專利名稱：在具有點對多點連接的系統(tǒng)中傳輸信號的方法
在具有點對多點連接的系統(tǒng)中傳輸信號的方法
技術(shù)領(lǐng)字段
本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1前序部分的在具有點對多點連接的系統(tǒng)中 傳輸信號的方法。
背景技術(shù)：
點對多點連接的拓撲結(jié)構(gòu)尤其被用于光接入網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)字段，即所謂的"Access 網(wǎng)絡(luò)"("access"在英文中是接入的意思)。這種接入網(wǎng)絡(luò)通常以純粹無源的方式 設(shè)置，因而被稱為PON (英文'passive optical network"無源光網(wǎng)絡(luò))。PON的特 征在于，中央交換及管理單元(光線路終端，簡稱OLT: optical line termination), 在下面其被稱為中央光網(wǎng)絡(luò)單元，同時向/從多個光用戶網(wǎng)絡(luò)單元(簡稱ONU: optical network unit)發(fā)齒接收數(shù)據(jù)。在這里，這種連接是通過分配比例為1: N (N為用戶數(shù)量)的光星形耦合器(英文splitter)實現(xiàn)的。
這樣在PON中的數(shù)據(jù)流，在作為處于上級網(wǎng)絡(luò)或者長M信路徑一側(cè)上的 網(wǎng)絡(luò)連接端的中央網(wǎng)絡(luò)單元OLT與作為處于用戶側(cè)的網(wǎng)絡(luò)連接端的大量用戶網(wǎng) 絡(luò)單元之間，是在雙傳輸方向上進行的。從中央光網(wǎng)絡(luò)單元OLT至用戶網(wǎng)絡(luò)單 元的光用戶網(wǎng)絡(luò)單元ONUi的信號流被稱為下行流。從用戶側(cè)至OLT的傳輸方 向被稱為上行(Upstream)。在下行(Downstream)方向上，在第一"波長信道" 中的傳輸是在時分復用廣播模式中作為連續(xù)的數(shù)據(jù)流實現(xiàn)的。在上行方向上， 在第二波長信道中的傳輸是在時分復用工作中以突發(fā)方式實現(xiàn)的。根據(jù)規(guī)定的 傳輔脅議，OLT通知用戶網(wǎng)絡(luò)單元ONUi:什么時間它被允許發(fā)送。對于比特 率處于千兆比特范圍的PON來說，傳輔他、議的Kz:是在ITU-T標準G984.3: "Gigabit-capable Passive Optical Networks (G-PON): Transmission convergence layer spec迅cation(傳輸匯聚層規(guī)范)"中確定的。
在所述標準中當前所定義的最高 傳輸速率為2.5 GBit/s。然而，網(wǎng)絡(luò)運 營商希望朝向更高的數(shù)據(jù)傳輸速率進一步發(fā)展該標準，以便能夠滿足隨著時間 不斷增長的對更大帶寬的需求。恰好在所謂的XL-PON中(相對于當前的標準化的PON， XL-PON允許明顯更大量的用戶)，為了使得各個用戶t,為各種業(yè) ^f呆證充足的帶寬，將數(shù)據(jù)傳輸速率提高至例如10GBk/s是重要的。目前，當 改變PON中的數(shù)據(jù)傳輸速率時，必須更換全部網(wǎng)絡(luò)元件。此時，網(wǎng)絡(luò)不能進行 任何工作。因此，向更高數(shù)據(jù)傳輸速率過渡，對于網(wǎng)絡(luò)運營商來說，不僅花費 巨大而且組織工作也很復雜。于是，希望找到這樣的解決方案，其能夠靈活地 擬定具有點對多點連接的系統(tǒng)的運行，以便滿足網(wǎng)絡(luò)運營商的期望一能夠向 不同用戶提供大量業(yè)務以及例如能夠簡化這種系統(tǒng)向更高數(shù)據(jù)傳輸速率的升 級。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的任務在于，給出一種就不同業(yè)務而言靈活的方法，用于在具 有點對多點連接的傳輸系統(tǒng)中傳輸信號。
該任務通過具有權(quán)利要求1的特征的方法來解決。
根據(jù)本發(fā)明建議了一種方法，該方法允許在具有點對多點連接的傳輸系統(tǒng) 中以不同的數(shù)據(jù)傳輸速率工作。在下行方向上，在下行幀內(nèi)相應的下行信號以 至少兩種不同的比特率從中央網(wǎng)絡(luò)單元傳輸至多個用戶網(wǎng)絡(luò)單元。在上行方向 上，在上行幀內(nèi)上行信號以至少兩種不同的比特率傳輸。這種多比特率式的工 作可以有利地彼此不相關(guān)地僅在一個傳輸方向上(下行方向或者上行方向)實 現(xiàn)或者在兩個傳輸方向上進行。
這種例如在一個PON內(nèi)的混合式工作存在很多優(yōu)點。PON從較低的第一數(shù)
