本发明涉及网络通讯技术领域 ,具体涉及一种应用于无源光网络 PON的方法、 装置及系统。

背景技术

无源光网络 ( Passive Optical Network , PON ) 由局侧的光线路 终端 ( Optical Line Terminal, OLT ), 用户侧的光网络单元 ( Optical Network Unit, ONU )或者光网络终端 （ Optical Network Terminal, ONT ) 以及光分配网络（ Optical Distribute Network, ODN )组成。 目 前， 具有代表性的 PON技术是 GPON ( Gigabit-Capable Passive Optical Network,千兆无源光网络）、 EPON(Ethemet Passive Optical Network, 以太网无源光网络 )、 10G-GPON(也可以称为 XG-PON )、 10G-EPON。

OLT为 PON系统提供网络侧接口， 连接一个或多个 ODN。 ONU 为 PON系统提供用户侧接口， 与 ODN相连。 如果 ONU直接提供用户 端口功能， 如个人电脑（ Personal Computer, PC )上网用的以太网用 户端口，则称为 ONT。无特殊说明，下文提到的 ONU统指 ONU和 ONT。 0 DN是由光纤和无源分光器件组成的网络， 用于连接 0 LT设备和 ONU设备， 用于分发或复用 OLT和 ONU之间的数据信号。 在 PON系 统中， 从 OLT到 ONU称为下行； 反之， 从 ONU到 OLT为上行。

正交频分复用无源光网络 ( Orthogonal Frequency Division Multiplexing-Passive Optical Network, OFDM-PON )是一种基于 OFDM 技术的无源光网络， 如图 1所示。 由于 OLT 和 ONU的 MAC层需要配 对使用， 而 MAC层只能支持单一的协议， 如 GPON的 ONU只支持 GPON协议时，对应的 OLT的 MAC层只能支持 GPON协议， 10G-EPON 的 OLT不能与 GPON或 EPON的 ONU通信， 依次类推， 当 ONU只支持 EPON协议时， 对应的 OLT的 MAC层只能支持 EPON协议。 因此， 当 现有的 PON系统面对升级需求， 需要支持多种不同速率、 不同协议的 ONU时， 需要更换 OLT设备， 升级成本较高。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种应用于无源 光网络 PON通信的 方法方法、 装置及系统， 可以解决上述当 PON升级时， 需要更换 OLT 设备， 成本较高的问题。

第一方面，一种应用于无源光网络 PON的装置， 所述 PON包括光 线路终端 OLT和多个光网络单元 ONU , 在所述 OLT与所述多个 ONU 之间基于正交频分复用 OFDM承载数据， 所述装置包括：

多个 PON媒体接入控制 MAC模块， 用于耦合基于 OFDM的物理 层模块；

所述多个 PON媒体接入控制 MAC模块包括第一 PON MAC模块 和第二 PON MAC模块， 所述第一 PON MAC模块和第二 PON MAC模 块支持的 PON类型不同， 所述 PON类型包括 MAC协议和 PON链路速 率的至少一种；

所述第一 PON MAC模块被关联到所述基于 OFDM的物理层模块 支持的第一 OFDM子通道；

所述第二 PON MAC模块被关联到所述基于 OFDM的物理层模块 支持的第二 OFDM子通道， 其中， 所述第二 OFDM子通道包含的 OFDM子载波和所述第一 OFDM子通道包含的 OFDM子载波不同。

结合第一方面， 在第一方面的第一种可能的实现方式中，还包 括 参数接口模块， 用于在 OLT和所述多个 ONU中的第一 ONU之间传递 OFDM子通道信息。

结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第 一方面的第二种可 能的实现方式中，所述参数接口模块传递的 OFDM子通道信息包括所 述 OLT分配给第一 ONU的第一 OFDM子通道的通道信息， 所述第一 ONU支持的 PON类型与所述第一 OFDM子通道关联的第一 PON MAC 模块的 PON类型一致。

结合第一方面的第二种可能的实现方式，在第 一方面的第三种可 能的实现方式中， 所述 0LT在以下条件中至少一个满足时， 分配第一 OFDM子通道给第一ONU:

第一 0NU所支持的 OFDM子通道与第一 OFDM子通道包含的子 通道匹配；第一 ONU所支持的频谱范围与第一 OFDM子通道的频谱范 围匹配； 第一 ONU支持的 PON类型与第一 OFDM子通道关联的第一 PON MAC模块的 P0N类型一致； 以及第一 OFDM子通道的带宽容量 满足第一 0NU的带宽需求。

结合第一方面的第一种至第三种中的任意一种 可能的实现方式， 在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述 参数接口模块用于通过 所述物理层协商过程传递所述基于 OFDM的物理层模块支持的多个 OFDM子通道的通道信息。

结合第一方面的第一种至第四种中的任意一种 可能的实现方式， 在第一方面的第五种可能的实现方式中，所述 OFDM子通道信息包括 OFDM通道标识和 OFDM子载波信息中的至少一种。

结合第一方面，及第一方面的第一种至第五种 中的任意一种可能 的实现方式， 在第一方面的第六种可能的实现方式中， 还包括管理模 块， 用于建立 0NU和 OFDM子通道的关联关系， 包括第一 0NU和第 一 OFDM子通道的关联关系。

结合第一方面的第六种可能的实现方式，在第 一方面的第七种可 能的实现方式中，所述关联关系表示 0NU标识和 OFDM子通道的通道 信息的关系。

结合第一方面，及第一方面的第一种至第七种 中的任意一种可能 的实现方式在第一方面的第八种可能的实现方 式中，所述第一 OFDM 子通道和所述第二 OFDM子通道为下行子通道。 结合第一方面 ,及第一方面的第一种至第八种中的任意一种� �能 的实现方式在第一方面的第九种可能的实现方 式中，所述多个 Ρ0Ν媒 体接入控制 MAC模块为所述 0LT的一部分组件。

第二方面， 一种光线路终端 0LT, 应用于 P0N网络， 所述 P0N包 括所述 OLT和多个光网络单元 ONU;在所述 OLT与所述多个 ONU之间 基于正交频分复用 OFDM承载数据， 所述 OLT包括多个 PON MAC模 块和基于 OFDM的物理层模块，

其中， 所述多个 PON MAC模块为如第一方面或第一方面的任意 一种可能的实现方式所述的装置；

所述基于 OFDM的物理层模块用于通过第一 OFDM子通道传送 第一 PON MAC模块的数据； 通过第二 OFDM子通道传送第二 P0N MAC模块的数据。

结合第二方面， 在第二方面的第一种可能的实现方式中， 所述物 理层模块， 用于通过第一 OFDM子通道传送第一 PON MAC模块的数 据， 通过第二 OFDM子通道传送第二 PON MAC模块的数据， 包括： 物理介质关联模块 PMD模块，用于通过第一 OFDM子通道接收第 一 PON MAC模块的数据， 并调制为 OFDM信号； 通过第二 OFDM子 通道接收第二 PON MAC模块的数据， 并调制为 OFDM信号；

数模转换器， 用于将所述 OFDM信号转换为模拟电信号； 光发射机： 用于将所述模拟电信号转换为光信号， 将所述光信号 发射至光分配网络 ODN;

MAC适配模块， 用于将第一 OFDM子通道关联到第一 PON MAC 模块， 将第二 OFDM子通道关联到第二 PON MAC模块。

第三方面， 一种无源光网络 PON系统， 包括光线路终端 OLT和多 个光网络单元 ONU;在所述 OLT与所述多个 0 N U之间基于正交频分 复用 OFDM承载数据 ； 所述 OLT为如第二方面及第二方面任意一种 可能的实现方式所述的 OLT。 第四方面， 一种应用于 PON的通信方法， 所述 P0N包括光线路终 端 OLT和多个光网络单元 ONU,在所述 OLT与所述多个 ONU之间基于 正交频分复用 OFDM承载数据， 所述方法包括：

所述 OLT通过第一 OFDM下行子通道向第一 ONU发送基于第一 MAC协议的数据信息， 所述 OLT通过第二 OFDM下行子通道向第二 ONU发送基于第二 MAC协议的数据信息， 其中所述第一 OFDM子通 道包含的 OFDM子载波和所述第二 OFDM子通道所包含的子载波不 同。

