專利名稱：使用可變長度封包和可變長度上行時(shí)隙的單點(diǎn)對多點(diǎn)的無源光網(wǎng)絡(luò)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般來說是關(guān)于寬帶光通訊網(wǎng)絡(luò)的，更特別的說是關(guān)于單點(diǎn)對多點(diǎn)的無源光網(wǎng)絡(luò)的。
背景技術(shù)：
隨著互聯(lián)網(wǎng)的蓬勃發(fā)展，以及為最終用戶提供多樣的通訊和娛樂服務(wù)的要求，產(chǎn)生了一種需求，即需要一種促進(jìn)最終用戶訪問的寬帶網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。有一種促進(jìn)最終用戶訪問的寬帶網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)叫做單點(diǎn)對多點(diǎn)的無源光學(xué)網(wǎng)絡(luò)(PON)。一個(gè)單點(diǎn)對多點(diǎn)的PON是一個(gè)光通訊的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，在一個(gè)純粹的無源光分配網(wǎng)絡(luò)上，它促進(jìn)了在一個(gè)光線路終端(OLT)和多個(gè)遠(yuǎn)端光學(xué)網(wǎng)絡(luò)單位(ONUs)之間的寬帶通訊。一個(gè)單點(diǎn)對多點(diǎn)的PON利用無源光纖分線器和耦合器來在OLT和遠(yuǎn)端ONU之間無源地分配光訊號。


圖1A和1B顯示了在一個(gè)單點(diǎn)對多點(diǎn)的PON中的一個(gè)OLT102和3個(gè)ONUs104之間的網(wǎng)絡(luò)流量的下行流和上行流。雖然只描述了3個(gè)ONUs，在一個(gè)單點(diǎn)對多點(diǎn)的PON中可以包含不只3個(gè)ONUs。如圖1A，下行流包含由OLT傳送來的ONU特有的信息塊。下行流被一個(gè)無源光分線器光分割為三個(gè)分別的信號，每一個(gè)都帶有完整的ONU的特有信息塊。每一個(gè)ONU讀取屬于該ONU的信息塊，并放棄屬于其他ONU的信息塊。例如，OUN-1接收了信息塊1，2，3，然而它只是將信息塊1傳遞給了最終用戶1。同樣的，OUN-2將信息塊2傳遞給了最終用戶2，而OUN-3將信息塊3傳遞給了最終用戶3。如圖1B所示，上行流量使用分時(shí)多工技術(shù)進(jìn)行管理，在其中傳輸時(shí)隙被專門指定給ONU。這些時(shí)隙是同步的，因?yàn)橐ＷC一旦消息塊被連接在公共的光纖110上，通常指的是中繼線，來自于ONU的上行消息塊不會互相干擾。例如，ONU-1在第一個(gè)時(shí)隙傳輸信息塊1，ONU-2在第二個(gè)非重疊的時(shí)隙傳輸信息塊2，而ONU-3在第三個(gè)非重疊的時(shí)隙傳輸消息塊3。如圖1B所示，所有的信息塊在非重疊的時(shí)隙內(nèi)在中繼線上傳輸。
因?yàn)橐粋€(gè)單點(diǎn)對多點(diǎn)的PON被用于遞送綜合了聲音，數(shù)據(jù)和視頻的服務(wù)，現(xiàn)有的單點(diǎn)對多點(diǎn)的PON是圍繞ATM數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議設(shè)計(jì)的，該協(xié)議被設(shè)計(jì)具有如下服務(wù)質(zhì)量(QoS)特點(diǎn)，即使得聲音，數(shù)據(jù)和視頻的綜合可以通過一個(gè)單一的通訊頻道傳遞。正如大家在小包交換通訊領(lǐng)域中所熟知的，ATM協(xié)議使用固定長度的53字節(jié)單元來傳輸信息(48字節(jié)的有效負(fù)載和5字節(jié)的附加部分)。在一個(gè)ATM-基礎(chǔ)的單點(diǎn)對多點(diǎn)的PON中，固定長度的ATM單元被用于在上行和下行兩個(gè)方向上傳輸信息。舉個(gè)例子，正如在美國專利第5978374號中所透露的，在上行流量的每一個(gè)時(shí)隙內(nèi)都填充有一個(gè)固定長度的ATM單元和一個(gè)固定長度的流量控制區(qū)域。
雖然ATM協(xié)議使用了固定長度的53-字節(jié)單元，但ATM網(wǎng)絡(luò)經(jīng)常需要傳送廣泛使用Internet協(xié)議(IP)格式的流量。Internet協(xié)議要求數(shù)據(jù)被分割為可變長度的數(shù)據(jù)包，最大可達(dá)65535字節(jié)。為了使一個(gè)ATM-基礎(chǔ)的單點(diǎn)對多點(diǎn)的PON適合傳送IP流量，IP數(shù)據(jù)包必須被分成48字節(jié)的片段，并且必須加上一個(gè)5字節(jié)的報(bào)頭。將所有引入的IP數(shù)據(jù)包分成48字節(jié)段，并添加一個(gè)5字節(jié)的報(bào)頭的工作，產(chǎn)生了大量的附加部分，它消耗了一個(gè)單點(diǎn)對多點(diǎn)的PON中的可用帶寬。除了增加的ATM報(bào)頭所消耗了帶寬以外，將IP數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)換成ATM單元的處理過程會消耗大量時(shí)間，并且其專門的硬件增加了OLT和ONUs的成本費(fèi)用。
另一個(gè)組成一個(gè)單點(diǎn)對多點(diǎn)的PON的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議是IEEE802.3協(xié)議(通常被稱為以太網(wǎng))。以太網(wǎng)通過可變長度的，最大可達(dá)1518字節(jié)的封包來傳送有效負(fù)載數(shù)據(jù)(例如IP數(shù)據(jù)包)。雖然以太網(wǎng)協(xié)議數(shù)據(jù)單位被稱為“封包”，但通常協(xié)議數(shù)據(jù)單位也被稱為“幀”。在一個(gè)單點(diǎn)對多點(diǎn)的PON中，使用可變長度的，最大可達(dá)1518字節(jié)的封包大大減少了IP流量的附加部分，相對于一個(gè)ATM基礎(chǔ)的單點(diǎn)對多點(diǎn)的PON中的附加部分而言。除了減少附加部分的優(yōu)勢，以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)組件相對來說也比較便宜。
