具体实施方式

首先应理解，尽管下文提供一项或多项实施例的说明性实施方案，但所公开的系统和/或方法可使用任何数目的技术来实施，无论该技术是当前已知还是现有的。本发明决不应限于下文所说明的说明性实施方案、附图和技术，包括本文所说明并描述的示例性设计和实施方案，而是可在所附权利要求书的范围以及其等效物的完整范围内修改。

以下缩略语和首字母缩写词适用：

ASIC：专用集成电路(application-specific integrated circuit)

Ch：信道(channel)

CO：中心局(central office)

CPU：中央处理器(central processing unit)

DS：下行(downstream)

DSP：数字信号处理器(digital signal processor)

EO：电光(electrical-to-optical)

EPON：以太网PON(Ethernet PON)

EQ：包络量子(envelope quant(a,um))

FCS：帧校验序列(frame check sequence)

FPGA：现场可编程门阵列(field-programmable gate array)

G：千兆比特每秒(gigabits per second)

Gb/s：千兆比特每秒(gigabits per second)

ID：标识(identifier)

IEEE：电气和电子工程师学会(Institute of Electrical and ElectronicsEngineers)

LLID：逻辑链路ID(logical link ID)

MAC：媒体接入控制(media access control)

MLID：管理链路ID(management link ID)

MPCPDU：多点MAC控制协议数据单元(Multipoint MAC Control Protocol dataunit)

NG-PON：下一代PON(next-generation PON)

ns：纳秒(nanosecond(s))

ODN：光分配网络(optical distribution network)

OE：光电(optical-to-electrical)

OLT：光线路终端(optical line terminal)

ONT：光网络终端(optical network terminal)

ONU：光网络单元(optical network unit)

opcode：操作码(operation code)

PLID：物理层ID(physical layer ID)

PON：无源光网络(passive optical network)

P2MP：点对多点(point-to-multipoint)

RAM：随机存取存储器(random-access memory)

RF：射频(radio frequency)

RN：远端节点(remote node)

ROM：只读存储器(read-only memory)

RX：接收器单元(receiver unit)

SRAM：静态RAM(static RAM)

sync：同步(synchronization)

TCAM：三重内容寻址存储器(ternary content-addressable memory)

TDM：时分复用(time-division multiplexing)

TDMA：时分多址(time-division multiplexing access)

TWDM：时分波分堆叠复用(time-and wavelength-division multiplexing)

TX：发射器单元(transmitter unit)

US：上行(upstream)

WDM：波分复用(wavelength-division multiplexing)。

图1为PON 100的示意图。PON 100包括OLT 110、ONU 120以及将OLT 110耦合到ONU120的ODN 130。PON 100是一个可以不需要有源组件来在OLT 110与ONU 120之间分发数据的通信网络。相反，PON 100可以使用ODN 130中的无源光组件在OLT 110与ONU 120之间分发数据。

OLT 110与另一网络以及ONU 120通信。具体而言，OLT 110充当该另一网络与ONU120之间的中介。例如，OLT 110将从该另一网络接收到的数据转发至ONU 120，将从ONU 120接收到的数据转发至该另一网络。OLT 110包括发射器和接收器。当该另一网络使用的网络协议与PON 100中使用的协议不同时，OLT 110包括将网络协议转换为PON协议以及将PON协议转换为网络协议的转换器。OLT 110通常位于CO等中心位置，但是也可以位于其它合适的位置。

ODN 130是一个包括光纤光缆、耦合器、分路器、分配器以及其它合适组件的数据分发网络。这些组件包括不需要电力来在OLT 110与ONU 120之间分发信号的无源光组件。可选地，这些组件包括需要电力的光放大器等有源组件。在如图所示的分支配置中，ODN130从OLT 110延伸到ONU 120，但是ODN 130可以配置为任何其它合适的P2MP配置。

ONU 120与OLT 110以及客户通信，并且充当OLT 110与客户之间的中介。为此，ONU120包括光收发器，该光收发器接收来自OLT 110的光信号、将光信号转换为电信号并向客户提供电信号。收发器还接收来自客户的电信号、将电信号转换为光信号并将光信号传输到OLT 110。ONU 120和ONT类似，并且这些术语可以互换使用。ONU 120通常位于分散的位置，例如位于客户驻地，但是它们也可以位于其它合适的位置。

期望PON 100提供增强的数据速率。为此，2018年1月IEEE P802.3ca/D0.07“以太网修正案标准草案：25Gb/s、50Gb/s以及100Gb/s无源光网络的物理层规范和管理参数(Draft Standard for Ethernet Amendment:Physical Layer Specifications andManagement Parameters for25Gb/s,50Gb/s,and 100Gb/s Passive Optical Networks)”(“IEEE 802.3草案”)描述了PON，包括实现TDMA、提供25Gb/s、50Gb/s以及100Gb/s PON的数据速率的EPON，该草案内容通过引入的方式并入本文本中。但是，仍然需要在那些PON中更好地实施发现和注册。

本文公开了在多信道PON中发现和注册的实施例。实施例包括实现25Gb/s、50Gb/s以及100Gb/s数据速率的消息。这些消息包括发现授权消息、注册请求消息、注册消息、注册应答消息、授权消息、报告消息以及休眠授权消息。

图2为示出了ONU 120的发现和注册的消息顺序图200。消息顺序图200还示出了报告和休眠消息。在步骤210处，OLT 110向ONU 120传输发现授权消息，授权发现的传输窗口并指示OLT 110的能力。在步骤220处，ONU 120向OLT 110传输注册请求消息，请求在PON100中注册并指示ONU 120的能力。在步骤230处，OLT 110向ONU 120传输注册消息，指示ONU120注册并向ONU 120分配ID。在步骤240处，ONU 120向OLT 110传输注册应答消息，对注册消息进行应答并携带相同的ID。通过完成步骤240，ONU 120完成发现和注册并进入正常操作。

