專利名稱：在以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)中提供多個光段的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于通信網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)。更具體地，本發(fā)明涉及一種用于在以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)中提供多個光段(optical segment)的方法 和設(shè)備。
背景技術(shù)：
為了跟上不斷增長的因特網(wǎng)業(yè)務(wù)，已經(jīng)廣泛地部署了光纖和光 傳輸設(shè)備，以充分地增加骨干網(wǎng)絡(luò)的容量。然而，在骨干網(wǎng)絡(luò)中的 容量增長的同時，接入網(wǎng)絡(luò)中的容量并沒有相應(yīng)增長。盡管存在例 如數(shù)字用戶線(DSL)和線纜調(diào)制解調(diào)器(CM)的改進(jìn)的寬帶接入 解決方案，但在向端用戶遞送高帶寬中，由當(dāng)前的接入網(wǎng)絡(luò)所提供的有限帶寬依然是嚴(yán)重的瓶頸。在當(dāng)前正在開發(fā)的不同技術(shù)中，以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)(EPON)是 用于下一代接入網(wǎng)絡(luò)的最佳候選之一。EPON將無處不在的以太網(wǎng)技 術(shù)與廉價的無源光器件結(jié)合。它們在提供了無源光器件的高容量和 成本效率的同時提供了以太網(wǎng)的簡單性和可擴(kuò)放性。由于光纖的高 帶寬，EPON可同時承載寬帶語音、數(shù)據(jù)和視頻業(yè)務(wù)。利用DSL或 CM技術(shù)難于提供這類綜合服務(wù)。另外，EPON更適用于因特網(wǎng)協(xié)議 (IP)業(yè)務(wù)，這是因為以太網(wǎng)幀可以以不同的尺寸來封裝原始的IP 分組。相比而言，ATM無源光網(wǎng)絡(luò)(APON)使用固定尺寸的ATM 信元并且需要分組分段和重組。典型地，EPON駐留于網(wǎng)絡(luò)的"第一英里"內(nèi)，該"第一英里"提供 了服務(wù)提供商的中心局(central office )和商業(yè)或居民訂戶之間的連 接性。該第一英里網(wǎng)絡(luò)通常是邏輯的點對多點網(wǎng)絡(luò)，其中中心局服 務(wù)于多個訂戶。在典型的樹狀拓樸EPON中， 一根光纖將中心局耦
合到無源光耦合器/分路器，該無源光耦合器/分路器對下行光信號進(jìn) 行劃分并將其分發(fā)到用戶(訂戶)。該耦合器/分路器也將來自訂戶 的上行信號進(jìn)行合并(參見圖1 )。EPON中的傳輸通常位于光線3各終端(OLT)和光網(wǎng)絡(luò)單元 (ONU)之間(參見圖2) 。 OLT通常駐留于中心局并且將光接入 網(wǎng)絡(luò)耦合到外部網(wǎng)絡(luò)(例如運營商網(wǎng)絡(luò))。ONU可以位于路邊處或 端用戶位置處，并且可提供寬帶語音、數(shù)據(jù)和視頻服務(wù)。ONU通常 耦合到一乘N(lxN)無源光耦合器，該一乘N無源光耦合器通過 單個光鏈路耦合到OLT (注意，多個光耦合器可以一皮級聯(lián))。該配 置可以獲得在光纖數(shù)目和硬件數(shù)量方面的顯著節(jié)省。EPON內(nèi)的通信可以被劃分成下行業(yè)務(wù)(從OLT到ONU)和上 行業(yè)務(wù)(從ONU到OLT)。在上4亍方向上，ONU共享信道容量和 資源，因為僅有一條將無源光耦合器耦合到OLT的鏈路。在下行方 向上，由于lxN無源光耦合器的廣播屬性，分組將由OLT廣播到所 有的ONU并且隨后由這些分組的目的地ONU來提取。根據(jù)IEEE 802.3ah標(biāo)準(zhǔn)，每個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備都分配有邏輯鏈路ID ( LLID )。在OLT 處首先處理下行分組，其中分組接收其目的地的LLID,并且接著一皮 傳送到ONU。盡管分組被廣播到所有的ONU,但僅允許具有的LLID 與分組所攜帶的LLID匹配的ONU接收分組。因此，OLT通過將合 適的LLID附加到分組來切換分組。注意到在期望廣播或多播的特定 情況下，OLT將相應(yīng)的廣播/多播LLID附加到下行數(shù)據(jù)，從而允許 多個ONU來接收該分組。設(shè)計可擴(kuò)放、成本效率的EPON時的一個挑戰(zhàn)是提供盡可能多 的ONU?；诋?dāng)前的IEEE S02.3ah標(biāo)準(zhǔn)， 一個OLT可提供多達(dá)256 個LLID。然而，所有的256個ONU駐留于同一個光網(wǎng)絡(luò)段中是不 太可能的。這是因為光分路器處發(fā)生的損耗和光功率預(yù)算限制了樹 狀拓樸EPON中的ONU的數(shù)量。典型的光分路器可具有多達(dá)32個 端口。具有更高端口數(shù)量(例如128或256個)的單個光分路器或 多個分路器的級聯(lián)配置不可避免地招致相當(dāng)高的損耗并且給光傳輸
