CN102045108B - Pon中检测非法用户的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种PON中检测非法用户的方法和设备,方法包括:获取ONU工作时的时钟晶振误差;根据所述ONU的时钟晶振误差判断所述ONU是否为合法ONU;若所述ONU的时钟晶振误差在预设的容忍范围内,则判定所述ONU为合法ONU;否则判定所述ONU为非法ONU。本实施例利用时钟晶振误差来定位非法用户。由于时钟晶振属于物理特性,与ONU的硬件相关,每个ONU的误差都有所不同,用户也无法伪造或假冒。对于假冒的ONU或用户非法替换的ONU,其晶振误差值与合法ONU的晶振误差值不相同,由此根据晶振误差值确定非法用户有较高的准确性。

Description

PON中检测非法用户的方法和设备
技术领域
本发明涉及数据通信技术,特别涉及一种PON中检测非法用户的方法和设备。
背景技术
无源光网络PON(Passive Optical Network,以下简称PON)主要由光线路终端(optical line terminal,以下简称OLT)、光网络模块(Optical Network Unit,以下简称ONU)和光分配网络(Optical Distribution Network,以下简称ODN)组成。在下行方向,OLT以广播的方式将数据发送到信道上,ODN将其分成多路相同的信号分别发送至ONU处,ONU根据帧头部地址信息接收属于自己的数据,对于其他ONU的数据则进行丢弃。在上行方向,所有ONU共享上行信道,各ONU发送数据的顺序由OLT指定,ONU根据OLT指定的时隙和窗口大小发送数据,以避免发生冲突。
PON系统定位于解决“最后一公里”问题,ONU离用户很近,所以用户可以对ONU进行一些非法操作,如非法用户可以通过截获合法用户的MAC地址或密码,假冒合法用户进行上线,恶意更换ONU,窃取合法用户的认证信息等。
PON系统中认证ONU的方式有媒体访问控制(Media Access Control,以下简称MAC)地址、password(密码)、MAC地址+password等。现有技术中用于定位非法或恶意用户的方法主要是利用上行光信号来进行检测。
现有技术的方案中,利用上行方向的一个测试信号的功率值来定位恶意用户。在初始部署ONU时,由OLT预先检测并保存各个ONU所发送的测试光信号的功率值;在PON系统的工作过程中,如果发现恶意用户攻击,则OLT要求PON系统中的ONU停止发送业务光信号而改发测试光信号,并检测各个ONU发送的测试光信号的功率值,如果该功率值明显偏离预先保存的该ONU发送的测试光信号的功率值,则认定该ONU为恶意用户。
在现有技术方案中,能定位出引入光耦合器引起较大插损的恶意用户,但在定位非法用户时仍有漏洞。当ONU不能响应OLT的测试光信号授权,不能发出相应的测试光信号,OLT侧检测不到该ONU的测试光信号的功率值,这可能是非法用户替换合法ONU引起的,也有可能是此ONU出现了故障引起的,如死机等情况。但该方案无法区分出是非法用户还是故障ONU。
发明内容
本发明公开了一种PON中检测非法用户的方法和设备,用于提高ONU用户的检测效果。
本发明公开了一种无源光网络PON中检测非法用户的方法,包括:
获取光网络模块ONU工作时的时钟晶振误差;
根据所述ONU的时钟晶振误差判断所述ONU是否为合法ONU;
若所述ONU的时钟晶振误差在预设的容忍范围内,则判定所述ONU为合法ONU;否则判定所述ONU为非法ONU。
本发明还公开了一种光线路终端OLT设备,包括:
获取模块,用于获取光网络模块ONU工作时的时钟晶振误差;
判断模块,用于根据所述ONU的时钟晶振误差判断所述ONU是否为合法ONU;若所述ONU的时钟晶振误差在预设的容忍范围内,则判定所述ONU为合法ONU;否则判定所述ONU为非法ONU。
本实施例利用时钟晶振误差来定位非法用户。由于时钟晶振属于物理特性,与ONU的硬件相关,每个ONU的误差都有所不同,用户也无法伪造或假冒。对于假冒的ONU或用户非法替换的ONU,其晶振误差值与合法ONU的晶振误差值不相同,由此根据晶振误差值确定非法用户有较高的准确性。
附图说明
图1a为本发明第一实施例提供的OLT中数据的存储形式;
图1b为本发明第一实施例提供的PON的系统架构图;
图1c为本发明第一实施例提供的PON中检测非法用户的方法流程图;
图1d为本发明第一实施例提供的计算时钟晶振误差的计算方式示意图;
