光环形网络中的随机间隙插入的制作方法

专利名称：光环形网络中的随机间隙插入的制作方法
技术领域：
本发明涉及电信网络。一般而言，本发明涉及用于达成对带宽的公平接入和异步地共享传输介质的节点之间公平的等待时间的控制系统和方法。具体地，本发明涉及用于达成对带宽的公平接入和遍布光纤阵发模式环形网络的节点之间公平的等待时间的控制系统和方法。
背景技术：
光纤阵发模式环形网络的典型实例在进入传送侧处使用可调谐的激光，其中激光被调谐到由环上的特定位置接收的特定波长。滤光器用于丢弃环上不同位置处的不同波长。在这种类型的网络中，具有共同目的地的进入网络话务形成阵发，这些阵发以正确的波长被传送以使这些阵发和包含在内的话务去往它们的目的地。·在这种网络中，存在固有的不公平，因为处于离目的地最远的上游的位置具有对该目的地的非竞争性接入并且可能阻挡较近的源。这种不公平是因为没有两个源能够添加相同波长下的阵发以使得这些阵发出现在光纤环中的相同位置处所造成的。如果这种情况发生，则阵发将被损坏并且包含在内的信息将会丢失。为了防止这种情况发生，较近的节点必须确保它们在与上游节点相同的时间不进行传送。为了清楚起见，术语“最远”和“较近”不涉及地理距离。这些术语指代单向环拓扑中的节点位置。最远的节点是在离目的地节点最上游的点处附连至环的节点。最近的节点是毗邻目的地节点的节点。为了提供对该问题的日常类比，从滑道进入环形道路的汽车可能被已经在环形道路上的汽车阻挡。在环中的节点之间的光纤跨度中，每个波长不会干扰其他波长，但是如果两个发射机在相同时间以相同波长将光阵发放到光纤跨度上，则它们将发生干扰并且被损坏，从而不能在接收机处接收。这被称为“冲突”并且应当避免冲突的发生，因为这些阵发将不被接收并且丢失的数据将不得不重传。为了避免冲突，每个节点仅须将阵发添加到不被来自其他节点的阵发占据的波长上，并且这会导致竞争，以使得如果两个节点都希望向一个目的地发送阵发，则它们不能同时传送。网络要求在任一时间仅网络上的一个节点能够添加相同的波长以避免将损坏数据的波长冲突。在转让给Intune网络有限公司的欧洲专利号EP 1759558中公开了波长冲突避免方案。该冲突避免方案允许网络中的每个节点监视当前在网络中使用的波长的数目。控制单元持续地在节点处监视网络中所有的波长传送数据，并且随后可以决定哪些波长可供网络上的接入使用以及选择添加用于网络上的传送的波长以实现接入。由于每个节点与网络上的其他节点异步地工作，因而此功能性意味着每个节点能够独立地工作并且独立地监视可用波长而无需中央控制。接收节点随后使用消息接发信道波长来向正尝试向该接收节点发送数据的所有节点发送退避或推回信号。该退避信号由尝试发送数据的所有节点接收，并且这些节点中的每个节点随后借助公平算法减去该节点尝试向该接收节点发送数据的时间量。例如，该节点可退避50%，这表示该节点仅以其先前尝试接入该波长的时间的50%来尝试接入该波长。该公平办法的问题在于，这不是一种使用环形网络中的带宽或波长的高效率方法。这种机制也较复杂，因为它依赖协调控制，即，源必须从接收机接收推回消息以达成公平。其他用于阵发模式光环形网络的波长接入控制的机制包括在同步光阵发模式环形网络中调度分时隙的接入。对于“分隙环”，环上的每个节点需要紧密同步。时间区间随后被分成用于每个波长的时隙，并且集中式调度器向每个节点接入分配波长中的特定时隙。调度可以是分布式的，然而，每个节点需要作出完全相同的决定，因此该调度仍需要全局通信并且每个节点处相同的调度操作是在集中式版本中作出的。这种波长接入控制方法在跨环维持同步和调度接入两个方面都非常复杂。·因此，有需要提供以公平的方式进行全环波长接入控制而无需同步、分布式信息或复杂的调度操作。发明简沭根据本发明，如在所附权利要求中阐述的，提供了一种阵发传输光纤波长路由的环形网络和方法，该网络包括网络上的多个节点，其中每个节点可丢弃和添加波长。