CN102098593A - 一种epon系统中上行注册的方法和远端设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种EPON系统中上行注册的方法和远端设备，属于通信领域。所述方法包括：接收光线路终端发送的注册许可帧，根据自身的MAC地址作为种子计算得到随机数N，等待随机数N个注册窗口后，向光线路终端发送注册请求帧，完成上行注册。本发明能够减少上行注册产生冲突的现象，并且不提高注册频率，不会造成因此产生的带宽浪费，对远端设备性能要求低，可以有效节省带宽，不对注册窗口时间进行延长，因此也不会造成上行业务的延时抖动。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域，特别涉及一种EPON系统中上行注册的方法和远端设备。
背景技术
EPON(Ethernet Passive Optical Network，以太网无源光网络)是把以太网技术(Ethernet)同PON(Passive Optical Network，无源光纤网络)紧密结合的光纤接入网络系统，如图1所示，EPON系统由OLT(Optical Line Terminal，光线路终端)、POS(PassiveOptical Splitter，无缘分光器)和ONU(Optical Network Unit，光网络单元)组成。其中，OLT为EPON局端设备，负责管理、监控和维护整个EPON系统，ONU为EPON远端设备，负责用户和业务的接入功能。其中，从ONU到OLT的数据传输为上行方向。
在上行方向的传输中，只有在ONU注册到OLT后，才能进行数据的传输。在EPON系统中进行上行注册时，OLT周期性的向所有ONU以广播的方式发送注册允许帧，在注册允许帧中向OLT提供了下一个上行时隙中的注册窗口，所述注册窗口为一个时间段，在这个时间段内ONU可以向OLT发送注册请求帧，向OLT进行注册。当有两个或两个以上的ONU在同一注册窗口向OLT发送注册请求帧时，有可能产生注册冲突。
为了减少注册冲突，IEEE802.3中规定，ONU在注册窗口随机延时一段时间再发送注册请求帧，这样即使上行发生注册冲突，ONU也有机会在注册窗口中后续的时间内避免冲突，完成注册。注册窗口需要有较大长度，避免每个窗口ONU都发生注册冲突，造成ONU一直无法上线。
在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：
1G EPON分光比一般在64以下，采用随机延时的方式可以满足性能需求。10GEPON分光比可达到256～512，上行最小发光时间达到10us量级，相比1G EPON，10G EPON注册窗口的光冲突概率增大了很多，如果仅采用随机延时的方式，ONU可能因频繁发生注册冲突，上线时间变长甚至长期无法上线，难以满足系统的性能要求。
发明内容
为了使解决现有技术中存在的问题，本发明实施例提供了一种EPON系统中上行注册的方法和远端设备。所述技术方案如下：
一种EPON系统中上行注册的方法，所述方法包括：
接收光线路终端发送的注册许可帧；
根据自身的MAC(Media Access Control，媒体访问控制)地址作为种子计算得到随机数N，等待所述N个注册窗口后，向所述光线路终端发送注册请求帧，完成上行注册。
进一步地，所述根据自身的MAC地址作为种子计算得到随机数N之前，所述方法还包括：
读取所述注册许可帧中的下一个注册窗口的开始时间；
在所述下一个注册窗口的开始时间向所述光线路终端发送注册请求帧；
判断是否在约定的时间内接收到所述光线路终端发送的注册帧；
如果是，完成上行注册；
如果不是，执行等待所述N个注册窗口后，向所述光线路终端发送注册请求帧的步骤。
进一步地，所述等待所述N个注册窗口后，向所述光线路终端发送注册请求帧，具体包括：
在第N个注册窗口结束后，接收所述光线路终端发送的注册许可帧，读取所述注册许可帧中的第N+1个注册窗口的开始时间，并在所述第N+1个注册窗口的开始时间进行随机延时后，向所述光线路终端发送注册请求帧。
