专利名称：共享传输介质分配方法、系统及终端的制作方法
技术领域：
本发明涉及数据传输技术领域，具体涉及一种共享传输介质分配方法、 系统及终端。
背景技术：
以太网无源光网络(EPON, Ethernet Passive Optical Network)是将无 源光网络技术和以太网技术相结合所产生的接入技术。在EPON系统中，主 要包括光线路终端 (OLT)、光分布网(ODN)和光网络单元(ONU)。 OLT连接一个或者多个ODN; ODN是无源分光器件，将OLT下行的数据 通过光分路传输到多个ONU;并将ONU的上行数据通过汇聚传输到OLT。 其中，数据传输采用了无源光纤传输方式。EPON系统具有高速、宽带以及 综合接入等诸多优点。借鉴于EPON系统的网络结构，目前出现了以太网无源同轴网络 (EPCN， Ethernet Passive Coaxial-cable Network )系统，EPCN系统以以太 网为载体，采用点到多点结构、无源同轴电缆传输方式，上行以突发的以太 网包方式发送数据流。图1是EPCN系统的结构示意图，如图l所示，EPCN 系统主要包括同轴线路终端(CLT, Coaxial-cable Line Terminal)、分支器/ 分配器、以及同轴网纟各终端(CNU， Coaxial-Cable Network Unit) 。 EPCN 系统通过CLT连接各种以太网设备，比如，通过CLT连接EPON系统中的 ONU或其它以太网服务器。EPCN系统可以应用于多种业务环境中，目前最 为常用的就是在楼内的以太网宽带到户使用。在EPCN系统中，CLT和各CNU之间通过同轴电缆传输数据，CLT与 CNU之间为点到多点的通信方式，即在EPCN系统中，CLT自己占用同轴传输电缆的下行方向，多个CNU共同占用同轴传输电缆的上行方向。要实现EPCN系统中的正常数据传输，必须为CLT和各CNU合理划分占用同 轴传输介质的时间。而现有的物理层技术只给出了在点对点的通信方式下， 如何进行传输介质共享的解决方案，而未给出如何实现多点共享传输介质的 方案。因此，如何为CLT和各CNU划分占用共享同轴传输介质的时间，从 而实现C L T和C NU的正常通信成为亟需解决的问题。发明内容本发明提供一种共享传输介质分配方法、系统及终端，以实现EPCN系统 内的正常物理层通信。本发明的技术方案是这样实现的 一种共享传输介质分配方法，该方法包括CLT为每个CNU划分占用同轴传输介质的上行介质占用时间段，CNU在数据帧要发送，则在该时间片内向CLT发送该数据帧。所述CLT为每个CNU分配占用同轴传输介质的上行介质占用时间段之后始时刻，若检测到无数据帧要发送，则在该时间片内向CLT发送空闲信号。 所述CNU向CLT发送该数据帧之后进一步包括CNU确定上行介质占用时间段结束，进入静默状态。所述CLT为每个CNU分配占用同轴传输介质的上行介质占用时间段之前进一步包括下行占用时间分配给自身，将上行占用时间分配给所有的CNU;所述CLT为每个CNU分配占用同轴传输介质的上行介质占用时间段为 CLT将所述上行占用时间划分给各CNU，每个CNU获得一个上行介质占用时 间段。袖3十间別介y检测到无数据帧要发送，则在该时间片内向CNU发送空闲信号。一步包括CLT确定下行占用时间结束，进入静默状态。 一种CLT，包括MAC层模块和物理层模块，其中 MAC层模块，将CNU;物理层模块，检测到有数据帧要发送，向CNU发送该数据帧。所述MAC层模块包括同轴传输介质分配模块、上行介质分配模块和 物理层控制模块，其中同轴传输介质分配模块，将同轴传输介质的占用时间分为下行占用时间 和上行占用时间，将下行占用时间信息发送给物理层控制模块，将上行占用 时间信息发送给上行介质分配模块；上行介质分配模块，接收同轴传输介质分配模块发来的上行占用时间信 息，将上行占用时间分发给各CNU;物理层控制模块，接收同轴传输介质分配模块发来的下行占用时间信 息，在下行占用时间到来时，向物理层模块发送开启指示；所述物理层模块，接收所述开启指示后，若检测到有数据帧要发送，则 向CNU发送该数据帧。