CN101401365B

CN101401365B - Pon系统和终端操作注册方法

Info

Publication number: CN101401365B
Application number: CN2007800082669A
Authority: CN
Inventors: 村田拓史
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2006-03-06
Filing date: 2007-02-19
Publication date: 2012-09-12
Anticipated expiration: 2027-02-19
Also published as: WO2007102303A1; US20090052894A1; US8364035B2; US8180218B2; GB2450041B; CA2644683C; US20130121699A1; US8542994B2; CA2644683A1; JP4466589B2; GB2450041A; KR101224285B1; CN101401365A; GB0817518D0; US20120121263A1; JP2007243284A; KR20080114768A

Abstract

在一个PON系统中，在源自通过光纤5以及7到9而与站设备1相连的多个终端2到4的上行方向上，以多种类型的传输速率(L、M和H)执行通信，在一用于允许站设备1识别未注册终端的发现周期中，终端以一种传输速率(L)来进行发现响应。借助该配置，站设备1可以利用一用于允许支持传输速率(L)的接收功能来等待发现响应。

Description

PON系统和终端操作注册方法

技术领域

本发明涉及一种借助光纤网络来将一个站设备与多个终端相连的PON(无源光网络)系统。

背景技术

PON系统是其中充当总站(aggregate station)的站设备通过光纤网络与安装在多个订户住宅中的终端相连的系统，该光纤网络则通过光耦合器将一条光纤分支到多条光纤中(例如，参见日本专利公开No.2004-64749(图4)和日本专利公开No.2004-289780(图31))。从终端到站设备的上行突发通信由站设备以分时方式进行管理，以便防止信号冲突。

虽然起初此类上行突发通信被认为处于一个确定的传输速率上，但是预计传输速率在未来将会逐步提升。然而，即便开始提供高传输速率服务，也并不是所有订户都会同时想要此类服务，由此将会导致产生多速率PON系统，在该系统中，对于上行通信而言，现有传输速率以及超出现有传输速率的高传输速率将会共存于一个PON系统中(例如，参见日本专利公开No.8-8954(图2))。

在如上所述的多速率PON系统中，对在PON系统中注册的(也就是，在运行中的)终端而言，站设备采用分时方式来管理上行通信。然而，例如，尝试通过从断电状态中通电来参与PON系统的终端此时还无法被站设备所识别，因此，此类终端没有机会执行上行通信。有鉴于此，被称为发现处理的注册接受处理周期性地依照标准被执行。

然而，即便在这种情况下，由于尝试参与的终端尚未处于站设备控制之下，所以注册请求信号以什么传输速率传输完全是未知的。相应地，站设备并非始终都能成功接收到注册请求信号，并且即便接收成功，也需要耗费时间来建立同步。即，尝试参与PON系统的终端不能快速可靠地进行注册。

发明内容

因此，有鉴于这个问题，本发明的一个目的是快速可靠地注册尝试参与PON系统的终端。

根据本发明，在这里提供了一种PON系统，在该系统中，在源自通过光纤而与站设备相连的多个终端的上行方向上，通信是以多种类型的传输速率来执行的，其中在用于允许站设备识别未注册终端的发现周期中，终端会以所述多种类型的传输速率中的一个限定的预定传输速率来进行发现响应。

在以上述方式配置的PON系统中，由于发现响应是以限定的预定传输速率来进行的，因此，站设备可以使用一个减少至所述预定传输速率的接收功能来等待发现响应。相应地，与其中所有传输速率皆有可能的情形相比，来自未注册终端的发现响应可以被快速可靠地接收。

在上述PON系统中，较为优选的是该预定传输速率具有某种类型，并且未注册终端是在发现周期内利用该传输速率来进行发现响应的。

在这种情况下，由于发现响应是以某种传输速率进行的，因此，站设备可以使用允许支持该传输速率的接收功能来等待发现响应。相应地，来自未注册终端的发现响应可以被快速可靠地接收。

在上述的PON系统中，预定传输速率可以由站设备指定。

在这种情况下，传输速率可以根据时间来切换。例如，如果同时存在具有传输速率L的A类终端以及具有标称传输速率M(＞L)和发现响应传输速率L的B类终端，那么此时应该将L指定成预定传输速率。此后，如果执行终端替换，并且由此移除了A类终端而仅仅保留B类终端，那么应该将M指定为预定传输速率。同样，在操作PON系统的同时，用于发现的传输速率将会根据终端的更新换代而增大，由此可以提升传输效率。

