专利名称：Pon系统、用于pon系统的光网络单元及其发送控制方法
技术领域：
本发明涉及PON(无源光网络)系统、PON系统中所包括的光网络单元和由该光网络单元执行的用于上行发送的发送控制方法。
背景技术：
已经实现了 PON系统，该PON系统包括光线路终端；光纤网络，该光纤网络形成其中光耦合器将连接到光线路终端的光纤分为多条光纤的构造；以及光网络单元，该光网络单元连接到分割的光纤的各个端部。在PON系统中的光线路终端以时分方式动态地向多个光网络单元分配上行方向上的带宽，以防止上行信号干扰。具体地，该光线路终端预先从每个光网络单元接收用于指定要在上行方向上发出的数据量的带宽请求(报告也称为请求)的控制巾贞，基于在每个报告中指定的数据量(请求值)来确定要对每个光网络单元分配的带宽，并且提供允许发送的带宽的通知(授权)。因为每个授权包括发送开始时间和允许发送长度(与时间段相对应的值)，所以每个光网络单元可以在对应的授权中指定的预定时间段期间在上行方向上发出预定的数据量(例如，参见专利文献1)每个授权包括被称为标记字段的数据区(在图3B中的“授权/标记的数目”)。标记字段是光网络单元通过其识别由光线路终端发送的选通(gate)帧的类型的标识符。当光线路终端希望光网络单元发送报告时，光线路终端在标记字段中设置除了 0 之外的预定值。这样的强制报告发送的标记字段被称为“强制报告”。同时，符合IEEE802. 3av的10G-EP0N系统采用一种方案，其中，通过前向纠错 (FEC)编码技术来补偿由于在通信速度上的增大而导致变得不足的链路预算。每个光网络单元使用FEC帧来执行对光线路终端的上行发送，每个FEC帧包括作为可变长度帧的以太网(Ethernet)( “以太网”是注册商标，以下同上)帧。在FEC帧中，通过被称为FEC码字(以下，该单位可以被缩写为“FCW”)的单位数据量来确定所发送的数据量(参见非专利文献1)。图11是包括上述FEC帧的光突发信号的原理图。如图11中所示，光突发信号不仅包括由通过对用户数据进行编码所获得的多个 FCW构成的FEC数据(在图11中的“FEC保护(N个FEC码字)”)，而且还被添加有开销，诸如用于激光通断(在图11中的“激光通”和“激光断”)所需要的时间、同步所需的同步时间(在图11中的“同步模式”)和EOB(突发结束)。FEC数据由N(自然数)个FEC码字构成，并且对每个FEC码字的最后一部分添加奇偶校验比特。将27个66比特的块分配给每个FEC码字的实际数据部分，并且将因特网帧存储在实际数据部分中。另外，将四个66比特块分配给每个FEC码字的奇偶校验部分。因此， 一个FEC码字的数据长度是2046 (66 X 31)比特。
引用列表专利文献专利文献1 日本公开专利特开No. 2004-129172专利文献2 日本公开 专利特开No. 2007-243770 (图6和图7)非专利文献非专利文献1 JEEE 802.3 10G-EP0N Task Force, ppl30-132
发明内容
技术问题当所发送的数据量的单位是FEC码字时，如在上述的10G-EP0N系统中，即使光线路终端授权了比一个FEC码字更小的分配量，光网络单元也不能发送帧。因此，即使当光线路终端希望光网络单元发送比一个FEC码字(一个FCW)更小的数据时，例如，当光线路终端希望光网络单元通过作为强制报告的授权来仅发送报告时，光线路终端总是需要生成用于指定与一个FCW相对应的分配量的授权。同样，在存在其中光线路终端希望光网络单元仅发送报告的情况(以下称为第一情况)的同时，还存在下述情况，其中，为了改善上行方向上的带宽效率，光线路终端希望光网络单元发送其中报告和用户数据被连接的上行帧(以下称为第二情况)。然而，因为在授权中没有指定在第一情况和第二情况之间的区别，所以已经接收到作为强制报告的授权的光网络单元不能在第一情况和第二情况之间进行区分。由于这一点，例如，当光线路终端用一个FCW的分配量通知作为强制报告的授权以允许光网络单元仅发送报告时，光网络单元可以执行超过与小于或等于一个FCW的范围内的报告相对应的量的数据量的上行发送。当光网络单元因此使用被分配仅发送报告的带宽来发送超过与报告相对应的量的数据量时，例如如下所示的关于在光线路终端侧的带宽控制的不方便被关注。具体地，从每个光网络单元发送的数据量变得与由执行预定动态带宽分配的光线路终端所生成的授权不一致。因此，光线路终端变得不确定对用户数据分配多少带宽，引起在光线路终端的带宽控制的精度上的劣化的问题。根据上述的传统问题，本发明的目的是提供一种光网络单元、一种PON系统和一种用于光网络单元的发送控制方法，该光网络单元能够通过防止光网络单元执行光线路终端没有预期的数据量的上行发送来改善光线路终端的带宽控制的精度。