一种以太网无源光网络节能状态下维持链路的方法及系统 技术领域 本发明涉及以太网无源光网络 (EPON， Ethernet Passive Optical Network) 领 域， 尤其涉及一种 EPON 系统中在节能状态下维持链路的方法及系统。
背景技术 1G-EPON 和 10G-EPON 分别是基于 IEEE802.3-2005 Section 5 和 IEEE802.3av 标 准的新一代宽带无源光综合接入技术， 系统通常由局侧的光线路终端 (OLT， Optical Line Terminal)、 用户侧的光网络单元 (ONU， Optical NetworkUnit)/ 光网络终端 (ONT， Optical Network Termination)、 和光分配网络 (ODN， Optical Distribution Network) 组成， 如图 1 所示。其中， ODN 由单模光纤和光分路器、 光连接器等无源光器件组成， ODN 为 OLT 与 ONU/ ONT 之间的物理连接提供光传输媒质。 ODN 通常为点到多点结构， 即一个 OLT 连接多个 ONU。
IEEE802.3-2005 Section 5 Clause 64.3 中规定了一种链路维持机制。 以用户侧 终端为 ONU 为例， 对每个处于已注册 (registered) 状态的 ONU， OLT 若在 50ms 时间内没有 向该 ONU 发送选通 (GATE) 多点控制协议 (MPCP) 报文， 则向该 ONU 发送一个空的 GATE MPCP 报文 ； OLT 若在 1 秒内没有收到其发送的报告 (REPORT)MPCP 报文， 则认为 OLT 与 ONU 间发生 了链路严重错误， 将 OLT 自身内部和该 ONU 对应的状态机迁移到去注册 (deregistered) 状 态， 然后重新发起该 ONU 的注册过程。处于已注册状态的 ONU， 若在 50ms 内没有向 OLT 发送 REPORT MPCP 报文， 则向 OLT 发送一个空的 REPORTMPCP 报文。ONU 若在 1 秒内没有收到 OLT 发给自己的 GATE MPCP 报文， 则认为发生了链路严重错误， 迁移到看门狗超时 (WATCHDOG TIMEOUT) 状态， 然后重新进行注册过程。由上述规则可以看出， 对于处于已注册状态的 ONU 而言， OLT 需要以最长 50ms 的间隔向 ONU 发送报文， 同样 ONU 也需要以最长 50ms 的间隔向 OLT 发送报文。
一些业务层的协议也有链路维持机制。如互联网组管理协议 (IGMP， Internet Group Management Protocol) 协 议， 每 隔 一 定 时 间， 服 务 器 会 向 用 户 发 送 IGMP 查 询 (QUERY) 协议帧， 用户必须返回 IGMP 报告 (REPORT) 协议帧。 如果服务器在一定时间内没有 收到 IGMP REPORT 响应， 会认为用户已经不再需要该组播流， 会停止向用户发送组播数据。
EPON 系统处于节能状态时， ONU 的接收和发送都关闭， 或者发送关闭。由于现有技 术需要在 ONU 与 OLT 之间互相发送维持链路的数据帧， 来实现链路维持机制， 而在节能状态 下无法发送数据帧 ( 包括维持链路的数据帧也不能正常发送 )， 因此， 实际上在节能状态下 仍然采用现有技术， 是无法实现链路维持机制的， 在这种情况下有可能出现 ONU 被解注册 或者业务级链接中断的问题。然而节能的要求是不能影响业务和 ONU 的注册， 因此， 在节能 状态下如何维持链路成为了一个待解决的问题， 目前尚未存在有效的解决方案。
发明内容
有鉴于此， 本发明的主要目的在于提供一种以太网无源光网络节能状态下维持链 路的方法及系统， 能在节能状态下实现链路维持。为达到上述目的， 本发明的技术方案是这样实现的 ：
一种以太网无源光网络节能状态下维持链路的方法， 该方法包括 ： 光网络单元 (ONU) 根据默认苏醒周期或光线路终端 (OLT) 配置的苏醒周期在节能状态周期性苏醒 ； 周 期性苏醒时接收和发送用于维持链路的数据帧。
其中， 所述 OLT 为所述 ONU 配置所述苏醒周期的方式具体包括 ： OLT 扩展操作管理 维护 (OAM) 消息， 将配置的所述苏醒周期加入扩展后的 OAM 消息中， 并下发给 ONU。
其中， 所述默认苏醒周期或配置的苏醒周期小于系统要求维持链路的数据帧的最 大发送时间间隔。
