光纤到房间系统的实现方法和装置与流程

本发明属于无源光网络(pon，passive optical networks)，具体涉及到光纤到房间(fttr，fiber to the room)系统的实现方法和装置。

背景技术：

1、在pon的应用中，光纤到房间(fttr，fiber to the room)技术，在光纤到户(ftth，fiber to the home)技术的基础上，将光纤从入户延升到每个房间，解决了接入网最后50米的带宽瓶颈问题，是接入网重要发展方向之一。

2、当前的fttr系统，采用的是gpon(gigabit-capable passive optical networks)中的1.25g非对称标准(上行/下行速率为1.24416gbps/2.48832gbps，以下简称1.25gsfu)，下一代fttr为2.5g对称(上行/下行速率为2.48832gbps/2.48832gbps，以下简称2.5gsfu)。为保护前期网络投资，下一代fttr主网关(mfu，main fttr unit)需要通过时分共存方式支持不同代际的fttr从网关(sfu，sub fttr unit)共存，如图1为1.25g sfu和2.5gsfu共存示意图。根据通用pon系统的不同阶段工作，实现时分共存，至少需要支持序列号发现阶段、测距阶段和运行阶段三个阶段的时分共存，现有的gpon标准没有规定任何一个阶段的时分共存方式。在序列号发现阶段，一个比较简单的方式是通过增加alloc-id(allocation identifier，分配标识符)实现不同速率之间的sfu共存，但缺点是需要占用现有的alloc-id资源；或者通过在上行帧中增加速率标识位，但缺点是在发现阶段(即sfu速率未识别之前)需要修改帧结构。上述两种方式与现有的gpon标准不兼容，可能导致现有的gpon onu(optical network unit，光网络单元)工作异常。

3、另外，当开启fec(forward error correction，前向纠错)时，现有的gpon采用rs(255，239)算法，即每239字节的数据增加16字节的校验，组成一个码字(codeword)。当sfu的带宽颗粒度大于1字节时，会导致从第二个码字开始，部分时隙的数据被分到两个fec码字(codeword)中；其中fec编码前数据排列如表1所示，h1到h3为帧头，不包括在时隙中，d1，d2等为数据，每列为一个时隙；

4、表1

5、 h2 d1 d3 ... d235 d237 ... d473 d475 ... h1 h3 d2 d4 ... d236 d238 ... d474 d476 ...

6、fec编码后数据排列如表2所示，p1，p2等为增加的校验，每列为一个时隙，h1～h3加上d1～d236共239字节，p1～p16等为增加的校验，组成第一个码字rs(255，239)；d237～d475共239字节，p17～p32等为增加的校验，组成第二个码字rs(255，239)；很显然，同一个时隙的数据d475和d476在fec编码后被分割。

7、表2

8、 h2 d1 d3 ... d235 p1 ... p15 d237 d239 ... d473 d475 ... p30 p32 ... h1 h3 d2 d4 ... d236 p2 ... p16 d238 d240 ... d474 p17 ... p31 d476 ...

9、在安全方面，现有的gpon仅规定了通过aes算法对下行数据进行加密，没有对上行数据进行加密，也不能支持其他的加密算法，显然不能满足现代网络通信中对安全越来越严格的要求。

技术实现思路

1、针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种光纤到房间系统的实现方案，对现有技术予进行改良以满足下一代fttr的需求。

2、为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种光纤到房间系统的实现方法，包括如下步骤：

3、在序列号发现阶段，通过相同的alloc-id，mfu在不同的或者相同的序列号请求或发现窗口，将不同速率的sfu进行区分；

4、在测距阶段，通过不同的测距窗口，基于不同速率的sfu配置不同的带宽，实现测距阶段的时分共存；

5、在运行阶段，基于sfu的带宽颗粒度和帧头长度，直接选择现有fec算法，通过截断算法中数据长度选择新的fec算法，保证每个时隙数据在同一个fec码字中。

6、本发明的一个实施例中，在序列号发现阶段，通过相同的alloc-id，mfu在不同的序列号请求或发现窗口，将不同速率的sfu进行区分，具体为：

7、在序列号发现阶段，通过相同的alloc-id，mfu在不同的序列号请求或发现窗口，基于不同速率sfu配置不同的带宽，带宽配置值不小于各自sfu上行ploamu消息的长度；sfu在接收到匹配其速率的序列号发现窗口后，经过响应延时+随机延时后进行响应，发送ploamu消息，响应长度不小于该速率下ploamu消息的时隙长度；mfu基于每个sfu速率建立一个接收通道，分别处理相应速率sfu的上行数据，数据通过校验后被接收。

8、本发明的一个实施例中，在序列号发现阶段，通过相同的alloc-id，mfu在相同的序列号请求或发现窗口，将不同速率的sfu进行区分，具体包括：

9、在序列号发现阶段，通过相同的alloc-id，mfu在不同的序列号请求或发现窗口，配置相同的带宽，带宽配置值不小于任何一种速率sfu上行ploamu消息的最小长度；sfu在接收到序列号发现窗口后，经过响应延时+随机延时后进行响应，发送ploamu消息，响应长度不小于该速率ploamu消息的时隙长度；mfu基于每个sfu速率建立一个接收通道，同时处理所有速率sfu的上行数据，数据通过校验后被接收。

