用于波长选择波分复用无源光网络的光网络单元注册方法与流程

相关申请的交叉引用

本专利文档要求2018年9月10日提交的第16/127205号美国专利申请的优先权的权益。前面提到的专利申请的全部内容作为本文档公开内容的一部分通过引用并入本文。

本文档涉及光学通信系统。

背景技术：

近年来，包括向终端用户提供高速宽带服务的无源光网络(pon)的光纤通信技术正在迅速发展。波分复用(wdm)pon等在电信中心局的光线路终端(olt)与最终用户的位置处的多个光网络单元(onu)之间提供逻辑点对点网络的专用带宽。通常，onu和olt搜索并选择其工作波长来建立网络连接。为了满足日益增长的需求，设备制造商和网络运营商不断寻找提高建立网络连接的效率的方法。

技术实现要素：

本文档公开了用于可以通过使用专用于onu注册的预先指定的波长来进行的有效onu注册的技术。

在一个示例方面中，一种通信方法包括几个步骤。一个步骤包括由光线路终端(olt)通过特定上行波长从光网络单元(onu)接收注册请求。另一步骤包括由olt将正常服务上行波长和正常服务下行波长分配给onu以用于onu和olt之间的正常服务。正常服务上行波长和正常服务下行波长从波长资源池被分配，该波长资源池包括其中的多个正常服务上行波长和多个正常服务下行波长。附加步骤包括通过特定下行波长向onu通知关于正常服务上行波长和正常服务下行波长的信息。这里，特定下行和上行波长被保留用于注册过程，该注册过程包括通过特定上行波长接收注册请求和通过特定下行波长发送关于正常服务上行波长和正常服务下行波长的信息。

在另一个示例方面中，一种通信方法包括几个步骤。一个步骤包括将光网络单元(onu)调谐到特定下行波长和特定上行波长。另一个步骤包括由onu从光线路终端(olt)通过特定下行波长接收用于注册的发现窗口消息。附加步骤包括由onu通过特定上行波长向olt发送注册请求。附加步骤包括由onu从olt接收注册确认消息。附加步骤包括由onu响应于注册确认，通过特定上行波长向olt发送确认。附加步骤包括将onu配置为在波长资源池中的多个正常服务上行波长和多个正常服务下行波长中的正常服务上行波长和正常服务下行波长，以用于onu和olt之间的正常服务。这里，特定下行和上行波长被保留用于注册过程，该注册过程包括发送注册请求和注册确认以及接收确认和关于正常服务上行波长和正常服务下行波长的信息。

在又一个示例方面中，一种光收发机装置包括经由光传输介质耦合到另一光收发机装置的i/o接口、存储可执行指令的存储器以及与接收机通信的处理器。该处理器使光线路终端(olt)能够执行多个任务。光线路终端(olt)通过特定上行波长接收由光网络单元(onu)提供的注册请求。olt将来自波长资源池的可用波长分配给onu。olt通过特定下行波长向onu通知关于所分配的上行波长和下行波长的信息，从而使得onu建立与olt的逻辑点对点数据连接。这里，特定下行波长和上行波长被保留用于注册过程，该注册过程包括发送和接收注册请求以及关于所分配的上行波长和下行波长的信息。

在又一个示例方面中，一种光收发机装置包括经由光传输介质耦合到另一光收发机装置的i/o接口、存储可执行指令的存储器以及与接收机通信的处理器。该处理器使光网络单元(onu)能够执行多个任务。onu被调谐到特定下行波长和特定上行波长。随后，onu从光线路终端(olt)在特定下行波长上接收用于注册的发现窗口消息。onu通过特定上行波长向olt发送注册请求，然后响应于从olt发送的注册确认，通过特定上行波长向olt发送确认。onu将收发机配置为分配给onu的功率电平以及上行波长和下行波长，从而使得onu建立与olt的逻辑点对点数据连接。这里，特定下行波长和上行波长被保留用于注册过程，该注册过程包括发送和接收注册请求、注册确认、确认以及关于所分配的上行波长和下行波长的信息。

