雙工異步轉移方式無源光接入網絡系統的保護交換的製作方法

2023-05-05 23:22:16 1

專利名稱：雙工異步轉移方式無源光接入網絡系統的保護交換的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種終端設備，它被安排成經第一數據信號傳輸線和第二數據信號傳輸線與中央通信裝置之間傳送數據信號。
背景技術：
異步轉移方式(ATM)系統通過高速高容量網絡提供通信服務。通信服務可以包括數據通信的各種協議，例如，PSTN和ISDN的電話服務，數字視頻和音頻廣播，網際網路服務，等等。能夠發射和接收數據的ATM交換機通過無源光接入網絡(PON)連接到用戶範圍，提供點對多點結構(「分支樹」)的通信服務。為了清楚起見，在描述優選實施例之後，列出按照字母順序排列的相關縮寫詞清單。
在國際電信聯盟(ITU-G.983.1)的「Recommendation G.983.1」中，更詳細地描述ATM-PON系統物理層的要求和技術說明。
ATM交換機通過光線路終端(OLT)連接到PON。用戶通過光網絡終端(ONT)連接到PON，ONT起的作用是用戶電子網絡與光網絡之間的接口。
利用上行業務和下行業務的不同波長，數據是通過該網絡沿雙向發送的。ATM交換機下行發射數據幀(56個數據信元，每個信元包括53位元組)到網絡中的所有ONT。(從ONT到ATM交換機的上行方向，一個數據幀包含53個數據信元，每個信元包括53位元組和業務管理的3位元組)。利用數據幀中的信息標題和加密方法保證該數據僅僅由被訪用戶接收。從ONT到ATM交換機的上行數據傳輸必須與網絡中其他ONT的傳輸同步，它是利用時分多址(TDMA)技術的準許方案受OLT的控制。然而，由於OLT與每個ONT之間光纖長度的不同，必須考慮來自不同ONT的各個信號之間傳播時間延遲，為的是避免來自不同ONT的各個上行數據幀之間的衝突。此外，ONT可以表現出與設備有關的時間延遲差。因此，對於每個ONT，在測距過程期間建立均衡時間延遲值。這個均衡時間延遲值是每個ONT專用的，利用它給所有的ONT設定與OLT相等的「虛距離」，為的是得到該網絡中所有上行傳輸的內部定時參考。
為了增強光網絡的可靠性，ATM-PON系統可以安排成具有保護結構。ITU-G.983.1(附錄D)描述網絡結構的任選保護方案，其中通過兩個不同的無源光網絡完全建立ONT到ATM交換機的連接。歐洲專利申請(Lucent′s referenceJNL-233-B-004)是在Art.53(3)/(4)EPC下的現有技術，它描述允許保護連接和無保護連接混合的無源光網絡結構。
在保護結構或混合結構中，當故障發生在其中一個網絡的保護連接處時，數據業務可以交換到仍然工作的網絡中並繼續進行。然而，不利的是，由於交換延遲，在上述保護結構中保護交換不是無損傷的(即，沒有數據損失)，這種情況可以嚴重地幹擾數據業務。在一些安排兩個分開網絡的保護結構中，由於這兩個網絡的光耦合布置，在第一個網絡的工作期間，第二個網絡中不可能有任何的信號。在這種情況下，第二個網絡是處在所謂的冷備用狀態第二個(備份)網絡的雷射源必須關閉。在發生保護交換時，接通雷射器電源造成延遲和數據損失。在其他的保護結構中，熱備用狀態(接通雷射器電源)是可能的，但仍然可能發生故障引起的數據損失，這是因為第一個光網絡中的數據業務並不與第二個網絡中的數據業務同步，或者，與網絡的數據傳輸速率比較，故障的檢測是很慢的。
本發明的目的是提供ATM-PON系統中保護交換的一種布置和方法，它能夠可靠地在兩個PON之間進行(近似的)無損傷交換，即，有最小的數據損失，並在ITU建議書G.783規定的最大保護交換時間50ms內。此外，本發明還提供保護交換的一種布置和方法，它是基於保護PON對中每個無源光網絡上接收的數據信元質量，完成數據的按信元選擇。

發明內容
本發明涉及一種終端設備，它安排成經第一數據信號傳輸線和第二數據信號傳輸線與中央通信裝置之間傳送數據信號；第一數據信號傳輸線用於傳送第一數據信號；第二數據信號傳輸線用於傳送第二數據信號，第一數據信號和第二數據信號有相等的內容；第一數據信號傳輸線有第一信號傳播時間，第二數據信號傳輸線有第二信號傳播時間，第一信號傳播時間短於第二信號傳播時間；該終端設備包括信號質量比較裝置，用於確定第一數據信號的第一信號質量和第二數據信號的第二信號質量；比較第一信號質量與第二信號質量；和接收第一數據信號和第二數據信號中的一個數據信號，該數據信號比其他數據信號有較高的質量；其特徵是，該終端設備還包括存儲數據信號的第一數據信號緩衝裝置，並在至少同步第一數據信號和第二數據信號接收的第一同步周期內，存儲第一數據信號到第一數據信號緩衝裝置。
