专利名称：集团用户有线专网的实现方法
技术领域：
本发明涉及企业有线专网，特别是涉及集团用户有线专网的实现方法。
背景技术：
近年来，出于企业信息化管理的需要，许多大集团公司都在实施信息化改造，即公 司总部、数据处理中心与其下属的各个分支结构、业务营业网点之间通过各种通信方式直 接互连互通。但是，由于各个业务分支网点设置地点分散、距离机房距离较远、而且数据业 务量大，更重要的是出于安全等因素考虑，因此如银行、公安、石油、煤炭等这样的大企业基 本上都采用如图1所示的有线专网方式实现。在这种组网模式中，各营业网点的用户端设 备分别经El接口传输单元，通过传输光纤与其所属分支机构的局端设备的El接口传输单 元相连，并通过电信运营商(如电信、移动)进入传输网El通道与总部相连，从而实现总部 或数据处理中心与各个业务分支、业务网点的通信。以上这种组网模式，如果汇聚点位于各个业务分支点中心，并且各个业务分支分 部均勻，则还算较经济合适。但在实际应用中，这种情况很少见，大部分情况下各个业务分 支都分布不均勻，因此，一般会组建成如图1所示的网络结构，在这种结构中，需要在局端 设备和分支网点的用户端设备上成对的各配置一个El接口光传输单元，这些成对的光传 输单元之间分别通过一根光纤相连，即每对El接口光传输单元之间都需要一根光纤，这 样，该组网方式就存在很大的缺点，也就是说，这种组网方式不能共享具有相同方向的光纤 线路资源，增加业务网点时还需要重新铺设光纤线路，特别是局端机房一般都设置在市区， 线路铺设成本较高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是解决有线专网线路铺设成本较高的问题。为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供一种集团用户有线专网 的实现方法，将用户端单元与局端单元数据交互处理周期设定为125us，每个125us先后划 分为注册时间窗口，注册状态查询、注销时间窗口和数据传输时间窗口三个时间段，其中注 册时间窗口为0 9800ns，用于用户端单元向局端单元进行注册，注册状态查询、注销时间 窗口为9801 11336ns，用于局端单元查询用户端单元的注册状态或注销用户端单元，其 余时间为数据传输时间窗口，用于64个El的数据传输，每个用户端单元的El接口数据传 输时间为1776ns。上述方法中，在注册时间窗口中，用户端单元向局端单元进行注册的过程包括以 下步骤A10、局端单元向所有的用户端单元发送关闭使能帧，用户端单元接收到该关闭使 能帧后，关闭其光接口发送功能；A20、间隔500ns后，局端单元通过广播的方式发出针对某个用户端单元的注册许 可帧，该注册许可帧中包含有该用户端单元的地址，该地址为0到63，分别对应64个用户端
4单元；A30、各用户端单元接收到上述注册许可帧后，根据该注册许可帧中的用户端单元 地址获得该注册许可帧是否为针对本用户单元发出的注册许可帧的判断结果，如果判断结 果表明该注册许可帧不是针对本用户单元的，则不予处理；否则，根据本用户单元的注册标 志寄存器获得本用户单元是否已经注册的判断结果，如果判断结果表明本用户单元已经注 册，则自动关闭光接口发送使能；否则转步骤A40 ；A40、用户端单元先将本用户单元的当前时间置零并同时随机产生一个延时时间 值，然后向局端单元发送注册请求帧，该注册请求帧包含有本用户单元的地址和随机延时 时间值；A50、局端单元收到一个正确的用户端单元注册请求帧后，从该注册请求帧中获得 该用户端单元的地址和随机延时时间值，之后，首先在该局端单元的注册表中查找是否有 与该地址匹配的用户端单元，如该地址不存在，则构建一条表项存入注册表中，该表项中包 含该用户端单元的地址且将有效位字段置1，再发送注册有效帧给该用户端单元，该注册有 效帧包含有用户端单元地址和随机延时值字段，并且注册有效标志字段填全1 ；如该地址 已存在，则在局端单元侧产生告警信息，同时发送注册有效帧，在该注册有效帧中将注册有 效标志字段填全0 ；A60、用户端单元发出请求注册帧之后，在注册时间窗口内，以收到的注册有效帧 中的用户端单元地址和随机延时值是否与本用户单元发送请求帧中的发送值相同获得是 否收到属于本用户单元的注册有效帧的判断结果，如果判断结果表明没有收到属于本用户 单元的注册有效帧，则再次随机延时一个时间值，并发送注册请求帧，直到收到局端单元发 送的关闭本用户端单元发送使能帧或注册窗口时间界满止；如收到属于本用户单元的注册 有效帧，且注册有效帧的注册成功标志为全1，则将本用户单元的对应的注册状态标志位置 1，并自动关闭光接口发送使能；如没有收到属于本用户单元的注册有效帧，或注册成功标 志为全0，则更改本用户单元的地址并转步骤A40。