在上述PON系统中，其中可以通过配置来促使站设备在不同时间为多种类型的传输速率中的每一种设置发现周期，并且指定进行发现响应的传输速率，未注册终端则在与该未注册终端使用的传输速率相对应的发现周期内进行发现响应。

在这种情况下，由于在一个发现周期中，发现响应是以一种传输速率进行的，因此，站设备可以使用允许支持该传输速率的接收功能来等待发现响应。相应地，来自未注册终端的发现响应可以被快速可靠地接收。此外，由于每一个终端不必具有以多个传输速率来执行传输的能力，因此，终端将会得到简化，这有助于降低成本。

在上述PON系统中，可以进行下面这样的配置，站设备在向终端的下行通信中，以与传输速率一一对应的多种类型的波长传送一个用于启动发现处理的信号，并且已经能够接收该信号的未注册终端则以该未注册终端使用的传输速率来进行发现响应。

在这种情况下，如果在下行通信中以某个波长来传送用于启动发现处理的信号，那么对该波长来说，发现响应是以某一种传输速率来进行的，由此，站设备可以使用允许支持该传输速率的接收功能来等待发现响应。相应地，来自未注册终端的发现响应可以被快速可靠地接收。此外，与只具有一个下行波长的情形相比，通过对下行通信执行波长复用，可以提升下行通信能力。

根据本发明的另一个方面，在这里提供了一种用于PON系统的终端注册方法，在该系统中，通信是在源自通过光纤网络而与站设备相连的多个终端的上行方向上以多种类型的传输速率被执行的，该方法包括：设置一个允许站设备识别出未注册终端的发现周期，并且将该发现周期通知给终端；终端以多种类型的传输速率中的一个指定的预定传输速率来进行发现响应；以及将在发现周期内已经进行发现响应的终端注册到PON系统中。

由于发现响应是以指定的预定传输速率进行的，因此，通过如上所述的终端注册方法，站设备可以使用窄化至预定传输速率的接收功能来等待发现响应。相应地，与其中所有传输速率皆有可能的情形相比，来自未注册终端的发现响应可以被快速可靠地接收。

附图说明

图1是根据本发明一个实施例的PON系统的连接图。

图2是显示图1的PON系统中的站设备1的示意性内部配置的框图。

图3是显示图1的PON系统中的终端的示意性内部配置的框图。

图4显示图1的PON系统中的另一个终端的示意性内部配置的框图。

图5是显示站设备与终端之间的操作的序列图。

图6是显示针对终端的波段分配以及涉及在站设备与终端之间进行的上行通信的传输和接收的序列图。

图7是显示在站设备与未注册终端之间执行的发现处理的图。

图8是具有不同于图1的配置的PON系统的连接图。

具体实施方式

图1是根据本发明一个实施例的PON系统的连接图。在该图中，站设备1是作为用于多个终端2到4的总站安装的。终端2到4分别安装在PON系统的订户住宅中。配置了一个光纤网络(5到9)，在该网络中，与站设备1相连的光纤5通过光耦合器6被分支到多条光纤(分支线路)7到9中，并且终端2到4与分支光纤7到9的各个终端末端相连。此外，站设备1还与上层网络11相连，并且终端2到4还与它们对应的用户网络12到14相连。

注意的是，虽然图1显示了三个终端2到4，但是，例如，也可以通过光耦合器6分支到32条光纤以连接32个终端。此外还应该注意，虽然在图1中只使用了一个光耦合器6，但是通过提供串行排列的多个光耦合器，可以将更多终端与站设备1相连。

在图1中，对于从每一个终端2到4到站设备1的上行方向来说，数据是在波长λ₁上传送的。相反，对于从站设备1到终端2到4的下行方向来说，数据是在波长λ₂上传送的。依照IEEE Standard802.3ah-2004，Clause60，这些波长λ₁和λ₂可以具有处于以下范围的值：

1260nm≤λ₁≤1360nm

1480nm≤λ₂≤1500nm

终端2、3和4的上行通信传输速率分别是L[Gbps]、M[Gbps]和H[Gbps]。在这里，L、M、H的值具有如下关系：L＜M＜H；例如L＝1，M＝2和H＝10。另一方面，站设备1的下行通信传输速率是一种类型D[Gbps]，其中举例来说，D的值可以是1。