结合第四方面， 在第四方面的第一种可能的实现方式中， 所述 OLT向所述第一 ONU发送 OFDM子通道信息。

结合第四方面， 在第四方面的第二种可能的实现方式中， 所述 OLT在以下条件中至少一个满足时， 分配第一 OFDM子通道给第一 ONU:第一 ONU所支持的 OFDM子通道与第一 OFDM子通道包含的子 通道匹配；第一 ONU所支持的频谱范围与第一 OFDM子通道的频谱范 围匹配； 第一 ONU支持的 PON类型与第一 OFDM子通道关联的第一 PON MAC模块的 PON类型一致； 以及第一 OFDM子通道的带宽容量 满足第一 ONU的带宽需求。

结合第四方面及第四方面的第一种或第二种可 能的实现方式，所 述 OLT向第一 ONU发送所述 OLT分配给第一 ONU的第一上行 OFDM 子通道信息。

结合第四方面及第四方面的任意一种可能的实 现方式， 所述 OFDM子通道信息包括 OFDM通道标识和 OFDM子载波信息中的至 少一种。

第五方面， 一种 ONU的注册方法，应用于 PON网络中， 所述 PON 包括光线路终端 OLT和多个光网络单元 ONU; 在所述 OLT与所述多个 ONU之间基于正交频分复用 OFDM承载数据， 所述方法包括：

所述 OLT通过第一 OFDM子通道以第一 MAC协议发送注册请求 消息；

所述 OLT通过第二 OFDM子通道以第二 MAC协议发送注册请求 消息， 其中， 第一 OFDM子通道包含的 OFDM子载波和所述第一 OFDM子通道包含的 OFDM子载波不同；所述第一 MAC协议为与第一 OFDM子通道关联的 MAC协议， 所述第二 MAC协议为与第二 OFDM 子通道关联的 MAC协议， 且所述第一 MAC协议不同于所述第二 MAC 协议；

所述 OLT接收来自 ONU的注册请求响应消息， 判断所述 ONU是 否合法， 如果合法则为所述 ONU分配 ONU标识， 对所述 ONU进行测 距，为所述 ONU分配 OFDM子通道，建立 ONU标识与所述 OFDM子通 道的关联。

结合第五方面， 在第五方面的第一种可能的实现方式中， OLT在 第一 OFDM子通道上以第一 MAC协议发送与第一 OFDM子通道相关 的物理层配置参数；

OLT在第二 OFDM子通道上以第二 MAC协议发送与第二 OFDM 子通道相关的物理层配置参数，其中所述物理 层配置参数包括 OFDM 通道标识和 OFDM子载波信息中的至少一种。

结合第五方面， 在第五方面的第二种可能的实现方式中， 为所述 ONU分配 OFDM子通道， 包括：

为所述 ONU分配 OFDM子通道， 包括：

所述 OLT在以下条件中至少一个满足时， 分配第三 OFDM子通道 给第一 ONU:

第一 ONU所支持的 OFDM子通道与第三 OFDM子通道包含的子 通道匹配；第一 ONU所支持的频谱范围与第三 OFDM子通道的频谱范 围匹配； 第一 ONU支持的 PON类型与第三 OFDM子通道关联的第一 PON MAC模块的 PON类型一致； 以及第三 OFDM子通道的带宽容量 满足第一 ONU的带宽需求。 结合第五方面的第二种可能的实现方式，在第 五方面的第三种可 能的实现方式中， 所述方法还包括：

当所述第三 OFDM子通道不同于第一 OFDM子通道时， 所述 OLT 对所述 ONU进行第二次测距。

结合第五方面的第三种可能的实现方式，在第 五方面的第四种可 能的实现方式中， 所述方法还包括：

当 OLT为所述 ONU分配新的 OFDM子通道后， OLT将默认的比特 承载表下发所述 ONU。

结合第五方面的第四种可能的实现方式，在第 五方面的第五种可 能的实现方式中， 所述方法还包括：

所述 OLT通过所述第三 OFDM下行子通道下发下行训练序列至 所述 ONU;

所述 OLT通过所述第三 OFDM下行子通道接收所述 ONU的下行 比特值，生成所述更新的比特承载表并将更新 的比特承载表下发所述 ONU;

所述 OLT对所述 ONU进行第三次测距。

存储器， 用于保存每个所述下行子通道与 MAC协议的映射关系 信息；

第一媒体接入控制 MAC模块， 用于通过第一 OFDM子通道以第 一 MAC协议发送注册请求消息； 接收来自第一 ONU的注册请求响应 消息，判断第一 ONU是否合法，如果合法则为所述第一 ONU分配 ONU 标识； 对所述第一 ONU进行测距， 为所述第一 ONU分配 OFDM子通 道；

第二 MAC模块， 用于通过第二 OFDM子通道以第二 MAC协议发 送注册请求消息； 接收来自第二 ONU的注册请求响应消息， 判断第 二 ONU是否合法， 如果合法则为所述第二 ONU分配 ONU标识； 对所 述第二 ONU进行测距， 对第二 ONU分配 OFDM子通道； 其中， 第一 OFDM子通道包含的 OFDM子载波和所述第一 OFDM 子通道包含的 OFDM子载波不同；所述第一 MAC协议为与第一 OFDM 子通道关联的 MAC协议， 所述第二 MAC协议为与第二 OFDM子通道 关联的 MAC协议， 且所述第一 MAC协议不同于所述第二 MAC协议； 物理介质关联 PMD模块， 用于将第一 OFDM子通道关联到第一 PON MAC模块， 第二 OFDM子通道关联到第二 PON MAC模块； 下行 方向， 通过第一 OFDM子通道接收第一 PON MAC模块的数据， 并调 制为 OFDM信号； 通过第二 OFDM子通道接收第二 PON MAC模块的 数据， 并调制为 OFDM信号；

MAC适配模块， 一端耦合在所述 PMD模块， 一端与所述第一 MAC模块和 /或第二 MAC模块耦合， 用于当接收 ONU上行光信号时， 根据带宽分配位图 BWmap, 将所述 PMD模块解调出的 OFDM信号送 往第一 MAC模块或第二 MAC模块。

在第六方面的第一种可能的实现方式中， 所述第一 MAC模块， 还用于通过第一 OFDM子通道以第一 MAC协议发送与第一 OFDM子 通道相关的物理层配置参数。

在第六方面的第二种可能的实现方式中， 所述第一 MAC模块， 用于为第一 ONU分配下行子通道， 具体包括：

当 ONU类型支持的频谱范围与所述第一 OFDM子通道不匹配；或 者， ONU类型与所述第一 OFDM子通道承载的 MAC协议不匹配； 或 者，所述第一 OFDM子通道的带宽容量未能满足第一 ONU的带宽需求, 分配第三 OFDM子通道给第一 ONU, 其中， 第三 OFDM子通道满足以 下条件：

第一 ONU所支持的频谱范围与第三 OFDM子通道的频谱范围匹 配； 第一 ONU支持的 PON类型与第三 OFDM子通道关联的第一 PON MAC模块的 PON类型一致； 以及第三 OFDM子通道的带宽容量满足 第一 ONU的带宽需求。

在第六方面的第三种可能的实现方式中， 所述第一 MAC模块， 还用于当 OLT为所述第一 ONU分配了第三 OFDM子通道后， 对第一 0NU进行第二次测距。

在第六方面的第四种可能的实现方式中， 所述第一 MAC模块， 还用于当 OLT将更新的比特承载表发送给所述 ONU后， 对所述第一 ONU进行第三次测距。

第七方面， 一种光线路终端 OLT, 包括： 处理器、 存储器、 总线 和通信接口； 所述存储器用于存储计算机执行指令， 所述处理器与所 述存储器通过所述总线连接， 当所述计算机运行时， 所述处理器执行 所述存储器存储的所述计算机执行指令，以使 所述计算机执行如第五 方面及第五方面的任意一种可能的实现方式所 述的方法。