对问题的解决方案根据本发明的一个方面，提供了一种PON系统中的光网络单元，所述光网络单元能够通过无源分光节点来执行与光线路终端的双向光通信，并且执行针对所述光线路终端的FEC帧的上行发送，所述FEC帧包括可变长度帧，并且所述光网络单元包括授权处理单元，所述授权处理单元确定在授权中指定的分配量是否是所述FEC帧的一个单位的数据量，所述授权是报告请求；以及帧发送单元，如果所述确定的结果是肯定的，则所述帧发送单元向所述光线路终端仅发送报告。根据本发明的光网络单元，授权处理单元确定在作为报告请求的授权(强制报告)中指定的分配量是否是FEC帧的一个单位的数据量(一个FCW)，并且如果确定结果是肯定的，则帧发送单元向光线路终端仅发送报告。因此，响应于作为报告请求的授权，光网络单元不执行超过与报告相对应的量的数据量的上行发送。 因此，可以防止光网络单元执行光线路终端没有预期的数据量的上行发送，使得能够抑制由于所述光线路终端接收未预期的数据量所引起的带宽控制上的混乱。同时，通过提取在上行队列中累积的数据量，由光网络单元在报告中指定的请求值通常被确定为小于或等于预设阈值。因此，当不考虑FEC帧的单位数据量(FCW)的大小来设置阈值时，在其中无法执行数据发送的空白时间在由光线路终端授权的分配带宽中可能变大，这可能使得带宽效率劣化。在上述方面中，所述光网络单元进一步包括阈值设置单元，所述阈值设置单元将阈值设置为与可以被包括在自然数个FEC帧中的实际数据量相对应的值；以及请求处理单元，所述请求处理单元将与小于或等于并且最接近所述设置的阈值的、可变长度帧中的一个的分界相对应的数据量设置为在所述报告中指定的请求值。在该情况下，因为阈值被设置为与可以被包括在自然数个FEC帧中的实际数据量相对应的值，所以在由光线路终端确定的分配带宽中的不能执行数据发送的空白时间变得很小，使得能够改善带宽效率。注意，上述“与实际数据量相对应的值”不仅指其中该值与实际数据量精确匹配的情况，而且可以大于可以被包括在自然数个FEC帧中的实际数据量。然而，该值与该数据量越接近，在带宽效率上的改善的效果就越大。同时，还公知的是，使用“多请求方案”(其中光线路终端通过选择在一个报告中指定的多个请求值中的任何一个来执行带宽分配的方案)来执行带宽控制的PON系统，将在下面的实施例中描述该PON系统。在光网络单元支持多请求方案的情况下，请求处理单元可以在报告中设置多个请求值，包括优先请求值，该优先请求值指示在优先级的基础上被分配带宽的最大延迟保证的数据量。在光网络单元支持所述多请求方案的情况下，优选的是，所述授权处理单元确定在所述授权中指定的所述分配量是否大于或等于所述FEC帧的两个单位的数据量，并且大于或等于用于发送与所述报告和所述优先请求值两者相对应的数据量所需要的带宽，所述授权是报告请求，并且如果所述确定的结果是肯定的，则所述帧发送单元向所述光线路终端发送与所述报告和所述优先请求值相对应的数据量。在该情况下，授权处理单元确定作为报告请求的授权中所指定的分配量是否大于或等于FEC帧的两个单位的数据量(两个FCW)，并且大于或等于用于发送与报告和优先请求值两者相对应的数据量所需要的带宽。如果确定结果是肯定的，则帧发送单元向光线路终端发送与报告和所述优先请求值相对应的数据量。因此，当光线路终端具有通过作为报告请求的授权来允许光网络单元发送用户数据的意图时，光网络单元可以响应于该意图来执行用户数据的上行发送。在多请求方案的动态带宽分配中，即使通过采用优先请求值来向光网络单元提供授权，当在授权中的分配量是允许发送比由优先请求值报告更大的数据量的量时，光网络单元可能在没有允许的情况下执行超过优先请求值的数据量的上行发送。在该情况下，光网络单元也执行光线路终端没有预期的数据量的上行发送。
因此，优选的是，在本发明的所述光网络单元中，所述授权处理单元确定在授权中指定的分配量是否是与所述优先请求值相对应的量，所述授权不是报告请求，并且如果所述确定的结果是肯定的，则所述帧发送单元向所述光线路终端发送仅与所述优先请求值相对应的数据量。 在该情况下，授权处理单元确定在不是报告请求的授权中指定的分配量是否是与优先请求值相对应的量。如果确定结果是肯定的，则帧发送单元向光线路终端发送仅与优先请求值相对应的数据量。因此，响应于不是报告请求的授权，光网络单元不执行超过与优先请求值相对应的量的数据量的上行发送。因此，当执行多请求方案的动态带宽分配时，可以防止光网络单元执行光线路终端没有预期的数据量的上行发送，使得能够抑制由光线路终端接收没有预期的数据量所引起的带宽控制上的混乱。根据本发明的另一个方面，提供了一种PON系统，包括光线路终端；以及多个光网络单元，所述多个光网络单元用于通过无源分光节点执行与所述光线路终端的双向光通信，所述光网络单元的每一个均执行针对所述光线路终端的FEC帧的上行发送，所述FEC帧包括可变长度帧，其中，当所述光网络单元中的任何一个接收到授权，并且在所述授权中指定的分配量是所述FEC帧的一个单位的数据量时，所述光网络单元向所述光线路终端仅发送报告，所述授权是报告请求。