在步骤250处，OLT 110向ONU 120传输授权消息，授权正常传输的传输窗口。步骤250处的授权消息类似于步骤210处的发现授权消息。为了与步骤210处的发现授权消息对比，步骤250处的授权消息也可以称为正常授权消息。在步骤260处，ONU 120向OLT 110传输指示队列状态的报告消息。最后，在步骤270处，OLT 110向ONU 120传输休眠授权消息，通知ONU 120其在指示的时间段内不会接收到任何数据。如下所述，对步骤210中的发现授权消息、步骤220中的注册请求消息、步骤230中的注册消息、步骤250中的授权消息以及步骤260中的报告消息进行扩展。如下所述，对步骤270中的休眠授权消息进行介绍。

图3为根据本发明一实施例的发现授权消息300。发现授权消息300为实现图2的步骤210中的发现授权消息的标准消息。如下所述，发现授权消息300类似于图2的步骤250中的授权消息。发现授权消息300包括6个八位位组的目的地址字段305、6个八位位组的源地址字段310、2个八位位组的长度/类型字段315、2个八位位组的opcode字段320、4个八位位组的时间戳字段325、1个八位位组的信道指配字段330、4个八位位组的开始时间字段335、3个八位位组的发现授权长度(EQ)字段340、2个八位位组的同步时间字段345、2个八位位组的发现信息字段350、28个八位位组的填充字段355以及4个八位位组的FCS字段360。

目的地址字段305是接收方的MAC地址、接收方的端口或多个接收方。在这种情况下，接收方为ONU 120或接收方之一为ONU 120。如果MAC地址是多个接收方的MAC地址，则该MAC地址为MAC多播地址。源地址字段310为传输消息的端口的MAC地址。在这种情况下，端口为OLT 110的一部分。长度/类型字段315指示为以太网类型MAC分配的MAC类型字段值。opcode字段320包括指示被封装的特定MPCPDU的值。在这种情况下，opcode字段320包括指示发现授权消息300的值0x0017。时间戳字段325指示在传输消息时的本地时间寄存器。开始时间字段335指示授权的开始时间。在这种情况下，该授权为发现授权。同步时间字段345指示OLT 110的接收器所需的同步时间。填充字段355为包括零并且在接收时忽略的空字段。FCS字段360指示FCS数据。下面描述信道指配字段330、发现授权长度(EQ)字段340以及发现信息字段350。

图4为根据本发明另一实施例的发现授权消息400。发现授权消息400为实现图2的步骤210中的发现授权消息的非标准消息。发现授权消息400类似于图3中的发现授权消息。具体而言，发现授权消息400包括6个八位位组的目的地址字段405、6个八位位组的源地址字段410、2个八位位组的长度/类型字段415、2个八位位组的opcode字段420、4个八位位组的时间戳字段425、1个八位位组的信道指配字段430、4个八位位组的开始时间字段435、3个八位位组的标志/授权长度(EQ)字段445、2个八位位组的同步时间字段450、2个八位位组的发现信息字段455、26个八位位组的填充/保留字段460以及4个八位位组的FCS字段465，这些字段分别类似于目的地址字段305、源地址字段310、长度/类型字段315、opcode字段320、时间戳字段325、信道指配字段330、开始时间字段335、发现授权长度(EQ)字段340、同步时间字段345、发现信息字段350、填充字段355以及FCS字段360。

然而，与包括值为0x0017的操作码字段320的发现授权消息300不同，opcode字段420的值是0x0012。此外，发现授权消息400还包括2个八位位组的授权LLID字段440。授权LLID字段440指示广播LLID。下面描述信道指配字段430、标志/授权长度(EQ)字段445以及发现信息字段455。

图5为根据本发明一实施例的发现授权消息中的信道指配字段500。信道指配字段500为实现图3中的信道指配字段330或图4中的信道指配字段430的标准字段。信道指配字段500包括比特0中的字段505、比特1中的字段510、比特2中的字段515、比特3中的字段520以及比特4至7中的字段525。字段505用于上行信道0、字段510用于上行信道1、字段515用于上行信道2、字段520用于上行信道3、字段525保留供将来使用。字段505、510、515、520携带值0以分别指示信道0、1、2或3不可用于传输，或携带值1以分别指示信道0、1、2或3可以用于传输。

图6为根据本发明另一实施例的发现授权消息中的信道指配字段600。信道指配字段600为实现图3中的信道指配字段330或图4中的信道指配字段430的非标准字段。信道指配字段600包括比特0中的字段605、比特1中的字段610、比特2中的字段615、比特3中的字段620以及比特4至7中的字段625。字段605、610、615、620分别指示信道0、1、2、3的授权。字段625在接收时忽略。字段605、610、615、620携带值0以分别指示传输机会不适用于信道0、1、2或3，或携带值1以分别指示传输机会适用于信道0、1、2或3。图5中的信道指配字段500和图6中的信道指配字段600都指示多个信道的传输特征。

图7为根据本发明一实施例的发现授权消息中的发现授权长度(EQ)字段700。或者，图7为标志/授权长度(EQ)字段。发现授权长度(EQ)字段700为实现图3中的发现授权长度(EQ)字段340或图4中的标志/授权长度(EQ)字段445的非标准字段。发现授权长度(EQ)字段700包括比特0至20中的授权长度字段705、比特21中的发现标志字段710、比特22中的强制报告字段715以及比特23中的分片标志字段720。

授权长度字段705指示以EQ为单位的授权的传输机会时长。当发现授权长度(EQ)字段700在图2的步骤250中的授权消息中时，发现标志字段710携带值0；或者当发现授权长度(EQ)字段700在图2的步骤210中的发现授权消息中时，发现标志字段710携带值1。当不需要动作时，强制报告字段715携带值0；当应该在相应的传输机会下为授权LLID发布报告帧时，强制报告字段携带值1。当不允许在授权中创建新的分片时，分片标志字段720携带值0；当允许在授权中进行分片时，分片标志字段720携带值1。分片指的是在不同传输机会中传递单个消息。

图8为根据本发明一实施例的发现授权消息中的发现信息字段800。发现信息字段800为实现图3中的发现信息字段350或图4中的发现信息字段455的标准字段。发现信息字段800包括比特0中的字段805、比特1中的字段810、比特2中的字段815、比特3至4中的字段820、比特5中的字段825、比特6中的字段830以及比特7至15中的字段835。