图2为本发明第一实施例提供的OLT设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明提出了一种PON中检测非法用户的方法,以MAC地址作为认证基础,利用时钟晶振误差来定位非法用户。时钟晶振与ONU的硬件相关,属于物理特性,每个ONU的时钟晶振的误差都有所不同,用户也无法伪造或假冒。对于假冒的ONU或用户非法替换的ONU,其晶振误差值与合法ONU的晶振误差值不相同,由此根据晶振误差值确定非法用户有较高的准确性。
在本实施例中,可以预先在OLT和ONU中设置计数时间间隔相同的计数器。利用OLT和ONU中的计数器进行计数,OLT通过获取ONU侧的计数器的值计算此ONU的时钟晶振误差,然后判断该时钟晶振误差是否小于或等于预设的误差容忍值,若不是则判定此ONU为非法用户。
首先,OLT需要预先设置各个ONU的时钟晶振误差的容忍值,该误差容忍值可以根据网络的具体环境进行设定,比如在PON相对稳定的环境,可以设定误差容忍值较低。而相对不稳定的环境,可以设定误差容忍值较高。或者,也可以根据单个ONU进行设定,比如对于性能较好的ONU,设定其误差容忍值相对较小,对于性能较差的某个ONU,设定其误差容忍值相对较大。
在设定了各个ONU的时钟晶振的误差允许范围后,OLT可以存储各个ONU的MAC地址以及其误差容忍值,OLT中数据的存储形式可以如图1a所示。OLT通过ONU的MAC地址识别ONU,存储的ONU的MAC地址与其误差容忍值一一对应。OLT根据ONU的MAC地址获取ONU的误差容忍值,以此作为判断PON网络中是否存在非法ONU的依据。需要说明的是,用户通过合法途径更换或者修改了ONU时,OLT获取该更换或修改了的ONU的MAC地址和相应的误差容忍值,并对存储内容进行更新。
参见图1b所示为本实施例提供的PON的系统架构图,PON系统是一种点对多点结构,主设备有OLT和ONU,OLT和ONU之间通过ODN连接,ONU靠近用户侧,可以放在用户家里、楼道、路边或办公室。在下行方向,OLT以广播的方式向ONU发送数据,上行方向,OLT按时分多址的方式接收ONU发送的数据。
在本实施例中,OLT需具有以下功能:
(1)OLT的计数器以固定频率递增的方式产生计数值;其计数时间间隔与ONU中的计数器的计数时间间隔相同。
(2)存储各个ONU的MAC地址和误差容忍值。在新增或更换或剔除合法ONU时,需要对存储内容进行相应的更新。
(3)接收各ONU发送的计数器值,计算出各ONU的时钟晶振误差,将其与OLT中存储的误差容忍值相比较,如果小于或等于该误差值,则判定为合法用户,否则判定为非法用户。
此外,还可以比较ONU上报的MAC地址,以判断该是否为授权的ONU,由于授权的ONU在初次部署时已将MAC地址和误差容忍值存入OLT中。因此OLT可以判断ONU上报的MAC地址是否能够匹配OLT中存储的MAC地址,如果是,则判定所述ONU为授权ONU,否则判定所述ONU为非授权ONU。比如,某个ONU上报的MAC地址,与OLT中存储的所有MAC地址都不能匹配,则说明该OMU未经过授权,则OLT可判定其为非授权ONU。
在本实施例中,可以采用由OLT触发ONU上报MAC地址及计数器值的方式,或者也可以由ONU自行上报MAC地址及计数器值。
OLT中还可以主动触发ONU上报其计数器值和MAC地址。可以预先在OLT中设置触发ONU上报的时间间隔和上报次数等。
对于各个ONU,在下行方向,其根据数据帧头部地址信息接收属于自己的数据,对于其他ONU的数据则进行丢弃。在上行方向,所有ONU共享上行信道,根据OLT指定的时隙和窗口大小发送数据。
在本实施例中,ONU需具有以下功能:
(1)ONU的计数器以固定频率递增的方式产生计数值;其计数时间间隔与OLT中的计数器的计数时间间隔相同。
(2)当收到OLT的触发指令后,向OLT上报其计数器的值和MAC地址;或者也可以自行向OLT上报计数器的值和MAC地址。
在PON网络中对OLT和ONU进行了上述的改进和设计后,就可以进行PON网络的用户检测。参见图1c所示为本实施例提供的PON中用户检测的方法流程图,方法的执行主体可以为OLT,方法包括:
步骤11、获取ONU工作时的时钟晶振误差。
在本实施例中,OLT可以根据各个ONU在工作状态下上报的时钟晶振的计数器的值,计算ONU的时钟晶振误差。
可以设定由OLT周期性的触发ONU上报该计数器的值。ONU在每次新上线时计数器的计数从零开始计算,OLT上存储所有部署的ONU的误差容忍值,当要新增、替换或剔除ONU时,可对OLT中存储的数据进行相应更新。
或者也可以不用OLT触发,设定ONU自行向OLT上报计数器的值。在本实施例中,由于是OLT设备管理多个ONU,因此可以将OLT的时间作为标准时间。
