在被動光學網絡中的小時隙控制系統的製作方法

2023-07-29 07:16:56 2

專利名稱：在被動光學網絡中的小時隙控制系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及應用了與規定PON(Passive Optical Network)物理接口的國際標準ITU-T G.983.1的分割時隙上的小時隙對應的維護信號和小時隙的上行傳輸方向的動態頻帶分配(DBA)的狀態控制方法。
現有技術圖3表示如1臺OLT(光傳輸路終端-母局)101和多個ONU(光網絡終端裝置-子局)102～104通過星形耦合器105連接的具有DBA功能的PON系統方式。圖4是在這個PON系統上所應用的、現有的規定PON物理接口的國際標準ITU-T G.983.1記載的PON的下行幀格式151，以及上行方向的幀格式152。還有，圖5是規定OLT針對各個ONU實施起動及停止控制時的工作的國際標準ITU-T G.983.1記載的管理OLT個別ONU對應部的狀態的狀態遷移表。還有，圖6是與表示OLT中的上行幀ATM信元和PLOAM信元接收狀態的每個ONU所設置的維護信號相關的、國際標準ITU-T G.983.1記載的檢測及解除條件的例子。而且，圖7是與上行幀相關的、表示國際標準ITU-T G.983.1記載的分割時隙內的小時隙形式的格式。
圖3的OLT101由個別ONU對應部106B、下行幀生成功能107、上行頻帶控制功能108、DBA控制功能109B、上行幀終端功能110、小時隙終端功能111構成。而且，ONU103由下行幀終端功能112、上行頻帶檢測功能113、上行信元緩衝器功能114、緩衝器狀態監視功能115以及上行信元生成功能116構成。
以下利用圖3說明PON的工作。
OLT101接收以ATM信元構成的下行主信號122，通過下行幀生成功能107，生成下行幀信號124。更詳細的說，下行幀生成功能107輸入針對來自個別ONU對應部106B的ONU的控制信息126和來自上行頻帶控制功能108的上行頻帶信息125，生成下行方向的PLOAM信元，並插入到下行幀信號124中。個別ONU對應部106B是，把與各ONU相關的信息作為控制信號121和外部作業系統之間相互通知。
來自各ONU的上行幀信號129，與通常信元相關在上行幀終端功能110，與小時隙相關在小時隙在終端功能111終端化。上行幀終端功能11O，在通常信元終端化時，檢測上行方向的PLOAM信元，在把與PLOAM信元對應的ONU的控制信息130向個別ONU對應部106B通知的同時，對於PLOAM信元以外的ATM信元，作為上行主信號123輸出。與在小時隙終端功能111被終端化的小時隙內的小時隙相對應的ONU的上行方向信元緩衝器的狀態信息131被通知給DBA(Dynamic BandwidthAllocation)控制功能109B。而且，個別ONU對應的狀態信息和上行頻帶信息127、132被通知給DBA控制功能109B和上行頻帶控制功能108，進行上行傳送方向的動態頻帶分配(DBA)工作。
ONU103是，由下行幀終端功能112將下行幀信號143終端化，由此抽出由發給ONU本身的ATM信元構成的下行主信號141。詳細地說，抽出下行方向的PLOAM信元144，在上行頻帶檢測功能131將上行信元的輸出控制信息145向上行信元生成功能116輸出。
另外，由ATM信元構成的上行主信號142，暫時在上行信元緩衝器114中保持，根據上行信元生成功能116的指示作為信元信息146被讀出。所讀出的信元信息146在上行信元生成功能116被附加信息頭作為上行幀信號149輸出。上行信元緩衝器114的緩衝器狀態信息147，由緩衝器狀態監視功能115經常監視，作為向小時隙映射的緩衝器狀態信息148向上行信元生成功能116輸出。
下面，對圖4中記載的在PON系統應用的下行方向和上行方向的幀格式進行說明。
在圖4，下行幀格式151是由53位元組固定長的ATM信元56個連續配置而成，並且在第1個和第29個配置在OLT和ONU間進行監視及控制的PLOAM信元。
