CN101411099A - 将外围站引入到光学网络中的方法及外围站 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及外围站到光学网络中的引入。所述光学网络具有中心站，和以光学方式连接至所述中心站的多个先前引入的外围站。所述光学网络可按正常操作状态和设置状态操作，在所述正常操作状态中，按正常数据速率从多个先前引入的外围站接收数据通信量，而在所述设置状态中，从所述多个先前引入的外围站发送数据通信量相对于所述正常操作状态受到限制，所述将外围站引入到光学网络中的方法包括以下步骤：当所述光学网络处于所述设置状态时，执行用于将所述外围站引入到所述光学网络中的设置操作，所述设置操作涉及从正被引入的所述外围站发送设置数据，其中，所述设置数据按照相对于正常操作速率减小的速率发送。

Description

将外围站引入到光学网络中的方法及外围站
技术领域
本发明涉及光学网络的操作，具体地说，涉及外围站到光学网络中的引入，所述光学网络具有中心站和多个外围站(outstation)。
背景技术
为了激活新外围站，新外围站可以向中心站端发送设置数据。然而，直到新外围站与网络同步为止，通常需要抑制已经激活的外围站向首端(head end)发送数据，因为该数据可能以其它方式与来自新外围站的设置数据交叠和干扰。这可能导致光学网络中的不希望的停机时间。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种将外围站引入到光学网络中的方法，所述光学网络具有中心站，和以光学方式连接至所述中心站的多个先前引入的外围站，所述光学网络可按正常操作状态和设置状态操作，在所述正常操作状态中，按正常数据速率从多个先前引入的外围站接收数据通信量，而在所述设置状态中，相对于所述正常操作状态限制来自所述多个先前引入的外围站的数据通信量的发送，所述将外围站引入到光学网络中的方法包括以下步骤：当所述光学网络处于所述设置状态时，执行用于将所述外围站引入到所述光学网络中的设置操作，所述设置操作涉及发送来自被引入的所述外围站的设置数据，其中，所述设置数据按相对于正常速率减小的速率发送。
附图说明
在权利要求书中提供了本发明的至少一个进一步的方面。下面，参照随附附图，按例示方式对本发明进行更详细描述，其中：
图1示出了根据本发明操作的光学网络；
图2a和2b分别示出了根据图1的网络的中心站和外围站；
图3a和3b示出了数据可能怎样失真；
图4示出了在图2a的中心站中使用的采样级；
图5示出了如何对数据进行采样；
图6a是示出当将新外围站引入到网络中时发生的事件顺序的图；
图6b是给出图6a中的事件的细节的流程图；
图7a和7b分别继续图6a和6b；
图8a示出了正常速率下的外围站突发发送；以及
图8b示出了按照减小的速率执行的图8a的突发发送。
具体实施方式
图1示出了也称为无源光学网络(PON)的光学网络10，其中，通过承载红外辐射的光纤网络16将中心站12(在此称为光学线路终端或OLT)连接至多个外围站14(称为光学网络单元或ONU)。光纤网络16包括：主干光纤18，该主干光纤18在由耦合器或分路器形成的会合点21处与多个分支光纤20连接。分支光纤20可以具有直接与其连接的相应外围站14。另选的是，所述分支光纤中的一些或全部可以各连接至另一耦合器21，以便连接至多个另外的分支光纤。
沿下行方向(即，远离中心站12)行进的光在每个分路器处均匀地在分支光纤中分配。结果，将来自中心站的信号广播至所有外围站。在上行方向中，即朝向上方中心站，有效地组合从分支光纤馈流到分路器会合点中的光。因此至少对于正常操作来说，重要的是，来自外围站的信号相对于彼此同步，使得当载送通信量时，来自一个外围站的信号不与来自另一外围站的信号交叠。来自外围站的信号的定时由中心站来控制，该中心站向外围站发送指令，来控制允许每个外围站发送数据的时间。
