CN104205737B - 扩展epon多点控制协议以在同轴电缆以太网pon中运行 - Google Patents

扩展epon多点控制协议以在同轴电缆以太网pon中运行 Download PDF

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Abstract

一种由中间设备实施的方法，所述方法包括在所述中间设备中注册用户驻地设备(CPE)，其中所述CPE经由电线路耦合到所述中间设备；以及促进所述CPE在耦合到所述中间设备的中心局(CO)设备中进行注册。

Description

扩展EPON多点控制协议以在同轴电缆以太网PON中运行
相关申请案交叉申请
本发明要求2012年3月7日由方李明等人递交的发明名称为“扩展EPON MPCP以在同轴电缆以太网PON中运行的方法和装置”的第61/607734号美国临时专利申请案的在先申请优先权，该在先申请的内容以引用的方式并入本文本中，如全文再现一般。
关于由联邦政府赞助
研究或开发的声明
不适用。
参考缩微胶片附录
不适用。
背景技术
无源光网络(PON)是一种在“最后一公里”提供网络接入的系统。在下游方向，该PON可以是一种点到多点(P2MP)网络，包括中心局处的光线路终端(OLT)、光分配网络(ODN)以及位于用户驻地的多个光网络单元(ONU)。以太网无源光网络(EPON)是一种由电气和电子工程师协会(IEEE)开发并在IEEE802.3ah中规定的PON标准，该标准以引用的方式并入本文本中，如全文再现一般。EPON可以提供一种简单而灵活的方式使用光纤作为最后一英里宽带服务。
在EPON中，光纤可以用于具有不同波长的上游和下游传输。光线路终端(OLT)可以实施EPON媒体接入控制(MAC)层用于传输以太网帧。多点控制协议(MPCP)可以执行带宽分配、带宽轮询、自动发现、测距等各种服务。以太网帧可以基于嵌入到每个帧的前导中的逻辑链路标识(LLID)在下游广播。另一方面，上游带宽可以基于在OLT和ONU之间交换Gate和Report消息来分配。
近来，采用EPON和其它网络类型的混合接入网已经吸引了越来越多的关注。例如，同轴电缆以太网(EoC)可以是一种用来描述在统一光同轴电缆(coax)网络上传输以太网帧的所有技术的通用名称。EoC技术的示例可包括同轴电缆EPON(EPoC)、有线数据传输业务接口规范(DOCSIS)、同轴电缆多媒体联盟(MoCA)、G.hn(国际电信联盟(ITU)开发并由家用电网论坛(HomeGrid Forum)推广的家庭网络技术标准族的通用名称)、家庭电话线网络联盟(HPNA)，以及家庭插电联盟音频/视频(home plug A/V)。已对EoC技术进行适配以通过位于订户家庭中的连接的用户驻地设备(CPE)运行从ONU到EoC头端(head end)的室外同轴电缆接入。
使用EPON作为接入系统与多根同轴电缆互连使得位于订户家庭中的同轴电缆网络单元(CNU)最终使用具有EPoC架构，这种需求不断增长。在EPoC系统中，与同轴电缆网络部分中的物理层相比，光网络部分中的物理(PHY)层相对干净，所以需要在数据传输之前在CNU和OLT之间建立信道通信。一些传统的发现和注册方法可使用EPON MPCP注册同轴电缆线路终端(CLT)。然而，传统MPCP可能无法用于同轴电缆网络部分。因此，需要将EPON MPCP扩展到EPoC网络的同轴电缆部分，同轴电缆部分的噪声可能较高。
发明内容
在一项实施例中，本发明包括一种由中间设备实施的方法，所述方法包括在所述中间设备中注册用户驻地设备(CPE)，其中所述CPE经由电线路耦合到所述中间设备；以及促进所述CPE在耦合到所述中间设备的中心局(CO)设备中进行注册。
在另一项实施例中，本发明包括一种装置，所述装置包括处理器，用于注册经由电线路远程耦合到所述装置的用户驻地设备(CPE)，以及促进所述CPE在耦合到所述装置的中心局(CO)设备中进行注册。
在又一实施例中，本发明包括一种方法，所述方法包括从中间设备接收第一发现消息，所述中间设备经由电线路耦合到用户驻地设备(CPE)；将第一注册请求消息发送到所述中间设备以响应所述第一发现消息；从所述中间设备接收第一注册消息，其中所述第一注册消息包括所述CPE的物理层标识符(PHY ID)；以及从所述中间设备接收第二发现消息，其中所述第二发现消息包括耦合到所述中间设备的中心局(CO)设备的标识符(ID)。
结合附图和权利要求书，可从以下的详细描述中更清楚地理解这些和其它特征。
附图说明
为了更完整地理解本发明，现在参考以下结合附图和详细描述进行的简要描述，其中相同参考标号表示相同部分。
图1示出了EPoC网络的实施例。
图2示出了DOCSIS网络的实施例。
图3示出了混合接入网的实施例。
图4示出了混合接入网中的部分分层架构的实施例。
图5示出了注册协议的实施例。
图6A和6B示出了注册方法的实施例。
图7示出了网络节点的实施例。
具体实施方式
最初应理解，尽管下文提供一个或多个实施例的说明性实施方案，但可使用任意数目的当前已知或现有的技术来实施所公开的系统和/或方法。本发明决不应限于下文所说明的所述说明性实施方案、图式和技术，包含本文所说明并描述的示范性设计和实施方案，而是可以在所附权利要求书的范围以及其均等物的完整范围内修改。
