在siepon交换子系统中的启用服务供应的管理的制作方法

在siepon交换子系统中的启用服务供应的管理的制作方法
【专利摘要】在服务互通以太网无源光网络（SIEPON）交换子系统中的启用服务供应的管理。对耦接至光网络单元（ONU）的多个用户中的每一个用户的网络服务的传递可由服务提供者单独定义。光网络单元中的特定服务功能可基于对网络服务的供应水平的了解来配置。
【专利说明】在SIEPON交换子系统中的启用服务供应的管理
[0001]相关专利申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2012年10月24日提交的临时专利申请N0.61/717，683的优先权，
将其全部内容结合于此以供参考。
【技术领域】
[0003]本发明总体上涉及网络，并且更具体地，涉及在服务互通以太网无源光网络(SIEPON)交换子系统中的启用服务供应的管理。
【背景技术】
[0004]近年来，能源成本以加速的趋势持续攀升。既然如此，各行业对这些成本上升的影响变得越来越敏感。吸引了越来越多的关注的一个领域是IT基础设施。现在许多公司都在查看自己的IT系统的用电量，以确定是否可以减少能量消耗。由于这个原因，引起了业界对能量高效网络(IEEE802.3az)的关注，从而解决整体IT装置使用(即个人计算机、显示器、打印机、交换机、服务器、网络装置等)的成本上升。

【发明内容】

[0005]本发明提供了一种方法，包括:由在光网络单元中的交换子系统接收通过光线路终端传递至耦接至所述交换子系统的相应多个用户的多个网络服务的服务质量或者服务水平协议的指示，其中，所述多个网络服务由所述光线路终端经由光网络线缆传递至所述光网络单元中的光接口 ；以及基于所接收的所述服务质量或者服务水平协议的指示配置所述交换子系统的操作。
[0006]优选地，所接收的指示提供用户的带宽量的指示。
[0007]优选地，所接收的指示提供用户的延迟水平的指示。
[0008]优选地，所接收的指示提供传递给用户的流量类别的服务质量的指示。
[0009]优选地，所述配置包括配置所述交换子系统的操作的频率。
[0010]优选地，所述配置包括配置能量效率控制策略，所述能量效率控制策略被配置为控制所述交换子系统内部产生的节能。
[0011]优选地，所述配置包括配置针对所述交换子系统的一部分的低功率状态的启动时间。
[0012]优选地，所述配置包括配置由所述交换子系统使用的缓冲量。
[0013]本发明还提供了一种方法，包括:确定传递给耦接至光网络单元中的交换子系统的用户的网络服务的供应水平，其中，所述服务由光线路终端经由光纤线缆传递给所述光网络单元中的光接口 ；以及基于所确定的供应水平配置所述交换子系统的操作。
[0014]优选地，所述确定包括使用所述多个用户的服务质量或者服务水平协议来确定。
[0015]优选地，所述确定包括使用供应给用户的带宽量来确定。
[0016]优选地，所述确定包括使用供应给用户的延迟水平来确定。[0017]优选地，所述确定包括使用针对用户流量类别的服务质量来确定。
[0018]优选地，所述配置包括配置所述交换子系统的操作频率。
[0019]优选地，所述配置包括配置能量效率控制策略，所述能量效率控制策略被配置为控制在所述交换子系统内部产生的节能。
[0020]优选地，所述配置包括配置针对所述交换子系统的一部分的低功率状态的启动时间。
[0021]优选地，所述配置包括配置由所述交换子系统使用的缓冲量。
[0022]本发明还提供了一种网络单元，包括:访问接口，经由点到多点的线缆分布系统耦接至线路终端；多个网络接口，被配置为耦接至多个用户装置；交换子系统，被配置为将在所述访问接口上接收的来自所述线路终端的流量传递至所述多个网络接口，以便传递至所述多个用户装置，其中，根据为所述多个网络接口中的每一个定义的服务的供应水平来执行对所述多个网络接口中的每一个的流量的所述传递；以及控制器，被设计为基于对所述多个网络接口的服务的所述供应水平来配置所述交换子系统的操作。
[0023]优选地，所述点到多点的线缆分布系统是光纤线缆网络。
[0024]优选地，所述点到多点的线缆分布系统是同轴线缆网络。
【专利附图】

【附图说明】
[0025]为了描述能够获得本发明的上述的和其它的优势以及特征的方式，将参考在附图中示出的本发明的【具体实施方式】来进行以上简要描述的本发明的更加详细的描述。应理解，这些附图仅示出了本发明的典型实施方式，并且因此不应被认为是限制其范围，通过使用附图，将利用额外的特征和细节来描述和说明本发明，在附图中:
[0026]图1示出了点对多点通信网络的示例；
[0027]图2示出了包括能量效率控制系统的光网络单元的示例；
[0028]图3示出了包含在光网络单元内的交换子系统的示例；
[0029]图4示出了使用能量效率控制系统的示例链路；
[0030]图5示出了本发明的处理的示例。
【具体实施方式】
[0031]下面详细讨论本发明的各种实施方式。尽管讨论了具体的实施方式，但应当理解，这样做仅为了说明目的。在本领域中的技术人员将认为在不偏离本发明的实质和范围的前提下，可以使用其他部件和配置。
[0032]在诸如以太网无源光网络(EPON)的点对多点系统中，在头端(headend)的单个光线路终端(OLT)可以被设计为与在各种端节点处的多个光网络单元(ONU)通信。也可被称为客户节点的ONU可以与其他的特定服务功能结合。例如，ONU也可以被设计为包括控制CPU、媒体转换器、客户端设备、交换机(例如，用于多住户单元(MDU)或中小型企业(SMB)型0NU)、网关等，其被配置为执行在对一个或多个用户传递网络服务中的各种特定服务功能。
[0033]在为MDU的环境中的操作配置的ONU的示例中，对多个用户中的每个的网络服务的传递可以由服务提供者单独定义。在这方面，可以由服务质量(QoS)或服务水平协议(SLA)支配对多个用户的网络服务的供应。在一个示例中，SIEPON协议可以被用于管理对多个用户的网络服务的传递的操作、管理和维护。
[0034]在本发明中，认为可以基于对网络服务供应水平的了解来配置ONU中的特定服务功能。例如，在MDU的环境中，ONU可包括交换子系统，交换子系统包括多个用户端口，供应这多个用户端口均从而基于特别定义的供应服务(例如，带宽、延迟、流量分类优先级等)的水平来传递网络服务。在一个实施方式中，从ONU的访问部分确定的供应水平可被用于配置交换子系统的操作(例如，操作频率、模块无效、能量效率控制策略操作、缓冲等)或运行在ONU的网络一侧的其它服务特定功能。
[0035]图1示出了点对多点通信网络的示例。如示出的，点对多点网络包括经由PON与多个0NU130-n通信的单个0LT110。示出的PON包括使单馈线缆能够被分成针对单个0NUsl30-n的多个分支线缆的分路器120。每个0NU130_n可以与诸如由此外的同轴线缆、绞铜线对、光纤介质、无线等网络链接支持的非-PON域连接。
[0036]这里应注意，PON域可以表示诸如由ffiEE802.3、GP0N、BP0N、XGP0N定义的EPON或由ITU-T、BIPON等定义的NGP0N。通常，PON的优点是它允许由多个网络节点共享光纤设施。在下行方向上，0LT110被配置为将包含包的帧广播至负责提取目的是该位置的特定数据包的0NU，而在上行方向上，ONU被设计为使用例如时分多址(TDMA)通信协议以避免的数据包之间的冲突的方式来传输。这里应指出，PON域也可基于诸如由同轴EPON (EPoC)系统提供的同轴布线。
[0037]图2示出了包括作为ONU的特定服务功能的一部分的交换子系统的ONU的示例。如示出的，0NU200包括线型0NU210。在应用于IEEE802.EPON的示例中，线型0NU210包括物理层装置(PHY)、PON媒体访问控制(MAC)以及扩展PON协议，其还包括低层多点控制协议(MPCP)和高层操作、管理和维护(0ΑΜ)。在应用于ITU-T GPON的另一个示例中，扩展PON协议包括低层物理层操作和维护(PLOAM)以及高层操作管理控制接口(0MCI)。通常，在提供端到端的服务时，0NU200中的扩展PON协议被设计为与OLT中的相应的扩展PON协议协作。
[0038]如示出的，0AM240经由OAM客户端220和MAC控制客户端230与线型0NU210交互。通常，0AM240经由MAC控制客户端230可以促进发现和注册、门处理以及报表生成，并且经由OAM客户端220可以促进报警、统计、供应、认证、因特网组管理协议(IGMP)/组播侦听者发现(MLD)、简单网络管理协议(SNMP)、节能和保护。