为了使正常操作发生，光纤网络可以在其中向(和从)外围站发送设置数据的设置阶段下操作。最开始安装网络时先发生设置阶段。另外，当在网络中要激活新安装的外围站以载送通信量数据时，或者当在网络中检测到具有预定特征的故障时，将中断正常操作而发生设置阶段。
作为设置阶段的一部分，中心站被设置成，向每个新安装的外围站指配一标识符。响应于从外围站接收到的序列号消息来指配所述标识符，该序列号消息包含与该外围站相关联的序列号(正常情况下，在制造外围站时，将该外围站的序列号永久性地与该外围站相关联)。
接着，可以将指配给外围站的标识符用于对该外围站寻址，以便执行进一步的设置操作。具体来说，可以在执行测距操作时使用标识符，在该测距操作中，测量与外围站之间的信号传送时间或者往返时间(RTD)。为了执行测距操作，中心站指令选定的外围站在接收到指令后(随即，或者在接收到指令起规定时间量后)返回信号。根据指令发送与返回信号抵达之间的经过时间，中心站可以计算对于该外围站的往返时间。因为这个往返时间很可能因外围站的不同而不同，所以考虑了何时同步来自不同外围站的通信。一旦来自每个外围站的往返时间已知，中心站就可以进入其中中心站接收来自外围站的通信量数据的操作阶段。
然而，随着信号沿中心站与外围站之间的光纤路径行进，会发生色散和其它失真影响。因此，当外围站远离中心站时，来自外围站的设置信号可以被破坏到使得不能在中心站处正确读取这些信号的程度。因此，发生设置阶段的时段可能变得过长。这极有可能是长距网络(外围站与中心站之间的距离可能为几十千米，例如，至少10km，或者至少80km甚或超过100km)上的情况。
中心站可以被设置成请求再次发送非可读消息。然而，这增加了启动阶段所需时间量，因为在起动阶段中先前安装的外围站不能够正常发送有用通信量，所以不期望如此。
为了缩减来自外围站的设置数据在中心站处不可读的风险，每个外围站都被设置成按照相对于在操作状态中发送数据的速率相对减小的速率发送至少初始设置数据。具体来说，将仍未接收到来自中心站的标识符的外围站设置成以减小的数据速率向中心站发送其序列号。一旦外围站接收到来自中心站的指配标识符，就可通过中心站对该外围站寻址，以便执行随后的设置操作，该外围站可按照减小的速率或正常速率发送数据。一旦以减小的速率完成足够的设置操作，就可指令外围站按照正常速率发送。例如，一旦能够对外围站寻址，就可以按正常速率执行涉及该外围站的测距操作。在执行测距操作之前或之后，可以指令可寻址外围站发送在中心站处运行自适应色散补偿装置或算法所使用的训练序列。
参照图2a，中心站12具有：用于通过主干光纤18接收来自外围站的数据的输入级40；用于通过主干光纤18(或者用于沿下行方向传输的另一波导)向外围站发送数据的网络输出级41；连接至输入级40和输出级41的用于控制每个外围站发送数据的时间的中央控制器42；以及用于向接收方(未示出)输出来自外围站的数据通信量的后输出级46。还设置有时钟单元17，其用于控制通信网络的定时，在这个实施例中，该时钟按10GHz的中心比特速率提供中心时钟信号。输入级40包括：用于将接收到的光学信号转换成电信号的光电二极管55；诸如电子色散补偿器或EDC的补偿模块44；以及用于检索接收到的数据的采样电路49。中央控制器42、采样电路49以及补偿模块44被实现在具有用于操纵和存储数据的至少一个处理器和至少一个存储器的处理器装置中。在这个实施例中，EDC是模拟的，由此被设置在采样/检测电路之前。另选的是，可以首先执行采样/检测，接着利用维特比算法执行数字补偿。
补偿模块44被设置成，运行用于处理或以其它方式补偿在中心站处接收到的数据的补偿函数，以便针对沿外围站与中心站之间的光学路径的任何码元间干扰(ISI)来修正数据。典型地讲，该补偿函数将具有多个可调特征，其中每一个都表示该补偿算法处理数据的方式的一方面。这些可调特征通过一组系数来控制，使得每一个系数都与相应特征相关联。针对算法的选择和数值将取决于失真的程度，和失真的性质。因为失真针对不同外围站而不同，所以补偿算法将按当接收到来自外围站的初始数据时(优选地当接收到来自外围站的数据的训练序列时)的训练模式操作，该训练模式包括训练算法，所述训练算法用于根据接收到的数据中的失真的性质来调节系数。明显的是，失真的程度将随着光纤路径的长度而增加。