當(dāng)在一個(gè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)上的多個(gè)站點(diǎn)共享一個(gè)公共的物理傳輸通路時(shí)，以太網(wǎng)協(xié)議使用一個(gè)帶沖突檢測的載波偵聽多路訪問協(xié)議(CSMA/CD)作為一個(gè)媒體訪問控制方法，以避免在被傳輸流量之間的沖突。CSMA/CD是一個(gè)高效的媒體訪問控制協(xié)議，它不需要多個(gè)站點(diǎn)保持同步。在一個(gè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)上應(yīng)用CSMMCD要求一個(gè)封包的最小長度必須大于網(wǎng)絡(luò)上的最大往返傳播時(shí)間，以便于避免出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)上所有站點(diǎn)都無法檢測到的沖突。也就是說，在一個(gè)多站點(diǎn)的以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)上，用戶之間的最大間隔距離受到?jīng)_突范圍的限制。舉個(gè)例子，在一個(gè)以1Gb/s運(yùn)行的以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)上，站點(diǎn)之間的最大間隔距離被CSMA/CD限制在大約200米左右。為了使單點(diǎn)對多點(diǎn)的PON在商業(yè)上可運(yùn)作，OLT和ONU需要能夠分離到比CSMA/CD所允許的最大距離更遠(yuǎn)的距離。除了沖突范圍的限制之外，依賴CSMA/CD的以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)還是不確定的。也就是說，QoS不能夠?yàn)樵贠LT和ONU之間的流量提供保證。
考慮到ATM-基礎(chǔ)的單點(diǎn)對多點(diǎn)的PON和使用CSMA/CD的以太網(wǎng)基礎(chǔ)的單點(diǎn)對多點(diǎn)的PON的局限性，需要的是一個(gè)使用可變長度封包，并且能增加在OLT和ONU之間的最大可允許的間隔距離的單點(diǎn)對多點(diǎn)的PON。
發(fā)明概要一個(gè)單點(diǎn)對多點(diǎn)通訊的系統(tǒng)和方法，它涉及到一個(gè)PON，在其中下行訊號數(shù)據(jù)被使用可變長度封包從一個(gè)OLT傳輸?shù)蕉鄠€(gè)ONU，而其中的上行訊號數(shù)據(jù)被使用可變長度封包從ONU傳輸?shù)絆LT，該封包利用了分時(shí)多工的可變長度時(shí)隙以避免傳輸干擾。利用可變長度封包代替固定長度ATM單元來傳輸數(shù)據(jù)，例如IP數(shù)據(jù)，相對于一個(gè)ATM-基礎(chǔ)的單點(diǎn)對多點(diǎn)PON而言減少了傳輸附加部分。利用分時(shí)多工來避免上行訊號的傳輸干擾，消除了使用CSMA/CD作為媒體訪問控制協(xié)議的共享媒體網(wǎng)絡(luò)的距離限制，而將可變長度時(shí)隙用于上行數(shù)據(jù)傳輸，允許在ONU之間靈活的分配可用的上行傳輸帶寬。
一個(gè)單點(diǎn)對多點(diǎn)光通訊系統(tǒng)的實(shí)施例，包括一個(gè)OLT，以及大量的通過一個(gè)無源光網(wǎng)絡(luò)連接到該OLT上的ONU，在該網(wǎng)絡(luò)中下行數(shù)據(jù)在PON之上被從OLT傳輸?shù)絆NU，而上行數(shù)據(jù)在PON之上被從ONU傳輸?shù)絆LT。OLT在無源光網(wǎng)絡(luò)上用可變長度的下行封包傳輸下行數(shù)據(jù)。ONU在無源光網(wǎng)絡(luò)上，是通過使用ONU特有的，利用分時(shí)多工的可變長度時(shí)隙傳輸上行數(shù)據(jù)的。在其中ONU特有的可變長度的時(shí)隙中被多個(gè)可變長度的上行訊號封包填充。
該系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例進(jìn)一步包含了一個(gè)時(shí)隙控制器，在同OLT和ONU的通訊中用于改變ONU特有的可變長度時(shí)隙的長度，以適應(yīng)來自O(shè)NU的上行流量需求。在一個(gè)更進(jìn)一步的實(shí)施例中，時(shí)隙控制器包含邏輯性，用于增加一個(gè)第一ONU特有時(shí)隙的長度，以適應(yīng)由一個(gè)第一ONU所決定的上行流量的增加，這個(gè)第一OUN是ONU中的一個(gè)。在一個(gè)更進(jìn)一步的實(shí)施例中，時(shí)隙控制器包含邏輯性，用于減少一個(gè)第二ONU特有時(shí)隙的長度，以適應(yīng)第一ONU特有時(shí)隙的長度的增加。
在一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)在OLT內(nèi)部包含一個(gè)分時(shí)多工(TDM)控制器，用于生成特殊幀，它被下行傳送給ONU以保證上行數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐叫?。在一個(gè)進(jìn)一步的實(shí)施例中，時(shí)隙控制器對應(yīng)于流量需求數(shù)據(jù)生成時(shí)隙表，而ONU響應(yīng)接收到的一個(gè)特殊幀，開始使用一個(gè)新的時(shí)隙表。
在一個(gè)實(shí)施例中，可變長度的下行封包被按照IEEE802.3格式化。在一個(gè)實(shí)施例中，可變長度的下行封包中包含了IP數(shù)據(jù)包，而在另一個(gè)實(shí)施例中，可變長度的下行封包的長度同IP數(shù)據(jù)包的長度相關(guān)。在另一個(gè)實(shí)施例中，可變長度的上行封包被按照IEEE802.3格式化。在一個(gè)實(shí)施例中，可變長度的上行封包中包含了IP數(shù)據(jù)包，而在另一個(gè)實(shí)施例中，可變長度的上行封包的長度同IP數(shù)據(jù)包的長度相關(guān)。
在一個(gè)單點(diǎn)對多點(diǎn)PON上，在一個(gè)OLT和多個(gè)ONU之間交換信息的方法，包含通過可變長度下行封包從OLT傳輸下行數(shù)據(jù)到ONU。以及通過ONU特有的，使用分時(shí)多工以避免傳輸干擾的可變長度時(shí)隙，從ONU傳輸上行數(shù)據(jù)到OLT。在其中，ONU特有的可變長度時(shí)隙被可變長度的上行封包填充。
該方法的一個(gè)實(shí)施例進(jìn)一步包含了一個(gè)步驟，用以一個(gè)改變上述ONU特有的可變長度時(shí)隙的長度，以適應(yīng)由上述ONU所決定的上行流量。本方法的一個(gè)進(jìn)一步的實(shí)施例包含一個(gè)步驟，即增加一個(gè)第一ONU特有的時(shí)隙的長度，以適應(yīng)由一個(gè)第一ONU所決定的上行流量的增加，這個(gè)第一ONU是上述ONU中的一個(gè)。本方法的一個(gè)進(jìn)一步的實(shí)施例包含了一個(gè)步驟，即減少一個(gè)第二ONU特有的時(shí)隙的長度，以適應(yīng)第一ONU特有時(shí)隙的長度的增加。
本方法的另一個(gè)實(shí)施例包含一個(gè)步驟，即減少一個(gè)第一ONU特有時(shí)隙的長度，以適應(yīng)由一個(gè)第一ONU所決定的上行流量的減少，這個(gè)第一ONU是多個(gè)ONU中的一個(gè)。
在一個(gè)實(shí)施例中，可變長度上行和下行封包被按照IEEE802.3協(xié)議格式化。在一個(gè)實(shí)施例中，可變長度的下行和上行封包中包含一個(gè)報(bào)頭和一個(gè)有效負(fù)載，并且可變長度封包的長度同一個(gè)IP數(shù)據(jù)包的長度相關(guān)，該數(shù)據(jù)包被包含在可變長度封包的有效負(fù)載中。
在一個(gè)實(shí)施例中，將下行IP數(shù)據(jù)包嵌入到可變長度下行封包中，和將上行IP數(shù)據(jù)包嵌入到可變長度的上行封包中。在一個(gè)實(shí)施例中，可變長度上行和下行封包被按照IEEE802.3協(xié)議格式化。
在一個(gè)實(shí)施例中，傳輸下行數(shù)據(jù)的步驟中包含在固定的時(shí)間間隔內(nèi)傳輸下行同步標(biāo)記。
