CN101536537A - 管理光接入网中的连接的方法以及相关的平台、交换局、网络和计算机软件产品 - Google Patents

Abstract

本发明涉及管理光接入网中的连接的方法以及相关的平台、交换局、网络和计算机软件产品。本发明涉及管理光接入网(200)中多个用户模块(214，224)与交换局(2000)的多个传输模块(2011，2021)的连接的方法。按照本发明，这种管理方法包括根据至少一个预定优化准则而动态重排所述用户模块中至少一个用户模块与所述传输模块中至少一个传输模块的连接的步骤。

Description

管理光接入网中的连接的方法以及相关的平台、交换局、网络和计算机软件产品

技术领域

本发明属于光电信网络技术领域。

本发明可以特别应用于光接入网，例如无源光网络(PON)。

背景技术

现在某些电信运营商正在将PON体系结构用于即将出现的为住宅客户的主要光学部署。假设要安装一定量的设备和基础设施，在这个范围内寻求投资费用最少是特别重要的。

由于PON体系结构允许汇集部分设备和基础设施，因此选择PON体系结构可以减小投资费用。

图1为无源光网络PON 1000的简图。PON 1000包括交换局100，该交换局本身包括一些作为光线路终端(OLT)的机架101、102。

在每个机架101、102内可以***一些包括一个或多个各构成光树形结构的起点的物理接口的PON(未示出)。下面，将这些接口称为传输模块。在图1所示的情况下，描述属于一种特定情况，其中机架101和102分别包括单个传输模块1011和1021，后者分别构成光树形结构110和120的起点。

树形结构110、120都具有由FSAN(全面服务接入网)组发布的各种ITU(国际电信联盟)标准(例如G.983、G.984建议书或IEEE802.3ah标准)所规定的特性。

这些标准特别规定了光基础设施的最大物理分路比和对交换局100与用户模块之间的链路的长度的限制，这两个变量由于形成光预算范围的一部分，因此是相关的。

树形结构110包括例如基于三个1 x N耦合器(其中N为正整数，例如等于8)111、112、113的两个耦合级，耦合器111、112、113与光网络终端(ONT，下面称为用户模块)114连接。

树形结构120具有基于与光网络终端124连接的三个1 x N耦合器121、122、123的两个耦合级。

以一个站(例如PC、服务器等)为宿主的管理平台(未示出)与交换局100的传输模块1011、1021的各种PON卡连接，以便配置传输模块1011、1021与ONT用户模块114、124之间的交换和集中关于管理PON 1000的各种信息。

时域内的灵活性在由FSAN组发布的ITU标准的情况下被规定：这是动态带宽分配(DBA)的情况，目的在于在网络输入意义上(上行链路方向)动态提供额外容量给通过重用没有被其它用户模块114、124具体使用的资源而请求额外容量的用户模块114、124。

部署PON的传统方案与包括两个各基于1 x 8级联的耦合器的耦合级的树形结构相应。

在用户模块密度低的情况下，第一耦合器可以处于交换局级以有利于快速填充光接口，但这有损于此后只在8个用户模块之间共享的每条光纤的分路效率。

然而，趋势是朝着充分增大用户模块的密度，这意味着第一耦合器的位置离交换局有一段距离，例如在第一光纤段或馈线的末端。在这种情况下，光纤路由的主要部分是共享的，因此提供了显著的经济优化。

因此，在用户模块密度大的情况下，形成光纤所用的管道(在公共工程事业中)需要铺设要连接的整个区域，要连接的这个区域因而细分成片。

对要部署在交换局内的与一个PON卡关联的传输模块的个数有直接影响的主要三个参数是：

随光缆可取的路径的配置而变的客户机(或用户模块)分布；

在交换局的每个光接口的总净荷比特率；

在交换局的每个光接口的物理分路比。

后两个参数的影响是显而易见的：

一旦发给或来自所有用户模块的集合比特率(或比特率之和)超过接到交换局的传输模块可以发送或接收的最大比特率，就必需补充新的传输模块，即使还没有达到在这个光预算级所允许的最大分路比；

一旦所连接的用户模块的个数达到传输模块的最大物理分路比，也必需补充新的传输模块，即使发给或来自用户模块的总或集合比特率低于传输模块可以发送或接收的最大比特率。

与随光缆可取的路径的配置而变的客户机分布有关的参数对要部署在交换局内的传输模块的个数有直接影响，这是由于管道的配置和因而细分成集线器。

确实，如果与用户模块关联的一些客户机请求连接而它们处于并不与已安装的PON卡的起点相应的方向，那么就必需安装新的与交换局的PON卡的起点关联的传输模块，以便为这些客户机服务。