注意的是，虽然在本例子中提供了三个终端并且所述三个终端具有三种不同类型的传输速率，但是在终端的数量和不同传输速率的数量方面可以具有多种种类。

图2是显示了站设备1的示意性内部配置的框图。如图所示，站设备1中的每一个部分(101到115)是相互连接的。在该图中，来自上层网络11的帧由上层网络接收部分101接收，并且被发送到数据中继处理部分103。数据中继处理部分103将这个帧传递给PON传送部分105。所述帧由光学传送部分108转换成波长为λ2并且传输速率为D[Gbps]的光信号，并且这个光信号将会通过复用/解复用部分110而被发送到终端2到4。

另一方面，在源自终端2到4(图1)的上行方向上传送的光信号(波长为λ₂并且传输速率是L/M/H[Gbps])将会经过复用/解复用部分110，并且将会被光学接收部分109所接收。在光学接收部分109中包含了光电转换元件111和放大器112。光电转换元件111是一个半导体光接收元件，例如光电二极管或雪崩光电二极管，该光电转换部分根据接收到的光的总量来输出电信号。放大器112则对电信号进行放大，并且输出经过放大的电信号。来自放大器112的输出信号被输入到PON接收部分107。

PON接收部分107中包括时钟/数据再生部分113、物理层编码/解码部分114以及帧再生部分115。时钟/数据再生部分113再生与从放大器112接收的电信号相同步的定时分量(时钟)和数据。物理层编码/解码部分114对在再生数据中提供的代码进行解码。帧再生部分115则从解码数据中检测出帧边界，并且重建例如Ethernet(注册商标)帧。此外，帧再生部分115还会读取帧头部分，由此确定所接收的帧是数据帧还是诸如报告帧之类的用于介质访问控制的控制信息的帧。

注意的是，控制信息的例子包括在IEEE Standard 802.3ah-2004，Clause 64中描述的MPCP(多点控制协议)PDU(协议数据单元)。MPCP PDU的类型可以是授权或报告，其中所述授权是站设备1用于向终端2到4指示上行数据发送起始定时以及为上行数据准许的发送量的控制信息，所述报告则是终端2到4用于向站设备1告知与累积的上行数据量相关的值的控制信息。

作为上述判定的结果，如果所述帧是一个数据帧，那么帧再生部分115会向数据中继处理部分103发送数据帧。数据中继处理部分103则执行预定中继处理，例如改变数据帧的头信息以及执行针对上层网络传送部分102的传输控制。经过处理的帧将会从上层网络传送部分102发送到上层网络11。作为上述判定的结果，如果所述帧是一个报告帧，那么帧再生部分115会将这个报告帧发送到控制信号处理部分104。控制信号处理部分104则根据这个报告来产生授权帧，以此作为控制信息。在下行方向上，该授权帧将会从PON传送部分105和光学传送部分108开始并通过复用/解复用部分110而在波长λ₂上以传输速率D[Gbps]来传送。

上述授权还被发送到下一接收突发(next-receive-burst)确定部分106。这个下一接收突发确定部分106保存了终端2到4使用的传输速率，并且根据授权来识别接下来将要接收的突发信号的定时(timing)及其传输速率。然后，所识别的传输速率将被告知光接收部分109和PON接收部分107。根据所述定时，光学接收部分109和PON接收部分107可以允许接收功能支持所识别的传输速率。

具体地，可以执行下面这样的配置，通过改变与突发接收相关的电路参数来允许接收功能支持预定传输速率，其中举例来说，该电路参数可以是光学接收部分109中的光电转换元件111的倍增因数和放大器112的增益，PON接收部分107中的量化确定阈值，以及时钟/数据再生部分113的锁定容差(lock tolerance)和基准时钟频率。举个例子，在相同线路条件(所需要的光功率分配是相同的)下连接终端2到4并且需要满足相同比特差错率的传输质量的情形中，当从传输速率比终端2和3高的终端4接收信号时，光学接收部分109的增益将会减小，以便展宽波段。