用户可基于随时的需要(换言之，按需)开启或关闭CNU。基于非竞争的EPON以及EPoC MAC层设计可以使得ONU/CNU不向上游发送数据直到通过GATE消息给ONU/CNU分配了时隙。因此，在开启CNU后，CUN可能保持空闲状态，除非OLT给CNU指派了时隙，在该时隙期间CNU可以将数据从上游发送到OLT。为了解决该问题，EPoC MAC层可能需要由OLT实施CNU的自动发现和注册过程。在EPoC基系统中，业务可被标记为LLID。为了实施端到端业务，OLT和CNU可能需要建立LLID注册，在注册过程中，OLT为每个CNU(或者为CNU中的每个业务，在该情况下CNU可能具有多个LLID)指派一个唯一的LLID。
在EPON中，与同轴电缆网络的同轴电缆PHY相比，光PHY相对更为干净(例如，信号噪声更小)。因此，EPON可能不需要在进行传输前建立PHY信道通信。然而，同轴电缆PHY的噪声更大并且同轴电缆PHY需要在进行传输前执行信道训练和/或估计，例如频域均衡(FEQ)、测距和测深等。同轴电缆PHY协商过程可与EPON MAC层发现和注册分离。本发明的其中一个目标在于开发点到多点同轴电缆PHY自动协商机制，该机制可包括同轴电缆PHY发现和参数协商。该过程可能独立于EPONMAC，因此，OLT可能无法知晓CNU注册过程。在完成同轴电缆PHY协商之后，EPoC MAC注册可以开始，并且OLT可发现新连接的CNU并给这些CNU指派LLID。
本文揭示了用于将EPON MPCP扩展到混合接入网(例如EPoC或DOCSIS网络)中的非光部分的系统、装置和方法。以EPoC为例，为了在CNU(经由电线路耦合到CLT)和OLT(经由光线路耦合到CLT)之间建立通信信道，CLT可首先在自身中注册CNU，随后促进CNU在OLT中进行注册。各种消息可在三方间交换以进行注册，这些消息包括发现消息、注册请求消息、注册消息、注册确认消息等。还可执行PHY参数和其它任务。在OLT中注册CNU后，OLT可给CNU指派LLID。CLT可侦听该过程，也就是说，复制LLID并将该LLID存储在CLT的存储器中。
现参照图1，图1示出了EPoC网络100的实施例，EPoC网络包括光部分或光段102以及电段104。光段102本质上是PON，而电段104可以是同轴电缆网络。光段102可包括OLT110以及经由光分配网络(ODU)耦合到OLT110的一个或多个ONU128。ODU可包括光线路或光纤114和将OLT110耦合到ONU128的光分路器120。同样地，电段104可包括一个或多个CLT130，每个CLT可经由配电网(EDN)耦合到多个CNU150。EDN可包括同轴电缆134、放大器136(仅示出一个作为示例)，以及电缆分接器或分路器140和142。
在EPoC网络100中，每个ONU128及其对应的CLT130可以熔合在单个盒子里。ONU-CLT盒子可以充当单个设备，其可以驻留在房屋或公寓大楼的路边或地下室处。ONU-CLT盒子可以在光段102和电段104之间形成接口。按照现有技术中的约定，除非另有说明，下文中包含ONU128和CLT130的盒子可以简单地称为具有ONU功能的CLT130。应理解，EPoC网络100可包括任意数目的CLT130和每个OLT110对应的CNU150。EPoC网络100的部件可如图1所示布置或可以是任意其它合适的布置。
光段102可以是一个不需要任意有源部件在OLT110和CLT130之间分配数据的通信网络。相反，光段102可以使用ODU中的无源光部件在OLT110和CLT130之间分配数据。光纤114可以具有任意合适的速率，例如每秒1或10千兆比特(Gbps)。可在光段102中实施的合适协议的示例包括由ITU电信标准化部门(ITU-T)G.983标准定义的异步传输模式PON(APON)和宽带PON(BPON)、由ITU-T G.984标准定义的千兆比特PON(GPON)、由IEEE802.3ah标准定义的EPON，以及波分复用(WDM)PON(WDM-PON)。
OLT110可以是用于经由CLT130与CNU150通信的任意设备。
OLT110可以驻留在本地交换局中，该本地交换局可以是中心局(CO)。此外，OLT110可以将EPoC网络100耦合或连接到另一网络112，另一网络可以是任意类型的网络，例如，互联网、同步光网络(SONET)或异步传输模式(ATM)骨干网。例如，OLT110可以充当CLT130和网络112之间的媒介物。具体而言，OLT110可将从网络112接收到的数据转发给CLT130，并将从CLT130接收到的数据转发到网络112上。尽管OLT110的具体配置可根据在光段102中实施的光协议的类型而有所不同，但是，在实施例中，OLT110可包括光发射器和光接收器。当网络112使用的网络协议与光段102中使用的协议不同时，OLT110可包括将网络112协议转换为光段102协议的转换器。该OLT转换器还可将光段102协议转换成网络112协议。
OLT110和CLT130之间的ODN可以是一种数据分配系统，其包括光纤电缆、耦合器、分路器、分配器和/或其它设备。在数据传输中，来自OLT110的以太网包通过一个1×M无源分路器或多个分路器并到达每个CLT130，其中M可表示EPoC网络100中的CLT数目。M可以具有任意合适的值，例如，4、8或16，并可以由运营商根据光功率预算等因素决定。因此，各种包可以由OLT110广播并且由CLT130选择性地提取。在实施例中，光纤电缆、耦合器、分路器和/或其它设备都是无源光部件。具体而言，光纤电缆、耦合器、分路器、分配器和/或其它设备可以是不需要任何电能在OLT110和CLT130之间分配数据信号的部件。应注意，若需要，光纤电缆可以由任意光传输介质替代。在一些实施例中，ODN可包括一个或多个无源或有源光放大器。ODN可以在如图1所示以分支配置方式从OLT110延伸到包含ONU的CLT130，但也可以如本领域的普通技术人员所确定的那样进行替代性配置。