本发明提出一种新型的 PON系统、 设备及支持多协议 ONU注册 的方法， 当 PON系统面对升级需求时， 无需更换 OLT设备， 可以平滑 升级， 节省升级成本。

附图说明 为了更清楚地说明本发明的实施例或现有技术 中的技术方案，下 面将对描述背景技术和实施例时所使用的附图 作筒单的介绍。显而易 见地， 下面附图中描述的仅仅是本发明的一部分实施 例，对于本领域 普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这 些 附图和描述得到其他的附图或实施例，而本发 明旨在涵盖所有这些衍 生的附图或实施例。

图 1是 PON网络架构示意图；

图 2是本发明实施例一提供的一种应用于无源光� �络 PON的装置 模块结构图；

图 3是本发明实施例二提供一种光线路终端 OLT的结构示意图； 图 4是本发明实施例三提供的一种无源光网络 PON的结构示意图; 图 5是本发明实施例三提供的一种 ONU结构示意图；

图 6是本发明实施例三提供的另一种 ONU的结构示意图； 图 7是本发明实施例四提供的一种应用于 PON的通信方法流程图; 图 8是本发明实施例五提供的一种 ONU注册的方法流程图； 图 9a是本发明实施例五提供的另一种 ONU注册的方法流程图； 图 9b是本发明实施例五提供的一种 ONU注册的交互示意图； 图 9c是本发明实施例五提供的另一种 ONU注册交互示意图； 图 9d是本发明实施例五提供的另一种 ONU注册交互示意图； 图 10是本发明实施例六提供的一种光线路终端 OLT的结构示意 图；

图 11是本发明实施例七提供的一种光线路终端 OLT的结构示意 图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清 楚明白， 以下结合 附图及实施例， 对本发明进行进一步详细说明。 应当理解， 此处所描 述的具体实施例仅仅用以解释本发明， 并不用于限定本发明。 显然， 所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例， 而不是全部的实施例。 基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员 在没有做出创造性劳动 前提下所获得的所有其他实施例， 都属于本发明保护的范围。

实施例一

正交频分复用无源光网络 ( Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM-PON )是一种基于 OFDM技术的无源光网络。 OFDM技术属于多载波调制技术， 它的基本思想是将信道分为若干频 率正交的子通道， 将高速数据信号转换成并行的低速子数据流， 调制 到每个子通道上进行传输。 在 OFDM-PON系统中， 上行和下行方向 只有 1个波长。 在下行方向， OLT的 MAC ( Media Access Control , 媒 体接入控制）模块， 用于实现 ONU管理、 DBA ( Dynamic Bandwidth Allocation, 动态带宽分配）、 ONU注册激活、 数据收发等功能； 物理 层包括 PMD ( Physical Medium Dependent, 物理介质关联层）、 DAC ( Digital-to-Analog Converter, 数模转换器） ADC(Analog-to-Digital Converter, 模数转换器）、 光发射机、 光接收机等硬件设备， 其中， PMD模块用于将 MAC模块输出的数据调制成 OFDM信号， DAC用于 将数字域的 OFDM信号转换为模拟的电信号，光发射机 Tx用于将电信 号转换为光信号， 发射到光分配网络 ODN。 光信号经 ODN网络传输 至 ONU, ONU的光接收机 Rx用于接收光信号， 并将光信号转换为电 信号， 模数转换器 ADC用于将模拟电信号转换为数字信号， 由 PMD 模块实现 OFDM信号的解调， 将解调后的信号传输至 MAC模块进行 处理。 在上行方向， ONU的 MAC模块用于实现 ONU管理、 DBA、 数 据传输等功能， PMD、 DAC、 Tx、 Rx、 ADC等模块的功能与下行方 向的介绍类似， 不再赘述。

如图 2a和图 2b所示， 本发明实施例公开一种应用于无源光网络 PON的装置 200 , 所述 PON包括光线路终端 OLT和多个光网络单元 ONU,在所述 OLT与所述多个 ONU之间基于正交频分复用 OFDM承载 数据， 所述装置包括：

多个 PON媒体接入控制 MAC模块， 用于耦合基于 OFDM的物理 层模块；

所述多个 PON媒体接入控制 MAC模块包括第一 PON MAC模块 和第二 PON MAC模块， 所述第一 PON MAC模块和第二 PON MAC模 块支持的 PON类型不同， 所述 PON类型包括 MAC协议和 PON链路速 率的至少一种；

所述第一 PON MAC模块被关联到所述基于 OFDM的物理层模块 支持的第一 OFDM子通道； 所述第二 PON MAC模块被关联到所述基于 OFDM的物理层模块 支持的第二 OFDM子通道， 其中， 所述第二 OFDM子通道包含的 OFDM子载波和所述第一 OFDM子通道包含的 OFDM子载波不同。

可选地，所述 MAC协议包括 GPON协议、 EPON协议、 10G-GPON 协议、 10G-EPON协议， 或者 40G-PON、 100G-PON等更高传输速率 的 MAC协议，或者以太网协议、 CPRI( Common Public Radio Interface, 公共无线电接口）、 OBSAI ( Open Base Station Architecture Initiative, 开放基站架构协议）等 MAC协议中的一种。

可选地，所述第一 PON MAC模块和所述第二 PON MAC模块可以 集成在一起。

可选地， 所述第一 OFDM子通道和所述第二 OFDM子通道是将下 行通道按子载波分组划分的。 比如， 下行 OFDM信号共有 1024个子载 波， H没分为 4个子通道， 每个子通道占用 256个子载波， 子通道的 ID 分别为 0~3。

可选地， 所述第一 OFDM子通道和所述第二 OFDM子通道是将下 行通道按下行 OFDM信号的频谱划分的。 比如， 下行 OFDM信号的频 谱为 1GHz, 假设分为 4个子通道， 每个子通道占用 250MHz的频谱资 源， 子通道的 ID分别为 0~3。

可选地， 所述装置还包括参数接口模块， 用于在 OLT和所述多个 ONU中的第一 ONU之间传递 OFDM子通道信息。 其中， 所述 OFDM 子通道信息包括所述 OLT分配给第一 ONU的第一 OFDM子通道的通 道信息，所述第一 ONU支持的 PON类型与所述第一 OFDM子通道关联 的第一 PON MAC模块的 PON类型一致。 举例说明， 比如第一 PON MAC模块支持 GPON协议、 第一 OFDM子通道支持 GPON协议、 与该 第一 OFDM子通道对应的第一 ONU支持 GPON协议； 第二 PON MAC 模块支持 EPON协议、第二 OFDM子通道支持 EPON协议、与该子通道 对应的第二 ONU支持 EPON协议。 所述装置还包括： 当满足以下的任意一条件时， 分配第一 OFDM 子通道给第一 0NU, 所述条件包括：

第一 0NU所支持的频谱范围与第一 OFDM子通道的频谱范围匹 配； 第一 ONU支持的 PON类型与第一 OFDM子通道关联的第一 PON MAC模块的 PON类型一致； 以及第一 OFDM子通道的带宽容量满足 第一 0NU的带宽需求。

可选的，所述参数接口模块用于通过所述物理 层协商过程传递所 述基于 OFDM的物理层模块支持的多个 OFDM子通道的通道信息。

其中， 所述 OFDM子通道信息包括 OFDM通道标识和 OFDM子载 波信息中的至少一种。

可选地， 所述装置还包括管理模块， 用于建立 ONU和 OFDM子通 道的关联关系， 包括第一 ONU和第一 OFDM子通道的关联关系。 所述 关联关系表示了 ONU标识和 OFDM子通道的通道信息的关系。

可选地， 所述第一 OFDM子通道和所述第二 OFDM子通道为下行 子通道。

可选地， 所述第一 OFDM子通道和所述第二 OFDM子通道分别为 上行 OFDM子通道和下行 OFDM子通道， 或者分别为下行 OFDM子通 道和上行 OFDM子通道。

