CN100534012C - 减少以太无源光网络中数据突发开销的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明的一种实施方式提供了一种减少以太无源光网络中数据突发开销的系统，前述以太无源光网络包括中心节点和至少一个远端节点。在工作期间，中心节点传输准予消息给多个远端节点，其中用于一个特定远端节点的准予消息分配一个传输时隙的开始时间和时长，在该传输时隙中，该特定的远端节点可以传输上行数据突发。响应准予消息，中心节点随后接收多个上行数据突发，其中在两个连续的上行数据突发之间的时间间隔小于缺省的激光器开启时间，缺省的激光器关闭时间，AGC时间段以及CDR时间段之和。

Description

减少以太无源光网络中数据突发开销的方法和设备

技术领域

本发明涉及以太无源光网络的设计。更具体地说，本发明涉及减少以太无源光网络中数据突发开销的方法和设备。

背景技术

为了与增加的互联网服务量同步，光纤和相关的光传输设备被广泛部署以大幅度增加骨干网络的容量。但是，这种骨干网络容量的增加并没有相应的接入网络的容量增加与其匹配。即使在宽带解决方案中，例如数字用户线(DSL)和有线调制解调器(CM)，由当前接入网络所提供的有限的带宽在将高带宽提供给最终用户时会产生严重的瓶颈。

在当前开发的不同技术中，以太无源光网络(EPON)是下一代接入网络的最佳候选技术之一。EPON组合了普遍存在的以太网技术和成本不高的无源光学。因此，它们提供了以太网的简单性和可扩展性，并具有无源光学的有成本效益和高容量。尤其是，因为光纤的高带宽，EPON能够同时包容宽带话音、数据和视频服务量。这样的集成服务很难由DSL或CM技术提供。此外，EPON更适合于互联网协议(IP)服务量，因为以太帧可以直接地封装具有不同大小的本地IP分组，而ATM无源光网络(APON)使用固定大小的ATM信元，因此需要分组分段和重组装。

EPON一般用于网络的“第一英里”，这一英里提供了服务提供者的中心局与商业或住宅区用户之间的连通性。逻辑上说，第一英里是点到多点网络，其中中心局为多个用户提供服务。在EPON中可以采用树状拓扑，其中一根光纤连接中心局和无源光分路器，后者将下行的光信号分开并分发给用户，并组合来自用户的上行光信号(见图1)。

EPON中的传输一般在光线路终端(OLT)和光网络单元(ONU)之间进行(见图2)。OLT一般位于中心局，将光接入网络连接到城域骨干网，后者一般是一个属于互联网服务提供者(ISP)或本地交换运营者的外部网络。ONU可以位于路边或者终端用户位置，以及可以提供宽带话音、数据和视频服务。ONU一般连接到一到N(1×N)无源光耦合器，其中N是ONU的数量，无源光耦合器一般通过单根光纤链路连接到OLT。(注意可以采用多个级联的光分路器/耦合器)。这种配置可以很大程度上减少EPON所需的光纤数量和硬件数量。

EPON内部的通信可以分为下行业务量(从OLT到ONU)和上行业务量(从ONU到OLT)。在下行方向，因为1×N无源光耦合器的广播特性，下行数据帧由OLT广播给所有ONU，之后由它们的目的ONU抽取。在上行方向，ONU需要共享信道容量和资源，因为只有一条链路将无源光耦合器连接到OLT。

因此，EPON一般采用某种仲裁机制来避免数据冲突，以及提供上行光纤信道容量的公正共享。这通过分配传输时隙给每个ONU来实现。一个ONU一般缓存它从用户接收的数据，直至它到达了它的传输时隙的开始时间。当它的次序到达时，ONU以全信道速率“突发”所有存储的帧给OLT。

因为OLT和ONU之间的距离不等，在EPON中对于每个ONU光信号衰减是不同的。对于每个传输时隙，在OLT处接收的功率水平可能是不同的。这被称为“远近效应”。如果调整在OLT中的接收机，从位置较近的ONU接收高功率信号，在从较远的ONU接收到较弱的信号时，它可能会错误地将“1”读成“0”。类似地，如果针对弱信号调整接收机，在接收到较强的信号时，它可能会将“0”读成“1”。为了正确检测进入信号，最好在每个时隙开始时，给OLT接收机一个较短的时间段来调整其0-1阈值，这个时间段称为自动增益控制(AGC)时间段。此外，在AGC时间段之后，通常保留另一时间段，用于使接收机将其时钟与进入比特同步。时钟和数据恢复(CDR)电路负责比特同步。