其中， 所述周期性苏醒的实现方式具体包括 ： 通过定时器或计数器超时后触发的 方式、 或 ONU 响应 OLT 消息的方式。
一种以太网无源光网络节能状态下维持链路的系统， 该系统包括 ： 配置单元和第 一链路维持单元 ； 其中，
配置单元， 用于 OLT 为 ONU 配置苏醒周期 ；
第一链路维持单元， 用于 ONU 根据默认苏醒周期或 OLT 配置的苏醒周期在节能状 态周期性苏醒时， 通过接收和发送用于维持链路的数据帧实现链路维持。 其中， 所述配置单元， 进一步用于通过 OLT 扩展 OAM 消息， 将配置的所述苏醒周期 加入扩展后的 OAM 消息中， 并下发给 ONU 的方式， 实现所述 OLT 为所述 ONU 配置所述苏醒周 期。
其中， 所述默认苏醒周期或配置的苏醒周期小于系统要求维持链路的数据帧的最 大发送时间间隔。
一种以太网无源光网络节能状态下维持链路的方法， 该方法包括 ： 设置 ONU 与 OLT 之间用于维持链路的协议报文或数据包的发送频率 ； 发送用于维持链路的协议报文或数据 包时， 按照设置的发送频率使发送时间间隔大于或等于 ONU 的苏醒周期。
其中， 该方法还包括 ： 由 OLT 通过扩展 OAM 消息设置所述发送时间间隔、 或由 ONU 根据苏醒周期调整所述发送时间间隔。
一种以太网无源光网络节能状态下维持链路的系统， 该系统包括 ： 设置单元和第 二链路维持单元 ； 其中，
设置单元， 用于设置 ONU 与 OLT 之间用于维持链路的协议报文或数据包的发送频 率；
第二链路维持单元， 用于按照设置的发送频率使发送时间间隔大于或等于 ONU 的 苏醒周期， 通过发送用于维持链路的协议报文或数据包实现链路维持。
其中， 所述第二链路维持单元， 进一步用于由 OLT 通过扩展 OAM 消息设置所述发送 时间间隔、 或由 ONU 根据苏醒周期调整所述发送时间间隔。
本发明有两套方案， 其中一套方案包括 ： ONU 根据默认苏醒周期或 OLT 配置的苏醒 周期在节能状态周期性苏醒 ； 周期性苏醒时接收和发送用于维持链路的数据帧。
采用本发明， 由于存在苏醒周期， 即便处于节能状态下， 也可以根据苏醒周期在节 能状态下周期性苏醒， 能接收和发送用于维持链路的数据帧， 从而实现在节能状态下的链 路维持机制。
附图说明
图 1 为现有技术的 EPON 网络基本结构示意图 ； 图 2 为本发明实施例一的在睡眠模式下为维持 MPCP 协议链路的 ONU 的流程图 ； 图 3 为本发明实施例二的在睡眠模式下为维持业务层协议的链路的 ONU 的流程图。 具体实施方式
本发明的基本思想是 ： 本发明有两套方案， 其中一套方案包括 ： ONU 根据默认苏醒 周期或 OLT 配置的苏醒周期在节能状态周期性苏醒 ； 周期性苏醒时接收和发送用于维持链 路的数据帧。
下面结合附图对技术方案的实施作进一步的详细描述。
一种以太网无源光网络节能状态下维持链路的方法， 该方法主要包括以下两方面 内容 ：
第一方面 ： ONU 根据默认苏醒周期或 OLT 配置的苏醒周期在节能状态周期性苏醒 ； 周期性苏醒时接收和发送用于维持链路的数据帧。
进 一 步 的， OLT 为 ONU 配 置 苏 醒 周 期 的 方 式 包 括 ： OLT 扩 展 OAM 消 息， 并将配 置的苏醒周期加入扩展后的 OAM 消息中， 并下发给 ONU。其中， 所述 OAM 是 Operation、 Administraion& Maintenance 的缩写， 指操作、 管理与维护。
进一步的， 默认苏醒周期或配置的苏醒周期要小于系统要求维持链路的数据帧的 最大发送时间间隔。
进一步的， 周期性苏醒的实现方式包括 ： 通过定时器或计数器超时后触发的方式、 或 ONU 响应 OLT 消息的方式。
进一步的， 所述节能状态包括睡眠模式、 或打盹模式等多种实现方式。其中， 所述 睡眠模式指 ： ONU 的接收和发送都关闭的情况 ； 所述打盹模式指 ： ONU 的发送关闭， 而 ONU 的 接收是打开的情况。
对应上述实现方案， 一种以太网无源光网络节能状态下维持链路的系统， 该系统 包括 ： 配置单元和第一链路维持单元。其中， 配置单元用于 OLT 为 ONU 配置苏醒周期 ； 第一 链路维持单元用于 ONU 根据默认苏醒周期或 OLT 配置的苏醒周期在节能状态周期性苏醒 时， 通过接收和发送用于维持链路的数据帧实现链路维持。
