光网络的注册方法、OLT、OUN、光网络系统与流程

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种光网络的注册方法、olt、oun、光网络系统。

背景技术：

随着网络技术的发展，可以利用网络传输大量的语音、数据、视频等业务，因此对带宽的要求不断提高，无源光网络(pon)就是在这种需求下产生的。

图1是本发明相关技术中pon系统的拓扑结构图，如图1所示，pon系统通常由局侧的光线路终端(olt)、用户侧的光网络单元(onu)和光分配网络(odn)组成，通常采用点到多点的网络结构。odn由单模光纤和光分路器、光连接器等无源光器件组成，为olt和onu之间的物理连接提供光传输媒质。目前，随着虚拟现实业务和5g无线业务的发展，需要pon支持上述低时延业务，现有技术中onu在注册阶段，olt需要对注册的onu进行测距，因为olt事先并不知道注册的onu距离自己的距离，所以olt开放的用于测距的安静窗口的大小覆盖了pon系统支持的最小距离到最大距离，这个距离差是20km或者40km，支持20km差分距离的pon系统，标准中推荐最近onu和最远onu的环路时延差值为200μs，onu的响应时间差值为2μs，onu最大随机时延为48μs。因此推荐的安静窗口的大小为250μs。支持40km差分距离的pon系统，标准中推荐最近onu和最远onu的环路时延差值为400μs，onu的响应时间差值为2μs，onu最大随机时延为48μs。因此推荐的安静窗口的大小为450μs。olt开放的安静窗口期间，olt不给已经完成注册的onu分配上行带宽，所以安静窗口对应的时间内，完成注册的onu不能发送上行数据，如果系统中有完成注册的传输低时延业务的onu，该onu传输低时延业务，不能忍受pon系统开放较大的安静窗口，因为较大的安静窗口会导致低延时业务的延迟发送。现有的pon系统中，olt会定期开放安静窗口用于onu注册，不能满足低时延业务的低时延需求。

针对相关技术中存在的上述问题，目前尚未发现有效的解决方案。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种光网络的注册方法、olt、oun、光网络系统。

根据本发明的一个实施例，提供了一种光网络的注册方法，应用在olt，包括：根据光网络单元onu的接收光功率值对olt所辖的onu进行分组；对不同组内的onu分配对应的上行带宽，其中，所述上行带宽用于待注册的onu发送注册信息。

根据本发明的一个实施例，提供了另一种光网络的注册方法，应用在onu，包括：接收光线路终端olt发送的广播消息，其中，所述广播消息携带所述olt分配的上行带宽，其中，所述上行带宽携带指定接收光功率值范围；在oun的接收光功率值与所述指定接收光功率值范围匹配时，使用所述上行带宽向所述olt发送注册信息。

根据本发明的另一个实施例，提供了一种olt，包括：分组模块，用于根据光网络单元onu的接收光功率值对olt所辖的onu进行分组；分配模块，用于对不同组内的onu分配对应的上行带宽，其中，所述上行带宽用于待注册的onu发送注册信息。

根据本发明的另一个实施例，提供了一种oun，包括：接收模块，用于接收光线路终端olt发送的广播消息，其中，所述广播消息携带所述olt分配的上行带宽，其中，所述上行带宽携带指定接收光功率值范围；发送模块，用于在oun的接收光功率值与所述指定接收光功率值范围匹配时，使用所述上行带宽向所述olt发送注册信息。

根据本发明的又一个实施例，提供了种光网络系统，包括，光线路终端olt和多个光网络单元oun，所述olt包括：分组模块，用于根据光网络单元onu的接收光功率值对olt所辖的onu进行分组；分配模块，用于对不同组内的onu分配对应的上行带宽，其中，所述上行带宽用于待注册的onu发送注册信息；所述oun包括：接收模块，用于接收光线路终端olt发送的广播消息，其中，所述广播消息携带所述olt分配的上行带宽，其中，所述上行带宽携带指定接收光功率值范围；发送模块，用于在oun的接收光功率值与所述指定接收光功率值范围匹配时，使用所述上行带宽向所述olt发送注册信息。

根据本发明的又一个实施例，还提供了一种存储介质，所述存储介质中存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被设置为运行时执行上述任一项方法实施例中的步骤。

根据本发明的又一个实施例，还提供了一种电子装置，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器被设置为运行所述计算机程序以执行上述任一项方法实施例中的步骤。

通过本发明，，通过对olt所辖的onu进行分组，每个组内的onu分配不同的上行带宽，组内的待注册的onu使用分配的上行带宽发送注册信息，解决了相关技术中开放安静窗口导致时延过大的技术问题，保证了链路上传输业务的低时延需求。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明相关技术中pon系统的拓扑结构图；