图2b更详细地示出了图1的外围站。该外围站包括：用于接收来自中心站12的光学信号的输入级60；用于(i)接收来自多个消费者终端的数据通信量并且用于将该数据通信量复用(优选地在电领域中)以在光纤网络上发送，和(ii)向消费者终端发送通过光纤网络载送的通信量的接口级；输出级66；以及用于控制外围站的操作的控制器级69。接收来自控制器级69和接口级的数据的输出级66包括：用于向中心站发送光学信号的激光发送器67；用于驱动激光发送器67的激光器驱动单元71；以及用于处理来自控制器级和/或接口级的数据的逻辑电路73，该逻辑电路连接至激光器驱动单元71，以使处理的数据可以通过该激光发送器发送。外围站包括其中可以存储和执行用于外围站的操作的软件的处理器装置，该处理器装置具有用于操纵和存储数据的至少一个处理器和至少一个存储器。
外围站以中心比特速率(通过中心站的时钟单元47确定，在此为10GHz)从中心站接收优选加密的数据。在输入级60处设置有时钟和数据复原电路(CDR)61，该时钟和数据复原电路被设置成，使用来自中心站的加密数据，以便导出供外围站的控制器级69使用的本地时钟信号(该本地时钟信号是中心站处的10GHz的比特速率)。逻辑电路73连接至CDR 61，以便接收来自CDR 61的本地时钟信号，该逻辑电路被设置操作以按照由本地时钟信号控制的数据速率处理数据。在正常操作中，这导致来自逻辑电路73的数据被按照等于本地时钟信号的速率的比特速率输出；就是说，在这个实施例中，输出数据将是按照10GHz的速率发生转变的数字数据(尽管在一些连续比特之间可能不存在转变，但在正常情况下，在数据中将存在足够的转变，以指示10GHz比特速率)。
为了按照减小的速率发送数据，采用了脉冲延长技术，其中从控制器级(或者如果必要，则从接口级)接收到的比特序列中的每个比特都重复达预定次数，这里为4次。通过将每个比特重复4次，来自逻辑电路的视在比特速率减小了四倍。激光器驱动器处的信号(和来自激光发送器的输出光学信号)将通过脉冲序列和脉冲之间的间距形成，其中每个都是正常数据速率情况的四倍宽。就是说，从激光器输出的信号是具有相同信息内容但具有减小的比特速率(这里，因为中心比特速率为10GHz，所以为2.5GHz)的信号。因此，减小了造成中心站处检测比特时的色散(即脉冲展宽)的可能性，并且还减小了比特差错率(BER)。
图3a和3b例示了这种情况。图3a示出了数据序列1101怎样在通过光纤发送之前(左手侧)和之后(右手侧)以正常比特速率产生脉冲序列。脉冲扩展引起发生“0”比特的可能模糊性。图3b示出了相同数据序列，但是根据脉冲延长技术发送的(图3a和3b中的脉冲在发送之前的脉冲宽度相对彼此成比例)。在图3b中，逻辑电路生成了新的数据序列，在该新的数据序列中，原始序列的每个比特都被发送四次。接着，来自激光器的结果脉冲序列表现出与原始数据序列相同，除了具有分割的速率外。在通过光纤发送之后，因为它是扩展之前的脉冲宽度的更小部分，所以该扩展(尽管仍然存在)较少引起差错。
然而，中心站通常具有用于按正常的10GHz速率接收信号的突发模式接收器(未示出)。该接收器被连接至10GHz时钟单元47，以便按照此速率对信号进行采样。然而，被设置成按正常的10GHz速率接收信号的接收器将对具有减小速率2.5GHz(缩减四倍)的信号进行过采样。而且，因为正常情况下通过外围站发送的2.5Gbit/s前导码序列可能不具有足够的转变，或至少不具有合适的速率，所以在输入脉冲中可能不会正确地定位采样点(即相位与输入脉冲对准)。
