专利名称：无源光网络中前向纠错功能的配置方法
技术领域：
本发明涉及光纤网络接入技术领域，特别涉及无源光网络中前向纠错(Forward Error Correction，FEC)功能的配置方法。
背景技术：
在网络接入技术领域中，除了目前已经充分发展的数字用户线(DigitalSubscriber Line)技术之外，光纤接入技术也蓬勃兴起，特别是以点到多点为主要特征的无源光网络(Passive Optical Network，PON)技术。PON网的基本原理是在一定的物理限制和带宽限制条件下，让尽可能多的终端设备来共享局端设备和馈送光纤。由于这种方案需要的光纤较少，端局的光接口成本较低，因此它能为企业或住宅用户提供比传统的点到点和环形结构光网络更经济的高速光接入方式。目前主要的PON技术包括适用于异步传输模式(Asynchronous Transfer Mode，ATM)的ATM无源光网络(ATMPassive Optical Network，APON)和宽带无源光网络(Broadband PassiveOptical Network，BPON)；适用于以太网传输的以太无源光网络(EthernetPassive Optical Network，EPON)；适用于ATM和以太网传输的千兆比特速率无源光网络(Gigabit Passive Optical Network，GPON)。其中GPON是当前几种PON中技术最全面成熟的，兼容ATM和IP网络，能够支持多业务，具有线路速率高、维护管理完善等优点。
PON系统包括如下三个部分光线路终端(Optical Line Termination，OLT)、光分布网(Optical Distribution Network，ODN)和光网络单元(OpticalNetwork Unit，ONU)。图1示出了PON系统各个组成部分连接关系示意图。OLT 101为PON系统提供业务节点接口(Service Node Interface，SNI)，并连接ODN 102，在实际应用中，一个OLT可以连接一个以上的ODN；ODN 102是无源分光器件，连接多个ONU 103，用于将OLT 101下行的数据分路传输到各个ONU 103，同时将多个ONU 103的上行数据通过时分复用的方式汇总传输到OLT 101；ONU 103为PON系统提供用户网络接口(User Network Interface，UNI)，并与ODN 102相连。如果ONU直接提供用户端口功能，例如以太网用户端口或传统电话业务(Plain OldTelephone Service，POTS)端口，则称为光网络终端(Optical NetworkTermination，ONT)。如无特殊说明，以下所提到的ONU均包括ONU和ONT。
GPON下行帧由下行物理层控制块(Physical control block downstream，PCBd)和有效净荷组成，其帧结构如图2所示，其中，PCBd从左至右分为物理层同步(Physical Synchronization，PSync)，占用4字节，用于对帧进行识别；识别(Ident)字段，占用4字节，其结构如图3所示，包含1比特的FEC指示位、1比特保留位和30比特的超帧计数(super frame counter)，其中FEC指示位用于指示本下行帧是否使用了FEC编码，超帧计数作为下行数据加密解密算法的输入参数；下行物理层操作管理和维护(Physical Layer Operations，Administrationand Maintenance downstream，PLOAMd)，占用13字节，包含一条物理层操作管理和维护(Physical Layer Operations，Administration andMaintenance，PLOAM)消息，所述PLOAM消息用于OLT和ONU间建链过程和链路维护中的操作管理和维护(Operations，Administration andMaintenance，OAM)，一个PLOAM消息类型对应一种很具体的功能，如调整光功率消息、分配流量容器(Transmission Container，T-CONT)消息等比特交织校验(Bit-Interleaved Parity，BIP)，占用1字节，保存从上一个帧BIP字段之后到本帧BIP字段前所有字节的校验值，校验结果用作错码率统计；连续两个相同的下行净荷长度(Payload Length downstream，PLend)，各占用4字节，用于指示本下行帧的有效净荷的长度；上行带宽映射(upstream Bandwidth Map，US BW Map)，占用N个8字节的映射块，每个映射决包括Alloc id，、Flags、起始时刻(Start time)、结束时刻(Stop time)和循环冗余校验(CRC)五个部分。起始时刻和结束时刻指示了上行帧发送区间的起始和终止位置点，Alloc id标识允许在这个区间发送数据的T-CONT，Flags中包含1比特的上行功率调整序列(Power Levelling Sequence upstream，PLSu)发送指示位、1比特上行物理层操作管理和维护(PLOAMu)发送指示位、1比特FEC功能启用指示位、2比特上行动态带宽上报(Dynamic Bandwidth Report upstream，DBRu)发送指示位。在上行帧中，PLSu是用于功率调整时发送的定长数据，PLOAMu包含一条PLOAM消息，DBRu按照下行指定的格式上报DBA算法需要的相关信息。其中PLSu、PLOAMu和DBRu的发送指示位取值为允许发送时，对应的上行发送区间内，ONU将发送对应的上行帧字段，否则不发送；FEC功能启用指示位表示对应上行帧是否使用FEC编码。多个映射块可以使不同的ONU和不同的T-CONT的数据在同一个上行帧中都得到发送。