另一问题是只禁止ONU在其分配的传输时隙之外发送数据还不够。即使在没有数据传输时，ONU的激光器在加电时也会产生自发发射噪声。来自多个接近OLT的ONU的累积的自发发射噪声可以很容易地让来自较远ONU的信号变得模糊(这称为捕捉效应)。因此，ONU最好在其传输时隙之间关闭它的激光器。因为激光器在关闭时，需要时间冷却，在开启时，需要时间加热，所以它的发射的功率可能会在传输开始和结束时出现波动。因此，一般为激光器预留激光器开启时间段和激光器关闭时间段来使其保持稳定。

在激光器开启、关闭、AGC和CDR时间段，ONU不能传输有效载荷数据。这种数据突发开销使得上行带宽使用效率降低。因此，需要一种方法和设备来减少以太无源光网络中的数据突发开销。

发明内容

本发明的一种实施方式提供了一种减少以太无源光网络中数据突发开销的系统，前述以太无源光网络包括中心节点和至少一个远端节点，其中来自中心节点的下行数据被广播给远端节点，以及其中来自远端节点的上行数据以单播的形式传输给中心节点。在工作期间，中心节点传输准予消息给多个远端节点，其中用于一个特定远端节点的准予消息分配一个传输时隙的开始时间和时长，在该传输时隙中，该特定的远端节点可以传输上行数据突发。响应准予消息，中心节点随后接收多个上行数据突发，其中在两个连续的上行数据突发之间的时间间隔小于缺省的激光器开启时间，缺省的激光器关闭时间，AGC时间段以及CDR时间段之和。

在本实施方式的一种变型中，前面的上行数据突发的激光器关闭时间段与后续的数据突发的激光器开启时间段重叠。

在另一种变型中，前面的数据突发的激光器关闭时间段的非重叠部分等于或大于在中心节点和远端节点之间的往返时间的允许的最大抖动的两倍。另外，后续的数据突发的激光器开启时间段的非重叠部分等于或大于在中心节点和远端节点之间的往返时间的允许的最大抖动的两倍。

在另一种变型中，准予消息指定了传输时隙开始时间，它早于紧接前面的传输时隙的结束时间。

在本实施方式的一种变型中，远端节点允许传输多个连续的数据突发，而不需要在两个连续的数据突发之间关闭和开启其激光器。

在另一种变型中，远端节点检测在分配给远端节点的两个连续的传输时隙之间的时间间隔。如果该时间间隔小于预定值，远端节点在该时间间隔期间传输上行数据，而不需要关闭和开启其激光器。

在本实施方式的一种变型中，如果一个或多个远端节点是位于一个共同物理远端节点的虚拟远端节点，以及如果这些虚拟远端节点通过属于该共同物理远端节点的共同激光器传输上行数据，那么该物理远端节点允许该共同激光器保持传输上行数据，而不需要在分配给位于该共同物理远端节点的一个或多个虚拟远端节点的连续的传输时隙之间关闭。

在另一种变型中，准予消息包含一个激光器开启标记和一个激光器关闭标记。如果准予消息的激光器开启标记设置为真，相应的远端节点在其分配的传输时隙开始时开启其激光器，传输AGC比特序列和CDR比特序列，然后传输上行数据。如果准予消息的激光器开启标记设置为假，相应的远端节点在其分配的传输时隙开始时立即开始传输上行数据，而不需要传输AGC比特序列和CDR比特序列。如果准予消息的激光器关闭标记设置为真，相应的远端节点在传输完上行数据之后，关闭其激光器。如果准予消息的激光器关闭标记设置为假，相应的远端节点继续传输数据直至其分配的传输时隙结束，而不关闭其激光器。

在另一变型中，如果一个或多个远端节点是位于共同物理远端节点的虚拟远端节点，以及如果这些虚拟远端节点通过属于共同物理远端节点的共同激光器传输上行数据，该物理远端节点允许共同激光器在分配给位于共同物理远端节点的一个或多个虚拟远端节点的连续的传输时隙之间，保持传输上行数据突发，而不需要关闭。

在本实施方式的一种变型中，中心节点从远端节点接收实际激光器开启时间和实际激光器关闭时间；其中实际激光器开启和关闭时间分别指定了由远端节点开启和关闭其激光器所需的时间量。

