专利名称：无源光网络用户终端及其电源控制、状态上报方法
技术领域：
本发明涉及无源光网络(PON，Passive Optical Network)技术，更具体的说，本发明涉及一种无源光网络用户终端及其电源控制、状态上报方法。
背景技术：
PON技术是为了支持点到多点的应用发展起来的光接入技术，参考图1，一般的，PON系统通常包括位于中心局的光线路终端(OLT，Optical LineTermination)，一系列位于用户驻地的用户端设备，通常为光网络单元/光网络终端(ONU/ONT，Optical Network Unit/Optical Network Termination))，以及在所述的OLT和用户端设备中间由光纤、无源分光器或耦合器构成的光分配网络(ODN，Optical Distribution Network)。其本质特征为ODN全部由无源器件组成，无源的分光器和耦合器只起到传递和限制光的作用，不需要供电和信息处理，而且具有不受限制的平均故障间隔时间，无源的特性使得网络布放更加灵活，无需机房和电源等；共享光纤的特性能够节省大量的光纤资源，使得接入网线路成本更低；而纯光介质的结构，透明的光纤宽带网络，使得对未来业务扩展保持了技术的安全性。
由于无源光网络中采用光纤介质进行数据传输，带宽容量较传统的铜线、无线局域网等技术有很大提高，可支持多种业务发展，例如将来可能依赖无源光网络传送的业务包括数据上网业务、语音业务、IPTV和视频点播等数字视频业务、CATV有线和数字电视等传统视频业务、安全防护数据、住宅用户各种抄表链路等。由于多种业务处理单元集成在无源光网络用户终端设备中，可能造成能源消耗较大，需对无源光网络用户终端设备进行节能，另外，由于部分业务需要高可靠性，无源光网络用户终端设备可能配备后备电池，一旦交流市电断电，无源光网络用户终端设备只能依赖后备电池供电，这时无源光网络用户终端设备的节能尤其重要。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种无源光网络用户终端及其电源控制、状态上报方法，可以在无源光网络用户终端中某项业务未使用时或所述无源光网络用户终端中使用后备电源供电时，控制对所述无源光网络用户终端设备进行节能。
为解决上述问题，本发明的一种无源光网络用户终端，包括接入无源光网络系统的无源光网络接口单元；与所述无源光网络接口单元相连进行业务数据分发的业务数据分发单元；接收所述业务数据分发单元分发的业务数据并进行相应处理的业务处理单元；和对上述各个单元供电的电源；另外，还包括有供电控制单元，用于控制开启或关闭对所述业务处理单元、业务数据分发单元以及无源光网络接口单元的节能供电。
可选地，所述供电控制单元包括有业务状态检测单元，用于检测各个业务处理单元使用状态；第一控制单元，根据业务处理单元状态检测结果，若有业务处理单元的处理状态为未使用状态，则开启对该未使用的业务处理单元的节能供电并在重新检测到需使用该业务处理单元时对其关闭节能供电。
可选地，所述供电控制单元还包括有第二控制单元，根据业务处理单元状态检测结果，若全部业务处理单元均为未使用状态，则控制开启对所有业务处理单元、无源光网络接口单元以及业务数据分发单元的节能供电，并在重新检测到有业务处理单元需要使用时关闭对该需使用的业务处理单元、无源光网络接口单元以及业务数据分发单元的节能供电。
其中，所述电源包括交流电源和后备电源，所述供电控制单元可包括有电源状态检测单元，用于检测电源状态；第三控制单元，根据电源状态检测结果，若交流电源中断、启动后备电源供电时，选择开启对部分或全部业务处理单元的节能供电。
可选地，所述供电控制单元还包括有第四控制单元，根据电源状态检测结果，若后备电源电量降低到预定值时，选择开启对部分或全部业务处理单元的节能供电。
其中，所述业务处理单元包括视频业务处理单元、语音业务处理单元以及数据上网业务处理单元。