據(jù)傳輸速率至較高的第二數(shù)據(jù)傳輸速率的升級將被明顯簡化。肖g夠首先以較低 的數(shù)據(jù)傳輸速率建立網(wǎng)絡(luò)，直到較晚的一個時間點才進行至較高帶寬的升級。 步進式升級也是可行的。通過這種方式就不再需要中斷工作。其他優(yōu)點是，網(wǎng) 絡(luò)運營商能夠明顯更靈活地響應于顧客的愿望。舉例來說，假如用戶需要一種 按照有利方式應該采用高數(shù)據(jù)傳輸速率的業(yè)務，那么現(xiàn)在該用戶能夠裝備適當 的網(wǎng)絡(luò)單元，而與在PON內(nèi)的其他用戶采用何種，傳輸速率無關(guān)。相應地， PON以不同數(shù)據(jù)傳輸速率的靈活工作還產(chǎn)生了經(jīng)濟方面的多種優(yōu)點。
在兩個變形實施方式中，僅在一個傳輸方向上給定在具有點對多點連接的 傳輸系統(tǒng)中的多速率式工作，而在另一個傳輸方向上僅以一種比特率來傳輸信 號?；旌鲜焦ぷ鞯倪@種變形尤其與步進式升級雙向傳輸系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)是有利的。在一個有利的變形實施方式中如此實現(xiàn)在下行方向上的混合式工作，即，
中央網(wǎng)絡(luò)單元將下行幀劃分為至少兩個時間i央，在這些時間塊中分別傳輸下行
信號。各個用戶網(wǎng)絡(luò)單元借助在各個時間塊中傳送的同步信息自動地識別相應 比特率的下行信號。通過這種方式，傳輸格式被略微擴展了。尤其必須將用戶 網(wǎng)絡(luò)單元的接收者考慮在內(nèi)地r執(zhí)行下行幀的改變。必須借助同步信息來發(fā)信 號通知用戶網(wǎng)絡(luò)單元的接收者何時開始新的時間塊，以使得該接收者能夠為 相應的比特率做好準備。
在無源光網(wǎng)絡(luò)中，混合式工作在下行方向上按照有利方式這樣實現(xiàn)，艮口， 各個時間±央擁有具有同步字段的控制±夫。同步字段在自己的字段內(nèi)包括預定的 位序列，所述位序列被用戶網(wǎng)絡(luò)單元的接收者用于識別相應的比特率，以使得 該接收者能夠同步至某個比特率的下行信號。此外，該同步字段包括指示符， 所述指示符或者用于指示時間塊在下行幀內(nèi)的位置，或者指示時間塊的與后續(xù) 下行幀的時間塊相比的位置。這些時間M有利地被設(shè)計為與比特率無關(guān)。
在另一個有利變形實施方式中，混合式工作在上行方向上是如此實現(xiàn)的， 即，中央網(wǎng)絡(luò)單元在下行幀內(nèi)將比特率信息通知給用戶網(wǎng)絡(luò)單元；并且各個用 戶網(wǎng)絡(luò)單元以這種之前指配的比特率發(fā)送上行信號。借此，中央網(wǎng)絡(luò)單元控制 在上行方向上的混合式工作。各個上行信號也能夠以其他比特率被傳輸，于是 在傳輸系統(tǒng)中實現(xiàn)了最大靈活性。
在一個件寺別有利的變形實施方式中，混合式工作可以在無源光網(wǎng)絡(luò)的上行
方向上實現(xiàn)。在這里需要注意的是，在PON開始工作之前，中央網(wǎng)絡(luò)單元首先
如此配置上行幀，即，緊接著各個用戶網(wǎng)絡(luò)單元除了序歹u號之外還能夠?qū)⑵浔?特率信息傳送給該中央網(wǎng)絡(luò)單元。在這里，中央網(wǎng)絡(luò)單元在下行幀的控制塊的
PLOAMd字段內(nèi)以與比特率無關(guān)的方式確定上行開銷的前導碼(Praeambel)的 長度，這樣該前導碼的長度對于各個比特率來說是近似等長的。各個用戶網(wǎng)絡(luò) 單元在上行幀的控制塊的PLOAMu字段內(nèi)報告它的序列號以及它的由發(fā)送單 元所支持的比特率。在PON工作期間，中央網(wǎng)絡(luò)單元最好在下行幀的控制塊的 帶寬分配結(jié)構(gòu)內(nèi)向各個用戶單元指配用于各個上行信號(即，各個突發(fā))的比 特率，其中以與比特率無關(guān)的時間itt指定突發(fā)(Burst)的幵始及結(jié)束指示符。 M這種方式，有利地M:略微擴展標準G984.5就實現(xiàn)了上行方向上的多比特 率式工作。
7本發(fā)明的有利構(gòu)造方式由從屬權(quán)利要求給出。


依據(jù)標準G984.5并借助附圖對本發(fā)明進行說明。
附圖中
圖1以結(jié)合上行信號和下行信號的幀結(jié)構(gòu)的示意圖的方式，示出無源光網(wǎng)
絡(luò)的框圖2簡要示出根據(jù)本發(fā)明的下行幀結(jié)構(gòu)。
具體實施例方式