所述物理层模块进一步，在收到物理层控制模块发来的开启指示后，若 在下行介质占用时间片起始时刻检测到无数据帧要发送，向CNU发送空闲 信号。所述物理层控制模块进一步用于，在下行占用时间结束时，向物理层模 块发送关闭指示，所述物理层模块进一步用于，接收到MAC层模块发来的关闭指示，进 入静默状态。一种CNU,包括MAC层模块和物理层模块，其中MAC层模块，接收同轴线路终端CLT发来的上行介质占用时间段信息， 在该上行介质占用时间段到来时，向物理层模块发送开启指示；物理层模块，在收到MAC层模块发来的开启指示后，若在上行介质占 用时间片起始时刻检测到有数据帧要发送，向CLT发送该数据帧。所述物理层模块进一步用于，在收到MAC层模块发来的开启指示后， 若在上行介质占用时间片起始时刻检测到无数据帧要发送，向CLT发送空 闲信号。所述MAC层模块进一步用于，在上行介质占用时间段结束时，向物理 层模块发送关闭指示，所述物理层模块进一步用于，接收到MAC层模块发来的关闭指示，进 入静默状态。与现有技术相比，本发明中，CLT为各CNU划分占用同轴传输介质的 上行介质占用时间段，CNU在自身的上行介质占用时间段的每个上行介质 占用时间片起始时刻，若检测到有数据帧要发送，则向CLT发送该数据帧。 本发明实现了在EPCN系统中的共享传输介质的分配，保证了 EPCN系统的 正常物理层通信。
图1为现有的EPCN系统的网络架构图；图2为本发明实施例提供的在全双工工作模式下的EPCN系统中分配共 享传输介质的流程图；图3为本发明实施例提供的在半双工工作模式下的EPCN系统中分配共 享传输介质的流程图；图4为本发明实施例提供的实现共享传输介质分配的全双工工作模式 下的EPCN系统的系统组成图；图5为本发明实施例提供的实现共享传输介质分配的半双工工作模式下的EPCN系统的系统组成图；图6为本发明实施例提供的在全双工工作模式下的EPCN系统中分配共 享传输介质的示意图。
具体实施方式
从物理层共享介质角度来看，EPCN系统可以是一个全双工系统，也可 以是一个半双工系统。在全双工系统工作模式下，CLT到各CNU的下行方 向 一直占用同轴传输介质，从各CNU到CLT的上行方向分时占用同轴传输 介质；在半双工系统工作模式下，从CLT到各CNU的下行方向和从各CNU 到CLT的上行方向，分时占用同轴传输介质。以下分别针对全双工工作模 式和半双工工作模式下的EPCN系统，对本发明进行详细说明。在全双工工作模式下的EPCN系统中，CLT 一直占用同轴传输介质， 各CNU分时占用同轴传输介质，因此，只需考虑如何为各CNU分配占用同 轴传输介质的时间。图2是本发明实施例提供的在全双工工作模式下的EPCN系统中分配共 享传输介质的流程图，如图2所示，其具体步骤如下步骤20k CLT将同轴传输介质的上行占用时间划分给各CNU,每个 CNU获得一个上行介质占用时间段，CLT将为各CNU划分的上行介质占用 时间段信息发送给对应的CNU。可以看出所有CNU的上行介质占用时间段的总和即为同轴传输介质 的上行占用时间。循MPCP MAC层协议每个CNU在发送上行数据之前，会向CLT上报自 身所要发送的各数据帧的长度，CLT根据该各CNU上报的待发送数据帧的 长度，将同轴传输介质的上行占用时间划分给各CNU。在本实施例中，可由CLT的媒体接入控制(MAC)层将同轴传输介质 的上行占用时间划分给各CNU。步骤203: CNU根据自身保存的上行介质占用时间段信息，确定自身的上行介质占用时间段的起始时刻到来，在每个上行介质占用时间片起始时刻判断是否有数据帧要发送，若是，执行步骤204;否则，执行步骤205。时间片为CNU和CLT的基本数据传输单位，每个CNU的上行介质占 用时间段包含一个或多个上行介质占用时间片。