根据本发明的另一个方面，提供了一种用于光网络单元的发送控制方法，当通过无源分光节点执行与所述光线路终端的双向光通信的所述光网络单元基于从所述光线路终端接收到的授权来执行包括可变长度帧的FEC帧的上行发送时执行所述发送控制方法， 所述发送控制方法包括当在所述授权中指定的分配量是所述FEC帧的一个单位的数据量时，允许所述光网络单元仅发送报告，所述授权是报告请求。本发明的PON系统是包括本发明的上述光网络单元的PON系统，并且提供与由所述光网络单元提供的那些相同的功能和效果。另外，本发明的发送控制方法是由本发明的上述光网络单元执行的发送控制方法，并且提供与由光网络单元提供的那些相同的功能和效果。本发明的有益效果如上所述，根据本发明，可以预先防止光网络单元执行光线路终端没有预期的数据量的上行发送。因此，抑制了由于光线路终端接收没有预期的数据量所引起的带宽控制上的混乱，使得能够改善由光线路终端进行的带宽控制的精度。
图1是示出根据本发明的实施例的PON系统的示例的示意性构造图。图2是示出光线路终端的内部功能的框图。图3是示出报告和授权的示例性帧构造的示图。图4是示出在光线路终端和光网络单元中的任何一个之间执行的过程的流程的示图。图5是示出一般的集中型的DBA的时序图。图6是示出光网络单元的内部功能的框图。
图7是示出由授权处理单元执行的处理的细节的流程图。图8是示出在上行帧队列中的数据累积状态的原理图。图9是在光网络单元的上行队列状态和光突发信号之间的对应关系图。图10是在光网络单元的上行队列状态和光突发信号之间的对应关系图。
图11是包括FEC帧的光突发信号的原理图。
具体实施例方式[系统的整体构造]图1是示出根据本发明的实施例的PON系统的示例的示意性构造图。在图1中，光线路终端1被安装为多个光网络单元2至4的中心站，而且光网络单元2至4分别被安装在PON系统订户的家中。连接到光线路终端1的单个光纤5与由作为无源分光节点的光耦合器6分割的多个光纤(分支线)7至9 一起形成光纤网络。光网络单元2至4被连接到分割的光纤7至 9的各个端部。将光线路终端1连接到上层网络11，并且将光网络单元2至4连接到它们各自的用户网络12至14。注意，虽然图1示出了三个光网络单元2至4，但是有可能，例如，通过单个光耦合器6获得32个分割的光纤来连接32个光网络单元。还注意，虽然在图1中所示的连接示例中仅使用一个光耦合器6，但是通过纵向部署具有小分割数目的多个光耦合器，在广域中分布的光网络单元也可以利用短的光纤被连接到光线路终端1。在图1中所示的PON系统是符合IEEE802. 3av的10G-EP0N系统。在光网络单元 2至4的每一个中，在上行方向上对光线路终端1的最高传输速率是lOGbps。因此，基本上根据10G-EP0N通信系统来执行由光线路终端1对光网络单元2至4 执行的接入控制。具体地，光网络单元2至4中的每一个以2字节为单位在报告R(由光网络单元2 进行带宽请求所使用的控制帧也称为“请求”)中指定该单元希望执行对光线路终端1的上行发送的数据量(请求值)。基于报告R，光线路终端1执行预定的带宽分配，并且以2 字节为单位在授权G(由光线路终端1用于提供发送许可的控制帧)中指定作为分配结果的允许发送长度和发送开始时间。另外，通过PON计数器(未示出)来表示光线路终端1和光网络单元2至4的时亥|J，该PON计数器每预定时间单位(TQ 时间量=16ns)递增一次，并且在系统中实现同步。而且，本实施例的PON系统采用多请求方案，其中，例如，光网络单元2至4中的每一个在一个报告R中指定多个请求值Rl和R2 (其可以是三个或更多的值)，该多个请求值包括具有上限(优先请求值Rl)的缓冲量，以支持诸如IP电话的、需要低延迟的通信服务， 并且光线路终端1通过选择请求值Rl和R2中的任何一个来执行带宽分配。因此，分别对光网络单元2至4设置用于确定优先请求值Rl的阈值Th( = THRl 至THR3)(参见图6)。[光线路终端的构造]图2是示出本实施例的光线路终端1的内部功能的框图。