传统地，原则上寻求在物理安装网络时并且可能在网络内安装新的传输模块时优化对传输模块容量的利用(无论是在分路比、集合比特率方面还是在随光缆可取的路径的配置而变的客户机分布方面)。

然而，由于这种优化原则上是在安装网络时进行的，而且由于用户的需求(无论在分路比、集合比特率方面还是在随光缆可取的路径的配置而变的客户机或用户模块分布方面)特别是在网络安装后不断改变和发展，这种优化证明是复杂和低效率的。

因此，在某些情况下，可以看到在PON的传输模块的容量上利用不足。

因此，需要一种能克服现有技术的这些缺点的技术。

此外，这种技术应该使得可以优化对光接入网的交换局的传输模块的容量的利用(特别是在分路比或集合比特率方面)。

这种技术还应该能减少要部署在这样的网络内的设备数量从而降低网络的成本和空间要求。

这样的技术还应该使得可以提供在使用接入网方面的更大的灵活性。

发明内容

本发明通过提出一种管理光接入网内多个用户模块与交换局的多个传输模块的连接的方法而使得能够满足这种需要。

按照本发明，这种方法包括根据至少一个预定优化准则动态重排用户模块中至少一个用户模块与所述传输模块中至少一个传输模块的连接的步骤。

因此，本发明的普通原理是在物理安装网络后根据至少一个例如由运营商确定的准则特别基于以后的事件实现的对用户模块与交换局的传输模块的连接进行动态管理。

当然，这种对用户模块与交换局的传输模块的连接的动态管理可以在物理安装网络时一开始就执行。

因此，动态重排的步骤可以优化对交换局的传输模块的容量的利用。确实，它使得可以对于给定个数的传输模块增加与交换局连接的用户模块的个数和/或增大交换局的集合比特率，并且对于同样数量的设备给交换局提供更高水平的服务。

它还减少要部署在交换局内的设备特别是传输模块的数量，从而降低了网络的成本和空间要求。

因此，这种管理方法用来实现在接入网使用上的高度灵活性。它可以用来补充上述的动态带宽分配(DBA)机制，以便在时域中为网络接入提供灵活性。

按照一个实施例，本发明所提供的灵活性是“缓慢的”：它在优化部署的情况下与几天(或者更多一些)的时标相应，而在优化活动/非活动客户机之间的业务的情况下与几分钟到几小时相应。在后一种情况下，可以想象运营商所关心的各种情况：例如，可以考虑白天和夜间运行的不同业务简档来重新配置这些连接，或者利用客户机的不活动情况(短暂或长时间缺席)来重新分配所给予的成为暂时可用的资源。

可以注意到，在持续时间较短的期间(大约1秒甚至更短)分配资源的情况下，DBA机制形成满意的解决方案。

例如，优化准则由运营商确定，可以是：

在利用向不同的用户模块提出的比特率的粒度时达到传输模块的最大填充(在用户模块的连接方面)(与PC硬盘驱动器的碎片合并类似)；

在每个传输模块上混合不同的比特率简档时达到在集合比特率方面用户模块在传输模块之间的平衡分布。于是，可以在每个传输模块内留下可用的比特率裕度，以满足局部化的对较高比特率的一次性请求；

组合不同的传输模块上同样量值的比特率；

组合不同的传输模块上具有同样量值的QoS(服务质量)请求的用户模块；以及

在传输模块的分路比与填充比特率之间的最佳折衷。

此外，通过重排连接的步骤，本发明由于能优化对在PON内工作的传输模块的容量的利用，从而与传统的有可能为每个运行中的传输模块计划多达一个冗余传输模块的情况相比，减少(甚至取消)了需在PON内计划的冗余传输模块。