在本实施例中，步骤202中，接收并保存CLT发来的上行介质占用时 间段信息可由CNU的MAC层完成，且步骤203中，CNU的MAC层根据 该上行介质占用时间段信息，确定该CNU的上行介质占用时间段的起始时 刻到来，并向CNU的PHY层发送开启指示，CNU的PHY层收到该开启指步骤204: CNU向CLT发送该数据帧，转至步骤206。 本步骤中，向CLT发送数据帧的操作可由CNU的PHY层完成。 步骤205: CNU在该时间片内向CLT发送空闲(Idle)信号。 由于CLT为CNU划分的上行介质占用时间段是一个连续的时间，可能 包含多个时间片，在某些时间片内CNU可能没有数据帧要发送，此时，CNU 可在该时间片内发送空闲信号。另外，CNU可以预先设定在上行介质占 用时间片内若无数据帧发送时，向CLT发送空闲信号；也可以预先设定 在上行介质占用时间片内若无数据帧发送时，保持静默，此时，本步骤中， CNU在该时间片内将不向CLT发送任何信号。本步骤中，向CLT发送空闲信号的操作可由CNU的PHY层完成。 步骤206: CNU确定自身的上行介质占用时间段结束时刻到来，进入静 默状态。本步骤中，确定上行介质占用时间段结束时刻到来可由CNU的MAC 层来确定，并向CNU的PHY层发送关闭指示，CNU的PHY层收到该关闭 指示后，进入静默状态。通常，CLT和CNU都由MAC层和PHY层构成，其中，本实施中提到的同轴传输介质上行占用时间的划分由CLT的MAC层完成，上行介质占用时间段信息的保存由CNU的MAC层完成，且CNU的MAC层通过该上行介质占用时间段信息来控制CNU的PHY层的开关，CNU的PHY层根据 CNU的MAC层的控制来进行数据帧的发送。这样可以保证某个CNU在 通信时，其它CNU不发送任何信号，以免对正在通信的CNU产生干扰。在全双工工作模式下的EPCN系统中，CLT是一直占用同轴传输介质 的，CLT的MAC层对CLT的PHY层的控制信号始终有效，以使得PHY 层一直处于工作状态。同样，CLT的PHY层在无数据帧要发送时，或者发 送空闲信号或者保持静默。在半双工工作模式下的EPCN系统中，CLT和各CNU分时占用同轴传上行占用时间，然后需要将上行占用时间再分别划分给各CNU。图3为本发明实施例提供的在半双工工作模式下的EPCN系统中分配共 享传输介质的流程图，如图3所示，其具体步骤如下占用时间，将下行占用时间分配给自身，将上行占用时间分发给各CNU, 每个CNU获得一个上行介质占用时间段。本发明中，CLT将上行占用时间分发给各CNU时，可遵循MPCP MAC 层协议每个CNU在发送上行数据之前，会向CLT上报自身所要发送的各 数据帧的长度，CLT根据该各CNU上报的待发送数据帧的长度，将上行占 用时间分发给各CNU。步骤302: CLT将为各CNU分发得到的上行介质占用时间段信息发送 给对应的CNU。步骤304: CNU根据自身保存的上行介质占用时间段信息，确定自身的 上行介质占用时间段起始时刻到来，在每个上行介质占用时间片起始时刻判 断是否有数据帧要发送，若是，执行步骤305;否则，执行步骤306。步骤305: CNU向CLT发送该数据帧，转至步骤307。步骤306: CNU在该上行介质占用时间片内向CLT发送空闲信号。本步骤中，CNU也可在该上行介质占用时间片内保持静默，不向CLT 发送任何信号。步骤307: CNU确定自身的上行介质占用时间段结束时刻到来，进入静 默状态。步骤308: CLT确定下行占用时间起始时刻到来，在每个下行介质占用 时间片起始时刻判断是否有数据帧要发送，若是，执行步骤309;否则，执 行步骤310。同样，C L T的下行占用时间包含 一 个或多个下行介质占用时间片。 步骤309: CLT向CNU发送该数据巾贞，转至步骤311。CLT向CNU发送空闲信号可有助于CNU与CLT保持时钟同步。在实 际应用中，也可预先设定在下行介质占用时间片内若无数据帧发送，则 CLT保持静默，此时，本步骤中，CLT在该下行介质占用时间片内将不向 CNU发送任何信号。