作为替换，举例来说，当终端2和4分别以1.25Gbps和10.3125Gbps的速率执行上行突发通信时，如果提前向时钟/数据再生部分113告知接下来的突发的传输速率分别是1Gbps和10Gbps，那么此后必须执行的仅仅是调整小数部分；相应地，时钟/数据再生部分113的同步将可以在短时间内可靠地建立。此外，如果假定分别通过8B/10B编码和64B/66B编码来执行用于1.25Gbps和10.3125Gbps的物理层编码/解码，那么将可以简单可靠地选择应被用于接下来的突发的解码电路。

图3是显示终端2的示意性内部配置的框图，并且如图所示，终端2中的部分(201到209)是相互连接的。在图3中，将要在下行方向从站设备1(图1)传送的光信号通过复用/解复用部分201，并且由光接收部分202转换成电信号，此外，电信号将会由PON接收部分204接收。

PON接收部分204读取接收到的帧的头部(包括前导部分)，并且由此确定所述帧是否去往终端2(在这里，它指示的是终端2或是在终端2下方存在的用户网络12中的任何设备)。作为判定结果，如果所述帧是去往终端2的，那么PON接收部分204将会获取所述帧，否则将会丢弃该帧。例如，用于执行上述目的地判定的头信息的例子包括在IEEE Standard 802.3ah-2004中描述的逻辑链路标识符(LLID)。

此外，PON接收部分204还会读取帧头部分，并且由此确定接收到的帧是数据帧还是授权帧。作为判定结果，如果该帧是数据帧，那么PON接收部分204会将数据帧发送到数据中继处理部分207。该数据中继处理部分207执行预定中继处理，例如对用户网络传送部分208执行传输控制。经过处理的帧将会从用户网络传送部分208发送到用户网络12。

作为上述判定的结果，如果该帧是授权帧，那么PON接收部分204会将该授权帧传送到控制信号处理部分206。该控制信号处理部分206则根据该授权帧来向数据中继处理部分207指示上行发送。

另一方面，来自用户网络12的帧被用户网络接收部分209所接收，并被传送到数据中继处理部分207。所传送的帧将会临时累积在数据中继处理部分207的缓存器中，并且该帧的数据量将被通知给控制信号处理部分206。控制信号处理部分206对PON传送部分205执行传输控制，以便允许PON传送部分205在预定定时输出累积在缓存器中的帧，并且根据所通知的累积在缓存器中的数据量来产生一个报告帧，以及允许PON传送部分205输出该报告帧。来自PON传送部分205的输出由光传送部分203转换成光信号，并且这个光信号作为波长为λ₁且传输速率为L[Gbps]的信号在上行方向通过复用/解复用部分201传送。

图4是显示终端4(传输速率H[Gbps])的示意性内部配置的框图，并且如图所示，终端4中的部分(401到411)是相互连接的。这些部分中的部分401到409是与图3中的201到209相对应的电路元件，并且由此具有相似的功能。与图3的区别在于：在控制信号处理部分406与光接收部分403之间提供了一个注册请求传送部分411，而PON传送部分405与注册请求传送部分411之间的切换则可以由传送部分切换确定部分410来执行，并且该传送部分切换判定部分410将会响应来自控制信号处理部分406的指令而执行传送部分切换。

通常，PON传送部分405是作为一个传送部分工作的。注意的是，对于PON传送部分405执行操作的情形，终端4与终端2是基本相同的。

在外观方面，终端3同样与图4中的终端具有类似的配置。但是注意，如上所述，终端3的传输速率是M[Gbps]，由此其与终端4的传输速率是不同的。

接下来，将会参考图5的序列图来描述以上述方式配置的PON系统的操作步骤。注意的是，虽然该序列图显示的是站设备1与终端2之间的操作，但是这些操作也相似地应用于其它终端3和4。

在图5中，在操作时间起始时间T0时，站设备1已经计算了终端2的RTT(往返时间)。在时间Ta1，为了允许终端2通告被请求的发送量，站设备1向终端2发送一个包含报告发送起始时间Tb2的授权(授权帧)G1。计算该报告发送起始时间Tb2，以免与从其它终端3和4传送的报告发生冲突。

当终端2接收到以其为目的地的授权G1时，该终端2将会通过查阅累积在数据中继处理部分207的缓存器中的数据量来计算被请求的发送量，并且会在包含在授权G1中的报告发送起始时间Tb2向站设备1发送一个包含了被请求的发送量的报告(报告帧)R1。