上行幀格式152是由56位元組的信元53個配置而成。在這裡，56位元組的結構是3位元組的附加和53位元組的ATM信元，可以在任意位置的ATM信元配置PLOAM信元。若根據國際標準ITU-T G.983.1，則在圖3記載的系統方式中，OLT101把與PON連接的多個ONT102～104根據在圖5所示的OLT個別ONU對應部的狀態遷移表各自獨立進行狀態管理。
下面，對圖5所示的OLT個別ONU對應部的狀態遷移工作進行說明。
在圖5，橫著排列的縱列表示初始狀態(OLT-IDV1)，延遲測定狀態(OLT-IDV2)，運行狀態(OLT-IDV3)3種狀態。初始狀態(OLT-IDV1)表示對於對應的ONU是否起動，或由於一些障礙暫時初始化起動工作的狀態。延遲測定狀態(OLT-IDV2)是基於OLT和ONU的傳輸距離的測定信元的傳輸延遲的狀態。運行狀態(OLT-IDV3)表示基於傳輸距離的信元的傳輸延遲測定結束，從OLT將此延遲測定信息通知給ONU，對上行傳輸方向ONU在校正了延遲的時機送出上行傳輸方向信元的狀態。
從上往下按順序規定橫向的行分別表示延遲測定開始命令(n)，延遲測定結束(n)，延遲測定異常停止(n)，各維護信號(LOSi，CPEi，LCDi，OAMLi，LOAi，R-INHi)的檢測的4種狀態遷移事件。n表示子局的編號。延遲測定開始命令(n)是在初始狀態，當起動ONU時所發出的命令。延遲測定結束(n)，在延遲測定狀態，針對進行了延遲測定的ONU在正常結束了延遲測定的情況下發出。延遲測定異常停止(n)，在延遲測定狀態，針對進行了延遲測定的ONU在沒有正常結束延遲測定的情況下發出。各維護信號是在運行狀態，在圖6所示的條件下檢測及解除的信號。
以ONU3號(n＝3)的工作為例對圖5進行說明。初始狀態(OLT-IDV1)中的ONU3號是，接收是狀態遷移事件的延遲測定開始命令(n)，向延遲測定狀態(OLT-IDV2)進行遷移。在這裡，若延遲測定結束的話接收是狀態遷移事件的延遲測定結束(n)向運行狀態(OLT-IDV3)遷移，若延遲測定因為什麼理由失敗，則接收是狀態遷移事件的延遲測定異常停止(n)向初始狀態(OLT-IDV1)遷移。運行狀態(OLT-IDV3)中的ONU3號對應的OLT個別ONU對應部以後監視ONU3號對應的各維護信號(LOSi，CPEi，LCDi，OAMLi，LOAi，R-INHi)，若檢測這些維護信號的任何一個，便向初始狀態(OLT-IDV1)遷移。這之後運行狀態中沒有的ONU3號對應的OLT個別ONU對應部，根據定期發生的延遲測定開始命令(n)再一次實施向運行狀態的起動。
下面，對圖7中表示的小時隙的動作進行說明。
運行狀態中的ONU，通過圖4中表示的下行幀格式151及上行方向的幀格式152進行通信，若對某些信元予以注意的話，某些信元在圖7中表示的上行幀161的分割時隙162裡被運行，有ONU把小時隙163送出的情況。這是，OLT把某些上行信元相位設定在分割時隙162中的情況下，在那個分割時隙162中，多個的ONU把小時隙163送出。這時，來自多個ONU的小時隙163，為了做到不相互衝突而從OLT接收控制。OLT是，為了避免衝突在ONU中把來自分割時隙162先頭的相位(位移)和同ONU對應的小時隙163的長度信息進行個別設定。
下面，作為應用了圖8中表示的小時隙的系統的運行例子，對上行傳輸方向的動態頻帶分配(DBA)的控制進行說明。
應用和通常的信元不同的從多個ONU到OLT方向的和個別的通信信道具有同等功能的小時隙，上行傳輸方向的動態頻帶分配(DBA)進行工作。即，利用小時隙把每個ONU的ONU內上行傳輸方向緩衝器狀態向OLT通知。OLT把這個小時隙的內容抽出檢測各ONU的緩衝器狀態。即，是以小時隙信息為基準對各ONU把上行傳輸頻帶動態地重新分配的控制方法。應用這個控制方法的時候，根據小時隙在上行傳輸頻帶控制實施之前，OLT有必要檢測是否是可對應小時隙的ONU。
