本发明专利技术公开一种无源光网络系统中的终端漫游方法：当终端第一次与其中一个子网关的AP连接成功后，由主网关向该子网关统一分配PON网络下的非定向ALLOC ID、非定向GEMPORT ID和其他网络资源，并将这些资源与该子网关关联；当该终端位置发生移动需要进行AP切换时，原AP在收到切换指令后，断开与终端的无线连接，并通知目标漫游AP立即与终端进行连接；目标漫游AP所在的子网关在收到该终端连接消息后，将所述非定向ALLOC ID、非定向GEMPORT ID和其他网络资源与该子网关关联；目标漫游AP在收到主网关发送的带宽分配指示后，开始向主网关传送数据帧，同时向主网关报告新的带宽需求信息，终端在目标漫游AP的连接立即恢复。本发明专利技术还提供相应的无源光网络系统中的终端漫游系统。相应的无源光网络系统中的终端漫游系统。相应的无源光网络系统中的终端漫游系统。
【技术实现步骤摘要】
无源光网络系统中的终端漫游方法与系统
[0001]本专利技术属于无源光网络
，更具体地，涉及一种无源光网络系统中的终端漫游方法与系统。
技术介绍
[0002]图1是一种通用的PON(Passive Optical Network，无源光纤网络)接入系统架构，主网关一般是PON OLT(Optical Line Terminal:光线路终端)或者FTTR(Fiber to The Room:光纤到房间)，通过光纤采用P2MP(Point to multi
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point：点到多点)的方式与多个子网关相连，每个子网关部署在不同的位置(例如不同的房间)，各类移动终端(例如手机)通过子网关的AP(例如无线WIFI)接入网络。当终端的位置改变时，要求终端的网络连接能快速从一个子网关AP切换(漫游)到另外一个子网关AP，即快速漫游能力。如果漫游时间过长，会出现明显网络卡顿或中断，极大影响用户体验。这种需求在全光网的接入场景(例如FTTR)中尤为突出，例如在《FTTR光纤到房间白皮书》中明确要求，“漫游上，针对移动终端接入，支持小于20ms漫游切换能力”。但在现阶段技术中，这个漫游切换延迟远大于20ms，平均延时已经超过了100ms。
[0003]下面对切换延迟的来源进行分析：以图1为例，可以看出，当终端从AP1漫游到AP2时，子网关也从子网关1切换到子网关2。因此，切换延迟包括两部分：AP的切换延迟和子网关的切换延迟。对于AP的切换延迟问题，已有一些相关的专利提出了改进方法，例如，专利《一种家庭WIFI漫游的实现方法》(专利号201711009292.5)中，给出了基于一种主AP和扩展AP的网络架构的漫游方法，通过监测各个扩展AP RSSI增加的速度，确定一个RSSI最高值的AP作为目标漫游AP。但对于子网关的切换延迟，尚没有相关的文献和专利涉及。例如在基于PON的网络系统中，一般是按照PON的标准协议来进行切换，以GPON为例，通用的切换流程是：当终端从一个子网关1的AP1漫游到子网关2的AP2时，子网关2需要向主网关申请一个新的ALLOC ID(Allocation Identifier分配标识符)或者由主网关指定一个子网关2中现有的ALLOC ID，然后主网关分配一个新的GEMPORT ID给子网关2，子网关2创建WIFI业务流ID，并将WIFI业务流ID、GEMPORT ID和ALLOC ID三者进行关联，主网关也同步将GEMPORT ID(GPON Encapsulation Method Port Identifier)和ALLOC ID关联。主网关的动态带宽分配(Dynamic Bandwidth Allocation，DBA)模块开始为该新ALLOC ID分配带宽，由于新ALLOC ID没有原ALLOC ID的带宽报告信息，因此需要主网关的DBA模块给子网关2分配若干轮带宽之后，才能得到子网关2新加入的终端的准确带宽需求，之后才能给子网关2新加入的终端分配其需要的带宽。由于上述漫游过程是动态的，需要软件(例如嵌入式CPU)实时进行WIFI业务流ID、GEMPORT ID和ALLOC ID的管理，时间相对较长(包括主网关分配一个新的GEMPORT ID到主网关收到子网关将GEMPORT ID关联完成，至少需要5ms；ALLOC ID与GEMPORT ID关联和WIFI业务流ID与GEMPORT ID关联，至少需要5ms；切换后的子网关获得新加入的终端的准确带宽需求到带宽完全恢复，至少需要10ms)，从而导致子网关整个的切换时间接近甚至超过20ms，而一般AP的切换延时超过80ms，两者相加总共会超过100ms。显然，
现有技术已经不能满足PON网络下的低延时漫游切换场景需求。
技术实现思路
[0004]针对PON网络中子网关漫游切换延迟过大的问题，本专利技术提供了一种给出了一种无源光网络系统中的终端漫游方案，采用该方法后子网关漫游切换延迟可以大幅降低甚至可以控制在1ms之内。
[0005]为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种无源光网络系统中的终端漫游方法，包括如下步骤：