在另一种变型中，在中心节点最初登记远端节点时，从远端节点通过登记消息传输实际激光器开启和关闭时间。

在另一种变型中，根据准予消息所发向的远端节点的实际激光器开启和关闭时间，该准予消息分配传输时隙的开始时间和时长。

附图说明

图1给出了一个以太无源光网络，其中中心局和多个用户通过光纤和以太无源光分路器连接(现有技术)。

图2给出了正常工作模式下的EPON(现有技术)。

图3给出了桥接的以太网段(现有技术)。

图4A给出了EPON中点对点模拟的下行业务量的传输(现有技术)。

图4B给出了EPON中点对点模拟的上行业务量的传输(现有技术)。

图5给出了EPON中点对点模拟的ONU之间的桥接(现有技术)。

图6给出了EPON中具备逻辑链路的虚拟ONU(VONU)(现有技术)。

图7给出了EPON中传输时隙的结构(现有技术)。

图8给出了按照本发明的一种实施方式，激光器的关闭时间段与下一传输时隙的激光器开启时间段重叠。

图9给出了按照本发明的一种实施方式，对应于两个不同VONU的两个传输时隙的重叠。

图10给出了按照本发明的一种实施方式，分配给一个VONU的两个连续的传输时隙的合并。

图11给出了按照本发明的一种实施方式，分配给位于共同物理ONU的两个VONU的两个连续的传输时隙的合并。

图12给出了的时间空间图示出了按照本发明的一种实施方式，分配给位于一个共同物理ONU中的多个VONU的传输时隙的合并。

图13A给出了一个传输时隙，其大小基于缺省的激光器开启和关闭时间。

图13B给出了根据本发明的一种实施方式的一个传输时隙，其大小基于实际激光器开启和关闭时间得到了减小。

具体实施方式

以下描述的给出是为了让本领域的技术人员能够进行和使用本发明，它在特定应用及其需求环境下给出。对所公开的实施方式的各种修改对本领域技术人员而言将是明显的，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，这里定义的总原理可以应用于其他实施方式和应用(例如一般无源光网络(PON)体系结构)。因此，本发明并不意在受限于给出的实施方式，而是与和这里公开的原理和特征相一致的最大范围相符合。

在本详细描述中给出的数据结构和过程一般存储在计算机可读存储介质上，上述介质可以是可以存储供计算机系统使用的代码和/或数据的任何设备或介质。这包括，但不局限于，专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、半导体存储器、磁和光存储设备，例如磁盘驱动器、磁带、CD(光盘)和DVD(数字多用光盘或数字视频光盘)，以及包含在传输介质中的计算机指令信号(包括存在信号调制在其上的载波或不存在载波的情况)。

无源光网络拓扑

图1给出了一个无源光网络，其中中心局和多个用户通过光纤和无源光分路器连接(现有技术)。如图1中所示，多个用户通过光纤和无源光分路器102连接到中心局101。无源光分路器102可以安置在终端用户位置的附近，从而最小化初始光纤铺设成本。中心局101可以连接到外部网络103，例如由互联网服务提供者(ISP)所运营的城域网。注意尽管图1给出了一种树结构，PON也可以基于其它拓扑，例如环或总线。

EPON的正常工作模式

图2给出了正常工作模式下的EPON(现有技术)。为了允许ONU在任意时间加入EPON，EPON一般具有两种工作模式：正常工作模式和发现(初始化)模式。正常工作模式包容常规上行数据传输，其中OLT分配传输机会给所有初始化后的ONU。

如图2所示，在下行方向上，OLT 201广播下行数据给ONU 1(211)、ONU 2(212)和ONU 3(213)。虽然所有的ONU可以接收到下行数据的相同拷贝，每个ONU都选择性地只转发发向它自己的数据给相应用户，它们分别是用户1(221)、用户2(222)和用户3(223)。

在上行方向上，OLT 201首先根据ONU的服务等级约定，调度和分配传输时隙给每个ONU。当不在其传输时隙中时，ONU一般缓存从其用户接收的数据。当为其调度的传输时隙来临时，ONU在分配的传输窗口内传输缓存的用户数据。