在一個(gè)實(shí)施例中，ONU特有的可變長度時(shí)隙被多個(gè)可變長度封包填充。
本發(fā)明的其他方面和優(yōu)勢將在下面的詳細(xì)描述中被揭示，聯(lián)系后面的附圖，通過舉例說明的方法說明本發(fā)明的原理。
附圖的簡要說明圖1A描述了在一個(gè)單點(diǎn)對多點(diǎn)的PON上，從一個(gè)OLT到多個(gè)ONU的流量的下行訊號流。
圖1B描述了在一個(gè)單點(diǎn)對多點(diǎn)的PON上，從多個(gè)ONU到一個(gè)OLT的流量的上行訊號流。
圖2描述了一個(gè)有一個(gè)樹形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的單點(diǎn)對多點(diǎn)的PON。
圖3描述了依照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，一個(gè)OLT下行傳輸可變長度封包的一個(gè)原理框圖。
圖4描述了一個(gè)下行流量的例子，它被使用可變長度封包從一個(gè)OLT傳輸?shù)蕉鄠€(gè)ONU，依照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。
圖5描述了依照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，一個(gè)ONU使用分時(shí)多工來上行傳輸可變長度的封包的一個(gè)原理框圖。
圖6依照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，描述了一個(gè)上行流量的例子，它包含了被分時(shí)多工處理的可變長度封包，用以避免干擾。
圖7A-7C描述了依照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，3個(gè)不同的上行流量的時(shí)隙分配的例子。
圖8是依照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的一個(gè)時(shí)隙控制技術(shù)的處理流程圖。
圖9描述了根據(jù)對應(yīng)于圖8的處理流程圖的特殊幀，上行幀，以及時(shí)隙，對上行流量的定時(shí)選擇。
圖10是一個(gè)處理流程圖，描述了依照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，用于在OLT和多個(gè)ONU之間交換信息的一個(gè)方法。
發(fā)明的詳細(xì)描述一個(gè)關(guān)于一個(gè)PON的單點(diǎn)對多點(diǎn)通訊的系統(tǒng)和方法，在其中下行數(shù)據(jù)在可變長度的封包中，被從一個(gè)OLT傳輸?shù)蕉鄠€(gè)ONU，而在其中上行數(shù)據(jù)在可變長度的封包中，利用了使用分時(shí)多工的可變長度時(shí)隙以避免傳輸干擾，被從ONU傳輸?shù)絆LT。在一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)進(jìn)一步包含了一個(gè)時(shí)隙控制器，在與OLT和ONU的通訊中，用于改變ONU特有的可變長度時(shí)隙的長度，以適應(yīng)來自O(shè)NU的上行流量需求。在一個(gè)進(jìn)一步的實(shí)施例中，時(shí)隙控制器包含邏輯性，用于增加一個(gè)第一ONU特有時(shí)隙的長度，以適應(yīng)由一個(gè)第一ONU所決定的上行流量的增加。在一個(gè)更進(jìn)一步的實(shí)施例中，時(shí)隙控制器包含邏輯性，用于減少一個(gè)第二ONU特有時(shí)隙的長度，以適應(yīng)第一ONU特有時(shí)隙的長度增加。
圖2描述了一個(gè)單點(diǎn)對多點(diǎn)PON 200的例子。這個(gè)單點(diǎn)對多點(diǎn)PON包含一個(gè)OLT202和多個(gè)ONU204，他們被一個(gè)無源光分配網(wǎng)連接。在一個(gè)實(shí)施例中，OLT被連接到一個(gè)服務(wù)站210，就像是一個(gè)中央局和/或一個(gè)前端站。服務(wù)站提供的服務(wù)可以包括數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)連接，聲音網(wǎng)絡(luò)連接，和/或視頻網(wǎng)絡(luò)連接。在服務(wù)站和OLT之間使用的連接協(xié)議的例子可以包括OC-x，以太網(wǎng)，E1/T1，DS3，和寬帶視頻。在一個(gè)實(shí)施例中，ONU被連接到一個(gè)最終用戶系統(tǒng)或系統(tǒng)群214，它們可能包括一個(gè)局域網(wǎng)，個(gè)人電腦，一個(gè)PBX，電話，視訊轉(zhuǎn)接盒，和/或電視。在最終用戶系統(tǒng)和ONU之間使用的連接協(xié)議的例子可以包括10/100Mb/s以太網(wǎng)，T1，以及普通老式電話服務(wù)(POTS)。
在圖2中所示的無源光分配網(wǎng)有一個(gè)樹形的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，它包括一個(gè)普通光纖210(中繼線光纖)和多個(gè)ONU-特有光纖216，它們被一個(gè)無源光分線器/耦合器212連接。一個(gè)在下行方向上(從OLT202到ONU204)的光信號傳輸被光分線成多個(gè)帶有同樣信息的ONU-特有光信號。在上行方向(從ONU到OLT)傳輸?shù)墓庑盘柋还怦詈系皆隈詈掀骱蚈LT之間連接的中繼線光纖中。正如將要在下面進(jìn)行詳細(xì)解釋的，用在可變長度時(shí)隙上的分時(shí)多工技術(shù)被用于上行方向，避免來自兩個(gè)或更多的ONU的上行傳輸?shù)母蓴_。
在圖2的實(shí)施例中，在下行方向上的一個(gè)光信號以一個(gè)與上行方向的光信號所不同的波長(或頻率)傳播。在一個(gè)實(shí)施例中，下行流量在1550nm波段傳輸，而上行流量在1310nm波段傳輸。在上行和下行方向上使用不同的波長，使得一個(gè)單一的光纖可以同時(shí)傳送下行和上行流量而沒有干擾的妨礙。在一個(gè)可選擇的實(shí)施例中，分開的下行和上行光纖可被用于無源光分配網(wǎng)。另外，波分復(fù)用技術(shù)(WDM)可以被用在下行和/或上行方向來增加傳輸帶寬。
盡管圖2中的無源光分配網(wǎng)絡(luò)擁有一個(gè)樹形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，但還是有可能是其他可供選擇的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)?？晒┻x擇的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包括一個(gè)總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和一個(gè)環(huán)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。另外，盡管圖2的分配網(wǎng)描述了在網(wǎng)絡(luò)組件之間僅僅有單一的光纖連接，但是多余的光纖可以被添加在網(wǎng)絡(luò)組件之間以提供故障保護(hù)。