图2是根据本发明实施例的一种光网络的注册方法的流程图；

图3是根据本发明实施例的另一种光网络的注册方法的流程图；

图4是根据本发明实施例的olt的结构框图；

图5是根据本发明实施例的oun的结构框图；

图6是根据本发明实施例的olt和onu的操作流程图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

实施例1

本申请实施例可以运行于图1所示的网络架构上。

在本实施例中提供了一种运行于上述网络架构的光网络的注册方法，图2是根据本发明实施例的一种光网络的注册方法的流程图，如图2所示，该流程包括如下步骤：

步骤s202，根据光网络单元onu的接收光功率值对olt所辖的onu进行分组；

步骤s204，对不同组内的onu分配对应的上行带宽，其中，上行带宽用于待注册的onu发送注册信息。

通过上述步骤，通过对olt所辖的onu进行分组，每个组内的onu分配不同的上行带宽，组内的待注册的onu使用分配的上行带宽发送注册信息，解决了相关技术中开放安静窗口导致时延过大的技术问题，保证了链路上传输业务的低时延需求。

可选地，对不同组内的onu分配对应的上行带宽包括：

s11，根据接收光功率值确定不同组内的onu的上行信号到达olt的时间段，其中，每个接收光功率值范围对应一个onu组；

s12，为每个时间段分别分配对应的上行带宽，上行带宽携带指定接收光功率值范围。

可选地，对不同组内的onu分配对应的上行带宽包括：对不同组内的未注册的onu分配对应的上行带宽，其中，在每组onu的上行信号到达olt的时间段内不给任何已处于运行状态的onu分配对应的上行带宽。

可选地，在对不同组内的onu分配对应的上行带宽之后，方法还包括：接收待注册的onu使用上行带宽发送的注册信息；根据注册信息对待注册的onu进行测距。

在本实施例中提供了另一种运行于上述网络架构的光网络的注册方法，图3是根据本发明实施例的另一种光网络的注册方法的流程图，如图3所示，该流程包括如下步骤：

步骤s302，接收光线路终端olt发送的广播消息，其中，广播消息携带olt分配的上行带宽，其中，上行带宽携带指定接收光功率值范围；

步骤s304，在oun的接收光功率值与指定接收光功率值范围匹配时，使用上行带宽向olt发送注册信息。

可选的，在指定接收光功率值范围包括oun的接收光功率值时，确定oun的接收光功率值与指定接收光功率值范围匹配。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到根据上述实施例的方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如rom/ram、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

实施例2

在本实施例中还提供了一种光网络的注册装置，光网络系统，该装置包括olt，oun，用于实现上述实施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的，术语“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。

图4是根据本发明实施例的olt的结构框图，如图4所示，该装置包括：

分组模块40，用于根据光网络单元onu的接收光功率值对olt所辖的onu进行分组；

分配模块42，用于对不同组内的onu分配对应的上行带宽，其中，上行带宽用于待注册的onu发送注册信息。

可选的，分组模块包括：确定单元，用于根据接收光功率值确定不同组内的onu的上行信号到达olt的时间段，其中，每个接收光功率值范围对应一个onu组；分配单元，用于为每个时间段分别分配对应的上行带宽。

图5是根据本发明实施例的oun的结构框图，如图5所示，该装置包括：

接收模块50，用于接收光线路终端olt发送的广播消息，其中，广播消息携带olt分配的上行带宽，其中，上行带宽携带指定接收光功率值范围；

发送模块52，用于在oun的接收光功率值与指定接收光功率值范围匹配时，使用上行带宽向olt发送注册信息。

可选的，在指定接收光功率值范围包括oun的接收光功率值时，确定oun的接收光功率值与指定接收光功率值范围匹配。

本实施例还提供了一种光网络系统，包括，如图4所示的光线路终端olt和多个如图5所示的光网络单元oun。

需要说明的是，上述各个模块是可以通过软件或硬件来实现的，对于后者，可以通过以下方式实现，但不限于此：上述模块均位于同一处理器中；或者，上述各个模块以任意组合的形式分别位于不同的处理器中。

实施例3

在本实施例中，olt根据与onu之间的光信号传输损耗值(对应接收光功率值)的范围不同，给不同组的onu分配不同的用于发送注册信息的上行带宽，为防止未测距的onu发送的注册消息的数据和已经完成的onu发送上行数据冲突，olt会在未测距的onu发送的注册消息的数据时，不给任何已经注册的onu分配上行带宽，形成一个安静窗口，olt根据与onu之间的光信号传输损耗值范围(和系统拓扑结构)估计onu的上行信号到达自己的时间段，olt在所述上述时间段内不给任何已经注册的onu分配上行带宽，形成一个较小的安静窗口。解决了相关技术中olt根据支持的20km或者40km的onu的差分距离开放250us或者450us的完整安静窗口时，所导致的对低时延业务的影响。

