CN103430572B - 多波长无源光网络中的波长指示 - Google Patents

多波长无源光网络中的波长指示 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种包括光线路终端（optical line terminal，OLT）组件的无源光网络（passive optical network，PON）装置，所述OLT用于耦合光网络单元（optical network unit，ONU），并发送下行波长标识至所述ONU以指示所述ONU所对应的波长，其中，所述下行波长标识通过一个内嵌信道、控制消息信道、或数据信道的媒体接入控制(Media Access Control，MAC)层帧进行传输。本发明还公开了一种包括ONU组件的PON装置，所述ONU用于耦合OLT，并发送上行波长反馈至所述OLT以指示所述ONU所对应的波长，其中，所述上行波长反馈通过一个内嵌信道、控制消息信道、或数据信道的MAC层帧进行传输。

Description

多波长无源光网络中的波长指示
相关申请案的交叉参考
本发明要求于2011年4月8日由罗远秋等人递交的发明名称为“多波长无源光网络中的波长指示”的第61/473,439号美国临时专利申请案的在先申请优先权，并且要求于2012年4月5日由罗远秋等人递交的发明名称为“多波长无源光网络中的波长指示”的第13/440,765号美国专利申请案的优先权，上述两篇申请的内容以全文引入方式并入本文本中。
技术领域
本发明涉及通信网络，尤其涉及多波长无源光网络中的波长指示。
背景技术
无源光网络(passive optical network，PON)是一种提供“最后一公里”网络接入的系统。PON是一种一点到多点的网络，由一个位于中心局的光线路终端（optical lineterminal，OLT），一个光分配网络（optical distribution network，ODN），以及多个位于用户驻地的光网络单元（optical network units，ONUs）组成。在一些PON系统中，如千兆比特无源光网络（Gigabit PON，GPON）系统，下行数据以大约2.5千兆比特每秒（gigabit persecond，Gbps）的速率广播，而上行数据则以大约1.25Gbps的速率传输。然而，随着业务需求的增长，PON系统的带宽能力也有待增长。为了满足增长的业务需求，一些新出现的PON系统，如下一代接入（Next Generation Access，NGA）系统，正在进行重新配置，从而以更高的带宽实现更可靠高效的数据帧传输，如以大约10Gbps的速率进行传输。
发明内容
在一项实施例中，本发明包括一个包含OLT组件的PON装置，所述OLT组件用于耦合ONU，并发送下行波长标识至所述ONU以指示所述ONU所对应的波长，其中，所述下行波长标识通过一个内嵌信道、控制消息信道、或数据信道的媒体接入控制(Media AccessControl，MAC)层帧进行传输。
在另一项实施例中，本发明包括一个包含ONU组件的PON装置，所述ONU组件用于耦合OLT，并发送上行波长反馈至所述OLT以指示所述ONU所对应的波长，其中，所述上行波长反馈通过一个内嵌信道、控制消息信道、或数据信道的MAC层帧进行传输。
在再一项实施例中，本发明包括一种在PON的OLT所执行的方法，包含使用发射器通过ONU的一个内嵌信道、控制消息信道、或数据信道的MAC层帧发送下行波长标识，所述下行波长标识指示所述ONU对应的波长。
在又一项实施例中，本发明包括一种在PON的ONU所执行的方法，包含使用发射器通过OLT的一个内嵌信道、控制消息信道、或数据信道的MAC层帧发送上行波长反馈，所述上行波长反馈指示所述ONU对应的波长。
通过以下结合附图和所附权利要求书进行的详细描述将更清楚地理解这些和其它特征。
附图说明
为了更完整地理解本发明，现在参考以下结合附图和详细描述进行的简要描述，其中相同参考标号表示相同部分。
图1是PON的一项实施例的示意图。
图2是针对下行波长标识的内嵌信道的一项实施例的示意图。
图3是针对下行波长标识的内嵌信道的另一项实施例的示意图。
图4是针对下行波长标识的内嵌信道的另一项实施例的示意图。
图5是针对下行波长标识的控制消息信道的一项实施例的示意图。
图6是针对下行波长标识的控制消息信道的另一项实施例的示意图。
图7是针对下行波长标识的控制消息信道的另一项实施例的示意图。
图8是针对下行波长标识的控制消息信道的另一项实施例的示意图。
图9是针对下行波长标识的控制消息信道的另一项实施例的示意图。
图10是针对上行波长反馈的内嵌信道的一项实施例的示意图。
图11是针对上行波长反馈的内嵌信道的另一项实施例的示意图。
图12是针对上行波长反馈的控制消息信道的一项实施例的示意图。
图13是针对上行波长反馈的控制消息信道的另一项实施例的示意图。
图14是针对上行波长反馈的控制消息信道的另一项实施例的示意图。
图15是一种波长标识/反馈方法的一项实施例的流程图。
图16是一种波长标识/反馈方法的另一项实施例的流程图。
图17是一种用于执行PON波长标识/反馈方法的装置的一项实施例的示意图。
图18是一种通用计算机系统的实施例的示意图。
具体实施方式
首先应当理解，尽管下文提供了一项或多项实施例的说明性实施，所公开的系统和/或方法依然可以使用任意数量的技术来实现，不论是当前已知的或已存在的。本发明不应以任何方式受下文提供的说明性实施、附图、和技术所限制，包括这里示出和描述的示例性的设计和实现，但本发明可以在所附的权利要求书的范围内及其等同物的全部范围内进行修改。
多个支持更高比特率和更多波长（或波长信道）的系统已经被提出用于下一代的PON，比如，下一代PON（next generation PON，NGPON）架构。例如，多波长时分复用（timedivision multiplexing，TDM）PON系统可以使用波分复用（wavelength divisionmultiplexing，WDM）技术堆叠多个GPON或10GPON（XGPON）（例如，约4个XGPON），以便实现高于10Gbps的速率（例如，大约40Gbps）。其他的WDM-PON系统可能在下行（从PON的OLT出发）传输和上行（至所述OLT）传输中，均连接波长不同的不同ONU。进一步地，一些PON系统可能基于先进的编码，调制，和/或信号处理技术，比如，正交频分复用(orthogonal frequencydivision multiplexing，OFDM)-PON和相干波分复用（coherent WDM，CWDM）-PON。其他例子中包括动态频谱管理PON（dynamic spectrum management-PON，DSM-PON）系统，其中，系统容量通过提高子组传统GPON或XGPON ONU的OLT智能得到提高。