GPON上行帧由多个ONU公用，其中一个ONU发送部分的帧结构如图4所示，由下行帧映射块指示的起始时刻开始，包括上行物理层开销(Physical Layer Overhead upstream，PLOu)、PLOAMu、PLSu、DBRu和有效净荷，直到下行帧映射块指示的结束时刻，其中PLOAMu、PLSu、DBRu根据上行带宽映射中的指示要求添加，所以是可选的。
PLOu包括前导码(Preamble)、定界码(Delimiter)、BIP、ONU标识(ONU-ID)和指示(Ind)字段，前导码和定界码用于物理层帧同步等功能，ONU-ID是OLT分配给ONU的唯一标识，这里上报ONU-ID，用于OLT判断实际发送情况是否符合下行分配。
所述PLOAM消息的帧结构如图5所示，一个PLOAM消息长13字节，包括1字节的ONU-ID，用于唯一标识ONU设备；1字节的消息标识(Message id)表示消息类型；10字节的数据(Data)用于存放消息的具体内容，因消息类型而异；1字节的CRC对前面12个字节进行校验保护。
上述FEC是通过对原始数据编码，使接收端能够直接从编码后的数据流中检查出数据传输发生的错误，并能够一定程度的纠正传输误码的一种编码纠错方法。采用FEC方法能大大降低误码率，可以在同样的接收结果下节省发送功率。
目前GPON标准要求在FEC中使用Reed-Solomon编码方法。从帧头开始，GPON帧的原始数据以239字节为单位被分成若干部分，对于每一个239字节的原始数据，计算出16字节的FEC编码校验字，将校验字加在原始数据之后，形成255字节为单位的编码块；对于最后一块不足239字节的原始数据，计算校验时用固定值的字符填充成239字节，算出校验后，去掉填充部分，发送的是不足239字节的原始数据和16字节校验。例如，图2所示的GPON下行帧，经过FEC编码后格式如图6所示。
FEC功能在OLT上必须支持，但不是每个ONU都必须支持，也不是必须启用的。当ONU作为接收端收到FEC处理的下行帧时，如果该ONU支持FEC功能，则用每一编码块中的校验字对本编码块中的原始数据进行校验，发现并纠正其中由于传输导致的错误，再去掉校验字形成如图2所示格式的下行帧；如果该ONU不支持FEC功能，则直接按照预先设定的编码算法提取编码块中的原始数据，而对校验字不作处理。在上行帧中使用FEC功能是由ONU作为发送端对GPON上行帧采用FEC方式进行处理，由OLT作为接收端对FEC处理后的GPON上行帧进行纠错和恢复。
在使用和停用FEC功能前，接收端必须以某种方式知道发送端在所发送的数据帧中启用或停用了FEC功能，这样接收端才能正确地处理数据帧，这称为FEC功能的配置。现有技术中采用如下方式进行FEC功能的配置在下行方向，OLT作为发送端，用下行帧PCBd字段中Ident字段的FEC指示位，表示本下行帧的FEC功能是否处于使能状态，值为0表示FEC没有使能，本帧没有进行FEC编码，值为1表示FEC使能，本帧进行了FEC编码；Ident字段中的FEC指示位没有校验保护，更没有纠错保护，所以FEC状态指示位可能出错。所以现有标准采取的做法是缺省下行FEC功能关闭，ONU不解码。当FEC设置为使能状态时，所述FEC指示位设置为1，ONU连续4次收到下行FEC指示位为1时，ONU才认可下行FEC状态已设置为使能；下行FEC关闭时处理方法与此相同，故不作赘述。
在上行方向，ONU作为发送端，用上行帧PLOu字段中Ind字段里占1比特的FEC指示位来表示本上行帧FEC功能是否处于使能状态，值为0表示FEC功能不使能，值为1表示FEC功能使能。但实际上，OLT在对应的US BW map块中Flags字段里的FEC功能启用指示位设置ONU上行FEC编码状态，设置后ONU应立刻改变，上行帧中FEC指示位没什么实际作用。
现有的这种FEC功能配置方法，存在以下缺点在下行方向，用于指示FEC使能功能的Ident字段的FEC指示位没有校验保护，因而是不可靠的，为防止因为FEC指示位出错使得ONU误认为目前FEC使能状态已改变，故当ONU连续收到4个下行帧中的FEC指示位都相同，并且和当前FEC使能状态不同，才认可FEC使能状态改变，但这样导致的后果是在ONU接收到第4个报文之前的3个报文本身编码状态已改变，但ONU还没有认可，所以不能被正确处理而造成瞬时丢包；由于传输误码引起的FEC指示位出错还可能造成不能一次性连续接收到4个正确的FEC指示位，造成ONU不能及时变更FEC状态，进一步引起丢包。
