JP4756074B2 - イーサネット(登録商標)受動光学ネットワークにおける非対称なライン速度を容易にする方法および装置 - Google Patents
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Description
図1は受動光学ネットワークを例示しており、中央局と多数の加入者とが光ファイバと受動光学スプリッタとを介して結合されている(従来技術)。図1に示されているように、多数の加入者は光ファイバと受動光学スプリッタ102とを介して電話局101に結合されている。受動光学スプリッタ102はエンドユーザの位置の近くに配置され得、その結果、最初のファイバ配備コストが最小化される。電話局101は、インターネットサービスプロバイダ(ISP)によって運営されるメトロポリタンエリアネットワークのような外部ネットワーク103に結合される。図1はツリーのトポロジーを例示しているが、PONはまたリングまたはバスのような他のトポロジーに基づき得るということに留意されたい。
図2は、通常の動作モードにおけるEPONを例示している(従来技術)。ONUが、任意の回数、EPONにつながることを可能にするために、EPONは一般的に2つの動作モード、通常動作モードおよび発見(初期化)動作モードを有する。通常動作モードは定期的な上流データの送信に適応し、該定期的な上流データの送信において、OLTは、全ての初期化されたONUに送信の機会を割り当てる。
図3は、発見プロセスを例示している時間間隔の図を提示している。発見プロセスの開始時に、OLT301は、最初に、OLT301が発見モードに入り新たなONUを登録することを可能にするタイムインターバルの開始時間tsを設定する(このタイムインターバルは発見ウインドウと呼ばれる)。現在の時間からtsの時間まで、OLT301は、登録されたONUから通常の上流データを受信し続け得るということに留意されたい。OLT301はまた、新たにつながれた各ONUが、OLT301に応答メッセージを送信し登録を要求することを可能とされるタイムインターバル(発見スロットと呼ばれる)を設定し、発見スロットの開始時間は発見ウインドウの開始時間tsと同じである。1つよりも多いONUシーキング登録があり得、かつ、未登録のONUとOLT301との距離が分からないので、発見ウインドウのサイズは、少なくとも、発見スロットと、ONUとOLT301との間で許容される最大限のラウンドトリップの遅延とのサイズを含まなければならない。
非対称なライン速度を容易にするために、本発明の一実施形態は、下流送信および上流送信のために様々なライン速度を利用する。しかしながら、OLTまたはONUにおけるMPCPクロックは一定のままであり、より遅い上流符号群のクロック関しては1:2の周波数率を保つ。図4は、本発明の一実施形態に従って、EPONにおける非対称なライン速度を容易にする遅いMPCPクロック動作を例示する。図4に示されているように、OLT402は、MPCP機能410とPHY層414とをインプリメントする。下流送信に関して、OLT402は、周波数がMPCPクロックの周波数の4倍である送信符号群クロックを使用する。上流送信に関して、ONU404は、周波数がMPCPクロックの周波数の2倍である送信符号群クロックを使用する。MPCPクロックは上流送信と下流送信との両方に対して同じであるということに留意されたい。このようにして、本システムは上流送信のライン速度の2倍のライン速度で下流送信を可能にする。例えば、本システムは、一定のMPCPクロックを維持しながら、2.5Gbpsの下流ライン速度と1.25Gbpsの上流ライン速度とを容易にし得る。
本発明の一実施形態は、より速い下流符号群クロックに関して1:2の周波数率を保つ、一定のMPCPクロックを利用する。図5は、本発明の一実施形態に従って、EPONにおける非対称なライン速度を容易にする速いMPCPクロック動作を例示する。図5に示されているように、OLT502は、周波数がMPCPクロックの周波数の2倍である下流送信符号群クロックを使用する。上流送信に関して、ONU504は、周波数がMPCPクロックの周波数と同じである送信符号群クロックを使用する。MPCPクロックはOLT502とONU504との両方に対して同じであるということに留意されたい。
上に記述されたアプローチは、下流および上流の通信のために様々な送信符号群クロックを利用する。これらのアプローチは一般的に既存のEPONデバイスの改変を必要とする。従来の1.25Gbpsのデバイスを改変することなく、EPONにおける非対称なライン速度を容易にすることが望ましい。