可选地，所述多个 PON媒体接入控制 MAC模块为所述 OLT的一部 分组件。

所述第一PON MAC模块或第二 PON MAC模块，可以采用现场可 编程门阵列（Field-Programmable Gate Array, FPGA ), 可以采用专用 集成芯片 ( Application Specific Integrated Circuit, ASIC ), 还可以采 用系统芯片（ System on Chip, SoC ),还可以采用中央处理器（ Central Processor Unit, CPU ), 还可以采用网络处理器 （ Network Processor, NP ),还可以采用数字信号处理电路（ Digital Signal Processor, DSP ), 还可以采用微控制器（ Micro Controller Unit , MCU ) , 还可以采用可 编程控制器（Programmable Logic Device, PLD )或其他集成芯片。 实施例二

本发明实施例公开一种光线路终端 OLT, 如图 3所示， 应用于无 源光网络 PON, 所述 PON包括所述 OLT和多个光网络单元 ONU, 所述 OLT与所述多个 ONU之间基于正交频分复用 OFDM承载数据， 所述 OLT包括多个 PON MAC模块和基于 OFDM的物理层模块。

其中， 所述 PON MAC模块包括如实施例一所述的装置； 所述多个 PON MAC模块耦合到所述基于 OFDM的物理层模块， 所述基于 OFDM的物理层模块用于通过第一 OFDM子通道传送第一 PON MAC模块的数据；通过第二 OFDM子通道传送第二 PON MAC模 块的数据。

具体地， 物理层模块包括：

物理介质关联 PMD模块， 用于下行方向， 通过第一 OFDM子通道 接收第一 PON MAC模块的数据， 并调制为 OFDM信号； 通过第二 OFDM子通道接收第二 PON MAC模块的数据， 并调制为 OFDM信号； 上行方向， 接收模数转换器发送的数字基带 OFDM信号， 并解调出 MAC可以处理的数据信号。

值得说明的是，在 OFDM-PON中， ONU上行采用时分多址（ Time Division Multiplexing Access, TDMA ) 的方式传输数据。 OLT会分配 少量带宽用于 ONU上报其带宽需求， 如其待发送数据緩冲区的长度 或大小， OLT收到后会计算分配给该 ONU的带宽授权大小， 并以带宽 分配位图 （Bandwidth Map, BWmap )或其它形式发给 ONU, 指示授 权给该 ONU的上行时隙的开始时间和长度信息， 当 ONU收到 BWmap 后， 按照 BWmap的定时在相应的上行时隙发光， 将上行数据发送给 OLT。

其中， 所述 PON MAC模块， 用于分别给与 PON MAC支持同一 MAC协议的 ONU分配 BWmap。 比如支持 GPON协议的 MAC模块给支 持 GPON协议的 ONU分配 BWmap , 支持 EPON 协议的 MAC模块给支 持 EPON协议的 ONU分配 BWmap。

数模转换器， 用于将所述 OFDM信号转换为模拟电信号； 光发射机， 用于将所述模拟电信号转换为光信号， 将所述光信号 发射至光分配网络 ODN。

MAC适配模块， 一端耦合在所述各个 PON MAC模块， 一端耦合 在所述 PMD模块， 用于将第一 OFDM子通道关联到第一PON MAC模 块， 第二 OFDM子通道关联到第二 PON MAC模块； 当接收上行光信 号时，根据 BWmap ,确定该时刻发送信号的 ONU所对应的 PON MAC 模块， 将 PMD模块解调出的数据信号送往该相应的 PON MAC模块。

所述物理层模块还包括模数转换器和光接收机 ， 其中， 光接收机 用于接收从 ONU发送的上行光信号， 并将光信号转换为模拟电信号； 模数转换器用于将该模拟电信号转换为数字信 号， 发送至 PMD模块。

实施例三

本发明实施例公开了一种无源光网络 PON,如图 4所示，包括 OLT 和多个 ONU,所述 OLT与所述 ONU之间基于正交频分复用 OFDM承载 数据，所述 OLT可以支持多种 MAC协议，如 GPON、 EPON, 10G-GPON 或 10G-EPON, 以及未来发展的更高速率的 40G-PON、 100G-PON协 议， 或者以太网协议、 CPRI协议、 OBSAI等 MAC协议中的一种或多 种。 相应地， 所述多个 ONU支持 GPON、 EPON、 10G-GPON或 10G-EPON、 以太网协议、 CPRI协议、 OBSAI等协议中的一种协议， 所述 PON系统中， 至少存在两种 MAC协议。

在图 4所述的 PON系统中， 将下行通道按下行模拟 OFDM信号的 频谱或者按子载波分为多个子通道， 以 1GHz为例， 分为 4个子通道， 每个子通道占用 250MHz的频普资源， 子通道的 ID可以是 0~3。

优选地， 可以将性噪比 SNR相近的 ONU分到同一个子通道， SNR 较高的 ONU所在的子通道可以更高的要求调制下行信号 ， 从而提高 下行通道的总带宽。

可选地， GPON或 EPON的 ONU可以选择支持 250MHz的低频模拟 器件和光器件， OLT或 10G-GPON、 10G-EPON的 ONU可以选择支持 1GHz频谱的高频模拟器件和光器件。

所述 OLT, 包括如实施二所述的 OLT;

所述多个 ONU, 用于从所述 ODN接收下行光信号， 并将上行数 据按照时分多址 TDMA的方式传输给 OLT。

所述 ONU, 具体包括：

光接收机，用于接收 ODN传输的光信号，并转换为模拟电信号； 模数转换器 DAC, 用于将模拟电信号转换为数字基带信号； PMD模块， 用于将数字基带信号解调， 形成 MAC模块可以处理 的数据信号；

MAC模块， 用于接收 PMD模块的数据， 并处理。

需要说明的是， OLT在调制 OFDM信号时， 将频域的信号转换为 时域的信号； ONU接收时， 经过解调 OFDM信号， 将时域信号转换为 频域的信号。

具体地， ONU的硬件结构有两种实施例方案， 如图 5所示， 第一 种， 采用直接检测的方案， ONU固定接收下行频谱的 OFDM信号， 可 以用于 EPON、 GPON, 10G-GPON、 10G-EPON的实现方案。

第二种，采用电域相干接收的方案，如图 6所示，调节本振（Local Oscillator, LO ) 的频率对齐下行频普的中心频率， 可以接收中心频 率与该中心频率一致的子通道的 OFDM信号，可以用于 EPON、 GPON 的 ONU实现方案。

需要说明的是， OLT事先需要传输第一 ONU对应的子通道的信息, 如子通道的标识 ID或子通道的频率范围等， 以便于第一 ONU可以将 LO的频率调整到该子通道， 接收信号。 所述的事先告知可以是通过 消息将 ONU与子通道的关联关系信息发送至 ONU, 还可以将该关联 关系信息配置到 ONU本地， 还可以采用现有技术中其他方式， 这里 不再赘述。

直接检测方案和电域相干接收方案均为现有技 术，此处不再赘述。 为描述清楚， 比如将支持 GPON的 ONU称为第一 ONU, 将支持 EPON的 ONU称为第二 ONU, 支持 10G-GPON的 ONU称为第三 ONU。

采用第一种直接检测的第一 ONU接收到 OFDM信号，解调并提取 出所对应 MAC的数据信号。 根据实施例一， 第一PON MAC模块与第 一 OFDM子通道关联， 第一 MAC协议为 GPON协议， 那么该 ONU接收 第一子通道的数据信号， 即第一子通道与 GPON协议绑定。

采用第二种电域相干接收的第一 ONU, 调节 LO的频率与下行频 谱的中心频率对齐， 可以固定接收与该中心频率对齐的子通道的 OFDM信号， 并解调出数据信号。

采用第一种方案的第三 ONU , 为了实现更大的带宽， 需要支持 接收和处理全部或多个子通道的 OFDM信号， 即将多个子通道绑定为 一个下行通道。

实施例四

本发明实施例公开一种应用于 PON的通信方法，该方法应用于如 实施例三所述的 PON系统，如图 7所示，所述 PON包括光线路终端 OLT 和多个光网络单元 ONU, 在所述 OLT与所述多个 ONU之间基于正交 频分复用 OFDM承载数据， 所述方法包括：