在上行方向，FEC使能的变化仅由OLT决定，OLT没有自动获得ONU的FEC支持能力的方法，需要操作者在配置前了解相关的全部ONU的FEC支持能力，否则ONU不支持FEC，而OLT却下发使能命令，将导致断链。在实际使用中这种方法增加了维护难度。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于，提出一种PON中FEC功能的配置方法，可以使FEC使能指示更加可靠。该方法包括如下步骤A、光线路终端OLT向光网络单元ONU发送FEC使能指示；B、ONU对所收到的FEC使能指示进行校验，如果校验通过，则执行步骤C；如果校验不通过，则退出本流程；若OLT发送的FEC使能指示为使能，OLT侧对数据帧启用FEC功能进行处理；若OLT发送的FEC使能指示为不使能，OLT侧对数据帧停止使用FEC功能进行处理；若ONU识别出所述FEC使能指示为使能，则ONU侧对数据帧启用FEC功能进行处理；若ONU识别出所述FEC使能指示为不使能，ONU侧对数据帧停止使用FEC功能进行处理。
较佳地，步骤A所述发送FEC使能指示为发送带有FEC使能指示位的物理层操作管理和维护PLOAM消息；则步骤B所述对所收到的FEC使能指示进行校验为对所收到的带有FEC使能指示位的PLOAM消息进行校验。
所述PLOAM消息为带有超帧标识的PLOAM消息。
所述对数据帧启用/停止使用FEC功能进行处理包括OLT对要发送的所述超帧标识对应的下行帧以及之后发送的下行帧启用/停止使用FEC功能进行处理；ONU对所收到的所述超帧标识对应的下行帧以及之后收到的下行帧启用/停止使用FEC功能进行处理。
或者，所述对数据帧启用/停止使用FEC功能进行处理包括所述PLOAM消息的目标ONU收到所述超帧标识对应的下行帧以及之后收到下行帧后，对所要向OLT返回的上行帧启用/停止使用FEC功能进行处理；OLT判断在发出所述超帧标识对应的下行帧之后收到的上行帧是否来自所述pLOAM消息的目标ONU，若是，则对所述上行帧启用/停止使用FEC功能进行处理；否则，按照原有方式进行处理。
步骤B所述校验通过后或步骤C中ONU对FEC指示识别之后，进一步包括ONU向OLT返回确认信息；则所述步骤C中OLT侧的操作为OLT收到配置目标ONU的确认信息之后，则按照所发送的FEC指示对数据帧启用/停止FEC功能进行处理。
步骤A所述发送FEC使能指示可以为OLT用广播的方式发送FEC使能指示。
所述PLOAM消息为激活过程的上行管理开支UO消息。
步骤C所述数据帧为从测距请求开始的下行帧。
本发明方法还可以在下行帧帧头独立消息格式以外的部分中增加对FEC指示的校验字段；步骤B所述ONU对所收到的FEC使能指示进行校验为根据校验字段对FEC指示位进行校验。
较佳地，所述校验字段设置于识别字段的保留位。
较佳地，所述ONU对收到的FEC使能指示进行校验包括当收到的FEC指示位发生改变时，如果连续N个帧中使用校验字段校验通过，并且FEC指示位的值相同，则校验通过，否则校验不通过；所述N为大于1的整数。
本发明的目的还在于，提出一种PON中FEC功能的配置方法，使ONU能够向OLT上报自身的FEC支持能力。该方法包括如下步骤a、ONU根据自身设备对FEC功能的支持情况，设置FEC支持能力指示，并将所设置的FEC支持能力指示向OLT发送；b、OLT记录所收到的ONU的FEC支持能力。
步骤b之后进一步包括c、OLT根据所收到的ONU的FEC支持能力进行FEC功能配置，所述功能配置至少包括对不支持FEC的ONU，OLT不使能上行FEC功能。
较佳地，步骤a之前进一步包括OLT向ONU发送要求ONU进行FEC支持能力上报的请求。
步骤a所述设置FEC支持能力指示为设置PLOAM消息中的FEC支持能力指示位。
所述PLOAM消息为激活过程中ONU处于串号状态时向OLT上报的光网络单元串号SN ONU消息。
步骤a所述设置FEC支持能力指示为设置ONT管理控制接口OMCI的可用于ONU能力上报的管理实体ME中的FEC支持能力字段。
从以上技术方案可以看出，通过PLOAM消息来携带FEC使能指示，由于PLOAM消息本身带有CRC校验，并且FEC使能指示的接收端可以发送确认消息通知发送端，因此FEC使能指示更加可靠，从而避免了现有技术中由于FEC使能指示不可靠造成的丢帧现象；或者通过在下行帧中增加对下行FEC指示字段的校验字段，提高FEC使能指示的可靠性，减少FEC使能状态变更过程中的丢帧现象；通过PLOAM消息还可以携带上行FEC支持能力指示，或者通过OMCI ME携带上行FEC支持能力指示，使得ONU对FEC功能的支持能力可以上报给OLT，OLT可以在了解ONU对FEC功能支持能力的基础上配置FEC功能，从而减少人工的维护工作，避免现有技术中由于OLT向不支持FEC功能的ONU发出FEC使能指令造成的断链现象。