此外，本發明涉及以上定義的一種終端設備，其特徵是，第一同步周期等於第二數據信號傳播時間與第一數據信號傳播時間的時間差。
此外，本發明涉及以上定義的一種終端設備，其特徵是，該終端設備還包括第二數據信號緩衝裝置，在同步所述第三數據信號傳輸和第四數據信號傳輸的第二同步周期內，存儲第三數據信號到第二數據信號緩衝裝置，第三數據信號是經所述第一數據信號傳輸線發射的，而第四數據信號是經所述第二數據信號傳輸線發射的，第三數據信號和第四數據信號有相等的內容。
此外，本發明涉及以上定義的一種終端設備，其特徵是，第二同步周期等於第二數據信號傳播時間與第一數據信號傳播時間的時間差。
此外，本發明涉及以上定義的一種終端設備，其特徵是，該終端設備是保護光網絡結構中的保護光網絡終端，而第一數據信號傳輸線和第二數據信號傳輸線是光網絡光纖。
本發明涉及一種以上定義的至少一種終端設備和中央通信裝置的布置，其特徵是，中央通信裝置安排成經所述第一數據信號傳輸線和所述第二數據信號傳輸線連接到該至少一個終端設備。
此外，本發明涉一種及上述中央通信裝置與至少一個終端設備之間傳送數據信號的布置；該中央通信裝置包括準許控制裝置，通過第一數據信號傳輸線發射第一準許信號到該至少一個終端設備，控制來自該至少一個終端設備的第一數據信號的傳輸；和通過第二數據信號傳輸線發射第二準許信號到該至少一個終端設備，控制來自該至少一個終端設備的第二數據信號的傳輸，其特徵是，準許控制裝置安排成在相同的時刻發射第一準許信號和第二準許信號到該至少一個終端設備。
本發明還涉及在至少一個終端設備的布置中實施的一種方法，該終端設備安排成與中央通信裝置之間傳輸和接收數據信號，並通過第一數據信號傳輸線和第二數據信號傳輸線互相連接；第一數據信號傳輸線用於傳送第一數據信號；第二數據信號傳輸線用於傳送第二數據信號，第一數據信號和第二數據信號有相等的內容；第一數據信號傳輸線有第一信號傳播時間，第二數據信號傳輸線有第二信號傳播時間，第一信號傳播時間短於第二信號傳播時間；該至少一個終端設備包括信號質量比較裝置，用於確定第一數據信號的第一信號質量和第二數據信號的第二信號質量；比較第一信號質量與第二信號質量；和接收第一數據信號和第二數據信號中的一個數據信號，該數據信號比其他數據信號有較高的質量；其特徵是下列步驟-從中央通信裝置接收第一數據信號，-在第一數據信號緩衝裝置中存儲第一數據信號，-從中央通信裝置接收第二數據信號，-在至少同步第一數據信號和第二數據信號接收的第一同步周期內，保持第一數據信號在第一數據信號緩衝裝置中。
此外，本發明涉及以上定義的一種布置中實施的方法，其特徵是下列步驟-在第二數據信號緩衝裝置中存儲第三數據信號，
-經第二數據信號傳輸線發射第四數據信號到中央通信裝置，-在同步第三數據信號和第四數據信號傳輸的第二同步周期之後，經第一數據信號傳輸線發射第二數據信號緩衝裝置中存儲的第三數據信號到中央通信裝置。
本發明還涉及由以上定義的一種布置裝入的電腦程式產品，在裝入之後，允許所述布置實施以下的步驟-從中央通信裝置接收第一數據信號，-在第一數據信號緩衝裝置中存儲第一數據信號，-從中央通信裝置接收第二數據信號，-在至少同步第一數據信號和第二數據信號接收的第一同步周期內，保持第一數據信號在第一數據信號緩衝裝置中。
此外，本發明涉及以上定義的電腦程式產品，其特徵是下列步驟-在第二數據信號緩衝裝置中存儲第三數據信號，-經第二數據信號傳輸線發射第四數據信號到中央通信裝置，-在同步第三數據信號和第四數據信號傳輸的第二同步周期之後，經第一數據信號傳輸線發射第二數據信號緩衝裝置中存儲的第三數據信號到中央通信裝置。
此外，本發明涉及一種數據載體，它有以上定義的電腦程式產品。


以下，參照一些附圖解釋本發明，其目的僅用於說明本發明，而不是限制所附權利要求書規定的保護範圍。
圖1表示現有技術中兩個無源光網絡的網絡結構示意圖，包括OLT與多個ONT之間的多個保護和無保護連接；圖2表示保護連接的OLT下行信元網橋的例子；圖3表示保護光網絡終端ONT1的示意方框圖；圖4以方框圖形式表示一個PON對中保護連接的ONT下行接收機；
