专利名称：具有共享组件的光网络终端设备和无源光网络系统的制作方法
技术领域：
在此进行的公开一般地涉及无源光网络，并且更特别地涉及光网络终端设备。
背景技术：
无源光网络(PON)系统实现了对光纤的共享使用，以便在中心局与服务用户站点之间提供诸如数据、语音和视频之类的服务。由于PON系统设施中包括的许多设备的紧凑尺寸和无源性质，PON系统的配置和操作都相对便宜。例如，PON系统中使光纤散开到服务用户的无源分光器相对较小，不使用电子元件并且不需要电源。
目前的和新兴的PON系统提供了能够传送高需求服务(high-demand service)组合的具有成本效率的端到端解决方案。这些目前的和新兴的PON系统的具体示例包括宽带PON(BPON)、以太网PON(EPON)和吉比特PON(GPON)。通过这些PON系统可以提供的服务示例包括各种类型的电话服务、数据传输服务和视频服务。可以将用于这些服务的信号以光通信的方式从中心局(CO)或头端(HE)传送到服务用户站点处的光网络终端单元(ONT)。将ONT配置为提供光网络终端的功能性，并且在有些实现中还将其配置为提供传统网络接口装置的功能性。
传统的双向PON解决方案(例如根据国际电联(ITU)的G.983标准、ITU的G.984标准以及电气和电子工程师协会(IEEE)的802.3ah标准)规定了从服务源展开的骨干光纤。CO处的光线路终端(OLT)就是这种服务源的一个示例。骨干光纤延伸到分配点，在分配点处典型地采用分光器来连接骨干光纤与多个ONT之间的分支光纤。在这种传统的布置中，每一个ONT都包括各自的用于实现关于由各个分支光纤传送的信号的接口功能性的光前端组件。
众所周知，传统的PON系统中分光器和包括各自的光前端组件的ONT的布置表现出很多缺点。例如，骨干光纤的远端的大量光组件会不利地影响可靠性。传统的PON系统中通过接口与ONT相连所需的光组件(例如分光器和ONT的光前端组件)的数量与正接受服务的ONT的数量成正比，从而增加了潜在的故障时间以及对服务调用的需求。另一个缺点是与实现和维护通过接口与ONT相连所需的这些光组件相关联的固有成本。与可靠性类似，传统的PON系统中通过接口与ONT相连所需的光组件数量直接影响配置费用和维护费用。如前所述，传统PON系统中的每个ONT都包括各自的用于实现关于由各个分支光纤传送的信号的接口功能性的光前端组件，从而直接影响了配置费用和维护费用。
因此，以一种克服与PON系统中的传统ONT相关联的缺点的方式来实现光信号的传输将是新颖的、有利的和有用的。
发明内容
根据本发明公开的用于无源光网络的传输系统的一个实施例包括共享光传输设备、共享电接口设备和多个传输会聚终端单元。将共享光传输设备配置为通过光纤耦合到光线路终端单元。共享电接口设备耦合到共享光传输设备。多个传输会聚终端单元耦合到共享电接口设备。将每一个传输会聚终端单元配置为选择性地控制共享电接口设备以实现双向信号传输。
根据本发明公开用于实现无源光网络中的信号传输的方法的一个实施例包括操作将下行信号(downstream signal)导向指定的用户装置接口，并选择性地控制共享电接口设备的上行传输部分。响应于从共享电接口设备的下行传输部分接收到下行信号，执行引导下行信号的操作。以一种通过共享光传输设备实现上行信号传输的方式执行用于选择性地控制共享电接口设备的上行传输部分的操作。
根据本发明公开用于无源光网络的传输系统的另一个实施例包括配置为实现传输会聚功能性的至少一个数据处理装置，可由至少一个数据处理装置处理的指令，以及至少一个数据处理装置可以从中访问这些指令的设备。此外，将这些指令配置为使得至少一个数据处理装置能够实现将下行信号导向指定的用户装置接口并选择性地控制共享电接口装置的上行传输部分。响应于从共享电接口设备的下行传输部分接收到下行信号，执行引导下行信号的操作。以一种通过共享光传输设备实现上行信号传输的方式执行用于选择性地控制共享电接口设备的上行传输部分的操作。