只留下很少的功率預(yù)算。解決高支線損耗的 一 種方法是在每個0 N U中針對上行傳輸使用 高功率激光器?？蛇x地，系統(tǒng)可以使用光學(xué)放大。不幸的是，與這 些解決方案中的任意一個相關(guān)的成本可能高得驚人。因此，需要一種在EPON中提供數(shù)量增加的ONU而不引起成本 顯著提高的方法和設(shè)備。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的一個實施方式才是供了 一種在以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò) (EPON)中提供多個光段的系統(tǒng)，其中所述EPON包括中央節(jié)點和 多個遠(yuǎn)端節(jié)點，并且其中所述遠(yuǎn)端節(jié)點駐留于多個光段中。在操作 期間，所述系統(tǒng)通過將下行數(shù)據(jù)廣播到光段而將所述數(shù)據(jù)從中央節(jié) 點發(fā)送到遠(yuǎn)端節(jié)點。另外，在分配給駐留于一光段內(nèi)的遠(yuǎn)端節(jié)點的 上行傳輸時段期間，所述系統(tǒng)選擇性地允許該光段與中央節(jié)點通信， 由此在EPON內(nèi)提供多個光段并且因此提供數(shù)目增加的遠(yuǎn)端節(jié)點。在該實施方式的變型中，光段耦合到復(fù)用器的多個輸入。復(fù)用 器的輸出耦合到中央節(jié)點。在該變型中，選擇性地允許光段與中央 節(jié)點通信包括配置復(fù)用器，使得可由中央節(jié)點接收來自該光段的上 行數(shù)據(jù)。在另外的變型中，所述系統(tǒng)周期性地向光段廣播發(fā)現(xiàn)窗口。通 過在發(fā)現(xiàn)窗口期間進(jìn)行響應(yīng)，新近加入的遠(yuǎn)端節(jié)點可注冊到中央節(jié) 點并接收邏輯鏈路標(biāo)識符(LLID)。另外，所述系統(tǒng)配置復(fù)用器， 以在給定的發(fā)現(xiàn)窗口期間僅允許一 個光段與中央節(jié)點通信。接著所 述系統(tǒng)將分配給在該發(fā)現(xiàn)窗口期間注冊的遠(yuǎn)端節(jié)點的LLID與允許 在該相同發(fā)現(xiàn)窗口期間與中央節(jié)點通信的光段關(guān)聯(lián)。通過這種方式， 所述系統(tǒng)可在注冊的遠(yuǎn)端節(jié)點的后續(xù)上行傳輸期間適當(dāng)?shù)嘏渲脧?fù)用 器。在另外的變型中，所述選擇性地允許光段與中央節(jié)點通信包括 檢測從該光段傳輸?shù)奶囟ū忍啬Ｊ健?在另外的變型中，所述選擇性地允許光段與中央節(jié)點通信包括 檢測從該光段接收的信號功率水平。在本實施方式的一個變型中，所述將下行數(shù)據(jù)廣播到光段包括 將數(shù)據(jù)電廣播到多個光發(fā)射器并且針對每個光段使用一個光發(fā)射器 來發(fā)送數(shù)據(jù)。在本實施方式的一個變型中，所述將下行數(shù)據(jù)廣播到光段包括 通過一個光發(fā)射器來發(fā)送數(shù)據(jù)并且利用光分路器將數(shù)據(jù)廣播到所有 的光段。在本實施方式的一個變型中，所述系統(tǒng)通過使用另一光段作為 備份段來保護(hù)光段。當(dāng)在被保護(hù)的光段內(nèi)發(fā)生故障時，所述系統(tǒng)允 許備份光段來代替發(fā)生故障的光段。在本實施方式的一個變型中，所述系統(tǒng)在選擇性地允許光段與 中央節(jié)點通信之后，對從光段接收到的上行比特進(jìn)行解串行化。另 外，所述系統(tǒng)在將數(shù)據(jù)廣播到光段之前，對從中央節(jié)點發(fā)送的下行 比特進(jìn)行串行化。


圖1示出了其中中心局和多個訂戶通過光纖和無源光分路器耦合的無源光網(wǎng)絡(luò)；圖2示出了常規(guī)操作才莫式中的EPON;圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式使用電復(fù)用器來提供多 個光段的OLT配置；圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式其中由單個高功率激光 器來發(fā)送下行數(shù)據(jù)的多個光段OLT配置；圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式在發(fā)現(xiàn)處理期間將ONU 的LLID與復(fù)用器的輸入端口關(guān)聯(lián)的處理的流程為了使得本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠做出和使用本發(fā)明，提供了下面 的描述，且該描述是在特定應(yīng)用及其需求的環(huán)境中提供的。