因此，靠近脉冲边缘的采样可能存在差错。在图3中的已检测比特序列中用“X”示出了对脉冲边缘处的这些采样的检测中的不确定性。然而，由于引入了冗余(由于脉冲过采样)并且利用一些数字信号处理，所以能够正确地检测发送。该数字信号处理步骤包括：识别过采样序列中的与过采样脉冲的中心区相对应的已检测比特(在图3的已检测比特序列中示出为“X”之间的“1”和“0”)；和提取它们中的一个，以获取针对最终正确比特序列的相位。
从图3b中可见，在具有一致或恒定振幅(考虑了噪声)的载波上调制以低数据速率发送的信号，而非将该信号叠加在现有通信流上。
图4中更详细示出了图2a的采样电路49(连接至光电二极管接收器55)。该电路包括用于按已知方式处理输入数据的调节器单元402，该调节器单元402的输出被连接至采样级404，采样级404用于对按照低比特速率发送的信号进行采样(未示出的常规采样单元也连接至调节器单元，用于对按照正常速率发送的信号进行采样)。该采样级是1∶4时分去复用器，其连接至时钟单元47，以按中心比特速率10GHz操作。该去复用器用于按10GHz对数据采样，按循环方式向四个低数据速率信道406a-406d中的各连续信道指配各连续采样比特，由此提供4个2.5GHz数据序列。这可以在图5中更清楚地看出，图5示出了典型的输入信号，标记为a-d的采样点分别对应于信道406a-406d。从图5中可见，由采样数据形成的各个信道有规则地间隔，但沿四比特循环对应于不同相移点。
当不存在任何采样差错(典型地因脉冲展宽和在图5中标记有X的位置处出现的靠近脉冲边缘的模糊性)时，四个数据序列将相同，但相对彼此偏移一比特。因此，可以通过分析这些数据序列，来获取具有减小速率的数据的正确采样相位。这里，低数据速率信道406a-d被馈送给数字逻辑级408。该逻辑级408具有其中存储有预定数据的存储器位置410。这些外围站本身都存储有这个预定数据(例如，按与序列号类似方式在制造阶段引入)，并且被设置成向中心站发送预定信息。响应于接收到该预定数据(按减小的比特速率)，逻辑级408被设置成将来自每个低数据速率信道406的数据与该预定信息进行比较。提供最佳匹配(即最小差错)的低数据速率信道被假定为是相对于最恰当相移点(四个信道的四个相移点中的最恰当相移点)采样的。接着，因为随后的数据很可能与预定信息同相，具体来说，如果在中心站处没有接收到来自另一外围站的干扰发送，则可以将这个信道的相移点用作针对随后从同一外围站抵达的减小速率数据的相移。
为了与外围站通信，中心站采用下行帧的形式发送广播消息。每一个下行帧都包含在下行帧内按不同格式载送的多个有效载荷数据帧和操作、管理以及维护(OAM)信息。OAM下行信息被中心站使用，尤其用于准许选定外围站发送数据(或者等同地“授予”带宽)。OAM信息还被用于测距、差错控制、安全性以及与光纤网络的操作有关的其它功能。这样，通过光纤网络载送的数据包括数据通信量，和用于允许或便于传输数据通信量的设置或其它信令传送通信量。
因为下行帧由所有外围站接收，所以打算送给指定外围站的信息、指令或其它消息将包括标识符，该标识符将被预先与外围站关联(这将在下面更详细描述的激活阶段中执行)。如果消息不打算送往特定外围站使用，则该消息不需要包括标识符。
在上行方向中，不同外围站用一个或更多个相应时隙接连发送数据，这些时隙的位置针对由中央时钟单元47提供的中央时钟信号限定(来自指定外围站的实际发送将根据本地时钟信号发生，其实际上可以经受相对于中央时钟信号的小的漂移差错)。这样，在正常状态下来自不同外围站的数据在光学会合点21处以无源方式会合或者等同时分复用到帧结构中。接着，在外围站的接口级处从消费者终端接收到的数据通信量可以通过网络载送至中心站，在中心站处，数据通信量可以通过其后输出级输出，以便到达可能的远程接收方。
下文中，外围站将被称为ONU，而中心站将被称为OLT。
ONU可以存在于许多操作模式或表1列出且在下面描述的状态下。
a)初始状态(O1)：ONU的发送器加电时。一旦接收到下行通信量，ONU就可以获得比特和帧同步。
