专利名称：一种基于epoc的eoc节能方法
技术领域：
本发明属于接入网络领域，具体涉及基于EOC (Ethernet Over Coax,同轴电缆以太网)接入产品的节能技术等。
背景技术：
随着电信网络带宽的迅速增长和规模的急剧扩大，整个网络所消耗的能量也是日益增多，无论是从节能减排的角度还是降低运营成本的角度来看，电信网络中的节能显得至关重要。而在电信网络中，宽带接入系统的通信设备数量庞大，对于能量的消耗要远高于核心网和城域网，如果能降低宽带接入网的能耗，对于电信网络的节能无疑是具有十分重大的意义。EOC技术并没有一个统一的技术标准,各种方案从定义到实现差距甚大；对于MAC 层的定义也不详细，没有MPCP(Multi-point Control Protocol,多点控制协议)控制子层，没有 0AM(Operation, Administration & Maintenance,操作、管理和维护)控制子层，甚至也没有时钟同步。而且各种技术方案都有其局限性，对于高要求的Q0S(Quality ofService，服务质量)均无法保证。以上种种原因增加了 EOC上的节能技术实现上的难度。EPOC (EPON Protocol Over Coax，基于同轴电缆的EPON协议)技术创造性地将IEEE802. 3ah 的 EPON MAC (Ethernet Passive Optical Network,以太网无源光网络)协议移植到了无源同轴电缆用户分配网中，实现点对多点的以太到家的宽带接入，其MAC协议沿用了 EPON的协议，具有动态带宽分配(DBA)，可实现电信级的运营和维护，以满足下一代广播电视网(NGB)的需求，实现语音、数据和视频的三网融合。
发明内容
本专利提供了一种一种基于EPOC的EOC节能方法，该方法能基于CLT对CNU进行统一管理调度，实现CNU状态的自动调节，达到了绿色节能的目的。本发明所采用的技术方案是一种基于EPOC的EOC节能方法，其包括CLT负责检测CNU的上下行数据流量信息来决定CNU是否能够进入节能状态；当CNU在CLT的控制下进入节能状态时，CNU关闭其与CLT之间的收发器；CNU在到达休眠间隔后，自动进入唤醒状态，并等待CLT发送的唤醒授权；当CLT检测到CNU应退出节能状态时，CLT向CNU发送唤醒授权，然后接收CNU的上行数据。所述的方法，CLT控制CNU进入节能状态的方法包括若CNU在连续η个动态带宽分配周期中，上行请求的数据量均小于门限值，CLT向这个CNU下发休眠命令，并指定休眠时间；CNU收到命令后立刻进入休眠状态，休眠时间为CLT指定时间。所述的方法，CNU进入休眠状态后，对接收到的数据进行缓存。所述的方法，CLT控制CNU退出节能状态的方法包括当CLT端的计时器达到休眠间隔后，向CNU发送唤醒授权，要求CNU上报其缓存的数据。所述的方法，当CLT判断CNU不满足节能条件时，向其发送运行信号和下行数据，CNU根据运行信号中授权的开始时间和长度发送上行数据。所述的方法，CLT向CNU发送唤醒授权后，CNU根据唤醒授权的开始时间和长度发送缓存的上行数据量；数据发送/接收完毕后，若再次收到CLT发送的休眠命令，CNU继续进入休眠模式；若收到CLT的运行命令，CNU回到运行模式。所述的方法，CLT向这个CNU下发休眠命令后，停止为CNU分配上行带宽；同时维持一个休眠时钟，计算休眠间隔的结束时刻，并缓存发给该CNU的下行数据。所述的方法，CLT向CNU发送唤醒授权后，CLT在下一个上行动态带宽分配周期为CNU分配上行带宽；当数据发送/接收完毕后，CLT再次判断CNU是否可以继续休眠，若满足休眠条件，向其发送休眠命令，若不满足，向其发送运行命令，使CNU进入运行模式。所述的一种基于EPOC的EOC节能方法，其在E0C、电力通信金属线介质中的应用。
本发明的优点通过CLT检测CNU的上下行数据流量等信息来决定CNU是否能够进入节能状态，控制CNU是否进入节能状态，实现EOC系统整体节能的同时，注重了整个节能系统的统一管理，即节能系统由CLT统一控制，并且在CNU休眠的过程中可以通过相应的检测机制实时唤醒CNU进入工作状态，避免数据报文的丢失，达到不影响数据通信的目的。
图I是本发明的使用场景，主要用于用基于以太网技术的宽带接入网的EOC技术。图2是本发明内容工作所在位置示意图，节能控制技术工作与CLT和CNU之间。图3是本发明中CLT和CNU之间的信息交互之返回运行状态的时序图。图4是本发明中CLT和CNU之间的信息交互之继续休眠状态的时序图。图5是本发明中CNU对应状态变化时进行相应动作示意图。图6是本发明中CNU状态变化时CLT对应相应动作描述示意图。图7是本发明中节能模块控制示意图。