这里， 配置单元进一步用于通过 OLT 扩展 OAM 消息， 将配置的苏醒周期加入扩展后 的 OAM 消息中， 并下发给 ONU 的方式， 实现 OLT 为 ONU 配置苏醒周期。
这里， 默认苏醒周期或配置的苏醒周期小于系统要求维持链路的数据帧的最大发 送时间间隔。
第二方面 ： 设置 ONU 与 OLT 之间用于维持链路的协议报文或数据包的发送频率 ； 发送用于维持链路的协议报文或数据包时， 按照设置的发送频率使发送时间间隔大于或等 于 ONU 的苏醒周期。
进一步的， 发送时间间隔可以由 OLT 通过扩展 OAM 消息设置， 也可以由 ONU 根据苏 醒周期来调整。从而保证 ONU 和 OLT 之间发送的数据包可以满足维持链路的要求。
这里需要指出的是 ： 本文涉及的苏醒周期并不限于目前的描述， 只要能实现该苏醒周期功能的描述都在本发明的保护范围内， 比如唤醒周期、 唤醒时间间隔等等。
对应上述实现方案， 一种以太网无源光网络节能状态下维持链路的系统， 该系统 包括 ： 设置单元和第二链路维持单元。其中， 设置单元用于设置 ONU 与 OLT 之间用于维持链 路的协议报文或数据包的发送频率 ； 第二链路维持单元用于按照设置的发送频率使发送时 间间隔大于或等于 ONU 的苏醒周期， 通过发送用于维持链路的协议报文或数据包实现链路 维持。
这里， 第二链路维持单元进一步用于由 OLT 通过扩展 OAM 消息设置发送时间间隔、 或由 ONU 根据苏醒周期调整发送时间间隔。
综上所述， 本发明是一种在节能状态下实现链路维持机制的方案， 一方面能够满 足系统节能的需要， 在睡眠或者打盹时间内可以关闭光模块的接收和 / 或发送， 以达到节 能的目的。同时配合媒体接入控制 (MAC 层 ) 和业务层的链路维持机制， 避免出现 ONU 解注 册或业务断链的情况。
以下对本发明进行举例阐述。
实施例一 ： 在睡眠模式下为维持 MPCP 协议链路的 ONU 的流程， 用于在睡眠模式下 保证 MPCP 协议的维持链路机制正常运行。需要指出的是， 本文涉及 MPCP 协议的都是针对 MAC 层的链路维持机制， 不作赘述。 如图 2 所示的流程， 包括以下步骤 ：
步骤 101 ： EPON 系统的 ONU 启动节能方式。
步骤 102 ： ONU 进入睡眠模式， 关闭光模块的发送和接收功能。
步骤 103 ： ONU 在进入睡眠模式的同时启动定时器 T。
步骤 104 ： 判断定时器 T 是否超时， 如果是， 则执行步骤 105 ； 否则， 等待， 继续判断 定时器 T 是否超时。
步骤 105 ： ONU 在定时器 T 超时后， 接收来自 OLT 的 GATE 帧。
步骤 106 ： 判断是否有上行流量， 如果是， 则执行步骤 107 ； 否则， 执行步骤 108。
步 骤 107 ： 如 果 有 上 行 流 量，则 按 照 动 态 带 宽 分 配 (DBA， Dynamic BandwidthAllocation) 的规则发送相应的 REPORT 帧， 以达到为 ONU 分配上行带宽的目的 ； 之后执行步骤 102。
步骤 108 ： 如果没有上行流量， 则在 GATE 帧规定的时隙内向 OLT 发送空的 REPORT 帧， 该空的 REPORT 帧即为用于维持链路的数据帧 ； 之后执行步骤 102。
这里， 本实施例中， 定时器 T 的超时时间应该小于 OLT 规定的最大 REPORT 帧接受 间隔， 可以将定时器 T 的值默认设置为 50ms。
这里， 本实施例中， OLT 可以通过扩展 OAM 消息配置定时器 T 的值。扩展 OAM 消息 的格式如表 1 所示， 为配置苏醒周期的扩展 OAM 包帧格式的表。
Octet(s) 1 2 Field Branch(0XC9) Leaf( 待定 ) Notes 扩展的操作 配置 ONU 在睡眠方式下苏醒周期的通知消息用于指示 Variable 值字段长度时， 其值为 04 标识 ONU 在快速睡眠状态中保持的时间， 单位是 ms表1
表 1 中 的 Octet(s) 表 示 字 节 ； Branch 表 示 变 量 部 ； Leaf 表 示 变 量 页 ； VariableWidth 表示变量宽度。
实施例二 ： 在睡眠模式下为维持业务层协议的链路的 ONU 的流程， 用于在睡眠模 式下保证业务层协议的维持链路机制正常运行。