因为每个ONU根据OLT的调度，轮流传输上行数据，上行链路的容量可以得到有效利用。但是，为了让调度能够正常地工作，OLT需要发现和初始化新近加入的ONU。在发现期间，OLT可以收集对传输调度重要的信息，例如ONU的往返时间(RTT)，其媒体访问控制(MAC)地址，其服务等级约定等等。(注意在某些情况下，服务等级约定可以为OLT已知)。

一般以太网需求

图3给出了桥接的以太网段(现有技术)。IEEE 802标准允许以太网段工作在点到点模式。在点到点以太网段，一条链路连接两台主机，或者一台主机和一个以太网桥。点到点模式是交换的以太网，例如吉比特以太网中的一种常见工作形式。

当多个以太网主机需要彼此通信时，以太网桥一般连接并在多个点到点以太网段之间交换。如图3所示，以太网桥310具有多个端口。点到点段321和322分别连接到端口311和312。共享的媒体段323连接到端口313。如果段322上的主机发送数据帧给段321上的主机，以太网桥310会根据数据帧的目的以太(MAC)地址，将其从端口312交换到端口311。

共享的媒体段323与点到点段的工作方式不同。IEEE 802体系结构一般假定连接到相同媒体的所有设备彼此可以直接地通信。依靠这个假定，桥从不将帧转发回它的入端口。在图3所示例子中，如果段323上的主机需要彼此通信，以太网桥310不转发这些帧中的任何一个，因为它假定连接到相同端口的所有主机都可通过共享的媒体彼此直接地通信。

EPON中的点到点模拟(PtPE)

在EPON中，因为从ONU到OLT的上行传输是点到点通信，EPON的工作很好地符合由IEEE 802标准定义的点到点以太网操作。但是，EPON体系结构不会自动地满足桥接的点到点以太网的需求：如果EPON上行链路连接到一个以太网桥端口，并且所有的上行业务量都在该端口接收，那么在同一个EPON中连接到不同ONU的用户将无法彼此通信。位于OLT中的以太网桥不会在上行数据中交换，因为它们在同一端口接收。这种配置使得相同EPON内的ONU之间的数据业务量必须在层3(网络层)处理，由位于EPON外的设备交换(例如OLT所连接的一个IP路由器)。这对传送EPON内部业务量而言，效率非常低。

为了解决这个问题，并且确保EPON与其它以太网的无缝集成，连接在EPON媒体上的设备理想地具有一个额外的子层，可以模拟点到点媒体。该子层称为点到点模拟(PtPE)子层。该模拟子层位于MAC层之下，以保持已有的在IEEE P802.3标准中所定义的以太网MAC操作。该模拟层的操作依赖于将以太帧标记上每个ONU唯一的标记。这些标记被称为逻辑链路ID(LLID)，放置于每个帧之前的前导中。

图4A给出了EPON中点对点模拟的下行业务量的传输(现有技术)。在PtPE模式中，OLT 400具有多个MAC端口(接口)，每个端口对应于一个ONU。在从MAC端口431下行发送以太帧时，OLT 400中的PtPE子层440插入与MAC端口431相关联的LLID 461。尽管该帧通过无源光耦合器广播给每个ONU，只有位于具有匹配的LLID的ONU(在本例中是具有LLID 461的ONU 451)内的PtPE子层模块才会接受该帧，并将其传送给MAC层以进一步证实。其他ONU(具有LLID 462的ONU 452，以及具有LLID 463的ONU 453)中的MAC层不会接收该帧。因此，看上去该帧在点到点链路上只发送给了目的ONU。

图4B给出了EPON中点对点模拟的上行业务量的传输(现有技术)。在上行方向中，ONU 451在每个传输的帧的前导插入它的分配的LLID 461。因此，OLT 400的PtPE子层440将该帧分发给MAC端口431。

EPON中桥接

图5给出了EPON中点对点模拟的ONU之间的桥接(现有技术)。总的来说，OLT 400和特定ONU之间传输的所有帧(上行和下行)总是带有分配给该ONU的LLID。注意LLID只用于模拟点到点链路，而不是用于交换或中继帧。在本例中，ONU 451想要发送帧给ONU 452。当OLT 400中的PtPE子层440接收到该帧时，它确定该帧应当发往哪个以太网桥端口，其是MAC端口431，以及其与LLID 461相关联。PtPE子层440还去除该帧的LLID 461。之后，以太网桥510检查该帧的目的MAC地址，确定该帧应当交换到哪个端口，就像常规以太网桥做的那样。它随后将该帧转发给与ONU 452相关联的端口。PtPE子层440则负责将LLID 462附在下行帧上，它与ONU 452关联。基于LLID 462，ONU 452中的PtPE子层接受该帧，并将该帧传送给ONU452。