CLT130可以远程耦合到OLT110。在一些实施例中，一个或多个CLT可以位于OLT110内。在下游方向中，每个CLT130可以是任意设备或组件，用于从OLT110接收下游数据、处理下游数据以及将处理后的下游数据发送给对应的CNU150。CLT130可以将下游数据适当地转换以在光段102和电段104之间传送数据。尽管术语“上游”和“下游”在本文中可以用来表示与OLT或相似单元有关的各种网络功能的位置，但是本领域技术人员将了解本发明实施例中网络中的数据流是双向的。由CLT130接收的下游数据可以是光信号，而由CLT130发送的下游数据可以是电信号，该电信号的逻辑结构与光信号的不同。在一些实施例中，从OLT110发送到CNU150的下游数据可以(例如，使用LLID或目的地址)直接采用CNU150的地址，反之亦然，从这个意义上说，CLT130对于CNU150和OLT110是透明的。因此，CLT130在网段(即图1的示例中的光段102和电段104)之间充当媒介物。
EPoC网络100的电段104可类似于任意已知的电通信系统。例如，电段104还可以为P2MP网络。来自CLT130的下游数据可以经过一个或多个放大器和分接器以到达一个或多个CNU150。在实施例中，从CLT130到CNU150的下游数据传输可以是一个广播；相反，媒体访问计划(MAP)可用来使用正交频分多址将不同的子载波组分配给不同的CNU。因此，在某些情形下，下游传输可以从OLT110单播到CUN150。
电段104可能不需要任意有源部件在CLT130和CNU150之间分配数据。相反，电段104可以使用电段104中的无源电部件在CLT130和CNU150之间分配数据。或者，电段104可以使用某些有源部件，例如放大器136。可以在电段104中实施的合适协议的示例包括MoCA、G.hn、HPNA和家庭插电A/V等等。CLT130和CNU150之间的EDN可以是一种数据分配系统，其包括电缆(例如，同轴电缆和双绞线)、耦合器、分路器、分配器和/或其它设备。在实施例中，电缆、耦合器、分路器、分配器和/或其它设备都是无源电部件。具体而言，电缆、耦合器、分路器、分配器和/或其它设备可以是不需要任何电能在CLT130和CNU150之间分配数据信号的部件。应注意，若需要，电缆可由任意电传输介质代替。在一些实施例中，EDN可包括一个或多个电放大器136。EDN可以在如图1所示的分支配置中从每个CLT130延伸到其对应的CNU150，但也可以如本领域普通技术人员所确定的那样进行替代性配置。
在实施例中，每个CNU150可以是用于与OLT110、CLT130以及任意用户设备160通信的任意设备。具体而言，CNU150可以充当OLT110和用户设备160之间的媒介物。例如，OLT110的每个端口可以服务32、64、128或256个CNU，而且根据EPoC网络100中所示的CNU的数目，每个OLT端口上可以部署合适数目(例如，4、8或16个)的CLT130。OLT110和CLT130之间的示例性距离可以在10到20千米的范围内，而CLT130和CNU150之间的示例性距离可以在100到500米的范围内。此外，每个CNU130可以服务任意合适数目(例如，3或4个)的订户或用户设备160。例如，CNU150可以将从OLT110接收的数据转发给用户设备160，并将从用户设备160接收的数据转发到OLT110上。
尽管CNU150的具体配置可根据网络100的类型而有所不同，但是，在实施例中，CNU150可包括用于将电信号发送给CLT130的电发射器以及用于接收来自CLT130的电信号的电接收器。另外，CNU150可包括将电信号转换为用户设备160的电信号(例如，ATM协议中的信号)的转换器，以及发送电信号给用户设备160和/或接收电信号的第二发射器和/或接收器。在一些实施例中，CNU150和同轴电缆网络终端(CNT)是相似的，因此这两个术语在本文中是可以互换的。CNU150通常位于终端用户位置处，例如用户驻地，但也可位于在其它位置处。
用户设备160可以是用于通过接口连接用户或订户的任意设备。例如，用户设备160可包括台式电脑、笔记本电脑、平板电脑、移动手机、智能手机、电话、移动电话、住宅网关、电视、机顶盒等等。
图2示出了DOCSIS网络200的实施例，其结构类似于EPoC网络100。DOCSIS网络200可包括如图2所示进行布置的线缆调制解调器终端系统(CMTS)210、至少一个光纤同轴电缆混合网(HFC)节点230、任意数目的线缆调制解调器(CM)250和/或机顶盒(STB)252。具体而言，HFC节点230可经由光纤214耦合到CMTS210，以及CM250和/或STB252可经由电缆、一个或多个放大器(例如放大器236和238)以及至少一个分路器240耦合到HFC节点230。在实施中，可以认为CMTS210等同于或类似于图1中的OLT110，可以认为HFC节点230等同于或类似于图1中的CLT130，以及可以认为CM250或STB252等同于或类似于图1中的CNU150。注意，HFC节点230可以远程耦合到CMTS210，或有时驻留在CMTS210中。CMTS210有时可配备有HFC节点230的部分或所有功能。例如，若需要，本文所宣扬的方法和方案(例如，部分注册协议)可以由CMTS210实施。使用目的地地址(DA)而不是使用LLID可以标识每个CM250或STB252，或CM250中的每个业务，或STB252中的每个业务。DA可以包含在以太网帧的前导中。本领域普通技术任意将认识到网络100和200之间的相似性，以及本发明所宣扬的方案和方法将适用于DOCSIS网络200(稍作修改)。因此，为了简洁性起见，DOCSIS网络200将不再和EPoC网络100一样进行详细描述。