複数のデータストリームを多重送信することに関連する1つの課題は、MPCPメッセージに対する一定のラウンドトリップ時間を維持する方法である(図3に関する記述を参照)。例えば、データフレームは下流マルチプレクサの2つの入力ポートに非同期的に到達し、かつ、これらのフレームは順番に並べられているので、フレームによって経験させられる遅延は変化し得る。この遅延の変化は、MPCPプロトコルの動作に悪く影響し得る。本発明の実施形態は、この問題に対していくつかの解決策を提供する。
遅延変化の問題を解決するための代替のアプローチは、符号群のインターリーブを使用することである。図11は、本発明の一実施形態に従って、EPONにおける非対称なライン速度を容易にする、符号群のインターリービングの多重送信スキームを例示する。図11に示されているように、マルチプレクサは2つの入力ポートから受信された符号群をインターリーブし得る。結果として、MPCPメッセージおよび他のデータフレームに対するわずかな一定の遅延があるのみである。なぜならば、実質的なパケットレベルのバッファリングが要求されないからである。
EPONにおける基底となる物理層の全光学的な特質のために、下流性能を増加させるために複数の波長を使用することが可能である。図12は、本発明の一実施形態に従って、EPONにおける非対称なライン速度を容易にする、波長分割多重送信スキームを例示する。この例において、それぞれが1.25Gbpsのデータを運ぶ2つの波長が、同時に送信される。波長分割マルチプレクサ(WDM)1210が、下流方向に2つの波長を組み合わせるために使用される。一方の波長が、OLT1202からの通常のEPONトラフィックを運び得る。図12に示されているように、他方がブロードキャストデータを運ぶために使用され得る。
Claims (18)
- 中央ノードおよび少なくとも1つの遠隔ノードを含むEPONにおける非対称なライン速度を容易にする方法であって、
該方法は、
1.25Gbpsの実効データ速度で第1のデータのフローを受信することと、
1.25Gbpsの実効データ速度で第2のデータのフローを受信することと、
該第1のデータのフローおよび該第2のデータのフローを多重送信することにより、2.5Gbpsの実効下流データ速度を取得することと、
1.25Gbpsで、少なくとも1つの遠隔ノードから該中央ノードに送信された上流データのフローを受信することと
を包含し、
該第1のデータのフローおよび該第2のデータのフローを多重送信することは、
受信されたパケットをバッファリングすることと、
各パケットが受信された順番に基づいて、2.5Gbpsで、該バッファリングされたパケットを送信することと
を含み、
該受信されたパケットをバッファリングすることは、
受信されたMPCPメッセージに同期化されたローカルのクロックを提供することと、
MPCPメッセージをバッファリングすることと、
該MPCPメッセージが該クロックに基づいて下流に送信される送信時間を計算することと、
該計算された送信時間に基づいて、該MPCPメッセージに対するタイムスタンプを更新することと
を含む、方法。 - 前記下流データを受信することと、
該受信された下流データを分離し、前記第1のデータのフローおよび前記第2のデータのフローを生成することと、
該第1のデータのフローを光学ネットワークユニット(ONU)に転送することと
をさらに包含する、請求項1に記載の方法。 - 前記第1のデータのフローは、EPONフレームを含み、該EPONフレームのそれぞれは、論理リンク識別子(LLID)でラベル付けされており、
前記第2のデータのフローは、LLIDでラベル付けされていないブロードキャストフレームを含む、請求項1に記載の方法。 - 前記第1のフローは、第1の光学ライン端末(OLT)によって生成され、
前記第2のフローは、第2のOLTによって生成され、
該第1のOLTは、前記遠隔ノードからの上流トラフィックをスケジューリングすることに責任がある、請求項1に記載の方法。 - 遠隔ノードにおいて、2.5Gbpsで前記下流のデータのフローを受信することと、
EPONフレームをONUに選択的に転送することと
をさらに包含し、
該ONUに転送されるデータの実効データ速度が1.25Gbpsを超えない、請求項4に記載の方法。 - 中央ノードおよび少なくとも1つの遠隔ノードを含むEPONにおける非対称なライン速度を容易にする方法であって、