b)待机状态(O2)：ONU等待诸如预先指配的均衡延迟的全球网络参数，用于在上行方向中使用的前导码字节数等。
c)功率设置状态(O3)：ONU调节其Tx功率电平。
d)序列号状态(O4)：当接收到来自OLT的请求时，ONU登记。接着，OLT指配ONU-ID(ONU标识符)。
e)测距状态(O5)：基于往返延迟(RTD)时间，OLT计算ONU的均衡延迟。
f)操作状态(O6)：一旦对网络测距，上行帧将在ONU之间一起同步，而上行发送将分别抵达，每一个上行发送都在其在该帧内的正确位置处。同时，在这种状态下，ONU可以通过OLT暂停，以便实施针对其它ONU的序列号处理或测距处理
g)POPUP状态(O7)：ONU在检测到一些警报之后从操作状态O6进入这个状态。而在这个状态下，ONU停止上行发送。
h)紧急停止状态(O8)：在这个状态下，ONU关闭其激光器，并且可以从任何其它状态进入该状态。在再次启动ONU之后。
表1 ONU状态
 O1   初始状态  ONU接通
 O2   待机状态  ONU等待网络参数
 O3   功率设置状态  ONU调节Tx光学功率电平
 O4   序列号状态  OLT获知ONU存在；向OLT发送ONU序列号；将ONU ID指配给ONU。
 O5   测距状态  对ONU测距，而暂停其它ONU(O6A)
 O6   操作状态  ONU发送上行数据
 O6a   暂停状态(子状态)  ONU停止发送上行数据
 O7   POPUP状态  ONU处于临时LOS/LOF状态中
 O8   紧急停止状态  ONU停止发送上行数据，直到接收到“启动消息”为止”
OLT还存在于不同操作模式或状态下，在“公共部分”中或“单独ONU处理部分(n)”中。该公共部分可以被视为在OLT的中央控制器42内操作的软件模块，该软件模块包括涉及光纤网络的作为整体的一组指令。该单独部分可以被视为也称作单独状态机的模块，其包括涉及指定ONU的控制的指令。在控制ONU时OLT具有许多OLT单独状态机。表3中呈现了这些状态。
在“公共部分”中的OLT主要功能是登记/发现ONU。单独部分中的OLT主要功能是测量RTD、针对ONU授予带宽、以及处理ONU发出的警报LOS、LOW以及LOF。“公共部分”和“单独部分”中的OLT的状态分别总结在表2和3中。
表2-公共部分中的OLT状态
  OLT-COM1   SN_STANDBY状态   序列号获取待机：OLT等待周期循环超时或针对“新”或“缺失”ONU的指示
  OLT-COM2   SN_ACCQUISITIDN状态   序列号获取：OLT检查“新”或“缺失”ONU，并且向发现的ONU指配ONU ID。
  OLT-COM3   RTD_STANDBY状态   RTD测量待机：在OLT公共部分处于这个状态的同时，OLT单独部分对发现的ONU开始RTD测量循环。只要应用RTD测量循环，OLT就不能检查“新”或“缺失”ONU。
表3-单独部分中的OLT状态
  OLT-IDV1   初始状态   OLT在等待RTD测量开始命令，即ONU(n)处于O1、O2，或O4状态。
  OLT-IDV2   RTD状态   OLT处于RTD测量循环中
  OLT-IDV3   操作状态   同时ONU(n)处于操作状态下(O6)
  OLT-IDV4   POPUP状态   同时ONU(n)处于POPUP状态(O7)
图6a和承接图6a的图7a，是略述当激活工作长距PON或LR-PON中的ONU时(即，当在其中OLT利用许多ONU之间建立的连接来控制它们期间，重新需要ONU在网络中操作时)发生的事件序列的图。在这些图中的每一个图中，纵轴表示时间，其沿向下方向增大。水平方向反映拓扑距离，OLT和新ONU的位置都用水平虚线表示。分别在图6b和图7b的流程图中详述了对应步骤。
当新ONU连接至LR-PON时，发生下面的处理：新ONU收听下行发送；ONU与下行帧同步；ONU从OLT向所有ONU广播的PLOAMd“Upstream_Overhead”消息中获得系统参数和其它信息；ONU设置其发送器功率电平；以及ONU进入序列号状态(O4)(参见表1)，在此它将等待向OLT登记的时机。