上述方法中，在注册状态查询、注销时间窗口内，查询用户端单元的注册状态或注 销用户端单元的过程包括以下步骤B10、局端单元向所有用户端单元发送关闭使能帧，用户端单元接收到该关闭使能 帧后，关闭其光接口发送功能；B20、间隔8个时钟周期，每个时钟周期为8ns，局端单元通过广播的方式向所有的 用户端单元发送某一用户端单元的注册状态查询帧，该注册状态查询帧中包含有该用户端 单元的地址，该地址为0到63，分别对应64个用户端单元；B30、在1536ns内，局端单元等待该用户端单元的注册状态响应帧，如果没有收到 注册状态响应帧，则产生一个注销使能信号给注册表，从注册表中注销掉该用户单元；否则 转步骤B40 ；B40、各用户单元收到注册状态查询帧后，根据该注册状态查询帧中的用户单元地 址获得是否为针对本用户单元的判断结果，如果判断结果表明不是本用户单元，则不需处 理；否则，转步骤B50;B50、用户端单元根据本用户单元的注册标志寄存器获得本用户端单元是否已经 注册的判断结果，如果判断结果表明本用户单元已经注册，向局端单元发送注册状态响应帧，该注册状态响应帧包含有本用户端单元的地址和注册有效标记；如没有注册，则不响应 该注册状态查询帧；如果该用户端单元已注册成功，但在连续的两个16ms期间内都没有接 收到一个局端单元发送来的注册状态查询帧，则将本用户端单元注销。上述方法中，在数据传输时间窗口内数据传输的过程包括以下步骤C10、局端单元向所有用户端单元发送关闭使能帧，用户端单元接收到该关闭使能 帧后，关闭其光接口发送功能；C20、间隔8个时钟周期，每个时钟周期为8ns，局端单元根据注册表中的信息和数 据通道配置表信息，向某个用户端单元发送数据发送许可帧和数据信息帧，该数据发送许 可帧包括用户端单元的地址和注册标记；C30、用户端单元接收到局端单元发送来的数据发送许可帧后，根据该数据发送许 可帧中用户端单元的地址和注册标记与本用户单元的地址和注册标记是否相同，获得本用 户单元是否需要响应该数据发送许可帧的判断结果，如果判断结果表明需要响应，则将本 用户单元的发送功能打开，发送数据信息帧；否则，不处理，不将自己的发送打开，在发送完 数据信息帧后，将自己的发送关闭，等待下一次的发送允许，再进行上述步骤的操作。本发明，通过点到多点控制规程，采用时分多址方式，实现了最多具有64个El接 口的局端单元通过光纤和无源光分路器与最多64个具有单El的用户端传输单元之间通 信，同时实现El的无损伤传输，解决了传统N个具有单El接口的光传输单元之间点对点， 需要N对光纤的通信方式，节省了主干部分的光纤资源，同时也便于集中管理。
图1是传统的具有El接口光传输单元的方法示意图；图2是本发明的工作原理示意图；图3是本发明中用户端单元向局端单元注册流程图；图4是本发明中查询用户端单元的注册状态或注销用户端单元的流程图。图5为本发明中数据传输流程图。
具体实施例方式本发明提供了一种集团用户有线专网的实现方法，该方法中，在下行方向(局端 单元到用户端单元)，局端单元发送的信号经无源光分路器到达各个用户端单元。在上行方 向(用户端单元到局端单元)，采用时分多址接入方式并对各用户端单元的数据发送进行 仲裁，即由局端控制选择哪个用户端元发送和接收数据。其中，局端单元与用户端单元数据 交互处理的周期为125us，每个125us注册1个用户端单元，64个用户端单元全部注册成功 需要8ms ；局端单元将每个125us中的0 9800ns设定为注册时间窗口，用于用户端单元 的注册；9801 11336ns设定为注册状态查询和注销时间窗口，用于注册状态查询和注销； 其他时间段设定为数据传输时间窗口，用于64个El的数据传输，每个用户端单元的El接 口数据传输时间为1776ns。具体地说，集团用户有线专网的实现方法包括用户端单元向局端单元注册，用户 端单元注册状态查询、注销，以及数据传输三方面内容。