进一步地，所述向所述光线路终端发送注册请求帧，具体包括：
采用所述远端设备自身的MAC地址作为种子计算得到随机延时，在所述第N+1个注册窗口的开始时间进行所述随机延时后，向所述光线路终端发送所述注册请求帧。
进一步地，所述等待所述N个注册窗口之前，所述方法还包括：
对所述随机数N进行处理，使得所述随机数N保持在预设的范围内。
一种EPON系统中上行注册的远端设备，所述远端设备包括：
接收模块，用于接收光线路终端发送的注册许可帧；
冲突等待模块，用于在所述接收模块接收到所述光线路终端发送的注册许可帧后，等待随机数N个注册窗口后，向所述光线路终端发送注册请求帧，完成上行注册，其中，所述冲突等待模块包括：
随机数计算单元，用于采用自身的MAC地址作为种子计算得到随机数N；
等待单元，用于等待所述N个注册窗口；
发送单元，用于在所述等待单元等待所述N个注册窗口后，向所述光线路终端发送注册请求帧。
进一步地，所述远端设备，还包括：
读取模块，用于读取所述接收模块接到的注册许可帧中的下一个注册窗口的开始时间；
发送模块，用于在所述下一个注册窗口的开始时间向所述光线路终端发送注册请求帧；
判断模块，用于判断是否在约定的时间内接收到所述光线路终端发送的注册帧；
注册模块，用于在所述判断模块在约定的时间内接收到所述光线路终端发送的注册帧时，完成上行注册；
相应地，所述冲突等待模块还用于，在所述判断模块在约定的时间内没有接到所述光线路终端发送的注册帧时，等待所述N个注册窗口后，向所述光线路终端发送注册请求帧。
进一步地，所述冲突等待模块，还包括：
接收单元，用于在所述等待单元等待所述N个窗口后，接收所述光线路终端发送的注册许可帧；
读取单元，用于在所述接收单元接收所述光线路终端发送的注册许可帧之后，读取所述注册许可帧中的第N+1个注册窗口的开始时间；
相应地，所述发送单元，用于在所述等待单元等待所述N个注册窗口后，在第N+1个注册窗口的开始时间向光线路终端发送注册请求帧。
进一步地，所述冲突等待模块，还包括：
延时计算单元，用于采用所述远端设备自身的MAC地址作为种子计算得到随机延时；
相应地，所述发送单元，用于在所述等待单元等待所述N个注册窗口后，在所述第N+1个注册窗口的开始时间进行所述随机延时后，向所述光线路终端发送所述注册请求帧。
进一步地，所述冲突等待模块还用于对所述随机数N进行处理，使得所述随机数N保持在预设的范围内。
本发明实施例提供的技术方案的有益效果是：
在进行上行注册时，接收到注册许可帧后，根据自身的MAC地址作为种子计算得到随机数N，等待N个注册窗口后再进行上行注册，能够减少上行注册产生冲突的现象，并且不提高注册频率，不会造成因此产生的带宽浪费，对远端设备性能要求低，可以有效节省带宽，不对注册窗口时间进行延长，因此也不会造成上行业务的延时抖动。
附图说明
图1是本发明背景技术中EPON系统中上行数据的说明示意图；
图2是本发明实施例1中所提供的一种EPON系统中上行注册的方法的流程图；
图3是本发明实施例2中所提供的一种EPON系统中上行注册的方法的流程图；
图4是本发明实施例3中所提供的一种EPON系统中上行注册的远端设备的结构示意图；
图5是本发明实施例3中所提供的一种EPON系统中上行注册的远端设备中的冲突等待模块的结构示意图；
图6是本发明实施例3中所提供的一种EPON系统中上行注册的远端设备的第二种结构的示意图；
图7是本发明实施例3中所提供的一种EPON系统中上行注册的远端设备中的冲突等待模块的第二种结构示意图；
图8是本发明实施例3中所提供的一种EPON系统中上行注册的远端设备中的冲突等待模块的第三种结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
实施例1
本发明实施例1提供了一种EPON系统中上行注册的方法，其流程如图2所示，该方法包括：
步骤101、接收光线路终端发送的注册许可帧；