在又一示例方面中，一种计算机程序产品包括具有存储在其上的可执行指令的计算机可读存储器。所述可执行指令在被执行时，使得处理器执行多个任务。光线路终端(olt)通过特定上行波长接收由光网络单元(onu)提供的注册请求。olt将来自波长资源池的可用波长分配给onu。olt通过特定下行波长向onu通知关于所分配的上行和下行波长的信息，从而使得onu建立与olt的逻辑点对点数据连接。这里，特定下行和上行波长被保留用于注册过程，该注册过程包括发送和接收注册请求以及关于所分配的上行和下行波长的信息。

在又一示例方面中，一种计算机程序产品包括具有存储在其上的可执行指令的计算机可读存储器。所述可执行指令在被执行时，使得处理器执行多个任务。光网络单元(onu)被调谐到特定下行波长和特定上行波长。onu从光线路终端(olt)在特定下行波长上接收用于注册的发现窗口消息。onu通过特定上行波长向olt发送注册请求，然后响应于从olt发送的注册确认，通过特定上行波长向olt发送确认。onu将收发机配置为分配给onu的功率电平以及上行波长和下行波长，从而使得onu建立与olt的逻辑点对点数据连接。这里，特定下行波长和上行波长被保留用于注册过程，该注册过程包括发送和接收注册请求、注册确认、确认以及关于所分配的上行波长和下行波长的信息。

这些和其他方面及其实施方式和变化在附图、说明书和权利要求书中阐述。

附图说明

图1示出了示例性光通信网络。

图2示出了示例性无源光网络，其中波长选择(ws)波分复用无源光网络(wdm-pon)基于功率分配器通过光分布式网络传送wdm信号。

图3是示例性onu注册过程的流程图表示。

图4示出了基于所公开技术的实施例实施的示例性onu注册过程。

图5示出了基于所公开技术的另一实施例实施的另一示例性onu注册过程。

图6是基于所公开技术的实施例的通过定期状态检查的波长资源池维护的示例性实施方式的流程图表示。

图7是示出用于实施所公开技术的装置的示例的框图。

具体实施方式

无源光网络(pon)包括光线路终端(olt)、光网络单元(onu)和光分配网(odn)。在pon中，位于中心局的olt通过单个odn为最终用户处的多个onu服务。波分复用(wdm)-pon为每个onu和连接到这样的onu的订户提供至少一对专用的包括下行和上行的波长信道，从而在olt和onu之间创建逻辑点对点数据连接。wdm-pon不需要用于上行方向的多址接入技术，因为专用上行波长信道对每个onu连续可用。

图1示出了可体现本公开技术的示例性光通信网络100。在光通信网络100中，一个或多个光收发机102经由光网络104可通信地耦合到一个或多个光收发机106。这里，光网络104的示例可以包括pon。光网络104可以包括长度从几百米(例如，最后一英里下降)延伸到几千公里(长距离网络)的光纤。在所公开技术的一些实施例中，一个或多个光收发机102可以包括olt，并且光收发机106可以包括onu。所传送的光信号可以通过中间光学设备(诸如放大器、中继器、开关等)，为了清楚起见，这些中间光学设备未在图1中示出。

图2示出了示例性光通信网络200，其中波长选择波分复用(wdm)无源光网络(pon)基于功率分配器204通过光分布式网络传送wdm信号。wdm-pon为每个onu208-1、…、或208-n提供至少一对专用的包括一个下行(ds)和一个上行(us)的波长信道，一个下行(ds)和一个上行(us)具有在olt202和onu208-1到208-n之间的逻辑点对点数据连接。

波长选择的wdm-pon在odn中使用功率分配器。一种波长路由的wdm-pon在odn中使用波长分束器，从而使得只有下行(ds)方向上的所需波长λds可以到达指定的onu。波长选择的wdm-pon可以经由多个分配光纤206-1到206-n传输具有各种波长的信号。因此，onu208-1到208-n具有检测光网络的所有可用波长上的信道的能力。然而，onu一次只能检测一个波长。onu可以通过频率选择相干检测或基于滤波器的直接检测来实现。例如，onu可以通过使用波长滤波器来选择所需的下行波长，并且通过使用可调谐激光器来产生正确的上行波长来实施。

olt具有基于wdm的收发机，该收发机可以通过接收机或多个接收机同时检测所有信道。olt还可以通过使用多个发射机，一次在所有波长上传送下行信号。然而，onu只有一个发射机和一个接收机，因此它一次只能检测一个信道，并且一次也只能通过一个波长传送信号。onu接收机可以通过相干检测来实现，该相干检测自然是波长选择性的，或者通过使用可调谐滤波技术调谐到检测波长窗口来实现。在波长选择的wdm-pon系统中，onu的注册将是比较困难且耗时的，由于有多个波长工作在系统中，因此onu和olt需要先搜索和选择工作波长，然后才能建立通信。