具体实施例方式本专利公开了一种在EOC(Ethernet Over Coax同轴电缆以太网)技术中，由CLT(Coax Line Terminal,同轴线路终端)控制的CNU(Coax Network Unit,同轴网络单兀)的节能方案。CLT负责检测CNU的上下行数据流量等信息来决定CNU是否能够进入节能状态，CNU在CLT的控制下进入节能状态。进入节能状态的CNU，核心处理模块、Cable接口和用户侧接口等组成部件均处于低功耗状态。当CLT检测到CNU应退出节能状态，CLT发送MPCP控制消息命令CNU退出节能状态。CNU应支持自动唤醒，当CNU检测到有数据发送请求时，CNU能立即退出节能状态。CNU的节能状态由一系列周期性的休眠时段和醒来时段组成，处于节能状态的CNU周期性地在相应阶段内休眠和醒来。CLT作为控制设备，通过向CNU发送不同类型的授权帧控制CNU进入休眠模式的时刻、休眠的时间间隔以及退出休眠模式恢复正常运行的时刻。本EOC节能技术，包括
EOC设备，具体分为CLT头端和CNU终端；
所述的节能技术，运行于CLT和CNU之间，实时控制CNU相关模块，进行节能处理； 所述的节能技术，定义了 CLT的与CNU间交互信息；所述的节能技术，定义了 CLT在CNU的各个运行状态下相应动作；
所述的节能技术，定义了 CNU的运行控制状态，及状态间转换；
所述的节能技术，定义了 CNU的节能控制模块。所述的节能技术，针对接入网技术之一的EOC方式，包含头端设备CLT和终端设备CNU，整个节能技术运行于CLT和CNU间，通过信息交互，CLT实时控制CNU的状态。所述的CLT与CNU交互信息，CLT通过CNU的带宽请求情况来判断CNU是否需要休眠，同时CLT自动在休眠周期结束时对CNU的带宽请求再次判断，控制CNU的下一个周期状态。所述CNU的状态及状态之间转换时，CLT和CNU的相应动作，CNU存在RuruSle印、 Awake三个状态，其中Run状态时CNU实时向CLT请求带宽，CLT进行带宽分配，系统工作正 常；Sleep状态则是CLT对CNU的状态判断后，对CNU下发的休眠指令，从而时CNU处于节 能模式；Awake属于过渡状态，此时CLT会重新判断CNU的下个周期状态。所述的节能控制模块，针对终端CNU能够进入休眠状态的模块进行统一电路控制，当CNU得到CLT的休眠指令后，该控制电路对CNU的相关模块统一控制，进入休眠状态，当CNU得到CLT的唤醒指令后，控制电路对CNU的相关模块统一控制为正常运行状态。下面结合附图进一步详述本发明。为了描述的方便，首先定义需要用到的名词。其中，CNUState是用于描述CNU各个状态的参数。休眠间隔CNU —次休眠的时间，由CLT指定。CNUState=O
CNU运行模式CNU所有模块均处于开启状态，进行正常的数据发送和接收。CNUState=I
CNU休眠模式CNU关闭收发器等，保留计时功能、用户侧接口和缓存。CNUState=2
CNU唤醒模式一种过渡模式，当休眠的CNU到达休眠间隔的末尾后，首先自发进入这种模式。唤醒模式中CNU的状态与运行模式相同。普通授权CNU处于运行模式时CLT分配的上行带宽授权。休眠授权CLT授权的一种，当CNU满足休眠的条件，可以进入休眠模式时，CLT发送的包含休眠开始时间和休眠间隔的授权。CNU进入休眠的条件
CLT在判断一个CNU是否能够进入休眠模式时，要同时判断CNU的Iteport中上报的请求和CLT本地处这个CNU相应缓存(Cache)中的数据量，若在连续η个DBA (DynamicBandwidth Allocation,动态带宽分配)周期中，上行请求的数据量均小于某个门限(SleepThreshold)，则向这个CNU下发休眠命令，并指定休眠间隔。CNU收到休眠命令后，进入休眠模式。这里η是个变量，如果取值太小，则可能造成误判；如果取值太大，则节能效率会降低，参考范围3 7。睡眠时间应小于MPCP模块维持CNU注册状态所允许的最大时间，唤醒时间从睡眠结束时刻算起，应大于最小DBA周期加上RTT的时间，保证在CNU唤醒时间内能收到CLT的授权中贞。RTT Round Trip Time,往返时间。CNU退出休眠的条件CLT的另外一项任务是判断一个CNU何时可以唤醒，即从休眠模式进入运行模式。休眠的CNU到达体眠间隔后，CNU会自动进入唤醒模式，然后向CLT发送Iteport消息，上报CNU缓存中的数据量，CLT比较请求中的数据量和休眠门限值，仍满足休眠条件，则再向CNU发送休眠授权，CNU进入下一个休眠周期。否则，CLT使它回到运行模式，向它发送普通授权帧。如果CLT侧CNU缓存的数据(包括广播数据和组播数据)超过了休眠门限值，则CLT让CNU回到运行模式，并向它发送普通授权帧。如果CNU收到电视信号请求，则立即退出休眠模式，并在计时器到达休眠结束时刻上传其请求，CLT收到该请求后将CNU的状态置为运行。图3是CLT和CNU之间的信息交互之返回运行状态的时序 I. CLT通过比较CNU的上行带宽请求和CLT处该CNU的缓存与休眠门限(SleepThreshold)的大小，判断CNU是否可以进入休眠模式。如果满足休眠条件，则向CNU发送休 眠命令，并启动定时器。2.处于运行状态的CNU收到休眠授权帧后，立刻进入休眠状态，休眠的时间为CLT所指定的休眠间隔。3. CLT端的计时器达到休眠间隔后，向CNU发送唤醒授权，要求CNU上报其缓存的