圖3是圖2的單點(diǎn)對多點(diǎn)PON中的示例OLT 302的展開圖。在OLT之中包含的功能單位是一個(gè)封包控制器320，一個(gè)分時(shí)多工(TDM)控制器322，一個(gè)時(shí)隙控制器323，一個(gè)光發(fā)射器324，和一個(gè)光接收器326。OLT還可以包含其它沒有被提及的大家熟知的功能單位。封包控制器從一個(gè)服務(wù)站接收下行數(shù)字資料，并將下行數(shù)字資料格式化成可變長度的封包。封包控制器可以在硬件中和/或軟件中被具體化實(shí)現(xiàn)，并且有時(shí)可作為媒體訪問控制(MAC)單位。在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)可變長度的封包在封包前端包含一個(gè)固定長度的報(bào)頭，在報(bào)頭之后是一個(gè)可變長度的有效負(fù)載，以及在封包末端的一個(gè)固定長度的錯誤檢測區(qū)域(幀校驗(yàn)序列(FCS)區(qū)域)。在一個(gè)實(shí)施例中，下行的可變長度的封包被按照IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)(通常稱為以太網(wǎng))或任何相關(guān)的IEEE802.3x亞標(biāo)準(zhǔn)格式化。在一個(gè)實(shí)施例中，下行可變長度封包被以1G每秒(Gb/s)的速率傳輸，正如IEEE802.3z(通常稱為吉比特以太網(wǎng))所定義的那樣，盡管可以使用較低或較高的傳輸速率。
在一個(gè)實(shí)施例中，大量的下行數(shù)字資料到達(dá)IP數(shù)據(jù)包中的封包控制器，數(shù)據(jù)包的大小范圍最大可達(dá)65535字節(jié)。封包控制器從IP數(shù)據(jù)包中讀取報(bào)頭信息，并生成包含IP數(shù)據(jù)包作為有效負(fù)載的可變長度封包。在一個(gè)實(shí)施例中，每一個(gè)可變長度封包的長度是同放置在有效負(fù)載中的IP數(shù)據(jù)包的長度相關(guān)聯(lián)的。也就是說，如果一個(gè)下行IP數(shù)據(jù)包是100字節(jié)，那么可變長度封包將要包含100字節(jié)的有效負(fù)載，加上封包附加部分(報(bào)頭和錯誤檢測區(qū)域)，而如果IP數(shù)據(jù)包是1000字節(jié)，那么可變長度封包將要包含1000字節(jié)的有效負(fù)載，加上封包附加部分。在一個(gè)實(shí)施例中，封包被按照IEEE802.3格式化，一個(gè)封包的最大長度是1518字節(jié)(1500字節(jié)的有效負(fù)載和18字節(jié)的封包附加部分)。如果一個(gè)IP數(shù)據(jù)包超過了1500字節(jié)，那么IP數(shù)據(jù)包被分成多個(gè)IP數(shù)據(jù)包，被在多個(gè)可變長度封包中傳送。相反，一個(gè)ATM-基礎(chǔ)的單點(diǎn)對多點(diǎn)PON不考慮原IP數(shù)據(jù)包的大小，而將IP數(shù)據(jù)包分成48字節(jié)的片段，并且然后添加5字節(jié)的報(bào)頭來制作每一個(gè)ATM單元。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)流量主要由IP流量組成時(shí)，在一個(gè)單點(diǎn)對多點(diǎn)PON上使用ATM作為數(shù)據(jù)連接協(xié)議大大的增加了由封包附加部分所消耗的帶寬。盡管IP被描述為一個(gè)普遍的較高層的協(xié)議，其他協(xié)議，例如IPX和Appletalk，也可以被應(yīng)用于PON。
圖3中所描述的OLT302的TDM控制器322控制從OLT到ONU的流量的下行流。特別指出的是，TDM控制器控制下行幀，以及分配帶寬給需要下行傳輸?shù)目勺冮L度封包。TDM控制器可以通過硬件和/或軟件方式具體實(shí)現(xiàn)。
時(shí)隙控制器323包括邏輯性，以控制用于分時(shí)多工處理來自O(shè)NU的上行流量的可變長度時(shí)隙的長度。特別的，時(shí)隙控制器通過規(guī)定每一個(gè)ONU-特有的可變長度時(shí)隙的長度(定義為一個(gè)傳輸間隔)，規(guī)定了每一個(gè)ONU傳輸能力。當(dāng)由ONU決定的上行流量變化時(shí)，時(shí)隙控制器改變ONU-特有的可變長度時(shí)隙的長度，以達(dá)到最好的適應(yīng)上行流量需求的變化。在下面的附圖7A-7C中將給出關(guān)于時(shí)隙控制器的功能的更詳細(xì)的說明。
光發(fā)射器324和光接收器326提供了光電信號的轉(zhuǎn)換界面。光發(fā)射器和接收器在單點(diǎn)對多點(diǎn)PON領(lǐng)域內(nèi)是眾所周知的，就不對其進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)說明了。
圖4描述了一個(gè)下行流的示例，它被使用可變長度封包從OLT傳輸?shù)絆NU。在一個(gè)實(shí)施例中，下行流量被分割成下行幀，它們具有固定的傳輸間隔。每一個(gè)下行幀傳送多個(gè)可變長度的封包。在一個(gè)實(shí)施例中，時(shí)鐘信息，以一個(gè)同步標(biāo)記438的形式，顯示了每一個(gè)下行幀的開始。在一個(gè)實(shí)施例中，同步標(biāo)記是一個(gè)1字節(jié)的代碼，被每兩毫秒傳輸一次，以保證ONU和OLT的同步。在一個(gè)實(shí)施例中，每兩毫秒傳輸一個(gè)同步標(biāo)記。
在圖4的實(shí)施例中，每一個(gè)可變長度的封包由一個(gè)特定的ONU讀取，正如在每一個(gè)封包上的號碼所顯示的那樣，從1到N。在一個(gè)實(shí)施例中，可變長度的封包被按照IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)格式化，并且被以1GB/S速度下行傳輸。一個(gè)可變長度的封包430的展開圖顯示了封包中的報(bào)頭432，可變長度有效負(fù)載434，以及錯誤檢測區(qū)域436。因?yàn)榉獍鼡碛锌勺冮L度的有效負(fù)載，每個(gè)封包的大小同有效負(fù)載的大小相關(guān)，例如在有效負(fù)載中傳送的IP數(shù)據(jù)包。盡管圖4中每一個(gè)可變長度的封包是由一個(gè)特定的ONU讀取的(單點(diǎn)播放封包)，某些封包可以被所有的ONU讀取(廣播封包)，或者一個(gè)特定的ONU群讀取(多點(diǎn)播放封包)。