该网络具有控制装置，其控制或管理在被称为调度区间的时间区间上从每个节点以阵发传送模式在环上接入的波长。本发明提供了随机发生器，其用于在调度区间上生成多个间隙区间，以使得这些间隙区间允许来自不同节点的波长在所述间隙中传送波长以达成对带宽的公平接入和环形网络中公平的等待时间。本发明是均衡阵发光网络上的话务流的等待时间并提供对这些话务流的吞吐量保障的手段。任何网络将具有因网络的拓扑而可能占优的优先路由。拓扑由所要达成的连通性的地理布局定义。本发明提供了实现遍布网络的不同路由的等待时间的公平性并且通过使用随机间隙发生器来维持吞吐量也是公平的手段。本发明通过以可控制的方式随机地调度对环的阵发接入来达成对带宽的公平接入和遍布光纤阵发模式环形网络的公平的等待时间，其中该调度是通过分配跨整个调度区间随机展开的随机间隙以允许不同的源在该间隙中传送来控制的。这确保了公平并且还利用了在其中数据可动态传送的整个调度时段，由此通过减小延迟变动来改善网络的总等待时间。本发明的另一优点在于，不要求任何源与任何其他源或接收机协调。在一个实施例中，所述随机发生器通过终止阵发和防止相同波长下的其他传输达预定时间来针对波长控制所述间隙的插入和大小。在一个实施例中，随机发生器被配置成通过在调度区间上随机地插入间隙来控制阵发数据和间隙大小以满足任何分配。在一个实施例中，在每个节点处提供随机间隙发生器，每个发生器彼此偏移，以使得网络中针对每个调度区间的两个不同节点将不会具有用于任何波长的相同的随机间隙模式。在一个实施例中，所述控制装置跟踪所有波长上的当前数据活动，并且动态地调整间隙插入模式以计及由上游节点以相同波长进行的传输。在一个实施例中，随机间隙发生器伪随机地将各种大小的间隙插到来自环中的每个节点的阵发传输中。在一个实施例中，数据阵发的大小由所述随机间隙发生器调制以确保病态的话务模式被均匀随机模式替代。
在一个实施例中，为环上的每个节点源-目的地对提供两个随机发生器，第一随机发生器用于数据阵发大小并且第二随机发生器用于间隙大小。在一个实施例中，调度区间是为完成至少一个PRBS循环伪随机二进制序列所需要的时间。在一个实施例中，第一随机发生器生成用于数据的第一 PRBS序列并且第二随机发生器生成用于间隙大小的第二 PRBS序列。在一个实施例中，线性反馈移位寄存器生成PRBS-8位模式并且用于生成离开每个节点的每个阵发流的数据/间隙大小。在一个实施例中，将PRBS-8位模式与一组阈值作比较以产生调制器，其中该调制器随后被添加至平均块大小参数以创生所需要的数据/间隙大小。 在一个实施例中，提供了用于为每个调度区间改变所述PRBS种子的装置。在一个实施例中，提供了用于通过确保每个节点处的RGI具有不同的数据和间隙PRBS种子来确保没有两个源会输出相同的数据和间隙大小组合序列的装置。在一个实施例中，这些节点中的每个节点可在任何波长处添加光阵发并且仅丢弃一个特定的波长，以使得任何节点能够通过选择由该节点丢弃的所需要的波长并以该波长传送阵发来向任何其他节点发送数据。在一个实施例中，所述阵发被添加到光纤环上并且在配置成丢弃该波长的目的地节点处被丢弃。在一个实施例中，提供了用于跨调度区间提供分配、并且适配成在节点处为被上游数据中断的数据补偿下游节点的行为、以及使用调度区间中的可用间隙来传送数据的装置。如果数据在该节点处被阻挡，则所述装置可携带这些分配和随机间隙可用性直至下一可用间隙。在一个实施例中，所述分配的携带可包括携带诸分配至下一调度区间。在一个实施例中，随机发生器允许在调度区间中生成确定量的数据和间隙，以使得跨整个区间插入的数据和间隙的展开是伪随机的。在一个实施例中，环形网络中不同节点上的调度区间是彼此同步的。在一个实施例中，环形网络中不同节点上的调度区间是彼此异步的。