数据量。4.此时，CNU端的计时器也到达休眠间隔，自动进入唤醒状态。收到CLT的唤醒授权后，根据授权规定的发送时间向上发送Report消息。5. CLT在此判断CNU的状态，如果不满足休眠模式，则向CNU发送普通授权，使CNU进入运行状态。并向CNU发送休眠期间CLT处缓存的数据。图4是CLT和CNU之间的信息交互之继续休眠状态的时序 I. CLT通过比较CNU的上行带宽请求和CLT处该CNU的缓存与休眠门限(SleepThreshold)的大小，判断CNU是否可以进入休眠模式。如果满足休眠条件，则向CNU发送休眠命令，并启动定时器。2.处于运行状态的CNU收到休眠授权帧后，立刻进入休眠状态，休眠的时间为CLT所指定的休眠间隔。3. CLT端的计时器达到休眠间隔后，向CNU发送唤醒授权，要求CNU上报其缓存的
数据量。4.此时，CNU端的计时器也到达休眠间隔，自动进入唤醒状态。收到CLT的唤醒授权后，根据授权规定的发送时间向上发送Report消息。5. CLT在此判断CNU的状态，如果满足休眠模式，则再次向CNU下发休眠命令。6. CNU收到休眠命令后，将定时器复位并重新启动，并按照新的休眠参数继续进入节能状态。图5为CNU对应状态变化时进行相应动作描述图，对应图6为CLT对应状态变化时进行相应动作描述图，定了 CLT和CNU对应的状态变迁，保证设备能根据条件合理的进入休眠状态，也能适时的结束休眠进行正常运行
I. CNU处于运行模式,接收CLT发送的NormalGate和下行数据，并根据NormalGate中授权的开始时间和长度发送上行数据。
2. CNU收到CLT的Sle印Gate后，立即进入休眠模式，停止上行发送和下行接收，并维持一个定时器，计算CLT指定的休眠间隔。在休眠期间上行的用户侧数据暂存在缓存中。3.计时器到达休眠间隔的结束时刻后，CNU自发进入唤醒状态，收到CLT的AwakeGate后，根据唤醒授权的开始时间和长度发送缓存的上行数据量。数据发送/接收完毕后，若再次收到CLT发送的Sle印Gate，CNU继续进入休眠模式；若收到Normal Gate，CNU回到运行模式。图6为CLT在CNU状态变化时相应动作的示意图
I.当CNU处于运行状态时，CLT接收CNU的上行数据和带宽请求，据请求分配一定的上行带宽，以NormalGate的形式发送给CNU。2.当CLT判断CNU满足条件，可以进入休眠模式后，向它发送sleePGate，然后，停 止为它分配上行。同时，维持一个休眠时钟，计算休眠间隔的结束时刻。并缓存发给该CNU的下行数据(包括广播或组播数据)。3. CLT侧的时钟计算到达休眠间隔的结束时刻后，CLT在下一个上行DBA周期为它分配上行带宽。当上下行数据发送完毕后，CLT会再次判断CNU是否可以继续休眠，若满足休眠条件，向它发送Sleep Gate。若不满足，向它发送NormalGate,使它进入运行模式。节能模块
CNU的休眠模式是指CNU关闭收发器等，保留计时功能、用户侧接关闭的具体模块如图7所示。耦合模块将数据信号耦合进同轴电缆进行传输；AFE(ActiVe Front End，整流回馈单元)的功能是将正弦交流电经整流后输出直流电压，并能消除高次谐波，提高功率因素；这两个模块实现了光信号到电信号的转换，方便下一个模块的信号处理。SERDES是并串行与串并行转换器接口电路，能增加带宽，减少信号数量；PCS(Physical Code Sublayer，物理编码子层)负责8b/10b编码解码和CRC校验；MPCP MAC是MAC Control子层的一项功能，MPCP使用消息、状态机、定时器来控制访问P2MP (点到多点)的拓扑结构，实现EPOC技术；这三个模块工作于OSI参考模型的分层的物理层和数据链路层，主要是对报文进行具体的编码传输等中底层工作，其中该节能方法定义的相关报文发送都是基于MPCP MAC层，实现CLT对多CNU的控制来实现CNU的节能。交换模块用于数据报文的转发控制，如上网业务，语音业务等。上述各模块依次相连。其中，Sle印control电路，即休眠控制模块是为了 CNU的休眠新增的功能模块，它的作用是CNU收到OLT的休眠命令后，Sleep control给上述各模块发送休眠的指令，使CNU进入休眠模式。