對于本 領(lǐng)域技術(shù)人員來說，針對公開實施方式的各種修改將是顯而易見的， 并且此處定義的 一 般原理可在未偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下 應(yīng)用于其它實施方式和應(yīng)用。因此，并非旨在使本發(fā)明僅限于所示 出的實施方式，而是使其與符合這里公開的原理和特征的最寬范圍 一致。在該詳細(xì)描述中描述的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、操作和處理通常存儲在數(shù)字 邏輯可讀存儲介質(zhì)上，該數(shù)字邏輯可讀存儲介質(zhì)可以是能夠存儲代碼、數(shù)據(jù)、指令和/或操作序列以便由例如計算機(jī)系統(tǒng)的數(shù)字邏輯系統(tǒng)使用的任意設(shè)備或介質(zhì)。這包括但并不限于專用集成電路(ASIC )、 現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)、半導(dǎo)體存儲器、例如盤驅(qū)動器、磁帶、 CD (壓縮盤)和DVD (數(shù)字多功能盤或數(shù)字視頻盤)的磁存儲設(shè)備 和光存儲設(shè)備以及具體體現(xiàn)在傳輸介質(zhì)中的計算機(jī)指令信號(帶有 或不帶有在其上調(diào)制信號的載波)。無源光網(wǎng)絡(luò)拓樸圖1示出了無源光網(wǎng)絡(luò)，其中中心局和多個訂戶通過光纖和無 源光分路器形成樹狀拓樸。如圖1中所示，多個訂戶通過光纖和無 源光分路器102耦合到中心局101。無源光分路器102可以放置在端 用戶位置附近，從而最小化初始光纖部署成本。中心局耦合到外部 網(wǎng)絡(luò)，例如由ISP才乘作的^成域網(wǎng)。EPON操作ONU通?？山蛹{一個或多個聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，例如個人計算機(jī)、電話、 視頻設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器等。注意，ONU可通過^f吏用邏輯鏈路標(biāo)識符 (LLID )來標(biāo)識其自身，如IEEE 802.3ah中所定義。為了允許ONU 在任意時間加入到EPON, EPON具有兩種操作才莫式發(fā)現(xiàn)(初始化)
模式和常規(guī)操作模式。發(fā)現(xiàn)模式允許新近加入的ONU注冊到OLT 并且從OLT接收LLID。常規(guī)操作模式允許正常的上行數(shù)據(jù)傳輸， 其中傳輸機(jī)會被分配給所有初始化的ONU。在發(fā)現(xiàn)處理中，OLT向包4舌新近加入的未注冊O(shè)NU的所有ONU 廣播發(fā)現(xiàn)請求消息。發(fā)現(xiàn)請求消息通常指定了發(fā)現(xiàn)窗口的開始時間， 在該發(fā)現(xiàn)窗口期間未注冊的ONU可注冊到OLT。當(dāng)?shù)竭_(dá)針對未注冊 的ONU的發(fā)現(xiàn)窗口時，該ONU發(fā)送包含ONU的MAC地址的響應(yīng) 消息。OLT隨后為該ONU分配LLID。圖2示出了常規(guī)操作模式下的EPON。如圖2中所示，在下行方 向上，OLT201將下行數(shù)據(jù)廣播到ONU 1 (211) 、 ONU2(212) 和ONU 3 ( 213 )。雖然所有的ONU都接收到下行數(shù)據(jù)的相同副本， 但每個ONU僅選擇性地將指定給它的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到它的相應(yīng)用戶，這 些用戶分別是用戶1 (221 )、用戶2 (222)和用戶3 ( 223 )。對于上行業(yè)務(wù)，OLT201首先根據(jù)ONU的服務(wù)等級協(xié)議為每個 ONU調(diào)度和分配傳輸窗口 。當(dāng)未在其傳輸窗口內(nèi)時，ONU通常緩沖 從其用戶接收到的數(shù)據(jù)。當(dāng)它的調(diào)度的傳輸窗口到達(dá)時，ONU在分 配的傳輸窗口內(nèi)發(fā)送緩沖的用戶數(shù)據(jù)。因為每個ONU根據(jù)OLT的 調(diào)度來輪流發(fā)送上行數(shù)據(jù)，所以可以有效地使用上行鏈路的容量。在EPON中提供多個光段設(shè)計可擴(kuò)放且成本效率的EPON時的挑戰(zhàn)是提供數(shù)量眾多的 ONU。當(dāng)前，IEEE 802.3ah標(biāo)準(zhǔn)在EPON中允許超過32,000個LLID。 然而，這些LLID沒有全部被使用。這是因為從光分路器分出的光支 線的數(shù)目受到分路損耗和光功率預(yù)算的限制?，F(xiàn)在商業(yè)可用的光分 路器可具有多達(dá)32個端口 。盡管具有較多端口數(shù)量的單個分路器或 級聯(lián)的分路器配置提供了數(shù)目增加的輸出端口 ，但這些配置在EPON 中造成過度的分路損耗并且快速地耗盡了光功率預(yù)算?？梢允褂酶吖β始す馄鱽硌a(bǔ)償過度的分路損耗。然而，針對上 行傳輸在每個ONU中使用高功率激光器不可避免地增加了 ONU成