所公开技术的各种实施例包括注册和波长分配过程，该过程通过使用用于pon侧的onu注册的预先指定的波长，在波长选择的wdm-pon中建立olt和onu之间的逻辑点对点数据连接。在示例性实施方式中，对于注册和波长分配，尝试连接到olt的onu将其接收机调谐到特定波长(λds-reg)，并且还将其发射机调谐到特定波长(λus-reg)。然后，onu开始注册和消息交换的过程以获取信道信息。注册过程完成后，olt会通知onu用于下行(λds-i)和上行(λus-i)的所分配的一个或多个波长。然后onu将其发射机和接收机调谐到所分配的一个或多个波长(λds-i，λus-i)，并且还设置其适当的收发机配置(即，功率电平、lo功率等)。

图3是示例性onu注册过程的流程图表示。在基于所公开技术的实施例实施的示例性波长选择wdm-pon中，在步骤302处，尝试连接到olt的光网络单元(onui)将其收发机调谐到特定的下行(ds；λds-reg)和上行(us；λus-reg)波长。在步骤304处，olt通过特定ds波长(λds-reg)发送用于注册的消息(诸如发现窗口消息)。在步骤306处，onui通过特定us波长λus-reg发送注册请求。在步骤308处，olt检测注册请求，并更新onu信息。在步骤310处，olt通过特定ds波长(λds-reg)发送确认，并且还将所分配的一个或多个ds和us波长(λds-i，λus-i)通知给onui。在步骤312处，onui检测注册确认，并通过特定us波长λus-reg发送确认消息。在步骤314处，onui将其收发机配置为所分配的一个或多个波长(λds-i，λus-i)和功率电平，并且通过所分配的一个或多个波长开始通信。在所公开技术的一些实施例中，波长分配可以被保存在olt和onu中的一个或二者的存储器或寄存器电路中。

图4示出了基于所公开技术的实施例实施的示例性onu注册过程。在图4中，波长选择的wdm-pon可以仅出于注册的目的使用特定波长402(例如，λds-reg或λus-reg)，并且出于正常服务的目的使用n个波长404。在每个传输方向上具有总共(n+1)个波长402和404的这种波长选择的wdm-pon中，如上文所讨论的，onu经历用于olt的注册过程，以使用为注册而保留的特定波长402(例如，λds-reg和λus-reg)将n个正常服务波长中的一个分配给onu。这里，关于所分配的波长的信息可以存储在诸如存储器或寄存器电路之类的存储设备中。

如果某个onu(例如，onu-k)离线并且需要重启，则onu-k可以在重启后通过从存储器或寄存器电路中检索保存的波长分配进行注册。可替选地，当某个onu(例如，onu-k)离线并且需要重启时，onu-k可以通过使用如图3所示的特定波长402(例如，λds-reg和λus-reg)的注册过程进行注册。如果onu-k发生故障并且需要被新的onu替换，则新的onu经由特定波长402(例如，λds-reg和λus-reg)执行注册过程。通过使用为注册而保留的特定波长402(例如，λds-reg和λus-reg)，onu可以更有效地建立与olt的逻辑点对点数据连接。

图5示出了基于所公开技术的另一实施例实施的另一示例性onu注册过程。在图5中，波长选择的wdm-pon可以最初使用特定波长502(例如，λds-reg或λus-reg)用于注册目的，然后在注册过程之后使用特定波长用于正常服务目的。在每个传输方向上具有总共n个波长504的这种波长选择的wdm-pon中，onu经历用于olt的注册过程，以使用最初用于注册的特定波长502将(n-1)个正常服务波长中的一个分配给onu。