同时,Sleep control启动计时器,计算OLT指定的休眠间隔。到达休眠间隔的结束时间后，Sleep control负责向上述各模块发送开启信号，使CNU重新回到运行模式；一旦发现用户有上行的请求，Sleep control立刻退出休眠状态，恢复开启各模块，并向CLT发送结束休眠的消息。Sleep control的功能是控制CNU的状态转换。耦合模块还外接有射频滤波模块，用于分离广播电视信号；SERDES、PCS和MPCPMAC组成的模块还接有SDRAM (同步动态随机存储控制器)、FLASH (闪存)和RESET (重置电路)，RESET和FLASH相连。MPCP MAC和交换模块之间的数据总线上还接有缓存模块。本发明在EOC产品中基于EPOC技术实现，同样适用于电力通信等其他金属线介质；并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。对于本领域的技术人员来说，可根据本发明作出各种相应的更改和变型，而所有这些相应的更改和变型都属于本发明权利要求的保 护范围。
权利要求
1.一种基于EPOC的EOC节能方法，其特征在于包括CLT负责检测CNU的上下行数据流量信息来决定CNU是否能够进入节能状态；当CNU在CLT的控制下进入节能状态时，CNU关闭其与CLT之间的收发器;CNU在到达休眠间隔后，自动进入唤醒状态，并等待CLT发送的唤醒授权；当CLT检测到CNU应退出节能状态时，CLT向CNU发送唤醒授权，然后接收CNU的上行数据。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，CLT控制CNU进入节能状态的方法包括若CNU在连续η个动态带宽分配周期中，上行请求的数据量均小于门限值，CLT向这个CNU下发休眠命令，并指定休眠时间;CNU收到命令后立刻进入休眠状态，休眠时间为CLT指定时间。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于CNU进入休眠状态后，对接收到的数据进行缓存。
4.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，CLT控制CNU退出节能状态的方法包括当CLT端的计时器达到休眠间隔后，向CNU发送唤醒授权，要求CNU上报其缓存的数据。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于当CLT判断CNU不满足节能条件时，向其发送运行信号和下行数据，CNU根据运行信号中授权的开始时间和长度发送上行数据。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于CLT向CNU发送唤醒授权后，CNU根据唤醒授权的开始时间和长度发送缓存的上行数据量；数据发送/接收完毕后，若再次收到CLT发送的休眠命令，CNU继续进入休眠模式；若收到CLT的运行命令，CNU回到运行模式。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于CLT向这个CNU下发休眠命令后，停止为CNU分配上行带宽；同时维持一个休眠时钟，计算休眠间隔的结束时刻，并缓存发给该CNU的下行数据。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于CLT向CNU发送唤醒授权后，CLT在下一个上行动态带宽分配周期为CNU分配上行带宽；当数据发送/接收完毕后，CLT再次判断CNU是否可以继续休眠，若满足休眠条件，向其发送休眠命令，若不满足，向其发送运行命令，使CNU进入运行模式。
9.根据权利要求I 8中任一项所述的一种基于EPOC的EOC节能方法，其在E0C、电力通信金属线介质中的应用。
全文摘要
本发明提供了一种基于EPOC的EOC节能方法，其包括CLT负责检测CNU的上下行数据流量信息来决定CNU是否能够进入节能状态；当CNU在CLT的控制下进入节能状态时，CNU关闭其与CLT之间的收发器；CNU在到达休眠间隔后，自动进入唤醒状态，并等待CLT发送的唤醒授权；当CLT检测到CNU应退出节能状态时，CLT向CNU发送唤醒授权，然后接收CNU的上行数据。该方法能基于CLT对CNU进行统一管理调度，实现CNU状态的自动调节，达到了绿色节能的目的。
文档编号H04L12/10GK102868537SQ20121037318
公开日2013年1月9日 申请日期2012年9月29日 优先权日2012年9月29日
发明者杜军, 余博文, 田明, 刘宁 申请人:武汉长光科技有限公司