在上述步骤期间，OLT如往常一样控制工作ONU对LR-PON带宽的接入。接着，按可以是循环的预定时间，例如每天一次、或每小时一次，或可选地从OLT的操作系统提示，OLT状态机的公共部分从OLT-COM1移至OLT-COM2(参见表2)，在此它开始序列号(SN)登记循环，其中，OLT开始测距窗并且发送序列号请求(参见图6)。为了开始测距窗，OLT广播要送往所有已经登记的ONU(工作ONU)的消息，该消息不准许已登记的ONU针对规定的“x”个连续帧进行发送(ONU暂停消息)。在测距延迟之后，发送第一序列号请求。
在状态O4中的ONU，在成功接收到序列号请求时，应用随机延迟并且向OLT发送ONU序列号(Serial_Number_ONU)消息或等同地发送包括发送消息的ONU的序列号的“登记发送”消息(应用随机延迟，使得如果超过一个的ONU对序列号请求进行响应，则响应不太可能彼此干扰)。登记发送消息以一比特速率发送，该比特速率比PON的中央比特速率低四(4)倍。图8a和8b中例示了这种情况，它们分别示出了正常比特速率和减小的比特速率下的登记发送消息。该消息由一单元形成，该单元具有(按抵达OLT的下列次序)：保护频带，用于修正相对于其它ONU的定时的定时不准确；前导码，在正常速率下，OLT可以使用该前导码以获取用于采样数据的正确相位对准；定界符部分；具有指示字段的部分；以及包含ONU的序列号的字段。保护频带没有被延长，但其它字段中的每一个都以与正常速率10GHz相比减小的速率2.5GHz发送，于是那些字段中的每一个都具有按四的倍数增加的持续时间。如插入图所示，延长字段中，特别是序列号字段中的数据的每一个比特被发送四次，而非一次。
因为利用按减小的速率抵达的数据来获取相位对准的难度，所以使用跟在定界符字段和前导码中的已知和固定码型之后的数据来影响如上所述的相位对准。
图6a所示测距延迟(即，发送ONU暂停消息与序列号请求之间的延迟)根据与最远ONU的往返时间选择，使得针对序列号请求的响应按照在来自已经登记的ONU的通信量由于ONU暂停消息不会抵达OLT时的时间间隔抵达OLT。这个时间间隔或静默时段(在该静默时段期间，来自已经登记的ONU的通信量不会抵达OLT)称为测距窗或暂停窗，并且在图6a、7a中示出为阴影时间区。测距窗的宽度(根据x的值确定)取决于新ONU的最远希望距离。
因为存在潜在的几百个ONU想要在同一测距窗期间同时登记，所以ONU被设置成发送仅一个登记发送，尽管每一个ONU原则上可以被设置成发送超过一个的登记发送。
当正确接收到登记发送“y”次(例如，如图6a所示的2次)时，OLT将多次(例如，3次)向该特定ONU发送下行PLOAM消息“指配ONU-ID(Assign_ONU_ID)”，其中，OLT向该ONU指配标识号，该ONU将所述标识号存储在其本地存储器中，以便允许ONU将发送给它的指令和数据与发送给其它ONU的指令和数据区别开。OLT将OLT的序列号映射至指配的标识符(如它针对已经登记的ONU所做的那样)。这样，OLT在这个登记循环期间标识了一个或更多个“新”ONU。接收到“指配ONU-ID”消息的ONU移至测距状态O5。
利用减小的速率来接收序列号，可以快速登记ONU，使得可在进一步设置操作和随后的通信量发送中对其进行寻址。重要的是，快速实现ONU的设置，因为在设置时段期间，防止了登记的ONU发送通信量(特别是在测距窗期间)。因而，对于设置阶段中的各种操作可以使用较低速率。
然而，特别重要的是，登记阶段没有因为失真而被延迟：一旦登记了ONU，就可以对来自该ONU的数据执行针对该特定ONU的失真补偿。清楚的是，按减小的速率的数据可以被用于设置阶段的其它方面，但减少差错的益处可能被发送消息所需时间的增加所掩盖。因而，登记是特别受益于来自ONU的低数据速率发送的瓶颈，从而在发送包含序列号的消息之后，将按照正常速率发送随后来自ONU的消息。
