在分布網絡中傳輸雙向信號的方法
2023-05-24 14:36:26 3
專利名稱：在分布網絡中傳輸雙向信號的方法
技術領域：
本發明涉及具有權利要求1的前序部分所述特徵的在分布網絡中雙向信號傳輸的方法。
現有技術已經公知傳輸雙向信號的分布網絡，其中存在所謂點站-多點站連接。這樣的分布網絡例如可以構成為光導網絡、無線電網絡或者線路連接的網絡(乙太網)。這種分布網絡共同地不論是點站還是多點站都接入一個共同的網絡。為了保證協調傳輸雙向信號，必須控制對該網絡上的接入。在此，一方面把從多點站(終端，離開)向點站(中心)的信號傳輸作為返回信道(上行)控制，而另一方面把從點站向多點站的信號傳輸作為前往信道控制(下行)。對於上行要求分布的控制，而下行的控制完全只能夠在中心進行。
通信技術上普遍公知所謂的MAC(媒體訪問控制)協議用於對共同的網絡控制的協調。
尤其是對於每單位時間傳輸的信號在統計上有起伏的需要請求(請求)的報文業務，數據業務、視頻業務、ATM(異步傳遞方式)業務可以通過動態的控制為共同的分布網絡進行高的並從而有效的使用率。
這樣的動態控制藉助於其中把時間軸劃分成所謂的幀(TDMA(時分多址)幀)的協議進行，其中對應多點站的需要請求，在時間幀內於確定的位置或者相對於時幀對它們分配傳輸容量。在此，在各個多點站中，聚集成排隊(隊列)而不能夠立即處理的需要請求，所述需要請求就是說，多點站要發送報文或者數據分組，並且從而需要使用該公共網絡。把這種點站狀態作為需要請求(請求)通知給多點站。在了解多點站的所有的狀態信息的基礎上點站企圖儘可能恰當地向多點站分配分布網絡的容量。為此點站向多點站分配所謂的許可，藉助於該許可，多點站可以在精確確定的時間點接入該公共的分配網絡。
由多點站傳送的需要請求含有例如上次狀態通報後的新得到的報文或者數據分組；排隊長度，從中可以通過求差得出新的得到的報文或者數據的數量，也就是所需要的傳輸容量；本地的計數器狀態，它得出準確的但是未知的排隊的充填狀態或者關於報文的到達模式；以及在點站處的傳輸幀中的數據分組。基於這種需要請求，所述的控制器得出要傳輸多少報文或者數據分組(信元)，並且承擔許可的分配。在這種公知的方法中，缺點是對於每個需要請求都要向中心控制器給出相應的通報。由於請求在同樣的情況下也通過公共的分布網絡上傳輸，由此會降低傳輸容量。
發明優點反之，帶有權利要求1所述的特徵的根據本發明方法提供這樣的優點能夠以簡單的方式在統計波動的需求下進行依據於流通的傳輸容量控制。通過依據需要請求的排隊，以及從請求的處理量得到的調度率(Abfeitungsrate)向多點站指派傳輸容量，有利地能夠減少在公共的分布網絡上請求的傳輸容量，因為現在不是個別地傳輸每個需求，而是可以作為各個點站的總和信息傳輸。此外還減輕了中心控制器掌握到來的請求的具體數量和調度的請求的具體數量的負擔。
本發明的其它優選的實施由其餘的在從屬權利要求中所述的特徵給出。
下面參照附圖用實施例詳細地說明本發明。在附圖中圖1光導網絡中信號傳輸的示意圖而圖2是根據本發明的信號傳輸控制示意圖。
具體實施例方式
在圖1中示出光導網絡10的拓撲圖形。點站12(OLT光線路終端)通過分布的光玻璃纖維網絡14與多點站16(ONU光網絡單元)連接。玻璃纖維網絡14具有至少一個無源的分光器，藉助於該分光器實現網絡10的樹枝樣分支。
在分布網絡10中進行沿下行方向18和沿上行方向20的信號傳輸。此外，沿上行方向20也就是從多點站16向點站12方向進行信號傳輸。
在此需要指出該實施例涉及光導網絡。當然本發明不限於光導網絡，而是可以移植到無線電網絡和線路連接網絡。
圖2中示意畫出藉助於集成在點站12中的中心控制器22的信號傳輸控制。一般地在圖1和力2中相同的部分設以相同的標號，並且不再加以說明。
在多點站16中把要發送的報文或者數據分組作為信元24集中在排隊26中，對應於往排隊26中的信元的流入量，排隊26具有排隊長度q。這可以相應於每個多點站16上的傳輸報文或者數據分組的統計波動的請求而起伏，這就是說有不同的長度。
通過延遲元件引導排隊長度q，藉助於該延遲元件可以確定與上行方向20中要延遲的TDMA幀的數量相應的延遲時間d。相應地通過中心控制器22分配多點站16的調度率，通過此調度率每TDMA幀可以沿下行方向20傳輸確定數量的信元24。
在此，對於排隊26內最後的請求(信元24)，排隊長度q、調度率r和延遲時間d存在關係式d＝q/r，由此r＝q/d。