在圖8，171是表示，表明對各ONU，OLT設定了任意的上行方向的頻帶的情況的上行幀的信元配置。在171的上行方向信元配置，ONU#1是根據在ONU1號設定的頻帶表示來自ONU1號的信元，對於ONU#2及ONU#3也同樣地表示信元。在這個狀態全部的ONU根據小時隙將上行方向信元緩衝器狀態不停地向OLT通知，例如，被判斷為ONU1號的ONU內的上行方向信元緩衝的狀態超過了在OLT設定的緩衝限值的情況下，因為OLT對於ONU1號暫時設定了比現在分配的上行方向的頻帶更寬的頻帶，172中表示的那樣的沒被使用的上行方向頻帶，被變更為表示分配給了ONU1號的上行幀的信元配置。

發明內容
現有的規定PON物理接口的國際標準ITU-T G.983.1的分割時隙上的小時隙控制方法，停留在分割時隙及小時隙的格式結構的規定和與上行方向的通常信元相關的OLT個別ONU對應部的狀態遷移的定義上，而與小時隙相關的維護信號的規定和應用了小時隙的上行傳輸方向的動態頻帶分配(DBA)運行時的接口規定及控制方法的規定沒有進行。由此，不能個別地監控通常信元和小時隙的接收狀態。例如，在將圖6記載的通常信元維護信號應用於小時隙的情況下，存在儘管僅小時隙進行故障工作，由圖5記載的OLT個別ONU對應部106B的控制，作為基於ONU的通常信元的狀態遷移加以解釋，而使通信全體中斷的問題。
而且，圖9表示分割時隙181內的小時隙的故障狀態，這樣在ONU將小時隙的發送相位出錯的情況下，對位於小時隙的前方及後方的來自其他ONU的信元或小時隙來說會發生在光層次上的衝突。而且在這種情況下，對於發送相位出錯引起了故障的小時隙因為沒有個別控制的方法，這個衝突狀態被保持其結果是對來自其他ONU的信元或小時隙來說會連續幹擾通信。特別是在對於ONU應用小時隙進行將上行傳輸頻帶動態分配的控制的情況下，存在由這樣1個ONU小時隙的故障而幹擾其他全部ONU通信的問題。
本發明的目的在於為了解決上述的問題，實施在與通常信元不同的裝置管理之下，也就是即不中斷基於通常信元的通信又不產生子局間幹擾的動態頻帶分配(DBA)。
本發明相關的在被動光學網絡中的小時隙控制系統，在由母局和多個子局構成，以傳往母局的上行幀和傳往子局的下行幀進行通信的被動光學網絡中，設定與小時隙相關的維護用信號，各子局根據需要發送對應的維護用信號，母局對每一個子局根據上述與小時隙相關的維護用信號進行狀態遷移管理，根據此狀態遷移管理進行動態頻帶分配。
而且，作為與小時隙相關的維護信號，檢測接收來自子局的有效小時隙，或接收正確相位的小時隙，若在此檢測中失敗的話，母局向對應的子局指示向運行狀態以外的狀態進行狀態遷移。
而且，狀態遷移管理，至少分為運行狀態以外的狀態和運行狀態來進行管理，若在母局對從各子局送來的通常信元正常接收失敗的話，則把對應子局的狀態向上述運行狀態以外的狀態進行遷移管理。
而且，狀態遷移管理，至少分為運行狀態以外的狀態和運行狀態來進行管理，母局監視各子局的工作狀態，若檢測出運行狀態以外的狀態的話，則把對應子局的狀態向運行狀態以外的狀態進行遷移管理。


圖1為表示在本發明實施方式1中新設定的小時隙用維護信號的例圖。
圖2為表示在實施方式1中與應用了小時隙的上行傳輸方向的動態頻帶分配(DBA)對應的狀態遷移表的圖。
圖3為說明PON系統及OLT和ONU功能的結構圖。
圖4為表示規定PON物理接口的國際標準ITU-T G.983.1記載的下行及上行幀格式的圖。
圖5為表示規定PON物理接口的國際標準ITU-T G.983.1記載的OLT個別ONU對應部(n)的狀態遷移表的圖。
圖6為表示規定PON物理接口的國際標準ITU-T G.983.1記載的OLT按每個ONU進行監視的維護信號的例圖。
圖7為規定PON物理接口的國際標準ITU-T G.983.1記載的上行幀和分割時隙、小時隙的結構圖。
圖8為應用了小時隙的上行傳輸方向的動態頻帶分配(DBA)工作的說明圖。
圖9為說明位於分割時隙內的小時隙發送相位出錯，對其他的通常信元和小時隙產生幹擾的圖。