按照本发明的一个特征，动态重排的步骤在检测到属于包括下列事件的组内的事件中至少一个事件时被激活：

有新的用户模块引入所述接入网；

有新的传输模块引入所述接入网；

请求修改与至少一个用户模块关联的比特率；

检测到在传输模块中比特率(接收或发送比特率)拥塞的至少一个情况(例如暂时性拥塞)；以及

出现周期性事件(例如时隙)。

在本发明的一个实施例中，每个发送模块适合发送处于为本传输模块特有的预定发送波长的信号和接收处于为本传输模块特有的预定接收波长的信号；每个用户模块适合发送处于可调的发送波长的信号和被调到特定的接收波长上；以及在一个用户模块的发送波长被调成与一个传输模块的接收波长相同时，该用户模块与该传输模块连接，并且该用户模块被调到该传输模块的发送波长上。

因此，例如通过引入发送和接收波长的可调性，达到对连接的重排。

按照本发明的一个实施例，重排步骤包括：

获得表示每个用户模块与传输模块的连接的拓扑结构的步骤；以及

根据所述至少一个预定优化准则将至少一个要转接的用户模块从一个源传输模块转接到一个目的传输模块的步骤。

按照本发明的一个特征，转接步骤包括下列步骤：

将转接命令发送给源模块，再发送给要转接的用户模块；

将要转接的用户模块的发送波长调到目的传输模块的接收波长；以及

将要转接的用户模块的接收波长调到目的传输模块的发送波长。

按照本发明的一个特征，每当有新的用户模块要接到交换局时，新的用户模块最初被接到默认传输模块上。

因此，保留了默认传输模块的比特率的一部分，使得新的用户模块到达时不会阻塞。按照一个变型，保留默认传输模块用于诸如连接新的用户模块之类的管理动作。

按照本发明的一个实施例，在第一传输模块有故障的情况下，这种管理方法包括下列步骤：

根据至少一个预定准则选择接到第一传输模块上的至少一个称为优先用户模块的用户模块；以及

将所述至少一个优先用户模块接到至少一个第二传输模块上。

因此，甚至在与优先客户机连接的一个或多个传输模块有故障的情况下，也能为与优先客户机关联的一个或多个用户模块保证可靠性的水平和较高的服务质量。

本发明还涉及一种可从通信网络下载和/或存储在计算机可读媒体上和/或可由微处理器执行的计算机程序产品，其特征在于：所述计算机程序产品包括实现如以上所说明的管理方法的程序代码指令。

本发明还涉及一种用于管理光接入网内多个用户模块与交换局的多个传输模块的连接的平台。

按照本发明，这种平台包括用于根据至少一个预定优化准则动态重排所述用户模块中至少一个用户模块与所述传输模块中至少一个传输模块的连接的装置。

本发明还涉及一种包括与网络的多个用户模块连接的多个传输模块的光接入网的交换局。

按照本发明，这种交换局包括用于根据至少一个预定优化准则动态重排所述用户模块中至少一个用户模块与所述传输模块中至少一个传输模块的连接的装置。

这样的计算机程序产品、管理平台和交换局的优点基本上与如以上所说明的管理方法的优点相同，因此不再详细说明。

本发明还涉及一种包括与网络的多个传输模块连接的多个用户模块的光接入网。

按照本发明，这种光接入网包括用于根据至少一个预定优化准则动态重排所述用户模块中至少一个用户模块与所述传输模块中至少一个传输模块的连接的装置。

这种光接入网的优点基本上与如以上所说明的管理方法的优点相同，因此不再详细说明。

按照本发明的一个实施例，每个发送模块适合发送处于为本传输模块特有的预定发送波长的信号和接收处于为本传输模块特有的预定接收波长的信号；每个用户模块适合发送处于可调的发送波长的信号和被调到特定的接收波长上；以及在一个用户模块的发送波长被调成与一个传输模块的接收波长相同时，该用户模块与该传输模块连接，并且该用户模块被调到该传输模块的发送波长上。