当站设备1接收到报告R1时，站设备1将会计算这样一个值，其中所述值小于或等于所允许的固定或可变最大发送量，并且所述值允许尽可能地发送由包含在报告R1中的在缓存器内的数据量所指示的数量的数据，此外，所述站设备1还会将计算结果作为所允许的发送量插入到授权G2中。当报告R1中包含的被请求的发送量为零时，站设备1获取的计算结果将会为零，由此不会分配波段。然而，由于站设备1需要终端2发送报告R2，因此站设备1必定会向终端2发送一个授权G2。

包含在授权G2中的发送起始时间Tb4是使用已计算的上一个的调度终端数据接收时间、上一个的为终端2准许的发送量和终端2的当前RTT以及作为固定时间的保护时间来计算的，以使得由此这些数据和报告不会与来自其它终端3和4的数据或报告相冲突。注意的是，站设备1将会计算时间Ta3，在所述时间Ta3，包含了所允许的发送量以及发送起始时间Tb4的授权G2被发送，由此该授权G2会在发送起始时间Tb4之前到达终端2。

当终端2接收到以其为目的地的授权G2时，该终端2会在授权G2中包含的发送起始时间Tb4向站设备1发送数量与所允许的发送量相等的数据D，以及包含了下一个被请求发送量的报告R2。该报告R2会紧靠在数据D之前或之后发送。当紧靠在数据D之前发送报告R2时，作为请求的发送量而被报告给站设备1的数值是缓存器中累积的数据量与数据D的总量之间的差值。

当站设备1接收到数据D和报告R2时，站设备1会向上层网络11发送数据D，并且会对报告R2执行一个与对报告R1执行的处理相类似的处理。在所有终端2到4上，上述序列处理都是独立执行的，此外，时间Ta3到Ta4的处理将会重复执行，直至操作时间结束。

图6是显示对终端2到4的波段分配以及与站设备1和终端2到4之间的上行通信相关的传输和接收的序列图，此外，该序列图还显示了分布分配方案的一个例子。该系统操作是在假设时间在图中是从左至右前进而且站设备1被视为主体的情况下描述的。

首先，站设备1按顺序分别向终端4、3和2发送授权G41、G31和G21。然后，当站设备1接收来自终端4、3和2的报告R41、R31和R21时，站设备1将会发送一个以终端4为目的地的授权G42，其中终端4将是第一个准许发送数据的终端。

站设备1接收从终端4发送的数据D41以及下一个报告R42，与此同时，站设备1还发送以终端3为目的地的授权G32。站设备1接收从终端3发送的数据D31以及下一个报告R32，与此同时，站设备1还会发送以终端2为目的地的授权G22。随后，站设备1还会发送以终端4为目的地的授权G43。

站设备1接收从终端2发送的数据D21以及下一个报告R22。此外，站设备1还接收从终端4发送的数据D42以及下一个报告R43，与此同时，站设备1发送以终端3为目的地的授权G33。另外，站设备1将会接收从终端3发送的数据D32以及下一个报告R33，与此同时，站设备1将会发送以终端2为目的地的授权G23。在这里，如果没有从终端2发送的数据，那么站设备1只会接收到下一个报告R23。此后，相似的处理将会重复执行，并且站设备1将按顺序将波段分配给终端2到4，以及重复执行数据接收。

根据图6所示序列，对从用户网络12到14(图1)发送的数据抵达相应终端2到4直到从相应终端2到4发送这些数据的等待时间来说，该等待时间取决于从终端2到4发送报告直到发送与这些报告相对应的数据的时间段。即，该等待时间是根据从所有终端2到4发送的数据量来改变的。

举个例子，如果由来自终端2到4的报告所指示的所有的被请求发送量得到允许，那么从发送报告直到发送数据的等待时间将会显著增加，而这转过来不但会影响需要实时处理的服务，而且还会极大影响TCP(传输控制协议)吞吐量。因此，站设备1需要控制从终端2到4发送的数据量，以便能够将终端缓存器中的等待时间保持在一个可允许的时间内。