在圖l中，以框圖示出PON的原理性結(jié)構(gòu)。在此，PON被用作為具有點對 多點連接的雙向傳輸系統(tǒng)的示例。在下行方向上，連續(xù)地將時分復用信號(下 面也稱之為下行信號DS)從中央網(wǎng)絡(luò)單元OLT傳輸至多個用戶網(wǎng)絡(luò)單元 0NU1、 ONU2、 ....ONUN。在上行方向上，信號是以突發(fā)方式從用戶網(wǎng)絡(luò)單元 ONUi(! = 1 、 2、 ...N)發(fā)送至中央網(wǎng)絡(luò)單元的。為了保證光下行信號和所述突發(fā)(下 面也稱之為上行信號US)的無故障傳輸而采用根據(jù)標準G.984.3的傳輸協(xié)議。 該傳trt辦議涉及數(shù)據(jù)幀，這些數(shù)據(jù)幀大體上被劃分為下列兩部分具有控制信 息的第一頭部和包括真正的有效負荷的凈載荷部分。在上行幀和下行幀之間存 在差異，其中，下行信號是連續(xù)地在下行幀內(nèi)傳輸?shù)?，而上行信號是在上行?內(nèi)傳輸?shù)摹＿@兩個幀的長度為125^8。上行幀及下行幀的具體結(jié)構(gòu)可以參閱標準 G984.3的第八章。圖1僅示出與本發(fā)明有關(guān)的幀結(jié)構(gòu)。
在下行方向上，OLT連續(xù)地將格式為下行幀的下行信號發(fā)送至所有的 ONUi。各個下行幀的頭部或者控制塊PCBd (PCBd = Physical Control Block downstream:下行物理控制塊)包括各種字段。在圖1中僅給出在標準G.984.3 中定義的字段的一個選擇。在控制i央PSync (= Physical Synchronization field:物 理同步字段)內(nèi)的第一字段被用于，將用戶網(wǎng)絡(luò)單元ONU同步至由中央網(wǎng)絡(luò)單 元OLT發(fā)送的下行信號的數(shù)據(jù)傳輸速率。各個O而的邏輯單元能夠禾,在 PSync內(nèi)給出的位序列來確定下行幀的幵始并且同步至進行接收的數(shù)據(jù)傳輸速 率。PLOAMd字段(=Physical Layer Operations Administration Maintenance downstream:物理層操作管理維護下行)提供在下行方向上關(guān)于PON管理的信息。通過US BW map字段(=Upstream bandwidth map上行帶寬圖)為用戶網(wǎng)絡(luò)單 元ONU指配針對在上行方向上發(fā)送突發(fā)信號的控制命令。在US BW map字段 內(nèi)，向網(wǎng)絡(luò)接A(接入1至接入N)的各個用戶網(wǎng)絡(luò)單元(ONUl至ONUN)傳送關(guān) 于突發(fā)長度、突發(fā)開始以及突發(fā)結(jié)束的信息。
在上行方向上，用戶網(wǎng)絡(luò)單元ONUi的突發(fā)信號被封裝在上行幀內(nèi)。在圖l 所示的上行幀內(nèi)，例如包括ONUl和ONU2的控制信息和有效負荷。這些 的排列或者指配，被OLT在下行幀內(nèi)借助BWmap通知給用戶網(wǎng)絡(luò)單元ONUi。 在ONU (這里例如是ONUl)的突發(fā)傳輸期間，該ONU在頭部內(nèi)最多可以傳 輸四種類型的控制信息。其中特別是包括PLOu Physical Layer overhead upstream上行物理層開銷)字段禾口 PLOAM(= Physical Layer Operations、 administration and management upstream上行物理層操作、管理和維護)字段。
根據(jù)本發(fā)明f^)多在雙傳輸方向上實現(xiàn)不同數(shù)據(jù)傳輸速率的工作，也就是說， 中央網(wǎng)絡(luò)單元OLT既能夠以第一數(shù)據(jù)傳輸速率也能夠以至少一個第二數(shù)據(jù)傳輸 速率發(fā)送和接收信號；并且用戶網(wǎng)絡(luò)單元ONW同樣被設(shè)計用于至少兩種數(shù)據(jù) 傳輸速率，并且既能夠以第一數(shù)據(jù)傳輸速率也能夠以至少一個第二數(shù)據(jù)傳輸速 率發(fā)送和接收信號。然而，根據(jù)本發(fā)明也應該可以僅對于一個傳輸方向上以不 同數(shù)據(jù)傳輸速率工作，也就是說，發(fā)送及接收單元彼此不相關(guān)地僅在一個方向 上彼此協(xié)調(diào)。據(jù)此，在上行方向上的混合式工作意味著，用戶網(wǎng)絡(luò)單元ONUi 以不同的數(shù)據(jù)傳輸速率發(fā)送信號，而中央網(wǎng)絡(luò)單元OLT以所述不同的數(shù)據(jù)傳輸 速率接收信號。在這種情況下，下行工作可能僅以一種數(shù)據(jù)傳輸速率進行。在 下行方向上的混合式工作會意味著，中央網(wǎng)絡(luò)單元以不同的數(shù)據(jù)傳輸速率發(fā)送 信號，而用戶網(wǎng)絡(luò)單元僅能夠接收具有所述不同的數(shù)據(jù)傳輸速率的信號。出于 簡化的原因，在下面分別針對各個傳輸方向說明多比特率式工作。下面的示例 最好是關(guān)于無源光網(wǎng)絡(luò)的，但是原則上也可以擴展至具有點對多點連接的其他 傳輸系統(tǒng)。