所述 OLT通过第一 OFDM下行子通道向第一 ONU发送基于第一 MAC协议的数据信息， 所述 OLT通过第二 OFDM下行子通道向第二 ONU发送基于第二 MAC协议的数据信息， 其中所述第一 OFDM子通 道包含的 OFDM子载波和所述第二 OFDM子通道所包含的子载波不 同。

可选地， 所述方法还包括：

所述 OLT向所述第一 ONU发送所述 OLT分配给第一 ONU的第一 下行 OFDM子通道信息。

可选地， 所述方法还包括：

所述 OLT在以下条件至少一个满足时， 分配第一 OFDM子通道给 第 "-ONU: 第一 ONU所支持的频谱范围与第一 OFDM子通道的频谱 范围匹配；第一 ONU支持的 PON类型与第一 OFDM子通道关联的第一 PON MAC模块的 PON类型一致； 以及第一 OFDM子通道的带宽容量 满足第一 0NU的带宽需求。

可选地， 所述方法还包括：

所述 OFDM子通道信息包括 OFDM通道标识和 OFDM子载波信 息中的至少一种。

需要说明的是， ONU上行采用时分多址 TDMA的方式。 实现过程 如下：

OLT在做 OFDM调制时， 通过逆傅里叶变换方法， 将频域的信号 转换为时域， 发送到 ONU;

ONU接收端， 是根据不同频率的子载波按照时间先后顺序进 行 接收的， 通过傅里叶变换方法， 将时域信号转换为频域信号， 各个 ONU从相应的 OFDM子通道接收相应的数据。 上行时，按照时分多址 TDMA方式上艮至 OLT。

上行只有一个波长， 不同 MAC协议的 ONU以 TDMA方式接入 OLT , OLT的 PMD模块解调上行 OFDM信号有两种方法： 一是根据 BWmap ( Bandwidth Map, 带宽分配位图 )信息切换解调参数（如上 行 B表、 均衡系数表等）， 解调出相应 ONU的上行数据， 然后转发给 与该 ONU对应的 PON MAC模块（转发功能也可以由 MAC层的 MAC 适配模块实现）； 二是所有 ONU上行采用相同的解调参数， 解调出上 行数据，在 MAC层的 MAC适配模块根据 BWmap信息转发到与该 ONU 对应的 PON MAC模块。

具体地， BWmap中包括 ONU上行时隙的描述信息， BWmap由 OLT发给 ONU , OLT也可以根据 BWmap提前调整 PMD层参数做好接 收上行数据的准备； 此外， 由 Alloc-ID可以获取到对应的 ONU-ID , 上行数据帧中包括 ONU-ID , 在 MAC收到上行数据后可以比较 ONU-ID字段， 检测两者是否一致， 还可以比较 ONU上行数据的接收 时间和 BWmap中授权时间是否一致来判断 ONU的定时是否正常。 此 方案为现有技术， 这里不再赘述。

实施例五

图 8示出了本发明实施例提供的一种 ONU注册的方法流程图， 应 用于 PON网络中， 所述 PON网络包括光线路终端 OLT和多个光网络单 元 ONU;在所述 OLT与所述多个 ONU之间基于正交频分复用 OFDM承 载数据， 如图 8所示， 所述方法包括：

S800,所述 OLT通过第一 OFDM子通道以第一 MAC协议发送注册 请求消息；

S802 ,所述 OLT通过第二 OFDM子通道以第二 MAC协议发送注册 请求消息， 其中， 第一 OFDM子通道包含的 OFDM子载波和所述第一 OFDM子通道包含的 OFDM子载波不同；

S804 , 所述 OLT接收来自 ONU的注册请求响应消息， 为判断为合 法的 ONU分配 ONU标识和 0 FDM子通道， 建立分配的 ONU标识与 OFDM子通道的关联。 OLT根据 ONU的序列号判断该 ONU是否为合法 的 0而。

可选地， 所述方法还包括： OLT在第一 OFDM子通道上以第一 MAC协议发送与第一 OFDM子通道相关的物理层配置参数；

OLT在第二 OFDM子通道上以第二 MAC协议发送与第二 OFDM 子通道相关的物理层配置参数，其中所述物理 层配置参数包括 OFDM 通道标识和 OFDM子载波信息中的至少一种。

具体地， 为所述 ONU分配 OFDM子通道， 包括：

当 ONU类型支持的频谱范围与所述第一 OFDM子通道不匹配；或 者， ONU类型与所述第一 OFDM子通道承载的 MAC协议不匹配； 或 者，所述第一 OFDM子通道的带宽容量未能满足第一 ONU的带宽需求 时， 分配第三 OFDM子通道给第一 ONU, 其中， 第三 OFDM子通道满 足以下条件之一：

第一 0NU所支持的频谱范围与第三 OFDM子通道的频谱范围匹 配； 第一 ONU支持的 PON类型与第三 OFDM子通道关联的第一 PON MAC模块的 PON类型一致； 以及第三 OFDM子通道的带宽容量满足 第一 ONU的带宽需求。

需要说明的是， ONU的注册响应请求消息中携带 ONU的序列号， 还可以携带 ONU的类型； ONU还可以通过其他消息单独上报 ONU类 型， 如物理层操作管理维护 （Physics Layer Operation Administration Management, PLOAM ) 消息。

所述方法还包括所述 OLT为所述 ONU分配所述第三 OFDM下行 子通道， 当第三 OFDM子通道不同于第一 OFDM子通道时， 所述 OLT 对所述 ONU进行第二次测距。

其中， ONU接收注册消息的下行子通道是 ONU自己选择的， 不 是 OLT分配的。如果 ONU自己选择的子通道符合 OLT分配下行子通道 的原则， 则 OLT正式分配该子通道给该 ONU, 否则分配其他下行子通 道给该 ONU。

进一步地， OLT分配正式下行子通道原则有： 子通道的 PON协议 类型是否一致、 子通道的带宽容量是否满足 ONU要求、 运营商 ID是 否一致（有种场景， 下行子通道与运营商绑定， 只有该运营商的 ONU 才能接入）、 下行子通道间负载均衡的考虑、 子通道间流量调度的考 虑 （比如为了节能， 在 ONU较少时将 ONU集中在部分下行子通道 ) 等等。

所述方法还包括当 OLT为所述 ONU分配第三 OFDM子通道后，所 述 ONU将更新的下行比特承载表上报给所述 OLT。 需要说明的是， OLT与 ONU确定子通道的 PMD层工作参数是通 过默认的比特承载表 B表或者更新的比特承载表 B表来实现的。

默认 B表的技术为现有技术， 请参考现有技术的相关记载， 这里 不再赘述。

所述 ONU将更新的下行比特承载表上报给所述 OLT之前，还包括:

ONU; 所述 ONU通过所述第三 OFDM下行子通道接收所述下行训练 序列， 并计算生成所述更新的下行比特承载表； 所述 ONU将所述更 新的下行比特承载表发送给所述 OLT。

所述方法还包括当 OLT为所述 ONU分配第三 OFDM子通道后，所 述 OLT将更新的上行比特承载表发送给所述 ONU。

所述 OLT将更新的上行比特承载表发送给所述 ONU之前，还包括: 所述 ONU发送上行训练序列至所述 OLT; 所述 OLT通过所述 OFDM上 行通道接收所述上行训练序列，并计算生成所 述更新的上行比特承载 表； 所述 OLT将所述更新的上行比特承载表通过所述下行 OFDM子通 道发送给所述 ONU。

所述方法还包括所述 OLT对所述 ONU进行第三次测距。

下面结合具体的应用场景， 对本发明实施例进一步描述， 图 9a 是本发明实施例提供的一种 ONU注册方法流程图， 图 9b、 9c、 9d是本 发明实施例提供的一种 ONU注册流程交互图， 如图 9a、 9b、 9c、 9d 所示。

在所述 PON网络中，光线路终端 OLT通过光分配网络 ODN连接多 个不同无源光网络 MAC协议的光网络单元 ONU, 光线路终端 OLT设 有 M个下行子通道与 N种 MAC协议的映射关系信息， 其中， M, N均 为大于或等于 1的整数。 所述设有， 可以是所述映射关系信息保存在 OLT的存储器 RAM或 ROM、 闪存、 寄存器等等上， 还可以是直接将 该映射关系信息写入芯片中， 还可以是通过配置命令行或网管系统， 采用外部输入的方式设置在所述 OLT上。