在注册时间窗口内，用户端单元向局端单元注册的具体实施步骤如图2所示，包括以下步骤A10、局端单元向所有用户端单元发送关闭使能帧，该帧由帧头类型判断，用户端 单元接收到该关闭使能帧后，关闭其光接口发送功能；A20、间隔500ns后，局端单元通过广播的方式发出针对某个用户端单元(0 63 之间)的注册许可帧，该注册许可帧中包含有该局端单元的地址，该地址为0到63，分别对 应64个用户端单元，在9800ns的注册时间窗口内，等待该用户端单元的注册请求帧；A30、各用户端单元接收到上述注册许可帧后，根据该注册许可帧中包含的用户端 单元地址获得该注册许可帧是否为针对本用户单元发出的注册许可帧的判断结果，如果判 断结果表明该注册许可帧不是针对本用户单元的，则不予处理；否则，根据本用户单元的注 册标志寄存器获得本用户单元是否已经注册的判断结果，如果判断结果表明本用户单元已 经注册，则自动关闭光接口发送使能，不再发送注册请求帧；否则转步骤A40 ；A40、如果判断结果表明本用户单元还没有注册，则先将本用户单元的当前时间置 零，同时随机延时一个时间值，然后向局端单元发送注册请求帧，该注册请求帧包含有本用 户单元的地址和随机延时时间值，之后等待局端单元发送回来的注册有效帧，如在随机延 时的时间值内，没有收到属于本用户单元的注册有效帧，则再次随机延时一个时间值，并发 送注册请求帧，重复上次操作，直到收到局端单元发送的关闭用户端单元发送使能帧或到 达注册窗口时间值为止；A50、局端单元收到一个正确的用户端单元注册请求帧后，从该注册请求帧中获得 该用户端单元的地址和随机延时时间值，之后，首先在该局端单元的注册表中查找是否有 与该地址匹配的用户端单元，其中注册表的深度为64、宽度为32比特，该注册表中的每一 条记录记录了已注册的用户端单元的地址和是否有效的信息，如该地址不存在，则构建一 条表项存入注册表中，该表项中包含该用户端单元的地址且有效位字段置1，再发送注册有 效帧给该用户端单元，该注册有效帧包含有用户端单元地址和随机延时值字段，并且注册 有效标志字段填全1，表示该用户端单元注册成功；如该地址已存在，则在局端单元侧产生 告警信息，同时发送注册有效帧，在该帧中将注册有效标志字段填全0，表示该用户端单元 地址与其他用户端单元地址冲突，注册无效；A60、用户端单元发出请求注册帧之后，在9800ns的注册时间窗口内，以收到的注 册有效帧中的用户端单元地址和随机延时值是否与本用户单元发送请求帧中的发送值相 同获得是否收到属于本用户单元的注册有效帧的判断结果，如果判断结果表明没有收到属 于本用户单元的注册有效帧，则再次随机延时一个时间值，并发送注册请求帧，重复上次操 作，直到收到局端单元发送的关闭用户端单元发送使能帧或到达注册窗口时间值为止，自 动关闭本用户单元的发送使能，停止发送。如收到属于本用户单元的注册有效帧，且注册有 效帧的注册成功标志为全1，则表示本用户单元注册成功，将本用户单元的对应的注册状态 标志位置，在收到属于本用户单元的注册有效帧后，自动关闭光接口发送使能；如没有收到 属于本用户单元的，或注册成功标志为全0，表示注册不成功，且本用户单元的地址与其他 用户端单元有冲突，则更改本用户单元的地址并转步骤A40，已注册成功的用户端单元不处 理该步骤，即使是本用户单元的。局端单元在注册状态查询、注销时间窗口内，查询用户端单元的注册状态或注销 用户端单元的过程包括以下步骤
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B10、局端单元向所有用户端单元发送关闭使能帧，用户端单元接收到该关闭使能 帧后，关闭自己的光接口发送功能；B20、间隔8个时钟周期，每个时钟周期为8ns，即间隔64ns后，局端单元根据注 册表中的信息，通过广播的方式向所有的用户端单元发送某一用户端单元的注册状态查询 帧，该注册状态查询帧中包含有该用户端单元的地址，该地址为0到63，分别对应64个用户 端单元；B30、在1536ns内，等待该用户端单元的注册状态响应帧，如果没有收到，则产生 一个注销使能信号给注册表，从注册表中注销掉该用户单元；否则转步骤B40 ；B40、各用户单元收到注册状态查询帧后，根据该注册状态查询帧中的用户单元地 址获得是否为针对本用户单元的判断结果，如果判断结果表明不是本用户单元，则不需处 理；否则，转步骤B50;B50、用户端单元根据本用户单元的注册标志寄存器获得本用户端单元是否已经 注册的判断结果，如果判断结果表明本用户单元已经注册，向局端单元发送注册状态响应 帧，该注册状态响应帧包含有本用户端单元的地址和注册有效标记；如没有注册，则不响应 该注册状态查询帧；如果该用户端单元已注册成功，但在连续的两个16ms期间内都没有接 收到一个局端单元发送来的注册状态查询帧，则将本用户端单元注销。