进行了上述的设置后,OLT周期性地触发ONU上报其计数器的值。ONU上报其计数器的值,若ONU不响应上报,则判定为故障用户,如ONU死机等情况。对于死机的ONU不做处理,避免将其作为非法用户而踢掉。
OLT在获取了各ONU的计数器的值后,就可以计算各ONU工作时的时钟晶振误差值,在本实施例中,OLT可以采用以下的方法计算各ONU的时钟晶振误差值:
OLT获取OLT侧的计数器值(m)、ONU侧的计数器值(n)、计数器差值(Δt)和标准时间(T),并计算出晶振误差值(β),按MAC地址方式进行归并。
其中,OLT中计数器的计数时间间隔与ONU中的计数器的计数时间间隔相同。OLT的计算时钟晶振误差的计算方式如图1d所示。对于ONU第i次上报时,其时钟晶振误差值的计算方法如下:
Δt的计算公式为Δti=(mi-ni);
晶振误差值β的计算方法为
Figure BDA0000041937340000061
其中,Ti为OLT第i次触发ONU上报计数值的标准时间。
步骤12:根据所述ONU的时钟晶振误差判断所述ONU是否为合法ONU;若所述ONU的时钟晶振误差在预设的容忍范围内,则判定所述ONU为合法ONU;否则判定所述ONU为非法ONU。
OLT将计算出来的各ONU的晶振误差值与OLT中存储的误差容忍值相比较,以确定是否存在非法ONU用户。
OLT针对某个ONU计算得到的晶振误差值β,与OLT中存储的该ONU的误差容忍值ε相比较,就可以判断出该ONU是否为非法用户。
若β小于或等于ε,则判定此ONU合法;否则,判定此ONU为非法用户。
此外,还可以比较该ONU的MAC地址,由于授权的ONU在初次部署时已将MAC地址和晶振误差存入OLT中。若上报的MAC地址与OLT中存储的MAC地址不同,则说明ONU进行了更换,为非授权ONU。
本实施例利用时钟晶振误差来定位非法用户。由于时钟晶振属于物理特性,与ONU的硬件相关,每个ONU的误差都有所不同,用户也无法伪造或假冒。对于假冒的ONU或用户非法替换的ONU,其晶振误差值与合法ONU的晶振误差值不相同,由此根据晶振误差值确定非法用户有较高的准确性。
图2所示为本发明实施例提供的一种OLT设备的结构示意图,该设备包括:
获取模块21,用于获取ONU工作时的时钟晶振误差;
判断模块22,用于根据所述ONU的时钟晶振误差判断所述ONU是否为合法ONU;若所述ONU的时钟晶振误差在预设的容忍范围内,则判定所述ONU为合法ONU;否则判定所述ONU为非法ONU。
此外,该设备还包括存储模块23,用于预先获取ONU的MAC地址,设定ONU的误差容忍值;存储ONU的MAC地址和误差容忍值。
所述获取模块21,用于接收ONU在工作状态下上报的时钟晶振的计数器值;计算所述ONU的时钟晶振误差。
所述判断模块22,用于根据所述ONU的时钟晶振误差判断所述ONU是否为合法ONU;若所述ONU的时钟晶振误差小于等于预设的误差容忍值,则判定所述ONU为合法ONU;否则判定所述ONU为非法ONU。
所述判断模块22,还用于判断ONU上报的MAC地址是否能够匹配OLT中存储的MAC地址,如果是,则判定所述ONU为授权ONU,否则判定所述ONU为非授权ONU。
所述判断模块22,用于向ONU发送上报计数器值的请求,若所述ONU未响应,则判定所述ONU发生了故障。
本实施例利用时钟晶振误差来定位非法用户。由于时钟晶振属于物理特性,与ONU的硬件相关,每个ONU的误差都有所不同,用户也无法伪造或假冒。对于假冒的ONU或用户非法替换的ONU,其晶振误差值与合法ONU的晶振误差值不相同,由此根据晶振误差值确定非法用户有较高的准确性。
本领域普通技术人员可以理解:附图只是一个实施例的示意图,附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。
本领域普通技术人员可以理解:实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述分布于实施例的装置中,也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块,也可以进一步拆分成多个子模块。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述,不代表实施例的优劣。