图1为PON系统网络结构示意图；图2为GPON下行帧结构示意图；图3为GPON下行帧中的识别字段的结构示意图；图4为GPON上行帧结构示意图；图5为PLOAM消息格式示意图；图6为采用FEC功能编码后GPON下行帧结构示意图；图7为本发明实施例一下行方向的FEC功能配置过程中，ONU的处理流程图；图8为本发明实施例一向特定的ONU发送单播使能FEC控制消息的OLT的处理流程图；图9为现有技术对ONU的激活过程流程图；图10为本发明实施例三修改后的GPON下行帧识别字段的结构示意图。
具体实施例方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步的详细阐述。
本发明的核心内容为由OLT采用具有数据保护的通知方式，通知ONU是否启用FEC功能，ONU收到启用FEC功能的通知，经过校验无误后，则根据所收到的通知决定是否启用FEC方式处理所接收或将要发送的数据帧；由ONU采用具有数据保护的通知方式，将自身对FEC功能的支持能力上报OLT，OLT根据所了解ONU对FEC功能的支持能力，进行FEC功能配置或其他管理操作。
下面采用具体实施例分OLT通知ONU是否启用FEC功能以及ONU上报FEC支持能力这两个方面对本发明内容作进一步说明。
实施例一通过定义新的PLOAM消息实现OLT通知ONU是否启用FEC功能。
为兼容已有的GPON芯片，OLT可以通过由新增的PLOAM消息携带FEC使能标志的方式，通知ONU是否启用FEC功能。由于PLOAM消息本身是有CRC校验的，因此采用这种方法，其FEC使能标志比现有技术下行帧Ident字段中的FEC使能位要可靠得多。
为达到上述发明目的，本实施例采用一条专门定义的PLOAM消息来实现下行方向FEC功能的配置，所定义的PLOAM消息称为FEC控制消息(FECControl Message)，其具体内容如表1所示
表1从表1中可以看出，FEC控制消息中包括目标指示、消息标识、下行FEC使能标志以及下行FEC使能状态生效的超帧ID。其中，目标指示的内容如果是ONU-ID，表明该消息为单播消息，且发送的目标为ONU-ID所对应的ONU；目标指示的内容如果是0xFF，表明该消息为广播消息，且发送的目标为该OLT连接的所有ONU。消息标识表示了本消息的类型，本实施例中，将“00010100”定义为FEC控制消息的消息标识，实际上也可将FEC控制消息的消息标识定义为其他值。
采用表1所示的FEC控制消息，下行方向的FEC功能配置过程中，ONU的处理流程如图7所示，包括如下步骤步骤701ONU收到来自OLT的下行PLOAM消息，对所收到消息进行CRC校验，判断是否校验通过，若是，则执行步骤702，否则丢弃该消息并结束本流程；步骤702根据消息中第2字节的内容，确定本消息为FEC控制消息，判断该消息第1字节中的目标指示是否与本设备的ONU-ID匹配，若是，则执行步骤703，否则结束本处理流程；所述匹配可能有两种情况，一是目标指示中的内容与本设备的ONU-ID一致，二是目标指示内容表明该条消息为广播消息，即目标指示的内容为0xFF；如果根据消息中第2字节的内容，确定本消息为其他类型消息，则按照相应的处理流程进行处理，具体处理过程不是本发明内容。
步骤703记录该消息中第4字节至第7字节的超帧ID，根据第3字节的FEC使能指示确定将要启用或关闭FEC功能，并向OLT返回带有ONU-ID的确认消息，如果收到该确认消息，OLT可知ONU已接受FEC功能配置；步骤704ONU收到来自OLT的下行帧，判断所收到下行帧的超帧ID是否与已记录的超帧ID匹配，若是，则执行步骤705，否则按现有FEC编码状态处理下行帧，处理完毕后继续执行本步骤；步骤705按照步骤703中记录的下行FEC编码状态并根据本ONU设备是否支持FEC功能，对该超帧以及之后收到的超帧进行相应处理若记录为启用下行FEC编码，ONU收到的下行帧包含FEC编码，当本ONU设备支持FEC功能，则对本超帧以及之后收到的超帧进行FEC纠错解码处理，当本ONU设备不支持FEC功能，则按照预先设定的编码算法提取本超帧以及之后收到的超帧中的原始数据。若记录为关闭下行FEC编码，ONU收到的下行帧没有FEC编码，本ONU设备直接处理收到的帧。
图8所示为向特定的ONU发送单播使能FEC控制消息的OLT的处理流程，包括如下步骤，其中，FEC使能标志设置为使能步骤801生成一条FEC控制消息，所述FEC控制消息依照表1所示内容定义，包括目标ONU-ID、预定启用FEC功能的超帧ID、下行FEC使能标志等；步骤802向下行方向发送所生成的FEC控制消息；步骤803判断是否收到来自ONU的确认消息，若是，则执行步骤804，否则继续按现有FEC功能状态处理下行帧，或者重新确定启用FEC功能的超帧ID并转至步骤801；为了避免陷入死循环，可以对重发FEC控制消息的次数进行限定，如果超过一定次数还没有收到确认消息则按现有FEC功能状态处理下行帧；所述判断的具体做法可以是判断是否在发送预定ID的超帧之前收到确认消息；或者在步骤802发送FEC控制消息时启动预定时长的定时器，此处判断即为判断是否在该定时器超时之前收到确认消息；步骤804对预定的ID号以及其后的超帧启用FEC编码处理，再向下行方向发送超帧。