尽管没有详细示出和论述，但应理解，本发明的原理可适用于采用光部分或光段的任意混合接入网。图3示出了混合接入网300的实施例，其结构类似于EPoC网络100或DOCSIS网络200。网络300可包括如图3所示进行布置的CO设备310、一个或多个中间设备330以及多个CPE350。具体而言，中间设备330可经由包含光纤314和至少一个分路器320的光线路耦合到CO设备310。CPE350可经由包含电缆和至少一个分路器340的电线路耦合到中间设备330。注意，中间设备330可以远程耦合到CO设备310，或有时驻留在CO设备310中。从用户的角度看，CPE350可以是一种即插即用设备。此外，使用以太网帧的前导中包含的MAC层标识符453(简称为MAC ID)可以标识每个CPE350。这可包括使用MAC ID标识CPE350中每个业务的一些情况。
在实施中，可以认为图1中的OLT110或图2中的CMTS210是CO设备310的具体情况，可以认为CLT130或HFC节点230是中间设备330的具体情况，以及可以认为CNU150或CM250或STB252是CPE350的具体情况。根据应用或上下文，中间设备330可以有各种名称，包括但不限于：CLT、HFC节点、光同轴电缆转换器单元(OCU)、同轴电缆媒体转换器(CMC)、媒体转换器(MC)以及光纤同轴电缆单元(FCU)。本领域普通技术人员将认识到网络100、200和300之间的相似性，以及所宣扬的用于一种特定类型的网络的方案和方法将适用于更通用的网络，例如混合接入网300(若需要，稍作修改)。因此，为了简洁性起见，在下面的描述中，装置、系统、方案和方法的示例性实施例将主要指向EPoC网络，因为了解到相同或相似的原理可以应用于任意通用的混合接入网。
图4示出了混合接入网中(例如，混合接入网300中)的部分分层架构400的实施例。如图4所示，CO设备310可具有MAC层412和MAC层412之下的PHY层414。中间设备330可具有MAC层432，以及MAC层432之下的两个PHY层434和436。CPE350可具有MAC层452和MAC层452之下的PHY层454。MAC层412、432和452彼此类似。例如，在EPoC设置中，MAC层412、432和452均可为处理以太网帧的以太网MAC层。中间设备330作为混合接入网的光段和电段之间的接口点，因此，中间设备330的PHY层434可与PHY层414交互，而中间设备330的PHY层436可与PHY层454交互。在EPoC设置中，PHY层414和434可为EPON光PHY层，PHY层436和454可为EPoC同轴电缆PHY层。
CO设备310可具有标识符，CLT330也可具有标识符。MAC层标识符453(简称为MACID)可在MAC层452中使用，PHY层标识符455(简称为PHY ID)可在PHY层454中使用。MACID453和PHY ID455均可在不同层中使用以标识CPE350。例如，CO设备310可为CPE350指派MAC ID453，中间设备330可为CPE350指派PHY ID455。此外，中间设备330可存储查找或映射表，查找或映射表包括CPE350在内的多个CPE的MAC ID453和PHY ID455。在EPoC网络中，MACID453可为CNU的LLID，而在DOCSIS网络中，MAC ID453可为CM或STB的DA。
分层架构400可被视为汇聚层架构。根据实施方式，混合接入网可能存在多种分层架构，包括但不限于汇聚层、中继器架构、桥接架构和这些项的任意组合。本领域普通技术人员将认识到本文所公开的方案和方法可适用于任意分层架构。
图5示出了在EPoC网络(例如，EPoC网络100)中实施的注册协议500的实施例。注册协议500可为允许CNU150在CLT130和OLT110中注册的MPCP。注册协议500可包括任意数目的步骤，例如图5中标记为510、520、530、540、550、560、570和580的8个步骤。步骤510至530可视为在CLT130中注册CNU150的第一阶段502，而步骤540至580可视为在CLT130中注册CNU150的第二阶段504。此外，阶段502可在物理层(简称为PHY)上实施来完成同轴电缆PHY发现和参数协商，而阶段504可在媒体访问控制层(简称为MAC)上实施来完成EPoC MAC发现和注册。
在开启CNU150并将CNU150连接到电线路(例如，EPoC网络中的同轴电缆)后，CNU150可开始监听下游同轴电缆信道。在步骤510中，CLT130可通过向经由电线路耦合到CLT130的所有CNU传送或发送发现消息来分配同轴电缆PHY发现窗或时间段。可定期广播发现消息以发现新连接的CNU。下游同轴电缆信道可包括预留、间隔开的子载波或音调上的控制信道。可从下游信道的频谱中选择预留音调以携带下游媒体接入计划(MAP)。CNU150可能知道控制信道。具体而言，通过将下游MAP解码为各个正交频分复用(OFDM)符号，CNU150可检测或侦听CLT130何时执行步骤510，也就是说，向耦合到CLT130的所有CUN广播发现消息。发现消息可包括下游MAP，其包含已在OLT110中注册的CNU的所有LLID。因此，已在CLT130中注册的CNU可忽略发现消息，而新连接的CNU150可处理发现消息并对发现消息作出响应。