下面通过一个实施方式对本申请进行举例说明：

olt发送的下行信号到达onu时经过了分光器和光纤，光信号经过分光器后的衰减和分光器的分光比的大小成正比，分光比越大，光信号的衰减越大；1:2的分光器对光信号有3db的衰减，1:4的分光器对光信号有6db的衰减，1:8的分光器对光信号有9db的衰减，1:16的分光器对光信号有12db的衰减，1:32的分光器对光信号有15db的衰减…

光信号经过光纤后的衰减和光纤长度成正比，光纤越长，光信号的衰减越大,光信号经过每公里光纤的衰减大约为0.3到0.5db。

图6是本发明实施例的olt和onu的操作流程图，olt可以预先获知odn中的分光器的分光比，在本实施例中，假设olt已知odn中的分光器的分光比，如果olt不知道分光器的分光比，olt可以按照现有技术开放一个250us的安静窗口，并给注册的onu分配一个上行带宽分配，olt将自己发送的下行光功率值p1发送给onu，onu收到上行带宽后，在上述带宽对应的上行时间发送上行数据，onu将自己收到的下行信号的光功率值p2发送给olt，olt按照现有技术完成对onu的测距，olt接收到onu发送的数据时间t2减去olt发送下行信号的时间t1，再减去上行带宽分配中的开始时间t1，减去onu的随机时延值tr，得到的值为onu的环路时延，环路时延值的一半乘以onu上行信号在光纤中的光速，得到该onu距离自己的光纤长度l。然后olt计算分光比的损耗值为p1-p2-l*0.5。得到分光比的损耗之后，可以按照本实施的方法对onu进行注册。

olt也可以获知自己的发射机的发射光功率值，olt发出的下行信号的光功率减去经过分光器的衰减值和经过光纤的衰减值后，得到到达onu处的下行信号的光功率值。如果pon系统支持的最近onu和最远onu距离olt的距离为0km到20km，假设每公里光纤的损耗为0.5db，那么，olt发送的下行光功率为pdbm，假设系统支持的分光器的分光比为1:32，则olt发送的下行信号到达onu的光功率范围为：p-15到p-15-0.5*20，即，p-15dbm到p-25dbm。

根据上述关系，olt根据自己发送的下行光信号到达onu处的光功率值可以算出olt和onu之间的光纤距离，olt根据自己发送的下行光信号到达onu处的光功率范围值可以算出olt和onu之间的光纤距离范围，如果olt计算出onu和自己之间的距离为l1到l2之间，olt可以计算出自己命令onu发送上行信号到达自己的时间范围：l1/c+t1+tres+tr到l2/c+t1+tres+tr之间，其中，t1为olt命令onu发送数据的开始时间，c为onu发出的光信号在光纤传输的速度，tres为onu的响应时间，tr为onu的随机时延值。

因为olt可以根据下行信号到达onu处的光功率值范围推算出该onu和自己之间的光纤距离范围，进而推算出onu发送的上行信号到达自己的时间范围，因此olt可以对接收到不同下行信号光功率范围的onu分开分配上行带宽进行注册，并同时根据推算出的onu发送的上行信号到达自己的时间范围开放测距的减小的安静窗口(小于标准技术支持的250us或者450us的安静窗口)。

olt和onu采用下面的主要步骤发送数据和接收数据：

步骤1：olt给onu发送广播消息，消息内容为收到下行光信号的光功率值为一个特定范围的onu的用于注册的带宽分配(特定范围为onu接收到的下行光信号的光功率值为小于p1；或者大于等于p1并且小于p2；或者大于等于p2并且小于p3；或者大于等于p3并且小于p4；或者大于等于p4，其中p1、p2、p3和p4为特定的光功率值。在本实施例中，olt分配的不同带宽之间对应的onu收到的光功率值的范围是不重叠的，在其他的实施例中也可以考虑olt分配的不同带宽之间对应的onu收到的光功率值的范围有重叠，例如：特定范围为onu接收到的下行光信号的光功率值为小于p1；或者大于p2并且小于p3，其中，p2小于p1；或者大于p4并且小于p5，其中，p4小于p3；或者大于p6并且小于p7，其中，p6小于p5；或者大于p7。

