CN115802215A - 基于时分复用无源光网络的用户注册方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于时分复用无源光网络的用户注册方法及系统，该方法包括新上线光网络单元向光线路终端发送注册请求帧；若干个在线光网络单元向光线路终端发送上行数据帧；光线路终端判断注册请求帧和上行数据帧是否发生碰撞；当没有发生碰撞时，光线路终端接收到注册请求帧后，向新上线光网络单元分配唯一标识，完成注册；当发生碰撞时，光线路终端触发注册开窗，并将注册开窗信息告知所有光网络单元，发生碰撞的在线光网络单元收到信息后，重新发送数据帧，新上线光网络单元收到信息后，在注册窗口内重新发送注册请求帧，完成注册。本发明基于带内开窗的方法，解决了周期性开窗造成的资源浪费问题，提高了PON的上行资源使用效率。
Description
技术领域
本发明涉及光通信技术领域，尤其涉及一种基于时分复用无源光网络的用户注册方法及系统。
背景技术
无源光网络(Passive optical network,PON)已经广泛的部署到家庭，并正在向房间延伸，其中，基于时分复用(Time division multiplexing,TDM)的PON(TDM-PON)应用最为广泛。在TDM-PON中，不同的光网络单元(Optical network unit,ONU)通过时分复用技术共享上行带宽，为了避免上行信号碰撞，每个ONU只能在分给自己的时间片内发送。此外，需要定期分配一个时间片(即注册窗口)，用于新上线ONU的注册，在此期间，在线ONU需要暂停业务传送，进而影响了在线业务的时延性能。因此，现有的注册机制，严重限制了TDM-PON对低时延业务的承载，需要进一步改进。
为了解决注册机制存在的问题，现有的方案主要可以分为两类：第一类是优化每次开窗的大小及开窗的频率，通过ONU的上线到达率，建立注册开窗模型，然后，周期性的开窗，用于新上线ONU注册。第二类是分配专门的波长用于注册，然后将注册成功的ONU迁移到工作波长，进而降低注册过程对在线业务的影响。但现有的方案仍然存在缺陷，其中，第一类方案：由于ONU上线频率低，具有突发性，周期性开窗，造成了资源浪费，增大了在线业务的时延；第二类方案：单独的注册波长造成资源浪费。
发明内容
为此，本发明实施例提供了一种基于时分复用无源光网络的用户注册方法及系统，用于解决现有技术时分复用无源光网络中，注册过程引入的时延及资源的浪费的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于时分复用无源光网络的用户注册方法，该方法包括：
新上线光网络单元向光线路终端发送注册请求帧，所述新上线光网络单元为请求接入无源光网络的光网络单元；若干个在线光网络单元向光线路终端发送上行数据帧，所述在线光网络单元为已经接入无源光网络的光网络单元；
光线路终端判断所述注册请求帧和所述上行数据帧是否发生碰撞；
当所述注册请求帧和所述上行数据帧没有发生碰撞时，光线路终端接收到所述上行数据帧后，向所述在线光网络单元发送下行授权帧；光线路终端接收到所述注册请求帧后，向所述新上线光网络单元分配唯一标识，新上线光网络单元完成注册；
当所述注册请求帧和所述上行数据帧发生碰撞时，光线路终端触发注册开窗，为新上线光网络单元分配注册窗口，并将注册开窗信息告知新上线光网络单元和在线光网络单元，发生碰撞的在线光网络单元收到信息后，重新发送数据帧，新上线光网络单元收到信息后，在注册窗口内重新发送注册请求帧，新上线光网络单元完成注册。
在本发明的一个实施例中，所述光线路终端判断所述注册请求帧和所述上行数据帧是否发生碰撞的方法为：
当光线路终端接收到所述注册请求帧时，所述注册请求帧和所述上行数据帧没有发生碰撞；
当光线路终端接没有收到所述注册请求帧时，所述注册请求帧和所述上行数据帧发生碰撞。
在本发明的一个实施例中，在所述注册请求帧和所述上行数据帧发生碰撞时，光线路终端根据接收到的上行数据帧确定与注册请求帧发生碰撞的上行数据帧所对应的在线光网络单元。