发现消息可包括有利于CLT130和CNU150之间通信的各种信息。在实施例中，发现消息可指定上游信道描述符(UCD)，其将发射的上游频率、符号速率、调制简表和通信所需的其它参数通知给CNU150。此外，发现消息可包括上游MAP，其可指定为CNU150分配带宽，也就是说，CNU150使用哪个带宽对CLT130作出响应。
在步骤520中，CNU150可将注册请求消息(表示为REGISTER_REQ)发送给CLT130。可在PHY上发送并接收REGISTER_REQ。在步骤530中，CLT130可使用注册消息(表示为REGISTER)对REGISTER_REQ作出响应。注册消息可从CLT130发送到CNU150以指示完成注册。或者，CLT130向CNU150发送登记继续消息来指示完成注册CNU150之前需要其它过程。在步骤520和530中，各种PHY参数和/或过程可通过注册请求和响应消息在CLT130和CNU150之间协商。示例性PHY参数和过程包括但不限于测距、前向纠错、测深、FEQ、信道频率的简表协商、信道数目、其它参数或过程，和它们的组合。
由于PHY参数和过程协商(例如，测距)有时会尝试多次，所以步骤520和530可能需要进行多于一次的迭代。一旦完成协商，CLT130向CNU150指派PHY ID，并向CNU150发送含有PHY ID的注册消息。
CLT130还可在其存储器中存储PHY ID。在接收到PHY ID后，CNU150完成向CLT130进行的PHY注册。根据实施方式，CNU150可或不可向CLT130发送注册确认消息来确认其注册。注册完成后，可初始化CLT130和CNU150之间的同轴电缆信道。注意，在阶段502中，CNU150可能仍然缺少与OLT110通信所需的LLID。
在阶段504中，CLT可作为媒介物促进CNU150在OLT110中进行注册。具体而言，在步骤540中，OLT可通过经由光线路发送第二发现消息到CLT130来分配光学发现窗。在实施中，可(以例如具有相同或类似内容的多个消息的形式)将第二发现消息定期广播给经由光线路耦合到OLT110的所有CLT，包括图5所示的CLT130。可广播第二发现消息以在OLT110中注册所有新连接的CNU。
在步骤550中，CLT130可为CNU150将光学发现窗转换为另一同轴电缆发现窗。具体而言，CLT130可将第二发现消息转换为转换后的发现消息，随后将转换后的发现消息发送到CNU150。
在步骤560中，CLT130可将第二注册请求消息(即，REGISTER_REQ)从CNU150转送到OLT110。具体而言，CNU150的MAC层可将第二注册请求消息发送到CLT130，CLT130可随后将第二注册请求消息转发或转送到OLT110。注意本文中的转送或转发消息可包括在转送前对消息进行某些处理的情况。例如，为了使第二注册请求消息适合在OLT110和CLT130之间的光线路中进行传播，CLT130可按需转换第二注册请求消息的结构。再例如，CLT130可改变消息中包含的时间戳以解决同轴电缆网络和光网络之间的潜在时间差。
在步骤570中，OLT110可解析并验证第二注册请求消息。验证之后，OLT110可经由转送注册消息的CLT130向CNU150发送含有LLID的第二注册消息(即，REGISTER)来向CNU150分配或指派LLID。LLID对于CNU150而言是唯一的。根据实施方式，CNU150可具有一个LLID或者CNU150中的每个业务可具有自己的LLID。CNU150可存储其指派的LLID以指示在OLT110中注册CNU150。
此外，CLT130可监听CNU注册过程，即，从第二注册消息中复制CNU150的LLID，并将LLID存储到其存储器。回想到CLT130已经具有CNU150的PHY ID，因此CLT130可为CNU150建立PHY ID和LLID之间的对应关系。例如，CLT130可建立映射或查找表指示从PHY ID到LLID的对应关系，反之亦然。此外，为了请求和分配带宽，可在OLT110和CNU150之间传送GATE和REPORT消息，CLT130可转送消息。
在步骤580中，CNU150可经由CLT130将注册确认消息(表示为REGISTER_ACK)发送给OLT110。REGISTER_ACK可表示在OLT130中成功注册了CNU150。因此，可初始化经由CLT130的OLT110和CNU150之间的信道并传送数据。可以看出MPCP已有效地从EPON扩展为EPoC。
表1示出了LLID查找表的实施例，LLID查找表可存储在CLT130的缓存中。LLID查找表可包括各种信息，例如耦合到CLT130的所有CNU的PHY ID，耦合到CLT130的所有CNU的LLID，每个CNU对应的简表，以及快速傅里叶变换(FFT)大小(表1中的4092)等信道参数。注意表1中，每个CNU可对应于一个LLID。
CNU ID LLID 简表映射 信道参数
CNU1＝PHY ID X 空 简表A 4092FFT
CNU2＝PHY ID Y …… ……
CNU N＝PHY ID Z
表1：示例性LLID查找表