符號說明101OLT(母局)；102、103、104ONU(子局)；106個別ONU對應部；109DBA控制功能部；I1BDA功能停止命令檢測；I2IDV1、IDV2、LUSi、LCDi、CPEi、OAMLi、LOAi、R-INHi檢測；I3BDA功能停止命令未檢測出且IDV3檢測出；I4ONT-DBA識別結束檢測；I5CPE-Di檢測；I52LCD-Di檢測；I53CPE-Di檢測；I54ERR-Di檢測；S1DBA停止狀態；S2DBA運行待機狀態；S3DBA運行狀態。
實施方式實施方式1下面，對於本發明實施方式進行說明。
圖1是為了說明本發明的工作而新設定的小時隙用的維護信號。
作為維護信號的種類，把小時隙接收中斷(LOS-Di)I51，小時隙失步(LOS-Di)I52，小時隙接收相位異常(CPE-Di)I53，小時隙信息塊錯誤(ERR-Di)I54與通常信元的維護信號區別開進行重新設定。
圖2是使圖1記載的小時隙用維護信號與OLT對ONU進行個別控制的狀態相關連的狀態遷移表。由此，重新在個別ONU對應部106和DBA控制功能單元109上個別地進行與各ONU對應的上行傳輸方向的動態頻帶分配(DBA)並進行管理控制。即，在本實施方式上，個別ONU對應部106和DBA控制功能單元109，作為應用了小時隙的DBA的控制狀態，設定橫向排列的縱列DBA停止狀態(DBA-ST1)S1、DBA運行待機狀態(DBA-ST2)S2、DBA運行狀態(DBA-ST3)S3的3種狀態。還有，作為引起這些狀態變化的狀態遷移事件，設定了從上往下按順序規定橫方向的、指示是否使DBA功能本身進行工作的DBA功能停止命令的檢測事件I1；OLT個別地控制ONU的狀態和維護信號IDV1、IDV2、LOSi、LCDi、CPEi、OAMLi、LOAi、R-INHi的任何一個的檢測事件I2；進一步的，未檢測出BDA功能停止命令且IDV3的檢測事件I3；還有，ONT-DBA類型的識別結束事件I4；最後是小時隙的維護信號CPE-Di的檢測事件I5。在此i表示1～n的子局編號。
接下來對圖1記述的小時隙用的維護信號進行說明。
小時隙接收中斷(LOS-Di)是，在OLT的ONUi對應O/E接收部上n次連續在期待上行小時隙的區間未接收到有效光信號的情況下設為檢測出，在DBA運行狀態(DBA-ST3)，OLT接收到與其分割時隙GRANT一致的光信號的情況下設為解除。
小時隙失步(LCD-Di)是，在OLT的ONUi對應接收部上n次連續接收到無效的定義符的情況下設為檢測出，在DBA運行狀態(DBA-ST3)，接收到有效的小時隙的情況下設為解除。
小時隙接收相位異常(CPE-Di)是，在OLT能夠接收正確的定義符時，接收小時隙的相位超過限制，在OLT不能調整的情況下設為檢測出，在DBA運行狀態(DBA-ST3)，接收到正確相位的小時隙的情況下設為解除。
小時隙信息塊錯誤(ERR-Di)是，在小時隙中附加的CRC演算結果與OLT計算出的CRC演算結果不一致的情況下設為檢測出，接收到下一個小時隙時設為解除。
在應用了與圖1說明的小時隙對應的維護信號的PON系統上，使由OLT個別ONU對應部106個別控制ONU的狀態與小時隙用的維護信號相關連，並進一步由DBA控制功能單元109，個別管理控制與各ONU對應的上行傳輸方向的動態頻帶分配(DBA)。即按照圖2所示的狀態遷移表，OLT實施上行傳輸方向的動態頻帶分配(DBA)。
按照圖2，說明使由OLT個別ONU對應部106進行的ONU個別控制的狀態與小時隙用的維護信號如何相關連並是否進行上行傳輸方向的動態頻帶分配(DBA)的小時隙的狀態遷移管理。
DBA停止狀態(DBA-ST1)中的個別ONU對應部106，在使最初的動態頻帶分配(DBA)功能工作的狀態，也就是在DBA功能停止命令未檢測出的狀態下，一旦再檢測出個別控制OLT的各ONU狀態的OLT個別ONU對應部(n)的狀態是IDV3(運行狀態)的話，則向DBA運行待機狀態(DBA-ST2)遷移。在這裡，對於通常信元一旦檢測出任何的維護信號(LOSi、LCDi、CPEi、OAMLi、LOAi、R-INHi)，或者，檢測出OLT個別ONU對應部(n)的狀態是IDV1(初始狀態)或IDV2(延遲測定狀態)的話，檢測出該ONU不在運行狀態中，則解除分割時隙GRANT的設定並再次向DBA停止狀態(DBA-ST1)遷移。