在一个实施例中，如果该源处对波长的需要在区间结束时仍然存在，则未使用的波长分配可从一个调度区间携带至下一调度区间，以改善网络中至少一个节点的波长接入。在一个实施例中，数据的插入在调度区间内是随机的并且在整个区间上是完全确定性的，从而数据与间隙之比始终等于期望的带宽分配。在一个实施例中，调度区间上的数据和间隙量被配置成是不同的，从而该区间上数据与间隙之比是期望的带宽量。在另一实施例中，在需要大量间隙和少量数据时，可以通过将调度区间分成更小的分段并确保在每个区间中有至少一个数据阵发来改变随机性以使该随机性在调度区间上更均匀。这减少了区间的子划分的而不是整个区间的抖动。也可构想诸如以上所描述的一种方案之类的其他方案以随时间针对不同的所请求带宽量来改变等待时间和抖动，这本质上是调整间隙生成的随机概况但使这些间隙跨所有节点保持不同步。这可以例如通过使用具有低互相关但跨一组时间区间均匀地或接近均匀地分布数据的随机序列来达成。在本发明的另一实施例中，提供了一种适于光纤网络的控制系统，所述控制系统包括用于控制在调度区间上在两个或更多个节点之间以阵发传送模式在网络上传送的波长的装置；并且所述控制装置包括用于生成在调度区间上展开的多个随机间隙区间的随机发生器，所述间隙区间允许来自不同节点的波长在所述间隙中传送波长以达成对带宽的公平接入和网络中公平的等待时间。 应当领会，公平的等待时间是通过将等待时间注入到接入该波长的其他上游位置来达成的。也就是说，可非竞争性地接入波长的上游节点受到间隙插入的约束，从而导致等于为接入相同波长而进行竞争的下游节点的等待时间的平均等待时间。本发明的原理还可扩展成对环带宽的经加权公平接入，以使得可独立于源和目的地在环上的相对位置来保证源与目的地之间不同的带宽比。在本发明的另一实施例中，提供了一种用于阵发传输光纤波长路由的环形网络的方法，该网络包括网络环上的多个节点，其中每个节点可丢弃和添加波长，所述方法包括以下步骤控制在调度区间上从每个节点以阵发传送模式在网络环上传送的波长；以及生成在调度区间上展开的多个间隙区间，所述间隙区间允许来自不同节点的波长在所述间隙中传送波长以达成对带宽的公平接入和环形网络中公平的等待时间。还提供了一种包括程序指令的计算机程序，该程序指令使计算机程序执行可实施在记录介质、载体信号或只读存储器上的以上方法。附图简要说明根据以下参照附图对仅作为示例给出的本发明实施例的描述，本发明将更容易理解，其中

图1解说典型的光环形网络；图2解说光环形网络中的节点的简化示意图；图3解说针对不同节点的光环带宽分配的表格；图4解说调度区间上在光波长上的光阵发；图5解说两个波长上的光阵发，其中节点4不能达成全分配表；图6解说两个波长上的光阵发，其中节点4能够达成全分配表；图7解说在源阵发发生器处采用的RGI控制机制的框图；以及图8解说使用图8中所示的PRBS来控制调度区间的流程图。附图详细描述图1中示出了光纤环形网络的示例，其中[101]示出具有由光纤电缆跨度连接的多个节点[102]的光纤环形网络。每个节点可如[103]所示的那样添加任何波长下的阵发光并且如[104]所示的那样仅丢弃一个特定波长。这意味着任何节点可通过选择由该节点丢弃的所需要的波长并以该波长传送阵发来向任何其他节点发送数据。该阵发随后被添加到光纤环上并且在配置成丢弃该波长的目的地节点处被丢弃。通常，每个节点将丢弃不同的波长，以使得该波长对应于节点地址。在此配置中，每个节点仅有一个发射机和一个接收机并且IOG比特/秒的数据率将被用于遍布此文献后续部分的最大发射和接收机速率。这意味着，在任何时间区间上，任何发射机或接收机的最大容量为IOG比特/秒。图2示出对应于图1中所示的节点[102]的节点[201]的简化示意图。光纤[202]如所示的那样连接至输入端和输出端。丢弃滤波器[203]可用于丢弃至接收机[204]的特定波长并且允许所有其他波长通过该节点去往下游节点。