波长选择的wdm-pon包括每个传输方向上的总共n个波长。每个方向上的一个特定波长(λds-reg和λus-reg)最初被保留用于注册，直到第n个用户加入为止。可以如图3所示对所有onu(例如，除了特定波长之外的第一onu到第n个onu)执行注册。在完成注册之后(例如，在将所有正常服务波长分配给onu之后)，每个方向上的特定波长(λds-reg和λus-reg)被分配用于实际服务。例如，当波长λds-reg和λus-reg被保留用于注册目的并用于分别将第二到第n波长分配给第一个到第(n-1)个onu时，在将第n个波长分配给第(n-1)个onu之后，每个方向上的特定波长(λds-reg和λus-reg)被分配给第n个onu以用于实际服务。这里，关于所分配的波长的信息可以存储在诸如存储器或寄存器电路之类的存储设备中。

在一个实施方式中，所有onu定期地向olt发送状态信息。如果分配给波长k的某个onu(例如，onu-k)离线并且需要在短时间内重启，则onu-k在重启之后会从存储器或寄存器电路检索保存的波长分配。如果onu-k发生故障并且需要被新onu-k替换，则olt会由于缺少状态信息报告而知道onu-k处于离线状态，并且因此olt将另一个onu(例如，onu-n)重新分配到波长k。新的onu-k通过λds-reg和λus-reg进行注册。如果onu-k退订，则olt知道波长k现在可用，并且将另一个onu(例如，onu-n)重新分配到波长k。

基于所公开技术的实施例实施的波长选择的wdm-pon可以定期地执行针对onu的状态检查。例如，onu通过一些信息字段比特定期地向olt发送状态信息(包括其id和占用的波长id)，以保持其激活状态。olt通过将每个波长资源标记为未被占用或已被占用，以及通过更新哪个onu当前占用哪个波长来维护波长资源池。一旦olt未能从某个onu(例如，onu-i)接收到任何状态信息，olt会将onu-i占用的波长标记为未被占用，并将该波长释放到资源池中。

在波长选择的wdm-pon仅使用特定波长(例如，λds-reg或λus-reg)用于注册目的的实施方式中，对于其他波长不需要进行任何操作，因为当新的onu在线时，未被占用的波长将被分配给新的onu。

在另一种实施方式中，其中波长选择的wdm-pon最初使用特定波长(例如，λds-reg或λus-reg)用于注册目的，然后使用特定波长用于正常服务目的，正常服务波长(未被占用的服务波长)在资源池中变为可用，特定波长(λds-reg和λus-reg)被释放，并且已经使用特定波长(λds-reg和λus-reg)用于注册的onu将被重新分配新释放的波长。

图6是基于所公开技术的实施例的通过定期状态检查的波长资源池维护的示例性实施方式的流程图表示。当在步骤602处成功注册了onu(例如，onu-i)时，olt在步骤604处将一个或多个ds和us波长λds-i和λus-i分配给onu-i。在步骤606处，olt定期地执行状态检查。例如，包括onu-i在内的每个onu定期地向olt发送状态信息，并且olt检查所述状态。在步骤608处，如果onu-i在一定时间段内不能发送状态信息，或者如果onu-i不能响应来自olt的多个状态检查请求，则onu-i将被标记为“停用”。如果onu-i发送状态信息，则onu-i将被标记为“激活”。如果onu-i被标记为“激活”，则将在下一个状态检查时机进行定期状态检查。如果onu-i被标记为“停用”，则在步骤610处，波长λds-i和λus-i被释放回波长资源池中。

基于所公开技术的实施例实施的波长选择的wdm-pon可以提供用于注册波长保护的备份选项。在为注册分配的特定的lds-reg和lus-reg失败的情况下，波长选择的wdm-pon可以在每个方向上添加另一个波长作为备份注册波长。可替选地，每个方向上的另一个服务波长可以被重新分配，以承担波长λds-reg和λus-reg的角色。当新的onu在线时，如果在多次尝试之后没有从特定波长lds-reg和lus-reg接收到响应，则onu也可以使用备份注册波长。

在所公开技术的一个实施例中，一种通信方法包括几个步骤。一个步骤包括由光线路终端(olt)通过特定上行波长从光网络单元(onu)接收注册请求。另一步骤包括由olt将正常服务上行波长和正常服务下行波长分配给onu以用于onu和olt之间的正常服务。正常服务上行波长和正常服务下行波长从波长资源池被分配，该波长资源池包括其中的多个正常服务上行波长和多个正常服务下行波长。附加步骤包括通过特定下行波长向onu通知关于正常服务上行波长和正常服务下行波长的信息。这里，特定下行和上行波长被保留用于注册过程，该注册过程包括通过特定上行波长接收注册请求和通过特定下行波长发送关于正常服务上行波长和正常服务下行波长的信息。