S900 , OLT获取每个所述下行子通道与 MAC协议的对应关系， 其中， 第一子通道与第一 MAC协议对应。

其中， 所述 M个下行子通道与 MAC协议的映射关系信息， 可以 如下表 1所示：

下行子通道与 MAC协议的映射关系表

如表 1所示， ID为 0的子通道与 GPON协议——对应， ID为 1的子 通道与 EPON协议——对应， ID为 2的子通道与 10G-GPON协议—— 对应， ID为 3的子通道与 10G-EPON协议——对应。

进一步地， 所述 M个下行子通道可以是根据下行 OFDM信号的频 谱， 将下行通道划分成的多个子通道。 在本实施例中， 以 OFDM信号 的频谱为 1 GHz为例， H没将其分为 4个子通道（当然， 也可以划分为 其他多个子通道）， 每个子通道占用 250MHz的频谱资源， 所述 4个子 通道的 ID分别设置为 0~3。

进一步地， 假设 1 GHz的频谱可以支持 1 OGbps的数据传输速率。 对于 GPON,通常下行数据传输速率为 2.5Gbps,上行数据传输速率为 1.25Gbps。 对于 EPON, 通常上、 下行数据传输速率均为 1.25Gbps, 所以 G/E-PON (统称为 GPON和 EPON ) 只需占用更少的频谱资源， 假设为 G/E-PON分配的频谱为 250MHz。 对于 10G-GPON, 通常下行 数据传输速率为 lOGbps , 上行数据传输速率为 2.5Gbps。 非对称的 10G-EPON , 下行数据传输速率为 lOGbps , 上行数据传输速率为 1.25Gbps,因此 10G-PON (统称为下行 lOGbps的 PON,包括 10G-GPON 和 10G-EPON ) 的下行需要 1GHz的频谱。

进一步地， 所述 M个下行子通道可以根据下行 OFDM信号的频谱, 将下行通道划分为多个子通道。 在本实施例中， 以 OFDM信号的频谱 为 1GHz为例， 4叚设将其分为 4个子通道（当然， 也可以划分为其他多 个子通道）， 所述 4个子通道的 ID分别设置为 0~3。

OLT和 10G-PON的 ONU需要选择支持 1 GHz频谱的高频模拟器件 和光器件， 所述模拟器件包括数模转换器 DAC和模数转换器 ADC等； 所述光器件包括光发射机和光接收机。 G/E-PON的 ONU也可以采用这 种类型的 ONU, 然后为其分配相应带宽的子通道。

优选地，根据上述下行频谱需求， G/E-PON的 ONU可以选择支持 250MHz频谱的低频模拟器件和光器件。 对于第一种方案的 ONU, 所 述模拟器件包括低通电滤波器和模数转换器 ADC、 数模转换器 DAC 等； 对于第二种方案的 ONU, 所述模拟器件包括带通电滤波器、 本 振 LO、 模数转换器 ADC或 IQ解调器 （ In-phase and Quadrature Modulator ), 数模转换器 DAC; 所述光器件包括光接收机。

显然地， 采用优选的方案， G/E-PON的 ONU成本可以做到比 10G-PON的 ONU的成本更低， 因此， 不同 PON的 ONU选择合适的模 拟器件和光器件， 可以有效地降低成本。

步骤 S901：所述 OLT通过第一 OFDM子通道以第一 MAC协议发送 注册请求消息；

为便于理解， 以表 1中的子通道 ID为 0对应的 GPON协议为第一 MAC协议举例说明。 OLT通过读取表 1中的映射关系信息， 根据所述 映射关系信息， 通过 ID为 0的子通道下发第一 ONU注册请求消息至第 — ONU; 其中， 所述第一 ONU为支持 GPON协议的 ONU。

具体地， 第一 ONU注册请求消息的帧格式， 可以采用现有技术 中 GPON系统中， OLT下发 ONU注册请求消息的帧格式， 还可以采用 其他自定义的帧格式。 关于现有技术中 GPON系统， ONU注册请求消 息帧格式为现有技术， 这里不再赘述。

进一步地， OLT在周期性启动 ONU注册过程， 以第一 MAC协议 发送注册请求消息之前， 还可以通过所述 M个子通道的第一子通道， 通过默认下行比特承载表下发第一 ONU正常工作所需的物理层参数 描述消息， 在上行通道开启静窗。

步骤 902: 所述 OLT通过第二 OFDM子通道以第二 MAC协议发送 注册请求消息；

为便于理解， 以表 1中的子通道 ID为 1对应的 EPON协议为第二 MAC协议举例说明。 OLT通过读取表 1中的映射关系信息， 根据所述 映射关系信息， 通过 ID为 1的子通道下发第二 ONU注册请求消息至第 二 ONU; 其中， 所述第二 ONU为支持 EPON协议的 ONU。

具体地， 第二 ONU注册请求消息的帧格式， 可以采用现有技术 中 EPON系统中， OLT下发 ONU注册请求消息的帧格式， 还可以采用 其他自定义的帧格式。 关于现有技术中 EPON系统， ONU注册请求消 息帧格式为现有技术， 这里不再赘述。

进一步地， OLT在周期性启动 ONU注册过程， 通过默认下行比特 承载表以第二 MAC协议发送注册请求消息之前， 还可以通过所述 M 个子通道的第二子通道， 下发第二 ONU正常工作所需的物理层参数 描述消息， 在上行通道开启静窗。

如 9b所示， 其中， 该第一 ONU (图中为 GPON ONU )上电后， 通过默认下行比特承载表扫描其能够支持的各 下行子通道，若能够在 其中之一的下行子通道上达到同步并正确解析 下行帧，则说明所示下 行子通道所支持的 MAC协议与所述 ONU所支持的 MAC协议一致， 所 述 ONU可以将所述下行子通道作为临时下行子通道 并继续注册流程 , 所述临时下行子通道只能用于注册，不能传送 业务数据。如图 9b所示， GPON ONU选择在子通道 0上接收下行帧并同步。 可选地， 在步骤 900中 OLT下发第一 ONU正常工作所需的物理层 参数描述消息至第一 ONU, 第一 ONU收到该物理层参数描述消息后， 根据该参数描述消息进行配置， 然后接收所述第一 ONU注册请求消 息， 并对该第一 ONU注册请求消息进行响应， 上报序列号 SN。

其中， 所述物理层参数包括下行子通道的中心频率和 子载波数、 上行发射功率、 默认调制格式、 前导长度和模式等等。

可选地， 第一 ONU还可以上报 ONU类型至 OLT, 所述上报 ONU 类型可以通过上报序列号 SN消息， 一起上报； 还可以自定义一个新 的消息格式， 单独上报。

所述 ONU类型可以是 ONU的硬件参数信息、 ONU的类型编码或 ONU设备其他参数， 所述 OLT可以根据该 ONU类型获知该 ONU支持 的频率、 上、 下行速率、 支持的 MAC协议、 带宽等信息。

可选地， 如果第一 ONU没有上报 ONU类型至 OLT, OLT可以根据 所述序列号 SN获取第一 ONU所支持的频率、 上行和下行传输速率、 支持的 MAC协议、 带宽等信息。

步骤 903: 所述 OLT接收来自 ONU的注册请求响应消息， 判断所 述 ONU是否合法， 如果合法则为所述 ONU分配 ONU标识 （也可以称 为 ONU-ID ), 对所述 ONU进行测距， 为所述 ONU分配正式下行子通 道， 建立 ONU标识与所述下行子通道的关联。 所述正式下行子通道 不仅可以用于注册， 还可以传送业务数据。

可选地， OLT记录子通道 ID、 ONU-ID与支持 MAC协议的映射关 系信息，更新后的表 1为（如果 EPON、 10G-EPON、 10G-GPON的 ONU 还没有分配 ONU-ID , 此时 ONU标识一列中， 为空， 表 1显示的是全 部分配 ONU-ID后的状态）：