10、本发明的一个实施例中，在测距阶段，通过不同的测距窗口，基于不同速率的sfu配置不同的带宽，实现测距阶段的时分共存，具体包括：

11、在测距阶段，通过alloc-id＝sfu-id，mfu在不同的测距窗口，基于不同速率sfu配置不同的带宽，带宽配置值不小于各自sfu上行ploamu消息的长度；sfu在接收到匹配其速率的测距窗口后，经过响应延时后进行响应，发送ploamu消息，响应长度不小于该速率ploamu消息的时隙长度；mfu基于每个sfu速率建立一个接收通道，分别处理相应速率sfu的上行数据，数据通过校验后被接收。

12、本发明的一个实施例中，在运行阶段，基于sfu的带宽颗粒度和帧头长度，直接选择现有fec算法，通过截断算法中数据长度选择新的fec算法，保证每个时隙数据在同一个fec码字中，具体包括：

13、在运行阶段，当开启2.5g或更高速率sfu的fec时，基于上行sfu的带宽颗粒度和帧头长度，直接选择现有fec算法，或者通过截断现有fec算法中数据长度选择新的fec算法，保证每个时隙数据在同一个fec码字中。

14、本发明的一个实施例中，对于帧头的码字，不包括帧头长度，选择的算法需满足剩余码字长度和校验字段长度为带宽颗粒度的整数倍，且码字长度最大；对于其他码字，选择的算法满足码字总长度和校验字段长度为带宽颗粒度的整数倍，且码字长度最大。

15、本发明的一个实施例中，在运行阶段，当开启加密时，在启用加密的encrypted_port-id消息中配置上下行加密指示和加密算法指示，或者在gem帧头中配置上下行加密指示，在密钥请求request_key消息中配置上下行密钥指示，在密钥切换key_switching_time消息中配置上下行密钥切换指示。

16、本发明的一个实施例中，应用于1.25g sfu和2.5g sfu的时分共存场景时，在序列号发现阶段，配置两个序列号发现窗口，其中窗口1满足alloc-id＝254，ploamu＝1，starttime＝x且stoptime＝x+12，窗口2满足alloc-id＝254，ploamu＝1，starttime＝y且stoptime＝y+6，窗口1用于1.25g sfu序列号发现，窗口2用于2.5g sfu序列号发现；

17、或者，在序列号发现阶段，定义一个序列号发现窗口3，其中窗口3满足alloc-id＝254，ploamu＝1，starttime＝x且stoptime＝x+12，该窗口同时用于上行1.25速率和上行2.5速率sfu序列号发现。

18、本发明的一个实施例中，在测距阶段，定义两个测距窗口4和窗口5，其中窗口4满足alloc-id＝sfu-id，ploamu＝1，starttime＝x且stoptime＝x+12时，窗口5满足alloc-id＝sfu-id，ploamu＝1，starttime＝y且stoptime＝y+6时，窗口4用于1.25g sfu测距；窗口5用于2.5g sfu测距。

19、本发明的一个实施例中，在运行阶段，开启2.5g sfu fec的实现方法如下：第一个码字直接选择现有fec算法rs(255，239)；后续码字，通过截断1字节，即选用算法rs(254，238)，包括238字节数据和16字节的校验，从而保证了同一个时隙数据在fec编码后没有被分割，降低了fec编码和解码的难度和复杂度；

20、在运行阶段，开启上行加密的实现方法如下:在encrypted_port-id消息中配置上行加密指示和加密算法指示；在密钥请求request_key消息中配置上下行密钥指示；在密钥切换key_switching_time消息中配置上下行密钥切换指示。

21、本发明的一个实施例中，随机延时窗口取值范围为12us～20us之间。

22、按照本发明的另一方面，还提供了一种光纤到房间系统的实现装置，包括至少一个处理器和存储器，所述至少一个处理器和存储器之间通过数据总线连接，所述存储器存储能被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令在被所述处理器执行后，用于完成所述的光纤到房间系统的实现方法。

23、总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有如下有益效果：

24、本技术提出了一种适用于通用fttr系统的技术方案，在序列号发现阶段，通过相同的alloc-id，mfu在不同的(配置不同带宽)或者相同的(配置相同带宽)序列号发现窗口，将不同速率的sfu进行区分；在测距阶段，通过不同的测距窗口，基于不同速率的sfu配置不同的带宽，实现测距阶段的时分共存；在运行阶段，基于sfu的带宽颗粒度和帧头长度，通过截断算法中数据长度选择新的fec算法，保证每个时隙数据在同一个fec码字中，降低了fec编码和解码的难度和复杂度；当开启加密时，通过配置加密比特指示和加密算法指示，增加新的加密算法和对上行数据的加密支持。本发明提出的fttr系统技术方案，支持两代或更多代fttr sfu的时分共存，兼容现有的gpon onu，同时具备实现技术难度较低和安全性好等优点。