对于FEC控制消息携带下行FEC使能标志为不使能的情况，可依照图7所示流程给出相应流程，故不再赘述。
如果该FEC控制消息为广播的消息，除了FEC控制消息的第1字节按照表1所示改为0xFF外，步骤803所述判断为判断是否收到已注册到本OLT的所有ONU的确认消息，具体做法是收到来自ONU的确认消息后，记录该确认消息中的ONU-ID，当所记录的ONU-ID与本地存储的ONU-ID全部符合时，则认为收到了所有ONU的确认消息。如果超过流程保护时间仍没有收到所有ONU的确认消息，则可以再发送一次FEC控制消息，重新触发FEC功能配置。为了避免陷入死循环并考虑到操作时间不宜太长等因素，所述重新触发的次数可设定为1。
本实施例方案中，由于携带FEC使能标志的PLOAM消息带有CRC校验，确保其FEC使能标志更加可靠；不仅如此，使用超帧ID确定FEC功能状态变更时间，并且ONU收到FEC使能标志要返回确认信息，使得FEC功能配置的过程中，避免了丢包。
本实施例方案还可用于上行方向的FEC功能配置。用于进行上行方向FEC功能配置的PLOAM消息的定义雷同于表1，只是其中第二字节的消息标识应与其他PLOAM消息不同，表明该消息为用于上行的FEC控制消息。根据所述方式定义的PLOAM消息，进行上行FEC功能配置过程中，ONU的处理流程也雷同于图7，只是其中步骤704变为ONU收到来自OLT的下行帧，判断所收到下行帧的超帧ID是否与已记录的超帧ID匹配，若是，则执行步骤705，否则按现有FEC编码状态处理上行帧，处理完毕后继续执行本步骤；
步骤705变为按照步骤703中记录的上行FEC编码状态，对收到该下行超帧之后发送的上行帧进行相应处理若记录为启用上行FEC编码，则之后发送的上行帧启用FEC功能进行编码；若记录为关闭上行FEC编码，则之后发送的上行帧不使用FEC功能进行编码。
当然，也可以将上下行FEC控制消息合并为一个消息，在消息中增加表示上行或下行的字段即可。
实施例二对已有的PLOAM消息进行扩展，以实现下行方向FEC功能的配置。
在GPON正常进行业务之前，首先要通过激活过程对ONU进行配置，本实施例即是在激活过程的现有的PLOAM消息中增加下行FEC使能控制。
首先对激活过程进行说明。每个ONU设备都有一个唯一、绑定的串号(serial number)。OLT可以配置只允许接入某些串号来对设备进行接入权限的管理，也可以不做限制，这种方式称为自动发现。在正常激活过程中，涉及到的ONU状态有初始状态(Initial-state)、待机状态(Standby-state)、串号状态(Serial-Number-state)、测距状态(Ranging-state)和业务状态(Operation-state)，以上ONU状态分别简称为O1状态、O2状态、O3状态、O4状态和O5状态。
现有标准规定的激活流程如图9所示，包括如下步骤步骤901ONU上电时初始状态为O1，本地处于信号丢失(lose of signal，LOS)或丢帧(lose offrame，LOF)告警状态；OLT向ONU发送下行数据；一旦接收到来自OLT的数据，LOS和LOF告警清除，ONU迁入O2状态；步骤902OLT向ONU发送上行管理开支(Upstream_Overhead，UO)消息，这个消息是OLT广播给所有ONU的，其中指明了ONU发送数据使用的物理层定界等字段格式、初始发光功率模式等，处于O2状态的ONU接收该消息后，按照消息参数配置自己，然后迁入下一个状态O3；步骤903OLT发送一个向所有ONU广播的串号(Serial_Number，SN)请求；
步骤904ONU收到请求后，上报ONU串号(Serial_Number_ONU，SN_ONU)消息，其中信息有串号、是否支持ATM/GPON封装方法(GPONEncapsulation Method，GEM)数据传输、当前发光功率模式等；步骤905OLT收到SN_ONU消息后，对允许接入的串号，则使用分配ONU-ID(Assign_ONU-ID)消息给每个ONU分配ONU-ID，此消息的ONU-ID字段仍是广播的，ONU根据消息内容中的串号识别是分给谁的ONU-ID，得到ID的ONU，进入O4状态；SN_ONU请求的特征是下行帧中包含的BW map块，其中的Alloc id值是254，表示是广播给所有ONU，当多个ONU收到该请求时，采用随机延时的方法避免响应数据的冲突。
步骤906OLT向特定ONU发送测距(Ranging)请求；步骤907ONU收到测距请求后，向OLT返回SN_ONU消息，此SN_ONU与步骤904向OLT返回的SN_ONU消息内容完全相同；步骤908OLT测量所收到SN_ONU消息的延时，计算出该ONU的等效延时(Equalization Delay，EqD)，并用测距时间(Ranging_Time)消息携带所测量的EqD值发送至该ONU，ONU收到RT消息并将收到的EqD值配置下去即迁入O5状态。
进入O5状态后，ONU就算激活了，可以正确的发送上行数据和执行来自OLT的消息了。