圖5是圖2的單點(diǎn)對多點(diǎn)PON中的一個(gè)示例ONU 504的一個(gè)展開圖。包含在ONU中的功能單位是封包控制器520，一個(gè)TDM控制器522，一個(gè)光發(fā)射器524，以及一個(gè)光接收器526。ONU也可以包括其他沒有被描述的大家熟知的功能單位。封包控制器從一個(gè)最終用戶系統(tǒng)接收上行數(shù)字資料，并將上行數(shù)字資料格式化成可變長度的封包。每一個(gè)可變長度的封包，包含一個(gè)報(bào)頭，一個(gè)有效負(fù)載，和一個(gè)錯誤檢測區(qū)域，和上面提及的下行流量中說明的一樣。封包控制器可以通過軟件和/或硬件具體實(shí)現(xiàn)，并且有時(shí)可以作為一個(gè)MAC單位。當(dāng)伴隨著下行流量時(shí)，在一個(gè)實(shí)施例中，上行可變長度封包被按照IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)格式化，并以1Gb/S速率傳輸。在一個(gè)實(shí)施例中，大量的上行數(shù)字資料到達(dá)IP數(shù)據(jù)包中的封包控制器。在一個(gè)實(shí)施例中，封包控制器從上行IP數(shù)據(jù)包中讀取報(bào)頭信息，并生成包含IP數(shù)據(jù)包作為有效負(fù)載的可變長度的封包。在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)上行可變長度的封包的長度，同各自的IP數(shù)據(jù)包長度有關(guān)。在許多實(shí)現(xiàn)中，上行流量經(jīng)過一個(gè)以太網(wǎng)連接到達(dá)ONU，并且因此流量不需要被重新格式化成以太網(wǎng)封包。
每個(gè)ONU 504的TDM控制器522，如圖5所示，控制著從每一個(gè)ONU到OLT的流量的上行流。特別的是，每一個(gè)ONU的TDM控制器，與OLT一起，確保分別的ONU在分時(shí)多址(TDMA)協(xié)議中的一個(gè)指定的可變長度時(shí)隙中，傳輸上行的可變長度封包。為了使多個(gè)ONU之間的傳輸同步化，ONU利用來自O(shè)LT的定時(shí)信息來維持同步時(shí)鐘。在運(yùn)轉(zhuǎn)期間，每個(gè)ONU被OLT分配了ONU-特有的可變長度時(shí)隙，建立這個(gè)的原因，是為了使來自多個(gè)ONU的上行流量，在它們結(jié)合到中繼線光纖之后，不會相互沖突。也就是說ONU-特有的可變長度的時(shí)隙，在中繼線光纖上，在時(shí)間上不會重疊。必須被注釋的是，現(xiàn)有技術(shù)的以太網(wǎng)使用CSMA/CD作為媒體訪問控制協(xié)議來確保在一個(gè)共享媒體上的所有的傳輸沒有干擾地到達(dá)它們的最終目的地。CSMA/CD限制了ONU之間的最大間隔距離，并且因此限制了一個(gè)以太網(wǎng)和CSMA/CD基礎(chǔ)的單點(diǎn)對多點(diǎn)PON作為一個(gè)本地連接網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的生存能力。利用分時(shí)多工作為一個(gè)媒體訪問控制協(xié)議，在ONU之間的間隔距離不會被CSMA/CD干擾區(qū)域所限制。
圖6描述了一個(gè)上行流量的例子，它被分時(shí)多工處理到圖2所示的公共光纖210中，以避免來自多個(gè)ONU204的上行流量之間干擾。在圖6所示的實(shí)施例中，上行流量被分成上行幀，并且每一個(gè)上行幀被進(jìn)一步劃分到ONU-特有的可變長度時(shí)隙中。盡管圖6中的可變長度時(shí)隙被描述有相同的長度，時(shí)隙的長度可以變成下面如圖7A-7C所示的那樣。在一個(gè)實(shí)施例中，上行幀通過一個(gè)連續(xù)的間隔傳輸形成，例如，兩毫秒。在一個(gè)實(shí)施例中，每一個(gè)系統(tǒng)幀的起點(diǎn)由一個(gè)幀報(bào)頭確定(沒有顯示)，上行幀可以是固定長度，或可以是可變化的長度，以適應(yīng)不同的流量需求，或創(chuàng)造不同的流量模式。
ONU-特有的可變長度時(shí)隙在每個(gè)上行幀內(nèi)部間隔傳輸，它被專門用于來自特定的ONU的封包的傳輸。在一個(gè)實(shí)施例中，每一個(gè)ONU在每一個(gè)上行幀中有一個(gè)專門對應(yīng)的ONU-特有的可變長度時(shí)隙。舉個(gè)例子，關(guān)于圖6，每一個(gè)上行幀被分成N個(gè)時(shí)隙，每個(gè)可變長度時(shí)隙分別關(guān)聯(lián)著從1到N的ONU。在一個(gè)實(shí)施例中包含2毫秒的上行幀和32個(gè)具有相等帶寬分配的ONU，每個(gè)時(shí)隙代表少于大約62.5μs的傳輸時(shí)間。在一個(gè)1GB/S的上行傳輸速率中，每個(gè)時(shí)隙大約可以傳輸7800字節(jié)。
每一個(gè)ONU的TDM控制器，同來自O(shè)LT的定時(shí)信息一起，控制著專門對應(yīng)的可變長度時(shí)隙內(nèi)的可變長度封包的傳輸定時(shí)，而在OLT內(nèi)的時(shí)隙控制器指定在系統(tǒng)幀內(nèi)的每一個(gè)ONU-特有的時(shí)隙的長度。圖6顯示了一個(gè)ONU-特有的可變長度時(shí)隙(例如專門對應(yīng)于ONU-4的時(shí)隙)的展開圖，它包括2個(gè)可變長度封包640和642，以及一些時(shí)隙附加部分644。在一個(gè)實(shí)施例中，時(shí)隙附加部分包括一個(gè)防護(hù)帶，定時(shí)指示器，和信號激勵指示器。盡管圖6只顯示了在ONU-特有時(shí)隙內(nèi)的兩個(gè)可變長度封包，更多的可變長度封包可以在每一個(gè)時(shí)隙內(nèi)被傳輸。同樣的，如果沒有流量從ONU傳輸過來，那么一個(gè)時(shí)隙可以被一個(gè)空閑的信號所填充。
圖6還描述了在ONU-特有的可變長度時(shí)隙內(nèi)的可變長度封包642的一個(gè)展開圖?？勺冮L度封包642的展開圖顯示了報(bào)頭632，可變長度有效負(fù)載634，以及錯誤檢測區(qū)域636。在圖6的實(shí)施例中，可變長度封包的有效負(fù)載是一個(gè)IP數(shù)據(jù)包或者一個(gè)IP數(shù)據(jù)包的一部分，而可變長度封包的長度同IP數(shù)據(jù)包的長度相關(guān)。
圖7A-7C是關(guān)于如何使用時(shí)隙控制器改變ONU-特有的可變長度時(shí)隙的長度以適應(yīng)來自O(shè)NU的上行流量需求的例子。在圖6中，所有的ONU-特有的可變長度時(shí)隙都有同樣的長度，而在圖7A-7C中，ONU-特有的可變長度時(shí)隙擁有不同的長度，它們改變以適應(yīng)來ONU的上行流量需求的改變。在圖7A的例子中提到，相對于圖6中的時(shí)隙分配，ONU-特有時(shí)隙4的長度已經(jīng)增加了，而相對于圖6中的時(shí)隙分配，ONU-特有時(shí)隙2和3的長度已經(jīng)減少。在一個(gè)實(shí)施例中上行幀的長度是固定的，一個(gè)ONU-特有的可變長度時(shí)隙的長度的增加，要求其他ONU-特有的可變長度時(shí)隙的總長度減少相等的數(shù)量，以保持在上行幀內(nèi)的時(shí)隙的總長度不變。因?yàn)镺NU-特有時(shí)隙4的長度已經(jīng)增加了，ONU-4可以在一個(gè)多重幀間隔上傳輸更多的數(shù)據(jù)，相對于它在圖6所示的時(shí)隙分配下所傳輸?shù)亩?。同樣的，因?yàn)镺NU-特有時(shí)隙2和3的長度已經(jīng)減少，ONU-2和ONU-3可以在一個(gè)多重幀間隔上傳輸較少的數(shù)據(jù)，相對于它們在圖6所示的時(shí)隙分配下所傳輸?shù)亩浴?br> 圖7B顯示了在一個(gè)上行幀的時(shí)間間隔之內(nèi)，ONU特有的可變長度時(shí)隙的另一個(gè)變化。如圖7B所示，ONU-特有的可變長度時(shí)隙1和2的大小相對于圖7A中的分配已經(jīng)增加了，ONU-特有的可變長變時(shí)隙4的大小相對于圖7A中的分配已經(jīng)減小了，而ONU-特有的可變長度時(shí)隙3和N的大小相對于圖7C中的分配沒有變化。