应当领会，用于丢弃波长的其他布置也是可能的，诸如可调谐的滤波器或波长选择开关。发射机[205]借助激光和调制器生成阵发，其中激光为阵发生成所需要波长下的光并且调制器将数据模式(通常I和O)施加到光波上。光波借助相加稱合器[206]通过路径[202]与光纤相组合,该相加稱合器组合来自节点[201]输出的信号的百分比。载波感测单元[207]用于确定哪些波长当前在光纤上活跃。这在根据本发明的在以下更详细讨论的冲突避免方案中使用。图3示出示例分配表，其中对整个环的需求列表可被处理以提供可允许的环分配集合。表中示出的值是传输时间的百分比，以使得表中的任何条目表示源(列)可向目的地(行)进行传送的区间中的时间百分比。由于每个发射机和接收机的容量限于IOG比特/秒，因而每行和列必须合计最多达IOG比特/秒或小于IOG比特/秒的100%。这被定义为双随机或双次随机矩阵，即
N^Yri; < I和 2X, < I，
/=O其中是从源节点i至目的地节点j的带宽分配比并且N是环中波长(节点)的数目。图4中示出一个波长的阵发模式的示例。针对时间[404]示出波长1[403]，其中阵发已以波长I从两个节点[401]和[402]插入以供在节点I处接收。这种模式可在节点3已以波长I插入其阵发之后在图1中的观察点I [105]处看到。这些阵发不交叠，并且节点3在波长I的空闲时段期间进行传送，以使得与节点2的阵发不会发生冲突。这里使用了冲突避免方案。使用图2中[207]示出的载波感测单元，该载波感测单元将传入信号分割成每个个体波长并且借助光电二极管来测量每个波长下的光功率以确定在每个波长处是否存在阵发。如果波长空闲，则节点可进行传送，否则，节点不能进行传送。载波感测单元的输出与对节点处的每个波长的需求和分配作比较已确定是否应当发送阵发。如果能够发送多个阵发，则系统将通过最长队列或队列中的最长时间或以其他方式确定优先级。图5示出图3中所示的分配的可能结果，其中一个节点正尝试用它自己的阵发来填充从其他节点丢弃的波长中的间隙。该示例示出节点4将自己的阵发添加到波长I [507]和波长2[508]之后的结果，其中来自节点2[501]和节点3[503]的阵发已经存在。这种模式可在图1中的观察点2[106]处看到。在节点4添加自己的阵发之前，每个波长上有50%容量空闲。节点4应当能够在波长I处插入50%并且在波长2处插入50%，但是这由于来自节点3和节点2的阵发(和间隙)是对齐的而不可能。也就是说，调度区间的50%在波长I和波长2中是空闲的，但是由于它们在相同的时间出现并且节点4同一时间仅能在一个波长上进行传送，因而节点4在波长I处花费区间的25%并且在波长2处花费时间的25%。这意味着，尽管已向节点4给出对波长I和2两者的50%分配(没有超过其容量)，但是节点4实际上仅能够在每个波长上接入25%。在其中队列过载或为满的情形中，节点能够发送填充较长时间段的长阵发。这有两个问 题。首先，其他节点可将类似的阵发与其对齐并且如图5中所示的情形中那样，尝试将阵发放到光纤上的下游节点不能这么做，因为该下游节点必须同时将两个阵发放到光纤上以达成所分配的容量。因此，系统是不公平的，因为即使分配表是双随机的，节点也不能够达成其期望的吞吐量。其次，来自不同节点的等待时间可能受到放置在环上的来自其他节点的较大阵发的影响，其结果是等待时间可能以罕见的和不公平的方式受到负载和话务状况的影响。在关于节点4的示例中，存在在其中节点4不能进行传送达较长时间段并且随后能够进行一些传送而上游节点能够在队列中有话务且具有分配的任何时间进行传送的阶段。本发明的示例实施例