步骤311: CLT确定自身的下行占用时间结束时刻到来，进入静默状态。需要指出的是，步骤304-307与步骤308 311并无先后之分，只要CNU 确定上行介质占用时间段起始时刻到来，就执行步骤304~307;只要CLT 确定下行占用时间起始时刻到来，就执行步骤308~311 。同样，由于CLT和CNU通常都由MAC层和PHY层构成，本实施例 中提到的同轴传输介质占用时间的划分由CLT的MAC层完成。且，CLT 的MAC层保存下行占用时间信息，并根据该下行占用时间信息控制CLT的 PHY层的开关，具体过程为CLT的MAC层在下行占用时间起始时刻会向 CLT的PHY层发送开启指示，CLT的PHY层收到该开启指示，开始进行 数据帧的发送，CLT的MAC层在下行占用时间结束时刻会向CLT的PHY 层发送关闭指示，CLT的PHY层收到该关闭指示后，将进入静默状态。本 实施例提到的CNU的MAC层对CNU的PHY层的开关的控制与图2所示 实施例相同。这样可以保证CLT正在通信时，所有CNU都不会发出信号；也可以保证某个CNU在通信时，CLT和其它CNU不会发出信号，从而 保证了 CLT和各CNU的正常通信。图4为本发明实施例提供的实现共享传输介质分配的全双工工作模式 下的EPCN系统的系统组成图，如图4所示，其主要包括CLT41和CNU42， 其中CLT41:用于将同轴传输介质的上行占用时间划分给各CNU，将为各 CNU划分得到的上行介质占用时间段信息发送给对应的CNU42。CNU42:用于接收CLT41发来的上行介质占用时间段信息，在该上行 介质占用时间段起始时刻到来时，在每个上行介质占用时间片起始时刻判断 是否有数据帧发送，若是，向CLT41发送该数据帧；否则，在该上行介质 占用时间片内向CLT41发送空闲信号或保持静默；在上行介质占用时间段 结束时刻到来时，进入静默状态。如图4所示，CNU42主要包括MAC层模块421和PHY层模块422， 其中MAC层模块421:用于接收CLT41发来的上行介质占用时间段信息， 在该上行介质占用时间段起始时刻到来时，向PHY层模块422发送开启指 示；在该上行介质占用时间段结束时刻到来时，向PHY层模块422发送关 闭指示。PHY层模块422:用于在收到MAC层模块421发来的开启指示后，在 每个上行介质占用时间片起始时刻判断是否有数据帧要发送，若是，向 CLT41发送该数据帧；否则，在该上行介质占用时间片内向CLT41发送空 闲信号或保持静默。在收到MAC层模块421发来的关闭指示后，进入静默 状态。图5为本发明实施例提供的实现共享传输介质分配的半双工工作模式 下的EPCN系统的系统组成图，如图5所示，其主要包括CLT51和CNU52, 其中CLT51:用于将共享传输介质的时间片划分为自身占用的下行占用时间，以及各CNU52共同占用的上行占用时间，将该各CNU共同占用的上行 占用时间分发给各CNU52,将分发得到的各上行介质占用时间段信息发送 给对应的CNU52;在下行占用时间起始时刻到来时，在每个下行介质占用 时间片起始时刻到来时判断是否有数据帧要发送，若是，向CNU52发送该 数据帧；否则，在该下行介质占用时间片内向CNU52发送空闲信号或保持 静默；在下行占用时间结束时刻到来时，进入静默状态。CNU52:用于接收并保存CLT51发来的上行介质占用时间段信息，在 该上行介质占用时间段起始时刻到来时，在每个上行介质占用时间片起始时 刻判断是否有数据帧发送，若是，向CLT51发送该数据帧；否则，在该上 行介质占用时间片内向CLT51发送空闲信号或保持静默；在该上行介质占 用时间段结束时刻到来时，进入静默状态。