圖5以方框圖形式表示一個PON對中保護連接的ONT上行發射機；圖6以方框圖形式表示一個PON對中保護連接的PON-LT保護交換機；圖7以方框圖形式表示一個PON對中保護連接的PON-LT媒體訪問控制準許發生器。
具體實施例方式
為了在保護或混合的無源光網絡結構中實現(近似的)無損傷保護交換，本發明提供一種以下描述的布置和方法。在圖1中，畫出現有技術中包括異步轉移方式交換機ATM1的無源光網絡結構1，ATM1連接到基幹網絡2和通過無源光網絡PON-A，PON-B，PON-C和PON-D連接到多個光網絡終端。ATM交換機ATM1包括光線路終端OLT，其中分布多個光線路接口PON-LT1，PON-LT2，PON-LT3，PON-LT4。光線路終端PON-LT1，PON-LT2，PON-LT3和PON-LT4分別耦合到無源光網絡PON-A，PON-B，PON-C和PON-D。為了清楚起見，在這個圖中僅畫出PON-A和PON-B上的連接。在網絡PON-A和PON-B上，多個光網絡終端ONT1，ONT2，ONT3通過分光器OS1和OS2以點對多點配置(「樹和分支拓樸」)連接。為了提供ATM交換機ATM1與終端ONT1之間的保護連接，終端ONT1連接到網絡PON-A和PON-B。在網絡結構1中，網絡PON-A中的終端ONT2和網絡PON-B中的終端ONT3還可以分別存在無保護連接。可以理解，在該網絡結構的限制內，與ATM交換機ATM1連接的任何數目光網絡是可能的。應當明白，在該網絡結構的限制內，可以存在保護和無保護光網絡終端的任何組合。
在保護網絡結構1內，無源光網絡PON-A和PON-B最好包含地理上不同的路由，以便把光纖光纜機械損傷(例如，光纜斷開)造成的故障概率減至最小。可以理解，在這種網絡結構中，數據幀是通過網絡PON-A和PON-B發射到保護網絡終端ONT1兩個網絡是同時被激活的。
圖2表示沿下行方向發射數據的光線路終端OLT的示意方框圖，包括網絡接口NI，數據封裝單元DPU1，查閱表陣列LTA，信元濾波器CF，信元緩衝器CB1，CB2，CB3，信元合併器CMA，CMB，和物理層單元PHYA，PHYB。
在OLT單元中，從基幹網絡2通過接口NI以電子方式進入ATM交換機ATM1的數據發射到一個或兩個光網絡PON-A，PON-B。數據封裝單元DPU1結合虛路徑識別查閱表陣列LTA確定該數據必須發送到保護終端ONT1還是無保護終端ONT2，ONT3。若必須在網絡PON-A或PON-B上尋址無保護終端，則信元濾波器CF激活信元緩衝器CB1或CB2，分別傳輸到無保護終端ONT2或ONT3。若尋址保護終端ONT1，則信元緩衝器CB3被激活。隨後，該數據轉移到各自的信元緩衝器CB1，CB2，CB3，並在合適的時間通過信元級聯絡機構發送到各自的信元合併器CMA和/或CMB。最後，物理層單元PHYA，PHYB處理數據從電形式到光形式的轉換，包括下行PLOAM(物理層運行，管理和維護)信元中的攪動，擾碼和準許插入，用於通過準許控制代碼輸入端GC-A，GC-B的網絡運行和管理。在圖7中，將更詳細地描述下行PLOAM信元中的準許插入。
由於ATM交換機ATM1與每個網絡終端ONT1，ONT2，ONT3之間網絡PON-A和PON-B中光纖長度的差別，信號在ATM交換機ATM1與每個網絡終端ONT1，ONT2，ONT3之間傳輸時存在傳播延遲的差別。每個網絡終端ONT1，ONT2，ONT3都有均衡時間延遲為了在一個無源光網絡內提供同步，在每個網絡終端ONT1，ONT2，ONT3中，利用均衡時間延遲的特定值設定每個終端與ATM交換機之間的虛距離，對於每個網絡終端是相等的。網絡終端ONT1，ONT2，ONT3在等於均衡時間延遲的時間跨度內延遲它的數據信號傳輸，為了使它的數據業務與其他網絡終端的數據業務同步。如ITU-G.983.1所描述的，在每個網絡PON-A，PON-B中，對於每個網絡終端ONT1，ONT2，ONT3，均衡時間延遲是在測距過程中確定的。
無源光網絡PON-j中光網絡終端ONTi的均衡時間延遲Tdji是由以下公式給出的Tdji＝Trtvdj-(2*Tpj+Ts)其中Trtvdj是光網絡PON-j中光線路接口PON-LTj與網絡終端ONTi之間預定虛距離的往返行程延遲，Tpj是PON-j中網絡終端ONTi與光線路接口PON-LTj之間的實際傳播延遲時間，和Ts是網絡終端ONTi中由於內部潛伏時間造成的固有設備延遲時間。
根據這個公式，我們可以知道，光線路終端OLT與光網絡終端ONTi之間的實際距離越短，均衡時間延遲Tdji就越長。