步骤102、根据自身的MAC地址作为种子计算得到随机数N，等待N个注册窗口后，向光线路终端发送注册请求帧，完成上行注册。
本发明实施例通过在上行注册时，在接收到注册许可帧后，根据自身的MAC地址作为种子计算得到随机数N，等待N个注册窗口后再进行上行注册，能够减少上行注册产生冲突的现象，并且不提高注册频率，不会造成因此产生的带宽浪费，对远端设备性能要求低，可以有效节省带宽，不对注册窗口时间进行延长，因此也不会造成上行业务的延时抖动。
实施例2
本发明实施例2提供了一种EPON系统中上行注册的方法，是在实施例1的基础之上进行的改进，其流程如图3所示，在本实施例中，远程设备以光网络单元ONU为例进行说明，该方法包括：
步骤201、ONU启动，等待光线路终端OLT发送的注册许可帧；
其中，注册许可帧具体的为Discovery_GATE。
在EPON系统中，数据的传输采取时分复用的传输方式，在ONU向OLT的上行数据传输中，可以在每个超时隙保留一个固定的时间窗口，或周期性的产生时间窗口，上述时间窗口即为注册窗口，用于ONU向OLT发送注册请求帧，以完成ONU向OLT注册。
OLT以广播的形式，以一定的周期向所有与其连接的ONU发送注册许可帧，在注册许可帧中保存有注册窗口的开始时间，已注册的ONU忽略该注册许可帧，未注册的ONU接收到该帧后读取注册窗口的开始时间，并在注册窗口的开始时间执行上行注册流程。
步骤202、ONU接收到注册许可帧后，采用ONU的MAC地址作为种子计算得到随机延时，并在注册窗口的开始时间进行上述随机延时后发送注册请求帧；
其中，注册请求帧具体的为Register_Request。
注册请求帧中包括ONU的MAC地址等信息，如不发生注册冲突，OLT在接到注册请求帧后，会将该ONU加入到正常通信的超时隙中，并发送注册帧(Register)通知该ONU。
需要说明的是，在ONU采用自身的MAC地址作为种子计算得到随机延时时，可以采用现有的产生随机数的算法，并将随机延时控制在一定的范围内，随机延时至少小于注册窗口的时长。并且，在利用随机数算法进行计算时，为了保证良好的随机性，将ONU的MAC地址作为种子。
步骤203、ONU判断是否在约定的时间内接收到OLT返回的注册帧，如果是，则认为未发生上行注册冲突，执行步骤204，如果不是，则认为发生上行注册冲突，执行步骤205；
需要说明的是，如在ONU向OLT发送注册请求帧后约定的时间内不能接收到OLT返回的注册帧，则认为OLT处理超时，上行注册发生了冲突，约定的时间可以根据具体的实际情况进行设定，如网络延时较大，则增加约定的时间，例如，在本实施例中可以为20ms。
步骤204、ONU完成上行注册；
需要说明的是，如果ONU在约定时间内接收到了OLT发送的注册帧，则未发生上行注册冲突，ONU按照现有的上行注册流程完成上行注册，ONU向OLT发送注册确认帧(Register ACK)给OLT，完成整个上行注册流程，建立上行通信。
步骤205、ONU将ONU的MAC地址作为种子，计算得到随机数N；
其中，在ONU使用ONU的MAC地址作为种子计算随机数N时，所使用的算法为现有的随机数算法，这里不再赘述。
步骤206、ONU等待N个注册窗口后，返回步骤202，直到完成上行注册。
需要说明的是，为了保证ONU进行上行注册的延时不会过长，在步骤205中计算随机数N的范围时，应对随机数N进行处理，保证N在一个预设的范围内，例如，保证ONU在进行两次上行注册的延时不超过9个注册窗口，则应将N的范围设置在1到8的范围内。例如，可以在以ONU的MAC地址作为种子计算得出随机数后，对该随机数进行取模运算，以保证最终得到的N的范围在1-8内。
当ONU在等待N个注册窗口时，不发起上行注册过程，在第N个窗口结束后，返回步骤202，具体的为，ONU接收第N个窗口结束后OLT发送的注册许可帧，并在当前注册许可帧中读取得到第N+1个注册窗口的开始时间，在第N+1个注册窗口的时间开始并进行随机延时后，向OLT发送注册请求帧。
其中，在本实施例中以远程终端为ONU为例进行说明，在EPON系统中，远程终端还包括ONT，当远程终端为ONT时，同样适用于上述上行注册的方法，将ONU替换为ONT即可，这里不再赘述。