該方法は、
1.25Gbpsの実効データ速度で第1のデータのフローを受信することと、
1.25Gbpsの実効データ速度で第2のデータのフローを受信することと、
該第1のデータのフローおよび該第2のデータのフローを多重送信することにより、2.5Gbpsの実効下流データ速度を取得することと、
1.25Gbpsで、少なくとも1つの遠隔ノードから該中央ノードに送信された上流データのフローを受信することと
を包含し、
該第1のデータのフローおよび該第2のデータのフローを多重送信することは、
受信されたパケットをバッファリングすることと、
各パケットが受信された順番に基づいて、2.5Gbpsで、該バッファリングされたパケットを送信することと
を含み、
該受信されたパケットをバッファリングすることは、
ローカルのクロックを提供することと、
MPCPメッセージをバッファリングすることと、
該ローカルのクロックに基づいて、該MPCPメッセージがバッファリングにより被る時間遅延の量を測定することと、
該MPCPメッセージを下流に送信することに先立ち、該測定された遅延に基づいて、該MPCPメッセージに対するタイムスタンプを更新することと
を含む、方法。 - 前記第1のデータのフローおよび前記第2のデータのフローを多重送信することは、
一定のバッファリング遅延を有する第1のバッファにおいて、MPCPメッセージをバッファリングすることと、
第2のバッファにおいて、該第1のフローからのMPCPメッセージ以外のデータフレームをバッファリングすることと、
第3のバッファにおいて、該第2のフローからのMPCPメッセージ以外のデータフレームをバッファリングすることと、
該MPCPメッセージに一定のバッファリング遅延を導入した後に、該MPCPメッセージを送信することと
を含む、請求項4に記載の方法。 - 前記第1のデータのフローおよび前記第2のデータのフローを多重送信することは、
該第1のデータのフローおよび該第2のデータのフローから受信される符号群に基づいて、2.5Gbpsで、符号群のインターリーブを行うことを含み、該受信された符号群が8B/10Bで符号化された場合には、符合群は10ビットを含み得、そうでなければ8ビットを含み得る、請求項4に記載の方法。 - 前記第1のデータのフローおよび前記第2のデータのフローを多重送信することは、
第1の波長で、該第1のデータのフローを光学的に送信することと、
第2の波長で、該第2のデータのフローを光学的に送信することと、
波長分割マルチプレクサを使用して、該第1の波長および該第2の波長を多重送信することと
を含み、
前記方法は、遠隔ノードにおいて該第1の波長および該第2の波長を分離することをさらに包含する、請求項1に記載の方法。 - 中央ノードおよび少なくとも1つの遠隔ノードを含むEPONにおける非対称なライン速度を容易にする装置であって、
該装置は、
1.25Gbpsの実効データ速度で第1のデータのフローを受信するように構成されている第1の入力ポートと、
1.25Gbpsの実効データ速度で第2のデータのフローを受信するように構成されている第2の入力ポートと、
該第1のデータのフローおよび該第2のデータのフローを多重送信することにより、2.5Gbpsの実効下流データ速度を取得するように構成されているマルチプレクサと、
1.25Gbpsで、少なくとも1つの遠隔ノードから該中央ノードに送信された上流データのフローを受信するように構成されている上端のレシーバと
を備え、
該第1のデータのフローおよび該第2のデータのフローを多重送信する間に、該マルチプレクサは、
受信されたパケットをバッファリングすることと、
各パケットが受信された順番に基づいて、2.5Gbpsで、バッファリングされたパケットを送信することと
を行うように構成されており、
該受信されたパケットをバッファリングする間に、該マルチプレクサは、
受信されたMPCPメッセージに同期化されたローカルのクロックを提供することと、
MPCPメッセージをバッファリングすることと、
該MPCPメッセージが該クロックに基づいて下流に送信される送信時間を計算することと、
該計算された送信時間に基づいて、MPCPメッセージに対するタイムスタンプを更新することと
を行うように構成されている、装置。 - 前記下流データを受信するように構成された下端のレシーバと、
該受信された下流データを分離し、前記第1のデータのフローおよび前記第2のデータのフローを生成するように構成されたデマルチプレクサと、