字段805保留供将来使用并且在接收时忽略。字段810指示OLT 110是否具备10G能力，当OLT 110不支持10Gb/s接收时，该字段携带值0；当OLT 110支持10Gb/s接收时，该字段携带值1。字段815指示OLT 110是否具备25G能力，当OLT 110不支持25Gb/s接收时，该字段携带值0；当OLT 110支持25Gb/s接收时，该字段携带值1。字段820保留供将来使用并且在接收时忽略。字段825指示OLT 110是否正在打开10G发现窗口，当OLT 110不能在窗口中接收10Gb/s数据时，该字段携带值0；当OLT 110能在窗口中接收10Gb/s数据时，该字段携带值1。字段830指示OLT 110是否正在打开25G发现窗口，当OLT 110不能在窗口中接收25Gb/s数据时，该字段携带值0；当OLT 110能在窗口中接收10Gb/s数据时，该字段携带值1。字段830连同图3中的信道指配字段330或者图4中的信道指配字段430一起使用，使得如果字段830携带值1，则ONU 120可以在信道指配字段330或信道指配字段430中指示的任意信道中传输注册请求消息220。字段835保留供将来使用并且在接收时忽略。

图9为根据本发明另一实施例的发现授权消息中的发现信息字段900。发现信息字段900为实现图3中的发现信息字段350或图4中的发现信息字段455的非标准字段。发现信息字段900包括比特0中的字段905、比特1中的字段910、比特2至3中的字段915、比特4中的字段920、比特5中的字段925、比特6中的字段930、比特7中的字段935、比特8中的字段940、比特9中的字段945、比特10中的字段950、比特11中的字段955、比特12中的字段960、比特13中的字段965、比特14中的字段970以及比特15中的字段975。

字段905指示OLT 110是否具备1G上行能力，当OLT 110不支持1Gb/s接收时，该字段携带值0；当OLT 110支持10Gb/s接收时，该字段携带值1。字段910指示OLT 110是否具备10G上行能力，当OLT 110不支持10Gb/s接收时，该字段携带值0；当OLT 110支持10Gb/s接收时，该字段携带值1。字段915指示OLT 110是否具备25/50/100G上行能力，当OLT 110不支持25/50/100Gb/s接收时，该字段携带值00；当OLT 110在信道0上支持25Gb/s接收时，该字段携带值01；当OLT 110在信道0和1上支持50Gb/s接收时，该字段携带值10；当OLT 110在信道0至3上支持100Gb/s接收时，该字段携带值11。字段920指示OLT 110是否正在打开1G发现窗口，当OLT 110不能在窗口中接收1Gb/s数据时，该字段携带值0；当OLT 110能在窗口中接收1Gb/s数据时，该字段携带值1。字段925指示OLT 110是否正在打开10G发现窗口，当OLT 110不能在窗口中接收10Gb/s数据时，该字段携带值0；当OLT 110能在窗口中接收10Gb/s数据时，该字段携带值1。字段930指示OLT 110是否正在打开25/50/100G发现窗口，当没有25/50/100G发现窗口打开时，该字段携带值0；当OLT 110正在打开25/50/100G发现窗口时，该字段携带值1。字段935保留供将来使用并且在接收时忽略。

字段940、945、950、955携带值0以分别指示上行信道0、1、2或3默认断电，或携带值1以分别指示上行信道0、1、2或3默认上电。字段960、965、970、975携带值0以分别指示下行信道0、1、2或3默认断电，或携带值1以分别指示下行信道0、1、2或3默认上电。字段960、965、970、975可以是可选的。

图10为根据本发明又一实施例的发现授权消息中的发现信息字段1000。发现信息字段1000为实现图3中的发现信息字段350或图4中的发现信息字段455的非标准字段。发现信息字段1000类似于图9中的发现信息字段900。具体而言，发现信息字段1000包括字段1005、1010、1015、1020、1025、1030、1035，这些字段类似于发现信息字段900中的字段905、910、915、920、925、930、935。

然而，与一个比特的字段930不同，字段1030是两个比特，当OLT 110不能接收25/50/100G数据时，该字段携带值00；当OLT 110正在信道0上打开25Gb/s窗口时，该字段携带值01；当OLT 110正在信道0和1上打开50Gb/s窗口时，该字段携带值10；当OLT 110正在信道0至3上打开100Gb/s窗口时，该字段携带值11。此外，与一个比特的字段935不同，字段1035是8个比特。此外，发现信息字段1000不包括字段940、945、950、955、960、965、970、975。字段1030描述了信道行为，因此当ONU 120接收到作为图3中的发现信息字段350或图4中的发现信息字段455的发现信息字段1000时，ONU 120可以分别忽略图3中的信道指配字段330或图4中的信道指配字段430。由于字段1030指示将要使用的信道，因此ONU 120可以忽略图3中的信道指配字段330或图4中的信道指配字段430。

图11为根据本发明又一实施例的发现授权消息中的发现信息字段1100。发现信息字段1100为实现图3中的发现信息字段350或图4中的发现信息字段455的非标准字段。发现信息字段1100类似于图10中的发现信息字段1000。具体而言，发现信息字段1100包括字段1105、1110、1120、1125、1130，这些字段分别类似于字段1005、1010、1020、1025、1035。

然而，与在单个字段1010中指示25/50/100G上行能力的发现信息字段1000不同，发现信息字段1100分别在字段1135、1140、1145这3个字段中指示25G、50G以及100G上行能力。此外，与在单个字段1030中指示25/50/100G发现窗口的发现信息字段1000不同，发现信息字段1100分别在字段1155、1160、1165这3个字段中指示25G、50G以及100G发现窗口。此外，发现信息字段1100包括3个附加字段1115、1150、1170，这些字段保留供将来使用并且在接收时忽略。因为字段1155、1160、1165指示25G、50G以及100G发现窗口并因此分别指示使用信道0、信道0至1以及信道0至3，所以ONU 120可以忽略图3中的信道指配字段330或图4中的信道指配字段430。

图12为根据本发明一实施例的注册请求消息1200。注册请求消息1200为实现图2的步骤220中的注册请求消息的标准消息。注册请求消息1200包括6个八位位组的目的地址字段1205、6个八位位组的源地址字段1210、2个八位位组的长度/类型字段1215、2个八位位组的opcode字段1220、4个八位位组的时间戳字段1225、1个八位位组的标志字段1230、1个八位位组的待发授权字段1235、2个八位位组的发现信息字段1240、1个八位位组的激光器开时间字段1245、1个八位位组的激光器关时间字段1250、34个八位位组的填充字段1255以及4个八位位组的FCS字段1260。