该通信方法还可以包括附加步骤。例如，附加步骤可以包括最初为注册过程保留特定下行波长和特定上行波长。在将所有正常服务波长分配给onu之后，特定上行波长可以被分配为正常服务波长。例如，在将多个正常服务上行波长中的全部分配给onu之后，特定上行波长可以被分配为正常服务上行波长。此外，在将多个正常服务下行波长中的全部分配给onu之后，特定下行波长可以被分配为正常服务下行波长。在所公开技术的一些实施例中，在将所有多个正常服务上行波长和正常服务下行波长中分配给onu之后，特定上行波长和下行波长被分配为正常服务上行波长和正常服务下行波长。

该通信方法还可以包括释放已被分配为正常服务下行波长的特定下行波长和已被分配为正常服务上行波长的特定上行波长中的一个或两个，以将所释放的特定下行波长和所释放的上行波长中的一个或两个用于注册过程。如果特定正常服务下行波长和特定正常服务上行波长中的一个或两个在波长资源池中变得可用，则现在用作正常服务下行和上行波长的特定下行和上行波长被释放，以用作用于注册过程的特定下行和上行波长。随后，特定正常服务下行波长和特定正常服务上行波长中的一个或两个可以被重新分配给已经使用特定下行波长和特定上行波长中的一个或两个用于正常服务目的的onu。

在所公开技术的另一个实施例中，一种通信方法可以包括几个步骤。光网络单元(onu)被调谐到特定下行波长和特定上行波长。onu从光线路终端(olt)通过特定下行波长接收用于注册的发现窗口消息。onu通过特定上行波长向olt发送注册请求。onu从olt接收注册确认消息。另外，onu可以响应于注册确认，通过特定上行波长向olt发送确认。该通信方法还包括将onu配置为在波长资源池中的多个正常服务上行波长和多个正常服务下行波长中的正常服务上行波长和正常服务下行波长，以用于onu和olt之间的正常服务。这里，特定下行和上行波长被保留用于注册过程，该注册过程包括发送注册请求和注册确认以及接收确认和关于正常服务上行波长和正常服务下行波长的信息。

该通信方法还可以包括：如果特定正常服务下行波长和特定正常服务上行波长中的一个或两个在波长资源池中变得可用，则释放已被分配为正常服务下行波长的特定下行波长和已被分配为正常服务上行波长的特定上行波长中的一个或两个，以使用所释放的特定下行波长和所释放的上行波长中的一个或两个用于注册过程。随后，特定正常服务下行波长和特定正常服务上行波长中的一个或两个可以被重新分配给已经使用特定下行波长和特定上行波长中的一个或两个用于正常服务目的的onu。

该通信方法还可以包括：如果特定正常服务下行波长和特定正常服务上行波长中的一个或两个在波长资源池中变得可用，则释放已被分配为正常服务下行波长的特定下行波长和已被分配为正常服务上行波长的特定上行波长中的一个或两个，以使用所释放的特定下行波长和所释放的上行波长中的一个或两个用于注册过程。随后，特定正常服务下行波长和特定正常服务上行波长中的一个或两个可以被分配给已经使用特定下行波长和特定上行波长中的一个或两个用于正常服务目的的onu。

图7是示例性通信装置700的框图。装置700可以包括一个或多个存储器702、一个或多个处理器704和可通信地耦合到通信链路708的网络接口前端706。所述一个或多个存储器702可在处理器操作期间存储处理器可执行指令和/或数据。所述一个或多个处理器704可以从所述一个或多个存储器702读取指令并实施本文档中描述的技术。所述装置700可以实施包括本文所述的onu注册过程、定期状态检查和用于注册波长保护的备份选项的各种方法。

如上所述，在波长选择的wdm-pon中，所公开技术的各种实施例可以提供有效的onu注册，其可以通过使用专用于onu注册的预先指定的波长来进行。所公开的技术还提供了关于波长资源池管理的各种实施例。通过使用为注册而保留的特定波长，onu可以更有效地建立与olt的逻辑点对点数据连接，并且可以通过上面讨论的定期状态检查更有效地管理这种建立的连接。