其中，所述节能供电可为切断或降低供电电能。
相应地，本发明的一种无源光网络用户终端电源控制方法，所述无源光网络用户终端包括有无源光网络接口单元、业务数据分发单元以及业务处理单元，包括检测各个业务处理单元的使用状态；根据各业务处理单元状态检测结果，若有业务处理单元的处理状态为未使用状态，则开启对该未使用的业务处理单元的节能供电并在重新检测到需使用该业务处理单元时对其关闭节能供电。
另外，该方法还包括
根据业务处理单元状态检测结果，若全部业务处理单元均为未使用状态，则控制开启对所有业务处理单元、无源光网络接口单元以及业务数据分发单元的节能供电，并在重新检测到有业务处理单元需要使用时关闭对该需使用的业务处理单元、无源光网络接口单元以及业务数据分发单元的节能供电。
其中，所述业务处理单元包括视频业务处理单元、语音业务处理单元以及数据上网业务处理单元。
其中，所述节能供电为切断或降低供电电能。
相应地，本发明的一种无源光网络用户终端电源状态上报方法，该方法包括无源光网络用户终端向光线路终端发送无源光网络用户终端单元电源状态改变通知报文。
其中，所述无源光网络用户终端单元电源状态改变报文包括进入或退出节能供电状态操作信息以及进入或退出节能供电状态操作的无源光网络用户终端单元标识。
其中，可选的光线路终端根据所述通知报文，向无源光网络用户终端回送无源光网络用户终端单元电源状态改变响应报文。
其中，所述无源光网络用户终端单元电源状态改变响应报文包括接受或拒绝无源光网络用户终端单元电源状态改变、以及接受或拒绝电源状态改变的无源光网络用户终端单元标识。
其中，可选的光线路终端不回应消息给无源光网络用户终端，记录无源光网络用户终端节能状态的变化。
其中，所述无源光网络用户终端单元包括各业务处理单元、无源光网络接口单元以及业务分发单元。
其中，所述节能供电可为切断或降低供电电能。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果首先，本发明通过在无源光网络用户终端中设置供电控制单元，在无源光网络用户不使用所述用户终端设备中某种业务时，可通过所述供电控制单元控制开启对无源光网络用户终端中业务处理单元、业务数据分发单元或无源光网络接口单元的节能供电，在检测到业务重新使用时，通过所述供电控制单元则可控制关闭对所述无源光网络用户终端中业务处理单元、业务数据分发单元或无源光网络接口单元的节能供电，从而可显著降低设备能耗；其次，本发明在无源光网络用户终端设备配备后备电源的情况下，用户可以通过放弃部分业务的使用，即通过所述供电控制单元控制对部分业务处理单元、业务数据分发单元或无源光网络接口单元进行节能供电，从而实现延长后备电池支撑关键业务的时间；再次，本发明中无源光网络用户终端还可以向光线路终端发送无源光网络用户终端单元电源状态改变通知报文，通知光线路终端其电源状态，光线路终端根据所述通知报文，可向无源光网络用户终端回送无源光网络用户终端单元电源状态改变响应报文，即局端运营商也可以通过特定格式的消息报文增强对用户终端设备的维护管理能力，提前发现用户终端设备故障隐患(譬如设备交流电源中断等)，提高维护效率和服务质量。
图1是现有技术无源光网络系统组成示意图；图2是本发明无源光网络用户终端结构示意图；图3是图2所示供电控制单元的一种优选实施例示意图；图4是本发明无源光网络用户终端电源状态上报的流程示意图；
图5是本发明电源状态改变通知报文结构示意图；图6是现有技术OAM厂商扩展的帧结构。
具体实施例方式
参考图2，该图是本发明无源光网络用户终端的主要组成示意图。