本。因此，整個EPON的總成本將高得驚人。本發(fā)明的 一個實施方式通過提供多個光段來有效地增加EPON 中ONU的總數(shù)目。在下行方向上，數(shù)據(jù)被廣播到所有的光段。在上 行方向上，不同的光段與電復(fù)用器對接，該電復(fù)用器每次允許一個 光段與OLT通信。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式使用電復(fù)用器來提供多 個光段的OLT配置。在該例子中，EPON包括四個光段332、 334、 336和338。每個光段具有樹狀拓樸并且可利用lx64光分路器l是供 多達(dá)64個ONU。在光段內(nèi)，ONU耦合到支線光纖，支線光纖通過 光分路器(例如分路器306 )耦合到干線光纖。干線光纖分別耦合到 OLT收發(fā)器(XCVR) 320、 322、 324和326。 OLT收發(fā)器執(zhí)行光電 信號轉(zhuǎn)換和電光信號轉(zhuǎn)換。光收發(fā)器與串行器/解串器(SERDES) 312、 314、 316和318通 信。SERDES負(fù)責(zé)將從光纖側(cè)(上行)接收到的串行比特流轉(zhuǎn)換為n 比特寬的字(例如10比特寬的字)流，該n比特的字流由OLT芯 片通常使用的數(shù)字接口接收。類似地，SERDES可從OLT接收n比 特寬的字并且將它們轉(zhuǎn)換為串行比特流，該串行比特流可由OLT收 發(fā)器來下行發(fā)送。注意，在本例子中，收發(fā)器是光發(fā)送器(例如激 光器)和接收器的組合，因此收發(fā)器能夠發(fā)送和接收光信號。四個SERDES的上行輸出#1耦合到4xl電復(fù)用器304。復(fù)用器 304可以被配置成允許這些輸入其中一個傳送到其輸出，該輸出耦合 到OLT 300。因為不同的光萃殳共享連到OLT 300的同一個上行鏈路， 因此在任意時刻僅允許一個光,殳向OLT 300發(fā)送上4亍數(shù)據(jù)。因此， 電復(fù)用器的使用與EPON的現(xiàn)有操作模式兼容。在下行方向上，來自O(shè)LT 300的數(shù)據(jù)(通常是n比特寬的字) 首先由電傳輸緩沖器302放大并且接著廣播到SERDES 312、 314、 316和318。 SERDERS將下行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成串行比特流，該串行比特 流隨后由OLT收發(fā)器發(fā)送到光段。圖3中的配置有效地采用電域中的附加級匯聚來提供多個光段。
在上行方向上，該系統(tǒng)使用電復(fù)用器304以每次允許一個段與OLT 300通信。在下行方向上，該系統(tǒng)將數(shù)據(jù)電廣播到所有的光段，光段 進(jìn)一步通過光分路器將數(shù)據(jù)廣播到它們的ONU。該配置的優(yōu)勢在于從OLT 300的角度來看，通過電復(fù)用器耦合 到單個光段與耦合到多個光段沒有區(qū)別。另外，電復(fù)用器、SERDES 和光收發(fā)器的成本明顯小于高功率激光器或光放大器的成本。因此， 這里公開的配置提供空前的可擴(kuò)放性、無縫的互操作性和出眾的成 本效率。對于復(fù)用器304來說重要的是在合適的時刻在它的輸入之間進(jìn) 行切換，從而使每個光段能夠在其分配的傳輸窗口期間成功地將上 行數(shù)據(jù)發(fā)送到OLT 300。在本發(fā)明的一個實施方式中，復(fù)用器304 的切換狀態(tài)的配置基于其輸入上的信號的存在。例如，該系統(tǒng)可在 SERDES的上行輸出處使用電信號檢測機(jī)構(gòu)，并且配置復(fù)用器304 以打開信號電平超出給定閾值的輸入端口 ?？蛇x地，該系統(tǒng)可在OLT 收發(fā)器處使用光信號檢測機(jī)構(gòu)，以檢測光功率水平并且相應(yīng)地配置 復(fù)用器304。另外，當(dāng)光段正與OLT 300通信時，該系統(tǒng)可禁止復(fù) 用器304改變其切換狀態(tài)，以確保來自該光段的不中斷通信。對于復(fù)用器3 04來說還可以實施某種智能并基于接收到的數(shù)據(jù) 來配置其自身。在本發(fā)明的一個實施方式中，復(fù)用器304可包括掃 描每個輸入上的進(jìn)入n比特字的機(jī)構(gòu)。無論何時進(jìn)入的字與特定的 比特模式(該模式被指定用于標(biāo)記來自O(shè)NU的上行傳輸?shù)拈_始)匹 配，復(fù)用器304可自動地切換到該輸入并且允許其上行傳輸通過。配置復(fù)用器304的另 一個方法是允許OLT 300來控制復(fù)用器 304。在本發(fā)明的一個實施方式中，OLT 300維護(hù)在任意給定的時刻 允許哪個光段來發(fā)送上行數(shù)據(jù)的知識。