OLT的序列号正常情况下为8字节长，具有4字节的厂商ID和多字节的厂商特定编号。与此相反，指配的标识符可以较短，例如1字节或1.5字节(1字节被用于GPON)。然而，OLT不需要向ONU发送指配的标识符，替代地仅使用接收到的序列号来标识ONU。
当登记了“新”ONU时，OLT生成单独状态机，以控制该特定ONU的其余激活，并且稳定在初始状态OLT-IDV1下。一旦完成登记循环，处于公共部分中的OLT就移至OLT-COM3状态(参见表2)，而处于单独部分中的OLT移至用于每个登记的ONU的OLT-IDV2状态(参见表3)，开始测距或RTD测量循环。
接着，OLT向特定ONU(n)发送测距请求(参见图7)，n为刚刚登记的任何“新”ONU。ONU接收测距请求，如果它处于测距状态O5，则发送由PLOu和PLOAMu消息“ONU序列号(Serial_Number_ONU)”组成的上行测距发送。当OLT成功地接收到来自ONU(n)的测距发送达“y”次(例如，如图7所示的两次)时，计算所需EqD(均衡延迟，即存储在ONU处考虑针对不同ONU的不同往返时间的偏移。)
OLT发送PLOAMd消息“测距时间(Ranging_time)”3次(参见图7)，其中，OLT告诉ONU(n)什么EqD必须自此以后应用于所有发送，并且移到OLT-IDV3状态上(参见表3)。
根据ONU的距离，可能需要执行进一步的处理，以便获取针对EDC的必要参数组。另一可能性是开始给出业务通信量授权，同时改善针对EDC的最佳参数计算。
从上述可见，外围站可按第一模式和第二模式操作，在该第一模式中，数据以正常速率发送，而该第二模式中，数据以减小的速率发送，由此，便利地使设置期间的停机时间保持在合理的较短时间。
附加注释提供如下：
2.5Gbit/s的减小的速率仅为一示例。实际上，速率可以按另一切实合理的倍数减小。特定倍数将通过至少考虑使得劣化足够小以允许OLT的正确检测的必要速率来选择。因而，控制选择减小倍数的考虑可以包括OLT与ONU之间的光纤长度。然而，不设想大于50，特别是大于100的减小倍数。
OLT在来自“新”ONU的首次发送时，没有供EDC用于补偿ONU的信号经历的可能劣化的正确参数。然而当ONU的可操作比特速率为10Gbit/s时，OLT正确地接收到这个首次ONU发送仍是极为重要的(参见下面有关“测距效率”的段落)。上述这个实施方式帮助实现这个完全首次发送的正确检测。当ONU处于序列号状态(O4)而OLT处于序列号获取状态(OLT-COM2)时，ONU首次发送发生在其登记期间。可以在ONU处于O4状态并且OLT处于OLT-COM2状态的期间，在所有发送中应用减小比特速率的发送(在图6的实施例中，在ONU处于O4状态下存在2个发送)。这是为了确保OLT尽快识别出新ONU。
LR-PON的测距效率Erang可以被定义为：
E rang = MTBH d rang + MTBH
其中，drang是测距窗的持续时间，而MTBH是测距窗之间的时间。
因为在这些测距窗期间可操作ONU不能发送上行服务通信量，所以重要的是保持这个效率较高。效率越低，平均延迟越高，而有效带宽因此减小。因此，极为重要的是最小可能地运行这些测距窗，并且使它们的持续时间尽可能最短。另一方面关注于使ONU的总激活时间尽可能短，这增加了PON系统中的可察觉服务质量。
为了帮助实现这些目的，希望OLT可以标识“新”ONU并且快速测量其RTD。一旦完成此操作，OLT就可以向该“新”ONU指令其EqD(其考虑不同ONU与中心站之间的不同距离)，并且开始在一帧内向这个ONU指配发送授权和来自其它“工作”ONU的其它活动(live)通信量，以便利用使用EDC的其它技术，在不会过度损失PON测距效率的情况下，例如微调每个ONU的检测参数(例如，用于接收器的EDC的参数组)。例如，OLT可以决定其需要来自该ONU的较长序列，以便计算用于EDC的参数。因为已经被测距，所以OLT可以向ONU指配比方说1200字节(即1微秒的发送)。如果需要，则OLT可以保留随后一个或两个字节不指配，使得任何脉冲加宽都不会影响随后的发送。为此，使得2.5Gbit/s下的RTD测量足够准确以恰当位于在任何其它ONU发送之间的帧内指配的空间内，是非常有帮助的工作。如果在所有ONU发送的开始时的保护频带足够小，则其可以适应这种不准确性。