另外，DBA運行待機狀態(DBA-ST2)中的個別ONU對應部根據ITU-T G.983.2一旦結束ONT-DBA類型的識別的話，則進行分割時隙GRANT的設定，向DBA運行狀態(DBA-ST3)遷移。DBA運行狀態(DBA-ST3)中的OLT個別ONU對應部(n)，對於通常信元一旦檢測出任何的維護信號(LOSi、LCDi、CPEi、OAMLi、LOAi、R-INHi)，或者，檢測出OLT個別ONU對應部(n)的狀態是IDV1或IDV2的話，檢測出該ONU不在運行狀態中，則解除分割時隙GRANT的設定並向DBA停止狀態(DBA-ST1)遷移。而且，若檢測出與小時隙相關的維護信號的小時隙接收相位異常(CPE-Di(n))的話，在解除分割時隙GRANT設定的同時向DBA運行待機狀態(DBA-ST2)遷移。
另外，在使動態頻帶分配(DBA)功能停止的目的中，將動態頻帶分配(DBA)功能個別地進行管理的DBA控制功能單元109檢測出DBA功能停止命令的情況下，向DBA停止狀態(DBA-ST1)遷移。
在本實施方式，僅將小時隙接收相位異常(CPE-Di)設定為1個事件，在這個小時隙接收相位異常(CPE-Di)之外，可以將小時隙失步(LCD-Di)和小時隙接收中斷(LOS-Di)作為OR條件來設定事件。
在本實施方式中，例如假設發生了圖9的狀態。這種情況下，圖9的小時隙1，小時隙2→相位不正確，因此檢測出CPE-Di。由此這個子局被管理在DBA-ST2狀態。進一步對於這個子局，在下行幀傳送相位指示，子局據此來修正相位。這樣一來對其他子局的影響就成了暫時的了。
發明的效果根據本發明，OLT接收小時隙的時候與通常信元不同設定小時隙用的維護信號，由此可以與通常信元不同個別監視每個ONU的小時隙，而且，通過設定與應用了小時隙的上行傳輸方向的動態頻帶分配(DBA)對應的狀態遷移表，當在某ONU中發生了小時隙發送相位錯誤等故障的情況下，可以只將引起幹擾的通常信元和來自其他小時隙的故障小時隙分離進行控制，具有可以減少故障小時隙對其他ONU通信幹擾的效果。
權利要求
1.一種在被動光學網絡中的小時隙控制系統，其特徵在於在由母局和多個子局構成，以傳往上述母局的上行幀和傳往上述子局的下行幀進行通信的被動光學網絡中，設定與小時隙相關的維護用信號，各上述子局根據需要發送該對應的維護用信號，上述母局，對每一個子局根據上述與小時隙相關的維護用信號進行狀態遷移管理，根據該狀態遷移管理進行動態頻帶分配。
2.權利要求1記載的在被動光學網絡中的小時隙控制系統，其特徵在於作為與小時隙相關的維護信號，檢測接收來自子局的有效小時隙，或接收正確相位的小時隙，若在該檢測中失敗的話，母局向對應的子局指示向運行狀態以外的狀態進行狀態遷移。
3.權利要求1記載的在被動光學網絡中的小時隙控制系統，其特徵在於狀態遷移管理，至少分為運行狀態以外的狀態和運行狀態來進行管理，若在母局對從各子局送來的通常信元正常接收失敗的話，則把對應子局的狀態向上述運行狀態以外的狀態進行遷移管理。
4.權利要求1記載的在被動光學網絡中的小時隙控制系統，其特徵在於狀態遷移管理，至少分為運行狀態以外的狀態和運行狀態來進行管理，母局監視各子局的工作狀態，若檢測出運行狀態以外的狀態的話，則把對應子局的狀態向上述運行狀態以外的狀態進行遷移管理。
全文摘要
進行即不中斷基於通常信元的通信又不發生子局間幹擾的動態頻帶分配(DBA)。由母局和多個子局構成,在被動光學網絡中,設定與小時隙相關的維護信號I5,各子局根據需要發送對應的維護信號,母局對各子局進行基於與小時隙相關的維護用信號的狀態遷移管理S1,S2,S3,按照此狀態遷移管理進行動態頻帶分配。
文檔編號H04J3/14GK1387337SQ02120298
公開日2002年12月25日 申請日期2002年5月21日 優先權日2001年5月21日
發明者淺芝慶弘, 吉田俊和, 向井宏明, 小崎成治 申請人:三菱電機株式會社