當(dāng)處于OLT 300應(yīng)從某段接 收的時候，OLT 300可發(fā)送控制信號到復(fù)用器304以切換到該合適 的光段。為了使OLT 300適當(dāng)?shù)嘏渲脧?fù)用器304,理想地OLT 300能學(xué) 習(xí)哪個ONU/LLID對應(yīng)于哪個光l爻。通過這種方式，OLT 300可在每個上行傳輸窗口的開始處預(yù)測發(fā)送的數(shù)據(jù)來自哪個光段。OLT 300 將LLID映射到光段的一種方式是將其發(fā)現(xiàn)處理引至各個光段。常規(guī) 地，OLT廣播發(fā)現(xiàn)窗口到每個ONU并且接受來自任意新近加入的 ONU的注冊。相反，在本發(fā)明的一個實施方式中，OLT 300通過將 復(fù)用器304配置成切換到特定的光段，在發(fā)現(xiàn)窗口期間選擇性地監(jiān) 聽該光4爻。因此，在該發(fā)現(xiàn)窗口期間注冊的任意新近加入的ONU與 該光段關(guān)聯(lián)。注意，發(fā)現(xiàn)窗口仍然可以被廣播到所有的光段。然而， OLT 300僅接收來自 一個段的注冊請求。注意，下行廣播和上行復(fù)用也可發(fā)生在光收發(fā)器和SERDES之 間。在該情形下，上行復(fù)用器放置在光收發(fā)器和一個SERDES之間。 該復(fù)用器的輸入端口理想地以更高的串行比特率(即，線路速率) 進(jìn)行操作。該復(fù)用器的輸出接著進(jìn)入SERDES并且接著比特流^皮并 行化。在下行方向上，廣播發(fā)生在來自O(shè)LT的下行比特^皮串行化之 后。該配置允許在串行域中發(fā)生電廣播和復(fù)用，并因此減小了 SERDES的數(shù)目。在圖3的例子中，該系統(tǒng)將下行數(shù)據(jù)電廣播到所有的光段?？?選地，系統(tǒng)可使用單個高功率激光器并且光廣播下行數(shù)據(jù)。圖4示 出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的多光段OLT配置，其中通過單個 高功率激光器發(fā)送下行數(shù)據(jù)。如圖4中所示，OLT 400將其下行數(shù)據(jù)發(fā)送到SERDES 410,該 SERDES 410將n比特寬的字轉(zhuǎn)換成串行比特流。接著串行比特流被 發(fā)送到光發(fā)射器(TX) 411,光發(fā)射器(TX) 411是高功率激光器。 光發(fā)射器411的輸出接著進(jìn)入1x4光分路器408， 1x4光分路器408 將下行數(shù)據(jù)光廣播到四個光段。在一個光段內(nèi)，例如段432內(nèi)，分 路器408的輸出通過2xl光組合器406進(jìn)入干線光纖407。此處2 x 1組合器406用于促進(jìn)通過干線光纖407的上行和下行傳輸。在通過 千線光纖407的傳播后，下行數(shù)據(jù)進(jìn)入光分路器405,光分路器405 將光信號廣播到光段432內(nèi)的所有ONU。在上行方向上，來自段432內(nèi)的ONU的數(shù)據(jù)通過分路器405(工
作為組合器)、干線光纖407和組合器406 (工作為分路器)上行發(fā) 送，以到達(dá)光接收器420。接收器420的輸出被發(fā)送到SERDES 412, SERDES 412將串行比特流轉(zhuǎn)換成n比特寬的字。四個SERDES (對 應(yīng)于四個光段)的輸出隨后進(jìn)入電復(fù)用器404，電復(fù)用器404將選擇 光段中的一個與OLT400通信。圖5表示了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的流程圖，該流程圖示 出在發(fā)現(xiàn)處理期間將ONU的LLID與復(fù)用器的輸入端口關(guān)聯(lián)的處 理。該系統(tǒng)以向所有的光段廣播發(fā)現(xiàn)請求消息開始(步驟502 )。接 著該系統(tǒng)配置復(fù)用器，以允許在分配的發(fā)現(xiàn)窗口期間進(jìn)行來自 一個 給定光段的上行數(shù)據(jù)通信(步驟504)。下一步，該系統(tǒng)在發(fā)現(xiàn)窗口期間接收來自該光段內(nèi)的ONU的發(fā) 現(xiàn)響應(yīng)(步驟506 )。該系統(tǒng)隨后為請求的ONU分配LLID (步驟 508 )。該系統(tǒng)還將ONU的LLID與耦合到光段的復(fù)用器的輸入端 口關(guān)聯(lián)(步驟510)。EPON中的多光段配置還可用于保護(hù)切換。例如， 一個光段可用 作主光段的備份。當(dāng)在主光段內(nèi)發(fā)生故障時(例如，ONU故障或光 纖被切斷)，則OLT可迅速地切換到備份段并且最小化傳輸中斷。 這樣的快速保護(hù)切換在要求較高的應(yīng)用中提供有價值的服務(wù)質(zhì)量 (QoS),例如在語音通信中。圖6表示了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的流程圖，該流程圖示 出了使用多個光段的保護(hù)切換的處理。