在上述序列(图6)中，举例来说，在向终端4发送授权G42时，该授权G42的信息还会从控制信号处理部分104发送到图2的下一接收突发确定部分106。根据授权G42，在接收报告R42之前的突发间的间隙周期中，下一接收突发确定部分106将接下来将要接收的突发(报告R42+数据D41)的传输速率H(10Gbps)通知给光学接收部分109以及PON接收部分107。接收到通知的光学接收部分109和PON接收部分107允许接收功能支持10Gbps，并且等待该突发。因此，在突发到达时，支持传输速率H的接收条件将会准备就绪，并且由此可以极快建立同步。

同样，当向终端3发送授权G32时，该授权G32的信息还会从控制信号处理部分104发送到下一接收突发确定部分106。根据授权G32，在数据D41和报告R32之间的突发间的间隙周期中，下一接收突发确定部分106将接下来将要接收的突发(报告R32+数据D31)的传输速率M(2Gbps)通知给光学接收部分109和PON接收部分107。接收到该通知的光学接收部分109和PON接收部分107将会允许接收功能支持2Gbps，并且等待该突发。因此，在突发到达时，支持传输速率M的接收条件将会准备就绪，并且由此可以极为快速地建立同步。同样，此后实现快速同步建立，由此可以提升上行通信效率。

在上述方式中，在实际接收之前，站设备1可以根据提供给终端2到4的授权来获取接下来接收上行信号的定时以及该上行信号的传输速率。此外，通过在允许接收功能支持该传输速率的状态中接收信号，可以快速建立同步。相应地，该同步是使用用于上行通信的传输速率简便快速建立的，由此可以提升上行通信的效率。

注意的是，虽然在以上描述中，终端2到4已经参与到PON系统中，但在实际中，对处于断电状态并且未被站设备1识别的终端来说，其通过通电而被站设备1识别以及参与到PON系统中是需要一个过程的。这个过程被称为发现处理，并且是在IEEE Standard802.3ah-2004Clause 64中定义的。在下文中将对这个发现处理进行描述。

首先，在被站设备1识别之前的终端是没有机会被给予授权的。另一方面，除非明确给出了来自站设备1的授权，否则所有终端都不能执行上行通信。因此，站设备1周期性地执行发现处理，以便检测电源从关闭(包括无连接)变为开启并且由此尝试参与PON系统的终端(在下文中将其指为未注册终端)，以便为未注册终端提供做出响应的机会。

图7是显示了在站设备与未注册终端之间执行的发现处理的图示。在该图中，站设备在时间T1启动发现处理，并且在下行方向广播一个发现门消息。这个发现门消息包含了关于允许响应发现门消息的发现周期的起始时间以及该周期的长度的信息。这个发现周期被称为发现窗口，其中举例来说，该发现周期是一个从时间T2到T4的时间段ΔTd。

接收到发现门消息的未注册终端从时间T2(与站设备同步)开始等待一个具有随机时间长度的随机等待时间ΔTw，并且在时间T3向站设备传送一个注册请求消息。这个随机等待时间ΔTw具有一个随机值，并且该随机值处于其中注册请求消息停留于发现窗口的范围内。由此，按照推测，即使在有多个未注册终端尝试参与PON系统时，来自多个未注册终端的注册请求消息相互冲突的概率将会减小。

注册请求消息包括一个MAC地址，以此作为未注册终端的个体标识号。成功接收到注册请求消息的站设备将PON系统上的一个逻辑链路标识符(LLID)分配给未注册终端，并且在PON系统中注册该MAC地址和LLID，以使它们相互关联。接下来，站设备在时间T5向新注册的终端传送一个注册消息。这个注册消息包含了关于终端的LLID以及当站设备接收上行突发通信时所需要的同步时间的信息。

此后，在时间T6，站设备向终端传送一个允许上行通信的授权(授权门消息)。在时间T7，接收到授权的未注册终端使用该授权来向站设备传送一个注册确认。站设备接收这个注册确认，由此发现处理结束。此后将会开始进行PON系统的正常通信。

在图1所示的PON系统的配置中，举例来说，如果上述发现处理是在所有终端2到4上执行的，那么站设备1需要接收来自各个终端2到4的注册请求消息。如上所述，虽然在终端2到4已经参与到PON系统之后，在正常PON通信中可以根据授权来准备好站设备1的接收条件(允许接收功能支持传输速率)，但是这种处理是不能在未注册阶段执行的。因此，站设备将会以如下方式接收来自未注册终端的上行通信(注册请求消息)。