在数据传输时间窗口内数据传输的过程包括以下步骤C10、局端单元向所有用户端单元发送关闭使能帧，用户端单元接收到该关闭使能 帧后，关闭自己的光接口发送功能；C20、间隔8个时钟周期，每个时钟周期为8ns，即间隔64ns后，局端单元根据注册 表中信息和数据通道配置表信息，向某个用户端单元发送数据发送许可帧和数据信息帧。 数据通道配置表深度为64、宽度为32比特，该配置表根据注册表中注册信息，网管通过CPU 接口根据实际网络需求设定的局端单元多个El接口和多个用户端单元El接口之间对应关 系表项；局端单元等待用户端单元发送来的数据信息帧，接收该数据帧，并将其网管信息和 El数据信息提取，送入CPU接口模块和El接口模块处理。C30、用户端单元接收到局端单元发送来的数据发送许可帧，根据该数据发送许可 帧中的地址字段和注册标记，判断自己是否需要响应该数据发送许可帧，如果地址与自己 相同，且自己已注册，则响应，将自己的发送打开，发送数据信息帧；否则，不处理，不将自己 的发送打开。在发送完数据信息帧后，等待64个时钟周期，再将自己的发送功能关闭，等待 下一次的发送允许，再进行上述步骤的操作。上述方法中，用户端单元产生随机时间的值应在0 注册窗口值之间；用户端单 元的光接口检测到接收有光信号丢失，则需将自己的注册信息清除，设置为没有注册状态， 等待大于500us时间才作重新注册过程，即使在这段时间收到注册许可帧，也不作相应，等 待的时间是为了确保局端单元能将该用户端单元的注册信息清除。本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下作出的结 构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。
权利要求
集团用户有线专网的实现方法，其特征在于将用户端单元与局端单元数据交互处理周期设定为125us，每个125us先后划分为注册时间窗口，注册状态查询、注销时间窗口和数据传输时间窗口三个时间段，其中注册时间窗口为0～9800ns，用于用户端单元向局端单元进行注册，注册状态查询、注销时间窗口为9801～11336ns，用于局端单元查询用户端单元的注册状态或注销用户端单元，其余时间为数据传输时间窗口，用于64个E1的数据传输，每个用户端单元的E1接口数据传输时间为1776ns。
2.如权利要求1所述的集团用户有线专网的实现方法，其特征在于在注册时间窗口 中，用户端单元向局端单元进行注册的过程包括以下步骤A10、局端单元向所有的用户端单元发送关闭使能帧，用户端单元接收到该关闭使能帧 后，关闭其光接口发送功能；A20、间隔500ns后，局端单元通过广播的方式发出针对某个用户端单元的注册许可 帧，该注册许可帧中包含有该用户端单元的地址，该地址为0到63，分别对应64个用户端单 元；A30、各用户端单元接收到上述注册许可帧后，根据该注册许可帧中的用户端单元地址 获得该注册许可帧是否为针对本用户单元发出的注册许可帧的判断结果，如果判断结果表 明该注册许可帧不是针对本用户单元的，则不予处理；否则，根据本用户单元的注册标志寄 存器获得本用户单元是否已经注册的判断结果，如果判断结果表明本用户单元已经注册， 则自动关闭光接口发送使能；否则转步骤A40 ；A40、用户端单元先将本用户单元的当前时间置零并同时随机产生一个延时时间值， 然后向局端单元发送注册请求帧，该注册请求帧包含有本用户单元的地址和随机延时时间 值；A50、局端单元收到一个正确的用户端单元注册请求帧后，从该注册请求帧中获得该用 户端单元的地址和随机延时时间值，之后，首先在该局端单元的注册表中查找是否有与该 地址匹配的用户端单元，如该地址不存在，则构建一条表项存入注册表中，该表项中包含该 用户端单元的地址且将有效位字段置1，再发送注册有效帧给该用户端单元，该注册有效帧 