在操作期間，該系統(tǒng)首先檢 測光段中的故障(步驟602)。該系統(tǒng)接著配置復(fù)用器以切換到備份 光段(步驟604)。下一步，該系統(tǒng)更新LLID到復(fù)用器端口的映射 信息，以反映出備份段已經(jīng)替換主段(步驟606)。該系統(tǒng)隨后發(fā)布 警告消息以向網(wǎng)絡(luò)運營商報警(步驟608 )。僅僅是為了示例和描述的目的而提供了本發(fā)明的實施方式的上 述描述。這些描述并非旨在窮舉或?qū)⒈景l(fā)明限制于所公開的形式。 因此，許多修改和變型對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說將是顯而易見的。另 外，上述的公開并非旨在限制本發(fā)明。本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要 求書限定。
權(quán)利要求
1.一種在以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)(EPON)中提供多個光段的方法，其中所述EPON包括中央節(jié)點和多個遠(yuǎn)端節(jié)點，并且其中所述遠(yuǎn)端節(jié)點駐留于多個光段中，所述方法包括通過將下行數(shù)據(jù)廣播到所述光段而將所述數(shù)據(jù)從所述中央節(jié)點發(fā)送到所述遠(yuǎn)端節(jié)點；以及在分配給駐留于光段內(nèi)的遠(yuǎn)端節(jié)點的上行傳輸時段期間，選擇性地允許該光段與所述中央節(jié)點通信，由此在EPON內(nèi)提供多個光段并且因此提供數(shù)目增加的遠(yuǎn)端節(jié)點。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述光段耦合到復(fù)用器的多個輸入； 其中所述復(fù)用器的輸出耦合到所述中央節(jié)點；以及 其中選擇性地允許所述光段與所述中央節(jié)點通信包括配置所述 復(fù)用器，使得所述中央節(jié)點可以接收來自所述光段的上行數(shù)據(jù)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，進(jìn)一步包括周期性地向所述光段廣播發(fā)現(xiàn)窗口 ，其中新近加入的遠(yuǎn)端節(jié)點可 注冊到所述中央節(jié)點并接收邏輯鏈路標(biāo)識符(LLID);配置所述復(fù)用器，以在給定的發(fā)現(xiàn)窗口期間僅允許一個光段與所 述中央節(jié)點通信；以及將分配給在該發(fā)現(xiàn)窗口期間注冊的遠(yuǎn)端節(jié)點的LLID與允許在該 相同發(fā)現(xiàn)窗口期間與中央節(jié)點通信的光段進(jìn)行關(guān)聯(lián)，由此在所述注 冊的遠(yuǎn)端節(jié)點的后續(xù)上行傳輸期間有助于適當(dāng)?shù)嘏渲盟鰪?fù)用器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述選擇性地允許所述光 段與所述中央節(jié)點通信包括檢測從所述光段傳輸?shù)奶囟ū忍啬Ｊ健?br> 5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述選擇性地允許所述光 段與所述中央節(jié)點通信包括檢測從所述光段接收的信號功率水平。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述將所述下行數(shù)據(jù)廣播 到所述光段包括將所述數(shù)據(jù)電廣播到多個光發(fā)射器并且針對每個光 段使用一個光發(fā)射器來發(fā)送所述數(shù)據(jù)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述將所述下行數(shù)據(jù)廣播 到所述光段包括通過一個光發(fā)射器來發(fā)送所述數(shù)據(jù)并且利用光分路 器將所述數(shù)據(jù)廣播到所有的光段。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括 通過使用另一個光段作為備份段來保護(hù)光段；以及當(dāng)在被保護(hù)的光段內(nèi)發(fā)生故障時，允許所述備份光段來代替所述 發(fā)生故障的光段。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括 在選擇性允許所述光段與所述中央節(jié)點通信之后，對從所述光段接收到的上行比特進(jìn)行解串行化；以及在將所述數(shù)據(jù)廣播到所述光段之前，對從所述中央節(jié)點發(fā)送的下 4亍比特進(jìn)行串行化。