首先考慮在上行方向上以不同的數(shù)據(jù)傳輸速率工作。
這種情況例如會在PON中升級上行比特率時出現(xiàn)。在該示例中，首先以這 樣一個版本來替換中央網(wǎng)絡(luò)單元OLT，所述版本除了能夠接收具有以當前的第 一比特率的接收信號之外，也能夠接收具有以更高的第二比特率的接收信號。 隨后，將一個、多個或全部的用戶網(wǎng)絡(luò)單元ONUi替換為這種版本，所述版本
9僅支持更高的比特率或者相應于OLT地支持第二比特率或者多個比特率。原則
上，僅需要將OLT設(shè)計用于多個比特率，并且僅需要將一個ONU設(shè)計用于下 述傳輸助、議。所有其他用戶網(wǎng)絡(luò)單元ONUi可以一如既往地對應于所述標準。
在更換了用戶網(wǎng)絡(luò)單元ONUi之后，必須將這些在開始時必要的關(guān)于這些 用戶網(wǎng)絡(luò)單元ONUi所支持的 傳輸速率的控制信息通知給OLT。 M常發(fā) 生在啟動期間，并且也被稱為"SerialNumber Acquisition"(獲取序列號)。ONU的 序列號的登記過程是由OLT控制的。用戶網(wǎng)絡(luò)單元ONUi響應于由OLT發(fā)起的 或者促成的消息。OLT首先M下行幀來配置所有用戶網(wǎng)絡(luò)單元ONUi的上行 幀，這樣就能夠正確地完成ONU的登記。為此，OLT在下行幀的控制部分PCDd 內(nèi)使用PLOAMd字段。PLOAM字段既存在于上行幀內(nèi)也存在于下行幀內(nèi)，并 且提供關(guān)于PON管理的信息，例如排列的順序或者O而的激活。在PLOAMd 字段中，存在所謂的下行消息上行開銷，它主要首先通知用戶網(wǎng)絡(luò)單元ONUu "在上行方向上應該使用多少個的前導碼字節(jié)或者前導碼位"。(通常)ffiil廣播 將該消息發(fā)送至所有的用戶網(wǎng)絡(luò)單元ONUi。前導碼是'位于由ONU發(fā)送的突 發(fā)的開始部分的"位序列，并且位于上行幀的PLOu字段內(nèi)(PLOu = Physical Layer Overhead upstream,上行物理層開銷)。前導碼使得OLT的接收者肯瀕被 設(shè)定至上行突發(fā)的 傳輸速率和上行突發(fā)的幅值。這樣就得到了對各種信號 強度和相位的適配。上行開銷消息內(nèi)的前導碼長度是在標準G984.3中在相應的 上行數(shù)據(jù)傳輸速率的比特中確定的，也就是說，在相同值的情況下，時間長度 是取決于比特率的。根據(jù)本發(fā)明，突發(fā)的前導碼的時間長度是以與比特率無關(guān) 的方式限定的。在以比特方式來規(guī)定前導碼時，支持較高比特率的ONU也許將 會發(fā)送較短的前導碼，也就是說，調(diào)整時間也許將會隨著比特率的上升而下降。 這也許會是不利的，這是因為OLT的接收者為了同步至該比特率需要一定的持 續(xù)時間。因而根據(jù)本發(fā)明建議，以與比特率無關(guān)的方式在時間上等長地確定前 導碼，因為突發(fā)模式的接收者適配至新的幅值的適配時間長度在大多數(shù)瞎況下 不會隨著傳輸比特率上升。現(xiàn)在根據(jù)本發(fā)明，在下行幀的PLOAMd字段的上行 開銷消息中的值將被定義為時間值。在上行開銷消息中指定的時間值的單位例 如是(1/2488) ms，這相當于在2488 MBit/s的情況下的一個比特的傳輸持續(xù)時 間。
在已規(guī)劃的對標準G984.3的修改中，在下行幀的PLOAMd字段內(nèi)除了下
10行消息上行開銷之外，還規(guī)定了下行消息"Extended Burst Length"(擴展突發(fā)長 度)。根據(jù)本發(fā)明，在使用Extended Burst Length消息時，以與比特率無關(guān)的方 式在時間上等長地確定前導碼。
在配置了突發(fā)的前導碼之后，新加入的ONU就將其序列號通知給中央網(wǎng)絡(luò) 單元OLT。為此，ONU例如招頓序跟隨的多個PLOAMu消息中j頓由其支持 的最低比特率或者在另一個示例中j頓多個由其支持的比特率。除了序列號之
夕卜，根據(jù)本發(fā)明由該oNu支持的比特率也應該被通知給oLT。這例如通ai在
PLOAMu字段內(nèi)的序列號的適當安排借助上行消息Serial—number—ONU來實 現(xiàn)，或者通過PLOAMu字段的附加的新的待定義的上行消息(其在ONU的初 始化階段緊跟在消息Serial—number—ONU之后)來實現(xiàn)。隨后OLT提取ONU 的比特率和序列號，此時OLT基于這些信息就為在PON工作期間從該ONU接 收其他消息做好了準備。