圖7C顯示了在一個(gè)上行幀的時(shí)間間隔之內(nèi)，ONU特有的可變長度時(shí)隙的另一個(gè)變化。如圖7C所示，ONU-特有的可變長度時(shí)隙4的大小相對于圖7B中的分配已經(jīng)增加了，ONU-特有的可變長度時(shí)隙1，2，和N保持同圖7B中的分配不變，而ONU-特有的可變長度時(shí)隙3已經(jīng)被消去了。在一個(gè)實(shí)施例中，一個(gè)完整的ONU-特有的可變長度時(shí)隙可以被消去，如果該ONU沒有上行流量要傳輸?shù)脑?。在另一個(gè)實(shí)施例中，一個(gè)ONU-特有的可變長度時(shí)隙可以僅僅傳輸少量的流量，它包括，舉個(gè)例子，一個(gè)空閑的信號或上行操作，以及維持所需的信息。
在圖8和圖9中描述了一個(gè)以同步方式改變可變長度時(shí)隙的長度的技術(shù)。該技術(shù)使用了時(shí)隙表和同步幀，來實(shí)現(xiàn)以同步方式改變可變長度時(shí)隙的長度。一個(gè)時(shí)隙表是一組從OLT的時(shí)隙控制器發(fā)送到ONU的信息，它包括每個(gè)ONU的時(shí)隙分配信息。在一個(gè)實(shí)施例中，時(shí)隙表包含時(shí)隙號碼，起點(diǎn)位置，以及對應(yīng)每一個(gè)ONU的每一個(gè)可變長度時(shí)隙的長度。在一個(gè)實(shí)施例中，時(shí)隙表中的定時(shí)信息被當(dāng)作許多來自于每一個(gè)上行幀指示器開端的計(jì)數(shù)來進(jìn)行識別。例如，一個(gè)由25MHZ時(shí)鐘進(jìn)行控時(shí)的2毫秒的上行幀包含50000個(gè)計(jì)數(shù)。為了成功的改變ONU的時(shí)隙分配，所有ONU的時(shí)隙分配必須同時(shí)進(jìn)行改變。因此，在一個(gè)改變發(fā)生之前，所有的ONU必須已經(jīng)接收到同樣的時(shí)隙表，并且新的時(shí)隙表的完全改變必須同時(shí)在所有的ONU上進(jìn)行。
按照改變可變長度時(shí)隙長度的技術(shù)，同步幀，被稱作“特殊幀”，被OLT下行傳送。在一個(gè)實(shí)施例中，特殊幀由TDM控制器322生成并以固定的時(shí)間間隔下行傳送。在一個(gè)實(shí)施例中，特殊幀被一個(gè)特別的10比特的特殊幀指示器識別。特殊幀確定將被ONU用于上行傳輸?shù)淖罱臅r(shí)隙表。如果OLT的時(shí)隙控制器已經(jīng)生成了一個(gè)新的時(shí)隙表并且如果ONU已經(jīng)接收到了這個(gè)新的時(shí)隙表，那么OUN就會在接收到一個(gè)特殊幀指示器之后，立刻開始使用新的時(shí)隙表進(jìn)行上行傳輸。新的時(shí)隙表被用于為之后所有的上行幀分配時(shí)隙，直到ONU接收到下一個(gè)特殊幀。在一個(gè)實(shí)施例中，一個(gè)新的時(shí)隙表被生成，用于每一個(gè)特殊幀，并且在一個(gè)可選擇的實(shí)施例中，新的時(shí)隙表被生成，作為對在上行流量負(fù)載中的改變的補(bǔ)償。在一個(gè)實(shí)施例中，特殊幀指示器被每60毫秒發(fā)送一次，并且每一個(gè)特殊幀涵蓋了30個(gè)上行幀，每幀2毫秒。通過60毫秒的特殊幀，可變長度的ONU-特有時(shí)隙的長度可以在每60毫秒被改變一次。
圖8顯示了時(shí)隙控制技術(shù)的一個(gè)處理流程圖，而圖9顯示了按照與圖8所示的處理流程圖的步驟相關(guān)的特殊幀，幀，和時(shí)隙，對上行流量的定時(shí)。如圖8，在步驟802，一個(gè)特殊幀指示器到達(dá)ONU。在步驟AN，ONU開始使用時(shí)隙表N操作。時(shí)隙表N被作為一個(gè)最初的時(shí)隙表用于示例目的，并且假定ONU先前已經(jīng)從OLT的時(shí)隙控制器接收到了該時(shí)隙表。如圖9，步驟AN出現(xiàn)在第一特殊幀的開始，并且時(shí)隙如圖6所示的均勻分配。在步驟BN，OLT傳輸時(shí)隙表N+1到ONU，而ONU接收了新的時(shí)隙表N+1。如圖9，步驟BN出現(xiàn)在指定的時(shí)間間隔。在步驟CN，ONU確定收到時(shí)隙表N+1并傳輸當(dāng)前ONU-特定流量需求數(shù)據(jù)給OLT。當(dāng)前流量需求數(shù)據(jù)可以包含隊(duì)列長度，延遲信息，和帶寬預(yù)定信息。如圖9，步驟CN出現(xiàn)在指定的時(shí)間間隔。在步驟DN，OLT接收來自O(shè)NU的當(dāng)前流量負(fù)載數(shù)據(jù)，并且OLT參照來自O(shè)NU的當(dāng)前流量負(fù)載數(shù)據(jù)，生成一個(gè)新的時(shí)隙表，時(shí)隙表N+2。如圖9，步驟DN出現(xiàn)在指定的時(shí)間間隔。
在判斷點(diǎn)804，確定了一個(gè)新的特殊幀指示器是否到達(dá)ONU。如果一個(gè)新的特殊幀指示器沒有到達(dá)ONU，那么現(xiàn)行的時(shí)隙表不會發(fā)生變化。然而，如果新的特殊幀指示器到達(dá)ONU，那么在步驟AN+1，ONU開始使用時(shí)隙表N+1操作。如圖9，步驟AN+1出現(xiàn)在第二個(gè)特殊幀的開端，并且時(shí)隙被在圖7A所示每一幀的基礎(chǔ)上進(jìn)行分配。在步驟BN+1，OLT傳輸時(shí)隙表N+2到ONU，而ONU接收了新的時(shí)隙表N+2。如圖9，步驟BN+1出現(xiàn)在指定的時(shí)間間隔。在步驟CN+1，ONU確認(rèn)收到時(shí)隙表N+2并傳輸當(dāng)前ONU-特有流量負(fù)載數(shù)據(jù)給OLT。如圖9，步驟CN+1出現(xiàn)在指定的時(shí)間間隔。在步驟DN+1，OLT接收到來自O(shè)NU的當(dāng)前負(fù)載數(shù)據(jù)，并且OLT參照來自O(shè)NU的當(dāng)前流量負(fù)載數(shù)據(jù)，生成一個(gè)新的時(shí)隙表，時(shí)隙表N+3。如圖9，步驟DN+1出現(xiàn)在指定的時(shí)間間隔。
在判斷點(diǎn)806，確定了一個(gè)新的特殊幀指示器是否到達(dá)ONU。如果一個(gè)新的特殊幀指示器沒有到達(dá)ONU，那么現(xiàn)行的時(shí)隙表不會發(fā)生變化。然而，如果新的特殊幀指示器到達(dá)ONU，那么在步驟AN+2，ONU開始使用時(shí)隙表N+2操作。如圖9，步驟AN+2出現(xiàn)在第三個(gè)特殊幀的開始部分，并且時(shí)隙被在圖7B所示的每一幀的基礎(chǔ)上進(jìn)行分配。
處理進(jìn)程如描述的一樣繼續(xù)，所以時(shí)隙的長度被不斷的調(diào)整，以同步的方式適應(yīng)當(dāng)前的流量負(fù)載數(shù)據(jù)。在一個(gè)可選擇的實(shí)施例中，步驟Bx，Cx，和Dx不是完全按圖9所示的一樣連續(xù)操作的。也就是說，某些操作可能會同時(shí)發(fā)生。在另一個(gè)可選擇的實(shí)施例中，下一個(gè)時(shí)隙表由OLT生成，并被在同一個(gè)特殊幀中，而不是在接著的特殊幀中傳輸給ONU。
在一個(gè)實(shí)施例中，上行幀的長度可以按照需求改變。在一個(gè)實(shí)施例中，每一個(gè)上行幀的長度是特殊幀的一個(gè)倍數(shù)，例如，是一個(gè)特殊幀的第1/10，1/15，1/20，或1/25。其倍數(shù)可以被改變以適應(yīng)流量需求，和/或創(chuàng)造一個(gè)特殊流量模式。