在本发明的一个实施例中，当所述注册请求帧和所述上行数据帧没有发生碰撞时，各在线光网络单元的上行数据帧发送成功，光线路终端接收到所述上行数据帧后，向所述在线光网络单元发送下行授权帧。
在本发明的一个实施例中，当所述注册请求帧和所述上行数据帧发生碰撞时，未发生碰撞的在线光网络单元的上行数据帧发送成功，光线路终端接收到所述上行数据帧后，向所述未发生碰撞的在线光网络单元发送下行授权帧，发生碰撞的在线光网络单元的上行数据帧发送失败。
在本发明的一个实施例中，在线光网络单元的上行数据帧发送成功后，光线路终端向相应的光网络单元发送下行授权帧，所述下行授权帧用于告知所述光网络单元删除已经成功发送的数据。
在本发明的一个实施例中，当所述注册请求帧和所述上行数据帧发生碰撞时，在光线路终端通过广播的形式将注册开窗信息告知所有光网络单元同时，光线路终端为发生碰撞的在线光网络单元重新分配带宽。
本发明提供了一种无源光网络系统，该系统包括光线路终端和光网络单元，用以实现上述所述的基于时分复用无源光网络的用户注册方法。
本发明提供了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机软件产品，所述计算机软件产品包括的若干指令，用以使得一台计算机设备执行上述所述的基于时分复用无源光网络的用户注册协议方法。
本发明提供了一种网络装置，该网络装置包括处理器、存储器和总线系统，所述处理器和存储器通过该总线系统相连，所述存储器用于存储指令，所述处理器用于执行存储器存储的指令，以实现上述所述的基于时分复用无源光网络的用户注册协议方法。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
本发明实施例提供了一种基于时分复用无源光网络的用户注册方法及系统，本发明基于带内开窗的方法，解决了现有技术中需要单独注册波长造成的资源浪费问题；本发明光网络单元数据缓存机制是在线光网络单元的上行数据帧发送成功后，将已经成功发送的数据删除，避免了数据丢失；本发明通过识别是否发生碰撞，来触发注册开窗，解决了周期性开窗造成的资源浪费问题，提高了无源光网络的上行资源使用效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施案例或现有技术中的技术方案，下边将对实施例中所需要使用的附图做简单介绍，通过参考附图会更清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应该理解为对本发明进行任何限制，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据这些附图获得其他的附图。其中：
图1为根据实施例中提供的一种基于时分复用无源光网络的用户注册方法的流程图；
图2为根据实施例中提供的无源光网络中注册请求帧和上行数据帧没有发生碰撞时的调度图；
图3为根据实施例中提供的无源光网络中注册请求帧和上行数据帧发生碰撞时的调度图；
图4为根据实施例中提供的一种无源光网络系统的框图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
参照图1所示，本发明提供了一种基于时分复用无源光网络的用户注册方法，该方法包括：
S1：新上线光网络单元向光线路终端发送注册请求帧，所述新上线光网络单元为请求接入无源光网络的光网络单元；若干个在线光网络单元向光线路终端发送上行数据帧，所述在线光网络单元为已经接入无源光网络的光网络单元；
S2：光线路终端判断所述注册请求帧和所述上行数据帧是否发生碰撞；
S3：当所述注册请求帧和所述上行数据帧没有发生碰撞时，光线路终端接收到所述上行数据帧后，向所述在线光网络单元发送下行授权帧；光线路终端接收到所述注册请求帧后，向所述新上线光网络单元分配唯一标识，新上线光网络单元完成注册；
当所述注册请求帧和所述上行数据帧发生碰撞时，光线路终端触发注册开窗，为新上线光网络单元分配注册窗口，并将注册开窗信息告知新上线光网络单元和在线光网络单元，发生碰撞的在线光网络单元收到信息后，重新发送数据帧，新上线光网络单元收到信息后，在注册窗口内重新发送注册请求帧，新上线光网络单元完成注册。