虚拟ONU

图6给出了EPON中具备逻辑链路的虚拟ONU(VONU)(现有技术)。EPON的一种实现可以允许多于一个LLID被分配给一个物理ONU，其中每个LLID对应于一个实体(例如网络设备或应用)，后者需要与OLT的一个单独的通信信道。如图6所示，物理ONU 650包容两个虚拟ONU(VONU)651和652。VONU 651和652分别有LLID 661和662。对应地，ONU 650具有两个MAC端口，分别与VONU 651和652相关联。在同一个EPON中，可以存在不同的物理ONU，例如ONU653、654和655(分别有LLID 663、664和665)。在实际工作中，OLT 400不区分VONU和各个物理ONU，准予传输时隙给每个VONU，就像它是单独的物理ONU。出于上述原因，术语“VONU”和“ONU”在本发明中可以互换使用。

减少数据突发开销

图7给出了EPON中传输时隙的结构(现有技术)。在传输时隙中包含的上行数据突发除了它的数据有效载荷之外，还包括多个部分。如图7所示，传输时隙可以包含激光器开启时间段701、AGC比特序列702、CDR比特序列703、数据/空闲有效载荷704、激光器关闭时间段705。显然，传输时隙的可用部分是数据/空闲有效载荷部分704，它实际上承载用户数据。

传输的非有效载荷部分通常不承载用户数据。具体来说，包括激光器开启、关闭、AGC和CDR时间段的时间间隔对传输产生了不可忽视的开销。希望减少该数据突发开销，以达到更高的带宽利用率。

图8给出了按照本发明的一种实施方式，激光器的关闭时间段与下一传输时隙的激光器开启时间段重叠。减少数据突发开销的一种方式，如图8所示，是这样来安排连续的传输时隙810和820，使得前面的时隙810的激光器关闭时间段815与后续的时隙820的激光器开启时间段821重叠。其净结果是数据突发之间的时间间隔减少，从而减少了数据突发开销。

激光器开启时间段和关闭时间段的重叠可以是完全重叠或者部分重叠。在本发明的一种实施方式中，激光器开启时间段或关闭时间段的一部分是不允许重叠的。该部分被称为“死区”，如图8所示。死区可以为在OLT和传输ONU之间测得的RTT中的时间抖动提供一些缓冲时间。注意传输过程中测得的RTT中的时间抖动可以由传播时延中的实际变化引起，和/或由例如物理层(激光器和接收机)和MAC层的多个网络层的设备引起。死区确保了这种时间抖动不会破坏前面的或后继的传输时隙的数据有效载荷。在本发明的一种实施方式中，死区至少是OLT和任何ONU之间允许的最大RTT抖动的两倍，从而能够包容最坏的抖动情况(其中前面的传输被延迟，后续的传输较早)。

图9给出了按照本发明的一种实施方式，对应于两个不同VONU的两个传输时隙的重叠。该例子示出的EPON包括OLT 900、VONU 921、922、923、924和925。首先，OLT 900发出两个准予消息931和932，它们分别分配两个连续的时隙给VONU 921和922。第二时隙的开始时间(分配给VONU 921)早于第一时隙(分配给VONU 922)的结束时间。其结果是，在来自VONU 922的数据突发942的激光器关闭时间段和来自VONU 921的数据突发941的激光器开启时间段之间有一个重叠。

图10给出了按照本发明的一种实施方式，分配给一个VONU的两个连续的传输时隙的合并。OLT中的一些调度协议可以允许OLT准予连续的传输时隙给一个VONU。在这种情况下，VONU不需要关闭其激光器，以及然后立即开启它。此外，VONU不需要生成AGC和CDR比特，因为OLT中的接收机保留正确的调整和同步。这种方案可以消除掉分配给相同VONU的两个连续的时隙之间的数据突发开销。

在图10所示的例子中，OLT 900发出两个准予消息1031和1032给同一VONU 921。其结果是，VONU 921继续传输数据突发1041和1042，而不在两个时隙之间中断。

在本发明的一种实施方式中，VONU可以知道最小时隙大小。因此，如果分配给同一VONU的两个时隙之间的时间间隔小于最小时隙大小，VONU可以推断出它被准予连续的时隙，以及可以跨越时隙边界连续地传输数据。