表2示出了LLID查找表的另一实施例，LLID查找表可存储在CLT130的缓存中。LLID查找表可包括各种信息，例如耦合到CLT130的所有CNU的PHY ID，耦合到CLT130的所有CNU的LLID，每个CNU对应的简表，以及FFT大小、循环前缀长度等信道参数。注意表2中，每个CNU对应于一个LLID，每个LLID可对应于一个业务。此外，简表(例如，简表A)可包括应用到特定CNU的调制阶数或编码方案。信道参数可包括OFDM信道信息，例如符号时长、FFT大小、循环前缀(CP)长度等。另外，服务质量(QoS)可基于各个LLID，并可从OLT110扩展到CLT130，然后扩展到CNU。QoS可通过基于每个LLID应用流量整形来扩展以保证服务提供商的服务水平协议(SLA)。
表2：另一示例性LLID查找表
通过应用本文公开的方案，可扩展EPON MPCP信令协议以通过OLT和CNU注册来支持EPoC网络。CLT中的LLID查找表可包括设计用于映射到OFDM信道或简表信息的信息，这样OLT可以通过光线路和电线路与CNU通信。注意在EPoC架构中EPON ONU可与CNU共存，在EPoC架构中，可在连接到EPON网络的ONU或连接到EPoC网络的CNU上运行来自OLT的MPCP。
图6A和6B示出了注册方法600的实施例，注册方法600可由混合接入网(例如，混合接入网300)中的中间设备(例如，中间设备330)实施。方法600可由中间设备执行以与通过光线路耦合到中间设备的CO设备和通过电线路耦合到中间设备的多个CPE进行交互。因此，一个或多个新连接的CPE可在中间设备和CO设备中注册。
方法600可始于步骤610，其中方法600可向需要注册的CPE在内的多个CPE发送第一发现消息。回想到可定期广播发现消息，因此第一发现消息可为任意被广播的消息。在步骤620中，方法600可(例如，在PHY层上)接收来自CPE的第一注册请求消息，其中CPE基于第一发现消息生成第一注册请求消息。在步骤630中，方法600可基于第一注册请求消息向CPE指派PHY ID。PHY ID还可存储在中间设备中。在步骤640中，方法600可向CPE发送含有PHYID的第一注册消息。第一注册消息可向所有CPE进行广播，但是其它已注册的CPE可忽略该消息。在步骤642中，方法600可进一步在CPE和中间设备之间交换消息以协商一个或多个物理层参数。步骤610至640或642可使CPE在中间设备中注册。
接着，在步骤650中，方法600可(例如，在MAC层上)接收来自CO设备的第二发现消息。在步骤660中，方法600可将第二发现消息转换或变换为适于在电线路上传输的转换后的发现消息。在步骤670中，方法600可将转换后的发现消息发送给多个CPE，其中转换后的发现消息可或不可包括源(例如，CO设备的ID和/或中间设备的ID)。
在步骤680中，方法600可(例如，在MAC层上)将第二注册请求消息从CPE转送到CO设备，其中CPE基于第二发现消息生成第二注册请求消息。回想到转送消息可包括方法600执行转换或处理，例如以使消息适当地在介质中移动。例如，中间设备可改变消息中包含的时间戳以解决同轴电缆网络和光网络之间的潜在时间差。在步骤690中，方法600可将第二注册消息从CO设备转送到CPE，其中第二注册消息包括CPE设备的MAC ID。MAC ID可由CO设备指派并发送。在步骤692中，方法600可存储PHY ID和MAC ID以在两个ID之间建立映射。可在转送第二注册消息期间或之后存储MAC ID。在步骤694中，方法600可将注册确认消息从CPE转送到CO设备，其中CPE生成注册确认消息以响应第二注册消息。步骤650至694可由中间设备执行以促进CPE在CO设备中进行注册。
本领域普通技术人员应理解本发明的范围内的修改和变形可应用于方法600。例如，可在任意合适的时间存储PHY ID，并且可在任意时间(例如，在完成所有其它步骤之后)将PHY ID映射到MAC ID。此外，将PHY ID映射到MAC ID可使用任意合适的数据结构。可跳过一些步骤或者可按需改变执行一些步骤的执行顺序。
上述方案可以在网络部件上实施，例如计算机或网络部件，其具有足够的处理能力、存储资源以及网络吞吐能力来处理其上的必要工作量。图7是网络部件或节点1500的实施例的示意图，所述网络部件或节点1500适用于实施本文所公开的系统或方法的一项或多项实施例，例如，注册协议500和注册方法600。
网络节点1500包含处理器1502，所述处理器与包含以下项的存储器设备通信：辅助存储器1504，只读存储器(ROM)1506，随机存取存储器(RAM)1508，输入/输出(I/O)设备1510，以及发射器/接收器1512。虽然处理器1502作为单个处理器进行描述，但其并不限于此而是可以包括多个处理器。处理器1502可以实施为一个或多个中央处理器(CPU)芯片、核(例如，多核处理器)、现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)，和/或数字信号处理器(DSP)，并且/或者可以是一个或多个ASIC的一部分。处理器1502可用于本文所述的任何方案，包括注册协议方法500和注册方法600。处理器1502可通过硬件或硬件与软件的组合来实施。
辅助存储器1504通常包括一个或多个磁盘驱动器或磁带驱动器，用于数据的非易失性存储，而且如果RAM1508的容量不足以存储所有工作数据，所述辅助存储器则用作溢流数据存储装置。辅助存储器1504可以用于存储程序，当选择执行这些程序时，所述程序将加载到RAM1508中。ROM1506用于存储在程序执行期间读取的指令以及可能读取的数据。
ROM1506为非易失性存储设备，其存储容量相对于辅助存储器1504的较大存储容量而言通常较小。RAM1508用于存储易失性数据，还可能用于存储指令。对ROM1506和RAM1508二者的存取通常比对辅助存储器1504的存取快。