在图2中，针对从上层网络11至光网络单元2至4的下行信号处理，光线路终端 1包括接收单元101，该接收单元101从上层网络11接收信号；缓冲器102，该缓冲器102 临时存储接收到的信号；以及发送单元103，该发送单元103向光网络单元2至4发送临时存储在缓冲器102中的信号。另外，针对从光网络单元2至4到上层网络11的上行信号处理，光线路终端1包括接收单元104，该接收单元104接收来自光网络单元2至4的信号；缓冲器105，该缓冲器105临时存储接收到的信号；以及发送单元106，该发送单元106向上层网络11发送临时存储在缓冲器105中的信号。光线路终端1进一步包括动态带宽分配单元107，动态带宽分配单元107对于由光线路终端1管理的光网络单元2至4动态地执行带宽分配。动态带宽分配单元107包括请求接收单元108、计算单元109、分配执行单元110、 授权发送单元112和存储单元113。存储单元113将光网络单元2至4的最小保证带宽(在图1的示例中为Bi、B2和B3)和最大延迟保证带宽(在图1的示例中为LBl、LB2和LB3) 存储在预定的参考表中。图3A是示出由光网络单元2至4发送的报告R的示例性帧构造的示图，并且图3B 是示出由光线路终端1发送的授权G的示例性帧构造的示图。如图3A中所示，在光网络单元2至4的报告R中，存在在一个报告R中对其进行带宽请求的两种类型(在本实施例中为“队列集合的数目”)的数据量(请求值Rl和R2)， 并且由以16ns为单位的数值来表示每个类型。在该两个类型的请求值Rl和R2中，在本实施例中，第二请求值R2用于指定其中 MAC帧(以太网帧)没有被分割的最大数据量，其中在一个授权周期中被允许用于上行发送的最大数据大小是上限。另一方面，第一请求值Rl用于指定小于或等于第二请求值R2的数据量。在本实施例中，第一请求值Rl指定其中MAC帧没有被分割的最大数据量(在上行缓冲器中累积的最大累积量)，其中与一个授权周期中的最大延迟保证带宽LBl至LB3之一相对应的数据量是上限。注意，下面将描述请求值Rl和R2的细节。另一方面，如图3B中所示，在由光线路终端1发送的授权G中，由以16纳秒为单位的数值来表示用于光网络单元2至4中的每一个的授权发送的长度(与时间段对应的值) (参见在图3B中的授权#1至#4) 另外，光线路终端1的授权G包括通常被称为标记字段的数据区域(在图4B中的 “授权/标记的数目”)。标记字段是用于允许光网络单元2至4识别由光线路终端1发送的选通帧的类型的字段(标识符)。例如，当光线路终端1希望光网络单元2至4发送报告R时，光线路终端1将在标记字段中的对应的比特设置为1。由此在授权G中提供用于强制光网络单元2 至4中的每一个发送报告R的标记字段被称为“强制报告”。返回图2，在本实施例的光线路终端1中，指定光网络单元2至4希望在上行方向上发出的数据量的报告R (包括请求值Rl和R2)被动态带宽分配单元107中的请求接收单元108通过接收单元104和缓冲器105来接收，然后被传送到计算单元109。计算单元109通过参考存储在存储单元113中的光网络单元2至4的最小保证带宽Bl至B3来计算分配优先级，使得用于对光网络单元2至4的分配的累积数量接近在光网络单元2至4的最小保证带宽Bl至B3之间的比率。然后，在动态带宽分配单元107中的分配执行单元110首先使用第一请求值Rl来对光网络单元2至4执行带宽分配。如果通过这一点出现多余的带宽，则分配执行单元110 使用第二请求值R2代替第一请求值Rl来以上述的分配优先级对光网络单元2至4执行分配，并且由此生成授权G，每个授权G包括发送开始时间和作为与时间段相对应的值的允许发送长度。授权发送 单元112通过缓冲器102和发送单元103向对应的光网络单元2至4发出授权G，每个授权G指定作为与时间段相对应的值的允许发送长度。已经通过授权G接收到指令的光网络单元2至4基于在各个授权G中指定的发送开始时间和发送允许长度(时间段)来在上行方向上发出数据。图4是示出用于在光线路终端1和光网络单元2至4中的任何一个之间看到的上述的动态带宽分配的处理的流程的示图。如图4中所示，在光线路终端1接收到来自光网络单元2至4的报告R(每一个包括第一和第二请求值Rl和R2)之后，光线路终端1顺序执行基于最小保证带宽的优先级的计算、基于优先级的带宽分配的执行和授权G的生成，并且以与时间段相对应的量来执行对光网络单元2至4的授权发送。[对于集中型DBA]同时，如上所述，由光线路终端1响应于来自光网络单元2至4的带宽请求(多个请求)而执行的动态带宽分配方法包括分散型DBA (动态带宽分配)和集中型DBA。在本实施例的PON系统中，在动态带宽分配单元107中的分配执行单元110通过集中类型的DBA 来执行带宽控制。图5是示出集中型DBA的时序图。在图5中，时间从左到右前进。另外，由符号T来表示作为光线路终端1的带宽控制周期的授权周期，由符号 Tc (下标c指“当前”)来表示当前授权周期，并且由Tn(下标η表示“下一个”)来表示下一个授权周期。如图5中所示，在集中型DBA中，在当前授权周期Tc中，光线路终端1首先以集合的方式接收来自光网络单元2至4的报告R。在当光线路终端1结束接收报告R的时间点处，光线路终端1开始下一个周期的分配的计算。然后，光线路终端1生成用于指定在当前授权周期Tc中获得的计算结果的授权G， 并且向光网络单元2至4发送授权G，以向光网络单元2至4通知用于报告R和数据(上行用户数据)D的下一个带宽分配。具体地，执行集中型DBA的光线路终端1基于在当前授权周期Tc中从多个光网络单元2至4收集的报告R来整体地执行对要由光线路终端1在下一个授权周期Tn中接收的光网络单元2至4的上行数据D的带宽分配，并且向光网络单元2至4授权报告R和上行数据D的接下来的发送时间。此时，为了光网络单元2至4可以在保持低延迟的同时执行上行发送，光线路终端 1至少通过授权G来提供优先请求值Rl。