图11给出了按照本发明的一种实施方式，分配给位于一个共同物理ONU的两个VONU的两个连续的传输时隙的合并。如上所述，AGC和CDR比特序列允许OLT的接收机调整到正确的功率水平，并锁定到进入信号的比特频率。但是，一些时候多个VONU可能属于同一物理ONU，共享一个共同的激光器。在这种情况下，对分配给位于同一物理ONU中的VONU的两个连续的时隙而言，功率水平和比特频率保持相同。这样，可以消除分配给一个物理ONU中的VONU的连续的时隙之间的数据突发开销。

在图11的例子中，OLT 900发送两个连续的准予消息1032和1031给VONU 1122和1121，后者属于同一物理ONU 1101。这样，物理ONU1101从VONU 1122传输上行数据突发1142，而不需要在第一时隙结束时关闭其激光器。ONU 1101随后从VONU 1121传输上行数据突发1141，而不需要在第二时隙开始时开启其激光器，并且传输AGC和CDR比特序列。

在本发明的一种实施方式中，为了合并分配给位于同一物理ONU内的VONU的连续的传输时隙，准予消息可以包含一个开始_使能标记和一个停止_使能标记。如果开始_使能标记设置为真，相应VONU通过开启激光器，传输AGC和CDR比特序列，来执行正常的开始序列。如果开始_使能标记设置为假，VONU将在分配的传输时隙开始时，立即开始传输有效载荷数据。

类似地，如果结束_使能标记设置为真，VONU将这样关闭激光器，从而使得激光器在分配的传输时隙的结束时刻完全关闭。如果结束_使能标记设置为假，VONU继续传输有效载荷数据直至分配的传输时隙的结束时刻，而不会关闭激光器。

在上述实施方式中，OLT最好知道哪些VONU属于同一物理ONU。OLT可以通过管理信道得到该信息，或者通过外部配置得到该信息。

在本发明的另一实施方式中，位于同一物理ONU的VONU可以通过在该物理ONU内的一个共同的激光器传输其上行数据。当OLT分配连续的时隙给这些VONU时，该物理ONU在该时隙之间不会关闭其激光器。这种方式不需要OLT知道哪些VONU位于同一物理ONU内，并且不需要对准予消息进行修改。

图12给出了的时间空间图示出了按照本发明的一种实施方式，分配给位于一个共同物理ONU中的多个VONU的传输时隙的合并。在该例子中，物理ONU 1和物理ONU 2每一个都有三个VONU。物理ONU1中的VONU分别有LLID 1、2和3。物理ONU 2中的VONU分别有LLID4、5和6。OLT分别分配连续的时隙1201、1202和1203给LLID 1、2和3。OLT还分别分配连续的时隙1204、1205和1206给LLID 4、5和6。

ONU 1中的激光器根据分配给每个LLID的时隙，继续传输数据突发，在时隙之间不关闭。类似地，ONU 2中的激光器在时隙1204、1205和1206中保持传输上行数据，在时隙之间不关闭。事实上，来自在一个物理ONU中的多个VONU的传输会被连接在一起，看上去像是一个大的时隙。这样，一个物理ONU可以在其传输中减少开销。

图13A给出了一个传输时隙，其大小基于缺省的激光器开启和关闭时间。如图13A所示，OLT一般为激光器开启和关闭时间假定保守的缺省值。在本例子中，激光器开启时间1301和激光器关闭时间1302都是512ns。

图13B给出了根据本发明的一种实施方式的一个传输时隙，其大小基于实际激光器开启和关闭时间得到了减小。在特定实现中，激光器驱动器开启和关闭激光器的时间可以小于缺省时间。因此，如果该ONU将它实际激光器开启和关闭时间告知OLT，则可以减少数据突发开销。OLT可以随后将时隙彼此放置得更近。如图13B所示，实际激光器开启时间1311和关闭时间1312都小于512ns。因此，与图13A所示相比，在数据突发中，开销可以减少。注意，即使当实际激光器开启和关闭时间小于缺省值，如果发生重叠，死区仍然相同。

在本发明的一种实施方式中，在OLT最初登记ONU时，ONU将它的实际激光器开启和关闭时间在登记消息中告知OLT。

本发明实施方式的以上描述只是为了说明和描述的目的而给出。它们并不意在穷举所有的实施方式，或将本发明限制于所公开的形式。因此，对本领域技术人员而言，许多改进和变化是明显的。此外，以上公开并不是要限制本发明。本发明的范围由后附权利要求书定义。