從而掃描速度r成為對於相應的延遲d作為所要求考慮的所謂的ERFD速率(完成延遲的估計速率)的估算基礎。這種估算的ERFD速率與相應的排隊長度q成比例，從而通過相應於通信理論的李特樂(Little)定律由中心控制器22控制ERFD速率，在處理時各個多點站出現的延遲保持恆定並且長期平均的掃描速度r與提供的信元24相適應。
在分布網絡10的所有的多點站16的需要請求的總和大於網絡10的總容量C的情況下，可以與各個多點站16的ERFD速率成比例地分配容量，其中調度率為r＝C*ERFD/∑ERFD，式中，∑ERFD為網絡10中所有的多點站16的各ERFD之和。
由此，調度率r對相應的排隊長度q的比例關係保持不變。
每個多點站16的ERFD速率計算既可以在相應的多點站16中進行，也可以中心地在中心控制器22中進行。
如所述，在確定ERFD速率中流入了延遲時間d。為了計算所希望的延遲時間d考慮不確切性和統計起伏，從而延遲時間d應當小於所要求的出現的延遲時間的最大值。
通過中心控制器22可以在最大程度地利用分布網絡10的情況下對不同的多點站16任意的通信分布實現對所有多點站16的調度率r的提供的相同的延遲(延遲公平性)。在此不控制固定的延遲值，而是該延遲值是相對的。因為不知道對於通過中心控制器22的提供調度率的可達到的延遲，各個多點站16的延遲時間d可以選擇小值使得調度率r提供的延遲的最小。
為了保證有效的信號傳輸，應當最小化用於傳送多點站16的需求通報的每個傳輸幀的所謂開銷，它要麼存在於排隊長度q中，要麼存在於ERFD速率中。這此每個多點站16可以用一個字節進行編碼或者解碼。在此可以考慮排隊長度q和ERFD速率的優先權等級。
在編碼時可以把數值(排隊長度q的數值，或者ERFD速率的數值)向右推移，直到可以用為尾數提供的比特表達剩餘的數字為止，其中丟失每個位移操作的最低值的比特。位移操作的總數必須與該位移過的數字一起傳輸。把此作為指數引導。因為沒有發生偏差，通過這種方法可以準確編碼小的值，而取決於要編碼的值的大小，對於較大的值出現不準確性。在一個字節(相應於8位)中值的編碼出現以下的值域3968有5比特尾數(保留數)和3比特指數(位移操作總數)面497520有4比特尾數和4比特指數。0值總是用0表示。
根據本發明的方法還提供了為多點站16確定需要請求的統計優先權的可能性。可以把相應確定的優先權等級與每個ERFD速率的延遲時間相匹配。對有較高的實時要求的業務(例如語音傳輸)選擇高的優先權，就是說選擇較小的延遲時間d。在對於延遲的要求弱的業務選擇較大的延遲時間，而對較低優先權的業務，例如最大努力(Best-Effort)業務，可以選擇最大的延遲時間d。每個優先權等級和每個ERFD速率為每個多點站16進行獨立的需求通報。同樣地由中心控制器22對每個多點站16為每個優先權等級獨立地規定調度率r。
權利要求
1.在具有點站-多點站連接的分布網絡中進行雙向信號傳輸的方法，其中由多點站沿點站方向將所述的信號匯集成TDMA(時分多址)信號，並且點站向多點站分派在網絡中的傳輸容量(調度率)，其特徵在於，根據由需要請求(24)的排隊長度(q)和需要請求(24)的處理量得出的並且與可預定的延遲時間(d)相關聯的估算速率(ERFD)進行所述的向多點站(16)的調度率(r)的分派。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，與所有多點站(16)的ERFD速率成比例地進行各多點站(16)的調度率(r)的分派。
3.如以上權利要求之任一所述的方法，其特徵在於，在相應的多點站(16)中求出ERFD速率。
4.如權利要求1至2之任一所述的方法，其特徵在於，在網絡(10)的中心控制器(22)中求出所有多點站(16)的ERFD速率。
5.如以上權利要求之一所述的方法，其特徵在於，由多點站(16)的控制器(22)考慮優先的延遲率(d)分配調度率。
6.如以上權利要求之一所述的方法，其特徵在於，以編碼方式傳輸用於確定調度率(r)所需要的信息(排隊長度(q)、ERFD速率)。
全文摘要
本發明涉及具有點站－多點站連接的分布網絡中雙向信號傳輸的方法。根據本發明由多點站向點站發出的信號匯集成TDMA(時分多址)信號，並且點站對多點站分派在網絡中的傳輸容量(調度率)。所述對多點站(16)的調度率(r)的分派依據於由需求(24)的排隊長度(q)和需求(24)的處理量得出的，與預定的延遲時間(d)相關聯地估算的速率(ERFD)進行。
文檔編號H04L12/403GK1488207SQ02803893
公開日2004年4月7日 申請日期2002年1月8日 優先權日2001年1月18日
發明者M·維彭貝克, M 維彭貝克 申請人:馬科尼通訊股份有限公司