本发明实施例通过在上行注册时，在接收到注册许可帧后，每个ONU根据自身的MAC地址计算得到随即数N，并在等待N个注册窗口后再进行上行注册，从而有效地降低了各个ONU再发生冲突的几率。
实施例3
本实施例提供了一种EPON系统中上行注册的远端设备，如图4所示，该远端设备包括：
接收模块301，用于接收光线路终端发送的注册许可帧；
冲突等待模块302，用于在接收模块301接收到光线路终端发送的注册许可帧后，等待随机数N个注册窗口后，向光线路终端发送注册请求帧，完成上行注册。
如图5所示，其中，冲突等待模块302包括：
随机数计算单元3021，用于采用自身的MAC地址作为种子计算得到随机数N；
等待单元3022，用于等待N个注册窗口；
发送单元3023，用于在等待单元3022等待N个注册窗口后，向光线路终端发送注册请求帧。
进一步地，如图6所示，上述远端设备，还包括：
读取模块303，用于读取接收模块301接到的注册许可帧中的下一个注册窗口的开始时间；
发送模块304，用于在下一个注册窗口的开始时间向光线路终端发送注册请求帧；
判断模块305，用于判断是否在约定的时间内接收到光线路终端发送的注册帧；
注册模块306，用于在判断模块305在约定的时间内接收到光线路终端发送的注册帧时，完成上行注册；
相应地，冲突等待模块302还用于，在305判断模块在约定的时间内没有接到光线路终端发送的注册帧时，等待N个注册窗口后，向光线路终端发送注册请求帧。
进一步地，如图7所示，冲突等待模块302，还包括：
接收单元3024，用于在等待单元3022等待N个注册窗口后，接收光线路终端发送的注册许可帧；
读取单元3025，用于在接收单元3024接收光线路终端发送的注册许可帧之后，读取注册许可帧中的第N+1个注册窗口的开始时间；
相应地，所述发送单元3023，用于在等待单元3022等待N个注册窗口后，在第N+1个注册窗口的开始时间向光线路终端发送注册请求帧。
进一步地，如图8所示，冲突等待模块302，还包括：
延时计算单元3026，用于采用远端设备自身的MAC地址作为种子计算得到随机延时；
相应地，发送单元3023，用于在等待单元3022等待N个注册窗口后，在第N+1个注册窗口的开始时间进行随机延时后，向光线路终端发送注册请求帧。
进一步地，在上述远端设备中，冲突等待模块302还用于对随机数N进行处理，使得随机数N保持在预设的范围内。
本发明实施例所提供的远端设备通过在上行注册时，在接收到注册许可帧后，根据自身的MAC地址作为种子计算得到随机数N，等待N个注册窗口后再进行上行注册，能够减少上行注册产生冲突的现象，并且不提高注册频率，不会造成因此产生的带宽浪费，对远端设备性能要求低，可以有效节省带宽，不对注册窗口时间进行延长，因此也不会造成上行业务的延时抖动。
需要说明的是：上述实施例提供的EPON系统中上行注册的远端设备，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将远端设备的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的EPON系统中上行注册的远端设备与EPON系统中上行注册的方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。
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。
以上实施例提供的技术方案中的全部或部分内容可以通过软件编程实现，其软件程序存储在可读取的存储介质中，存储介质例如：计算机中的硬盘、光盘或软盘。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种EPON系统中上行注册的方法，其特征在于，所述方法包括：
接收光线路终端发送的注册许可帧；