包含有用户端单元地址和随机延时值字段，并且注册有效标志字段填全1 ；如该地址已存 在，则在局端单元侧产生告警信息，同时发送注册有效帧，在该注册有效帧中将注册有效标 志字段填全0 ；A60、用户端单元发出请求注册帧之后，在注册时间窗口内，以收到的注册有效帧中的 用户端单元地址和随机延时值是否与本用户单元发送请求帧中的发送值相同获得是否收 到属于本用户单元的注册有效帧的判断结果，如果判断结果表明没有收到属于本用户单元 的注册有效帧，则再次随机延时一个时间值，并发送注册请求帧，直到收到局端单元发送的 关闭本用户端单元发送使能帧或注册窗口时间界满止；如收到属于本用户单元的注册有效 帧，且注册有效帧的注册成功标志为全1，则将本用户单元的对应的注册状态标志位置1， 并自动关闭光接口发送使能；如没有收到属于本用户单元的注册有效帧，或注册成功标志 为全0，则更改本用户单元的地址并转步骤A40。
3.如权利要求1所述的集团用户有线专网的实现方法，其特征在于局端单元在注册状 态查询、注销时间窗口内，查询用户端单元的注册状态或注销用户端单元的过程包括以下 步骤B10、局端单元向所有用户端单元发送关闭使能帧，用户端单元接收到该关闭使能帧 后，关闭其光接口发送功能；B20、间隔8个时钟周期，每个时钟周期为8ns，局端单元通过广播的方式向所有的用户 端单元发送某一用户端单元的注册状态查询帧，该注册状态查询帧中包含有该用户端单元 的地址，该地址为0到63，分别对应64个用户端单元；B30、在1536ns内，局端单元等待该用户端单元的注册状态响应帧，如果没有收到注册 状态响应帧，则产生一个注销使能信号给注册表，从注册表中注销掉该用户单元；否则转步 骤 B40 ；B40、各用户单元收到注册状态查询帧后，根据该注册状态查询帧中的用户单元地址获 得是否为针对本用户单元的判断结果，如果判断结果表明不是本用户单元，则不需处理；否 则，转步骤B50;B50、用户端单元根据本用户单元的注册标志寄存器获得本用户端单元是否已经注册 的判断结果，如果判断结果表明本用户单元已经注册，向局端单元发送注册状态响应帧，该 注册状态响应帧包含有本用户端单元的地址和注册有效标记；如没有注册，则不响应该注 册状态查询帧；如果该用户端单元已注册成功，但在连续的两个16ms期间内都没有接收到 一个局端单元发送来的注册状态查询帧，则将本用户端单元注销。
4.如权利要求1所述的集团用户有线专网的实现方法，其特征在于在数据传输时间窗 口内数据传输的过程包括以下步骤C10、局端单元向所有用户端单元发送关闭使能帧，用户端单元接收到该关闭使能帧 后，关闭其光接口发送功能；C20、间隔8个时钟周期，每个时钟周期为8ns，局端单元根据注册表中的信息和数据通 道配置表信息，向某个用户端单元发送数据发送许可帧和数据信息帧，该数据发送许可帧 包括用户端单元的地址和注册标记；C30、用户端单元接收到局端单元发送来的数据发送许可帧后，根据该数据发送许可帧 中用户端单元的地址和注册标记与本用户单元的地址和注册标记是否相同，获得本用户单 元是否需要响应该数据发送许可帧的判断结果，如果判断结果表明需要响应，则将本用户 单元的发送功能打开，发送数据信息帧；否则，不处理，不将自己的发送打开，在发送完数据 信息帧后，将自己的发送关闭，等待下一次的发送允许，再进行上述步骤的操作。
全文摘要
本发明公开了一种集团用户有线专网的实现方法，将用户端单元与局端单元数据交互处理周期设定为125μs，每个125μs先后划分为注册时间窗口，注册状态查询、注销时间窗口和数据传输时间窗口三个时间段，其中注册时间窗口为0～9800ns，用于用户端单元向局端单元进行注册，注册状态查询、注销时间窗口为9801～11336ns，用于局端单元查询用户端单元的注册状态或注销用户端单元，其余时间为数据传输时间窗口，用于64个E1的数据传输，每个用户端单元的E1接口数据传输时间为1776ns。本发明解决了传统N个具有单E1接口的光传输单元之间点对点，需要N对光纤的通信方式，节省了主干部分的光纤资源，同时也便于集中管理。
文档编号H04J3/00GK101917228SQ201010240429
公开日2010年12月15日 申请日期2010年7月30日 优先权日2010年7月30日
发明者徐旺生 申请人:武汉烽火网络有限责任公司