如图示，本发明的无源光网络用户终端主要包括有无源光网络接口单元21，主要用于接入无源光网络系统；与所述无源光网络接口单元21相连的业务数据分发单元22，主要用于将无源光网络系统来的业务数据分发；与所述业务数据分发单元22相连的各个业务处理单元23，主要用于接收所述业务数据分发单元22分发的业务数据并进行相应处理，具体实现时，所述业务处理可以是视频业务处理单元、语音业务处理单元以及数据上网业务处理单元，所述各个业务处理单元23通过不同类型的接口(譬如CATV同轴电缆接口、电话RJ45接口、以太网口等)对外提供各种不同的业务；必要的，本发明中无源光网络用户终端还包括对上述各个单元供电的电源24；另外，基于节能控制的需要，本发明中所述无源光网络用户终端还包括供电控制单元25，主要用于控制开启或关闭对所述业务处理单元、业务数据分发单元以及无源光网络接口单元的节能供电，所述节能供电可以是切断或降低电源对各个单元的供电电能。
实际使用过程中可以发现用户大部分时间都不会使用无源光网络用户终端设备的全部业务。另外，在无源光网络用户终端配备后备电源(例如电池)的情况，用户可以通过放弃部分业务的使用，延长后备电源支撑关键业务的时间，本发明中具体通过所述供电控制单元25对无源光网络用户终端中各个业务处理单元、业务数据分发单元以及无源光网络接口单元的电源控制，进行节能供电，降低用户终端设备的能耗。
需要说明的，本发明中对于所述各个业务处理单元、业务数据分发单元以及无源光网络接口单元的电源开启、闭合或降低能耗，可通过在各单元上相应配备电源控制开关，通过开启或关闭相应的开关实现对相关单元的电源控制，具体实现时，还可采用其他方式，例如在电源部分统一控制，这里不再赘述。
下面具体说明本发明的供电控制单元25。
本发明中所述供电控制单元25对无源光网络用户终端单元电源的控制包括多种方式，例如各无源光网络用户终端单元进入节能状态的判决检测，节能状态下无源光网络用户终端设备的操作，无源光网络用户终端设备退出节能状态的判决检测，退出节能状态后无源光网络用户终端设备的操作，以及无源光网络用户终端设备和局端OLT设备的交互等。
按照本发明的一种节能控制的实施例，本发明中可首先检测各个业务处理单元的使用状态；然后根据各业务处理单元状态检测结果，若有业务处理单元的处理状态为未使用状态，则开启对该未使用的业务处理单元的节能供电并在重新检测到需使用该业务处理单元时对其关闭节能供电。
具体参考图3，该图是本发明供电控制单元25的一种可选实施例组成示意图。
如图示，本实施例中供电控制单元25包括业务状态检测单元251，用于检测各个业务处理单元使用状态，具体实现时，所述业务状态检测单元可通过监测各个业务接口状态检测各个业务处理单元的使用状态；第一控制单元252，根据业务处理单元状态检测结果，若有业务处理单元的处理状态为未使用状态，则开启对该未使用的业务处理单元的节能供电并在重新检测到需使用该业务处理单元时对其关闭节能供电。
具体来说，譬如监测到用户上网的以太网口没有Link(即网线中断)，或网口流量为0时，可以关闭上网业务处理模块的电源，或设定该模块的硬件芯片进入节能模式，这样就可以节能部分能源消耗。
又譬如监测到用户电话没有摘机、这时可以关闭语音业务处理模块以节能。传统视频业务(CATV有线电视)可同样处理。
另外，本发明还可更大程度的实现节能目标，即首先检测各个业务处理单元的使用状态；然后根据业务处理单元状态检测结果，若全部业务处理单元均为未使用状态，则控制开启对所有业务处理单元、无源光网络接口单元以及业务数据分发单元的节能供电，并在重新检测到有业务处理单元需要使用时关闭对该需使用的业务处理单元、无源光网络接口单元以及业务数据分发单元的节能供电。
具体还请参考图3，按照本发明的一个实施例中所述供电控制单元25还可包括第二控制单元253，根据业务处理单元状态检测结果，若全部业务处理单元均为未使用状态，则本发明中可控制开启对所有业务处理单元、无源光网络接口单元以及业务数据分发单元的节能供电，并在重新检测到有业务处理单元需要使用时关闭对该需使用的业务处理单元、无源光网络接口单元以及业务数据分发单元的节能供电。