根据自身的MAC(Media Access Control，媒体访问控制)地址作为种子计算得到随机数N，等待所述N个注册窗口后，向所述光线路终端发送注册请求帧，完成上行注册。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据自身的MAC地址作为种子计算得到随机数N之前，所述方法还包括：
读取所述注册许可帧中的下一个注册窗口的开始时间；
在所述下一个注册窗口的开始时间向所述光线路终端发送注册请求帧；
判断是否在约定的时间内接收到所述光线路终端发送的注册帧；
如果是，完成上行注册；
如果不是，执行等待所述N个注册窗口后，向所述光线路终端发送注册请求帧的步骤。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述等待所述N个注册窗口后，向所述光线路终端发送注册请求帧，具体包括：
在第N个注册窗口结束后，接收所述光线路终端发送的注册许可帧，读取所述注册许可帧中的第N+1个注册窗口的开始时间，并在所述第N+1个注册窗口的开始时间进行随机延时后，向所述光线路终端发送注册请求帧。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述向所述光线路终端发送注册请求帧，具体包括：
采用所述远端设备自身的MAC地址作为种子计算得到随机延时，在所述第N+1个注册窗口的开始时间进行所述随机延时后，向所述光线路终端发送所述注册请求帧。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述等待所述N个注册窗口之前，所述方法还包括：
对所述随机数N进行处理，使得所述随机数N保持在预设的范围内。
6.一种EPON系统中上行注册的远端设备，其特征在于，所述远端设备包括：
接收模块，用于接收光线路终端发送的注册许可帧；
冲突等待模块，用于在所述接收模块接收到所述光线路终端发送的注册许可帧后，等待随机数N个注册窗口后，向所述光线路终端发送注册请求帧，完成上行注册，其中，所述冲突等待模块包括：
随机数计算单元，用于采用自身的MAC地址作为种子计算得到随机数N；
等待单元，用于等待所述N个注册窗口；
发送单元，用于在所述等待单元等待所述N个注册窗口后，向所述光线路终端发送注册请求帧。
7.根据权利要求6所述的远端设备，其特征在于，所述远端设备，还包括：
读取模块，用于读取所述接收模块接到的注册许可帧中的下一个注册窗口的开始时间；
发送模块，用于在所述下一个注册窗口的开始时间向所述光线路终端发送注册请求帧；
判断模块，用于判断是否在约定的时间内接收到所述光线路终端发送的注册帧；
注册模块，用于在所述判断模块在约定的时间内接收到所述光线路终端发送的注册帧时，完成上行注册；
相应地，所述冲突等待模块还用于，在所述判断模块在约定的时间内没有接到所述光线路终端发送的注册帧时，等待所述N个注册窗口后，向所述光线路终端发送注册请求帧。
8.根据权利要求6所述的远端设备，其特征在于，所述冲突等待模块，还包括：
接收单元，用于在所述等待单元等待所述N个注册窗口后，接收所述光线路终端发送的注册许可帧；
读取单元，用于在所述接收单元接收所述光线路终端发送的注册许可帧之后，读取所述注册许可帧中的第N+1个注册窗口的开始时间；
相应地，所述发送单元，用于在所述等待单元等待所述N个注册窗口后，在第N+1个注册窗口的开始时间向光线路终端发送注册请求帧。
9.根据权利要求8所述的远端设备，其特征在于，所述冲突等待模块，还包括：
延时计算单元，用于采用所述远端设备自身的MAC地址作为种子计算得到随机延时；
相应地，所述发送单元，用于在所述等待单元等待所述N个注册窗口后，在所述第N+1个注册窗口的开始时间进行所述随机延时后，向所述光线路终端发送所述注册请求帧。
10.根据权利要求6所述的远端设备，其特征在于，所述冲突等待模块还用于对所述随机数N进行处理，使得所述随机数N保持在预设的范围内。
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