不同距离的ONU接入同一个OLT光口时，OLT的同一个下行帧广播到达各ONU的时刻有差异，而ONU上行发送是从接收到下行帧的时刻开始计时，所以OLT需要用测距过程发现各ONU到OLT距离之间的差值，并通过对每个ONU分配一个延时值，使所有ONU对OLT看来好像是处在同样远的位置上，这个延时即为EqD。在步骤902所发送的UO消息中，OLT分配给所有ONU同一个初始的EqD值；步骤906～908OLT对单个ONU执行测距操作，重新分配一个精确的EqD值。
测距请求的形式雷同SN_ONU请求，但是这次BW map中的alloc id取参加本次测距的ONU的ID。ONU和OLT发送的两个PLOAM消息也需要指定该ONU的id。
激活后，ONU上还需要建立好ONT管理控制接口(ONT Managementand Control Interface，OMCI)所使用的ATM或GEM通道，如分配OMCI通道的端口标识或虚通路标识(Virtual Path Identifier，VPI)、虚通道标识(Virtual Channel Identifier，VCI)，之后其他业务通道建立、配置数据下发等启动操作都通过OMCI通道完成。整个启动过程完成后，PLOAM消息还需要处理OLT和ONU之间的链路维护等信息和命令的交互，如链路故障指示的告警传达、通道加密功能启用等。
本实施例通过在激活过程现有的PLOAM消息中增加下行FEC使能控制字段来实现本发明目的，具体是UO消息的第10字节中增加下行FEC使能控制字段，本实施例的UO消息内容如表2所示
表2根据表2，第10字节的f位即为下行FEC使能位，并且规定将在测距请求及其之后的下行帧启用FEC功能。通过这样的定义，带有下行FEC配置功能的ONU激活过程的处理流程为图9所示的流程基础上，作如下变化步骤902中，OLT广播的UO消息为依据表2所示的携带下行FEC使能位的UO消息，ONU收到该UO消息，通过CRC校验和消息检查后记录下行FEC使能位的值；如果UO消息没有通过CRC校验和消息检查，则按照现有技术的相应流程进行处理；所述消息检查包括对消息类型、目标标识的检查。
步骤906中，OLT所述发送测距请求为如果步骤902中的UO消息中的FEC使能位设置为使能，则启用FEC功能对测距请求进行编码，并将编码后的测距请求发送至ONU；并且以后所发送的下行帧都启用FEC功能编码，否则按照原有方式发送测距请求；步骤907中，ONU收到测距请求后，按照所记录的下行FEC使能位的值决定是否启用FEC功能，若是，则启用FFC功能对所收到的测距请求进行解码，并且对之后收到的下行帧都启用FEC功能解码，否则按照原有方式进行处理。
实施例三将下行帧Ident字段的保留位作为下行FEC指示位的校验码，实现下行方向FEC功能配置。
现有技术中已有下行方向的FEC功能配置方案，其问题仅在于其下行帧Ident字段中的FEC指示位没有校验保护，本实施例就是对现有的FEC指示位增加校验保护，这样可以在最少量修改现有协议的基础上实现本发明目的。
根据本实施例方案，图3所示的现有下行帧Ident字段的结构变为图10所示形式，其中FEC指示位和超帧计数保持不变，原保留位变为FEC指示校验位，其编码规则如下用作奇校验时，FEC指示位和FEC指示校验位这两个比特中值取“1”的比特数为奇数；偶校验时，FEC指示位和FEC指示校验位中值取“1”的比特数为偶数。
当ONU收到下行帧时，对FEC指示位和FEC指示校验位的值进行判断，如果满足上述规则，则判定校验通过，并按照FEC指示位的值决定是否启用FEC功能；否则校验不通过，不改变FEC功能的启用状况。这样，在此2个比特没有同时出错的情况下，可以起到保护FEC指示位的作用。
为进一步提高校验的可靠性，所述ONU对收到的FEC使能指示进行校验可以包括当收到的FEC指示位发生改变时，如果连续N个帧中使用校验位校验通过，并且FEC指示位的值相同，则校验通过，否则校验不通过。所述N的值为系统中固定或网络侧预先设定，一般可设置为2。
以上三个实施例所述为OLT通知ONU是否启用FEC功能，下面两个实施例为ONU向OLT上报自身FEC支持能力，OLT根据所收到的ONU的FEC支持能力对FEC功能进行配置。
实施例四对已有的PLOAM消息进行扩展，实现ONU的FEC能力上报。
本实施例为对激活过程中的SN_ONU消息进行扩展。由于O3状态和O4状态ONU上报的消息为相同的SN_ONU消息，本实施例中将O3状态上报时的SN_ONU消息中表示ATM支持能力的A比特改为表示ONU的FEC支持能力的F比特，O4状态下，SN_ONU消息不变。
这样，带有ONU的FEC功能上报的激活过程为图9所示流程的基础上作增加如下处理过程步骤904中，ONU上报的SN_ONU消息中，原先表示ATM支持能力的A比特变为表示FEC支持能力的F比特，并根据ONU自身设备对FEC支持能力设置F比特的值，如果支持则设置为1，如果不支持则设置为0；步骤905中，OLT收到SN_ONU消息并通过CRC校验和消息检查后，记录下F比特的值作为对应ONU的FEC支持能力指示；如果SN_ONU消息没有通过CRC校验和消息检查，则按照现有技术的相应流程进行处理。