在本發明中，在下行一側上，提供一種用於光網絡PON-A與PON-B之間的保護交換的布置。通過PON-A和PON-B發送到網絡終端ONT1的兩個基本相同的數據幀需要進行比較，以識別各自一個網絡上的可能差錯和/或故障。雖然每個網絡PON-A，PON-B在內部是同步的，由於兩個光網絡之間的傳播延遲差(即，網絡PON-A中ONT1的均衡時間延遲與網絡PON-B中ONT1的均衡時間延遲不同TdA1≠TdB1)，從ATM交換機ATM1發射到保護光網絡終端ONT1的數據通過網絡PON-A和PON-B不太可能在相同的時刻被ONT1接收到。因此，由於其中一個網絡的可能故障，很難實現近似的無損傷保護交換。有利的是，在網絡終端ONT1上配置一個自適應緩衝器，就可以在該網絡終端實現兩個網絡PON-A與PON-B之間的同步，在傳播通過具有較小均衡時間延遲的數據信號達到之前，該緩衝器可以緩衝傳播通過具有較大均衡時間延遲的相同數據信號。
根據網絡PON-A和PON-B上的測距過程，我們就知道保護網絡終端ONT1的均衡時間延遲ΔTdA1和ΔTdB1。在具有較大均衡延遲時間(「較短傳播時間，較短距離」)的網絡上，數據的接收早於通過其他「較長」網絡的數據接收。在接收到通過「較長」網絡的相同數據之前，在ΔTd時間內必須緩衝來自「較短」網絡的輸入幀。連接到網絡PON-j和PON-k的保護光網絡終端ONTi中的下行數據業務的緩衝時間ΔTd是從網絡PON-j和PON-k中網絡終端ONTi的均衡時間延遲值(基於往返行程延遲)中分別導出的，並由以下的公式給出
ΔTd＝(Tdji-Tdki)/2由於每個光網絡終端ONTi與各自網絡中的光線路終端之間的距離被測距過程「縮放」到有相同虛往返行程延遲Trtvd的相同虛距離，就可以利用差值ΔTd作為緩衝器時間差以同步來自兩個光網絡的輸入數據。
在圖3中，畫出保護光網絡終端ONT1的示意方框圖。網絡終端ONT1連接到光網絡PON-A和光網絡PON-B。光網絡終端ONT1包括接收機部分R-ONT1，用於接收來自網絡PON-A和PON-B的數據信號；和發射機部分T-ONT1，用於發射數據信號到網絡PON-A和PON-B。光網絡終端ONT1還包括光耦合裝置OC-A和OC-B，用於耦合接收機部分R-ONT1和發射機部分T-ONT1到網絡PON-A和PON-B；和連接到數據通信網(例如，區域網LAN1)的接口IL1。如以下所描述的，接收機部分R-ONT1與發射機部分T-ONT1互相連結，用於交換控制信號。區域網LAN1提供本領域中熟知的電話和數據通信服務，諸如個人計算機的數據通信裝置。
在圖4中，畫出保護光網絡終端ONT1中接收機R-ONT1的示意方框圖。
接收機R-ONT1包括用於每個光網絡PON-A，PON-B的光接收機單元OR1，OR2；耦合到PLOAM信元分析單元PCA1，PCA2的信元描繪(cell delineation)和解擾單元CDD1，CDD2。此外，該接收機還包括自適應延遲緩衝器ADB1，含有存儲數據的存儲器；下行保護交換控制單元DPSC1；和數據轉換單元DC1。
來自光網絡PON-A和PON-B的數據分別被光接收機OR1和OR2接收，並從光形式數據轉換成電形式數據。該數據從接收機OR1，OR2發送到信元描繪和解擾單元CDD1，CDD2，並分析信號損失LOS-A，LOS-B和信元描繪損失LCD-A，LCD-B。
耦合到CDD1，CDD2的PLOAM信元分析單元PAC1，PAC2檢查接收的PLOAM數據的差錯ERR-A，ERR-B；PLOAM幀失步FRML-A，FRML-B；運行，管理和維護數據的損失OAML-A，OAML-B。PLOAM信元分析單元PAC1，PAC2發送它們的差錯有關數據到下行保護交換控制單元DPSC1。上行傳輸到各自光線路接口PON-LT1，PON-LT2的準許信息GR1，GR2發送到光網絡終端T-ONT1的發射機部分(即，圖5所示的準許延遲時間插入單元GDTI1和GDTI2)。
基於測距過程中確定的每個光網絡PON-A，PON-B的均衡延遲時間，信元描繪和解擾單元CDD1，CDD2發送接收的數據到自適應數據緩衝器ADB1，或直接發送到數據轉換單元DC1。接收到作為數據分組通過具有較大均衡時間延遲網絡(例如，PON-A)的數據，在接收到作為數據分組通過具有較小均衡時間延遲網絡(例如，PON-B)的相同數據到達之前，該數據在自適應數據緩衝器ADB1中被緩衝。