图6针对与以上示例相同的情景示出本发明的主要方面。在此情形中，在所有节点处进行传送的决定被随机化，以使得对于一些时段，即使在上游节点具有要发送的话务、具有分配并且波长空闲的情况下也不被允许进行传送。这具有将图5中所示的较大阵发分割成多个较小阵发的效果，并且对于节点3而言是类似的。阵发对齐的概率较小并且节点4现在能够填充间隙并且能够达成大于50%的吞吐量。本发明在每个源处用于通过终止阵发和防止相同波长下的其他传输达预定时间来控制波长间隙的大小插入。因此，本发明在每个源节点处控制所有阵发的大小和所有波长的所有间隙的大小。对于图3中所示的示例分配，由节点4接收到的最差情形接入为50%，如图5中所示。通过在节点2和3处使用本发明，间隙的均匀随机插入可将节点4的接入增加到75%。然而这仍被认为是不公平的，因为如果节点4在波长I与2之间均匀地划分这75%，则37. 5%接入仍小于由节点2和3获取的50%接入。为了提供公平的接入，节点2和3处的接入被减小到在其中确保跨所有3个节点的相等接入的程度。不用本发明，这种程度将为67%，即对于波长I和2而言分别为对节点2和3的33%接入。这将克服图5中所解说的情景。当存在本发明时，接入可被增加到83%。对于具有三个或更多个波长的等效情景，由本发明提供的益处更大。对于较大数目的波长，在最差情形情景中，下游源可能被阻挡达大于50%的时间，从而导致接入的进一步减少以确保公平。相反，当本发明用于较大数目的波长时，可以达成大于83%的接入，因为下游节点被阻挡的概率被减小到I/(2N)，其中N是该情景中波长的数目。网络中的话务需求可随时间变化。这意味着图3中所示的分配也将随时间变化。为了处置这点，本发明可被配置成控制阵发和间隙大小以满足任何分配。如果分配被编程为x%，则1-X%间隙将在区间上被随机地插入以隔开x%的阵发。除了这点之外，本发明还跟踪所有波长上的当前活动，并且动态地调整其间隙插入模式以计及由上游节点以相同波长进行的传输。这允许每个节点独立于其他节点正在做的事情，即，如果节点2被分配波长3上的30%并且是非竞争性的，则节点2将在区间的30%传送阵发，而这些阵发在区间的70%由间隙隔开。如果节点I也被分配波长I上的30%，则节点2将监视其被节点I阻挡的30%时间并且自动地将其间隙插入减少到40%以进行补偿。一种用于混合RGI的替换办法是协调对波长的每个源带宽(阵发)分配并且将每个节点间隙分配减少上游间隙分配的总和。这种办法较复杂，因为它需要对所有节点的所有分配的分布，而第一种办法不需要全局知识。RGI可合并一个源处的所有分配。单个源处的RGI实例群(每个波长一个RGI实例)使用与其为所有RGI实例接入相同波长的办法相同的办法来合并输出模式，即，当一个RGI实例正在传送时，相同源处的所有其他RGI实例均被阻挡并且自动地将它们的间隙插入比减小由进行传送的源使用的时间量。示例RGI机制可通过将各种大小的间隙插入到来自环中的每个节点的阵发传输的方式工作。为简单化，在此示例中，术语伪随机将可用随机来替代，然而两者可互换地使用。PRBS (伪随机二进制序列)发生器可被用于生成随机间隙。数据阵发的大小也通过RGI机制来调制。这确保了病态话务模式被均匀随机模式替代。环上的每个源-目的地对有两个随机发生器，一个发生器用于数据(阵发)大小并且一个发生器用于间隙大小。因此，在每个源处，每个目的地(波长)有一个RGI机制，并且每个RGI机制具有两个随机发生器，一个用于间隙大小调制并且一个用于数据大小调制。由于系统的伪随机本质，不同节点处一定程度的模式同步仍可能发生。为了避免任何长期同步，在每个调度区间开始时对用于驱动数据/间隙插入模式的种子进行一次随机化。这防止了任何一个源-目的地模式持续地彼此同步。区间或调度区间是为完成PRBS (伪随机二进制序列)周期所花费的时间。例如，如果使用PRBS-8发生器，则区间将为(28_1) *2，其中有两个发生器，一个用于数据并且一个用于间隙。数据/间隙机制用于开始和停止环上单个流(源-目的地对)的传输。流必须具有要传送的大于O的数据大小。对于每个阵发传输，递减数据计数。当不进行传送时，递减间隙计数。