按照本发明的第一实现模式，传输模块通过包括至少一个M x N耦合器(其中M和N为正自然整数)的树形结构与用户模块连接。

因此，每个用户模块接收所有的传输模块所发送的所有信号。因此，在重排用户模块的连接中可以获得很大的灵活性。

按照本发明的第二实现模式，传输模块通过包括至少一个具有循环响应的光多路分离器的树形结构与用户模块连接。

因此，每个用户模块只接收所有的传输模块所发送出的信号中的一部分信号。因此，波长过滤装置不必具有很高的选择性。

当然，在该第二实施例的一个变型中也可以配备至少一个具有非循环响应的光多路分离器。

附图说明

从以下以简单的、非穷举的例示性例子的方式给出的对一些实施例的说明中和从附图中可以更为清楚地看到本发明的其他特征和优点，在这些附图中：

图1为已参考现有技术予以评述的无源光接入网的简图；

图2为按照本发明的一个实施例的无源光接入网的简图；

图3示出按照本发明的一个实施例的实现一种管理图2所示网络的用户模块与传输模块的连接的方法的管理平台；

图4示出由图3所示管理平台实现的管理方法的动态重排(由动态重排算法实现)的主要步骤；以及

图5示出按照本发明的一个实现模式实现无源光接入网的实例。

具体实施方式

下面将对按照本发明的一个实施例的无源光接入网2000进行说明。

图2示出了无源光接入网2000的简图。

网络2000具有交换局200，该交换局本身包括多个机架2011、2021。在图2中，只示出了两个机架，但该PON当然可以包括任意数量的任何机架。

每个机架2011、2021内可以***一些包括一个或多个各形成光树形结构的起点的物理接口的PON卡(未示出)。下面，将这些物理接口称为“传输模块”。图2所示的特定情况为机架2011和2021分别包括单个传输模块2011和2021，后者分别构成光树形结构210和220的起点。

在这个实施例中，树形结构210具有基于三个1 x N耦合器(其中N为正自然整数，例如等于8)211、212、213的两个耦合级，耦合器211、212、213与用户模块214连接。

在这个实施例中，树形结构220具有基于三个1xN耦合器221、222、223的两个耦合级，耦合器221、222、223与用户模块224连接。

当然，这些树形结构210、220可以包括任意数量的任何类型例如M x N型(其中N和M是正自然整数)的耦合器。

因此，在PON 2000内，一组传输模块(例如5个这样的模块)“联合地”为一些用户模块(例如15个这样的模块)的加宽集线器服务。

在实现本发明的这种情况下，传输模块2011、2021都适合以固定发送波长发送各发送信号和以固定接收波长接收各接收信号。各个传输模块的接收波长相互不同，各个传输模块的发送波长也相互不同。

因此，每个传输模块与包括发送波长和接收波长的一对波长关联，这对波长是预定的并且是本传输模块特有的。

此外，用户模块214、224都适合以可调的发送波长发送各发送信号和调到特定的接收波长上。

因此，每个用户模块与包括发送波长和接收波长的一对波长关联，发送和在接收中选择这对波长的功能是可调的。

在一个用户模块的发送波长被调成与一个传输模块的接收波长相同时，该用户模块与该传输模块连接，并且该用户模块被调到该传输模块的发送波长上。

由于用户模块的发送波长是可调的而且用户模块在接收中是可调的，因此在网络2000上每个用户模块可以从/向任何未指定的传输模块接收/发送信号，如果这个用户模块的发送波长被预先调成等于所涉及的传输模块的接收波长而且这个用户模块的接收波长被预先调成使它能接收所涉及的传输模块的发送波长的话。

按照本发明，用户模块和传输模块的一些实施例是可行的，各相应于在网络2000内引入一些特定的光功能。

关于传输模块2011、2021，本发明的第一实施例的要点是配备在发送中以固定(发射)波长进行发射的光源(例如激光型的光源)和在接收光检测器前配备固定(接收)波长的滤光器。

可以看到，固定滤光器不是必须的(例如，在由配置在传输模块与用户模块之间的多路分离器执行波长选择时)。

为了使这些传输模块2011、2021通用以避免必须管理一系列各制造成具有不同的各对波长的传输模块，本发明的第二实施例的要点是用在将传输模块安装在交换局200内时会被一次性调谐的可调组件来代替发射固定波长的光源和具有固定波长的滤光器。

在这个第二实施例中，光源或滤光器的可调性可以与用户模块的光源或滤光器的可调性(在下面详细说明)以同样的方式得到。

然后，用在图2中标记为∑的单元将传输模块2011、2021发出的一组不同的波长耦合入一组光纤(每条光纤与上述的树形结构210、220中一个树形结构关联，这些光纤构成等同数目的自交换局200的起点)。这个单元可以是一个N x N无源耦合器，更一般地可以是一个M x N无源耦合器，或者是一个M x N光多路复用器与一个1 x N耦合器的组合，甚至是任何其他未指定的组合，特别是一些耦合器和/或多路复用器的组合。