基於信元描繪和解擾單元CDD1，CDD2和PLOAM信元分析單元PCA1，PCA2檢測到的可能差錯(即，LOS-A，LOS-B，LCD-A，LCD-B，ERR-A，ERR-B，FRML-A，FRML-B，和OAML-A，OAML-B)，下行保護交換控制單元DPSC1確定通過PON-A和PON-B接收的哪一個數據分組傳輸到數據轉換單元DC1，用於本領域專業人員知道的下一步處理步驟(即，解密，標題信息的翻譯，等等)。若兩個數據分組都無差錯，則可以傳輸任何一個接收的數據分組。若只有一個數據分組無差錯，則下行保護交換控制單元DPSC1選取那個無差錯的數據分組。
在圖5中，畫出保護光網絡終端ONT1的上行發射機部分T-ONT1的示意方框圖。
發射機部分T-ONT1包括用戶網絡接口UNI；數據封裝單元U1；信元隊列CQ；自適應延遲時間緩衝器ADB2；上行保護交換控制單元UPSC1；PLOAM信元插入單元PCI1，PCI2；信號轉換單元SC1，SC2；光發射機OT1，OT2；和準許延遲時間插入單元GDTI1，GDTI2。
待發射的數據通過UNI接口進入發射機部分T-ONT1。數據封裝單元U1確定該數據幀的ATM業務類別。此外，數據封裝單元U1安排該數據進入數據幀，其中還插入數據標題。然後，數據幀發送到信元隊列單元CQ，其中數據幀是按類別存儲的。當OLT準許傳輸時，光線路接口PON-LT1，PON-LT2分別通過PON-A，PON-B在PLOAM信號中發送準許信號到ONT1的接收機部分R-ONT1。根據通過PON-A和PON-B接收的PLOAM信號，各自的PLOAM分析單元PCA1，PCA2分別產生準許信號GR1，GR2，這些準許信號發送到發射機部分T-ONT1(見圖3和圖4)。在T-ONT1中，來自PCA1和PCA2的準許信號GR1和GR2分別發送到準許延遲時間插入單元GDTI1和GDTI2。現在，上行保護交換控制單元UPSC1監測準許延遲時間插入單元GDTI1和GDTI2，以調節在信元隊列CQ中等待的數據幀的傳輸。
在信元隊列CQ中等待的數據幀的傳輸被來自具有較小均衡時間延遲的「較長」光網絡(例如，PON-B)的信號準許。具有較大均衡時間延遲的「較短」光網絡(例如，PON-A)的傳輸仍然必須被延遲時間ΔTd，為的是使到達該光線路終端的數據幀與通過「較長」網絡發射的相同數據幀同步。這個附加的延遲是藉助於自適應延遲時間緩衝器ADB2的作用獲得的。類似於光網絡終端的接收機部分R-ONT1中自適應延遲時間緩衝器ADB1的作用，上行保護交換控制單元UPSC1在測距過程中確定哪個光網絡需要等待合適的緩衝器時間延遲ΔTd。
本領域專業人員知道通過「較長」網絡直接發射的數據和通過「較短」網絡延遲發射的相同數據的下一步處理該數據與PLOAM信元和微時隙的合併是由單元PCI1和PCI2完成的，由信號轉換器SC1和SC2進行轉換(加密)，最後，光發射機OT1和OT2把電形式信號轉變成光形式信號。
此處應當注意，由於GDTI1和GDTI2在自適應延遲緩衝器ADB2中沒有緩衝它們各自的準許數據GR1和GR2，準許延遲時間插入單元GDTI1和GDTI2必須在內部延遲各自的準許信號GR1和GR2，其延遲時間TdA1+Ts和TdB1+Ts等於各自網絡的均衡時間延遲TdA1，TdB1與光網絡終端ONT1的固有設備延遲Ts之和。本領域專業人員知道，準許延遲時間插入單元GDTI1和GDTI2所利用的延遲時間也適用於無保護光網絡終端ONT2，ONT3。
在圖6中，畫出光線路終端OLT中接收機部分R-PON-LT的方框圖。OLT的接收機部分R-PON-LT包括連接到ATM交換機ATM1的數據封裝單元DPU2；保護交換控制單元PSCU；和光線路接口PON-LT1和PON-LT2，光線路接口PON-LT1和PON-LT2分別連接到無源光網絡PON-A和PON-B。在PON-A中，光線路接口PON-LT1包括光接收機ORU1；信元恢復單元CR1；上行時隙代碼輸入端SCIA和PLOAM分析單元PA1。類似地，在PON-B中，光線路接口PON-LT2包括光接收機ORU2；信元恢復單元CR2；上行時隙代碼輸入端SCIB和PLOAM分析單元PA2。