目的地址字段1205、源地址字段1210、长度/类型字段1215、opcode字段1220、时间戳字段1225、填充字段1255以及FCS字段1260可以如上所述。与其它注册请求消息不同，opcode字段1220具有值0x0014而非0x0004。标志字段1230指示注册的特殊要求。下面描述发现信息字段1240。激光器开时间字段1245指示ONU 120在传输开始时打开其激光所需的时间。激光器关时间字段1250指示ONU 120在传输结束时关闭其激光所需的时间。

图13为根据本发明一实施例的注册请求消息中的发现信息字段1300。发现信息字段1300为实现图12中的发现信息字段1240的标准字段。发现信息字段1300包括比特0中的字段1305、比特1中的字段1310、比特2中的字段1315、比特3中的字段1320、比特4中的字段1325、比特5中的字段1330、比特6中的字段1335以及比特7至15中的字段1340。

字段1305指示ONU 120是否具备1G上行能力，当ONU 120发射器不具备1Gb/s能力时，该字段携带值0；当ONU 120具备1Gb/s能力时，该字段携带值1。字段1310指示ONU 120是否具备10G上行能力，当ONU 120发射器不具备10Gb/s能力时，该字段携带值0；当ONU 120具备10Gb/s能力时，该字段携带值1。字段1315指示ONU 120是否具备25G上行能力，当ONU 120发射器不具备25Gb/s能力时，该字段携带值0；当ONU 120具备25Gb/s能力时，该字段携带值1。字段1320保留供将来使用并且在接收时忽略。字段1325指示1G注册尝试，当不尝试1Gb/s注册时，该字段携带值0；当尝试1Gb/s注册时，该字段携带值1。字段1330指示10G注册尝试，当不尝试10Gb/s注册时，该字段携带值0；当尝试10Gb/s注册时，该字段携带值1。字段1335指示25G注册尝试，当不尝试25Gb/s注册时，该字段携带值0；当尝试25Gb/s注册时，该字段携带值1。字段1340保留供将来使用并且在接收时忽略。

图14为根据本发明另一实施例的注册请求消息中的发现信息字段1400。发现信息字段1400为实现图12中的发现信息字段1240的非标准字段。发现信息字段1400类似于图13中的发现信息字段1300。具体而言，发现信息字段1400包括比特0中的字段1405、比特1中的字段1410、比特2至3中的字段1415、比特4中的字段1420、比特5中的字段1425、比特6至7中的字段1430以及比特8至15中的字段1435，这些字段分别类似于字段1305、1310、1315、1325、1330、1335、1340。

然而，与字段1315、1335不同，字段1415、1430添加了50/100G信息。字段1415指示ONU 120是否具备25/50/100G上行能力，当ONU 120发射器不具备25/50/100Gb/s能力时，该字段携带值0；当ONU 120发射器在信道0上具备25Gb/s能力时，该字段携带值01；当ONU 120发射器在在信道0和1上具备50Gb/s能力时，该字段携带值10；当ONU 120发射器在信道0至3上具备100Gb/s能力时，该字段携带值11。字段1430指示是否存在25/50/100G注册尝试，当不尝试多信道注册时，该字段携带值00；当在信道0上尝试25Gb/s注册时，该字段携带值01；当在信道0和1上尝试50Gb/s注册时，该字段携带值10；当在信道0至3上尝试100Gb/s注册时，该字段携带值11。此外，发现信息字段1400不包括字段1415与字段1420之间的保留字段。

图15为根据本发明又一实施例的注册请求消息中的发现信息字段1500。发现信息字段1500为实现图12中的发现信息字段1240的非标准字段。发现信息字段1500类似于图13中的发现信息字段1300。具体而言，发现信息字段1500包括比特0中的字段1505、比特1中的字段1510、比特2至3中的字段1515、比特4中的字段1520、比特5中的字段1525、比特6至7中的字段1530、比特8中的字段1535以及比特12中的字段1555，这些字段分别类似于字段1305、1310、1320、1325、1330、1340、1315、1335。

然而，与发现信息字段1300不同，发现信息字段1500还包括比特9中的字段1540、比特10中的字段1545、比特11中的字段1550、比特13中的字段1560、比特14中的字段1565以及比特15中的字段1570。字段1540指示ONU 120是否具备50G上行能力，当ONU 120发射器不具备50Gb/s能力时，该字段携带值0；当ONU 120具备50Gb/s能力时，该字段携带值1。字段1545指示ONU 120是否具备100G上行能力，当ONU 120发射器不具备100Gb/s能力时，该字段携带值0；当ONU 120具备100Gb/s能力时，该字段携带值1。字段1550保留供将来使用并且在接收时忽略。字段1560指示50G注册尝试，当不尝试50Gb/s注册时，该字段携带值0；当尝试50Gb/s注册时，该字段携带值1。字段1565指示100G注册尝试，当不尝试100Gb/s注册时，该字段携带值0；当尝试100Gb/s注册时，该字段携带值1。字段1570保留供将来使用并且在接收时忽略。

图16为根据本发明又一实施例的注册请求消息中的发现信息字段1600。发现信息字段1600为实现图12中的发现信息字段1240的非标准字段。发现信息字段1600类似于图13中的发现信息字段1300。具体而言，发现信息字段1600包括比特0中的字段1605、比特1中的字段1610、比特2中的字段1615、比特4中的字段1625、比特5中的字段1630、比特6中的字段1635以及比特12中的字段1665，这些字段分别类似于字段1305、1310、1315、1325、1330、1335、1340。

然而，与发现信息字段1300不同，发现信息字段1600还包括比特3中的字段1620、比特7中的字段1640、比特8中的字段1645、比特9中的字段1650、比特10中的字段1655、比特11中的字段1660、比特13中的字段1670、比特14中的字段1675以及比特15中的字段1680。字段1620指示ONU 120是否具备多信道上行能力，当ONU 120发射器不具备多信道能力时，该字段携带值0，当ONU 120发射器具备多信道能力时，该字段携带值1。字段1640指示信道1注册尝试，当未在信道1上尝试注册时，该字段携带值0；当在信道1上尝试注册时，该字段携带值1。字段1645指示信道2注册尝试，当未在信道2上尝试注册时，该字段携带值0；当在信道2上尝试注册时，该字段携带值1。字段1650指示信道3注册尝试，当未在信道3上尝试注册时，该字段携带值0；当在信道3上尝试注册时，该字段携带值1。