此時在PON工作期間，OLT能夠向各個ONU，為每一個在上行方向上的 突發(fā)，指配將要使用的比特率。為此，在下fil貞中在帶寬分配結(jié)構(gòu)上行BWmap 內(nèi)，相對于標準G984.3重新設(shè)計Flags、 SStart和SStop字段。SStart和SStop 字段是開始指示符及結(jié)束指示符，它們在上行幀中指定了上行時隙(突發(fā))的 位置。Flags字段的任務在于，觸發(fā)ONU的某個消息或者傳輸位序列，或者控 制ONU的上行傳輸方法(具有或不具有FEC: Forward Error Correction前向糾 錯)。所有這些設(shè)定分別僅對于在BWmap項目中定義的突發(fā)有效。
除了在標準G984.3中定義的任務之外，根據(jù)本發(fā)明應該在Flags字段中確 定上行數(shù)據(jù)傳輸速率。根據(jù)本發(fā)明，開始指示符及結(jié)束指示符的指定應該以與 比特率無關(guān)的方式實現(xiàn)。在當前的標準版本G984.3中，開始指示符及結(jié)束指示 符是在上行幀的字節(jié)中被指定的。上行幀的長度始終是125^8。如果這些指示符 是以字節(jié)方式指定的，那么在值相同的情況下在上行幀中的突發(fā)的時間位置就 是取決于比特率的。這樣，在PON系統(tǒng)中 傳輸速率為1.24416 GBrt/s時上 行幀的長度是19440字節(jié)，而在PON系統(tǒng)中 傳輸速率為2.48832 GBit/s時 上行幀的長度是38880字節(jié)。這意味著，這些指示符的對于同一個時間點所必 須的值將隨著比特率而變化。根據(jù)本發(fā)明，突發(fā)的開始及結(jié)束時間的指定不再 在上行幀的字節(jié)中(因而取決于當前比特率地)實現(xiàn)，而是以與比特率無關(guān)的 方式以時間值實現(xiàn)。在這種情況下，用于指定突發(fā)位置或者所指配的時隙的單位例如是(8/2488)w，這相當于在2488MBit/s的情況下一個字節(jié)的傳輸時長。
由在上行幀內(nèi)以與比特率無關(guān)的方式對時間點的指定可以有利i也使得，OLT 育^多針對相同的時間點將同樣的ill武予插入BWmap中，其中，該OLT在上行 幀中總是這樣ite擇這些時間值，使得突發(fā)沖突被排除。另外，當在標準G.984.3 中所采用的以字節(jié)表示的時間數(shù)據(jù)隨著比特率的上升而超過可能的最大長度 65635字節(jié)時，SStart和SStop字段在下行幀的BW map字段中不必變大。(根 據(jù)標準G.984.3，刑臺及結(jié)束指示符的字段的長度正好是16比特，也就是說最大 多可表示的值相當于2 A16=65635)。
下面，對在下行方向上數(shù)據(jù)傳輸速率不同的工作進行研究。在這里，首先 研究的情況是，首先以一種變形方式來替換中央網(wǎng)絡(luò)單元OLT，其既能夠發(fā)送 第一數(shù)據(jù)傳輸速率的下行信號，又能夠發(fā)送至少一個第二數(shù)據(jù)傳輸速率的下行 信號。在這種情況下，用戶網(wǎng)絡(luò)單元ONUi相對于該標準必須也能夠支持擴展 的傳f俞協(xié)議，并且必須改變下行幀。
根據(jù)標準G.984.3，下行信號是連續(xù)的比特流。用戶網(wǎng)絡(luò)單元ONUi被同步 至下行幀，其做法是，這些用戶網(wǎng)絡(luò)單元ONW查找周期性地且?guī)降匕l(fā)送 的幀特征字PSync (PSync = Physical synchronization field:幀同步字段)，并且隨 后總是以幀間距(Rahmenabstand)查找其他幀特征字。根據(jù)該標準，PSync字 段在針下行幀的開始位于PCDd控制字段的開始處。因此，在用戶網(wǎng)絡(luò)單元 ONUi中的接收者必須持續(xù)地保持同步至下行信號，以便能夠發(fā)現(xiàn)幀開始。
如果要支持在下行流方向上以不同的數(shù)據(jù)傳輸速率工作，進而能夠從用戶 網(wǎng)絡(luò)單元ONU以多比特率進行讀取，那么該ONU必須同步至OLT所采用的 相應比特率。根據(jù)本發(fā)明，OLT為此如圖2所示將下，刊貞劃分成兩個或多個時 間塊或者時間段，并且在這些時間段內(nèi)以不同的比特率進行發(fā)送。在圖2中， 第一數(shù)據(jù)傳輸速率被表示為比特率a，而第二數(shù)據(jù)傳輸速率被表示為比特率b。 另選地，也可以改變幀與幀之間的比特率。然而，ONU的接收者不了解下行幀， 由于他例如不適于當前時間塊的較高的下行比特率，所以接收信號對于該接收 者的CDR單元(CDR=Clock and Date Recovery時鐘和數(shù)據(jù)恢復)所產(chǎn)生的效果 類似于噪聲，無法從該接收信號中提取相位信息。于是， 一旦M了對于同步 所必須的、接收者的時間段(例如幾千個比特)，不是被設(shè)計用于較高比特率的 接收者在比特率較高的部分中將失去同步。因而根據(jù)本發(fā)明，在這些時間塊中的每一個(在其內(nèi)OLT以不同的數(shù)據(jù)傳輸速率發(fā)送)之前設(shè)置自身的同步字段，