由於光網絡終端ONT1對數據傳輸的定時，該數據分別被光線路接口PON-LT1的光接收機ORU1和光線路接口PON-LT2的光接收機ORU2同步地接收。光接收機ORU1，ORU2把包含數據的光信號轉換成電信號，並發送該數據到信元恢復單元CR1，CR2，信元恢復單元CR1，CR2恢復從媒體訪問準許發生處理器MAGG通過上行時隙代碼輸入端SCIA，SCIB接收到帶信息數據的數據(預期信元代碼信息ECCI)。在以下的圖7中描述MAGG。信元恢復單元CR1，CR2分別確定每個保護光網絡終端ONTi的信號損失LOSi-A，LOSi-B，和信元描繪損失LCDi-A，LCDi-B。保護網絡終端ONTi發生損失的所需信息是從通過上行時隙代碼輸入端SCIA，SCIB接收的預期信元代碼信息ECCI中導出的。
PLOAM分析單元PA1，PA2恢復PLOAM信元，微時隙，和來自數據幀的測距信元。此外，對於每個數據幀，PLOAM分析單元PA1，PA2分別確定每個保護光網絡終端ONTi發生的差錯ERRi-A，ERRi-B；PLOAM幀失步FRMLi-A，FRMLi-B；和運行，管理和維護數據損失OAMLi-A，OAMLi-B。保護網絡終端ONTi發生損失的所需信息是從通過上行時隙代碼輸入端SCIA，SCIB接收的預期信元代碼信息中導出的。
基於信元恢復單元CR1，CR2和PLOAM信元分析單元PCA1，PCA2檢測到的可能差錯，保護交換控制單元PSCU確定通過PON-A和PON-B接收的哪個數據幀傳輸到數據封裝單元DPU2，用於通過基幹網絡2作進一步傳輸。若兩個數據幀都無差錯，則可以傳輸任何一個。若只有一個數據幀無差錯，則保護交換控制單元PSCU選取那個無差錯數據幀。
為了使分別通過網絡PON-A和PON-B的光線路接口PON-LT1和PON-LT2到保護網絡終端ONT1的下行數據業務同步，重要的是，藉助於PLOAM信元的準許傳輸也是同步的。保護光網絡終端ONT1的準許必須放置在分別通過PON-A和PON-B發射的兩個上行PLOAM信元中相同的欄位位置。只有按照這種方法，特定的數據幀可以同時到達光線路終端OLT的兩個光接收機ORU1和ORU2。本發明中的準許調度程序是由媒體訪問準許發生處理器MAGG完成的。
在圖7中，畫出媒體訪問準許發生處理器MAGG的示意方框圖。媒體訪問準許發生處理器MAGG包括在兩個光網絡PON-A和PON-B上，與物理層單元PHYA，PHYB的接口IPA，IPB；保護光網絡終端的多個準許發生器GGP；無保護光網絡終端的多個準許發生器GGA和GGB。準許發生器GGP，GGA和GGB分別配備存儲未決準許的FIFO緩衝器FIFO-P，FIFO-A，FIFO-B。此外，媒體訪問準許發生處理器MAGG包括準許插入調度程序GIS，和時間延遲緩衝器TVDA，TVDB。
對於每個上行信元時隙，準許插入調度程序GIS確定準許發生器GGP，GGA和GGB中產生和緩衝的未決準許按照什麼順序從各自的緩衝器FIFO-P，FIFO-A和FIFO-B引入到接口IPA，IPB，用於插入到通過PON-A和PON-B發射的下行信元中。如圖2所示，通過發送準許到光線路終端OLT的準許控制代碼輸入端GC-A和GC-B，保護光網絡終端ONT1的準許是在準許發生器GGP中產生的，並同時插入到PON-A和PON-B的兩個PLOAM信元中。
此處注意到，結合保護光網絡終端ONT1的準許產生，在光線路終端OLT中接收機部分R-PON-LT的時隙代碼輸入端SCIA，SCIB產生預期信元代碼信息數據ECCI(圖6)。由保護網絡終端ONT1發射並與MAGG產生的準許有關的數據信元有往返行程延遲(在準許傳輸時刻之後的光線路終端OLT接收之前)，它等於分別通過網絡PON-A和PON-B傳輸的虛距離時間延遲Trtvd。為了使預期信元代碼信息數據ECCI與該有關數據信元的到達同步，在分別發送預期信元代碼信息到時隙代碼輸入端SCIA和SCIB之前，時間延遲緩衝器TVDA，TVDB在往返行程延遲Trtvd期間分別存儲該預期信元代碼信息。
如圖2所示，PON-A和PON-B上無保護光網絡終端ONT2和ONT3的準許分別是在準許發生器GGA和GGB中產生的，並分別通過接口IPA和IPB發送到光線路終端OLT的準許控制代碼輸入端GC-A和GC-B。對於引入到無保護光網絡終端的準許，MAGG是按照類似的方法完成的對於通過光網絡PON-A連接到OLT的無保護光網絡終端終端ONT2，在發送ECCI信息到時隙代碼輸入端SCIA之前，預期信元代碼信息僅僅在時間延遲緩衝器TVDA中的延遲時間Trtvd期間被延遲。