具体实现时，当检测到所有业务都未使用，全部业务处理单元均未使用(用户没有摘机，同时数据业务以太网口无Link或流量为0，同时CATV接口没有使用等)时，PON用户终端设备可进入更深程度的节能状态，即关闭所有业务处理单元，并关闭无源光网络用户终端设备上行的无源光网络接口单元(如光电转换模块、EPON MAC、GPON协议处理模块等)，只保留在节能状态下检测各业务处理单元是否恢复使用，此时无源光网络用户终端设备和局端设备也不再联系，处于离线状态。当检测到各业务处理单元恢复使用时，立即将各单元从节能状态中恢复，重新打开上行无源光网络接口单元，和局端设备建立连接(具体来说，在无源光网络组网下，可按照无源光网络协议重新登陆网络)，并开启各业务处理单元向用户提供业务。
本发明中当用户终端设备配置后备电源(例如电池)供电时，可增加对供电电源、后备电源的检测，当检测到交流电源中断、启动后备电池供电时，可选择性启动某种节能策略，譬如只保证高优先级业务功能(如电话语音业务)，不再提供其他上网、CATV等业务、对不提供的业务，其相应业务处理单元也予以关闭或降低供电电能，以节省能源消耗，使后备电池可支撑更长时间的使用。
同样参考图3，一种具体实现中，本发明中所述供电控制单元25还包括有电源状态检测单元254，用于检测电源状态；第三控制单元255，根据电源状态检测结果，若交流电源中断、启动后备电源供电时，选择开启对部分或全部业务处理单元的节能供电，具体实现时，所述第三控制单元255控制同样还可以根据用户使用业务情况，若有业务处理单元的处理状态为未使用状态，则开启对该未使用的业务处理单元的节能供电并在重新检测到需使用该业务处理单元时对其关闭节能供电。
另外，本发明中实际节能策略还可更加灵活，譬如检测到后备电池电量低于某个预警值时才进入节能状态。或进入节能状态前，通过面板向用户提示电源情况，由用户决定是否进入节能状态，还请参考图3，一种具体实现中，本发明所述供电控制单元还可包括有第四控制单元256，根据电源状态检测结果，若后备电源电量降低到预定值时，选择开启对部分或全部业务处理单元的节能供电。
上述本发明中一旦检测到各业务接口被使用(如电话摘机、网口Link或有流量、CATV端口连接激活等)，即有业务处理单元需使用，PON用户终端马上退出节能状态，恢复相应业务处理单元的正常供电，若业务数据分发单元以及上行的PON接口单元也处于节能状态，则同时恢复业务数据分发单元以及上行的PON接口单元的正常功能。
为便于从局端监测各PON用户终端设备的工作状态，进行故障检测和诊断。本发明中PON用户终端还可以向局端OLT上报电源状态。
参考图4，该图是本发明PON用户终端电源状态上报方法的流程示意图。
本发明中PON用户终端设备在进入和退出节能状态、检测到终端设备交流供电中断时可以向局端设备上报一种特定格式的消息报文(本发明可称为电源状态改变通知报文)，局端设备OLT可用日志方式记录这些事件，同时可向维护人员告警，提醒预防和处理用户故障，具体的，如图示，在无源光网络用户终端设备自身实施改变相关单元电源状态的动作(譬如使各业务处理单元进入节能状态等)之前，向OLT发送电源状态改变通知报文，OLT收到通知报文后，可选回应相应的通知响应报文，也可以不回应任何消息给无源光网络用户终端，只是简单的记录无源光网络用户终端节能状态的变化。
具体的，参考图5，无源光网络用户终端电源状态改变通知报文包括两个参数字段，第一个字段为电源状态改变的动作标识，包括进入或退出节能状态的动作，第二字段为涉及的无源光网络用户终端标识，如数据上网、语音、CATV等。
OLT收到无源光网络用户终端电源状态改变通知报文后，回应给无源光网络用户终端一个响应报文，该响应报文中包括接受或拒绝无源光网络用户终端单元电源状态改变的指示、以及接受或拒绝电源状态改变的无源光网络用户终端单元标识。