10. —種在EPON中提供多個光段的設(shè)備，其中所述EPON包括 中央節(jié)點和多個遠(yuǎn)端節(jié)點，并且其中所述遠(yuǎn)端節(jié)點駐留于多個光段 中，所述設(shè)備包括傳輸機(jī)構(gòu)，配置用于通過將下行數(shù)據(jù)廣播到所述光段而將所述數(shù) 據(jù)從所述中央節(jié)點發(fā)送到所述遠(yuǎn)端節(jié)點；以及選擇機(jī)構(gòu)，配置用于在分配給駐留于某光段內(nèi)的遠(yuǎn)端節(jié)點的上行 傳輸時段期間，選擇性地允許該光段與所述中央節(jié)點通信，由此在 EPON內(nèi)提供多個光段并且因此提供數(shù)目增加的遠(yuǎn)端節(jié)點。
11. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的設(shè)備， 其中所述選擇機(jī)構(gòu)包括復(fù)用器；其中所述光段耦合到所述復(fù)用器的多個輸入； 其中所述復(fù)用器的輸出耦合到所述中央節(jié)點；以及選擇機(jī)構(gòu)配置用于配置所述復(fù)用器，使得所述中央節(jié)點可以接收來 自所述光段的上行數(shù)據(jù)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中所述傳輸機(jī)構(gòu)被配置成周期性地向所述光段廣播發(fā)現(xiàn)窗口 ，其中新近加入的遠(yuǎn)端節(jié)點可注冊到所述中央節(jié)點并接收LLID;其中所述選擇機(jī)構(gòu)被配置成配置所述復(fù)用器，以在給定的發(fā)現(xiàn)窗 口期間僅允許一個光l殳與所述中央節(jié)點通信；以及其中所述選擇機(jī)構(gòu)進(jìn)一步被配置成將分配給在該發(fā)現(xiàn)窗口期間 注冊的遠(yuǎn)端節(jié)點的LLID與允許在該相同發(fā)現(xiàn)窗口期間與所述中央 節(jié)點通信的光段進(jìn)行關(guān)聯(lián)，由此在所述注冊的遠(yuǎn)端節(jié)點的后續(xù)上行 傳輸期間有助于適當(dāng)?shù)嘏渲盟鰪?fù)用器。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中在用于選擇性地允許所 述光段與所述中央節(jié)點通信時，所述選擇機(jī)構(gòu)被配置用于檢測從所 述光段傳輸?shù)奶囟ū忍啬Ｊ健?br> 14. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中在用于選擇性地允許所 述光段與所述中央節(jié)點通信時，所述選擇機(jī)構(gòu)被配置用于檢測從所 述光段接收的信號功率水平。
15. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備， 其中所述傳輸機(jī)構(gòu)包括多個光發(fā)射器；以及 其中在用于將所述下行數(shù)據(jù)廣播到所述光段時，所述傳輸機(jī)構(gòu)被配置用于將所述數(shù)據(jù)電廣播到多個光發(fā)射器并且針對每個光段使用 一個光發(fā)射器來發(fā)送所述數(shù)據(jù)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的設(shè)備， 其中所述傳輸機(jī)構(gòu)包括光發(fā)射器和光分路器；以及其中在將所述下行數(shù)據(jù)廣播到所述光段時，所述傳輸機(jī)構(gòu)被配置 用于利用所述光發(fā)射器發(fā)送所述數(shù)據(jù)并且利用所述光分路器將所述 數(shù)據(jù)廣播到所有的光段。
17. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括保護(hù)機(jī)構(gòu)，配置 用于通過使用另一個光段作為備份段來保護(hù)光段；以及其中當(dāng)在被保護(hù)的光段內(nèi)發(fā)生故障時，所述保護(hù)機(jī)構(gòu)被配置用于 允許所述備份光段來代替所述發(fā)生故障的光段。
18. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括并串行器/解串器(SERDRS),配置用于在選擇性允許所述某光段與所述中央節(jié)點通信之后，對從所述光 段接收到的上行比特進(jìn)行解串行化；以及在將所述數(shù)據(jù)廣播到所述光段之前，對從所述中央節(jié)點發(fā)送的下 行比特進(jìn)行串行化。