关于用户模块214、224，为了接收，按照本发明，可以在用于接收的光检测器前配备(接收)波长可调的滤光器；为了发送，按照本发明，可以配备：

连续可调的光源(例如，激光型光源)；

跳跃(即非连续)可调的光源(例如，激光型光源)；或者

光源(例如，激光型光源)阵列，其中与要发射的波长相应的光源发光。

此外，如果用户模块的接收波长(沿下行链路方向)和发送波长(沿上行链路方向)相同，按照本发明，可以用“无色”发送器(即，消除来自传输模块的处于接收波长的信号的调制以及重新调制并通过该传输模块以相同波长回发相同信号的的发送器)实现重用相同波长的技术。这种方法就光预算来说不大有利，但避免了在客户机级使用可调的源。

按照本发明的上述的实施例，用于管理用户模块214、224与传输模块2011、2021的连接的平台(图3所示)以站(例如PC、服务器等)为宿主，与交换局200的传输模块2011、2021的各种PON卡连接。

如图3所示，该管理平台包括存储器(M)31和处理单元(P)32，处理单元32装备有例如微处理器μP并由计算机程序(Pg)33驱动，该管理平台实现按照本发明的以上实施例的管理方法。

因此，程序33特别包括动态重排算法(将在下面参考图4进行说明)，该算法实现根据至少一个如下面要详细说明的预定优化准则对用户模块与传输模块的连接进行动态重排的步骤。

在初始化时，计算机程序33的代码指令例如被装入RAM，再由处理单元32的处理器执行。

因此，处理单元32的微处理器实现按照本发明的管理方法的各个步骤，以便管理用户模块214、224与传输模块2011、2021的连接。

为此，管理平台包括根据至少一个如下面要详细说明的预定优化准则而动态重排用户模块与传输模块的连接的装置。这些装置由处理单元32的微处理器驱动。

在本发明的一个具体实施例中，管理平台包括在交换局200内。

因此，这个管理平台(图2中未示出)用来配置传输模块2011、2021与用户模块214、224之间的交换和集中关于管理PON 2000的各种信息。

在安装PON 2000时，安装与第一对波长关联的第一传输模块，该第一对波长包括用于下行链路(从传输模块到用户模块)的第一发送波长和用于上行链路(从用户模块到传输模块)的第一接收波长。这第一对波长是固定的，并且是第一传输模块所特有的。

然后，将各用户模块接到第一传输模块上，只要第一传输模块不接近于它的最大容量。

可以回想一下，从一个用户模块的发送波长和接收波长被调成分别等于第一传输模块的接收波长和发送波长的时刻起，该用户模块就与这个第一传输模块连接。

在与连接一个新的用户模块有关的请求导致第一传输模块的容量溢出时，第二传输模块就被激活。这个第二传输模块与包括用于下行链路的第二发送波长和用于上行链路的第二接收波长的第二对波长关联。第二对波长的发送波长和接收波长(它们是固定的并且是第二传输模块所特有的)分别与第一对波长的发送波长和接收波长不同。

然后，该新的用户模块就接到这个第二传输模块上。

然后，重复进行上述过程，直到每个用户模块接到一个传输模块上。

例如，这个安装PON 2000的阶段形成按照本发明的管理方法的一部分。

在安装了PON 2000后，管理平台应用根据至少一个预定优化准则对至少一个用户模块与至少一个传输模块的连接进行动态重排的算法。

例如，这个动态重排可以由检测到属于包括下列事件的组的至少一个事件而激活：

有新的用户模块引入接入网；

有新的传输模块引入接入网；

请求修改与至少一个用户模块关联的比特率；

检测到在传输模块内比特率阻塞；以及

出现周期性事件(例如一个时隙)等。

下面假设这种重排被定期执行。

定期执行的这种对用户模块与传输模块的连接的动态重排特别用来在所连接的客户机的数量方面或者在集合比特率方面达到对每个传输模块的最佳填充。

按照本发明，可以支持与各种重排模式相应的各种预定优化准则。

例如，优化准则由运营商确定，可以是：

在得益于向不同的用户模块提出的比特率的粒度时达到传输模块的最大填充(在用户模块的连接方面)(与PC硬盘驱动器的碎片合并类似)；

在每个传输模块上混合不同的比特率简档时达到在集合比特率方面用户模块在传输模块之间的平衡分布。于是，可以在每个传输模块内留下可用的比特率裕度，以满足局部化的对较高比特率的一次性请求；