当数据计数为O时，数据计数再次由RGI递增直至间隙计数达到O。此次，间隙计数也再次递增。这意味着，对于由RGI确定的每个新数据大小，流也将关闭达至少间隙大小。图7解说在源阵发发生器处采用的RGI控制机制的框图。对于该源可在其上进行传送的每个波长(接收机)，有控制对波长的接入的I个RGI实例[701]。在每个调度区间开始时，数据随机发生器[702]和间隙随机发生器[703]各自产生分别传递给数据大小发生器[704]和间隙大小发生器[705]的随机数。这些块执行以上描述的数据和间隙大小调制操作。阵发发生器[706]将来自每个RGI实例的数据大小和间隙大小(每个波长一组)充当输入。阵发发生器使用RGI数据大小、载波感测[707]和数据队列大小[708]来决定接下来传送哪个波长。当阵发完成时，该波长的RGI数据大小递减阵发大小。由于此事务已阻挡了所有其他波长，因而所有其他RGI的间隙大小递减阵发大小。如果由于可在其上进行传送的所有波长如由载波感测所指示的那样都很繁忙而导致源被完全阻挡，则所有RGI间隙大小均递减。当任何RGI间隙大小达到O时，数据和间隙随机发生器被请求提供接下去的随机数并且这些随机数被用于计算添加至当前大小的新的数据和间隙大小。图8中示出RGI实例中使用PRBS来控制调度区间的流程图。由线性反馈移位寄存器生成的PRBS模式可被用于生成离开环上的源的每个阵发流的数据/间隙大小。例如，如果使用PRBS-8序列(抽头8，6，5,4),则将PRBS-88位数与一组阈值作比较以产生调制器。该调制器随后添加至平均块大小参数以创生所需要的数据/间隙大小。仅作为示例，已选择了以下设置。块单位=2us，平均块大小=2*块单位=4us，调制器{0，I, -1, 2，-2}。注意a-2等于被跳过的间隙/数据大小。对于以上示例，用于计算阈值和相关联的调制器的等式为·对于 x%〈50
ο阈值I = x*255，数据/间隙调制器=0ο阈值2=阈值l+(x/2*255)，数据调制器=_1，间隙调制器=1ο阈值3=阈值2+(x/2*255)，数据调制器=1，间隙调制器=_1ο否则，数据调制器二_2，间隙调制器=+2·对于 x% ≥ 50ο阈值I = ((100-x) *255)，数据/间隙调制器=0ο阈值2=阈值1+( (100-x)/2*255)，数据调制器=1，间隙调制器=_1ο阈值3=阈值2+((100-x)/2*255)，数据调制器=_1，间隙调制器=1ο否则，数据调制器=2，间隙调制器=_2以下示例示出如何选择40% (低于50% )的带宽水平的数据/间隙调制·对于每个目的地，每个节点具有3个阈值·阈值 I = 40%*255 (注意 255==PRBS8 周期长度)·阈值 2=阈值 1+((40%/2)*255)·阈值 3=阈值 2+ ((40%/2) *255)·对于数据ο PRBS8值小于阈值1，调制器=0ο PRBS8值小于阈值2，调制器=_1ο PRBS8值小于阈值3，调制器=1ο否则，调制器=-2·对于间隙ο PRBS8值小于阈值1，调制器=0ο PRBS8值小于阈值2，调制器=1ο PRBS8值小于阈值3，调制器=_1ο否则，调制器=+2以下示例示出如何选择70% (高于50% )的带宽水平的数据/间隙调制·对于每个目的地，每个节点具有3个阈值 阈值 I = 30%*255·阈值 2=阈值 1+((30%/2)*255)·阈值 3=阈值 2+((30%/2)*255)·对于数据ο PRBS8值小于阈值1，调制器=0ο PRBS8值小于阈值2，调制器=1ο PRBS8值小于阈值2，调制器=_1ο否则，调制器=+2 对于间隙ο PRBS8值小于阈值1，调制器=0ο PRBS8值小于阈值2，调制器=_1ο PRBS8值小于阈值2，调制器=1ο否则，调制器=-2