該第1のデータのフローを光学ネットワークユニット(ONU)に転送するように構成された転送メカニズムと
をさらに備えている、請求項10に記載の装置。 - 前記第1のデータのフローは、EPONフレームを含み、該EPONフレームのそれぞれは、論理リンク識別子(LLID)でラベル付けされており、
前記第2のデータのフローは、LLIDでラベル付けされていないブロードキャストフレームを含む、請求項10に記載の装置。 - 前記第1のデータのフローを生成する第1の光学ライン端末(OLT)と、
前記第2のデータのフローを生成する第2のOLTと
をさらに備え、
該第1のOLTは、前記遠隔ノードからの上流トラフィックをスケジューリングすることに責任がある、請求項10に記載の装置。 - 遠隔ノードにおいて、2.5Gbpsで前記下流のデータのフローを受信するように構成された下端のレシーバと、
ONUにEPONフレームを選択的に転送するように構成された転送メカニズムと
をさらに備え、
該ONUに転送されるデータの実効データ速度が1.25Gbpsを超えない、請求項13に記載の装置。 - 中央ノードおよび少なくとも1つの遠隔ノードを含むEPONにおける非対称なライン速度を容易にする装置であって、
該装置は、
1.25Gbpsの実効データ速度で第1のデータのフローを受信するように構成されている第1の入力ポートと、
1.25Gbpsの実効データ速度で第2のデータのフローを受信するように構成されている第2の入力ポートと、
該第1のデータのフローおよび該第2のデータのフローを多重送信することにより、2.5Gbpsの実効下流データ速度を取得するように構成されているマルチプレクサと、
1.25Gbpsで、少なくとも1つの遠隔ノードから該中央ノードに送信された上流データのフローを受信するように構成されている上端のレシーバと
を備え、
該第1のデータのフローおよび該第2のデータのフローを多重送信する間に、該マルチプレクサは、
受信されたパケットをバッファリングすることと、
各パケットが受信された順番に基づいて、2.5Gbpsで、バッファリングされたパケットを送信することと
を行うように構成されており、
該受信されたパケットをバッファリングする間に、該マルチプレクサは、
ローカルのクロックを提供することと、
MPCPメッセージをバッファリングすることと、
該ローカルのクロックに基づいて、該MPCPメッセージがバッファリングにより被る時間遅延の量を測定することと、
該MPCPメッセージを下流に送信することに先立ち、該測定された遅延に基づいて、該MPCPメッセージに対するタイムスタンプを更新することと
を行うように構成されている、装置。 - 前記第1のデータのフローおよび前記第2のデータのフローを多重送信する間に、前記マルチプレクサは、
一定のバッファリング遅延を有する第1のバッファにおいて、MPCPメッセージをバッファリングすることと、
第2のバッファにおいて、該第1のフローからのMPCPメッセージ以外のデータフレームをバッファリングすることと、
第3のバッファにおいて、該第2のフローからのMPCPメッセージ以外のデータフレームをバッファリングすることと、
該MPCPメッセージに一定のバッファリング遅延を導入した後で、該MPCPメッセージを送信することと
を行うように構成されている、請求項13に記載の装置。 - 前記第1のデータのフローおよび前記第2のデータのフローを多重送信する間に、前記マルチプレクサは、該第1のデータのフローおよび該第2のデータのフローから受信される符号群に基づいて、2.5Gbpsで、符号群のインターリーブを行うように構成され、該受信された符号群が8B/10Bで符号化された場合には、符合群は10ビットを含み得、そうでなければ8ビットを含み得る、請求項13に記載の装置。
- 前記第1のデータのフローおよび前記第2のデータのフローを多重送信する間に、前記マルチプレクサは、
第1の波長で、該第1のデータのフローを光学的に送信することと、
第2の波長で、該第2のデータのフローを光学的に送信することと、
波長分割マルチプレクサを使用して、該第1の波長および該第2の波長を多重送信することと
を行うように構成されており、
前記装置は、遠隔ノードにおいて該第1の波長および該第2の波長を分離するように構成されているデマルチプレクサをさらに備えている、請求項10に記載の装置。
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