[0006]当终端第一次与其中一个子网关的AP连接成功后，由主网关向该子网关统一分配PON网络下的非定向ALLOC ID、非定向GEMPORT ID和其他网络资源，并将这些资源与该子网关关联；
[0007]当该终端位置发生移动需要进行AP切换时，原AP在收到切换指令后，断开与终端的无线连接，并通知目标漫游AP立即与终端进行连接；
[0008]目标漫游AP所在的子网关在收到该终端连接消息后，将所述非定向ALLOC ID、非定向GEMPORT ID和其他网络资源与该子网关关联；
[0009]目标漫游AP在收到主网关发送的带宽分配指示后，开始向主网关传送数据帧，同时向主网关报告新的带宽需求信息，终端在目标漫游AP的连接立即恢复。
[0010]本专利技术的一个实施例中，所述当该终端位置发生移动需要进行AP切换，具体包括：当该终端位置发生移动，出现在两个或多个AP的信号覆盖范围时，这些AP所在的子网关周期性向主网关报告终端与AP之间的信号质量，主网关判断该移动终端是否需要切换，如果满足切换条件则通知原AP和目标漫游AP进行终端连接的切换。
[0011]本专利技术的一个实施例中，在需要进行AP切换时，主网关选择调度权重W最大的子网关，作为目标漫游AP，其中调度权重由以下几个参数决定，信号质量S，所有非定向ALLOC ID下发的带宽和A，所有非定向ALLOC ID请求的带宽和R，根据S、A、R计算调度权重W，其中W与S、A、R的关系如下：S越大，W越大；A越大，W越大；R越大，W越小。
[0012]本专利技术的一个实施例中，所述原AP在收到切换指令后，断开与终端的无线连接，并通知目标漫游AP立即与终端进行连接，具体包括：原AP所在子网关将终端已经发送到该子网关的所有帧继续向主网关发送，在最后一个帧或者帧分片发送时，向主网关同时发送切换完成消息；主网关在收到原AP的切换完成消息后，主网关的DBA模块依据原AP的带宽请求信息，继续进行该ALLOC ID的带宽分配，并通知目标漫游AP接收该ALLOC ID的带宽分配指示并向主网关传送数据帧。
[0013]本专利技术的一个实施例中，目标漫游AP与终端进行连接的消息，从原AP通过子网关发送到目标漫游AP；当PON网络不支持子网关之间的信息直接互通时，通过主网关进行中转。
[0014]本专利技术的一个实施例中，终端在发送一个较长的帧时需要分片发送，原AP可立即断开终端的连接，即该帧的一部分分片通过原AP传送，剩余分片通过目标漫游AP进行传送，在主网关由于ALLOC ID没有改变，完整的帧在主网关通过重组各个分片得到恢复。
[0015]本专利技术的一个实施例中，所述方法还包括：当移动终端不在任何一个AP的信号覆盖范围之内时，由主网关删除统一分配的非定向ALLOC ID、非定向GEMPORT ID资源和其他
网络资源。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种无源光网络系统中的终端漫游方法，其特征在于，包括如下步骤：当终端第一次与其中一个子网关的AP连接成功后，由主网关向该子网关统一分配PON网络下的非定向ALLOC ID、非定向GEMPORT ID和其他网络资源，并将这些资源与该子网关关联；当该终端位置发生移动需要进行AP切换时，原AP在收到切换指令后，断开与终端的无线连接，并通知目标漫游AP立即与终端进行连接；目标漫游AP所在的子网关在收到该终端连接消息后，将所述非定向ALLOC ID、非定向GEMPORT ID和其他网络资源与该子网关关联；目标漫游AP在收到主网关发送的带宽分配指示后，开始向主网关传送数据帧，同时向主网关报告新的带宽需求信息，终端在目标漫游AP的连接立即恢复。2.如权利要求1所述的无源光网络系统中的终端漫游方法，其特征在于，所述当该终端位置发生移动需要进行AP切换，具体包括：当该终端位置发生移动，出现在两个或多个AP的信号覆盖范围时，这些AP所在的子网关周期性向主网关报告终端与AP之间的信号质量，主网关判断该移动终端是否需要切换，如果满足切换条件则通知原AP和目标漫游AP进行终端连接的切换。3.如权利要求1或2所述的无源光网络系统中的终端漫游方法，其特征在于，在需要进行AP切换时，主网关选择调度权重W最大的子网关，作为目标漫游AP，其中调度权重由以下几个参数决定，信号质量S，所有非定向ALLOC ID下发的带宽和A，所有非定向ALLOC ID请求的带宽和R，根据S、A、R计算调度权重W，其中W与S、A、R的关系如下：S越大，W越大；A越大，W越大；R越大，W越小。4.如权利要求1或2所述的无源光网络系统中的终端漫游方法，其特征在于，所述原AP在收到切换指令后，断开与终端的无线连接，并通知目标漫游AP立即与终端进行连接，具体包括：原AP所在子网关将终端已经发送到该子网关的所有帧继续向主网关发送...
【专利技术属性】
技术研发人员：李祥辉，周宇，
申请(专利权)人：武汉飞思灵微电子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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