字段1655指示ONU 120是否具备信道1上行能力，当ONU 120不具备上行信道1传输能力时，该字段携带值0；当ONU 120具备上行信道1传输能力时，该字段携带值1。字段1660指示ONU 120是否具备信道2/3上行能力，当ONU 120不具备上行信道2/3传输能力时，该字段携带值0；当ONU 120具备上行信道2/3传输能力时，该字段携带值1。字段1670指示ONU120是否具备信道0下行能力，当ONU 120不具备下行行信道0传输能力时，该字段携带值0；当ONU 120具备下行信道0传输能力时，该字段携带值1。字段1675指示ONU 120是否具备信道1下行能力，当ONU 120不具备下行信道1传输能力时，该字段携带值0；当ONU 120具备下行信道1传输能力时，该字段携带值1。字段1670指示ONU 120是否具备信道2/3下行能力，当ONU 120不具备下行信道2/3传输能力时，该字段携带值0；当ONU 120具备下行信道2/3传输能力时，该字段携带值1。

图17为根据本发明又一实施例的注册请求消息中的发现信息字段1700。发现信息字段1700为实现图12中的发现信息字段1240的非标准字段。发现信息字段1700类似于图16中的发现信息字段1600。具体而言，发现信息字段1700包括字段1705、字段1710、字段1715、字段1720、字段1725、字段1730、字段1735、字段1750、字段1755、字段1765、字段1770以及字段1775，这些字段分别类似于字段1605、1610、1615、1620、1625、1630、1635、1675、1680、1655、1660、1665。然而，与指示采用单独信道进行注册尝试的字段1640、1645、1650不同，字段1740指示多信道注册尝试，当不尝试多信道注册时，该字段携带值0；当尝试多信道注册时，该字段携带值1。此外，发现信息字段1700还包括字段1745、1760，这些字段保留供将来使用并且在接收时忽略。

图18为根据本发明一实施例的注册消息1800。注册请求消息1800为实现图2的步骤230中的注册消息的标准消息。注册消息1800包括6个八位位组的目的地址字段1805、6个八位位组的源地址字段1810、2个八位位组的长度/类型字段1815、2个八位位组的opcode字段1820、4个八位位组的时间戳字段1825、2个八位位组的指配端口(PLID)字段1830、2个八位位组的指配端口(MLID)字段1835、1个八位位组的标志字段1840、2个八位位组的同步时间字段1845、1个八位位组的缓存授权数响应字段1850、1个八位位组的激光器开时间字段1855、1个八位位组的激光器关时间字段1860、30个八位位组的填充字段1865以及4个八位位组的FCS字段1870。

目的地址字段1805、源地址字段1810、长度/类型字段1815、opcode字段1820、时间戳字段1825、标志字段1840、同步时间字段1845、激光器开时间字段1855、激光器关时间字段1860、填充字段1865以及FCS字段1870可以如上所述。指配端口(PLID)字段1830指示ONU的PLID。指配端口(MLID)字段1835指示ONU的MLID。缓存授权数响应字段1850指示ONU 120在激活之前可以缓存的多个未来授权。

图19为根据本发明另一实施例的注册消息1900。注册消息1900为实现图2的步骤230中的注册消息的非标准消息。注册消息1900类似于图18中的注册消息1800。具体而言，注册消息1900包括6个八位位组的目的地址字段1905、6个八位位组的源地址字段1910、2个八位位组的长度/类型字段1915、2个八位位组的opcode字段1920、4个八位位组的时间戳字段1925、2个八位位组的指配端口(PLID)字段1930、1个八位位组的标志字段1935、2个八位位组的同步时间字段1940、1个八位位组的缓存授权数响应字段1945、1个八位位组的目标激光器开时间字段1950、1个八位位组的目标激光器关时间字段1955、31个八位位组的填充/保留字段1965以及4个八位位组的FCS字段1970，这些字段分别类似于目的地址字段1805、源地址字段1810、长度/类型字段1815、opcode字段1820、时间戳字段1825、指配端口(PLID)字段1830、标志字段1840、同步时间字段1845、缓存授权数响应字段1850、激光器开时间字段1855、激光器关时间字段1860、填充字段1865以及FCS字段1870。然而，注册消息1900包括1个八位位组的默认信道配置字段1960，而非指配端口(MLID)字段1835。下面描述默认信道配置字段1960。

图20为根据本发明一实施例的注册消息中的默认信道配置字段2000。默认信道配置字段2000为实现图19中的默认信道配置字段1960的非标准字段。默认信道配置字段2000包括比特0中的字段2005、比特1中的字段2010、比特2中的字段2015、比特3中的字段2020、比特4中的字段2025、比特5中的字段2030、比特6中的字段2035以及比特7中的字段2040。字段2005、2010、2015、2020分别指示下行信道0、1、2或3是否启用；当信道0、1、2或3下行发射器禁用时，相应字段的值设置为0；当信道0、1、2或3下行发射器启用时，相应字段的值设置为1。下行发射器可以是OLT 110中的发射器。字段2025、2030、2035、2040分别指示上行信道0、1、2或3是否启用；当信道0、1、2或3上行发射器禁用时，相应字段的值设置为0；当信道0、1、2或3上行发射器启用时，相应字段的值设置为1。上行发射器可以是ONU 120中的发射器。在默认信道配置字段2000中，禁用和启用指示发射器的默认状态，禁用表示发射器的断电状态。因此，通过将默认信道配置字段2000传输至ONU 120，OLT 110可以配置ONU 120的接收器和发射器。