19. 一種用于存儲指令的數(shù)字邏輯可讀存儲介質(zhì)，當(dāng)指令由數(shù)字 邏輯系統(tǒng)執(zhí)行時使得所述系統(tǒng)執(zhí)行在EPON中提供多個光段的方法， 其中所述EPON包括中央節(jié)點和多個遠(yuǎn)端節(jié)點，并且其中所述遠(yuǎn)端 節(jié)點駐留于多個光段中，所述方法包括通過將下行數(shù)據(jù)廣播到所述光段而將所述數(shù)據(jù)從所述中央節(jié)點 發(fā)送到所述遠(yuǎn)端節(jié)點；以及在分配給駐留于光段內(nèi)的遠(yuǎn)端節(jié)點的上行傳輸時段期間，選擇性 地允許該光段與所述中央節(jié)點通信，由此在EPON內(nèi)提供多個光段 并且因此提供數(shù)目增加的遠(yuǎn)端節(jié)點。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的數(shù)字邏輯可讀存儲介質(zhì)， 其中所述光段耦合到復(fù)用器的多個輸入；其中所述復(fù)用器的輸出耦合到所述中央節(jié)點； 其中所述選擇性地允許所述光段與所述中央節(jié)點通信包括配置 所述復(fù)用器，使得所述中央節(jié)點可以接收來自所述光段的上行數(shù)據(jù)。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的數(shù)字邏輯可讀存儲介質(zhì)，其中所述 方法進(jìn)一步包4舌周期性地向所述光段廣播發(fā)現(xiàn)窗口 ，其中新近加入的遠(yuǎn)端節(jié)點可 注冊到所述中央節(jié)點并接收LLID;配置所述復(fù)用器，以在給定的發(fā)現(xiàn)窗口期間僅允許一個光段與所 述中央節(jié)點通信；以及將分配給在該發(fā)現(xiàn)窗口期間注冊的遠(yuǎn)端節(jié)點的LLID與允許在該 相同發(fā)現(xiàn)窗口期間與中央節(jié)點通信的光段進(jìn)行關(guān)聯(lián)，由此在所述注 冊的遠(yuǎn)端節(jié)點的后續(xù)上行傳輸期間有助于適當(dāng)?shù)嘏渲盟鰪?fù)用器。
22. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的數(shù)字邏輯可讀存儲介質(zhì)，其中選擇性地允許所述光段與所述中央節(jié)點通信包括檢測從所述光段傳輸?shù)?特定比特模式。
23. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的數(shù)字邏輯可讀存儲介質(zhì)，其中選擇 性地允許所述光段與所述中央節(jié)點通信包括檢測從所述光段接收的 信號功率水平。
24. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的數(shù)字邏輯可讀存儲介質(zhì)，其中將所 述下行數(shù)據(jù)廣播到所述光段包括將所述數(shù)據(jù)電廣播到多個光發(fā)射器 并且針對每個光段使用一個光發(fā)射器來發(fā)送所述數(shù)據(jù)。
25. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的數(shù)字邏輯可讀存儲介質(zhì)，其中將所 述下行數(shù)據(jù)廣播到所述光段包括通過一個光發(fā)射器來發(fā)送所述數(shù)據(jù) 并且利用光分路器將所述數(shù)據(jù)廣播到所有的光段。
26. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的數(shù)字邏輯可讀存儲介質(zhì)，其中所述 方法進(jìn)一步包括通過使用另一個光段作為備份段來保護(hù)光段；以及 當(dāng)在被保護(hù)的光段內(nèi)發(fā)生故障時，允許所述備份光段來代替所述 發(fā)生故障的光段。
27. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的數(shù)字邏輯可讀存儲介質(zhì)，其中所述 方法進(jìn)一步包括在選擇性允許所述光段與所述中央節(jié)點通信之后，對從所述光段 接收到的上行比特進(jìn)行解串行化；以及，在將所述數(shù)據(jù)廣播到光段之前，對從所述中央節(jié)點發(fā)送的下行比 特進(jìn)行串行化。
全文摘要
本發(fā)明的一個實施方式提供一種在以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)(EPON)中提供多個光段的方法，其中EPON包括中央節(jié)點和多個遠(yuǎn)端節(jié)點，并且其中遠(yuǎn)端節(jié)點駐留于多個光段中。在操作期間，所述系統(tǒng)通過將下行數(shù)據(jù)廣播到光段而將所述數(shù)據(jù)從所述中央節(jié)點發(fā)送到所述遠(yuǎn)端節(jié)點。另外，在分配給駐留于某光段內(nèi)的遠(yuǎn)端節(jié)點的上行傳輸時段期間，所述系統(tǒng)選擇性地允許該光段與中央節(jié)點通信，由此在EPON內(nèi)提供多個光段并且因此提供了數(shù)目增加的遠(yuǎn)端節(jié)點。
文檔編號H04B10/20GK101167275SQ200680014426
公開日2008年4月23日 申請日期2006年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月16日
發(fā)明者E·W·博伊德, H·N·法恩, R·E·赫斯 申請人:泰克諾沃斯公司