在另一個(gè)實(shí)施例中，上行幀的長度可以是125微秒的一個(gè)倍數(shù)。上行幀的長度是125微秒的一個(gè)倍數(shù)，這樣PON才容易與使用125微秒幀的同步電信網(wǎng)絡(luò)保持一致。在一個(gè)實(shí)施例中，上行幀和特殊幀都是125微秒的倍數(shù)。
圖10的處理流程圖描述了在一個(gè)OLT和多個(gè)ONU之間交換信息的一個(gè)方法。在一個(gè)步驟1002，下行數(shù)據(jù)被在可變長度的封包中，從OLT傳輸?shù)絆NU。在一個(gè)步驟1004中，上行數(shù)據(jù)，在使用分時(shí)多工以避免傳輸干擾的ONU-特有的可變長度時(shí)隙中，被從ONU傳輸?shù)絆LT，其中ONU-特有的可變長度時(shí)隙被可變長度的上行封包填充。
權(quán)利要求
1.一個(gè)單點(diǎn)對多點(diǎn)光通訊系統(tǒng)包括一個(gè)光線路終端(OLT)；和大量通過一個(gè)無源光網(wǎng)絡(luò)連接到上述OLT上的遠(yuǎn)端光學(xué)網(wǎng)絡(luò)單位(ONUs)，在其中下行數(shù)據(jù)被在上述無源光網(wǎng)絡(luò)上從上述OLT傳輸?shù)缴鲜鯫NUs，而上行數(shù)據(jù)被在上述無源光網(wǎng)絡(luò)上從上述ONUs傳輸?shù)缴鲜鯫LT；上述OLT，在上述無源光網(wǎng)絡(luò)上，在可變長度封包中傳輸下行數(shù)據(jù)；上述ONUs，在上述無源光網(wǎng)絡(luò)上，在使用了分時(shí)多工的ONU-特有的可變長度時(shí)隙中傳輸上行數(shù)據(jù)，其中上述ONU-特有的可變長度時(shí)隙被多個(gè)可變長度上行封包填充。
2.權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)中，在上述OLT和上述ONU之間的通訊中進(jìn)一步包含了一個(gè)時(shí)隙控制器，用于改變上述ONU-特有的可變長度時(shí)隙的長度，以適應(yīng)上述來自O(shè)NU的上行流量需求。
3.權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)中，上述的時(shí)隙控制器包含邏輯性，用于增加第一ONU-特有時(shí)隙的長度以適應(yīng)第一ONU所要求的上行流量的增加，上述的第一ONU是上述多個(gè)ONU中的一個(gè)。
4.權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)中，上述的時(shí)隙控制器包含邏輯性，用于減少一個(gè)第二ONU-特有時(shí)隙的長度以適應(yīng)上述第一ONU-特有時(shí)隙的長度的上述增加。
5.權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)中，上述的時(shí)隙控制器包含邏輯性，用于減少第一ONU-特有時(shí)隙的長度以適應(yīng)第一ONU所要求的上行流量的減少，上述的第一ONU是上述的多個(gè)ONU中的一個(gè)。
6.權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)中，進(jìn)一步在上述OLT中包括了一個(gè)分時(shí)多工控制器，用于生成下行傳送給上述ONU的特殊幀，它被用來同步化上述的上行數(shù)據(jù)傳輸。
7.權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)中，其中所述的時(shí)隙控制器生成適應(yīng)于流量需求數(shù)據(jù)的時(shí)隙表，并且在其中作為接收到一個(gè)特殊幀的響應(yīng)，所述的ONU開始使用一個(gè)新的時(shí)隙表。
8.權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)中，其中上行幀的長度是所述的特殊幀的倍數(shù)。
9.權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)中，其中上行幀擁有可變的長度。
10.權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)中，其中上行幀是125微秒的一個(gè)倍數(shù)。
11.權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)中，其中所述的可變長度的下行封包是按照IEE802.3格式化的。
12.權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)中，其中所述的可變長度的下行封包包含有Internet協(xié)議(IP)數(shù)據(jù)包。
13.權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)中，其中所述的可變長度下行封包的長度是同所述的IP數(shù)據(jù)包的長度相關(guān)的。
14.權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)中，其中所述的可變長度的上行封包是按照IEE802.3格式化的。
15.權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)中，其中所述的可變長度的上行封包包含有Internet協(xié)議(IP)數(shù)據(jù)包。
16.權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中所述的可變長度上行封包的長度是同所述的IP數(shù)據(jù)包的長度相關(guān)的。
17.在一個(gè)單點(diǎn)對多點(diǎn)的無源光網(wǎng)絡(luò)上，在一個(gè)光線路終端(OLT)和多個(gè)遠(yuǎn)端光學(xué)網(wǎng)絡(luò)單位(ONU)之間交換信息的方法包括在可變長度下行封包中，從上述OLT傳輸下行數(shù)據(jù)到上述ONU；在使用分時(shí)多工以避免傳輸干擾的ONU-特有的可變長度時(shí)隙中，從上述ONU傳輸上行數(shù)據(jù)到上述OLT，其中所述的ONU-特有的可變長度時(shí)隙被可變長度上行封包填充。
18.權(quán)利要求17所述的方法進(jìn)一步包含了一個(gè)步驟，用以改變上述ONU-特有的可變長度時(shí)隙的長度，以適應(yīng)來自上述多個(gè)ONU的上行流量需求。
19.權(quán)利要求18所述的方法進(jìn)一步包含了一個(gè)步驟，它增加了第一ONU-特有時(shí)隙的長度以適應(yīng)來自第一ONU的上行流量需求的增加，所述的第一ONU是上述多個(gè)ONU中的一個(gè)。
20.權(quán)利要求19所述的方法進(jìn)一步包含了一個(gè)步驟，它減少了第二ONU-特有時(shí)隙的長度以適應(yīng)所述的第一ONU-特有時(shí)隙的長度的上述增加。
21.權(quán)利要求17所述的方法，進(jìn)一步包含了一個(gè)步驟，它減少了第一ONU-特有時(shí)隙的長度以適應(yīng)來自第一ONU的上行流量需求的減少，上述的第一ONU是上述的多個(gè)ONU中的一個(gè)。