基於給各自PON產生的準許，無保護光網絡終端的PLOAM信元對於光網絡PON-A和PON-B是不同的。若無保護光網絡終端在某個時間沒有未決的準許，則在PLOAM信元的準許欄位中填充未分配的準許UAG，為了使保護網絡終端ONT1的PLOAM信元中的準許在網絡PON-A和PON-B上保持同步。保護光網絡終端ONT1中接收機部分R-ONT1接收的PLOAM信號的處理是參照圖5所示準許信號GR1，GR2中所說明的。
在以上描述的實施例中，本發明的目的是提供那種保護，它是在沒有(或最多一個)數據信元損失的情況下完成的。這是通過整體的同步實現的，即，在保護路徑選擇點處，下行方向發出的準許同步，和兩個方向上接收的數據信元的同步。在這個實施例中，本發明在連接保護ONT和無保護ONT的PON中提供一個或多個ONT的保護。
在以上描述的實施例中，如果需要的話，OLT和ONT中的保護交換布置分別允許關閉一個PON。這可以在數據幀內一個數據信元的時間間隔內完成，這是因為本發明中PON-A和PON-B上的數據業務是同步發射和接收的。只要發生差別，保護交換可以切換到僅利用通過一個PON發射的正確數據，對於用戶而言(幾乎)沒有任何明顯的數據業務中斷。
按照字母順序排列的縮寫詞清單ADB自適應數據緩衝器ATM異步轉移方式CB 信元緩衝器單元CDD信元描繪和解擾單元CF 信元濾波器單元CM(A/B)信元合併單元CQ 信元隊列CR 信元恢復單元DC 數據轉換單元DPU數據組裝單元DPSC 下行保護交換控制單元ERR差錯FIFO 先進先出緩衝器FRML PLOAM幀失步GC-(A/B) 準許控制代碼輸入端(PON-A/PON-B)GDTI 準許延遲時間插入單元GG(A/B)準許發生器GGP保護準許發生器GIS準許插入調度程序GR 準許信號IL LAN接口IP(A/B)物理層單元接口(PHYA/PHYB)ISDN 綜合業務數據網
LAN 區域網LCD 信元描繪損失LOS 信號損失LTA 查閱表陣列MAC 媒體訪問控制MAGG 媒體訪問控制準許發生器NI網絡接口OAML 運行，管理和維護數據損失OLT 光線路終端ONT 光網絡終端OR光接收機(在ONT中)ORU 光接收機(在OLT中)OSU 光網絡用戶單元OT光發射機PCA PLOAM信元分析單元PCI PLOAM信元插入單元PHY(A/B) 物理層單元(A/B)PLOAM 物理層運行，管理和維護PON 無源光網絡PON-LT無源光網絡線路終端(光線路接口)PSCU 保護交換控制單元PSTN 公共交換電話網R-ONT ONT的接收機部分SC信號轉換器SCI(A/B) 上行時隙代碼輸入端(PON-A/PON-B)T-ONT ONT的發射機部分Tdji，(TdA1，TdB1)無源光網絡PON-j中光網絡終端ONTi(PON-A中ONT1，PON-B中ONT1)的均衡時間延遲
Tp傳播時間延遲Ts內部設備延遲時間TVD(A/B) 時間延遲緩衝器(PON-A/PON-B)UNI 用戶網絡接口UPSC 上行保護交換控制單元Trtvd 預定虛距離的往返行程延遲ΔTd 緩衝器時間延遲
權利要求
1.一種終端設備(ONT1)，它被安排成經第一數據信號傳輸線和第二數據信號傳輸線與中央通信裝置(OLT)之間傳送數據信號；第一數據信號傳輸線用於傳送第一數據信號；第二數據信號傳輸線用於傳送第二數據信號，第一數據信號和第二數據信號有相等的內容；第一數據信號傳輸線有第一信號傳播時間，第二數據信號傳輸線有第二信號傳播時間，第一信號傳播時間短於第二信號傳播時間；該終端設備包括信號質量比較裝置(CDD1，CDD2，PCA1，PCA2，DPSC1)，用於確定第一數據信號的第一信號質量和第二數據信號的第二信號質量；比較第一信號質量與第二信號質量；和接收第一數據信號和第二數據信號中的一個數據信號，該數據信號比其他數據信號有較高的質量；其特徵是，該終端設備(ONT1)還包括存儲數據信號的第一數據信號緩衝裝置(ADB1)，並在至少同步第一數據信號和第二數據信號接收的第一同步周期內，存儲第一數據信號到第一數據信號緩衝裝置(ADB1)。
2.按照權利要求1的終端設備(ONT1)，其特徵是，第一同步周期等於第二數據信號傳播時間與第一數據信號傳播時間的時間差。
3.按照權利要求1的終端設備(ONT1)，其特徵是，該終端設備(ONT1)還包括第二數據信號緩衝裝置(ADB2)，在同步所述第三數據信號傳輸和第四數據信號傳輸的第二同步周期內，存儲第三數據信號到第二數據信號緩衝裝置(ADB2)，第三數據信號是經所述第一數據信號傳輸線發射的，而第四數據信號是經所述第二數據信號傳輸線發射的，第三數據信號和第四數據信號有相等的內容。