因为如果 MPCP 的维持链路机制用除上述实施例一外的其他方法进行链路维持， 或者系统采取了关闭 MPCP 定时器， 干预 MPCP 状态机的方式， 使 MPCP 的链路维持机制即使 在规定时间内不收发 GATE 和 REPORT 包也能正常运行， 则 PON 系统仅需保证业务层协议的 维持链路机制正常运行。
如图 3 所示的流程， 包括以下步骤 ：
步骤 201 ： EPON 系统的 ONU 启动节能方式。 步骤 202 ： ONU 进入睡眠模式， 关闭光模块的发送和接收功能。
步骤 203 ： ONU 在进入睡眠模式的同时启动定时器 T。
步骤 204 ： 判断定时器 T 是否超时， 如果是， 则执行步骤 205 ； 否则， 等待， 继续判断 定时器 T 是否超时。
步骤 205 ： ONU 在定时器 T 超时后， 接收来自 OLT 的 GATE 帧。
步骤 206 ： ONU 在 GATE 帧规定的时隙内发送用于维持链路的上行协议帧 ； 之后执 行步骤 202。
这里， 本实施例中， OLT 应该在定时器超时之前向 ONU 发送 GATE 帧， 保证 ONU 的上 行协议帧能够发送。
这里， 本实施例中， 定时器 T 的超时时间应该小于协议规定的最大维持链路帧接 受间隔。对于不同的协议， 定时器 T 的默认值不同， 可以将定时器 T 的值默认设置为 50ms。
这里， 本实施例中， OLT 可以通过扩展 OAM 消息配置定时器 T 的值。扩展 OAM 的格 式如上述表 1 所示。
实施例三 ： 针对打盹模式而言， 采用 ONU 响应 OLT 消息的方式， 用于在打盹模式下 保证 MPCP 协议和其他协议的维持链路机制正常运行。本实施例的流程包括以下步骤 ：
步骤 301 ： EPON ONU 启动节能方式， 进入打盹模式， 关闭光模块的发送功能。
步骤 302 ： OLT 在 ONU 打盹期间定期发送用于维持链路的数据包给 ONU。
步骤 303 ： ONU 在打盹模式期间对来自 OLT 的要求 ONU 响应的链路维持数据包时暂 时打开 ONU 的数据发送， 进行响应。
这里， 维持链路数据包包括 MPCP 维持链路的报文和用于查询状态的扩展 OAM 消息 两种。扩展 OAM 消息定义如以下表 2 所示， 为配置维持链路的数据包发送周期的扩展 OAM 包帧格式的表。
扩展的操作 配置维持链路数据包的发送周期 用于指示 Variable 值字段长度时， 其值为 04 标识 ONU 维持链路数据包的发送周期， 单位是 ms表2
这里， OLT 在 ONU 打盹期间定期发送用于维持链路的数据包给 ONU 的实现可以通 过但不限于以下方式 ：
方式一 ： 在 OLT 的内部设置定时器或计数器， 定时器超时或计数器到达某个数值 触发 OLT 发送维持链路的数据包给 ONU。
方式二 ： OLT 受业务模块控制下发用于维持链路的数据包。
方式三 ： OLT 受来自上层设备的消息控制， 下发用于维持链路的数据包。
实施例四 ： 在睡眠模式下用调整 MPCP 报文发送频率的方式维持 MPCP 协议链路的 ONU 的流程， 用于在睡眠模式下， 用调整 MPCP 报文发送频率的方式保证 MPCP 协议的维持链 路机制正常运行。本实施例的流程类似于上述实施例一的流程， 区别在于本实施例需要调 整发送频率， 而上述实施例一不需要， 发送频率是固定的。
本实施例的流程包括以下步骤 ：
步骤 401 ： EPON ONU 启动节能方式， 并将发送用于维持链路的 GATE 帧的频率调整 到每 200ms 一次。OLT 上的 MPCP 状态机每隔 200ms 发送一个 GATE 帧到 ONU。
步骤 402 ： ONU 进入睡眠模式， 关闭光模块的发送和接收功能。
步骤 403 ： ONU 在进入睡眠模式的同时启动定时器 T， 超时时间为 200ms。
步骤 404 ： ONU 在定时器超时后接收来自 OLT 的 GATE 帧。
步骤 405 ： 如果没有上行流量， 则在 GATE 帧规定的时隙内向 OLT 发送空的 REPORT 帧； 回到步骤 402。
步骤 406 ： 如果有上行流量， 则按照 DBA 的规则发送相应的 REPORT 帧。回到步骤 402。
在本实施例中， ONU 获得定时器 T 超时时间的方式包括但不限于以下两种 ：
方式一、 OLT 通过扩展 OAM 消息发送给 ONU， 扩展 OAM 消息如表 2 所示。
方式二、 ONU 根据唤醒周期长度获取。
以上所述， 仅为本发明的较佳实施例而已， 并非用于限定本发明的保护范围。