《传输速率限制》

首先描述的是在传输速率受限的情况下接收注册请求消息的配置。这种配置以如下思想为基础：即使终端2到4在正常PON通信中的传输速率互不相同，但对注册请求消息来说，为其使用的是一个限定的预定传输速率(通常是L)。

在这种情况下，与正常PON通信一样，传输速率为L的终端2将会以传输速率L来传送一个注册请求消息。另一方面，当图4所示的传输速率为H的终端4接收到发现门消息时，终端4将该发现门消息从控制信号处理部分406发送到传送部分切换确定部分410。由此，传送部分切换确定部分410将传送功能从PON传送部分405切换到注册请求传送部分411。然后，控制信号处理部分406允许以传输速率L来从注册请求传送部分411传送注册请求消息。

因此，在正常PON通信中具有传输速率H的终端4会以传输速率L来执行用于注册请求消息的传输。注意的是，在传送了注册请求消息之后，传送部分切换确定部分410会将传送功能从注册请求传送部分411带回到PON传送部分405。

同样，在正常PON通信中具有传输速率M的终端3会以传输速率L来执行用于注册请求消息等等的传输。

结果，在发现窗口周期内从未注册终端2到4到达站设备1的注册请求消息(当同时开启两个或三个终端的电源时，注册请求消息会在相同周期内前后相继地随机到达)都是以传输速率L发送的。另一方面，响应于发现门消息，站设备1的下一接收突发确定部分106会将接下来将要接收的突发(注册请求消息)的传输速率L通知给光学接收部分109和PON接收部分107。接收到这个通知的光学接收部分109和PON接收部分107则允许接收功能支持传输速率L，并且等待注册请求消息。

相应地，在站设备1中，一旦注册请求消息到达，那么支持传输速率L的接收条件将会准备就绪，并且由此可以快速可靠地接收来自未注册终端2到4的注册请求消息。

注意的是，对注册确认来说，与在正常PON通信中的情形一样，根据此前提供给终端2到4的授权，可以允许站设备1的接收功能支持某个传输速率。

注意的是，虽然在上述例子中，终端2具有图3的配置，而终端4和3具有图4的配置，但是取而代之的是，终端2和3可以具有图3的配置，而只有终端4可以具有图4的配置。在这种情况下，终端2会以传输速率L来传送注册请求消息，并且终端3会以传输速率M来传送注册请求消息。终端4则以上文所述的方式通过切换传送部分而以传输速率L(也可以是M)来传送注册请求消息。结果，对注册请求消息来说，正常PON通信中存在的三种传输速率将被局限于两种，即L和M。在这种情况下，站设备1会在实际接收到注册请求消息之后建立与传输速率L或M的同步。至少，传输速率的类型可以窄化到用于正常PON通信的传输速率种类，由此，相对地可以快速可靠地接收注册请求消息。此外，传输速率类型的数量的减少同样有助于简化接收功能(光学接收部分109和PON接收部分107)，其中所述传输速率中的哪一个将被使用是未知的。

注意的是，站设备指定限定的预定传输速率是非常理想的。在这种情况下，传输速率可以根据时间来切换。例如，在同时存在具有传输速率L的A类终端和具有正常传输速率M(＞L)以及发现响应传输速率L的B类终端的时候，应该将L指定为预定传输速率。此后，如果执行终端替换并且由此移除A类终端而仅仅保留B类终端，那么M将被指定成预定传输速率。同样，当在操作PON系统时，用于发现处理的传输速率将会根据终端的更新换代而提升，由此可以提高传输效率。

《将发现门消息与传输速率相关联》

接下来将要描述的是这样一种配置，在该配置中，通过将发现门消息与传输速率相关联而以预定传输速率来接收注册请求消息。这种处理是以这样一种思想为基础的，即通过允许发现门消息具有传输速率指定功能，对于每一个传输速率，发现响应可以被独立接收。

特别地，站设备1分别为终端2到4唯一地提供了发现窗口，以便它们不会相互重叠。然后，为了指示从现在开始的发现窗口针对的是哪一个上行传输速率的终端，站设备1将有关于响应应该以何种所述传输速率进行的指定信息保存在发现门消息中。然后，接收到发现门消息的终端将发现门消息中指定的传输速率与其自身的上行传输速率相比较，并且只有在传输速率匹配的时候才传送注册请求消息。另一方面，站设备1允许接收功能支持发现门消息中指定的传输速率，并且接收注册请求消息。