发射器/接收器1512可用作网络节点1500的输出和/或输入设备。例如，如果发射器/接收器1512用作发射器，则其可将数据传出网络节点1500。如果发射器/接收器1512用作接收器，其可将数据传入网络节点1500。此外，发射器/接收器1512可包括一个或多个光发射器、一个或多个光接收器、一个或多个电发射器，和/或一个或多个电接收器。发射器/接收器1512可采用以下形式：调制解调器、调制解调器组、以太网卡、通用串行总线(USB)接口卡、串行接口、令牌环卡、光纤分布式数据接口(FDDI)卡，和/或其它公知的网络设备。发射器/接收器1512可使处理器1502与因特网或者一个或多个内网通信。I/O设备1510为可选或可与网络节点1500的其余部分分离。I/O设备1510可包括视频监控器、液晶显示器(LCD)、触屏显示器，或其它类型的显示器。I/O设备1510可包括一个或多个键盘、鼠标、轨迹球或其它公知的输入设备。
应理解，通过将可执行指令编程和/或加载至网络节点1500，处理器1502、辅助存储器1504、RAM1508和ROM1506中的至少之一被改变，从而将网络节点1500的一部分转换成特定机器或装置(如，CO设备、中间设备，或本发明宣扬的拥有功能的CPE)。可执行指令可存储于辅助存储器1504、ROM1506和/或RAM1508上，并被加载至处理器1502中进行处理。加载可执行软件至计算机所实现的功能可以通过公知设计规则转换成硬件实施，这在电力工程和软件工程领域是很基础的。决定使用软件还是硬件来实施一个概念通常取决于对设计稳定性及待生产的单元数量的考虑，而不是从软件领域转换至硬件领域中所涉及的任何问题。一般来说，经常变动的设计更适于在软件中实施，因为重新编写硬件实施比重新编写软件设计更为昂贵。通常，稳定及大规模生产的设计更适于在如ASIC这样的硬件中实施，因为运行硬件实施的大规模生产比软件实施更为便宜。设计通常可以以软件形式进行开发和测试，之后通过公知设计规则转变成专用集成电路中等同的硬件实施，该集成电路硬线软件指令。由新ASIC控制的机器是一特定的机器或装置，同样地，编程和/或加载有可执行指令的电脑可视为特定的机器或装置。
本发明公开至少一项实施例，且所属领域的普通技术人员对所述实施例和/或所述实施例的特征作出的变化、组合和/或修改均在本发明公开的范围内。因组合、合并和/或省略所述实施例的特征而得到的替代性实施例也在本发明的范围内。在明确陈述数值范围或限制的情况下，应将此类表达范围或限制理解为包含属于明确陈述的范围或限制内的类似量值的迭代范围或限制(例如，从约为1到约为10包含2、3、4等；大于0.10包含0.11、0.12、0.13等)。例如，每当公开具有下限Rl和上限Ru的数值范围时，具体是公开落入所述范围内的任何数字。具体而言，特别公开所述范围内的以下数字：R＝Rl+k*(Ru–Rl)，其中k是从1％到100％以1％增量递增的变量，即，k是1％、2％、3％、4％、5％……50％、51％、52％……95％、96％、97％、98％、99％或100％。此外，还特此公开了，上文定义的两个R值所定义的任何数值范围。除非另有说明，否则术语约摂是指随后数字的±10％。相对于权利要求的某一要素，术语“可选择的”使用表示该要素可以是需要的，或者也可以是不需要的，二者均在所述权利要求的范围内。例如包括、包含和具有等较广义的术语，应被理解为用于支持较狭义的术语，例如“由……组成”、“基本上由……组成”、以及“大体上由……组成”等。因此，保护范围不受上文所述的限制，而是由所附权利要求书定义，所述范围包含所附权利要求书的标的物的所有等效物。每项和每条权利要求作为进一步公开的内容并入说明书中，且权利要求书是本发明的实施例。所述揭示内容中的参考的论述并不是承认其为现有技术，尤其是具有在本申请案的在先申请优先权日期之后的公开日期的任何参考。本发明中所引用的所有专利、专利申请案和公开案的揭示内容特此以引用的方式并入本文本中，其提供补充本发明的示例性、程序性或其他细节。
虽然本发明多个具体实施例，但应当理解，所公开的系统和方法也可通过其它多种具体形式体现，而不会脱离本发明的精神或范围。本发明的实例应被视为说明性而非限制性的，且本发明并不限于本文本所给出的细节。例如，各种元件或部件可以在另一系统中组合或合并，或者某些特征可以省略或不实施。
此外，在不脱离本发明的范围的情况下，各种实施例中描述和说明为离散或单独的技术、系统、子系统和方法可以与其它系统、模块、技术或方法进行组合或合并。展示或论述为彼此耦合或直接耦合或通信的其它项也可以采用电方式、机械方式或其它方式通过某一接口、设备或中间部件间接地耦合或通信。其它变更、替换、更替示例对本领域技术人员而言是显而易见的，均不脱离此处公开的精神和范围。

Claims (17)

1.一种由中间设备实施的方法，其特征在于，包括：
在所述中间设备中注册用户驻地设备CPE，其中所述CPE经由电线路耦合到所述中间设备；以及
促进所述CPE在耦合到所述中间设备的中心局CO设备中进行注册；
在所述中间设备中注册所述CPE包括：
将第一发现消息发送到包含所述CPE在内的多个CPE；
从所述CPE接收第一注册请求消息，其中基于所述第一发现消息生成所述第一注册请求消息；
基于所述第一注册请求消息向所述CPE指派物理层标识符PHY ID；以及
向所述CPE发送含有所述PHY ID的第一注册消息。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，促进所述CPE在所述CO设备中进行注册包括：