如图5所示，CLT51主要包括第一 MAC层模块511和第一 PHY层 模块512，其中第一 MAC层模块511:用于将共享传输介质的时间片分配为自身占用 的下行占用时间，以及各CNU52共同占用的上行占用时间，将各CNU共同 占用的上行占用时间分发给各CNU52,将分发得到的各上行介质占用时间 段信息发送给对应的CNU52;在下行占用时间起始时刻到来时，向第一 PHY 层模块512发送开启指示；在下行占用时间结束时刻到来时，向第一PHY 层模块512发送关闭指示。第一MAC层模块511主要包括同轴传输介质分配模块5111、上行介 质分配模块5112和PHY层控制模块5113,其中同轴传输介质分配模块5111:用于将共享传输介质的时间片划分为自 身占用的下行占用时间，以及各CNU共同占用的上行占用时间，将该各CNU 共同占用的上行占用时间信息给上行介质分配模块5112,将下行占用时间 信息发送给PHY层控制模块5113。上行介质分配模块5112:用于接收同轴传输介质分配模块5111发来的 各CNU52共同占用的上行占用时间信息，将该上行占用时间划分给各CNU52,将划分给各CNU的上行介质占用时间段信息发送给各CNU52。PHY层控制模块5113:接收同轴传输介质分配模块5111发来的下行占 用时间信息，在下行占用时间起始时刻到来时，向第一 PHY层模块512发 送开启指示；在下行占用时间结束时刻到来时，向第一PHY层模块512发 送关闭指示。第一 PHY层模块512:用于在收到第一 MAC层模块511发来的开启指 示后，在每个下行介质占用时间片起始时刻到来时判断是否有数据帧要发 送，若是，向CNU52发送该数据帧；否则，在该下行介质占用时间片内向 CNU52发送空闲信号或保持静默；在收到第一 MAC层模块511发来的关闭 指示后，进入静默状态。如图5所示，CNU52主要包括第二 MAC层模块521和第二 PHY层 模块522,其中第二 MAC层模块521:用于接收CLT51发来的上行介质占用时间段信 息，在该上行介质占用时间段起始时刻到来时，在每个上行介质占用时间片 内向第二 PHY层模块522发送开启指示；在该上行介质占用时间段结束时 刻到来时，向第二PHY层模块522发送关闭指示。第二PHY层模块522:用于在收到第二MAC层模块521发来的开启指向CLT51发送该数据帧；否则，在该上行介质占用时间片内向CLT51发送 空闲信号或保持静默；在收到第二MAC层模块521发来的关闭指示后，进 入静默状态。以下给出 一个应用本发明的具体例子设全双工工作模式下的EPCN系统中，CNU的MAC层根据CLT为自 身划分的上行介质占用时间段信息，控制CNU的PHY层进行数据帧的发送。 具体过程如图6所示，当CNU的MAC层确定该上行介质占用时间段到来 时，则向该CNU的PHY层发送TX—ON指示即图6中的TX—ON=l时， 在每个上行介质占用时间片内，若检测到有数据帧要发送即图6中的MTX—EN=1时，则发送该数据帧；若检测到无数据帧要发送即图6中的 MTX—EN-0时，则发送空闲信号，其中，IPG表示帧间隙。以上所述仅为本发明的过程及方法实施例，并不用以限制本发明，凡在 本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在 本发明的保护范围之内。
权利要求
1. 一种共享传输介质分配方法，其特征在于，该方法包括同轴线路终端CLT为每个同轴网络终端CNU划分占用同轴传输介质的上行介质占用时间段，CNU在自身的上行介质占用时间段的每个上行介质占用时间片起始时刻，若检测到有数据帧要发送，则在该时间片内向CLT发送该数据帧。
2、 如权利要求l所述的方法，其特征在于，所述CLT为每个CNU分配占 用同轴传输介质的上行介质占用时间段之后进一 步包括CNU在自身的上行介 质占用时间段的每个上行介质占用时间片起始时刻，若检测到无数据帧要发送， 则在该时间片内向CLT发送空闲信号。
3、 如权利要求l所述的方法，其特征在于，所述CNU向CLT发送该数据 帧之后进一步包括CNU确定上行介质占用时间段结束，进入静默状态。