本发明提供了一种基于时分复用无源光网络的用户注册方法，本发明基于带内开窗的方法，解决了现有技术中需要单独注册波长造成的资源浪费问题；通过识别是否发生碰撞，来触发注册开窗，在发生碰撞时为新上线光网络单元分配注册窗口，新上线光网络单元完成注册，在未发生碰撞时向新上线光网络单元分配唯一标识，新上线光网络单元完成注册，解决了周期性开窗造成的资源浪费问题；此外，在线光网络单元的上行数据帧发送成功后，光线路终端向相应的光网络单元发送下行授权帧告知光网络单元删除已经成功发送的数据，避免了数据丢失。本发明方法有效地解决了现有注册机制的带宽资源问题，提高了PON上行资源使用效率。
进一步地，在步骤S1中：
当有新的光网络单元上线时，新的光网络单元向光线路终端发送注册请求帧请求接入无源光网络，若干个已经接入无源光网络的在线光网络单元向光线路终端发送上行数据帧。
进一步地，在步骤S2中：
光线路终端判断注册请求帧和上行数据帧是否发生碰撞；光线路终端判断注册请求帧和上行数据帧是否发生碰撞的方法为：
当光线路终端接收到注册请求帧时，注册请求帧和上行数据帧没有发生碰撞；
当光线路终端接没有收到注册请求帧时，注册请求帧和上行数据帧发生碰撞。
再进一步地，在步骤S3中：
当注册请求帧和上行数据帧没有发生碰撞时，光线路终端接收到上行数据帧后，向在线光网络单元发送下行授权帧；光线路终端接收到注册请求帧后，向新上线光网络单元分配唯一标识，新上线光网络单元完成注册；
当注册请求帧和上行数据帧发生碰撞时，光线路终端触发注册开窗，为新上线光网络单元分配注册窗口，并通过广播的形式将注册开窗信息告知新上线光网络单元和在线光网络单元，与此同时，光线路终端为发生碰撞的在线光网络单元重新分配带宽，发生碰撞的在线光网络单元收到信息后，重新发送数据帧，新上线光网络单元收到信息后，在注册窗口内重新发送注册请求帧，新上线光网络单元完成注册。
当注册请求帧和上行数据帧没有发生碰撞时，各在线光网络单元的上行数据帧发送成功，光线路终端接收到所述上行数据帧后，向在线光网络单元发送下行授权帧；当注册请求帧和上行数据帧发生碰撞时，未发生碰撞的在线光网络单元的上行数据帧发送成功，光线路终端接收到上行数据帧后，向未发生碰撞的在线光网络单元发送下行授权帧，发生碰撞的在线光网络单元的上行数据帧发送失败；
其中，在线光网络单元的上行数据帧发送成功后，光线路终端向相应的光网络单元发送下行授权帧，所述下行授权帧用于告知所述光网络单元删除已经成功发送的数据，即在线光网络单接成功收到下行授权帧后，将已经成功发送的数据删除，避免了数据丢失。
为了更清楚地阐述无源光网络中的调度问题，下面结合具体的实施例进一步进行阐述本发明技术方案及技术效果。
如图2所示，ONU1和ONU2为在线光网络单元，ONU3为新上线光网络单元，ONU3发送的注册请求帧与ONU2和ONU1发送的上行数据帧没有发生碰撞，OLT收到上行数据帧后，向ONU1和ONU2发送下行授权帧，告知数据已收到可以清除缓存中相关数据；OLT收到注册请求帧后，给ONU3分配唯一标识，ONU3完成上线注册。
如图3所示，ONU1和ONU2为在线光网络单元，ONU3为新上线光网络单元，ONU3发送的注册请求帧与ONU2发送的上行数据帧发生碰撞，ONU3注册请求帧和ONU2上行数据帧发送失败，OLT判断此时有新ONU要上线。此时，OLT会触发注册开窗，为ONU3分配注册窗口，用于ONU3上线注册，并通过广播的形式将开窗信息告知所有ONU。与此同时，OLT为发生碰的ONU2重新分配带宽,通过下行授权帧通知其重新发送数据；ONU3收到广播的注册消息后，在注册窗口内，重新发送注册帧，完成上线注册。其中，OLT在成功收到ONU1或ONU2上线数据帧后会通过下行授权帧通知它们，丢弃已经成功发送的数据。
本发明提供了一种无源光网络系统400，该系统包括光线路终端410和光网络单元420，用以实现上述所述的基于时分复用无源光网络的用户注册方法。