相应地，本发明公开的主要目的是以一种克服与PON系统中传统ONT相关联的缺点的方式来实现光信号的分送。具体而言，由于根据本发明公开的系统和方法的实施例不包括骨干光纤远端的大量光组件，所以这些系统和方法的实施例提供了增强的可靠性。通过省略骨干光纤远端的那些大量的光组件，相应地减少了潜在的故障时间以及对服务调用的需求。此外，根据本发明公开的系统和方法的实施例提供了关于实现和维护通过接口与ONT相连所需的光组件的改善的成本效率。因此，根据本发明公开的系统和方法的实施例对于PON系统中的传统ONT来说是有利的、新颖的和有用的。
现在转向本发明公开的具体实施例，在根据本发明公开的系统的至少一个实施例中，共享电接口设备包括耦合在共享光传输设备与每一个所述传输会聚终端单元之间的缓冲装置，从而能够将下行信号广播到多个ONT。
在根据本发明公开的系统的至少一个实施例中，共享电接口设备包括耦合在共享光传输设备与每一个传输会聚终端单元之间的电复用装置，从而能够合并来自多个ONT的上行信号。
在根据本发明公开的系统的至少一个实施例中，每一个传输会聚终端单元都包括配置为实现对共享电接口设备的选择性控制的控制逻辑。
在根据本发明公开的系统的至少一个实施例中，共享电接口设备的缓冲装置包括1N型缓冲器。
在根据本发明公开的系统的至少一个实施例中，共享光传输设备包括光复用装置，耦合在光复用装置与共享电接口设备之间用于实现上行传输功能性的激光驱动器，以及耦合在光复用装置与缓冲装置之间用于实现下行传输功能性的时钟和数据恢复装置。
在根据本发明公开的系统的至少一个实施例中，每一个传输会聚终端单元都包括多个用户装置接口，并且每一个传输会聚终端单元都包括控制逻辑，其配置为实现对共享电接口设备的选择性控制以选择性地实现共享电接口设备与每一个用户装置接口之间的信息传输。
在根据本发明公开的系统的至少一个实施例中，提供用于对来自共享电接口设备的下行传输部分的下行信号进行广播以便由多个传输会聚终端单元接收的操作，从而实现将下行信号传送到相应的一个传输会聚终端单元的指定用户装置接口。
在根据本发明公开的系统的至少一个实施例中，选择性地控制共享电接口设备的上行部分包括选择性地控制共享电接口设备的电复用装置以实现对上行激光驱动器装置的选择性控制访问在根据本发明公开的系统的至少一个实施例中，电复用装置是区分优先次序型(prioritizing-type)的复用装置，并且选择性地控制共享电接口设备的上行部分包括以区分优先次序的方式执行对耦合到电复用装置并配置为控制电复用装置的多个设备的选择性控制。
通过进一步研究以下说明和附图，本发明公开的这些和其他的目的与实施例将变得相当明显。
图1描述了根据本发明公开用于无源光网络(PON)的传输系统的实施例；图2描述了根据本发明公开配置为在无源光网络中实现信号传输的方法的实施例。
具体实施例方式
图1描述了根据本发明公开用于无源光网络(PON)的传输系统100的实施例。传输系统100通过光纤连接到光线路终端单元101，从而在这两者之间实现信号传输。传输系统100包括多个光网络终端单元102，一个共享电接口设备104和一个共享光传输设备106。共享电接口设备104连接在共享光传输设备106与每一个光网络终端单元102之间。
应当理解，在图1中，直线表示一般的信号流。但是，这些直线并非意在描述某一特定类型的信令方法。例如，可以采用点到点的信令方法或共享总线信令方法。由于与采用共享总线来得到优选的信令速率相关联的复杂度，应优选地采用点到点的信令方法。
每一个光网络终端单元102都包括多个用户装置接口108和一个PON传输会聚终端单元110。每个光网络终端单元102的用户装置接口108都连接到各个光网络终端单元102的PON传输会聚终端单元110。特定光网络终端单元102的每一个用户装置接口108都以实现两者之间的双向信号传输(即上行信号传输和下行信号传输)的方式连接到各个PON传输会聚终端单元110。