图21为根据本发明一实施例的注册应答消息2100。注册应答消息2100为实现图2的步骤240中的注册应答消息的标准消息。注册应答消息2100包括6个八位位组的目的地址字段2105、6个八位位组的源地址字段2110、2个八位位组的长度/类型字段2115、2个八位位组的opcode字段2120、4个八位位组的时间戳字段2125、1个八位位组的标志字段2130、2个八位位组的指配端口响应(PLID)字段2135、2个八位位组的指配端口响应(MLID)字段2140、2个八位位组的同步时间响应字段2145、33个八位位组的填充字段2150以及4个八位位组的FCS字段2155。

目的地址字段2105、源地址字段2110、长度/类型字段2115、opcode字段2120、时间戳字段2125、标志字段2130、填充字段2150以及FCS字段2155可以如上所述。指配端口响应(PLID)字段2135指示ONU 120在图18中的指配端口(PLID)字段1830中或图19中的指配端口(PLID)字段1930中接收到的PLID。指配端口响应(MLID)字段2140指示ONU 120在图18中的指配端口(MLID)字段1835中接收到的MLID。同步时间响应字段2145指示如预先公告的OLT110所需的同步时间。例如，所需的同步时间预先在图18中的同步时间字段1845中或图19中的同步时间字段1940中公告。

图22为根据本发明另一实施例的注册应答消息2200。注册应答消息2200为实现图2的步骤240中的注册应答消息的非标准消息。注册应答消息2200类似于图21中的注册应答消息2100。具体而言，注册应答消息2200包括6个八位位组的目的地址字段2205、6个八位位组的源地址字段2210、2个八位位组的长度/类型字段2215、2个八位位组的opcode字段2220、4个八位位组的时间戳字段2225、1个八位位组的标志字段2230、2个八位位组的指配端口响应(PLID)字段2235、2个八位位组的同步时间响应字段2240、34个八位位组的填充/保留字段2250以及4个八位位组的FCS字段2255，这些字段分别类似于目的地址字段2105、源地址字段2110、长度/类型字段2115、opcode字段2120、时间戳字段2125、标志字段2130、指配端口响应(PLID)字段2135、指配端口响应(MLID)字段2140、同步时间响应字段2145、填充字段2150以及FCS字段2155。然而，注册应答消息2200包括1个八位位组的默认信道配置响应字段2245，而非指配端口响应(MLID)字段2140。默认信道配置响应字段2245指示ONU120在图19中的默认信道配置字段1960中接收到的值。

图23为根据本发明一实施例的授权消息2300。授权消息2300为实现图2的步骤250中的授权消息的标准消息。授权消息2300包括6个八位位组的目的地址字段2303、6个八位位组的源地址字段2305、2个八位位组的长度/类型字段2307、2个八位位组的opcode字段2310、4个八位位组的时间戳字段2313、1个八位位组的信道指配字段2315、4个八位位组的授权开始时间字段2317、0或2个八位位组的LLID#1字段2320、0或3个八位位组的授权长度#1字段2323、0或2个八位位组的LLID#2字段2325、0或3个八位位组的授权长度#2字段2327、0或2个八位位组的LLID#3字段2330、0或3个八位位组的授权长度#3字段2333、0或2个八位位组的LLID#4字段2335、0或3个八位位组的授权长度#4字段2337、0或2个八位位组的LLID#5字段2340、0或3个八位位组的授权长度#5字段2343、0或2个八位位组的LLID#6字段2345、0或3个八位位组的授权长度#6字段2347、0或2个八位位组的LLID#7字段2350、0或3个八位位组的授权长度#7字段2353、0到30个八位位组的填充/保留字段2355以及4个八位位组的FCS字段2357。

目的地址字段2303、源地址字段2305、长度/类型字段2307、opcode字段2310、时间戳字段2313、填充/保留字段2355以及FCS字段2357可以如上所述。信道指配字段2315可以与图5中的信道指配字段500或图6中的信道指配字段600相同。授权开始时间字段2317指示授权的开始时间。在这种情况下，该授权为正常操作的授权。LLID字段2320、2325、2330、2335、2340、2345、2350指示每个授权的LLID。授权长度字段2323、2327、2333、2337、2343、2347、2354指示每个授权的长度。长度可以指示以EQ为单位的持续时间。LLID字段2320、2325、2330、2335、2340、2345、2350中的每一个与其后续授权长度字段2323、2327、2333、2337、2343、2347、2353形成二元组。每个二元组的使用是可选的。填充/保留字段2355中的八位位组的数量可取决于使用了多少个二元组。

图24为根据本发明另一实施例的授权消息2400。授权消息2400为实现图2的步骤250中的授权消息的非标准消息。授权消息2400类似于图23中的授权消息2300。具体而言，授权消息2400包括6个八位位组的目的地址字段2403、6个八位位组的源地址字段2405、2个八位位组的长度/类型字段2407、2个八位位组的opcode字段2410、4个八位位组的时间戳字段2413、1个八位位组的信道指配字段2415、4个八位位组的开始时间字段2417、2个八位位组的授权LLID#1字段2420、3个八位位组的标志/授权长度#1字段2423、0或2个八位位组的授权LLID#2字段2425、0或3个八位位组的标志/授权长度#2字段2427、0或2个八位位组的授权LLID#3字段2430、0或3个八位位组的标志/授权长度#3字段2433、0或2个八位位组的授权LLID#4字段2435、0或3个八位位组的标志/授权长度#4字段2437、0或2个八位位组的授权LLID#5字段2440、0或3个八位位组的标志/授权长度#5字段2443、0或2个八位位组的授权LLID#6字段2445、0或3个八位位组的标志/授权长度#6字段2447、0或2个八位位组的授权LLID#7字段2450、0或3个八位位组的标志/授权长度#7字段2453、0到30个八位位组的填充/保留字段2455以及4个八位位组的FCS字段2457，这些字段分别类似于目的地址字段2303、源地址字段2305、长度/类型字段2307、opcode字段2310、时间戳字段2313、信道指配字段2315、授权开始时间字段2317、LLID#1字段2320、授权长度#1字段2323、LLID#2字段2325、授权长度#2字段2327、LLID#3字段2330、授权长度#3字段2333、LLID#4字段2335、授权长度#4字段2337、LLID#5字段2340、授权长度#5字段2343、LLID#6字段2345、授权长度#6字段2347、LLID#7字段2350、授权长度#7字段2353、填充/保留字段2355以及FCS字段2357。