组合不同的传输模块上同样量值的比特率；

组合不同的传输模块上具有同样量值的QoS(服务质量)请求的用户模块；以及

在传输模块的分路比与填充比特率之间的最佳折衷。

图4给出了按照本发明的上述实施例由管理平台实现的管理方法的动态重排(由上述的动态重排算法实现)的主要步骤。

首先，管理平台执行获得表示每个用户模块与传输模块的连接的拓扑结构的步骤401。因此，管理平台能访问用户模块与传输模块的连接的简档(一个简档汇集了例如对下行链路和上行链路的比特率的请求、客户合同内规定的QoS等)。这些简档用作重排算法的输入变量。

然后，管理平台执行将一个用户模块的连接从一个源传输模块转接到一个目的传输模块的步骤402。

转接步骤402包括以下子步骤：

产生一个转接命令发送给源传输模块，再发送给转接的用户模块(403)；以及

将转接的用户模块的发送波长和接收波长调到目的传输模块的接收波长和发送波长(404)。

然后，目的传输模块通过识别机制识别所转接的用户模块。

因此，按照本发明的动态重排被真正结合到PON的发展中，而且与当前***的工作兼容。确实，该转接***直接使用由给定传输模块识别与它连接的给定用户模块的机制。

确实，按照这种由给定传输模块识别给定用户模块的机制，在给定用户模块接到给定传输模块上时，给定用户模块就开始收听来自给定传输模块的消息。

同时，给定传输模块周期性地向与它连接的这些用户模块从而特别是给定用户模块发送请求，以检查是否有新的用户模块(特别是给定用户模块)已经接到给定传输模块上。

接收到这个请求的任何新的用户模块(特别是给定用户模块)立即响应，将含有唯一标识符(例如它的媒体访问控制(MAC)卡的号码)的响应消息发送给给定传输模块。于是，给定传输模块收到所述标识符(本例中为MAC***码)后，就可以将新的用户模块纳入它的业务规划(并因此例如分配一个特定时隙，新的用户模块于是可以在这个时隙内发送数据)。

可以看到，任何新的“到达”网络2000的用户模块在一个默认波长上显现，被一个默认传输模块(它的接收波长等于默认波长)识别出来，然后视情况例如根据网络上的比特率的简档被转接到另一个传输模块上。

于是，必需选择这个起默认波长(新的用户模块最初显现的波长)作用的波长。

也可以通过每次实现相同的波长组合来执行一种部署，以不同波长引入的相同次序进行。这样就保证在网络内一直存在第一波长，这个波长因此能构成默认波长。

按照本发明，视情况可以在管理平台级引入一个规定保留默认传输模块(与默认波长关联)的比特率的一部分的限制，使得有新的用户模块到达时不会阻塞。也可以保留默认传输模块用于诸如连接新的用户模块之类的管理动作。

为了对一个(或多个)传输模块有故障的情况作好准备，可以在遵从本发明的PON的第一实现中规定在网络内设置一个或多个冗余的传输装置，这些传输装置处在待机(或者说未激活的)模式，但随时可投入运行，以代替可能失效的传输模块。

在遵从本发明的PON的第二实现中，也可以规划成在网络内不设置冗余传输模块。

在这个第二实现中，在第一传输模块失效的情况下，按照以上实施例的管理方法可以包括以下步骤：

根据例如与用户模块关联的优先准则选择至少一个接到第一传输模块上的称为优先用户模块的用户；以及

将所述至少一个优先用户模块接到至少一个第二传输模块上。

按照遵从本发明的第三实现，可以将上述的第一和第二实现模式组合在一起。

因此，通过按照本发明重排连接的步骤，本发明由于允许优化对运行中的传输模块的容量的利用，从而与有可能为每个运行中的传输模块提供多达一个冗余传输模块的传统情况相比，减少(甚至取消)了在PON内需规划的冗余传输模块。