对于超过优先请求值Rl的数据量，光线路终端1执行带宽控制，使得根据针对光网络单元2至4设置的最小保证带宽Bl至B3之间的比率(优先级)来在请求超过优先请求值Rl的带宽的光网络单元2至4之间分配带宽。 [光线路终端的授权的类型和问题]在本实施例的PON系统中，由光线路终端1向光网络单元2至4提供的授权G包括下面两种类型Gl和G2。(1)作为强制报告的授权Gl (强制发送报告)(2)不是强制报告的授权G2 (强制发送报告)在两种类型的授权Gl和授权G2中，授权Gl是其中在标记字段中的预定比特被设置为1的包括强制报告的授权G，并且授权G2是其中在标记字段中的预定比特值是0的没有强制报告的授权G。因此，已经接收到给定授权G的光网络单元2至4中的每一个可以通过在授权G 中的标记字段是否指示强制报告来确定光线路终端1指示上述(1)和(2)上行发送中的哪一个。[授权Gl的问题]然而，在诸如在本实施例中的10GE-P0N系统的情况下，因为发送的数据量的单位是FEC码字(参见图11)，即使当光线路终端希望光网络单元2至4通过授权Gl仅发送报告R时，光线路终端也无法对光网络单元2至4授权比一个FCW(与时间段相对应的值)更小的分配量。因此，例如，即使当光线路终端1希望光网络单元2至4发送比一个FEC码字(一个FCW)更小的数据时，诸如其中光线路终端1希望光网络单元2至4通过授权Gl仅发送报告R的情况(第一情况)，光线路终端1也总是需要生成具有与一个FCW相对应的分配量的授权Gl。同时，强制报告是用于强制报告R的发送的标识符，而不拒绝与其一起的用户数据D的发送。因此，当光网络单元2至4接收到作为强制报告的授权Gl并且存在对授权Gl 中的分配量的允许时，光网络单元2至4还可以同时包括用户数据D。例如，在为了改善在上行方向上的带宽效率，光线路终端1希望光网络单元2至4 中的每一个发送其中报告R和用户数据D被连接的上行帧的情况(第二情况)下，光线路终端1在授权Gl中分配对于报告R和用户数据D的分配量。然而，作为强制报告的授权Gl没有指定其中仅允许报告R的发送的第一情况和其中也同时允许用户数据D的发送的第二情况之间的区分的数据区域。因此，已经接收到作为强制报告的授权Gl的光网络单元2至4不能在第一情况和第二情况之间进行区分。由于这一点，例如，当光线路终端1利用一个FCW的分配量通知作为强制报告的授权Gl，以允许光网络单元2至4中的每一个仅发送报告R时，光网络单元2至4中的每一个可以在小于或等于一个FCW的范围内执行超过与报告R相对应的量的数据量的上行发送。当光网络单元2至4中的每一个因此使用被分配用于仅发送报告R的带宽来在没有允许的情况下发送超过与报告R相对应的量的数据量时，从光网络单元2至4发送的数据量变得与由执行预定动态带宽分配的光线路终端1所生成的授权Gl不一致。因此，在该情况下，光线路终端1变得不确定对于用户数据D分配多少带宽，使得由光线路终端1进行的带宽控制的精度劣化。[授权G2的问题]另一方面，已经接收到不是强制报告的授权G2的光网络单元2至4仅对用户数据 D执行上行发送而不发送报告R。在该情况下，假定其中在多请求方案的动态带宽分配中向光网络单元2至4中给定的一个提供采用优先请求值Rl的授权G2的情况，光网络单元2至4可以在没有允许的情况下执行超过优先请求值Rl的数据量的上行发送。当光网络单元2至4中的每一个因此使用分配用于发送与优先请求值Rl相对应的数据量的带宽来在没有允许的情况下发送超过与请求值Rl相对应的量的数据量时，从光网络单元2至4发送的数据量变得与由执行预定的动态带宽分配的光线路终端1所生成的授权G2不一致。因此，在该情况下，光线路终端1也变得不确定对于用户数据D分配多少带宽，使得由光线路终端1进行的带宽控制的精度劣化。因此，在本实施例中，光网络单元2至4根据作为强制报告的授权Gl中的分配量进行第一情况和第二情况之间的区分，并且由此根据光线路终端1的意图来执行精确的上行发送。另外，在本实施例中，光网络单元2至4根据不是强制报告的授权G2中的分配量来确定该量是否对应于优先请求值R1，由此根据光线路终端1的意图来执行精确的上行发送。[光网络单元的构造]图6是示出本实施例的光网络单元2的内部功能的框图。注意，在图6中，实线箭头指示在功能块之间的信号发送方向，并且虚线箭头指示在功能块之间的数据参考方向。还注意，虽然图6示出仅一个光网络单元2的构造，但是该构造对于其他光网络单元3和4也是相同的。