当间隙大小为O时，数据的下一 PRBS-8值被用于与这些阈值作比较并且计算调制器。该调制器被添加至平均块大小(以上示例中为2)以产生经调制的块大小。经调制的块大小乘以块单位大小(2us)。结果得到的新的数据大小被添加至当前数据计数。同时使用其自己的PRBS发生器和阈值参数来为间隙大小执行相同的过程。PRBS-8模式产生最大255个不重复的周期序列。最大周期确保在每个周期中访问所有元素一次且仅有一次以提供必需的随机均匀模式。这也独立于周期在何处开始。当调度区间完成时，迫使PRBS-8种子到新的起始值以确保整个环中的每个RGI机制在每个区间持续地改变位置。当PRBS-8种子回到区间开始时的原始种子值时，调度区间完成。在本发明的上下文中，“公平”表示网络中没有路径或节点具有胜过另一路径或节点的优先对待，即，对于接入带宽的所有请求，跨网络相等地提供调度区间上的接入。
参照附图描述的本发明中的实施例包括计算机装置和/或在计算机装置中执行的过程。然而，本发明还扩展到计算机程序，尤其是存储在载体上或载体中、适配成实施本发明的计算机程序。该程序可以是源代码、目标代码或源代码与目标代码之间的诸如部分经编译形式之类的中间代码的形式、或适于在实现根据本发明的方法时使用的任何其他形式。在一个实施例中，源代码是可用于对FPGA设备进行编程的RTL代码。载体可包括诸如ROM (例如CD ROM)或磁性记录介质(例如，软盘或硬盘)之类的存储介质。载体可以是可经由电缆或光缆或通过无线电或其他手段传送的电信号或光信号。在说明书中，术语“包括”或其任何变型以及术语“包含”或其任何变型被认为能完全互换并且它们应当都提供最宽可能的解释，反之亦然。本发明不限于以上描述的实施例，而可在构造和细节方面加以改动。
权利要求
1.一种阵发传输光纤波长路由的环形网络，包括网络环上的多个节点，其中每个节点能够丢弃和添加波长；控制装置，用于控制在调度区间上从每个节点以阵发传送模式在所述网络环上传送的波长；以及所述控制装置包括随机发生器，所述随机发生器用于生成在所述调度区间上展开的多个间隙区间，所述间隙区间允许来自不同节点的波长在所述间隙中传送波长以达成对带宽的公平接入和/或所述环形网络中公平的等待时间。
2.如权利要求1所述的网络，其特征在于，所述随机发生器通过终止阵发和防止相同波长下的其他传输达预定时间来控制波长的所述间隙的插入和大小。
3.如权利要求1或2所述的网络，其特征在于，所述随机发生器被配置成通过在所述调度区间上随机地插入间隙来控制所述阵发数据和间隙大小以满足任何分配。
4.如以上权利要求中任一项所述的网络，其特征在于，还包括每个节点处的随机间隙发生器，每个发生器彼此偏移，以使得所述网络中针对每个调度区间的两个不同节点将不会具有用于任何波长的相同的随机数据/间隙模式。
5.如以上权利要求中任一项所述的网络，其特征在于，所述控制装置跟踪所有波长上的当前数据活动，并且动态地调整所述间隙插入模式以计及由上游节点以相同波长进行的传输。
6.如以上权利要求中任一项所述的网络，其特征在于，所述随机间隙发生器伪随机地将各种大小的间隙插到来自所述环中的每个节点的阵发传输中。
7.如以上权利要求中任一项所述的网络，其特征在于，所述数据阵发的大小由所述随机间隙发生器调制以确保病态的话务模式被均匀随机模式替代。
8.如以上权利要求中任一项所述的网络，其特征在于，还包括所述环上的每个节点源-目的地对的两个随机发生器，第一随机发生器用于数据阵发大小并且第二随机发生器用于间隙大小。
9.如权利要求8所述的网络，其特征在于，所述调度区间是为完成至少一个PRBS循环伪随机二进制序列所需要的时间。
10.如权利要求8所述的网络，其特征在于，所述第一随机发生器生成用于数据的第一PRBS序列并且所述第二随机发生器生成用于间隙大小的第二 PRBS序列。
11.如权利要求8到10所述的网络，其特征在于，还包括用于为每个调度区间改变所述PRBS序列的装置。