[0039]最后，MAC客户端250促进从线型0NU210至由交换子系统代表的非PON域的数据服务。如示出的，交换子系统260促进0NU200至面向客户的网络的连接。在一个应用(例如，MDU/SMB )中，面向客户的网络可以包括被设计为支持多个用户连接的多个网络接口。然后，交换子系统260可以被配置为将从由线型0NU210支持的访问接口接收的流量分配至多个网络接口，并且汇集来自多个网络接口的流量以传递至通过由0NU210支持的访问接口。
[0040]在本发明中，认为对遍历0NU200的流量的供应水平的了解可被用于配置交换子系统260的操作。这与孤立操作的交换机形成对比，并且因此，依赖交换机内的流量或活动的监测来检测或推断上行/下行网络元件的服务水平。例如，被设计为控制在交换机中产生的节能的能量效率控制策略通常基于在交换机端口中的动态流量流的监测。
[0041]在描述基于服务的供应水平配置在ONU内的交换子系统的操作的机制之前，首先参考示出了交换子系统的示例实施方式的图3。通常，交换子系统300可以表示与多端口交换机功能模块协作的任何模块或模块的集合。如示出的，交换子系统300包括交换机核心310，其促进在主机连接(例如，内部端口)、PON域接口以及多个面向网络的用户端口 1-N之间的互联。如示出的，多个用户端口 1-N中的每个可以包括MAC和PHY接口。交换子系统300也可由缓冲器320和控制330支持。
[0042]在一个实施方式中，交换子系统300还可以包括被设计为产生节能的能量效率控制策略。如上所述，能量效率控制策略可以在通过交换子系统的流量利用未达到它的最大容量时尝试节能。这里，能量效率控制协议可被用于在最大化节能的同时最小化传输性能影响。广义上，能量效率控制策略可以被设计为确定何时进入节能状态、进入什么节能状态(即，节能水平)、在该节能状态保持多久、从之前的节能状态过渡到什么节能状态等。
[0043]图4示出了包括能量效率控制策略的示例链路。如示出的,该链路支持在第一链路伙伴410和第二链路伙伴420之间的通信。在一个实施方式中，链路伙伴410可以表示交换子系统，而链路伙伴420可以表示用户装置。如示出的，链路伙伴410包括PHY412、MAC414以及主机416，而链路伙伴420包括PHY422、MAC424以及主机426。
[0044]通常，主机416和426可以包括合适的逻辑、电路和/或代码，它们可以启用将在链路上被传输的数据包的5个最高功能层的可操作性和/或功能性。由于OSI模型中的每层为紧接的更高连接层提供服务，因此MAC控制器414和424可以为主机416和426提供必要的服务以确保包被适当地格式化并分别传递至PHY412和422。MAC控制器414和424可以包括合适的逻辑、电路和/或代码，它们可以启用对数据链路层(第2层)的可操作性和/或功能性的处理。MAC控制器414和424可以被配置为实施以太网协议，例如诸如基于IEEE802.3标准的那些。PHY412和422可以被配置为处理物理层需求，其包括但不限于，包化、数据传输以及序列化/反序列化(SERDES)。
[0045]如图4进一步示出的，链路伙伴410和420还分别包括能量效率控制策略实体418和428。通常，能量效率控制策略实体418和428可以被设计为确定何时进入节能状态、进入什么样的节能状态(即，节能的水平)、在该节能状态保持多久、节能状态、从之前的节能状态过渡到什么样的节能状态等。
[0046]通常，能量效率控制策略实体418和428可以包括合适的逻辑、电路和/或代码，它们可以启用以建立和/或实施网络装置的能量效率控制策略。在各种实施方式中，能量效率控制策略实体418和428可以是例如可以在一个或多个层(包括PHY或增强的部分PHY、MAC)、交换机、控制器或主机中的其他子系统中实施的逻辑和/或功能模块，从而在一个或多个层启用能量效率控制。
[0047]在一个示例中，诸如由IEEE802.3az定义的能量有效以太网可通过使用低功率空闲模式和/或亚速率来提供显著节能。通常，当发射器进入不发送数据的沉寂周期时，可以进入低功率空闲模式。从而在链路关闭时节省功率。可以周期性地发送刷新信号以使得能够从睡眠模式启动。
[0048]亚速率可以被用于将链路速率降低至主速率的亚速率，从而使得能够降低功率。在一个示例中，该亚速率可以是零速率，其产生最大的节能。