4、 如权利要求l所述的方法，其特征在于，所述CLT为每个CNU分配占 用同轴传输介质的上行介质占用时间段之前进一步包括CLT将同轴传输介质的占用时间划分为下行占用时间和上行占用时间，将 下行占用时间分配给自身，将上行占用时间分配给所有的CNU;所述CLT为每个CNU分配占用同轴传输介质的上行介质占用时间段为 CLT将所述上行占用时间划分给各CNU，每个CNU获得一个上行介质占用时 间段。
5、 如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述CLT将同轴传输介质占 用时间划分为下行占用时间和上行占用时间之后进一步包括CLT在下行占用 时间的每个下行介质占用时间片起始时刻，若检测到无数据帧要发送，则在该 时间片内向CNU发送空闲信号。
6、 如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述CLT将同轴传输介质时 间划分为下行占用时间和上行占用时间之后进一步包括CLT确定下行占用时 间结束，进入静默状态。
7、 一种同轴线路终端CLT，其特征在于，包括媒体接入控制MAC 层模块和物理层模块，其中CNU;物理层模块，检测到有数据帧要发送，向CNU发送该数据帧。
8、 如权利要求7所述的CLT,其特征在于，所述MAC层模块包括 同轴传输介质分配模块、上行介质分配模块和物理层控制模块，其中同轴传输介质分配模块，将同轴传输介质的占用时间分为下行占用时间 和上行占用时间，将下行占用时间信息发送给物理层控制模块，将上行占用 时间信息发送给上行介质分配模块；上行介质分配模块，接收同轴传输介质分配模块发来的上行占用时间信 息，将上行占用时间分发给各CNU;物理层控制模块，接收同轴传输介质分配模块发来的下行占用时间信 息，在下行占用时间到来时，向物理层模块发送开启指示；所述物理层模块，接收所述开启指示后，若检测到有数据帧要发送，则 向CNU发送该数据帧。
9、 如权利要求8所述的CLT,其特征在于，所述物理层模块进一步，在收到物理层控制模块发来的开启指示后，若 在下行介质占用时间片起始时刻检测到无数据帧要发送，向CNU发送空闲 信号。
10、 如权利要求8或9所述的CLT,其特征在于，所述物理层控制模块 进一步用于，在下行占用时间结束时，向物理层模块发送关闭指示，所述物理层模块进一步用于，接收到MAC层模块发来的关闭指示，进 入静默状态。
11、 一种同轴网络终端CNU,其特征在于，包括媒体接入控制MAC 层模块和物理层模块，其中MAC层模块，接收同轴线路终端CLT发来的上行介质占用时间段信息，在该上行介质占用时间段到来时，向物理层模块发送开启指示；物理层模块，在收到MAC层模块发来的开启指示后，若在上行介质占 用时间片起始时刻检测到有数据帧要发送，向CLT发送该数据帧。
12、 如权利要求11所述的CNU，其特征在于，所述物理层模块进一步 用于，在收到MAC层模块发来的开启指示后，若在上行介质占用时间片起 始时刻检测到无数据帧要发送，向CLT发送空闲信号。
13、 如权利要求11或12所述的CNU,其特征在于，所述MAC层模块 进一步用于，在上行介质占用时间段结束时，向物理层模块发送关闭指示，所述物理层模块进一步用于，接收到MAC层模块发来的关闭指示，进 入静默状态。
全文摘要
本发明公开了共享传输介质分配方法，包括CLT为各CNU划分占用同轴传输介质的上行介质占用时间段，CNU在自身的上行介质占用时间段的每个上行介质占用时间片起始时刻，若检测到有数据帧要发送，则向CLT发送该数据帧。本发明还公开了共享传输介质分配系统，包括CLT和CNU。另外，本发明还公开了CLT和CNU。本发明实现了在EPCN系统中的共享传输介质的分配，保证了EPCN系统的正常物理层通信。
文档编号H04N7/173GK101282315SQ20071009042
公开日2008年10月8日 申请日期2007年4月6日 优先权日2007年4月6日
发明者洋 于 申请人:杭州华三通信技术有限公司