4.按照權利要求3的終端設備(ONT1)，其特徵是，第二同步周期等於第二數據信號傳播時間與第一數據信號傳播時間的時間差。
5.按照以上任何一個權利要求的終端設備(ONT1)，其特徵是，該終端設備(ONT1)是保護光網絡結構中的保護光網絡終端，而第一數據信號傳輸線和第二數據信號傳輸線是光網絡光纖。
6.一種按照以上權利要求1-5的至少一個終端設備(ONT1)和中央通信裝置(OLT)的布置，其特徵是，中來通信裝置(OLT)安排成經所述第一數據信號傳輸線和所述第二數據信號傳輸線連接到該至少一個終端設備(ONT1)。
7.一種按照以上權利要求1-6的中央通信裝置(OLT)與至少一個終端設備(ONT1)之間傳送數據信號的布置；中央通信裝置包括準許控制裝置(MAGG)，通過第一數據信號傳輸線發射第一準許信號(GR1)到該至少一個終端設備(ONT1)，控制來自該至少一個終端設備(ONT1)的第一數據信號的傳輸；和通過第二數據信號傳輸線發射第二準許信號(GR2)到該至少一個終端設備(ONT1)，控制來自該至少一個終端設備(ONT1)的第二數據信號的傳輸，其特徵是，準許控制裝置(MAGG)安排成在相同的時刻發射第一準許信號和第二準許信號(GR1和GR2)到至少一個終端設備(ONT1)。
8.一種在至少一個終端設備(ONT1)的布置中實施的方法，該終端設備安排成與中央通信裝置(OLT)之間傳輸和接收數據信號，並通過第一數據信號傳輸線和第二數據信號傳輸線互相連接；第一數據信號傳輸線用於傳送第一數據信號；第二數據信號傳輸線用於傳送第二數據信號，第一數據信號和第二數據信號有相等的內容；第一數據信號傳輸線有第一信號傳播時間，第二數據信號傳輸線有第二信號傳播時間，第一信號傳播時間短於第二信號傳播時間；該至少一個終端設備包括信號質量比較裝置(CDD1，CDD2，PCA1，PCA2，DPSC1)，用於確定第一數據信號的第一信號質量和第二數據信號的第二信號質量；比較第一信號質量與第二信號質量；和接收第一數據信號和第二數據信號中的一個數據信號，該數據信號比其他數據信號有較高的質量；其特徵是下列步驟-從中央通信裝置(OLT)接收第一數據信號，-在第一數據信號緩衝裝置(ADB1)中存儲第一數據信號，-從中央通信裝置(OLT)接收第二數據信號，-在至少同步第一數據信號和第二數據信號接收的第一同步周期內，保持第一數據信號在第一數據信號緩衝裝置(ADB1)中。
9.一種按照權利要求8的布置中實施的方法，其特徵是下列步驟-在第二數據信號緩衝裝置(ADB2)中存儲第三數據信號，-經第二數據信號傳輸線發射第四數據信號到中央通信裝置(OLT)，-在同步第三數據信號和第四數據信號傳輸的第二同步周期之後，經第一數據信號傳輸線發射第二數據信號緩衝裝置(ADB2)中存儲的第三數據信號到中央通信裝置(OLT)。
10.一種由按照以上權利要求中的一種布置裝入的電腦程式產品，在裝入之後，允許所述布置實施以下的步驟-從中央通信裝置(OLT)接收第一數據信號，-在第一數據信號緩衝裝置(ADB1)中存儲第一數據信號，-從中央通信裝置(OLT)接收第二數據信號，-在至少同步第一數據信號和第二數據信號接收的第一同步周期內，保持第一數據信號在第一數據信號緩衝裝置(ADB1)中。
11.按照權利要求10的電腦程式產品，其特徵是下列步驟-在第二數據信號緩衝裝置(ADB2)中存儲第三數據信號，-經第二數據信號傳輸線發射第四數據信號到中央通信裝置(OLT)，-在同步第三數據信號和第四數據信號傳輸的第二同步周期之後，經第一數據信號傳輸線發射第二數據信號緩衝裝置(ADB2)中存儲的第三數據信號到中央通信裝置(OLT)。
12.一種數據載體，它有按照權利要求10，11中任何一個的電腦程式產品。
全文摘要
一種終端設備(ONT1),它被安排成經第一數據信號傳輸線和第二數據信號傳輸線與中央通信裝置(OLT)之間傳送數據信號;該終端設備包括:信號質量比較裝置(CDD1,CDD2,PCA1,PCA2,DPSC1),用於確定第一數據信號的第一信號質量和第二數據信號的第二信號質量;比較第一信號質量與第二信號質量;和接收第一數據信號和第二數據信號中的一個數據信號,該數據信號比其他數據信號有較高的質量。
文檔編號H04L12/44GK1339937SQ0113392
公開日2002年3月13日 申請日期2001年8月20日 優先權日2000年8月21日
發明者皮埃特·海寧根, J·H·J·梅森 申請人:朗迅科技公司