下行子通道与 MAC协议的映射关系表

子通道 ID MAC协议 ONU标识

0 GPON ONU-ID=l 1 EPON ONU-ID=2

2 10G-GPON ONU-ID=3

3 10G-EPON ONU-ID=4

OLT通过物理层操作管理消息（Physical Layer Operation And Management , PLO AM)或其他自定义的广播消息， 下发第二 ONU正 常工作所需的物理层参数描述消息至第二 ONU, 第二 ONU上电后， 收到该物理层参数描述消息后，根据该参数描 述消息进行初始化配置, 然后接收所述第二 ONU注册请求消息， 并对该第二 ONU注册请求消 息进行响应， 上报序列号 SN。

可选地， 第二 ONU还可以上报 ONU类型至 OLT, 所述上报 ONU 类型可以通过上报序列号 SN消息， 一起上报； 还可以自定义一个新 的消息格式，单独上报。所述 ONU类型可以是 ONU的硬件参数信息、 ONU的类型编码或 ONU设备其他参数， 所述 OLT可以根据该 ONU类 型获知该 ONU支持的频率、 上、 下行速率、 支持的 MAC协议、 带宽 等信息。

可选地， 如果第二 ONU没有上报 ONU类型至 OLT, OLT可以根据 所述序列号 SN获取第二 ONU所支持的频率、 上行、 下行传输速率、 支持的 MAC协议、 带宽等信息。

具体地， OLT接收来自所述第一 ONU的所述第一 ONU注册请求 消息的响应消息之后， 验证第一 ONU上报的序列号 SN是否合法， 如 果合法， 则 OLT为第一 ONU分配第一 ONU-ID , 并将该第一 ONU-ID 下发给第一 ONU; 如果非法， 则 OLT将所述第一 ONU踢下线。

参照表 1 ,举例说明， OLT通过 ID为 0的子通道接收来自支持 GPON 协议的 ONU上报的 SN, 验证该 SN合法后， 将 ONU-ID为 1的 ONU-ID 分配给该支持 GPON协议的 ONU, 反之， 验证该 SN不合法， 则将该 ONU踢下线。

其中，是否为合法 ONU,可以依据现有技术中，将上报 SN与 OLT 预存的、 或预配置的、 或通过命令行输入的、 或通过网管系统输入的 SN进行匹配， 如果匹配一致， 则该 ONU为合法 ONU; 反之， 为非法 0而。

当 OLT对 ONU上报的 SN进行验证成功后， OLT发起第一次测距， 在 ONU的配合下完成测距。

OLT为 ONU分配正式下行子通道， 并将下行子通道 ID发送至 0而。

其中， 如果 ONU当前选择的临时子通道满足以下条件之一， OLT 为 ONU分配另外一个下行子通道作为正式子通道； 否则， OLT将该临 时子通道作为正式下行子通道分配给 ONU, 该条件为：

ONU类型支持的频谱范围与当前临时子通道不匹 配；或者， ONU 类型与当前临时子通道承载的 MAC协议不匹配； 或者， 当前子通道 的带宽容量未满足 ONU的带宽需求。

其中， OLT为 ONU分配另外一个下行子通道作为正式子通道， 具 体包括：

OLT将满足 ONU需求的第一个 OFDM子通道分配给 ONU； 或， OLT将满足 ONU需求的多个 OFDM子通道中的任意一个分配给 ONU; 或， OLT将满足 ONU需求的最优的一个 OFDM子通道分配给 ONU; 或 者 OLT绑定多个下行 OFDM子通道分配给 ONU。

如图 9b所示， 当前的临时子通道满足 GPON ONU的需求， OLT 将该子通道 ID为 0的子通道分配给 ONU。 如图 9c所示， 当前临时的子 通道不满足 GPON ONU的需求， OLT将子通道 ID为 3的子通道分配给 ONU。如图 9d所示， XG-PON 的 ONU对子通道的带宽需求较大， ONU 在子通道 1和 2上同步， 当该两个临时子通道满足 XG-PON ONU需求 时， OLT将子通道 ID为 1和 2的子通道绑定后， 作为正式下行子通道分 配给 XG-PON ONU。

步骤 904:当 ONU下行子通道发生变化时， OLT发起第二次测距。 具体地， 在步骤 904中 OLT为 ONU重新分配了下行子通道， 该分 配的正式下行子通道可能与之前临时的子通道 ID不同， 因此， 当 ONU 下行子通道改变时， OLT需要第二次测距， 或通过计算获取所述 ONU 在新的下行子通道上的测距结果， 如通过相同 ONU在所述分配的下 行子通道与当前子通道的测距结果之差来计算 所述 ONU的测距结果; 反之， OLT不需要第二次测距。

步骤 905: 当 ONU下行子通道发生变化后， OLT和 ONU需要确定 子通道的 PMD层工作参数。

一般地， 在 OFDM-PON中， OLT和 ONU在注册过程中采用默认 的比特承载表 B表（也可称为比特映射表）进行通信， 进而确定 PMD 层工作参数。 OFDM信号在频域有多个子载波， 每个子载波根据信噪 比 （ Signal Noise Ratio , SNR ) 的特性， 每个时钟可以承载不同的比 特数， 即 B值， 所述 B表是通道中子载波 ID和 B值的映射关系表。

可选地， OLT和 ONU确定下行 B表的方法： OLT发送下行训练序 列至 ONU, ONU根据接收的所述下行训练序列计算各子载波 的信噪 比（ Signal Noise Ratio, SNR ), 再根据该 SNR, 计算出该 ONU的下行 B表。 ONU将计算出的下行 B表上报至 OLT, OLT根据所述下行 B表进 行配置。

可选地， OLT和 ONU确定上行 B表的方法： ONU发送上行训练序 列至 OLT , OLT根据接收的所述上行训练序列计算各子载波 的信噪比 ( Signal Noise Ratio, SNR ), 再根据该 SNR, 计算出该 OLT的上行 B 表。 OLT将计算出的上行 B表发送至 ONU, ONU根据所述上行 B值进 行配置。

在一段时延之后， OLT和 ONU同步更新上、 下行 B表。 所述一段 时延， 可以预先配置或设置， 也可以实时设置。

步骤 906: OLT和 ONU在更新上、 下行 B表后需要重新测距， 即 第三次测距。

该第三次测距和第一次、 第二次测距过程相同， 这里不再赘述。 OLT和 ONU进入正常通信状态。

实施例六

本发明实施例公开了一种光线路终端 OLT , 如图 10所示， 所述 OLT包括：

存储器 100, 用于保存每个所述下行子通道与 MAC协议的对应关 系， 其中， 第一子通道与第一 MAC协议对应；

第一 MAC模块 101 ,用于通过第一 OFDM子通道以第一 MAC协议 发送注册请求消息； 接收来自第一 ONU的注册请求响应消息， 判断 所述第一 ONU是否合法，如果合法则为所述第一 ONU分配 ONU标识； 建立所述 ONU标识与 OFDM子通道的关联， 对第一 ONU进行测距； 为第一 ONU分配正式的下行子通道；

可选地， 第一 MAC模块 101 , 还用于通过第一 OFDM子通道以第 一 MAC协议发送与第一 OFDM子通道相关的物理层配置参数。

可选地， 所述第一 MAC模块 101 , 用于为第一 ONU分配正式的下 行子通道， 具体包括：

当 ONU类型支持的频谱范围与当前临时子通道 （当前的临时子 通道为第一 OFDM子通道）不匹配； 或者， ONU类型与当前临时的子 通道承载的 MAC协议不匹配； 或者， 当前临时子通道的带宽容量未 能满足 ONU的带宽需求时， 分配第三 OFDM子通道给第一 ONU; 此 时， 该第三 OFDM子通道满足以下条件：

第一 ONU所支持的频谱范围与第三 OFDM子通道的频谱范围匹 配； 第一 ONU支持的 PON类型与第三 OFDM子通道关联的第一 PON MAC模块的 PON类型一致； 以及第三 OFDM子通道的带宽容量满足 第一 ONU的带宽需求。