共享电接口设备104包括缓冲装置112和电复用装置114。缓冲装置112以实现两者之间(即从缓冲装置112到任一光网络终端单元102)的下行信号传输的方式连接到每一个光网络终端单元102的PON传输会聚终端单元110。电复用装置114以实现两者之间(即从任一光网络终端单元102到电复用装置114)的上行信号传输的方式连接到每一个光网络终端单元102的PON传输会聚终端单元110。缓冲装置112和电复用装置114分别是根据本发明公开的共享电接口设备的下行传输部分和上行传输部分的实施例。
共享光传输设备106包括光复用装置116、时钟和数据恢复装置118、激光驱动器装置120和视频放大装置122。光复用装置116是配置为合并和/或分离至少三个不同波长的光信号的光装置的实施例。时钟和数据恢复装置118实现了从光信号中提取和重构时钟和数据信息的过程。突发模式激光驱动器是激光驱动器装置120的实施例。因此，共享光传输设备106是根据本发明公开的共享光前端的实施例。
如图1所示，光复用装置116优选地是光三路复用(opticaltriplexing)装置(即配置为合并和/或分离三个不同的光信号)。在其他实施例中(没有明确示出)，其中省略了视频放大装置122，光复用装置116可以是光双路复用装置(即配置为合并和/或分离两个不同的光信号)。
时钟和数据恢复装置118连接在缓冲装置112与光复用装置116之间，用于实现两者之间的交互。激光驱动器装置120连接在电复用装置114与光复用装置116之间。视频驱动器122连接到光复用装置116，用于实现从传输系统100中输出放大的视频信号。
有利的是，传输系统100共享传统上包括在每一个光网络终端单元102中的前端光组件。在这种方式中，光网络终端单元102是根据本发明公开的电光网络终端单元的实施例。这种电光网络终端单元没有传统的光模块组件，例如用于实现由光复用装置116、时钟和数据恢复装置118、激光驱动器装置120和视频放大装置122提供的光信号传输功能性的组件。
在基于国际电联的G.983标准的PON(即ITU G.983PON体系结构)的传统配置中，光纤设备是ITU G.983PON体系结构中的共享媒介。但是，通过将这种共享媒介拓展为包括电学领域(electricaldomain)的部分，根据本发明公开的传输系统有利地将G.983中所采用的共享机制(例如测距、授权、时隙)扩展到了电学领域中。因此，根据本发明公开的传输系统的实施例可以跨多个协同定位(co-located)的光网络终端单元和/或服务于多个用户的一个单独的光网络终端单元共享成本相对较高的光模块组件(例如光复用装置116、时钟和数据恢复装置118、激光驱动器装置120和视频放大装置122)。通过利用相同的授权和上行时隙传输技术，本地PON TC终端单元可以出现在OLT的光学领域(optical domain)中。此外，根据本发明公开的传输系统有利地考虑到了提供与添加附加的电光网络终端单元相关联的多种服务能力时的灵活性。
与根据本发明公开的电光网络终端单元相对比，传统光网络终端单元包括用于实现由电复用装置116、时钟和数据恢复装置118、激光驱动器装置120和视频放大装置122提供的光信号传输功能性的组件。在传统光网络终端单元的至少一个实施例中，这种传统光网络终端单元包括光复用装置、时钟和数据恢复装置、激光驱动器装置和视频放大装置。这些光模块组件典型地占用了这种传统光网络终端单元的成本的至少大约30％到40％。因此，通过根据本发明公开来共享这些组件，可以显著减少光网络终端单元的成本，同时还通过更少的组件增强了光网络终端单元的可靠性。