然而，与0或2个八位位组的LLID#1字段2320不同，授权LLID#1字段2420是2个八位位组。此外，与0或3个八位位组的授权长度#1字段2323不同，标志/授权长度#1字段2423是3个八位位组。此外，与授权长度#1字段2323不同，授权长度#2字段2327、授权长度#3字段2333、授权长度#4字段2337、授权长度#5字段2343、授权长度#6字段2347以及授权长度#7字段2353，标志/授权长度#1字段2423、标志/授权长度#2字段2427、标志/授权长度#3字段2433、标志/授权长度#4字段2437、标志/授权长度#5字段2443、标志/授权长度#6字段2447以及标志/授权长度#7字段2453可能包括图7中的3个一比特字段710、715、720以及授权长度的21个比特。

图25为根据本发明一实施例的报告消息2500。报告消息2500为实现图2的步骤260中的报告消息的标准消息。报告消息2500包括6个八位位组的目的地址字段2503、6个八位位组的源地址字段2505、2个八位位组的长度/类型字段2507、2个八位位组的opcode字段2510、4个八位位组的时间戳字段2513、1个八位位组的非空队列数目字段2515、4个八位位组的报告时间字段2517、2个八位位组的LLID#1字段2520、3个八位位组的队列长度#1字段2523、2个八位位组的LLID#2字段2525、3个八位位组的队列长度#2字段2527、2个八位位组的LLID#3字段2530、3个八位位组的队列长度#3字段2533、2个八位位组的LLID#4字段2535、3个八位位组的队列长度#4字段2537、2个八位位组的LLID#5字段2540、3个八位位组的队列长度#5字段2543、2个八位位组的LLID#6字段2545、3个八位位组的队列长度#6字段2547、2个八位位组的LLID#7字段2550、3个八位位组的队列长度#7字段2553、0到35个八位位组的填充字段2555以及4个八位位组的FCS字段2557。

目的地址字段2503、源地址字段2505、长度/类型字段2507、opcode字段2510、时间戳字段2513、填充字段2555以及FCS字段2557可以如上所述。非空队列数目字段2515指示ONU 120中所有LLID的非空队列总数。报告时间字段2517指示在ONU 120中收集字段2520至2553的队列信息的时间。LLID字段2520、2525、2530、2535、2540、2545、2550指示队列长度字段2523、2527、2533、2537、2543、2547、2553所适用的LLID。队列长度字段2523、2527、2533、2537、2543、2547、2553指示以EQ为单位的队列长度。LLID字段2520、2525、2530、2535、2540、2545、2550中的每一个与其后续队列长度字段2523、2527、2533、2537、2543、2547、2553形成二元组。每个二元组的使用是可选的。填充字段2555中八位位组的数量可取决于使用了多少个二元组。

图26为根据本发明另一实施例的报告消息2600。报告消息2600为实现图2的步骤260中的报告消息的非标准消息。报告消息2600类似于图25中的报告消息2500。具体而言，报告消息2600包括6个八位位组的目的地址字段2603、6个八位位组的源地址字段2605、2个八位位组的长度/类型字段2607、2个八位位组的opcode字段2610、4个八位位组的时间戳字段2613、4个八位位组的报告时间字段2617、2个八位位组的授权LLID#1字段2620、3个八位位组的队列长度#1字段2623、2个八位位组的授权LLID#2字段2625、3个八位位组的队列长度#2字段2627、2个八位位组的授权LLID#3字段2630、3个八位位组的队列长度#3字段2633、2个八位位组的授权LLID#4字段2635、3个八位位组的队列长度#4字段2637、2个八位位组的授权LLID#5字段2640、3个八位位组的队列长度#5字段2643、2个八位位组的授权LLID#6字段2645、3个八位位组的队列长度#6字段2647、2个八位位组的授权LLID#7字段2650、3个八位位组的队列长度#7字段2653、0个八位位组的填充/保留字段2655以及4个八位位组的FCS字段2657，这些字段分别类似于目的地址字段2503、源地址字段2505、长度/类型字段2507、opcode字段2510、时间戳字段2513、报告时间字段2517、LLID#1字段2520、队列长度#1字段2523、LLID#2字段2525、授权长度#2字段2527、LLID#3字段2530、队列长度#3字段2533、LLID#4字段2535、队列长度#4字段2537、LLID#5字段2540、队列长度#5字段2543、LLID#6字段2545、队列长度#6字段2547、LLID#7字段2550、队列长度#7字段2553、填充字段2555以及FCS字段。然而，报告消息2600包括1个八位位组的多部分报告字段2615，而非非空队列数目字段2515。下面描述多部分报告字段2615。

图27为根据本发明一实施例的报告消息中的多部分报告字段2700。多部分报告字段2700为实现图6中的多部分报告字段2615的非标准字段。多部分报告字段2700包括比特0至3中的字段2705以及比特4至7中的字段2710。字段2705指示消息中的报告数目并且为可选字段。字段2710指示ONU 120中剩余的报告消息数目。

图28为根据本发明一实施例的休眠授权消息2800。休眠授权消息2800为实现图2的步骤270中的休眠授权消息的非标准消息。休眠授权消息2800指示ONU 120在一段时间内不会接收到数据。休眠授权消息2800包括6个八位位组的目的地址字段2805、6个八位位组的源地址字段2810、2个八位位组的长度/类型字段2815、2个八位位组的opcode字段2820、4个八位位组的时间戳字段2825、1个八位位组的信道指配字段2830、4个八位位组的开始时间字段2835、2个八位位组的PLID字段2840、4个八位位组的休眠长度(EQ)字段2845、29个八位位组的填充/保留字段2850以及4个八位位组的FCS字段2855。

目的地址字段2805、源地址字段2810、长度/类型字段2815、opcode字段2820、时间戳字段2825、填充/保留字段2850以及FCS字段2855可以如上所述。信道指配字段2830可以与图5中的信道指配字段500或图6中的信道指配字段600相同。开始时间字段2835指示ONU120的信道接收器进入低功率状态的本地时间。PLID字段2840指示消息2800要寻址到的ONU120的PLID。休眠长度(EQ)字段2845指示信道接收器保持在低功率状态的以EQ为单位的持续时间。一EQ相当于大约2.56ns。