如图6中所示，针对从PON侧到用户网络侧(UNI侧)的下行信号处理，光网络单元2包括帧接收单元201，该帧接收单元201接收来自PON侧的信号；帧中继单元202，该帧中继单元202临时存储接收到的信号，并且中继信号；以及帧发送单元203，该帧发送单元203向UNI侧发送临时存储的信号的用户帧。另外，针对从UNI侧到PON侧的上行信号处理，光网络单元2包括帧接收单元 204，该帧接收单元接收来自UOT侧的信号；上行帧队列205，该上行帧队列205临时存储接收到的信号；以及帧发送单元206，该帧发送单元206向PON侧发送临时存储的信号。临时存储在帧中继单元202中的下行信号的作为PON控制帧的选通帧被发送到授权处理单元207。 授权处理单元207用于根据授权G的指令来控制在PON侧的帧发送单元206。授权处理单元207从接收到的授权G中提取其类型Gl、G2 (不论它是否是强制报告)和分配量，并且基于这些信息和由光网络单元2向光线路终端1报告的最近请求值Rl和R2来确定对光线路终端1的发送内容。注意，下面将描述由授权处理单元207 (图7)执行的处理的具体细节。另外，光网络单元2包括请求处理单元208，该请求处理单元208控制对光线路终端1的报告R的发送；以及阈值保持单元209，该阈值保持单元存储用于确定在请求处理单元208中请求的数据量的阈值。请求处理单元208基于上行帧队列205的排队状态和在阈值保持单元209中保持的阈值Th来确定第一和第二请求值Rl和R2，并且在一个报告R中指定那些值Rl和R2。授权处理单元207基于从作为强制报告的授权Gl获得的分配量和由请求处理单元208生成的最后报告R的内容来确定是否允许在PON侧的帧发送单元206仅发送报告R 或与其一起发送用户数据D。
另外，授权处理单元207基于从不是强制报告的授权G2获得的分配量来确定是否发送仅与优先请求值Rl相对应的数据量或发送与之相比更大的数据量。[用于确定请求值的方法]图8是示出在上行帧队列205中的数据累积状态的原理图。在图8中，fl至f6指示可变长度帧(在本实施例中为具有范围从64至1518个字节的可变长度的以太网帧)。在图8的示例中，在上行缓冲器中累积6个可变长度帧Π 至f6，并且符号Δ指示在帧f 1至f6之间的分界(边界)。光网络单元2的请求处理单元208基于在上行帧队列205中的可变长度帧fl至 f6的累积状态来确定两个请求值Rl和R2。具体地，在图8中所示的累积状态中，第一请求值(优先请求值)Rl指示与小于或等于并且最接近在阈值保持单元209中预设置的阈值Th( = THRl至THR3)的可变长度帧 f2的分界相对应的数据量。在该情况下的阈值Th指示如果数据量小于或等于这个值，则该数据量用于最大延迟保证带宽LBl至LB3中的一个。另一方面，第二请求值R2指示与小于或等于并且最接近光网络单元2希望在一个授权周期T中执行上行发送的最大数据量(在图8的示例中为缓冲器的总量)的可变长度帧f6的分界相对应的数据量。这样，在本实施例中，请求值Rl和R2两者指示与可变长度帧f2和f6(在图6中的符号Δ)的分界重合的数据量。因此，即使执行动态带宽分配，其中光线路终端1(动态带宽分配单元107中的分配执行单元110)使用可变长度帧Π至f6作为设置单位通过原样地采用光网络单元2至 4的请求值Rl和R2来生成授权G，也可以在授权周期T中有效地布置帧fl至f6。这抑制了不能对准可变长度帧fl至f6并由此帧fl至f6没有被置于授权周期T 中而引起的时间浪费的出现。[用于设置阈值的方法]同时，当在不考虑FEC帧的单位数据量(FCW)的大小的情况下设置用于确定第一请求值Rl的阈值Th时，其中不能执行数据发送的空白时间(例如，在图9B中所示的空白时间V)可能在由光线路终端1授权的分配带宽中变大，这可能使得带宽效率劣化。图9A和图9B是在光网络单元2至4的上行队列状态和光突发信号之间的对应关系图。在图9A和图9B中，LN指示激光通的时间，LF指示激光断的时间，S指示同步时间， P指示在一个FCW中的奇偶校验时间，并且E指示EOB (突发结束)。如图9B中所示，当与一个FEC码字(一个FCW-P)的实际数据量相比，将阈值Th 设置为很小的值时，如果通过采用小于或等于阈值Th的第一请求值Rl来执行授权，则由在图9B中的虚影线区域所示的未用于数据发送的大空白时间V不可避免地出现。另一方面，如果如图9A中所示阈值Th被设置为基本上等于(一个FCW-P)的值， 则当通过采用小于或等于阈值Th的第一请求值Rl来执行授权时，几乎没有不用于数据发送的空白时间V，使得能够防止由于授权中的大空白时间的出现所引起的带宽效率的劣化。因此，本实施例的阈值保持单元209存储阈值Th，阈值Th被设置为与可以包括在 N(自然数)个FEC帧中的实际数据量相对应的值的阈值Th。[授权处理单元的处理的细节]