基于使用的技术，多波长TDM PON可能分类为粗波分复用（coarse WDM，CWDM）-TDM-PON或密集波分复用（dense WDM，DWDM）-TDM-PON。进一步地，WDM-PON可以基于分离器或阵列波导光栅（arrayed waveguide grating，AWG）。OFDM-PON也可以扩展为一个OFDM-TDM-PON、OFDM-WDM-PON、或者OFDM-WDM-TDM-PON。PON的ONU可能是无色的，或有色但无波长可调性的，或有色且有完全可调性的，或有色且有局部可调性的。以上使用不同类型PON和ONU的趋势，可进一步提高GPON和XGPON带宽，例如，从而取得一个在更远距离服务更多ONU/ONT的NGPON系统。
上述趋势和提高用于GPON、XGPON、以太网PON（Ethernet PON，EPON)、and10千兆比特EPON（10gigabit EPON，10GEPON）系统的已有协议，这些协议最初可能是为了管理TDM/时分多址（TDM access，TDMA）而设计。通过使用这些趋势及提高而形成的系统可能具有多波长能力并使用合适的管理机制来管理不同的波长（或波长信道）。
本发明公开了一种系统和方法，用于支持PON的多波长能力。所述系统和方法可以在多波长PON中启动波长指示。所述方法可以包括关于下行波长标识和上行波长反馈的机制。在PON的ONU接收单一波长（或波长信道），从而导致ONU可能需要知道分配给ONU的波长（由PON的OLT分配）的情况下，可以使用下行波长标识。识别分配给相应ONU的波长可以促使ONU配置或调整它的接收器（或过滤器），以正确地接收相关联的波长信道。ONU可以通过接收每个已分配的下行波长的识别协议元素来获取此信息。所述波长指示可以通过MAC层帧或消息发送。在OLT需要将来自ONU的上行传输与所述ONU正在接收的下行波长相关联的情况下，可以使用上行波长反馈。因此，所述OLT可能能分离或区分每个ONU的下行和相关联的上行波长信道。通过反馈一个波长标识（identifier，ID）上行至OLT，则OLT可能能建立这种关联。波长标识的方法可以用于诸如GPON、XGPON、EPON、10GEPON协议，或用于任何其他可支持波长标签的PON协议。
图1所示为PON100的一项实施例。PON100可包括一个OLT110、多个ONU120和一个ODN130，所述ODN130可以耦合到所述OLT110和ONU120。所述PON100可以是一个不需要任何活动组件来在OLT110和ONU120之间分配数据的通信网络。相反，PON100可以使用ODN130中的无源光部件在OLT110和ONU120之间的分配数据。PON100可能是NGA系统，如XGPON，可以具有大约10Gbps的下行带宽和至少为大约2.5Gbps的上行带宽。关于适合的PON100的其他例子包括由国际电联电信标准化部门（International Telecommunication UnionTelecommunication Standardization Sector，ITU-T）G.983标准定义的异步传输模式PON（asynchronous transfer mode PON，APON）和宽带PON（broadband PON，BPON）、由ITU-TG.984标准定义的GPON、由电气和电子工程师学会（Institute of Electrical andElectronics Engineers，IEEE）802.3ah标准定义的EPON、在IEEE802.3av标准中所描述的10GEPON、波分复用WDM-PON。此外，PON100还可以具有多波长能力，其中，多个下行和/或上行波长（或波长信道）可用于承载数据，如针对不同的ONU120或客户承载数据。因此，可以配置PON协议来支持任何上述的多波长技术。
OLT110可以是用于同各ONU120和另一网络（未图示）进行通信的任何设备。OLT110可担当所述另一网络与各ONU120之间的中介。例如，OLT110可将从网络接收的数据转发到各ONU120，并且将从各ONU120接收的数据转发到另一网络上。尽管OLT110的具体配置可根据PON100的类型而变化，但在一项实施例中，OLT110可包括一个发射器和一个接收器。当另一网络在使用一个不同于用于PON100中的PON协议的网络协议时，例如，以太网或同步光网络（Ethernet or Synchronous Optical Networking，SONET)/同步数字系统（SynchronousDigital Hierarchy，SDH），OLT110可包括一个将所述网络协议转换成PON协议的转换器。所述OLT110转换器还可将PON协议转换成该网络协议。OLT110通常可放置在中心位置处，例如中心局，但也可放置在其他位置处。
各ONU120可以是用于与OLT110以及客户或用户（未图示）进行通信的任何设备。各ONU120可担当OLT110与客户之间的中介。例如，各ONU120可将从OLT110接收的数据转发到客户，并且将从客户接收的数据转发到OLT110上。尽管各ONU120的具体配置可根据PON100的类型而变化，但在一项实施例中，各ONU120可包括用于将光信号发送到OLT110的光发射器和用于从OLT110接收光信号的光接收器。不同ONU120的发射器和接收器可以使用不同的波长发送和接收承载数据的光信号。同一ONU120的发射器和接收器可以使用相同的波长或不同的波长。此外，各ONU120可包括：为客户将光信号转换成电信号的转换器，例如以太网协议中的信号；以及可针对客户设备发送和/或接收电信号的第二发射器和/或接收器。在一些实施例中，各ONU120和各光网络终端（optical network terminal，ONT）是类似的，因此这两个术语在本文中可互换使用。各ONU通常可放置在分配的位置处，例如客户驻地，但也可放置在其他位置处。