Claims (13)

1、一种将外围站引入到光学网络中的方法，所述光学网络具有中心站，和以光学方式连接至所述中心站的多个先前引入的外围站，所述光学网络可按正常操作状态和设置状态操作，在所述正常操作状态中，按正常数据速率从先前引入的外围站接收数据通信量，而在所述设置状态中，从所述先前引入的外围站发送数据通信量相对于所述正常操作状态受到限制，所述将外围站引入到光学网络中的方法包括以下步骤：当所述光学网络处于所述设置状态时，执行用于将所述外围站引入到所述光学网络中的设置操作，所述设置操作涉及从正被引入的所述外围站发送设置数据，其中，所述设置数据按相对于所述正常速率减小的速率发送。
2、根据权利要求1所述的将外围站引入到光学网络中的方法，其中，所述减小的速率比所述正常操作速率低一整数倍数。
3、根据权利要求1或2所述的将外围站引入到光学网络中的方法，其中，所述设置数据包括标识符信息。
4、根据任一前述权利要求所述的将外围站引入到光学网络中的方法，其中，所述设置操作是将标识符与正被引入的所述外围站相关联的登记操作。
5、根据权利要求4所述的将外围站引入到光学网络中的方法，其中，在所述登记操作之后执行测距操作，在所述测距操作中，正被引入的所述外围站按所述正常速率发送操作数据。
6、根据任一前述权利要求所述的将外围站引入到光学网络中的方法，其中，所述光学网络具有至少一个分支会合点，并且其中，在所述正常操作状态下，在所分支会合点处会合来自所述先前引入的外围站的信号。
7、根据任一前述权利要求所述的将外围站引入到光学网络中的方法，其中，所述光学网络是长距网络，在该长距网络中，所述外围站中的至少一些外围站与所述中心站拓扑上分离至少80km。
8、根据任一前述权利要求所述的将外围站引入到光学网络中的方法，其中，通过将采用所述正常速率的每个比特重复预定次数，来按所述减小的速率发送数据。
9、根据任一前述权利要求所述的将外围站引入到光学网络中的方法，其中，在所述中心站处按所述正常速率对按所述减小的速率接收到的数据进行采样。
10、根据任一前述权利要求所述的将外围站引入到光学网络中的方法，其中，所述中心站被设置成，控制从所述先前引入的外围站进行发送的定时。
11、根据任一前述权利要求所述的将外围站引入到光学网络中的方法，其中，通过引入至少一个期间基本上没有来自所述先前引入的外围站的通信量抵达所述中心站的静默时段，来使来自所述先前引入的外围站的数据通信量的发送相对于所述正常速率受到限制。
12、一种供具有中心站的光学网络使用的外围站，所述外围站具有正常操作状态和设置状态，在所述正常操作状态中，所述外围站按正常比特速率发送数据，而在所述设置状态中，所述外围站按相对于所述正常比特速率减小的比特速率发送数据，其中，所述外围站被设置成，以按所述减小的速率编成消息的回复，对来自所述中心站的设置消息进行响应。
13、一种将外围站引入到光学网络中的方法，所述光学网络具有：中心站，和以光学方式连接至所述中心站的多个先前引入的外围站，其中，所述光学网络具有所述先前引入的外围站向所述中心站发送数据所用的正常操作速率，所述将外围站引入到光学网络中的方法包括以下步骤：从正被引入的所述外围站向所述中心站发送设置数据；和利用所述设置数据来执行用于将所述外围站引入到所述光学网络中的至少一个设置操作，
其中，按照低于所述正常操作速率的减小的速率发送所述设置数据。
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