图7是示出由光网络单元2的授权处理单元207执行的处理的细节的流程图。如图7中所示，授权处理单元207首先通过参考接收到的授权G中的标记字段来确定授权G是否是强制报告(发送报告R的请求)，即，授权G具有上述类型(授权Gl和 G2)中的哪个(在图7中的步骤STl)。如果作为确定的结果，授权G是作为强制报告的授权Gl (在图7中的步骤STl处的是)，则授权处理单元207确定授权Gl的分配量(与时间段相对应的值)是否等于与一个FEC码字(一个FCW)相对应的量(在图7中的步骤ST2)。注意，因为在授权Gl中的分配量是与时间段相对应的值，所以一个FCW的分配量在I-FCW发送时间中包括激光升高时间、同步时间、激光下降时间等。然后，如果分配量等于与一个FCW相对应的量(在图7中的步骤ST2处的是)，则授权处理单元207指示在PON侧的帧发送单元206仅发送报告R(在图7中的步骤ST3)。另一方面，如果分配量不等于与一个FCW相对应的量(在图7中的步骤ST2处的否)，即，如果分配量大于或等于与两个FCW相对应的量，则授权处理单元207确定分配量是否小于发送报告R和与优先请求值Rl相对应的量的用户数据D所需要的总的分配量(在图7中的步骤ST4)。如果确定结果是肯定的(在图7中的步骤ST4处的是)，则授权处理单元207指示在PON侧的帧发送单元206仅发送报告R(在图7中的步骤ST5)。另一方面，如果确定结果是否定的(在图7中的步骤ST4处的否)，则授权处理单元207指示在PON侧的帧发送单元206发送报告R和与优先请求值Rl相对应的量的用户数据D(在图7中的步骤ST6)。接下来，如果授权G的类型是不是强制报告的授权G2(在图7中的步骤STl处的否)，则授权处理单元207确定授权G2的分配量(对应于时间段的值)是否等于发送与优先请求值Rl相对应的量的用户数据D所需要的分配量(在图7中的步骤ST7)。如果确定结果是肯定的(在图7中的步骤ST7处的是)，则授权处理单元207指示在PON侧的帧发送单元206仅发送与优先请求R2相对应的量的用户数据D (在图7中的步骤 ST8)。另一方面，如果确定结果是否定的(在图7中的步骤ST7处的否)，则授权处理单元207指示在PON侧的帧发送单元206发送可以通过授权的分配量发送的已经报告的用户数据D的最大量(在图7中的步骤ST9)。图IOA和图IOB是在光网络单元2至4的上行队列状态和光突发信号之间的对应关系图。图IOA示出在图7中的步骤ST3的情况，并且图IOB示出在图7中的步骤ST6的情况。
如图IOA中所示，在图7中的步骤ST3的情况下，即，在接收到具有等于与一个FCW 相对应的量的分配量的作为强制报告的授权Gl的情况下，即使在队列中累积了用户数据 D，光网络单元2至4的每一个也在一个FEC码字中执行仅存储报告R的光突发信号的上行发送。 另一方面，如图IOB中所示，在图7中的步骤ST6的情况下，即，在接收到具有大于或等于与两个FCW相对应的量并且大于或等于用于报告发送的带宽和用于第一请求值 Rl (在多请求方案中的优先请求值)的带宽的和的分配量的作为强制报告的授权Gl的情况下，光网络单元2至4中的每一个在多个FEC码字中执行对存储报告R的光突发信号和与优先请求值Rl相对应的数据量的上行发送。注意，在图IOB中所示的示例中，在队列中累积的用户数据D被分割为两个数据单元Dl和D2，并且数据Dl被存储在第一 FCW中，并且数据D2被存储在第二 FCW中。[光网络单元的效果]如上所述，根据本实施例的光网络单元2至4，授权处理单元207确定作为强制报告的授权Gl中指定的分配量是否是一个FCW(在图7中的步骤ST2)。如果确定结果是肯定的，则帧发送单元206向光线路终端1仅发送报告R(在图7中的步骤ST3)。因此，响应于作为强制报告的授权G1，光网络单元2至4中的每一个不执行超过与报告R相对应的量的数据量的上行发送。因此，可以防止光网络单元2至4执行光线路终端1没有预期的数据量的上行发送，使得能够抑制由接收未预期的数据量的光线路终端1引起的带宽控制上的混乱。另外，根据本实施例的光网络单元2至4，当在作为强制报告的授权Gl中指定的分配量大于或等于两个FCW时(在图7中的步骤ST2处的否)，授权处理单元207确定分配量是否大于或等于发送与报告R和优先请求值Rl两者相对应的数据量所需要的带宽(在图7中的步骤ST4)。如果分配量大于或等于带宽，则帧发送单元206向光线路终端1发送与报告R和优先请求值Rl相对应的数据量(在图7中的步骤ST6)。因此，当光线路终端1 具有允许光网络单元2至4通过作为强制报告的授权Gl来发送用户数据D的意图时，光网络单元2至4可以响应于该意图来执行用户数据D的上行发送。