此外，即使没有提供冗余传输模块，上述的第二实现也可保证为优先客户提供服务。

因此，即使是在一个或多个优先用户模块所连接的传输模块有故障的情况下，也可以保证对这些优先用户模块在网络可用性、可靠性和服务质量方面的高度安全性。

因此，按照本发明的管理方法对于网络2000的交换局200的给定数量的传输模块，可以增加接到交换局的用户模块的数量和/或增大交换局的集合比特率。

显然，对于包括大量用户模块的集线器来说，通过本发明的动态重排获得的优化的程度越高，它的效率就越高。

因此，本发明在物理分路比大于当前所用的物理分路比的PON的情况下价值提高。

因此，可能有必要在基础设施内增添附加的耦合级(例如，在网络的树形结构内增添一些附加的M x N耦合器，其中M和N为正自然整数)。此外，可以计划在按照本发明的无源光接入网内在至少一个传输模块与至少一个用户模块之间配置一个或多个光放大器，以便对传输模块与用户模块之间在传输中传播的至少一个光信号进行放大，以补偿由于物理分路比增大所引起的损耗。

在按照本发明的上述的实施例的网络2000的体系结构的情况下，每个用户模块接收所有传输模块所发出的所有信号(每个信号具有它的波长)，再由它的滤光器选择波长与它有关的信号。这是允许的，因为该操作使用基本上由在所涉及的波长上透明并通过光纤互连的光耦合器形成的树形结构。

虽然这种体系结构在重排用户模块方面具有大的灵活性，但它有两个缺点。首先，它需要引入伴随有随数目N增大的***损耗的M xN耦合器。其次，对于给定的光谱范围，到达用户模块的滤光器的波长越多，这些波长之间的间隔应该越小，因而该滤光器的滤光曲线应该越陡，以便能只提取一个波长而不受与邻近波长干扰的妨碍。

在网络2000的体系结构的上述的实施例的一个变型中，本发明使用基本上由一个具有循环响应的光多路分离器(AWG型)可能还配有一些对所涉及的波长透明并通过光纤互连的M x N光耦合器所形成的树形结构。

于是，这在从这些多路分离器向下游的用户模块部分广播各波长中反映。因此，用户模块不再(在由它的滤光器选择波长与它有关的信号之前)接收所有传输模块所发出的所有信号(每个信号具有它的波长)，而是只接收这些信号的一个子集。

AWG型多路分离器与循环多路复用器一起工作使得来自它的输出端口的各波长以等于该多路分离器的FSR(自由光谱范围)的间隔分开。

这个变型的优点是循环AWG型多路分离器具有随输出的数量而变的准恒定损耗。此外，在用户模块级的滤光器不需要有很高的选择性(带宽可以达到多路分离器的FSR值)。

然而，用户模块所发送的信号(上行链路传输)可能具有与接收信号相同的波长或者以循环多路分离器的FSR的倍数偏移的波长。实现至少一个循环多路分离器的变型允许更大的光预算裕度，但相反限制了重排网络内的业务的可能性(局限于用户模块所接收的波长的子集)。

于是，最佳的解决方案是在最高可能级所希望的物理分路比与涉及传输模块与用户模块之间的光预算相对于放大所引入的噪声和在这种情况下可以合理使用的波长的数目的限制之间的折衷。对于无源光接入网的每个具体体系结构，必须对这些传输参数进行研究以确定这个最佳值。

在本发明的情况下，可以修改传统的PON的物理层的某些要素。这些要素特别是：首先可以进行传输模块的“着色”和用户模块的可调性，其次可以使光发送器的功率值得以增大或者可以引入放大单元以增大分路比。

诸如比特率或无源光接入网机制之类的其他要素保持不变。这种思想实际上是通过引入最少的修改而利用当前现有的设备。这种按照本发明的管理方法的设计与当前由传输模块管理用户模块的机制兼容。

参见图5，给出了按照本发明的一种实现模式实现无源光网络5000的实例。

在交换局500，传输模块的发送器(传输模块的发光源)5011、5021、5031与光多路复用器504的输入端口连接。

循环器505将下行链路信号(由传输模块发送的)与上行链路信号(由传输模块接收的)分开。下行链路信号注入无源光网络的树形结构510。

无源光网络的树形结构510特别包括：特别包括第一1 x 8耦合器507(处在交换局500内)的第一耦合级、特别包括第二1 x 8耦合器512的第二耦合级和特别包括第三1 x 4耦合器513的第三耦合级，它们由光纤互连。因此，树状基础设施结构510包括三个耦合级。

光放大级(双向光放大器)508被引入在交换局500级的树形结构510，以补偿分路比增大所引入的衰减。由于该无源基础设施为双向结构，因此放大508也为双向放大。

网络的树形结构的上行链路信号传送给光多路分离器506。多路分离器506用来将这些波长的信号分别引向传输模块的各自接收器5012、5022、5032。

在用户模块514，光循环器5141负责将下行链路光信号传送给用户模块的波长可调滤光器5142和将用户模块的可调激光器5144所发出的信号沿上行链路方向再注入树形结构510。