所公开的实施例以及本文档所描述的其他实施例、算法、模块和功能操作可以在数字电子电路中实施，或者在计算机软件、固件或硬件(包括在本文档中公开的结构及其结构等价物)中实施，或者在它们中的一个或多个的组合来实施。所公开的实施例和其他实施例可以被实施为一种或多种计算机程序产品，即，在编码在计算机可读介质上的计算机程序指令的，用于由数据处理装置执行或控制数据处理装置的操作的一个或多个模块。所述计算机可读介质可以是机器可读存储设备、机器可读存储基板、存储设备、影响机器可读传播信号的组合物，或者它们中的一个或多个的组合。术语“处理器”涵盖用于处理数据的所有装置、设备和机器，包括例如可编程处理器、计算机或多个处理器或计算机。除了硬件之外，该装置还可以包括为所考虑的计算机程序创建执行环境的代码，例如，构成处理器固件、协议栈、数据库管理系统、操作系统或其中的一个或多个的组合的代码。传播信号是人为产生的信号，例如，机器产生的电信号、光信号或电磁信号，其被产生以对信息进行编码从而传输到合适的接收装置。

在实施本文档中讨论的onu注册算法时，计算机程序(也称为程序、软件、软件应用程序、脚本或代码)可以以任何形式的编程语言(包括编译或解释语言)来编写，并且它可以以任何形式部署，包括作为独立程序或作为合适用于计算环境的模块、组件、子例程或其他单元来部署。计算机程序不一定与文件系统中的文件相对应。程序可以存储在保存其他程序或数据的文件的一部分中(例如，存储在标记语言文档中的一个或多个脚本)，存储在专用于所考虑的程序的单个文件中，或者存储在多个协同文件(例如，存储一个或多个模块、子程序或代码部分的文件)中。计算机程序可以被部署为在一台计算机上执行，或者在位于一个站点或分布在多个站点上并通过通信网络互连的多台计算机上执行。

本文档中描述的过程和逻辑流程可以由一个或多个可编程处理器执行，该可编程处理器通过对输入数据进行操作和生成输出来执行一个或多个计算机程序从而执行功能。过程和逻辑流程也可以用特殊用途逻辑电路来执行，并且装置也可以实施为专用逻辑电路(例如，fpga(现场可编程门阵列)或asic(专用集成电路))。

例如，适于执行计算机程序的处理器包括通用微处理器和专用微处理器，以及任何种类的数字计算机的任何一个或多个处理器。一般来说，处理器将从只读存储器或随机存取存储器或两者中接收指令和数据。计算机的基本元件是用于执行指令的处理器和用于存储指令和数据的一个或多个存储器设备。通常，计算机包括还将包括或可操作地耦合到一个或多个用于存储数据的大容量存储设备(例如，磁盘、磁光盘或光盘)，以从大容量存储设备中接收数据或者将数据转移到大容量存储设备，或两者都有。然而，计算机不需要有这样的设备。适于存储计算机程序指令和数据的计算机可读介质包括各种形式的非易失性存储器、介质和存储器设备，其包括例如，半导体存储器设备，例如，eprom、eeprom和闪存设备；磁盘，例如，内部硬盘或可移动磁盘；磁光盘；以及cdrom光盘和dvd-rom光盘。处理器和存储器可以由专用逻辑电路来补充或并入专用逻辑电路中。

虽然本文档包含许多细节，但这些不应被解释为对所要求保护的发明的范围或可能要求保护的内容的范围的限制，而应理解为针对特定实施例的特征的描述。在单独实施例的上下文中本文档中描述的某些特征也可以在单个实施例中组合实施。相反，在单个实施例的上下文中描述的各种特征也可以在多个实施例中单独实施或在任何合适的子组合中实施。此外，尽管上述特征可以被描述为在某些组合中起作用，甚至最初也是这样要求保护的，但是在某些情况下，来自所述组合的一个或多个特征可以从该组合中被删除，并且所述组合可以涉及子组合或子组合的变体。类似地，虽然在附图中以特定次序描述操作，但这不应理解为要求以所示的特定次序或顺序执行这些操作，或者要求执行所有所示的操作，以获得期望的结果。

仅公开了一些示例和实施方式。可以基于所公开的内容对所描述的示例和实施方式以及其他实施方式做出改变、修改和增强。