22.權(quán)利要求17所述的方法，進(jìn)一步包含了一個(gè)步驟，它從上述OLT下行傳輸特殊幀到上述ONU，以保持上述上行數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐叫浴?br> 23.權(quán)利要求22所述的方法進(jìn)一步包含了以下步驟對應(yīng)流量需求數(shù)據(jù)生成一個(gè)時(shí)隙表；和在上述ONU從上述OLT接收到一個(gè)特殊幀的前提下，觸發(fā)上述時(shí)隙表的使用。
24.權(quán)利要求23所述的方法，其中上行幀的長度是上述特殊幀的倍數(shù)。
25.權(quán)利要求17所述的方法，其中上行幀是可變長度的。
26.權(quán)利要求17所述的方法，其中上行幀是125微秒的一個(gè)倍數(shù)。
27.權(quán)利要求17所述的方法，其中所述的可變長度的下行和上行封包是按照IEEE802.3協(xié)議進(jìn)行格式化的。
28.權(quán)利要求17所述的方法，其中所述的可變長度的下行和上行封包包含一個(gè)報(bào)頭和一個(gè)有效負(fù)載，并且在其中上述可變長度封包的長度，是同被包含在上述可變長度封包的有效負(fù)載中的一個(gè)Internet協(xié)議(IP)數(shù)據(jù)包的長度相關(guān)的。
29.權(quán)利要求17所述的方法，進(jìn)一步包含了以下步驟將下行Internet協(xié)議(IP)數(shù)據(jù)包嵌入到可變長度下行封包中；并且將上行Internet協(xié)議(IP)數(shù)據(jù)包嵌入到可變長度上行封包中。
30.權(quán)利要求29所述的方法，其中所述的可變長度的下行和上行封包是按照IEEE802.3協(xié)議格式化的。
31.權(quán)利要求17所述的方法，其中所述的傳輸下行數(shù)據(jù)的步驟，包含了在不變的時(shí)間間隔內(nèi)對下行同步標(biāo)記的傳輸。
32.權(quán)利要求17所述的方法，其中所述的ONU-特有的可變長度時(shí)隙被多個(gè)可變長度封包填充。
33.一個(gè)單點(diǎn)對多點(diǎn)光通訊系統(tǒng)包括一個(gè)光線路終端(OLT)；和大量通過一個(gè)無源光網(wǎng)絡(luò)連接到上述OLT上的遠(yuǎn)端光學(xué)網(wǎng)絡(luò)單位(ONU)，在其中下行數(shù)據(jù)被在上述無源光網(wǎng)絡(luò)上從上述OLT傳輸?shù)缴鲜鯫NU，而下行數(shù)據(jù)被在上述無源光網(wǎng)絡(luò)上從上述ONU傳輸?shù)缴鲜鯫LT；上述OLT包含將下行數(shù)據(jù)包格式化成可變長度的下行封包的方法；每一個(gè)上述ONU包含將上行數(shù)據(jù)包格式化成可變長度上行封包的方法；以及與ONU-特有的可變長度時(shí)隙相符的上述可變上行封包的傳輸定時(shí)方法，以避免與來自其他的ONU的上行封包互相干擾。
34.權(quán)利要求所述33的系統(tǒng)，其中所述的OLT在同上述ONUs的通訊中包含一個(gè)時(shí)隙控制器，用于改變上述ONU-特有的可變長度時(shí)隙的長度，以適應(yīng)來自上述ONUs的上行流量需求。
35.權(quán)利要求34所述的系統(tǒng)，其中所述的時(shí)隙控制器包含邏輯性，用于增加第一ONU-特有時(shí)隙的長度以適應(yīng)第一ONU所要求的上行流量的增加，上述的第一ONU是上述的ONUs中的一個(gè)。
36.權(quán)利要求35所述的系統(tǒng)，其中所述的時(shí)隙控制器包含邏輯性，用于減少一個(gè)第二ONU-特有時(shí)隙的長度以適應(yīng)上述第一ONU-特有時(shí)隙的長度的上述增加。
37.權(quán)利要求34所述的系統(tǒng)，其中所述的時(shí)隙控制器包含邏輯性，用于減少第一ONU-特有時(shí)隙的長度以適應(yīng)第一ONU所要求的上行流量的減少，上述的第一ONU是上述的多個(gè)ONUs中的一個(gè)。
38.權(quán)利要求33所述的系統(tǒng)，在上述OLT之中進(jìn)一步包含了一個(gè)分時(shí)多工控制器(TDM)，用于生成特殊幀，該特殊幀被下行發(fā)送到上述ONU以保持上述上行數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐叫浴?br> 39.權(quán)利要求38所述的系統(tǒng)，在其中所述的時(shí)隙控制器對應(yīng)流量需求數(shù)據(jù)生成時(shí)隙表，并且在其中作為對于接收到一個(gè)特殊幀的響應(yīng)，上述ONUs開始使用一個(gè)新的時(shí)隙表。
40.權(quán)利要求33所述的系統(tǒng)中，所述的可變長度下行封包是按照IEEE802.3進(jìn)行格式化的。
41.權(quán)利要求33所述的系統(tǒng)中，所述的下行數(shù)據(jù)包是Internet協(xié)議(IP)數(shù)據(jù)包。
42.權(quán)利要求41所述的系統(tǒng)中，所述的可變長度下行封包的長度，是和上述的IP數(shù)據(jù)包的長度相關(guān)的。
43.權(quán)利要求33所述的系統(tǒng)中，所述的可變長度上行封包是按照IEEE802.3進(jìn)行格式化的。
44.權(quán)利要求33所述的系統(tǒng)中，所述的上行數(shù)據(jù)包是Internet協(xié)議(IP)數(shù)據(jù)包。
45.權(quán)利要求44所述的系統(tǒng)中，所述的可變長度上行封包的長度，是和上述的IP數(shù)據(jù)包的長度相關(guān)的。
全文摘要
一個(gè)單點(diǎn)對多點(diǎn)無源光網(wǎng)絡(luò)，在可變長度的封包中，從一個(gè)光線路終端(OLT)，向多個(gè)遠(yuǎn)端光學(xué)網(wǎng)絡(luò)單位(ONU)傳輸下行數(shù)據(jù)，以及在使用分時(shí)多工的可變長度時(shí)隙以避免傳輸干擾的可變長度封包中，從ONU向OLT傳輸上行數(shù)據(jù)。在一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)在OLT和ONU的通訊中，進(jìn)一步包含了一個(gè)時(shí)隙控制器，用于改變ONU－特有的可變長度時(shí)隙的長度，以適應(yīng)來自O(shè)NU的上行流量需求。在另一個(gè)實(shí)施例中，時(shí)隙控制器包含邏輯性，用于增加第一ONU－特有時(shí)隙的長度以適應(yīng)第一ONU所要求的上行流量的增加，該第一ONU是多個(gè)ONU中的一個(gè)。在另一個(gè)實(shí)施例中，時(shí)隙控制器包含邏輯性，用于減少一個(gè)第二ONU－特有時(shí)隙的長度以適應(yīng)第一ONU－特有時(shí)隙的長度的上述增加。在一個(gè)實(shí)施例中，可變長度下行封包和可變長度上行封包是被按照IEEE802.3格式化的。
文檔編號H04J14/00GK1484933SQ01821735
公開日2004年3月24日 申請日期2001年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月17日
發(fā)明者杰徹恩·庫, 格倫·克雷默, 格里·珀薩文特, 克雷默, 杰徹恩 庫, 珀薩文特 申請人:艾勞普提克公司