所述ODN130可以是一个数据分配系统，其中可包括光纤电缆、耦合器、分离器、分配器以及/或者其他设备。所述光纤电缆、耦合器、分离器、分配器和/或其他设备可以是无源光部件，且所述无源光部件可能不需要任何电能以在OLT110与各ONU120之间分配数据信号。或者，所述ODN130可以包括一个或多个处理设备，如光放大器。所述ODN130通常可以以图1所示的分支配置从OLT110延伸到各ONU120，但另一种选择可以是以任何其他一点到多点的配置的形式进行。
为了支持多波长能力，PON100可以包括一个或多个AWG，如在ODN130和/或OLT110上。所述AWG可以用于结合/分离多个波长信道，其可以是在上行/下行方向以不同波长传输的光信号。PON100也可以用来实施一种或多种波长指示的方法，以指示各ONU120和/或OLT110哪些波长（或波长信道）分配给了对应的ONU120。所述的波长标识方法可以用来为各ONU120和/或OLT110指示波长。所述波长标识方法可以用来为下行数据信道（从OLT110到各ONU120）和/或上行数据信道（从各ONU120到OLT110）识别波长。所述波长标识方法包括可以包括如下所述的下行波长标识机制和上行波长反馈机制。
下行波长标识可以用来识别到各ONU的下行传输的波长。下行波长标识可以使用不同的、可以用来发送下行波长标识（如从OLT110到相应的ONU120）的机制或实施方法来建立。所述不同的机制可以使用MAC层帧或消息来承载波长标识。用于下行波长标识的第一机制可以使用内嵌信道。所述内嵌信道机制或途径可以使用带内帧字段和内嵌结构来承载低层操作、管理和维护（operations，administration，and management，OAM）信息。所述内嵌信道通常可以为快速活动提供一条低时延通道并为MAC设备开启基本功能。内嵌信道的例子包括GPON及XGPON协议中的内嵌OAM和EPON及10GEPON协议中的逻辑链路标识（logicallink identifier，LLID）。
用于下行波长标识的第二机制可以使用控制消息信道。所述控制消息信道可以使用协议管理消息来促进OLT和各ONU之间的连接。控制消息信道的例子包括GPON及XGPON协议中的物理层OAM（physical layer OAM，PLOAM）消息和EPON及10GEPON协议中的多点控制协议（multi-point control protocol，MPCP）消息。用于下行波长标识的第三机制可以使用数据信道。具体而言，波长信息可以通过PON数据信道传输至各ONU。在GPON和XGPON协议中，GPON封装模式（GPON encapsulation method，GEM）或10GEM（XGEM）端口可以由ONT管理控制接口（ONT management and control interface，OMCI）为实现这一目的而配置。在EPON和10GEPON协议中，LLID可以针对这一目的进行设计。
图2所示为与可用于下行波长标识的内嵌信道相对应的帧或消息200的一部分的一项实施例。所述内嵌信道可以是针对GPON协议的内嵌OAM信道，并且可以使用GPON下行帧的一部分。GPON内嵌OAM信道信息可以从OLT发送至一个对应的ONU以进行下行波长标识。OLT可以使用GPON下行帧来为ONU指示所分配的下行传输波长。下行波长标识可以在包含净荷长度下行（Payload Length downstream，Plend）字段210的GPON下行帧中发送。所述Plend field210可以包括B长度（B length，Blen）子字段212，A长度（A length，Alen）子字段214，和循环冗余校验（cyclic redundancy check，CRC）子字段216。所述Plend字段210的总大小可以为大约32比特。所述Blen子字段212可以指示所述消息或帧中的另一字段（未图示）的长度（以字节为单位）。所述Blen子字段212的大小可以为大约12比特。Alen子字段214可以指示下行波长。所述Alen子字段214的大小可以为大约12比特。CRC子字段216的大小可以为大约8比特，可以根据GPON协议中相应的定义来配置。
图3所示为与可用于下行波长标识的内嵌信道300相对应的另一帧或消息部分300的一项实施例。所述内嵌信道可以是针对XGPON协议的内嵌OAM信道，并且可以使用XGPON下行物理层（Physical layer，PHY）帧的一部分。所述XGPON下行PHY帧可以包括一个24字节物理同步块（physical synchronization block，PSBd）和一个155496字节PHY帧净荷。所述PSBd可以包括一个可以用来指示下行波长（从OLT到对应的ONU）的PON-ID结构310。所述PON-ID结构310的大小可以为大约64比特。所述PON-ID结构310可以包括一个PON-ID字段320和一个信头差错控制（header error control，HEC）字段330。所述PON-ID字段320可以包括一个分配的PON-ID子字段322和一个波长ID子字段324。所述PON-ID子字段322可以为一个相应的ONU指示PON ID，所述波长ID子字段324可以为所述ONU指示下行波长。所述PON-ID字段320的大小可以为大约51比特，分配的PON-ID子字段322的大小可以为大约51–x比特，其中x是一个整数，波长ID子字段324的大小可以为大约x比特。所述HEC子字段330的大小可以为大约13比特，可以根据XGPON协议中相应的定义来配置。所述整数x可以根据多波长PON系统中的下行波长的数量来确定。通常x的值可以等于4、5、或6，分别代表下行波长整体数量为16、32、或64。分配的PON-ID子字段322和波长ID子字段324的实际顺序可以与图3所示的顺序相同或不同。
GPON和XGPON下行帧可能从OLT广播到多个或所有的ONU，例如，总时长或持续时间约为125微秒（microsecond，μs），因此，针对同一下行波长，其波长ID可能被周期性的公布到所述ONU。所述ONU可以用来通过比较波长ID和对应ONU的接受器波长来确认下行波长。