該同步字段在圖2中被表示為PSyncBa和PSyncBb，該同步字段負責使接收者 育,識別比特率較高的部分。根據(jù)標準G984.3的第8.1.2章節(jié)的擾碼(Scrambler) 在各個時間塊中單獨地工作。
根據(jù)本發(fā)明的所有時間塊是以相同方式構(gòu)成的。圖2示出了時間塊Ba的結(jié) 構(gòu)。據(jù)此，各個時間塊Ba遵守標準G984.3的下行幀的結(jié)構(gòu)，也就是說，各個 時間塊Ba包括自己的控制塊PCDd (Physical Control Block物理控制塊)和凈載 荷部分。時間塊的PCDd部分的結(jié)構(gòu)，除了4字節(jié)長的PSync字段之外，也與 下行幀的結(jié)構(gòu)是相同的。根據(jù)本發(fā)明，同步字段PSyncBa應該包括前導碼字段 P、所謂的同步字SW和兩個其他字段F1和F2。對于后續(xù)的時間塊來說，字段 Fl和F2也是一種針對所研究的時間塊的時間位置的停止及開始指示符。
下行幀的時間塊的前導碼P所滿足的功能，與上行幀的PLOu字段的前導 碼的相同。前導碼P使得ONU接收者能夠在下行幀的各個塊中重新同步。在比 特率更高的部分中可能丟失了下行信號相位之后，接收者應該以能夠針對其可 處理的比特率，重新調(diào)整至下行信號的新的部分的相位。這是必要的，由此ONU 能夠識別后續(xù)的同步字SW，并且借助同步字SW育^多再次建立其與下fi^貞的 同步。在下行工作中不必適配至該信號幅值，這是因為涉及到的是連續(xù)信號。 前導碼P可以具有可變的長度。其在工作期間可以由OLT來改變。該前導碼P 的長度取決于所連接的用戶網(wǎng)絡(luò)單元ONU的需要。OLT基于之前傳送的序列 號，或者基于說明ONU特性的PLOAM消息(參見在上行方向上的混合式工作)， 來獲知每個ONU的需要。如果如老的申請中所說明的那樣在ONU輸入端借助 過采樣(Obembtaktung)、存儲采樣值和事后判別接收信號的相位來重新獲得時 鐘和數(shù)據(jù)，那么就無需前導碼并且可以將前導碼的長度設(shè)定為0。
同步字SW在原理上是"時間塊幀特征字"，其現(xiàn)在根據(jù)本發(fā)明不僅被設(shè)置在 M下行幀的起始，而且也在各個時間塊的起始設(shè)置在前導碼P之后。同步字 SW的功能相當于上行幀的PLOu字段的定界符。同步字SW包括位序列的確定 的、樣式，ONU必須知道該樣式，以便能夠準確確定時間塊的位置。接收者的 同步必須借助該同步字來實現(xiàn)并且結(jié)束。在這里，接收者不會等待在下一個時 間i央和幀內(nèi)的同步字的再次出現(xiàn)。
跟隨同步字SW的兩個字段Fl和F2起到了對于該時間塊在下行幀內(nèi)的位置的指示器的作用，或者起到了該時間塊與以相同數(shù)據(jù)傳輸速率發(fā)送的其他時 間塊相比的位置的指示器的作用。字段F1包括當前時間塊的長度。應該避免接 收者還嘗試去讀取該時間塊結(jié)束之后的那些數(shù)據(jù)，但是這些數(shù)據(jù)由于變化的比
特率無法識別。字段F2包括至相同比特率的下一個時間塊的起始的距離，或者 其相對于完整幀長度的差。通過字段F2，實現(xiàn)在下行幀中有利地改變時間塊的 劃分，而不會丟失時間塊同步。假如沒有該信息，那么接收者就只能估計在恰 好一個幀內(nèi)的針對其確定的下一個時間塊的起始，并且在變化時首先識別到丟 失了同步并啟動新的同步對叟索，這將會導致嚴重的對居丟失。按照有利方式， 在字段Fl和F2中的值，如BW map指示符中的SStart和SStop那樣，以與比 特率無關(guān)的方式被指定，以便避免在比特率上升時不再滿足字段的大小。
與在上行方向上的混合式工作不同，當更換了中央網(wǎng)絡(luò)單元OLT之后用戶
網(wǎng)絡(luò)單元ONW也能支持相對于所述標準擴展的傳lrt辦議，所述的混合式工作
才在下行方向上起作用。于是，ONU僅支持劍氐的第一比特率或者僅支持較高 的第二比特率或者支持這兩種比特率，就是不重要的，因為通過下行幀的所指 定的S2置，各個ONU都同步至其能支持的比特率。然而，假如符合標準的ONU 仍然處于網(wǎng)絡(luò)中，那么其就不能在具有較高比特率階段的新的工作模式下工作， 荊每丟失至該工作的連接。如果所有的用戶網(wǎng)絡(luò)單元ONU育,支持相對于該 標準的擴展的傳謝辦議，那么例如在PON工作被升級至更高的翻傳輸速率時， 其能夠立刻使用更高的數(shù)據(jù)傳輸速率。