将每个光网络终端单元102的PON传输会聚终端单元110和共享电接口设备104共同配置为使得光网络终端单元102可以通过共享光传输设备106实现信号传输。具体而言，每个光网络终端单元102的PON传输会聚终端单元110都包括用于与缓冲装置112和电复用装置114进行交互的控制逻辑，用于通过共享光传输设备106实现上行信号传输和下行信号传输。优选为区分优先次序型的复用装置的电复用装置114和控制逻辑使得多个光网络终端单元102可以单独地和选择性地控制共享光传输设备106以便实现光上行信号的传输。优选为1N型缓冲装置的缓冲装置112实现了对下行信号的广播以便使所有的光网络终端单元102共享下行信号的内容。在这种方式中，通过共享电接口104的组件提供的功能性和由PON传输会聚终端单元提供的功能性以一种克服与PON系统中的传统ONT相关联的缺点的新颖的、有利的和有用的方式来实现光信号的分送。
图2描述了根据本发明公开配置为在无源光网络中实现信号传输的方法200的实施例。方法200实现了上行信号传输和下行信号传输。参考图1，上述传输系统100是根据本发明公开配置为能够执行方法200的传输系统的一个实施例。
在根据方法200实现下行信号传输时，在共享光传输设备中执行操作205以便接收光下行信号。在接收到光下行信号之后，在共享光传输设备中执行操作210以便将光下行信号转换为电下行信号，接着在共享电接口设备的下行传输部分中执行操作215以便将电下行信号广播到至少一个光网络终端单元的PON传输会聚终端单元。在PON传输会聚终端单元中，执行操作220以便接收所广播的电下行信号，接着执行操作225以便将所广播的电下行信号导向指定的用户装置接口。在至少一个实施例中，用于将所广播的电下行信号导向指定的用户装置接口的操作225包括确定指定的用户装置接口。
在根据方法200实现上行信号传输时，在PON传输会聚终端单元中执行操作230以便通过与该PON传输会聚终端单元相关联的用户装置接口接收上行电信号。在接收到该上行电信号之后，在PON传输会聚终端单元中执行操作235以便选择性地控制共享电接口设备的上行传输部分，并由共享电接口设备的上行传输部分相应地执行操作240以便将该电上行信号与其他电上行信号进行复用。然后，在共享光传输设备中执行操作245以便发送对应于该上行电信号的光上行信号。
现在涉及计算机可读介质，通过其上具有用于执行在此公开的信号传输功能性的指令的计算机可读介质来实际体现用于执行这些功能性方法、过程和/或操作。在一个特定实施例中，切实地实施所述指令以便执行以上公开的方法200以通过共享光和电前端组件实现信号传输。一个或多个数据处理器(例如PON传输会聚终端单元的逻辑电路)可以从存储设备(例如RAM、ROM、虚拟存储器、硬盘驱动存储器等)中、从数据处理系统的驱动单元可读的设备(例如磁盘、压缩光盘、磁带等)中或从两者中访问这些指令。因此，根据本发明公开的计算机可读介质包括其上存储了适用于执行根据本发明公开的信号传输功能性的计算机程序(即一组指令)的压缩光盘、硬盘驱动器、RAM或其他类型的存储设备。
在前面的详细描述中，参考了形成该描述的一部分的附图，其中通过图示示出了可以实现本发明的特定实施例。上面已经充分详细地描述了这些实施例以及其某些变型，以便本领域的普通技术人员可以实现本发明。应当理解，在不偏离本发明的本质或范围的情况下，可以采用其他适合的实施例，并且可以进行逻辑的、机械的和电学的改变。例如，在不偏离本发明的本质或范围的情况下，可以以任何方式对图中示出的功能块进行进一步的合并或分离。为了避免不必要的细节，本说明书省略了本领域的普通技术人员公知的某些信息。因此，以上的详细说明并非意在限于在此提出的特定形式，相反，其意在覆盖可以合理地包括在所附权利要求的本质和范围内的那些变更、修改以及等效形式。
权利要求
1.一种用于无源光网络的传输系统，包括共享光传输设备，其配置为通过光纤耦合到光线路终端单元；共享电接口设备，其耦合到所述共享光传输设备；以及多个传输会聚终端单元，其耦合到所述共享电接口设备，其中将每一个所述传输会聚终端单元配置为选择性地控制所述共享电接口设备以实现双向信号传输。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述共享电接口设备包括缓冲装置，其耦合在所述共享光传输设备与每一个所述传输会聚终端单元之间；以及电复用装置，其耦合在所述共享光传输设备与每一个所述传输会聚终端单元之间。