本领域普通技术人员可以理解:实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成,前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中,该程序在执行时,执行包括上述方法实施例的步骤;而前述的存储介质包括:ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种无源光网络PON中检测非法用户的方法,其特征在于,包括:
获取光网络模块ONU工作时的时钟晶振误差;
根据所述ONU的时钟晶振误差判断所述ONU是否为合法ONU;若所述ONU的时钟晶振误差在预设的容忍范围内,则判定所述ONU为合法ONU;否则判定所述ONU为非法ONU;
其中,所述获取ONU工作时的时钟晶振误差,包括:
接收ONU在工作状态下周期性地上报的时钟晶振的计数器值;
获取光线路终端OLT侧的计数器值和标准时间,其中,所述OLT中计数器的计数时间间隔与所述ONU中的计数器的计数时间间隔相同;
采用如下计算公式计算所述ONU第i次上报时的时钟晶振误差:
β i = Δt i + 1 - Δt i T i + 1 - T i
其中,Ti为所述OLT第i次触发ONU上报计数器值的标准时间,Δti=(mi-ni),mi为所述OLT第i次触发ONU上报计数器值时所述OLT侧的计数器值,ni为所述ONU第i次上报的计数器值,βi为所述ONU第i次上报时的时钟晶振误差。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,根据所述ONU的时钟晶振误差判断所述ONU是否为合法ONU,包括:
若所述ONU的时钟晶振误差小于等于预设的误差容忍值,则判定所述ONU为合法ONU;否则判定所述ONU为非法ONU。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,获取ONU工作时的时钟晶振误差之前,还包括:
预先获取ONU的媒体访问控制MAC地址,设定ONU的误差容忍值;
在光线路终端OLT中存储ONU的MAC地址和误差容忍值。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,还包括:
判断ONU上报的MAC地址是否能够匹配OLT中存储的MAC地址,如果是,则判定所述ONU为授权ONU,否则判定所述ONU为非授权ONU。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,还包括:
向ONU发送上报时钟晶振计数器值的请求,若所述ONU未响应,则判定所述ONU发生了故障。
6.一种光线路终端OLT设备,其特征在于,包括:
获取模块,用于获取光网络模块ONU工作时的时钟晶振误差;
判断模块,用于根据所述ONU的时钟晶振误差判断所述ONU是否为合法ONU;若所述ONU的时钟晶振误差在预设的容忍范围内,则判定所述ONU为合法ONU;否则判定所述ONU为非法ONU;
其中,所述获取模块,用于接收ONU在工作状态下周期性上报的时钟晶振的计数器值;获取光线路终端OLT侧的计数器值和标准时间,其中,所述OLT中计数器的计数时间间隔与所述ONU中的计数器的计数时间间隔相同;采用如下计算公式计算所述ONU第i次上报时的时钟晶振误差:
β i = Δt i + 1 - Δt i T i + 1 - T i
其中,Ti为所述OLT第i次触发ONU上报计数器值的标准时间,Δti=(mi-ni),mi为所述OLT第i次触发ONU上报计数器值时所述OLT侧的计数器值,ni为所述ONU第i次上报的计数器值,βi为所述ONU第i次上报时的时钟晶振误差。
7.根据权利要求6所述的设备,其特征在于,
所述判断模块,用于根据所述ONU的时钟晶振误差判断所述ONU是否为合法ONU;若所述ONU的时钟晶振误差小于等于预设的误差容忍值,则判定所述ONU为合法ONU;否则判定所述ONU为非法ONU。
8.根据权利要求7所述的设备,其特征在于,还包括:
存储模块,用于预先获取ONU的媒体访问控制MAC地址,设定ONU的误差容忍值;存储ONU的MAC地址和误差容忍值。
9.根据权利要求8所述的设备,其特征在于,
所述判断模块,还用于判断ONU上报的MAC地址是否能够匹配OLT中存储的MAC地址,如果是,则判定所述ONU为授权ONU,否则判定所述ONU为非授权ONU。
10.根据权利要求6所述的设备,其特征在于,
所述判断模块,还用于向ONU发送上报计数器值的请求,若所述ONU未响应,则判定所述ONU发生了故障。
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