第一，如果没有另外指示，则所描述的消息和字段可以如IEEE 2015版的“IEEE以太网标准–第5节”中所定义的那样，该内容以引入的方式并入本文本中，或可以如IEEE802.3草案中定义的那样。第二，不同消息和字段的方面可以以任何合适的方式组合。例如，发现授权消息可以包括图3中的发现授权消息300的字段以及图4中的发现授权消息400中的授权LLID字段440。第三，字段中的字段，例如信道指配字段500中的字段505，可以称为子字段。第四，信道可以对应波长，并且可以指定为λ_n，其中n为非负整数。类似地，不同信道可以对应不同波长。第五，消息可以称为帧。第六，可以以任何合适的方式改变比特值。例如，对于图5中的字段505，虽然值0被描述为指示信道0不可以用于传输，值1被描述为指示信道0可以用于传输，但是值0也可以指示信道0可以用于传输，值1可以指示信道0不可以用于传输。

图29为示出了根据本发明一实施例的生成和传输授权消息的方法2900的流程图。OLT，例如OLT 110，实施方法2900。在步骤2910处，生成授权消息。该授权消息为发现授权消息或正常授权消息。授权消息可包括目的地址字段、源地址字段、长度/类型字段、opcode字段、时间戳字段、信道指配字段、开始时间字段、授权长度字段以及同步时间字段。当授权消息为发现授权消息时，该授权消息还包括发现信息字段。信道指配字段指示不同波长对应的多个信道的传输特征。例如，OLT 110生成发现授权消息300、发现授权消息400、授权消息2300或授权消息2400。最后，在步骤2920处，授权消息被传输至ONU。例如，OLT 110传输该授权消息至ONU 120。

图30为示出了根据本发明一实施例的生成和传输注册请求消息的方法3000的流程图。ONU，例如ONU 120，实施方法3000。在步骤3010处，生成注册请求消息。例如，ONU 120生成注册请求消息1200。注册请求消息可包括目的地址字段、源地址字段、长度/类型字段、opcode字段以及发现信息字段。发现信息字段可指示25G上行能力和25G注册尝试。最后，在步骤3020处，注册请求消息被传输至OLT。例如，ONU 120传输该注册请求消息至OLT 110。

图31为根据本发明一实施例的装置3100的示意图。装置3100可以实施所公开的实施例。装置3100包括入端口3110和RX 3120，用于接收数据；处理器、逻辑单元、基带单元或CPU3130，用于处理数据；TX 3140和出端口3150，用于传输数据；以及存储器3160，用于存储数据。装置3100还可以包括耦合到入端口3110、RX 3120、TX 3140以及出端口3150的OE组件、EO组件或RF组件，用于光信号、电信号或RF信号的出入。

处理器3130是硬件、中间件、固件或软件的任意组合。处理器3130包括一个或多个CPU芯片、核、FGPA、ASIC或DSP的任意组合。处理器3130与入端口3110、RX 3120、TX 3140、出端口3150以及存储器3160通信。处理器3130包括实施所公开的实施例的发现与注册组件3170。因此，包括发现与注册组件3170可明显改进装置3100的功能并实现了装置3100到不同状态的转换。可替代地，存储器3160将发现与注册组件3170作为指令存储，处理器3130执行这些指令。

存储器3160包括磁盘、磁带机或固态驱动器的任意组合。装置3100可以将存储器3160用作溢出数据存储设备，以在装置3100选择执行的程序时存储这些程序，并且存储在程序执行期间装置3100读取的指令和数据。存储器3160可以是易失性或非易失性的，并且可以是ROM、RAM、TCAM或SRAM的任意组合。

在一示例实施例中，装置3100包括生成授权消息的授权消息模块，该授权消息为发现授权消息或正常授权消息，授权消息包括目的地址字段、源地址字段、长度/类型字段、操作码(operation code，opcode)字段、时间戳字段、信道指配字段、开始时间字段、授权长度字段以及同步(synchronization，sync)时间字段，当授权消息为发现授权消息时，该授权消息还包括发现信息字段，信道指配字段指示不同波长对应的多个信道的传输特征；以及用于传输该授权消息至光网络单元(optical network unit，ONU)的传输模块。在一些实施例中，装置3100可以包括其它或附加模块，用于执行实施例中所描述的任一步骤或步骤的组合。此外，如任何附图所示的或任何权利要求中所述的方法的任何附加或替代性实施例或方面也会考虑包括类似的模块。

在一示例实施例中，装置3100包括注册请求模块，用于生成注册请求消息，该注册请求消息包括目的地址字段、源地址字段、长度/类型字段、操作码(operation code，opcode)字段以及发现信息字段，发现信息字段指示25千兆比特每秒(gigabit persecond，G)上行能力以及25G注册尝试；以及传输模块，用于传输注册请求消息至光线路终端(optical line terminal，OLT)。在一些实施例中，装置3100可以包括其它或附加模块，用于执行实施例中所描述的任一步骤或步骤的组合。此外，如任何附图所示的或任何权利要求中所述的方法的任何附加或替代性实施例或方面也会考虑包括类似的模块。

在一示例实施例中，ONU包括：接收器单元，用于从OLT接收发现授权消息，发现授权消息包括信道指配字段和发现信息字段，信道指配字段指示多个信道的传输特征，发现信息字段指示25G上行能力和25G发现窗口；以及处理器单元，耦合到接收器单元并用于处理发现授权消息。

虽然本发明提供了多个具体实施例，但应当理解，所公开的系统和方法也可通过其它多种具体形式体现，而不会脱离本发明的精神或范围。本发明的实例应被视为说明性而非限制性的，且本发明并不限于本文中所给出的细节。例如，各种元件或组件可以在另一系统中组合或整合，或者某些特征可以省略或不实施。

此外，在不脱离本发明的范围的情况下，各种实施例中描述和说明为离散或单独的技术、系统、子系统和方法可以与其它系统、组件、技术或方法进行组合或合并。展示或论述为彼此耦合或直接耦合或通信的其它项也可以采用电方式、机械方式或其它方式通过某一接口、设备或中间部件间接地耦合或通信。其它变更、替换、更替示例对本领域技术人员而言是显而易见的，均不脱离此处公开的精神和范围。