当存在多个 OFDM子通道可以满足以上条件时， OLT分配子通道 的原则可以是：

OLT将满足 ONU需求的第一个 OFDM子通道分配给 ONU； 或， OLT将满足 ONU需求的多个 OFDM子通道中的任意一个分配给 ONU; 或， OLT将满足 ONU需求的最优的一个 OFDM子通道分配给 ONU; 或 者 OLT绑定多个下行 OFDM子通道分配给 ONU。

可选地， 所述第一 MAC模块 101 , 还用于当 OLT为第一 ONU分配 的正式下行子通道不同于当前的临时子通道时 ， 为第一 ONU重新分 配 OFDM子通道后对第一 ONU进行第二次测距。

可选地， 所述第一 MAC模块 101 , 还用于当 OLT为所述第一 ONU 分配了正式的 OFDM子通道（即上述的第三 OFDM子通道）后， 所述 OLT将更新的上行比特承载表发送给所述 ONU。

可选地， 所述第一 MAC模块 101 , 还用于更新比特承载表后对所 述第一 ONU进行第三次测距。

第二 MAC模块 102,用于通过第二 OFDM子通道以第二 MAC协议 发送注册请求消息； 接收来自第二 ONU的注册请求响应消息， 判断 所述第二 ONU是否合法，如果合法则为所述第二 ONU分配 ONU标识； 对第二 ONU进行测距； 为第二 ONU分配下行子通道；

可选地， 第二 MAC模块 102 , 还用于通过第二 OFDM子通道以第 二 MAC协议发送与第二 OFDM子通道相关的物理层配置参数。

所述第二 MAC模块 102, 用于为第二 ONU分配下行子通道， 具体 包括：

当 OLT在以下条件中至少一个满足时， 分配第二 OFDM子通道给 第二 ONU:

第二 ONU所支持的频谱范围与第二 OFDM子通道的频谱范围匹 配； 第二 ONU支持的 PON类型与第二 OFDM子通道关联的第二 PON MAC模块的 PON类型一致； 以及第二 OFDM子通道的带宽容量满足 第二 ONU的带宽需求。

可选地， 所述第二 MAC模块 102 , 还用于当 OLT为第二 ONU分配 的正式下行子通道不同于临时子通道时，为第 二 ONU重新分配 OFDM 子通道后对第二 ONU进行第二次测距。

可选地， 所述第二 MAC模块 102 , 还用于当 OLT为所述第二 ONU 分配了正式的 OFDM子通道后， 所述 OLT将更新的上行比特承载表发 送给所述 ONU。

可选地， 所述第二 MAC模块 102, 还用于更新比特承载表后对所 述第二 ONU进行第三次测距。

MAC适配模块 103 , —端耦合在 PMD模块， 一端与第一 MAC模 块 101和第二 MAC模块 102耦合， 用于将第一 OFDM子通道关联到第 一 PON MAC模块， 第二 OFDM子通道关联到第二 PON MAC模块； 接 收 ONU的上行光信号， 根据 BWmap, 将 PMD模块解调出的数据信号 送往第一 MAC模块 101或第二 MAC模块 102。

PMD模块 104, 用于下行方向， 通过第一 OFDM子通道接收第一 PON MAC模块的数据， 并调制为 OFDM信号； 通过第二 OFDM子通 道接收第二 PON MAC模块的数据，并调制为 OFDM信号；上行方向， 接收模数转换器发送的数字基带 OFDM信号， 并解调出 MAC可以处 理的数据信号；

其中， 第一 OFDM子通道包含的 OFDM子载波和所述第一 OFDM 子通道包含的 OFDM子载波不同；所述第一 MAC协议为与第一 OFDM 子通道关联的 MAC协议， 所述第二 MAC协议为与第二 OFDM子通道 关联的 MAC协议， 且所述第一 MAC协议不同于所述第二 MAC协议； 具体的交互过程， 可参见实施例五的描述， 这里不再赘述。

所述第一 MAC模块 101或第二 MAC模块 102, 可以采用现场可编 程门阵歹 'J ( Field-Programmable Gate Array, FPGA ), 可以采用专用集 成芯片 （Application Specific Integrated Circuit, ASIC ), 还可以采用 系统芯片 （System on Chip, SoC ), 还可以采用中央处理器（ Central Processor Unit, CPU ), 还可以采用网络处理器 （ Network Processor, NP ),还可以采用数字信号处理电路（ Digital Signal Processor, DSP ), 还可以采用微控制器（ Micro Controller Unit , MCU ) , 还可以采用可 编程控制器（Programmable Logic Device, PLD )或其他集成芯片。

实施例七

本发明实施例公开一种光线路终端 OLT, 如图 11所示， 包括处理 器 1101、 存储器 1102、 通信总线 1103和通信接口 1104。 CPU1101、 存 储器 1102和通信接口 1104之间通过通信总线 1103连接并完成相互间 的通信。

处理器 1101可能为单核或多核中央处理单元，或者为� �定集成电 路， 或者为被配置成实施本发明实施例的一个或多 个集成电路。

存储器 1102可以为高速 RAM存储器， 也可以为非易失性存储器 ( non-volatile memory ) , 例如闪存 flash , 或至少一个磁盘存 4诸器。

存储器 1102用于计算机执行指令 1105。 具体的， 计算机执行指令 1105中可以包括程序代码。

当计算机运行时， 处理器 1101运行计算机执行指令 1105 , 可以执 行如实施例五所述的方法流程。

通过以上技术方案， 当 PON系统面对升级需求时， 无需更换 OLT 设备， 可以平滑升级， 节省升级成本； 同时， 支持按需增长带宽， ODN的利用率高， 节省资源。

本发明实施例中仅仅以 G/E-PON和 10G-PON为例进行说明，但不 限于此， 随着网络的演进， 网络中可能会出现单通道的 40G-PON、 100G-PON, 也都可以采用本发明的技术方案， 实现多种协议、 多种 速率的 ONU共存， 在此不再赘述。

本领域普通技术人员将会理解， 本发明的各个方面、或各个方面 的可能实现方式可以被具体实施为系统、 方法或者计算机程序产品。 因此， 本发明的各方面、或各个方面的可能实现方式 可以采用完全硬 件实施例、 完全软件实施例 （包括固件、 驻留软件等等）， 或者组合 软件和硬件方面的实施例的形式， 在这里都统称为"电路"、 "模块 "或 者"系统"。 此外， 本发明的各方面、 或各个方面的可能实现方式可以 采用计算机程序产品的形式，计算机程序产品 是指存储在计算机可读 介质中的计算机可读程序代码。

计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或 者计算机可读存 储介质。计算机可读存储介质包含但不限于电 子、磁性、光学、电磁、 红外或半导体系统、 设备或者装置， 或者前述的任意适当组合， 如 随机存取存储器 （RAM)、 只读存储器 （ROM)、 可擦除可编程只读存 储器 (EPROM或者快闪存储器）、光纤、便携式只读存 储器 (CD-ROM)。

计算机中的处理器读取存储在计算机可读介质 中的计算机可读 程序代码，使得处理器能够执行在流程图中每 个步骤、或各步骤的组 合中规定的功能动作； 生成实施在框图的每一块、或各块的组合中规 定的功能动作的装置。

计算机可读程序代码可以完全在用户的计算机 上执行、部分在用 户的计算机上执行、作为单独的软件包、部分 在用户的计算机上并且 部分在远程计算机上， 或者完全在远程计算机或者服务器上执行。也 应该注意， 在某些替代实施方案中， 在流程图中各步骤、 或框图中各 块所注明的功能可能不按图中注明的顺序发生 。 例如，依赖于所涉及 的功能，接连示出的两个步骤、或两个块实际 上可能被大致同时执行， 或者这些块有时候可能被以相反顺序执行。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中 所公开的实施例描 述的各示例的单元及算法步骤， 能够以电子硬件、或者计算机软件和 电子硬件的结合来实现。 这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行， 取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。 专业技术人员可以对每 个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的 功能，但是这种实现不 应认为超出本发明的范围。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本 发明的保护范围并 不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员 在本发明揭露的技术范 围内， 可轻易想到变化或替换， 都应涵盖在本发明的保护范围之内。 因此， 本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范 围为准。

以上所述仅为本发明的几个实施例，本领域的 技术人员依据申请 神和范围。