在本实例中，我们选择olt一次发送一个上述带宽分配，例如为接收到的下行光信号的光功率值为小于p1的onu分配第一个带宽分配；然后olt隔一段时间，例如125us，发送第二个带宽分配，例如：接收到的下行光信号的光功率值大于p1并且小于p2的onu分配第二个带宽分配，......,然后olt为接收到的下行光信号的光功率值为大于p7的onu分配第五个带宽分配。在本实施例中，olt在一个周期内分配了5个上述带宽，在其他实施例中，olt也可以选择在一个周期内分配更多个带宽分配，每个分配的带宽对应的开放的安静窗口的大小和个数取决于系统支持的低时延业务的需求，olt开放的安静窗口的大小要小于系统支持的低时延业务允许的时延要求。例如，现有技术中200us的安静窗口的大小对应20km的onu的差分距离，低时延业务能接受的安静窗口的大小为10us，10us对应的1km的onu的差分距离，那么如果pon系统支持的差分距离为20km，则olt需要为所有onu分配共计20个10us的安静窗口，每个安静窗口对应一个上行带宽分配。20个不同的上行带宽需要对应20个onu接收下行信号的光功率范围，分别为：小于p1，大于p1并且小于p2，大于p2并且小于p3，大于p3并且小于p4，大于p4并且小于p5，大于p5并且小于p6，大于p6并且小于p7，大于p7并且小于p8，大于p8并且小于p9，大于p9并且小于p10，大于p10并且小于p11，大于p11并且小于p12，大于p12并且小于p13，大于p13并且小于p14，大于p14并且小于p15，大于p15并且小于p16，大于p16并且小于p17，大于p17并且小于p18，大于p18并且小于p19，大于p19。olt在一个周期内分配上述20个带宽分配中的一个，两个带宽分配之间的间隔为固定时间，例如125us，olt在不同的周期反复发送上述带宽分配用于onu注册。)如果要求更低时延，可以开放更小的安静窗口，例如5us，对应的onu的差分距离为0.5km。

步骤2：处于注册状态的onu，如果收到下行光信号的光功率值满足步骤1中描述的特定范围，则在olt在步骤1中分配的带宽内发送上行数据，上行数据的内容为onu的身份信息，如onu的媒质接入地址或者onu的序列号信息。

步骤3：olt根据步骤1中onu收到的特定范围的下行信号光功率值，计算出该范围内的onu的上行信号到达olt的时间范围t1到t2，olt在这个时间范围内不给任何已经注册的onu分配带宽，形成了一个对注册onu进行测距的安静窗口。olt在上述安静窗口中收到onu在步骤2中发送的上行信号，olt按照无源光网络标准中定义的方法对所述onu进行测距，获得onu的精确测距结果。

olt重复上述步骤可以完成对收到下行光信号的光功率值为其他特定范围的onu进行测距，采用上述方法，olt可以完成对pon系统支持的距离范围内的所有onu进行测距，完成onu的注册。

采用本实施例的方法，olt根据与onu之间的光信号传输损耗值范围(和系统拓扑结构)估计onu的上行信号到达自己的时间段，olt根据上述时间段开放减小的测距安静窗口，减轻安静窗口对完成注册onu的上行业务的影响，保证上行链路上传输业务的低时延需求。

实施例4

本发明的实施例还提供了一种存储介质，该存储介质中存储有计算机程序，其中，该计算机程序被设置为运行时执行上述任一项方法实施例中的步骤。

可选地，在本实施例中，上述存储介质可以被设置为存储用于执行以下步骤的计算机程序：

s1，根据光网络单元onu的接收光功率值对olt所辖的onu进行分组；

s2，对不同组内的onu分配对应的上行带宽，其中，上行带宽用于待注册的onu发送注册信息。

可选地，在本实施例中，上述存储介质可以包括但不限于：u盘、只读存储器(read-onlymemory，简称为rom)、随机存取存储器(randomaccessmemory，简称为ram)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储计算机程序的介质。

本发明的实施例还提供了一种电子装置，包括存储器和处理器，该存储器中存储有计算机程序，该处理器被设置为运行计算机程序以执行上述任一项方法实施例中的步骤。

可选地，上述电子装置还可以包括传输设备以及输入输出设备，其中，该传输设备和上述处理器连接，该输入输出设备和上述处理器连接。

可选地，在本实施例中，上述处理器可以被设置为通过计算机程序执行以下步骤：

s1，根据光网络单元onu的接收光功率值对olt所辖的onu进行分组；

s2，对不同组内的onu分配对应的上行带宽，其中，上行带宽用于待注册的onu发送注册信息。

可选地，本实施例中的具体示例可以参考上述实施例及可选实施方式中所描述的示例，本实施例在此不再赘述。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的原则之内，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。