图4所示为进行下行波长标识的另一内嵌信道400的一项实施例。所述内嵌信道400可以是EPON或10GEPON协议的内嵌LLID信道，可以使用EPON下行帧的一部分。在EPON和10GEPON中，LLID可以分配到一个OLT与多个ONU之间一点到多点（point-to-multi-point，P2MP）的关联，其中每个ONU关联都可以通过点到点（point-to-point，P2P）仿真来建立。EPON下行帧可以包括一个LLID字段410。所述LLID字段410可以包括一个模式子字段412，一个分配的LLID子字段414，和一个波长ID子字段416。所述LLID字段410的大小可以为大约16比特。所述模式子字段412可以是一个设置为指示所分配的LLID的单比特标志。所述模式子字段412可以对应于LLID字段410中的最高位（most significant bit，MSB）。所述分配的LLID子字段414可以指示分配给相应ONU的LLID。所述分配的LLID子字段414的大小可以为大约15–y比特，其中y是一个整数。所述波长ID子字段416可以为所述ONU指示下行波长。所述波长ID子字段416的大小可以为大约y比特。波长ID子字段416的实际顺序可以与图4所示的顺序相同或不同。
在进行下行波长标识的控制消息信道机制或途径中，PLOAM信道消息可以用于GPON和XGPON协议中。如下所述，下行波长标识可以通过新的PLOAM消息或者修改的PLOAM消息来实施。图5所示为进行下行波长标识的控制消息信道500的一项实施例。所述控制消息信道500可以使用GPON协议的一条修改的上行开销PLOAM消息。所述修改的上行开销PLOAM消息可以包括大约12个字段，其中每个字段的大小可以为大约一个八位字节。图5所示的上行开销PLOAM消息的字段可以根据GPON协议的相关定义来配置。然而，可以修改一些字段或比特来启动下行波长标识。具体而言，八位字节3至八位字节5中的比特可能不完全用于代表对应字段中的比特号（保护位号、第一类前置比特号、和第二类前置比特号）。对应的八位字节（或字段）中的这些比特可能用于进行下行波长标识。另外，八位字节10（用于各种指示）中的一些比特也可以用于下行波长标识。图5所示阴影部分是可至少部分地用于此目的的八位字节。
图6所示为进行下行波长标识的另一控制消息信道600的一项实施例。所述控制消息信道600可以使用XGPON协议的一条修改的上行配置文件PLOAM（upstream profilePLAOM）消息。所述修改的配置文件PLOAM消息可以包括大约13个字段，所有字段总共可有大约48个八位字节。图6所示的字段和相应的大小可以根据XGPON协议的相关定义进行配置。然而，一些字段被修改以启动下行波长标识。具体而言，八位字节5、6、7、16、17和34至40中的比特可能不完全用于相应的字段中。至少八位字节5至7（用于配置文件版本和索引，前向纠错（forward error correction，FEC）指示，分隔符长度）中的一些比特，八位字节16和17（用于前导码的长度与前导码重复计数）中的一些比特，和/或八位字节34至40（用于填充）中的一些比特可用于下行波长标识。图6所示阴影部分是可至少部分地用于此目的的八位字节。
图7所示为进行下行波长标识的另一控制消息信道700的一项实施例。所述控制消息信道700可以是XGPON和GPON协议的一个新的PLOAM消息。所述新的PLOAM消息可以包括大约6个字段，所有字段总共可有大约48个八位字节。各个字段和其相应的大小如图7所示。具体而言，一个下行波长字段可以用于指示下行波长。此下行波长字段可以用第5到“a”个八位字节，其中“a”是一个整数。
图8所示为进行下行波长标识的另一控制消息信道800的一项实施例。所述控制消息信道800可使用EPON和10GEPON协议的修改的门开关MPCP数据单元（MPCP data unit，MPCPDU）。所述MPCPDUs是承载多点MAC控制信息的以太网帧。所述修改的门开关MPCPDU可以包括大约8个字段，所有字段总共可有大约64个八位字节。图8所示的字段和相应的大小可以根据EPON和10GEPON协议的相关定义进行配置。然而，一些字段被修改以启动下行波长标识。具体而言，八位字节22至60中的比特可能不完全使用（用于授予及填充）。八位字节22至66中的一些比特可以用于下行波长标识。图8所示阴影部分是可至少部分地用于此目的的八位字节。
图9所示为进行下行波长标识的另一控制消息信道900的一项实施例。所述控制消息信道900可以是EPON和10GEPON的一个新的MPCPDU。所述新的MPCPDU可以包括大约8个字段，所有字段总共可有大约64个八位字节。各个字段和其相应的大小如图9所示。具体而言，一个下行波长字段可以用于指示下行波长。此下行波长字段可以用第21到“b”个八位字节，其中“b”是一个整数。
在下行波长标识的数据信道机制或途径中，用户数据信道（数据消息）可以用于传送GPON和XGPON协议中的下行波长信息。与提供组播服务相似，OMCI可以用于配置GEM或XGEM端口从而发送此信息。在EPON和10GEPON协议中，可以定义一个广播LLID以实现这一目的。包括所述广播LLID的帧还可以包括下行波长标识的内容。
图10所示为进行上行波长反馈的内嵌信道1000的一项实施例。所述内嵌信道1000可以是GPON协议的内嵌OAM信道，并且可以使用GPON上行突发信息头。此GPON内嵌OAM信道信息可以从ONU发送至OLT以进行上行波长反馈。ONU可以使用所述GPON上行突发信息头向OLT指示上行传输的波长或者ONU的接收器的波长。上行波长反馈可以在包含指示（indication，Ind）字段1010的GPON上行突发信息头中发送。Ind字段1010可以包括紧急PLOAM单元子字段1012、FEC子字段1014、远端缺陷指示（remote defect indication，RDI）子字段1016、波长ID子字段1018、和保留子字段1020。这些子字段可以根据GPON协议的相关定义进行配置，其中MSB上报紧急PLOAM，其后的两个比特分别上报FEC和RDI状态。然而，5个当前保留比特中有大约z个比特可以用于指示上行波长，其中，z是一个整数。剩余的5–z个比特可以继续保留。波长ID子字段1018的实际顺序可以与图10所示的顺序相同或不同。利用GPON上行突发信息头中的波长ID，OLT可能能够确认或检查协议层中一个ONU的波长。