Claims (24)

1.一种减少以太无源光网络中数据突发开销的方法，前述以太无源光网络包括一个中心节点和至少一个远端节点，其中来自中心节点的下行数据被广播给远端节点，以及其中来自每个远端节点的上行数据以单播的形式传输给中心节点，该方法包括：

中心节点传输准予消息给多个远端节点，其中用于特定远端节点的准予消息分配一个传输时隙的开始时间和时长，在该传输时隙中，该特定的远端节点可以传输上行数据突发；以及

中心节点接收多个上行数据突发，其中在两个相邻的上行数据突发之间的时间间隔小于缺省的激光器开启时间，缺省的激光器关闭时间，自动增益控制AGC时间段以及时钟和数据恢复CDR时间段之和。

2.根据权利要求1的方法，其中两个相邻的上行数据突发的前面的上行数据突发的激光器关闭时间段与两个相邻的上行数据突发的后面的上行数据突发的激光器开启时间段重叠。

3.根据权利要求2的方法，其中两个相邻的上行数据突发的前面的上行数据突发的激光器关闭时间段与两个相邻的上行数据突发的后面的上行数据突发的激光器开启时间段的非重叠部分等于或大于在中心节点和一个远端节点之间的往返时间的允许的最大抖动的两倍；以及

其中两个相邻的上行数据突发的后面的上行数据突发的激光器开启时间段与两个相邻的上行数据突发的前面的上行数据突发的激光器关闭时间段的非重叠部分等于或大于在中心节点和一个远端节点之间的往返时间的允许的最大抖动的两倍。

4.根据权利要求2的方法，其中准予消息指定了传输时隙开始时间，它早于紧接前面的传输时隙的结束时间。

5.根据权利要求1的方法，其中接收多个上行数据突发涉及从一个远端节点接收多个相邻的上行数据突发，其中该远端节点允许传输多个相邻的上行数据突发，而不需要在两个相邻的上行数据突发之间关闭和开启其激光器。

6.根据权利要求5的方法，还包括检测分配给远端节点的两个相邻的传输时隙之间的时间间隔；以及

如果该时间间隔小于预定值，允许远端节点在该时间间隔期间传输上行数据，而不需要关闭和开启其激光器。

7.根据权利要求1的方法，其中如果一个或多个远端节点是位于一个共同物理远端节点的虚拟远端节点，以及如果这些虚拟远端节点通过属于该共同物理远端节点的共同激光器传输上行数据，那么该方法还包括：

允许该共同激光器在分配给位于该共同物理远端节点的一个或多个虚拟远端节点的相邻的传输时隙之间保持传输上行数据，而不需要关闭。

8.根据权利要求7的方法，其中准予消息包含一个激光器开启标记和一个激光器关闭标记；

其中如果准予消息的激光器开启标记设置为真，相应的远端节点在其分配的传输时隙开始时开启其激光器，传输AGC比特序列和CDR比特序列，然后传输上行数据；

其中如果准予消息的激光器开启标记设置为假，相应的远端节点在其分配的传输时隙开始时立即开始传输上行数据，而不需要传输AGC比特序列和CDR比特序列；

其中如果准予消息的激光器关闭标记设置为真，相应的远端节点在传输完上行数据之后，关闭其激光器；以及

其中如果准予消息的激光器关闭标记设置为假，相应的远端节点继续传输数据直至其分配的传输时隙结束，而不关闭其激光器。

9.根据权利要求7的方法，其中如果一个或多个远端节点是位于一个共同物理远端节点的虚拟远端节点，以及如果这些虚拟远端节点通过属于共同物理远端节点的共同激光器传输上行数据，该方法还包括允许共同激光器在分配给位于共同物理远端节点的一个或多个虚拟远端节点的相邻的传输时隙之间，保持传输上行数据突发，而不需要关闭。