步骤906中，若OLT需要ONU启动上行FEC功能，OLT根据所记录的F比特的值，对测距请求中上行宽带映射字段中的FEC功能启用指示进行设置如果SN_ONU消息中的F比特设置为1，即支持FEC功能，则测距请求中的FEC功能指示也设置为1，即启用FEC功能；如果SN_ONU消息中的F比特设置为0，即不支持FEC功能，则测距请求中的FEC功能指示也设置为0，即不启用FEC功能。若不需要启动上行FEC功能，则测距请求中上行带宽映射字段中FEC功能启用指示值保持为0；OLT在发送其他下行帧的时候，都可以根据所记录的F比特的值对其中的上行宽带映射字段的FEC功能启用指示进行设置。
步骤907中，ONU判断所收到测距请求中的FEC功能启用指示，如果设置为1，即启用FEC功能，则将对测距请求响应的SN_ONU消息进行FEC编码处理，再发送处理后的SN_ONU消息；如果设置为0，则不启用FEC功能；如果收到其他下行帧，也需要对其中的FEC功能启用指示进行判断，并根据判断的结果决定是否在对接收该下行帧之后发送的上行帧改变FEC功能状态。
以上所述为对现有激活过程中的PLOAM消息进行修改，使其携带FEC支持能力指示位，达到上报FEC能力的目的。也可对其他上行的PLOAM消息进行修改，使其能够携带FEC支持能力指示位；或者类似实施例一的做法，定义一条专门用于上报FEC能力的PLOAM消息。采用PLOAM消息进行FEC能力上报的一般步骤总结如下步骤aONU向OLT发送带有FEC能力指示位的PLOAM消息，所述FEC能力指示位的值根据自身ONU设备是否支持FEC能力进行设置；步骤bOLT对收到的带有FEC能力指示位的PLOAM消息进行校验，如果校验通过，记录其中FEC能力指示位的值，作为对应的ONU的FEC能力指示；如果校验不通过，则依照现有的对PLOAM消息进行校验不通过时的处理步骤进行相应处理。
进行了上述步骤后，在需要启动上行FEC时，OLT根据所记录的ONU的FEC能力指示，设置所发送下行帧中上行BW MAP字段的FEC功能启用指示。
在上述步骤a之前，可以增加如下步骤OLT向ONU发送上报FEC支持能力的请求。
实施例五通过OMCI协议报文实现FEC支持能力上报。
OMCI是ONU管理接口，OLT作为OMCI的管理侧，通过OMCI通道获得的ONU信息，可供网管使用，也可以供OLT本地使用。OMCI管理的信息的组织单位是管理实体(Management Entity，ME)，一个ME是一类相关信息的集合，作为网管可识别和操作的对象，所有ME按照相互关系组成一个树形的管理信息数据库(Management Information Base，MIB)。ME由字段构成，一个字段是可供管理侧进行读写等操作的一个变量。对于OMCI报文也有相应的CRC校验保护措施。标准已定义了用于ONU能力上报的OMCI ME，只需要在现有的用于ONU能力上报的ME中增加一个表示FEC支持能力的字段即可。
通过OMCI ME实现FEC能力上报的步骤为步骤a’ONU向OLT发送OMCI报文，其中包含OMCI ME中FEC支持能力字段的值，该FEC能力指示位的值根据ONU设备自身是否支持FEC能力进行设置；步骤b’OLT对所收到带有FEC能力指示位OMCI报文进行CRC校验及其他报文合法性和匹配检查，如果校验和检查通过，记录其中FEC能力指示位的值，作为发出所述OMCI报文的ONU的FEC能力指示；如果校验不通过，按照现有的OMCI报文校验不通过的处理步骤进行相应处理。
进行了上述步骤后，在需要启动上行FEC时，OLT根据所记录的ONU的FEC能力指示，设置所发送下行帧中上行宽带映射字段的FEC功能启用指示。
在上述步骤a’之前，也可以增加如下步骤OLT向ONU发送上报FEC支持能力的请求。
以上所述实施例虽然都是以GPON为例，但本领域技术人员应当认识到，由于各种PON技术之间具有很强的技术相关性，本发明方法可以应用于其他类型的PON系统中，特别是在GPON基础上发展的下一代PON系统中。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种无源光网络中前向纠错FEC功能的配置方法，其特征在于，该方法包括如下步骤A、光线路终端OLT向光网络单元ONU发送FEC使能指示；B、ONU对所收到的FEC使能指示进行校验，如果校验通过，则执行步骤C；如果校验不通过，则退出本流程；C、若OLT发送的FEC使能指示为使能，OLT侧对数据帧启用FEC功能进行处理；若OLT发送的FEC使能指示为不使能，OLT侧对数据帧停止使用FEC功能进行处理；若ONU识别出所述FEC使能指示为使能，则ONU侧对数据帧启用FEC功能进行处理；若ONU识别出所述FEC使能指示为不使能，ONU侧对数据帧停止使用FEC功能进行处理。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤A所述发送FEC使能指示为发送带有FEC使能指示位的物理层操作管理和维护PLOAM消息；则步骤B所述对所收到的FEC使能指示进行校验为对所收到的带有FEC使能指示位的PLOAM消息进行校验。