下面，將對在下行方向上的混合式工作情況進行說明，首先用戶網(wǎng)絡(luò)單元 用戶網(wǎng)絡(luò)單元ONW裝備有接收部，該接收部既能夠支持恰好使用的低比特率 也能夠支持較高的比特率，并且中央網(wǎng)絡(luò)單元OLT還根據(jù)該標準僅以一個 傳輸速率工作。在這種情況下，在較低比特率情況下的工作能夠簡單地繼續(xù)執(zhí) 行，而不會改變下行幀。當較高比特率是較低比特率的整數(shù)倍時，這尤其是可 能的。這樣，較高比特率的光接收模塊的CDR或者PLL能夠同步至劍氐比特 率，因為用于生成時鐘所需的相位信息也被包括在較慢的信號的位變換 (B!twechseln)中。ONU接收者將以其比特率采樣較慢的信號，并且在后續(xù)的 分析中例如通過分析平均位變換頻率來確定該信號的下行比特率。通過這種過 采樣將把各個信號值都讀取成為相同比特的序列，并且在后續(xù)估算中例如借助 多數(shù)判決法或者搜索最優(yōu)(也就是說，誤差最小化地)比特位置來找到下行信
14號的數(shù)據(jù)位。另一種識別比特率的可能性在于，搜索下行幀內(nèi)的幀特征字PSync 以及其"擴展"的變形(例如代替10110110而4頓1100111100111100)。 ffiil這種 方式，ONU接收者就識別一半大(haJbsogroJ3)的 傳輸速率。前提剝牛是， ONU接收者的靈敏度對于較高數(shù)據(jù)傳輸速率所必須的較大帶寬也是足夠的，以 便不提高OLT的^M功率就實現(xiàn)所需的工作范圍。
如果在這種混合式工作的變形中所有的用戶網(wǎng)絡(luò)單元ONUi都被更換了， 那么也替換OLT，并且PON將以更高的下行數(shù)據(jù)傳輸速率來工作。優(yōu)點在于， 用戶網(wǎng)絡(luò)單元ONUi的更換能夠慢慢完成，但是PON的運行在設(shè)備升級時僅需 要中斷幾百^。為此，按照有利方式使用具有較高下行數(shù)據(jù)傳輸速率的保護性 OLT，其能夠以通信不中斷的方式來升級。切換至保護性O(shè)LT，進而切換至較 高的下行數(shù)據(jù)傳輸速率是借助保護切換實現(xiàn)的，其僅中斷運行幾百^。
權(quán)利要求
1. 在具有點對多點連接的系統(tǒng)中傳輸信號的方法，其中，由中央網(wǎng)絡(luò)單元(OLT)在下行方向上將下行信號(DS)傳輸至多個用戶網(wǎng)絡(luò)單元(ONU1、ONU2、...ONUN)，并且由這些用戶網(wǎng)絡(luò)單元(ONU1、ONU2、...ONUN)在上行方向上將上行信號(US)傳輸至所述中央網(wǎng)絡(luò)單元(OLT)，其特征在于，在下行方向上，在下行幀內(nèi)以至少兩種不同的比特率傳輸相應的下行信號(DS)和/或在上行方向上，在上行幀內(nèi)以至少兩種不同的比特率傳輸上行信號(US)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法， 其特征在于，在下行方向上，在下行幀內(nèi)以至少兩種不同的比特率傳輸相應的下行信號 (DS)，并且在上行方向上，在上行幀內(nèi)以一種比特率傳輸上行信號(US)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法， 其特征在于，在上行方向上，在上行幀內(nèi)以至少兩種不同的比特率傳輸上行信號(US)， 并且在下行方向上，在下行幀內(nèi)以一種比特率傳輸下行信號(US)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法， 其特征在于，在下行方向上，所述中央網(wǎng)絡(luò)單元(OLT)將下行幀劃分為至少兩個時間 塊(Ba、 Bb)，其中，在所述第一時間塊(Ba)中傳輸?shù)谝槐忍芈?DS1)的下 行信號，而在所述第二時間塊(Bb)中傳輸?shù)诙忍芈?DS2)的下行信號， 并且各個用戶網(wǎng)絡(luò)單元(ONUl、 0NU2、 ...ONUN)借助在各個時間塊(Ba、 Bb) 中傳送的同步信息來識別所述第一比特率(DS1)的下行信號或者所述第二比特 率(DS2)的下行信號。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法， 其特征在于，各個時間i央(Ba、 Bb)的長度是可變的。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，在無源光網(wǎng)絡(luò)中，在下行幀內(nèi)，控制塊內(nèi)的各個時間i央(Ba、 Bb)都擁有同步字段(PsyncBa、 PSyncBb)， 所述同步字段(PsyncBa、 PSyncBb)包括至少四個字段，其中， 第一字段包括前導碼(P)，所述前導碼用于使用戶網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)的接收者能夠識別相應的比特率；第二字段包括同步字(SW)，所述同步字用于使用戶網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)的接收者同步至相應的比特率；第三字段(Fl)和第四字段(F2)用作指示符，所述指示符指示該時間塊在該下行幀內(nèi)的位置或者相比于后續(xù)的下行幀的時間塊的位置，并且以與比特率無關(guān)的方式指定在該字段(Fl)和字段(F2)內(nèi)的值。