所述光线路终端执行如权利要求1-16中任意一项所述的方法。
18.一种PON***，其特征在于，所述PON***包括如权利要求17所述的光线路终端和至少一个光网络单元。
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