在所给出的这个实例中，可调滤光器可以配置在由雪崩光电二极管5143构成的检测器和用来产生上行链路方向的光信号的可调激光器的上游。

此外，在实现的这个实例中，传输模块的发送器5011、5021、5031聚集在同一个第一设备内，而传输模块的接收器5012、5022、5032聚集在同一个第二设备内。因此，按照这个实现，包括一个发送器和一个接收器的每个传输模块分布在这第一和第二设备内。然而，当然，在本发明的实现的其他实例中，每个传输模块可以包括都包含在构成该传输模块的同一个设备内的一个发送器和一个接收器。

Claims (11)

1.一种管理光接入网(2000)中多个用户模块(214，224)与交换局(200)的多个传输模块(2011，2021)的连接的方法，其特征在于：

所述方法包括根据至少一个预定优化准则而动态重排所述用户模块中至少一个用户模块与所述传输模块中至少一个传输模块的连接的步骤。

2.按照权利要求1所述的管理方法，其特征在于，所述动态重排的步骤由检测到属于包括下列事件的组的至少一个事件而激活：

有新的用户模块(214，224)引入所述接入网；

有新的传输模块(2011，2021)引入所述接入网；

请求修改与至少一个用户模块(214，224)关联的比特率；

检测到传输模块中至少一个比特率拥塞；以及

出现周期性事件。

3.按照权利要求1和2之一所述的管理方法，其特征在于：

每个传输模块(2011，2021)适合以本传输模块所特有的预定发送波长发送信号和以本传输模块所特有的预定接收波长接收信号；

每个用户模块(214，224)适合以可调的发送波长发送信号和被调到特定的接收波长上；以及

在一个用户模块的发送波长被调成与一个传输模块的接收波长相同时，该用户模块与该传输模块连接，并且该用户模块被调到该传输模块的发送波长上。

4.按照权利要求3所述的管理方法，其特征在于，所述重排步骤包括：

获得表示每个用户模块(214，224)与传输模块(2011，2021)的连接的拓扑结构的步骤；以及

根据所述至少一个预定优化准则而将至少一个要转接的用户模块从一个源传输模块转接到一个目的传输模块的步骤。

5.按照权利要求4所述的管理方法，其特征在于，所述转接步骤包括下列步骤：

将转接命令发送给源传输模块，然后发送给要转接的用户模块；

将要转接的用户模块的发送波长调到目的传输模块的接收波长；以及

将要转接的用户模块的接收波长调到目的传输模块的发送波长。

6.按照权利要求1至5中任一项所述的管理方法，其特征在于：每当有新的用户模块接到交换局(200)时，所述新的用户模块最初被接到默认传输模块上。

7.按照权利要求1至6中任一项所述的管理方法，其特征在于，在第一传输模块有故障的情况下，所述管理方法包括下列步骤：

根据至少一个预定准则选择接到第一传输模块上的称为优先用户模块的至少一个用户模块；以及

将所述至少一个优先用户模块接到至少一个第二传输模块上。

8.一种可从通信网络下载和/或存储在计算机可读媒体上和/或可由微处理器执行的计算机程序产品，其特征在于，所述计算机程序产品包括用于实现按照权利要求1至7中至少一个权利要求所述的管理方法的程序代码指令。

9.一种用于管理光接入网(2000)中多个用户模块(214，224)与交换局(200)的多个传输模块(2011，2021)的连接的平台，其特征在于：所述平台包括用于根据至少一个预定优化准则而动态重排所述用户模块中至少一个用户模块与所述传输模块中至少一个传输模块的连接的装置。

10.一种光接入网的交换局，包括与该网络的多个用户模块(214，224)连接的多个传输模块，其特征在于：所述交换局包括用于根据至少一个预定优化准则而动态重排所述用户模块中至少一个用户模块与所述传输模块中至少一个传输模块的连接的装置。

11.一种光接入网，包括与光接入网(2000)中交换局(200)的多个传输模块(2011，2021)连接的多个用户模块(214，224)，其特征在于：所述光接入网包括用于根据至少一个预定优化准则而动态重排所述用户模块中至少一个用户模块与所述传输模块中至少一个传输模块的连接的装置。

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