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法， 其特征在于，在下行方向上，所述中央網(wǎng)絡(luò)單元(OLT)在第一下行幀內(nèi)發(fā)送第一比特 率(DS1)的下行信號，而在第二下行幀內(nèi)發(fā)送第一比特率(DS2)的下行信號， 并且各個用戶網(wǎng)絡(luò)單元(0NU1、 0NU2、 ...ONUN)借助在各個下行幀中傳送的同 步信息來識別所述第一比特率(DS1)的下行信號或者所述第二比特率(DS2) 的下行信號。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法， 其特征在于，在上行方向上，由所述用戶網(wǎng)絡(luò)單元(0NU1、 0NU2、 ...ONUN)以之前由所 述中央網(wǎng)絡(luò)單元(OLT)在下行幀內(nèi)指配的比特率傳輸上行信號。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法， 其特征在于，在開始工作之前，所述中央網(wǎng)絡(luò)單元(OLT)借助在下行幀內(nèi)的下行信號 配置上行幀，其方式是，針對各個比特率設(shè)定近似等長的同步信息；緊接著各個用戶網(wǎng)絡(luò)單元(0NU1、 0NU2、 ...ONUN)除了序列號之外還向所 述中央網(wǎng)絡(luò)單元(OLT)傳送其比特率信息，所述比特率信息表明了比特率， 該用戶網(wǎng)絡(luò)單元的發(fā)送單元是針對所述比特率設(shè)計的；并且在運行中，所述中央網(wǎng)絡(luò)單元(OLT)在下行幀內(nèi)給各個由用戶網(wǎng)絡(luò)單元(0NU1、 0NU2、 ...ONUN)發(fā)送的上行信號指配之前所傳送的比特率，其方式是， 在所i2Lh行幀內(nèi)設(shè)置具有與比特率無關(guān)的值的上行信號的時間數(shù)據(jù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，在無源光網(wǎng)絡(luò)中，在開始工作之前，所述中央網(wǎng)絡(luò)單元(OLT)在下行幀的控制塊(PCDd) 的PLOAMd字段中以與比特率無關(guān)的方式確定上行開銷的前導碼的長度，并且 針對各種比特率近似等長地調(diào)節(jié)所述前導碼的長度-,各個用戶網(wǎng)絡(luò)單元(ONUl、 0NU2、 ...ONUN)除了其序列號之外還在上fiil)貞 的所述控制i央(PCDu)內(nèi)、優(yōu)選在PLOAMu字段內(nèi)傳送其由所述發(fā)送單元所 支持的比特率；并且在工作期間，所述中央網(wǎng)絡(luò)單元(OLT)優(yōu)選在下行幀的控制塊(PCBd)的 帶寬分配結(jié)構(gòu)(BW-M邵)內(nèi)，給各個用戶單元(ONU)指配用于各個上行信 號的比特率，其中以與比特率無關(guān)的時間值指定開始指示符及結(jié)束指示符。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種方法，其在具有點對多點連接的雙向傳輸系統(tǒng)中，允許在一個或兩個傳輸方向上以不同數(shù)據(jù)傳輸速率進行工作。在下行流方向上，在下行流幀內(nèi)相應的下行流信號(DS)以至少兩種不同的比特率從中央網(wǎng)絡(luò)單元(OLT)傳輸至多個用戶網(wǎng)絡(luò)單元(ONU1、ONU2、ONUN)。在上行流方向上，在上行流幀內(nèi)上行流信號(US)以至少兩種不同的比特率傳輸。根據(jù)本發(fā)明的多比特率式工作的實現(xiàn)尤其適于應用在無源光網(wǎng)絡(luò)中，其中在下行方向上連續(xù)地在下行幀內(nèi)發(fā)送時分復用信號，而在上行方向上在上行幀內(nèi)發(fā)送突發(fā)。根據(jù)本發(fā)明，為此必須略微改變在標準G.984.3內(nèi)規(guī)定的幀結(jié)構(gòu)。
文檔編號H04L12/28GK101467395SQ200780020389
公開日2009年6月24日 申請日期2007年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月2日
發(fā)明者A·斯塔德勒 申請人:諾基亞西門子通信有限責任兩合公司