[0049]亚速率的一个示例通过使用子集PHY技术。在该子集PHY技术中，通过将PHY转换为由父PHY的子集启用的低链路速率，可以适应低链路利用周期。在一个实施方式中，通过关闭部分父PHY以启用在较低或亚速率的操作(例如，关闭四个信道中的三个)来启用子集PHY技术。在另一个实施例中，可以通过减缓父PHY的时钟速率来启用子集PHY技术。例如，具有可以被减缓和加速频率倍数的增强内核的父PHY在低链路利用期间可以减缓10倍，然后当接收到突发数据时可以加速10倍。在10倍的这个示例中，当空闲时，IOG的增强内核可以向下转换至IG链路速率，并且当传输数据时，加速回IOG链路速率。
[0050]通常，在低链路利用期间，亚速率和低功率空闲技术涉及关闭或另外修改部分PHY。如在PHY中，也可通过使用各种形式的亚速率来实现在更高层(例如，MAC)的节能。通常，能量效率控制策略可以被设计为配置或另外修改链路伙伴的操作以启用适应网络流量的链路伙伴的有效操作。
[0051]在本发明中，认为交换子系统的配置可以受益于对传递至耦接至ONU的一个或多个用户的服务的供应水平的了解。对服务的供应水平的了解可用于调整交换子系统的操作。例如，对服务的供应水平了解可用于调整交换子系统的功率管理规则和资源协调。
[0052]为了说明本发明的特征，考虑包括24端口的IOG交换机的在MDU环境中(例如，办公楼)中的ONU的示例。在该示例中，在上行方向上的访问链路可以被设置为在只有一半的交换子系统端口耦接至具有分开和独立的SLA (例如，不同的商业用户)的用户的情况下，以IG的最高速度运行。这里，连接至客户的每个用户端口都可以具有针对专用的100M线路上行提供的供应服务水平。在这个示例情形中，交换的主体将被设计为在上行方向聚集来自12个企业用户的流量，在上行方向的聚集将不超过1.2G。也可为下行方向定义类似的供应水平。
[0053]在该供应水平的情况下，将不会达到24xlOG全双工交换机的整体容量。更明显地，交换机将仅以它的容量的大约5%运行。交换机只能尝试推断周边装置中的服务水平，交换机将不会知道施加的服务限制。然后交换机将需要假设可以利用它的全部交换容量。由于交换机将在激活状态期间以满负荷运行(即使在当前的供应水平，它的大部分容量将永远不会被使用)，这将导致严重的低效。
[0054]另一方面，如果交换机已经知道了定义的服务供应水平(其显示只有其容量的约5%可以被利用)，则交换机可以选择调整其操作以匹配网络需要。因此可以导致效率的显着改善。例如，交换机可以选择降低其工作频率，禁用交换机内的一个或多个模块或做出将交换机的处理能力有效降低至与当前服务的供应水平相称的水平的其它调整。
[0055]应理解，交换机的供应的变化可以随着时间而产生。例如，随着更多的用户到线上来，供应的端口的数量将随着聚集的流经交换机的流量水平一起增加。通过利用对实际的服务供应水平的了解，交换机可以调整它的配置/操作以适应既定的供应。再一次地，这种机制就不会取决于从实际观察到的流量做出的推断。相反，这种机制是基于OAM信息的(其通过ONU的接入部分而可用)。
[0056]在一个实施方式中，通过能量效率控制策略执行受交换子系统影响的资源管理控制。如上所述，能量效率控制策略可以被设计为监测动态流量流以识别低链路利用状态。该监测可以使能量效率控制策略能够在低链路利用期间平衡节能状态。除了该动态流量监测，能量效率控制策略也可平衡供应信息，在ONU的接入部分中的OAM模块使得该供应信息对于能量效率控制策略可用。明显地，该供应信息使能量效率控制策略能够识别可导致交换子系统内的功率管理和资源协调的流量限制。应理解，该机制将是通过由能量效率控制策略检测动态流量流作出的调整的附加。换言之，基于动态监测的调整将涉及已知的供应架构内的使用变化。
[0057]已描述ONU内部的交换子系统的操作的总体框架，现在将参考示出了本发明的处理的流程图的图5。如图所示，处理开始于从PON域接收服务供应(例如，QoS/SLA)的指示的步骤502。在一个实施方式中，通过能量效率控制策略从PON域中的OAM模块接收服务供应指示。应理解，服务供应指示的传递的特定机制取决于实现方式。例如，信息可直接通信，存储在可存取存储器或者仿形装置(profile device)中，或者另外使得对能量效率控制策略可用。在一个实施方式中，可在服务发起或者配置期间或者访问连接的主动操作期间接收服务供应指示。