还应理解，在本发明实施例中，根据本发明实施例的无源光网络系统400，可对应于根据本发明实施例的方法的执行主体，并且该无源光网络系统400中的光线路终端410和光网络单元420的操作和/或功能分别为了实现图1至图3中的各个方法的相应流程，为了避免冗余，在此不再赘述。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种基于时分复用无源光网络的用户注册方法，其特征在于，包括：
新上线光网络单元向光线路终端发送注册请求帧，所述新上线光网络单元为请求接入无源光网络的光网络单元；若干个在线光网络单元向光线路终端发送上行数据帧，所述在线光网络单元为已经接入无源光网络的光网络单元；
光线路终端判断所述注册请求帧和所述上行数据帧是否发生碰撞；
当所述注册请求帧和所述上行数据帧没有发生碰撞时，光线路终端接收到所述上行数据帧后，向所述在线光网络单元发送下行授权帧；光线路终端接收到所述注册请求帧后，向所述新上线光网络单元分配唯一标识，新上线光网络单元完成注册；
当所述注册请求帧和所述上行数据帧发生碰撞时，光线路终端触发注册开窗，为新上线光网络单元分配注册窗口，并将注册开窗信息告知新上线光网络单元和在线光网络单元，发生碰撞的在线光网络单元收到信息后，重新发送数据帧，新上线光网络单元收到信息后，在注册窗口内重新发送注册请求帧，新上线光网络单元完成注册。
2.根据权利要求1所述的基于时分复用无源光网络的用户注册方法，其特征在于，所述光线路终端判断所述注册请求帧和所述上行数据帧是否发生碰撞的方法为：
当光线路终端接收到所述注册请求帧时，所述注册请求帧和所述上行数据帧没有发生碰撞；
当光线路终端接没有收到所述注册请求帧时，所述注册请求帧和所述上行数据帧发生碰撞。
3.根据权利要求1所述的基于时分复用无源光网络的用户注册方法，其特征在于，在所述注册请求帧和所述上行数据帧发生碰撞时，光线路终端根据接收到的上行数据帧确定与注册请求帧发生碰撞的上行数据帧所对应的在线光网络单元。
4.根据权利要求1所述的基于时分复用无源光网络的用户注册方法，其特征在于，当所述注册请求帧和所述上行数据帧没有发生碰撞时，各在线光网络单元的上行数据帧发送成功，光线路终端接收到所述上行数据帧后，向所述在线光网络单元发送下行授权帧。
5.根据权利要求1所述的基于时分复用无源光网络的用户注册方法，其特征在于，当所述注册请求帧和所述上行数据帧发生碰撞时，未发生碰撞的在线光网络单元的上行数据帧发送成功，光线路终端接收到所述上行数据帧后，向所述未发生碰撞的在线光网络单元发送下行授权帧，发生碰撞的在线光网络单元的上行数据帧发送失败。
6.根据权利要求4或5所述的基于时分复用无源光网络的用户注册方法，其特征在于，在线光网络单元的上行数据帧发送成功后，光线路终端向相应的光网络单元发送下行授权帧，所述下行授权帧用于告知所述光网络单元删除已经成功发送的数据。
7.根据权利要求1所述的基于时分复用无源光网络的用户注册方法，其特征在于，当所述注册请求帧和所述上行数据帧发生碰撞时，在光线路终端通过广播的形式将注册开窗信息告知所有光网络单元同时，光线路终端为发生碰撞的在线光网络单元重新分配带宽。
8.一种无源光网络系统，其特征在于，包括光线路终端和光网络单元，用以实现权利要求1至7任意一项所述的基于时分复用无源光网络的用户注册方法。
9.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质存储有计算机软件产品，所述计算机软件产品包括的若干指令，用以使得一台计算机设备执行权利要求1至7任意一项所述的基于时分复用无源光网络的用户注册协议方法。
10.一种网络装置，其特征在于，包括处理器、存储器和总线系统，所述处理器和存储器通过该总线系统相连，所述存储器用于存储指令，所述处理器用于执行存储器存储的指令，以实现权利要求1至7任意一项所述的基于时分复用无源光网络的用户注册协议方法。
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