同样，对多种类型的传输速率中的每一种来说在不同时间设置发现窗口，并且指定用于应该进行发现响应的传输速率，并且未注册终端将会在与供所述未注册终端使用的传输速率相对应的发现窗口中进行发现响应，由此每一个终端不必具有以多个传输速率来执行传输的能力。相应地，在没有使用图4电路的情况下，图3的配置是可以在所有终端中使用的。借助该配置，终端将会得到简化，由此有助于降低成本。

例如，当站设备1在发现门消息中指定传输速率L时，站设备1将会允许接收功能支持传输速率L，并且等待注册请求消息。然后，响应于所广播的发现门消息，只有上行传输速率为L的终端2(在未注册情况下)才会传送注册请求消息。相同的处理同样适用于其它传输速率M和H。

《将用于下行通信的波长与传输速率相关联》

接下来将要描述这样一种配置，在该配置中，通过用于下行通信的波长与传输速率的关联，注册请求消息是以预定传输速率接收的。这种配置基于这样一种思想，即通过允许用于下行通信的波长与终端传输速率一一对应，对于每一个传输速率，发现响应可以被独立接收。

图8是与图1不同的PON系统的连接图。其与图1的不同之处在于：源自站设备1的下行通信是通过双波长复用来执行的，并且终端3的上行传输速率是L。即，对下行通信来说，波长λ₂将被用于终端2和3，而波长λ₃则被用于终端4。同样，对上行通信来说，终端2和3使用的是传输速率L，而终端4使用的则是传输速率H。也就是说，在这里存在着一种一一对应的关系，例如波长λ₂对应于传输速率L，以及波长λ₃对应于传输速率H。

站设备1为两种传输速率L和H提供了相互独立的发现窗口，以便它们不会相互重叠。然后，当站设备1在波长λ₂上传送发现门消息时，站设备1会允许接收功能支持传输速率L，并且接收来自终端2和3的注册请求消息(在未注册情况下)。作为替换，当在波长λ₃上传送发现门消息时，站设备1将会允许接收功能支持传输速率H，并且接收来自终端4的注册请求消息(在未注册情况下)。

同样，通过允许用于下行通信的波长与终端传输速率一一对应，在发现门消息中将不必保存关于传输速率的信息，此外，终端也不需要检查是否指定了终端传输速率。另外，与只具有一个下行波长的情形相比，通过对下行通信执行波长复用，可以提升下行通信能力。

Claims

1.一种PON系统，在该PON系统中，在源自通过光纤而与站设备相连的多个终端的上行方向上以多种类型的传输速率来执行通信，其中，

在用于允许通过所述站设备来识别未注册终端的发现周期内，所述终端是以所述多种类型的传输速率中的限定的预定传输速率来进行发现响应。

2.根据权利要求1所述的PON系统，其中，

所述预定传输速率是所述多种类型的传输速率中的一种传输速率，并且未注册终端在所述发现周期内利用该传输速率来进行发现响应。

3.根据权利要求1或2所述的PON系统，其中，

由所述站设备指定所述预定传输速率。

4.根据权利要求1所述的PON系统，其中，

所述站设备对于所述多种类型的传输速率中的每一种以不同的时间来设置所述发现周期，并且指定用于应当进行发现响应的传输速率，并且未注册终端在与该未注册终端所使用的传输速率相对应的发现周期内进行发现响应。

5.根据权利要求1所述的PON系统，其中，

在向所述终端的下行通信中，所述站设备以与所述多种类型传输速率一一对应的多种类型的波长来传输用于启动发现处理的信号，并且已经能够接收该信号的未注册终端则以该未注册终端所使用的传输速率来进行发现响应。

6.一种用于PON系统的终端注册方法，在该PON系统中，在源自通过光纤而与站设备相连的多个终端的上行方向上以多种类型的传输速率来执行通信，该方法包括：

设置用于促使所述站设备识别未注册终端的发现周期，并且将这个发现周期通知给所述终端；

所述终端以所述多种类型的传输速率中的一个限定的预定传输速率来进行发现响应；以及

将已经在所述发现周期内进行发现响应的终端注册在所述PON系统中。