从所述CO设备接收第二发现消息；
将所述第二发现消息转换为转换后的发现消息；以及
将所述转换后的发现消息发送给所述多个CPE。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，促进所述CPE在所述CO设备中进行注册还包括：
将第二注册请求消息从所述CPE转送到所述CO设备，其中基于所述第二发现消息生成所述第二注册请求消息；
将第二注册消息从所述CO设备转送到所述CPE，其中所述第二注册消息包括所述CPE设备的媒体接入控制层标识符MAC ID；以及
将注册确认消息从所述CPE转送到所述CO设备，其中生成所述注册确认消息以响应所述第二注册消息。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，进一步包括在转送所述第二注册消息期间或之后存储所述PHY ID和所述MAC ID。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述CO设备通过光线路耦合到所述中间设备，所述第一发现消息包括上游信道描述符UCD和上游媒体接入计划MAP。
6.一种通信装置，其特征在于，包括：
处理器，用于注册经由电线路远程耦合到所述装置的用户驻地设备CPE；以及促进所述CPE在耦合到所述装置的中心局CO设备中进行注册；
至少一个耦合到所述处理器的发射器；以及
至少一个耦合到所述处理器的接收器，
其中注册所述CPE包括：
所述处理器指示所述至少一个发射器经由电线路将第一发现消息发送到包含所述CPE在内的多个CPE；
所述处理器指示所述至少一个接收器接收来自所述CPE的第一注册请求消息，其中所述第一注册请求消息基于所述第一发现消息生成；
基于所述第一注册请求消息向所述CPE指派物理层标识符PHY ID；以及
所述处理器指示所述至少一个发射器向所述CPE发送含有所述PHY ID的第一注册消息。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，促进所述CPE在所述CO设备中进行注册包括：
所述处理器指示所述至少一个接收器通过光线路接收来自所述CO设备的第二发现消息；
将所述第二发现消息转换为转换后的发现消息；以及
所述处理器指示所述至少一个发射器向所述多个CPE发送所述转换后的发现消息。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，促进所述CPE在所述CO设备中进行注册还包括：
将第二注册请求消息从所述CPE转送到所述CO设备，其中基于所述第二发现消息生成所述第二注册请求消息；
将第二注册消息从所述CO设备转送到所述CPE，其中所述第二注册消息包括所述CPE设备的媒体接入控制层标识符MAC ID；以及
将注册确认消息从所述CPE转送到所述CO设备，其中生成所述注册确认消息以响应所述第二注册消息。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，进一步包括耦合到所述处理器的存储器，用于存储所述PHY ID和所述MAC ID。
10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述MAC ID为逻辑链路标识符LLID，所述CPE为同轴电缆网络单元CNU，所述CO设备为光线路终端OLT。
11.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述MAC ID为目的地址DA，所述CPE为线缆调制解调器CM和机顶盒STB中的至少一个，所述CO设备为线缆调制解调器终端系统CMTS。
12.一种通信方法，其特征在于，包括：
从中间设备接收第一发现消息，所述中间设备经由电线路耦合到用户驻地设备CPE；
响应所述第一发现消息,将第一注册请求消息发送到所述中间设备；
从所述中间设备接收第一注册消息，其中所述第一注册消息包括所述CPE的物理层标识符PHY ID；
从所述中间设备接收第二发现消息，其中所述第二发现消息包括耦合到所述中间设备的中心局CO设备的标识符ID；
向所述中间设备发送第二注册请求消息以响应所述第二发现消息；以及
从所述中间设备接收第二注册消息，其中所述第二注册消息包括所述CPE的媒体接入控制层标识符MAC ID。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述CO设备经由光线路远程耦合到所述中间设备。
14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述MAC ID为逻辑链路标识符LLID或目的地址DA。
15.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，进一步包括向所述中间设备发送注册确认消息以响应所述第二注册消息。
16.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，还包括交换所述CPE和所述中间设备之间的消息以协商一个或多个物理层参数。
17.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述PHY ID由所述中间设备指派，所述MAC ID由所述CO设备指派，以及所述PHY ID和所述MAC ID都存储在所述中间设备中。
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