12.如以上权利要求中任一项所述的网络，其特征在于，线性反馈移位寄存器生成PRBS-8位模式并且用于生成离开每个节点的每个阵发流的数据/间隙大小。
13.如权利要求12所述的网络，其特征在于，将所述PRBS-88位模式与一组阈值作比较以产生调制器，其中所述调制器随后被添加至平均块大小参数以创生所需要的数据/间隙大小。
14.如以上权利要求中任一项所述的网络，其特征在于，所述节点中的每个节点能够在任何波长处添加光阵发并且仅丢弃一个特定的波长，以使得任何节点能够通过选择由该节点丢弃的所需要的波长并以该波长传送阵发来向任何其他节点发送数据。
15.如权利要求14所述的网络，其特征在于，所述阵发被添加到所述光纤环上并且在配置成丢弃该波长的目的地节点处被丢弃。
16.如以上权利要求中任一项所述的网络，其特征在于，还包括用于跨调度区间提供分配、并且适配成在节点处为被上游数据中断的数据补偿下游节点的行为、以及使用所述调度区间中的可用间隙来传送数据的装置。
17.如权利要求16所述的网络，其特征在于，如果数据在所述节点处被阻挡，则所述装置携带所述分配和随机间隙可用性直至下一可用间隙。
18.如以上权利要求中任一项所述的网络，其特征在于，如果该源处对波长的需要在区间结束时仍然存在，则未使用的分配可从一个调度区间携带至下一调度区间，以改善所述网络中至少一个节点的波长接入。
19.如以上权利要求中任一项所述的网络，其特征在于，所述随机发生器允许在调度区间中生成确定量的数据和间隙，以使得跨整个区间插入的数据和间隙的展开是伪随机的。
20.如以上权利要求中任一项所述的网络，其特征在于，数据的插入在调度区间内是随机的并且在整个区间上是完全确定性的，从而数据与间隙之比始终等于期望的带宽分配。
21.如权利要求1到19中任一项所述的网络，其特征在于，调度区间上的数据和间隙量被配置成是不同的，从而所述区间上数据与间隙之比是期望的带宽量。
22.如以上权利要求中任一项所述的网络，其特征在于，所述环形网络中的不同节点上的调度区间彼此同步。
23.如以上权利要求中任一项所述的网络，其特征在于，所述环形网络中的不同节点上的调度区间彼此异步。
24.一种适用于光纤网络的控制系统，所述控制系统包括用于控制在调度区间上在两个或更多个节点之间以阵发传送模式在所述网络上传送的波长的装置；以及所述控制装置包括随机发生器，所述随机发生器用于生成在所述调度区间上展开的多个随机间隙区间，所述间隙区间允许来自不同节点的波长在所述间隙中传送波长以达成对带宽的公平接入和所述网络中公平的等待时间。
25.一种用于阵发传输光纤波长路由的环形网络的方法，所述网络包括网络环上的多个节点，其中每个节点可丢弃和添加波长，所述方法包括以下步骤控制在调度区间上从每个节点以阵发传送模式在网络环上传送的波长；以及生成在所述调度区间上展开的多个随机间隙区间，所述间隙区间允许来自不同节点的波长在所述间隙中传送波长以达成对带宽的公平接入和所述环形网络中公平的等待时间。
26.—种包括使计算机执行权利要求25的方法的程序指令的计算机程序。
27.—种如权利要求26所述的实施在记录介质或载体信号或只读存储器上的计算机程序。
全文摘要
本发明提供了一种阵发传输光纤波长路由的环形网络和方法，该网络包括网络环上的多个节点，其中每个节点可丢弃和添加波长。该网络具有控制装置，其用于控制在调度区间上从每个节点以阵发传送模式在网络环上传送的波长。本发明提供了随机发生器，其用于在调度区间上生成多个间隙区间，以使得这些间隙区间允许来自不同节点的波长在所述间隙中传送波长以达成对带宽的公平接入和环形网络中公平的等待时间。
文档编号H04J14/02GK103004231SQ201180021627
公开日2013年3月27日 申请日期2011年3月29日 优先权日2010年3月29日
发明者T·法雷, S·奥尼尔 申请人:英特尤恩网络有限公司