无源光网络用户终端收到OLT的响应报文后，根据响应报文携带的指示结果，决定是否实施相应的电源状态改变动作。
可选的方案，无源光网络用户终端发送电源状态改变通知报文后，不需要等待OLT响应报文的指示，立即进入相关的电源状态。OLT收到无源光网络用户终端电源状态改变通知报文后，不回应任何消息给无源光网络用户终端，只是简单的记录无源光网络用户终端节能状态的变化。
上述无源光网络用户终端向OLT发送的通知报文可在不同网络层次(如MPCP、MAC或RS协议层等)上实现，以适应不同PON标准协议的要求。
譬如，在以太网无源光网络(EPON，Ethernet PON)协议标准中，可利用操作管理维护(OAM，Operation Administration Maintenance)协议扩展来实现。IEEE 802.3ah协议规范中，利用OAM的厂商扩展Organization SpecificInformation TLV(参考IEEE Draft P 802.3ah/D3.3第57.5.2.3节)，自定义Organizationally Unique Identifier(即OUI字段)后，在Organization SpecificValue字段自定义控制报文的格式，这样就可以在EPON OAM协议层实现上述通知或响应的控制报文的承载。
具体参考图6，IEEE 802.3ah协议中描述了OAM厂商扩展的帧结构，填充好OUI字段三个字节(厂商标识)，后面的数据内容就可以自行定义，譬如按图5格式进行定义即可。
在吉比特无源光网络(GPON，Gigabit PON)协议标准中，可利用物理层运行管理维护(PLOAM，Physical Layer Operation AdministrationMaintenance)或OMCI扩展来实现，根据ITU-T G.984.3协议扩展，增加MessageIdentifier类型，用来传输图5所示的自定义报文。
以上所述仅为本发明的优选实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何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权利要求保护范围之内。
权利要求
1.一种无源光网络用户终端，包括有接入无源光网络系统的无源光网络接口单元；与所述无源光网络接口单元相连进行业务数据分发的业务数据分发单元；接收所述业务数据分发单元分发的业务数据并进行相应处理的业务处理单元；和对上述各个单元供电的电源；其特征在于，还包括有供电控制单元，用于控制开启或关闭对所述业务处理单元、业务数据分发单元以及无源光网络接口单元的节能供电。
2.根据权利要求1所述的无源光网络用户终端，其特征在于，所述供电控制单元包括有业务状态检测单元，用于检测各个业务处理单元使用状态；第一控制单元，根据业务处理单元状态检测结果，若有业务处理单元的处理状态为未使用状态，则开启对该未使用的业务处理单元的节能供电并在重新检测到需使用该业务处理单元时对其关闭节能供电。
3.根据权利要求2所述的无源光网络用户终端，其特征在于，所述供电控制单元还包括有第二控制单元，根据业务处理单元状态检测结果，若全部业务处理单元均为未使用状态，则控制开启对所有业务处理单元、无源光网络接口单元以及业务数据分发单元的节能供电，并在重新检测到有业务处理单元需要使用时关闭对该需使用的业务处理单元、无源光网络接口单元以及业务数据分发单元的节能供电。
4.根据权利要求2或3所述的无源光网络用户终端，其特征在于，所述电源包括交流电源和后备电源，所述供电控制单元包括有电源状态检测单元，用于检测电源状态；第三控制单元，根据电源状态检测结果，若交流电源中断、启动后备电源供电时，选择开启对部分或全部业务处理单元的节能供电。