而且，根据本实施例的光网络单元2至4，授权处理单元207确定不是强制报告的授权G2中指定的分配量是否是与优先请求值Rl相对应的量(在图7中的步骤ST7)。如果确定结果是肯定的，则帧发送单元206向光线路终端1发送仅与优先请求值Rl相对应的数据量(在7中的步骤ST8)。因此，响应于不是强制报告的授权G2，光网络单元2至4中的每一个不执行超过与优先请求值R2相对应的量的数据量的上行发送。因此，在多请求方案的动态带宽分配中，可以防止光网络单元2至4执行光线路终端1没有预期的数据量的上行发送，使得能够抑制由于接收没有预期的数据量的光线路终端1所引起的在带宽控制上的混乱。[其他变型]在此公开的实施例是说明性的，而不是对本发明的限制。本发明的范围由所附权利要求而不是实施例来指示，并且在权利要求的等同内容的含义和范围内的所有改变及其构造因此意在被包含在其中。例如，还可以在通过仅指定单个请求值的报告R执行带宽分配的PON系统中采用本发明的光网络单元。附图标记列表1:光线路终端2 至4:光网络单元6:光耦合器107:动态带宽分配单元110:分配执行单元206:帧发送单元207:授权处理单元208:请求处理单元209:阈值保持单元Bl至B3:最小保证带宽LBl至LB3 最大延迟保证带宽THRl至THR3 用于确定优先请求值的阈值Rl 第一请求值(优先请求值)R2:第二请求值R:报告G:授权Gl 作为强制报告的授权G2 不是强制报告的授权D 用户数据
权利要求
1.一种PON系统中的光网络单元，所述光网络单元能够通过无源分光节点来执行与光线路终端的双向光通信，并且执行对所述光线路终端的FEC帧的上行发送，所述FEC帧包括可变长度帧，并且所述光网络单元包括授权处理单元，所述授权处理单元确定在授权中指定的分配量是否是所述FEC帧的一个单位的数据量，所述授权是报告请求；以及帧发送单元，如果所述确定的结果是肯定的，则所述帧发送单元向所述光线路终端仅发送报告。
2.根据权利要求1所述的光网络单元，进一步包括阈值设置单元，所述阈值设置单元将阈值设置为与能够被包括在自然数个FEC帧中的实际数据量相对应的值；以及请求处理单元，所述请求处理单元将与小于或等于并且最接近所设置的阈值的、可变长度帧中的一个的分界相对应的数据量设置为在所述报告中指定的请求值。
3.根据权利要求2所述的光网络单元，其中所述请求处理单元能够在所述报告的一个中设置多个请求值，所述多个请求值包括用于最大延迟保证的优先请求值，所述授权处理单元确定在所述授权中指定的所述分配量是否大于或等于所述FEC帧的两个单位的数据量并且大于或等于发送与所述报告和所述优先请求值两者相对应的数据量所需要的带宽，所述授权是报告请求，并且如果所述确定的结果是肯定的，则所述帧发送单元向所述光线路终端发送与所述报告和所述优先请求值相对应的数据量。
4.根据权利要求3所述的光网络单元，其中所述授权处理单元确定在授权中指定的分配量是否是与所述优先请求值相对应的量， 所述授权不是报告请求，并且如果所述确定结果是肯定的，则所述帧发送单元向所述光线路终端发送仅与所述优先请求值相对应的数据量。
5.一种PON系统，包括光线路终端；以及多个光网络单元，所述多个光网络单元通过无源分光节点执行与所述光线路终端的双向光通信，所述光网络单元的每一个均执行对所述光线路终端的FEC帧的上行发送，所述FEC帧包括可变长度帧，其中当所述光网络单元中的任何一个接收到授权，并且在所述授权中指定的分配量是所述 FEC帧的一个单位的数据量时，所述光网络单元向所述光线路终端仅发送报告，所述授权是报告请求。
6.一种用于光网络单元的发送控制方法，当通过无源分光节点执行与光线路终端的双向光通信的所述光网络单元基于从所述光线路终端接收到的授权来执行包括可变长度帧的FEC帧的上行发送时执行所述发送控制方法，所述发送控制方法包括当在所述授权中指定的分配量是所述FEC帧的一个单位的数据量时，允许所述光网络单元仅发送报告，所述授权是报告请求。
全文摘要
本发明的目的是通过防止光网络单元(2)执行对光线路终端(1)没有预期的数据量的上行发送来改善光线路终端(1)进行的带宽控制的精度。本发明的光网络单元是在PON系统中的光网络单元，该光网络单元能够通过无源分光节点(6)来执行与光线路终端(1)的双向光通信，并且执行针对光线路终端(1)的FEC帧的上行发送，该FEC帧包括可变长度帧。光网络单元(2)包括授权处理单元(207)，该授权处理单元确定在作为报告请求的授权G1中指定的分配量是否是FEC帧的一个单位的数据量(一个FCW)；以及帧发送单元(206)，如果确定的结果是肯定的，则帧发送单元(206)向光线路终端(1)仅发送报告R。
文档编号H04L12/44GK102326365SQ200980157249
公开日2012年1月18日 申请日期2009年11月2日 优先权日2009年2月19日
发明者芝晋吾 申请人:住友电气工业株式会社