10.根据权利要求1的方法，其中还包括从远端节点接收实际激光器开启时间和实际激光器关闭时间；

其中实际激光器开启和关闭时间分别指定了由远端节点开启和关闭其激光器所需的时间量。

11.根据权利要求10的方法，其中在中心节点最初登记远端节点时，从远端节点通过登记消息传输实际激光器开启和关闭时间。

12.根据权利要求10的方法，其中根据准予消息所发向的远端节点的实际激光器开启和关闭时间，该准予消息分配传输时隙的开始时间和时长。

13.一种减少以太无源光网络中数据突发开销的设备，包括：

至少一个远端节点；以及

一个中心节点，配置成：

传输准予消息给多个远端节点，其中用于特定远端节点的准予消息分配一个传输时隙的开始时间和时长，在该时隙中该特定的远端节点可以传输上行数据突发；以及

接收多个上行数据突发，其中两个相邻的上行数据突发之间的时间间隔小于缺省的激光器开启时间，缺省的激光器关闭时间，AGC时间段以及CDR时间段之和；

其中中心节点配置成广播下行数据给远端节点；以及

其中每个远端节点配置成以单播的形式传输上行数据给中心节点。

14.根据权利要求13的设备，其中两个相邻的上行数据突发的前面的上行数据突发的激光器关闭时间段与两个相邻的上行数据突发的后面的上行数据突发的激光器开启时间段重叠。

15.根据权利要求14的设备，其中两个相邻的上行数据突发的前面的上行数据突发的激光器关闭时间段与两个相邻的上行数据突发的后面的上行数据突发的激光器开启时间段的非重叠部分等于或大于在中心节点和远端节点之间的往返时间的允许的最大抖动的两倍；以及

其中两个相邻的上行数据突发的后面的上行数据突发的激光器开启时间段与两个相邻的上行数据突发的前面的上行数据突发的激光器关闭时间段的非重叠部分等于或大于在中心节点和一个远端节点之间的往返时间的允许的最大抖动的两倍。

16.根据权利要求14的设备，其中准予消息指定了传输时隙开始时间，它早于紧接前面的传输时隙的结束时间。

17.根据权利要求13的设备，其中远端节点配置成传输多个相邻的上行数据突发，而不需要在两个相邻的上行数据突发之间关闭和开启其激光器。

18.根据权利要求17的设备，其中远端节点还配置成检测分配给远端节点的两个相邻的传输时隙之间的时间间隔；以及

如果该时间间隔小于预定值，允许远端节点在该时间间隔期间传输上行数据，而不需要关闭和开启其激光器。

19.根据权利要求13的设备，其中如果一个或多个远端节点是位于一个共同物理远端节点的虚拟远端节点，以及如果这些虚拟远端节点通过属于共同物理远端节点的共同激光器传输上行数据，该共同物理远端节点配置成：

允许共同激光器在分配给位于共同物理远端节点的一个或多个虚拟远端节点的相邻的传输时隙之间保持传输上行数据，而不需要关闭。

20.根据权利要求19的设备，其中准予消息包含一个激光器开启标记和一个激光器关闭标记；

其中如果准予消息的激光器开启标记设置为真，相应的远端节点配置成在其分配的传输时隙开始时开启其激光器，传输AGC比特序列和CDR比特序列，然后传输上行数据；

其中如果准予消息的激光器开启标记设置为假，相应的远端节点配置成在其分配的传输时隙开始时立即开始传输上行数据，而不需要传输AGC比特序列和CDR比特序列；

其中如果准予消息的激光器关闭标记设置为真，相应的远端节点配置成在传输完上行数据之后，关闭其激光器；以及

其中如果准予消息的激光器关闭标记设置为假，相应的远端节点配置成继续传输数据直至其分配的传输时隙结束，而不关闭其激光器。

21.根据权利要求19的设备，其中如果一个或多个远端节点是位于共同物理远端节点的虚拟远端节点，以及如果这些虚拟远端节点通过属于共同物理远端节点的共同激光器传输上行数据，该物理远端节点还配置成允许共同激光器在分配给位于共同物理远端节点的一个或多个虚拟远端节点的相邻的传输时隙之间，保持传输上行数据突发，而不需要关闭。

22.根据权利要求13的设备，其中中心节点还配置成从远端节点接收实际激光器开启时间和实际激光器关闭时间；以及

其中实际激光器开启和关闭时间分别指定了由远端节点开启和关闭其激光器所需的时间量。

23.根据权利要求22的设备，其中在中心节点最初登记远端节点时，从远端节点通过登记消息传输实际激光器开启和关闭时间。

24.根据权利要求22的设备，其中根据准予消息所发向的远端节点的实际激光器开启和关闭时间，该准予消息分配传输时隙的开始时间和时长。

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