图11所示为进行上行波长反馈的另一内嵌信道1100的一项实施例。所述内嵌信道1100可以是XGPON协议的内嵌OAM信道，并且可以使用XGPON传送器（XGPON TransmissionContainer，XGTC）突发信息头。此XGPON内嵌OAM信道信息可以从ONU发送至OLT以进行上行波长反馈。ONU可以使用此XGTC突发信息头向OLT指示上行传输的波长。上行波长反馈可以通过XGTC突发信息头1110发送，所述XGTC突发信息头1110包括ONU-ID字段1120、Ind字段1130、HEC字段1140、和PLOAM单元字段1150，这些字段可以根据XGPON协议的相关定义进行配置。所述ONU-ID字段1120的大小可以为大约10比特。所述Ind字段1130的大小可以为大约9比特。所述HEC字段1140的大小可以为大约13比特。所述PLOAM单元字段1150可以为可选，其大小可以为大约384比特。ONU-ID字段1120可以包括一个可以为MSB（单比特标志）的PLOAM队列状态子字段1122、保留子字段1124、波长ID子字段1126、和可以为最低位（leastsignificant bit，LSB）的临终遗言子字段1128。7个当前保留比特中有大约n个比特可以用于指示上行波长，其中，n是一个整数。剩余的7–n个比特可以继续保留。所述整数n可以根据多波长PON系统中的波长的数量来确定。通常n的值可以为4、5、或6，分别代表总的波长数量为16、32、或64。波长ID子字段1126的实际顺序可以与图10所示的顺序相同或不同。
在另一项实施例中，上行波长反馈可以通过为不同的下行波长定义不同的分隔符来实现。因此，多个共享同一下行波长的ONU可以使用同一类型的分隔符。例如，分隔符第一类型可以针对下行波长1，分隔符第二类型可以针对下行波长2。同样地，上行突发分隔符可以向OLT指示对应ONU的工作中的下行波长。在针对EPON和10GEPON的一些实施例中，2字节LLID可以如图4所示进行修改从而支持上行波长反馈。因此，一些比特可以被分配来承载所述反馈。接收到此信息后，OLT可能能够关联一个ONU的下行和上行波长。
图12所示为进行上行波长反馈的控制消息信道1200的一项实施例。所述控制消息信道1200可以是XGPON和GPON协议的一个新的PLOAM消息。所述新的PLOAM消息可以包括大约6个字段，所有字段总共有大约48个八位字节。各个字段和其相应的大小如图12所示。具体而言，一个波长字段可以用于指示上行波长反馈。此波长字段可以用八位字节5为a，其中a是一个整数。
类似于进行下行波长标识的控制消息信道500和600，其分别使用针对GPON和XGPON的修改的PLOAM消息，使用修改的PLOAM消息的控制消息信道也可以用于针对GPON和XGPON协议的上行波长反馈。例如，在GPON协议中，可以修改确认PLOAM（acknowledgePLOAM）消息和无PLOAM（No PLOAM）消息。可以修改PLOAM消息中的序列号ONU（Serial_Number_ONU）字段来承载上行波长反馈。类似地，在XGPON协议中，可以修改一个确认PLOAM（acknowledge PLOAM）消息和其中的序列号ONU PLOAM（Serial_Number_ONU PLOAM）字段来承载波长反馈。
图13所示为进行上行波长反馈的另一控制消息信道1300的一项实施例。所述控制消息信道1300可以是EPON和10GEPON协议的一个修改的报告MPCPDU。所述修改的报告MPCPDU可以包括大约8个字段，所有字段总共可有大约64个八位字节。图13所示的字段和相应的大小可以根据EPON和10GEPON协议的相关定义进行配置。然而，一些字段被修改以启动上行波长反馈。具体而言，八位字节23至60中的比特可能不完全使用（用于报告及填充）。八位字节23至60中的一些比特可以用于上行波长反馈。图13所示阴影部分是可至少部分地用于此目的的八位字节。
图14所示为进行上行波长反馈的另一控制消息信道1400的一项实施例。所述控制消息信道1400可以是EPON和10GEPON的一个新的MPCPDU。所述新的MPCPDU可以包括大约8个字段，所有字段总共可有大约64个八位字节。各个字段和其相应的大小如图14所示。具体而言，一个波长字段可以用于指示波长反馈。此波长字段可以用八位字节21为b，其中b是一个整数。
在上行波长反馈的数据信道途径中，用户数据信道（数据消息）可以用于传送GPON和XGPON协议中的波长反馈。GEM或XGEM端口可以由OMCI配置以实现这一目的。在EPON和10GEPON协议中，可以定义一个专用的或特殊的LLID以实现这一目的。包括所述专用LLID的帧也可以包括波长反馈的内容。
在其他实施例中，上行波长反馈可以指示用于上行传输的实际波长（而不是波长或信道ID）。OLT设备通常可以基于承载来自ONU的传输的接收信道来获知此信息。然而，来自ONU的实际波长信息可以用作双重核查。在OLT和与其相关联的各ONU之间交换的波长信息可以为绝对值、相对值、或标识值（如，ID）。相对值可以与一个先前交换的值或者一个预设的绝对基准值关联。为了支持标识值，可以使用波长配置的某一机制。不同方案可以用来定义波长与波长ID之间的具体的映射关系。例如，可以扩展一些PLOAM信息（如，配置文件PLOAM（profile PLOAM）消息）以承载这样的信息。或者，可以定义新的控制消息来实现这一目的。
图15所示为波长标识/反馈方法1500的一项实施例，所述波长标识/反馈方法1500可以在一个多波长PON系统中实施以便在OLT与对应的ONU之间交换波长信息。方法1500可始于块1510，其中，可以发送下行波长标识。OLT可以使用任何上文描述的用于下行波长标识的机制或途径和适当的相关消息，如基于PON协议的，来发送下行波长标识至对应的ONU。所述途径包括内嵌信道200、300、400、控制消息信道500、600、700、800、及用于下行波长标识的数据信道。同样地，OLT可以为对应的ONU识别波长。识别的波长可以是用于发送数据至此ONU的波长。在块1520，可以接受到上行波长反馈。OLT可以通过与用于发送下行波长标识的途径、信道或消息相似或相应的途径、信道或消息来接收来自对应ONU的上行波长反馈，例如，基于同一PON协议的。所述途径包括内嵌信道1000、11000、控制消息信道1200、1300、1400、及用于上行波长反馈的数据信道。同样地，ONU可以确认或者通知OLT在ONU上用于接收数据的实际波长。随后，方法1500可以结束。