5.根据权利要求4所述的无源光网络用户终端，其特征在于，所述供电控制单元还包括有第四控制单元，根据电源状态检测结果，若后备电源电量降低到预定值时，选择开启对部分或全部业务处理单元的节能供电。
6.根据权利要求1所述的无源光网络用户终端，其特征在于，所述业务处理单元包括视频业务处理单元、语音业务处理单元以及数据上网业务处理单元。
7.根据权利要求1所述的无源光网络用户终端，其特征在于，所述节能供电为切断或降低供电电能。
8.一种无源光网络用户终端电源控制方法，所述无源光网络用户终端包括有无源光网络接口单元、业务数据分发单元以及业务处理单元，其特征在于，包括检测各个业务处理单元的使用状态；根据各业务处理单元状态检测结果，若有业务处理单元的处理状态为未使用状态，则开启对该未使用的业务处理单元的节能供电并在重新检测到需使用该业务处理单元时对其关闭节能供电。
9.根据权利要求8所述的无源光网络用户终端电源控制方法，其特征在于，还包括根据业务处理单元状态检测结果，若全部业务处理单元均为未使用状态，则控制开启对所有业务处理单元、无源光网络接口单元以及业务数据分发单元的节能供电，并在重新检测到有业务处理单元需要使用时关闭对该需使用的业务处理单元、无源光网络接口单元以及业务数据分发单元的节能供电。
10.根据权利要求8或9所述的无源光网络用户终端电源控制方法，其特征在于，所述业务处理单元包括视频业务处理单元、语音业务处理单元以及数据上网业务处理单元。
11.根据权利要求10所述的无源光网络用户终端电源控制方法，其特征在于，所述节能供电为切断或降低供电电能。
12.一种无源光网络用户终端电源状态上报方法，其特征在于，包括无源光网络用户终端向光线路终端发送无源光网络用户终端单元电源状态改变通知报文。
13.根据权利要求12所述的无源光网络用户终端电源状态上报方法，其特征在于，所述无源光网络用户终端单元电源状态改变报文包括进入或退出节能供电状态操作信息以及进入或退出节能供电状态操作的无源光网络用户终端单元标识。
14.根据权利要求12或13所述的无源光网络用户终端电源状态上报方法，其特征在于，光线路终端根据所述通知报文，向无源光网络用户终端回送无源光网络用户终端单元电源状态改变响应报文。
15.根据权利要求14所述的无源光网络用户终端电源状态上报方法，其特征在于，所述无源光网络用户终端单元电源状态改变响应报文包括接受或拒绝无源光网络用户终端单元电源状态改变、以及接受或拒绝电源状态改变的无源光网络用户终端单元标识。
16.根据权利要求12或13所述的无源光网络用户终端电源状态上报方法，其特征在于，光线路终端不回应消息给无源光网络用户终端，记录无源光网络用户终端节能状态的变化。
17.根据权利要求12或13所述的无源光网络用户终端电源状态上报方法，其特征在于，所述无源光网络用户终端单元包括各业务处理单元、无源光网络接口单元以及业务分发单元。
18.根据权利要求13所述的无源光网络用户终端电源状态上报方法，其特征在于，所述节能供电为切断或降低供电电能。
全文摘要
本发明公开一种无源光网络用户终端，包括接入无源光网络系统的无源光网络接口单元；与所述无源光网络接口单元相连进行业务数据分发的业务数据分发单元；接收所述业务数据分发单元分发的业务数据并进行相应处理的业务处理单元；和对上述各个单元供电的电源；另外，还包括有供电控制单元，用于控制开启或关闭对所述业务处理单元、业务数据分发单元以及无源光网络接口单元的节能供电。另外，本发明还公开了相应的无源光网络电源控制及状态上报方法。本发明可以在无源光网络用户终端中某项业务未使用时或所述无源光网络用户终端中使用后备电源供电时，控制对所述无源光网络用户终端设备进行节能。
文档编号H04L12/56GK1988502SQ20061008227
公开日2007年6月27日 申请日期2006年5月17日 优先权日2005年12月20日
发明者高海, 董英华 申请人:华为技术有限公司