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述PLOAM消息为带有超帧标识的PLOAM消息。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对数据帧启用/停止使用FEC功能进行处理包括OLT对要发送的所述超帧标识对应的下行帧以及之后发送的下行帧启用/停止使用FEC功能进行处理；ONU对所收到的所述超帧标识对应的下行帧以及之后收到的下行帧启用/停止使用FEC功能进行处理。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对数据帧启用/停止使用FEC功能进行处理包括所述PLOAM消息的目标ONU收到所述超帧标识对应的下行帧以及之后收到下行帧后，对所要向OLT返回的上行帧启用/停止使用FEC功能进行处理；OLT判断在发出所述超帧标识对应的下行帧之后收到的上行帧是否来自所述PLOAM消息的目标ONU，若是，则对所述上行帧启用/停止使用FEC功能进行处理；否则，按照原有方式进行处理。
6.根据权利要求1至5任一项所述的方法，其特征在于，步骤B所述校验通过后或步骤C中ONU对FEC指示识别之后，进一步包括ONU向OLT返回确认信息；则所述步骤C中OLT侧的操作为OLT收到配置目标ONU的确认信息之后，则按照所发送的FEC指示对数据帧启用/停止FEC功能进行处理。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤A所述发送FEC使能指示为OLT用广播的方式发送FEC使能指示。
8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述PLOAM消息为激活过程的上行管理开支UO消息。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤C所述数据帧为从测距请求开始的下行帧。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在下行帧帧头独立消息格式以外的部分中增加对FEC指示的校验字段；步骤B所述ONU对所收到的FEC使能指示进行校验为根据校验字段对FEC指示位进行校验。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述校验字段设置于识别字段的保留位。
12.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，所述ONU对收到的FEC使能指示进行校验包括当收到的FEC指示位发生改变时，如果连续N个帧中使用校验字段校验通过，并且FEC指示位的值相同，则校验通过，否则校验不通过；所述N为大于1的整数。
13.一种无源光网络中FEC功能的配置方法，其特征在于，该方法包括如下步骤a、ONU根据自身设备对FEC功能的支持情况，设置FEC支持能力指示，并将所设置的FEC支持能力指示向OLT发送；b、OLT记录所收到的ONU的FEC支持能力。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，步骤b之后进一步包括c、OLT根据所收到的ONU的FEC支持能力进行FEC功能配置，所述功能配置至少包括对不支持FEC的ONU，OLT不使能上行FEC功能。
15.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，步骤a之前进一步包括OLT向ONU发送要求ONU进行FEC支持能力上报的请求。
16.根据权利要求13、14或15所述的方法，其特征在于，步骤a所述设置FEC支持能力指示为设置PLOAM消息中的FEC支持能力指示位。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述PLOAM消息为激活过程中ONU处于串号状态时向OLT上报的光网络单元串号SN_ONU消息。
18.根据权利要求13、14或15所述的方法，其特征在于，步骤a所述设置FEC支持能力指示为设置ONT管理控制接口OMCI的可用于ONU能力上报的管理实体ME中的FEC支持能力字段。
全文摘要
本发明公开了一种无源光网络中前向纠错(FEC)功能的配置方法，可使FEC功能配置更加可靠，避免丢包现象。该方法包括如下步骤A.光线路终端(OLT)向光网络单元(ONU)发送FEC使能指示；B.ONU对所收到的FEC使能指示进行校验，如果校验通过，则执行步骤C；C.若所述FEC使能指示为使能，则ONU侧和OLT侧分别对数据帧启用FEC功能进行处理；若所述FEC使能指示为不使能，ONU侧和OLT侧分别对数据帧停止使用FEC功能。本发明还提出一种FEC功能的配置方法，可以使ONU将自身对FEC支持能力上报给OLT，从而使OLT在了解ONU对FEC功能支持能力的情况下进行FEC功能配置。
文档编号H04B10/08GK101047470SQ20061008057
公开日2007年10月3日 申请日期2006年5月17日 优先权日2006年5月17日
发明者杨敏, 何军 申请人:华为技术有限公司