方法1500可以用于确认各ONU使用的波长，通知OLT各ONU使用的波长，更改各ONU使用的波长，或者更正或同步波长使用信息。在其它实施例中，块1510或1520可以单独并独立的实施，无需执行另一块来传达上行或下行方向的波长信息。尽管方法1500是从用于各ONU的接收器的波长方面进行描述的，相似的方法可以针对在各ONU的发射器上或者既在各ONU的接收器上又在发射器上使用的波长。
图16所示为波长标识/反馈方法1600的另一实施例，所述波长标识/反馈方法1600可以在一个多波长PON系统中实施以便在一个ONU与一个OLT之间交换波长信息。方法1600可始于块1610，其中，下行波长标识可以被接收。ONU可以使用任何上文描述的用于下行波长标识的途径和适当的相关消息，如基于PON协议的，来接收来自OLT的下行波长标识。识别的波长可以是OLT所使用的用于发送数据至此ONU的波长。在块1620，可以发送上行波长反馈。ONU可以通过与用于发送下行波长标识的途径、信道或消息相应的途径、信道或消息来发送上行波长反馈至OLT，例如，基于同一PON协议的。同样地，ONU可以确认或者通知OLT在ONU上用于接收数据的实际波长。随后，方法1600可以结束。
方法1600可以用于确认各ONU使用的波长，通知OLT各ONU使用的波长，更改各ONU使用的波长，或者更正或同步波长使用信息。在其它实施例中，块1610或1620可以单独并独立的实施，无需执行另一块来传达上行或下行方向的波长信息。方法1600可以用来识别/确认在各ONU的接收器和/或发射器上使用的波长。
图17所示为可以用于支持并实施所述波长标识/反馈方法1500或1600的装置1700的一项实施例。所述装置1700可以包括可以用于实施方法1500或1600的处理单元1710、传输单元（或发射器）1720、以及接收单元（或者接收器）1730。例如，装置1700可以置于一个OLT上，并可以实施方法1500。或者，装置1700可以置于一个ONU上，并可以用于实施方法1600。所述处理单元1710、传输单元1720和接收单元1730可以对应硬件、固件、和/或用来运行硬件的软件。处理单元1710可以用于将进行下行波长标识或者上行波长反馈的波长ID（或值）放置于一个比如对应于内嵌信道、控制信道、或者数据信道的基于MAC层的帧或者消息中，或者从所述帧或者消息中的得到所述波长ID（或值）。处理单元1710可以发送包括波长标识/反馈的基于MAC层的消息或帧到传输单元1720，或者从接收单元1730接收包括波长标识/反馈的基于MAC层的消息或帧。传输单元或发射器1720可以用于传输消息或帧（位于MAC层），接收单元或接收器1730可以用于接收消息或帧。在OLT，传输单元1720可以发送针对下行波长标识的帧，接收单元1730可以接收针对上行波长反馈的帧。在ONU，接收单元1730可以接收针对下行波长标识的帧，传输单元1720可以发送针对上行波长反馈的帧。
上文所述的组件、方法、和/或机制可在任何通用网络组件（OLT或者ONU）上实施，例如，具有充分的处理能力、内存资源以及网络吞吐能力以处理所承担的必要工作量的计算机或网络组件。图18所示为典型的通用网络组件1800，其适用于实施本文本所揭示的组件、方法和机制的一项或多项实施例。网络组件1800包括处理器1802（可以称为中央处理器单元或CPU），该处理器与包含以下项的存储装置进行通信：辅助存储器1804、只读存储器（ROM）1806、随机存取存储器（RAM）1808、输入/输出（I/O）装置1810以及网络连接装置1812。处理器1802可以作为一个或多个CPU芯片实施，或者可以为一个或多个专用集成电路（application specific integrated circuit，ASIC）的一部分。
辅助存储器1804通常由一个或多个磁盘驱动器或磁带驱动器组成，且用于对数据进行非易失性存储，而且如果RAM1808的容量不足以存储所有工作数据，所述辅助存储器则用作溢流数据存储装置。辅助存储器1804可用于存储程序，所述程序当被选择执行时，被加载到RAM1808中。ROM1806用于存储在程序执行期间读取的指令以及也可能是的数据。ROM1806是非易失性存储装置，其存储容量相对于辅助存储器1804的较大存储容量而言通常较小。RAM1808用于存储易失性数据，并且还可能用于存储指令。对ROM1806和RAM1808两者的存取通常比对辅助存储器1804的存取快。
本文公开了至少至少一项实施例，且所属领域的技术人员对所述实施例和/或所述实施例的特征的变化、组合和/或修改在本发明的范围内。因组合、整合和/或省略所述实施例的特征而产生的替代实施例也在本发明的范围内。在明确陈述数值范围或限制的情况下，应将此类表达范围或限制理解为包含属于明确陈述的范围或限制内的类似量值的迭代范围或限制（例如，从约为1到约为10包含2、3、4等；大于0.10包含0.11、0.12、0.13等）。举例来说，每当公开具有下限Rl和上限Ru的数值范围时，具体是公开属于所述范围的任何数字。具体而言，特别公开所述范围内的以下数字：R=Rl+k*(Ru-Rl)，其中k为从1%到100%范围内以1%递增的变量，即，k为1%、2%、3%、4%、7%、……、70%、71%、72%、……、97%、96%、97%、98%、99%或100%。此外，还特定揭示由如上文所定义的两个R数字定义的任何数值范围。相对于权利要求的任一元素使用术语“选择性地”意味着所述元素是需要的，或者所述元素是不需要的，两种替代方案均在所述权利要求的范围内。使用例如包括、包含和具有等较广术语应被理解为提供对例如由……组成、基本上由……组成以及大体上由……组成等较窄术语的支持。因此，保护范围不受上文所陈述的描述限制，而是由所附权利要求书界定，所述范围包含所附权利要求书的标的物的所有均等物。每一和每个权利要求作为进一步揭示内容并入说明书中，且所附权利要求书是本发明的实施例。所述揭示内容中的参考的论述并不是承认其为现有技术，尤其是具有在本申请案的在先申请优先权日期之后的公开日期的任何参考。本发明中所引用的所有专利、专利申请案和公开案的揭示内容特此以引用的方式并入本文中，其提供补充本发明的示范性、程序性或其它细节。