3.根据权利要求2所述的系统，其中所述共享光传输设备包括光复用装置；激光驱动器，其耦合在所述光复用装置与所述共享电接口设备之间，用于实现上行传输功能性；以及时钟和数据恢复装置，其耦合在所述光复用装置与所述共享电接口设备之间，用于实现下行传输功能性。
4.根据权利要求1所述的系统，其中每一个所述传输会聚终端单元包括多个用户装置接口；并且每一个所述传输会聚终端单元包括控制逻辑，其配置为实现所述共享电接口设备的选择性控制以选择性地在所述共享电接口设备与每一个所述用户装置接口之间实现信息传输。
5.根据权利要求1所述的系统，其中所述共享电接口设备包括耦合在所述共享光传输设备与每一个所述传输会聚终端单元之间的1:N型缓冲装置，以及耦合在所述共享光传输设备与每一个所述传输会聚终端单元之间的电复用装置；每一个所述传输会聚终端单元都包括配置为实现所述共享电接口设备的选择性控制的控制逻辑；所述共享光传输设备包括光复用装置，耦合在所述光复用装置与所述共享电接口设备之间用于实现上行传输功能性的激光驱动器，以及耦合在所述光复用装置与所述共享电接口设备之间用于实现下行传输功能性的时钟和数据恢复装置；每一个所述传输会聚终端单元包括多个用户装置接口；并且每一个所述传输会聚终端单元都包括控制逻辑，其配置为实现所述共享电接口设备的选择性控制以选择性地在所述共享电接口设备与每一个所述用户装置接口之间实现信息传输。
6.一种在无源光网络中实现信号传输的方法，包括响应于从共享电接口设备的下行传输部分中接收到下行信号，将下行信号导向指定的用户装置接口；以及选择性地控制所述共享电接口设备的上行传输部分，以便通过共享光传输设备实现上行信号传输。
7.根据权利要求6所述的方法，还包括对来自所述共享电接口设备的所述下行传输部分的下行信号进行广播以便由多个传输会聚终端单元接收，从而实现将下行信号传送到相应的一个所述传输会聚终端单元的指定用户装置接口。
8.根据权利要求6所述的方法，其中所述上行传输部分包括电复用装置；所述共享光传输设备包括上行激光驱动器；并且所述选择性地控制所述共享电接口设备的所述上行部分包括选择性地控制所述电复用装置，从而选择性地控制对所述上行激光驱动器的访问。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述电复用装置是区分优先次序型的复用装置；并且所述选择性地控制所述共享电接口设备的所述上行部分包括以区分优先次序的方式执行对耦合到所述电复用装置并配置为控制所述电复用装置的多个设备的所述选择性控制。
10.根据权利要求6所述的方法，还包括对来自所述共享电接口设备的区分优先次序型缓冲器的下行信号进行广播以便由多个传输会聚终端单元接收，从而实现将下行信号传送到相应的一个所述传输会聚终端单元的指定用户装置接口；其中所述上行传输部分包括电复用装置；其中所述共享光传输设备包括上行激光驱动器；其中所述选择性地控制所述共享电接口设备的所述上行传输部分包括选择性地控制所述电复用装置，从而选择性地控制对所述上行激光驱动器的访问；并且其中所述选择性地控制所述共享电接口设备的所述上行传输部分包括以区分优先次序的方式执行对耦合到所述电复用装置并配置为控制所述电复用装置的多个设备的选择性控制。
全文摘要
一种用于无源光网络的传输系统，包括共享光传输设备、共享电接口设备和多个传输会聚终端单元。将共享光传输设备配置为通过光纤耦合到光线路终端单元。共享电接口设备耦合到共享光传输设备。多个传输会聚终端单元耦合到共享电接口设备。将每一个传输会聚终端单元配置为选择性地控制共享电接口设备。
文档编号H04N7/22GK1777067SQ200510123239
公开日2006年5月24日 申请日期2005年11月15日 优先权日2004年11月16日
发明者乔纳森·赫夫曼, 雷·蒂勒尔, 哈尔·索恩, 德克·科萨斯, 杜安·雷明, 戴维·埃克阿德, 特拉维斯·伦茨 申请人:阿尔卡特公司