[0058]基于接收的服务供应指示，然后传递给一个或者多个用户的网络服务的供应水平的确定可在步骤504中确定。在各种示例中，对于一个或者多个流量类别，该确定可以是带宽、延迟等度量。通常，该确定可被设计为开发对可用于裁剪交换子系统操作的供应的框架的理解。例如，供应带宽的确定可导致对通过交换子系统的吞吐量的最大水平的理解。在另一个示例中，供应延迟保证的确定可导致对由能量效率控制策略使用的低功率状态的启动时间的调整。
[0059]在执行供应水平的确定之后，交换子系统的操作可随后在步骤506基于确定来配置。应理解，配置的具体类型将取决于所利用的供应的具体度量。此处，认为供应水平的确定提供了最重要的框架，通过该框架，交换子系统能够了解邻近网络装置的需要。该了解使得能够在不进行推论和猜想的情况下进行裁剪操作。
[0060]此处，应当注意，无论何时出现供应中的变化，都可执行图5的流程图中所示的处理。例如，在供应新端口时或者在现有端口上的供应已改变(例如，带宽改变)时，可执行该处理。有利的是，本发明的原理使得服务供应者能够利用部署率来按比例调整的ONU的操作。
[0061]本发明的另一个实施方式可提供其上存储有机器代码和/或计算机程序的机器和/或计算机可读存储器和或介质，该机器代码和/或计算机程序具有可由机器和/或计算机执行的至少一个代码段，从而使得机器和/或计算器执行如本文所述的步骤。
[0062]通过回顾以上【具体实施方式】，本发明的这些和其他方面对本领域的技术人员将显而易见。虽然上文已描述本发明的多个显著特征，但是对阅读本公开的发明之后的本领域的普通技术人员显而易见的是，本发明能够包括其他实施方式并且能够以各种方式实施和实践，因此，以上描述不应认为排除这些其他实施方式。而且，应当理解，本文所用的措辞和术语是为了描述的目的而不应认为是限制。
【权利要求】
1.一种方法，包括: 由光网络单元中的交换子系统接收通过光线路终端传递至耦接至所述交换子系统的相应多个用户的多个网络服务的服务质量或者服务水平协议的指示，其中，所述多个网络服务由所述光线路终端经由光网络线缆传递至所述光网络单元中的光接口 ；以及 基于所接收的所述服务质量或者服务水平协议的指示配置所述交换子系统的操作。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所接收的指示提供用户的带宽量的指示。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所接收的指示提供用户的延迟水平的指示。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所接收的指示提供传递给用户的流量类别的服务质量的指示。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述配置包括配置所述交换子系统的操作的频率。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述配置包括配置能量效率控制策略，所述能量效率控制策略被配置为控制所述交换子系统内部产生的节能。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述配置包括配置针对所述交换子系统的一部分的低功率状态的启动时间。
8.根据权利要求6所述的方法，其中，所述配置包括配置由所述交换子系统使用的缓冲量。
9.一种方法，包括: 确定传递给耦接至光网络单元中的交换子系统的用户的网络服务的供应水平，其中，所述服务由光线路终端经由光纤线缆传递给所述光网络单元中的光接口 ；以及基于所确定的供应水平配置所述交换子系统的操作。
10.一种网络单元，包括: 访问接口，经由点到多点的线缆分布系统耦接至线路终端； 多个网络接口，被配置为耦接至多个用户装置；交换子系统，被配置为将在所述访问接口上接收的来自所述线路终端的流量传递至所述多个网络接口，以便传递至所述多个用户装置，其中，根据为所述多个网络接口中的每一个定义的服务的供应水平来执行对所述多个网络接口中的每一个的流量的所述传递；以及控制器，被设计为基于对所述多个网络接口的服务的所述供应水平来配置所述交换子系统的操作。
【文档编号】H04L12/24GK103780424SQ201310508684
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2013年10月24日 优先权日:2012年10月24日
【发明者】瓦埃勒·迪亚卜, 瑞安·希思, 洛厄尔·兰姆, 格伦·克雷默 申请人:美国博通公司