虽然本发明中已提供若干实施例，但应理解，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，所揭示的系统和方法可以许多其它特定形式来体现。本发明的实例应被视为说明性的而非限制性的，且本发明不限于本文所给出的细节。举例来说，各种元件或组件可在另一系统中组合或集成，或某些特征可省略或不实施。
另外，在不脱离本发明的范围的情况下，各种实施例中描述和说明为离散或单独的技术、系统、子系统和方法可与其它系统、模块、技术或方法组合或整合。展示或论述为彼此耦合或直接耦合或通信的其它项目也可以电方式、机械方式或其它方式通过某一接口、装置或中间组件间接地耦合或通信。改变、替代和更改的其它实例可由所属领域的技术人员确定，且可在不脱离本文所揭示的精神和范围的情况下作出。

Claims (36)

1.一种无源光网络(passive optical network，PON)装置，其特征在于，包括：
光线路终端(optical line terminal，OLT)组件，用于耦合光网络单元(opticalnetwork unit，ONU)并发送下行波长标识至所述ONU以指示对应于所述ONU的波长，
其中，所述下行波长标识通过内嵌信道、控制消息信道或者数据信道上的媒体接入控制(Media Access Control，MAC)层帧进行传输；其中，所述MAC层帧是包括PON标识(identifier，ID)字段的内嵌操作、管理和维护(operations，administration，andmanagement，OAM)信道的10千兆比特PON(10gigabit PON，XGPON)下行物理层(PhysicalLayer，PHY)帧，其中，所述PON ID字段包括为所述ONU指示波长的波长ID。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，其中，所述OLT组件进一步用于从所述ONU接收指示对应于所述ONU的波长的上行波长反馈，其中，所述上行波长反馈通过第二MAC层帧传输。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，其中，当所述ONU被分配了一个确定的下行波长信道并需要获知哪个下行波长信道被分配到所述ONU时，所述下行波长标识被发送；且其中，上行波长反馈被发送从而允许所述OLT将来自所述ONU的上行波长传输与所述确定的下行波长信道相关联。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，其中，所述MAC层帧是包括净荷长度(payload length，Plend)字段的内嵌操作、管理和维护(operations，administration，andmanagement，OAM)信道上的千兆比特PON(gigabit PON，GPON)下行帧，其中，所述Plend字段包括为所述ONU指示波长的波长标识(identifier，ID)。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，其中，所述MAC层帧是包括逻辑链路标识(logical link identifier，LLID)字段的内嵌LLID信道的以太网PON(Ethernet PON，EPON)或10千兆比特EPON(10gigabit EPON，10GEPON)下行帧，其中，所述LLID字段包括为所述ONU指示波长的波长标识(identifier，ID)。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，其中，所述MAC层帧是内嵌控制信道上的、包括多个用于比特号和各种指示的八位字节的修改的千兆比特PON(gigabit PON，GPON)PLOAM消息，其中所述八位字节中的一些比特用于为所述ONU指示波长。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，其中，所述MAC层帧是内嵌控制信道上的、包括多个用于配置文件版本和索引、前向纠错(forward error correction，FEC)和分隔符长度的八位字节的修改的10千兆比特PON(10gigabit PON，XGPON)PLOAM消息，其中所述八位字节中的一些比特用于为所述ONU指示波长。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，其中，所述MAC层帧是内嵌控制信道上的、包括多个八位字节的新千兆比特PON(gigabit PON，GPON)或10GPON(XGPON)PLOAM消息，其中一些所述八位字节用于为所述ONU指示波长。
9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，其中，所述MAC层帧是内嵌控制信道上的、包括多个用于授予和填充的八位字节的修改的以太网PON(Ethernet PON，EPON)或10千兆比特EPON(10gigabit EPON，10GEPON)多点控制协议数据单元(multi-point controlprotocol data uni，MPCPDU)，其中所述八位字节中的一些比特用于为所述ONU指示波长。
10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，其中，所述MAC层帧是内嵌控制信道上的、包括多个八位字节的新以太网PON(Ethernet PON，EPON)或10千兆比特EPON(10gigabitEPON，10GEPON)多点控制协议数据单元(multi-point control protocol data uni，MPCPDU)，其中一些所述八位字节用于为所述ONU指示波长。
11.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，其中，所述MAC层帧是用户数据信道上的、为所述ONU指示波长的千兆比特PON(gigabit PON，GPON)或10GPON(XGPON)消息；其中，GPON封装方法(GPON encapsulation method，GEM)或10GEM(XGEM)端口通过使用针对下行波长标识的ONT管理控制接口(ONT management and control interface，OMCI)进行配置。
12.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，其中，所述MAC层帧是用户数据信道上的、为所述ONU指示波长的以太网PON(Ethernet PON，EPON)或10千兆比特EPON(10gigabitEPON，10GEPON)消息，其中，所述EPON或10GEPON消息包括针对下行波长标识而配置的广播逻辑链路标识(logical link identifier，LLID)。
13.一种无源光网络(passive optical network，PON)装置，其特征在于，包括：
光网络单元(optical network unit，ONU)组件，用于耦合光线路终端(optical lineterminal，OLT)并发送上行波长反馈至所述OLT以指示对应于所述ONU的波长，
其中，所述上行波长反馈通过内嵌信道、控制消息信道或者数据信道上的媒体接入控制(Media Access Control，MAC)层帧进行传输；所述MAC层帧是内嵌操作、管理和维护(operations，administration，and management，OAM)信道上的、包括ONU标识(identifier，ID)字段的10千兆比特PON(10gigabit PON，XGPON)传送器(XGPONtransmission container，XGTC)突发信息头，其中，所述ONU ID字段包括为所述ONU指示波长的波长ID。
14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，其中，所述ONU组件进一步用于从所述OLT接收指示对应于所述ONU的波长的下行波长标识，其中，所述下行波长标识通过第二MAC层帧传输。
15.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，其中，所述MAC层帧是内嵌操作、管理和维护(operations，administration，and management，OAM)信道上的、包括指示(indication，Ind)字段的千兆比特PON(gigabit PON，GPON)上行突发信息头，其中，所述Ind字段包括为所述ONU指示波长的波长标识(identifier，ID)。
16.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，其中，所述MAC层帧是内嵌LLID信道上的、包括逻辑链路标识(logical link identifier，LLID)字段的以太网PON(EthernetPON，EPON)或10千兆比特EPON(10gigabit EPON，10GEPON)上行帧，其中，所述LLID字段包括为所述ONU指示波长的波长标识(identifier，ID)。
17.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，其中，所述MAC层帧是内嵌控制信道上的、包括多个八位字节的新千兆比特PON(gigabit PON，GPON)或10GPON(XGPON)PLOAM消息，其中一些所述八位字节用于为所述ONU指示波长。
18.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，其中，所述MAC层帧是内嵌控制信道上的、包括修改的序列号ONU(Serial_Number_ONU)字段的修改的千兆比特PON(gigabit PON，GPON)或10千兆比特PON(10gigabit PON，XGPON)确认PLOAM消息，其中，序列号ONU(Serial_Number_ONU)字段为所述ONU指示波长。
19.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，其中，所述MAC层帧是内嵌控制信道上的、包括多个用于报告和填充的八位字节的修改的以太网PON(Ethernet PON，EPON)或10千兆比特EPON(10gigabit EPON，10GEPON)多点控制协议数据单元(multi-point controlprotocol data uni，MPCPDU)，其中所述八位字节中的一些比特用于为所述ONU指示波长。
20.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，其中，所述MAC层帧是内嵌控制信道上的、包括多个八位字节的新以太网PON(Ethernet PON，EPON)或10千兆比特EPON(10gigabitEPON，10GEPON)多点控制协议数据单元(multi-point control protocol data uni，MPCPDU)，其中一些所述八位字节用于为所述ONU指示波长。
21.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，其中，所述MAC层帧是用户数据信道上的、为所述ONU指示波长的千兆比特PON(gigabit PON，GPON)或10GPON(XGPON)消息；其中，GPON封装方法(GPON encapsulation method，GEM)或10GEM(XGEM)端口通过使用针对上行波长反馈的ONT管理控制接口(ONT management and control interface，OMCI)进行配置。
22.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，其中，所述MAC层帧是用户数据信道上的、为所述ONU指示波长的以太网PON(Ethernet PON，EPON)或10千兆比特EPON(10gigabitEPON，10GEPON)消息，其中，所述EPON或10GEPON message包括针对上行波长反馈而配置的广播逻辑链路标识(logical link identifier，LLID)。
23.在无源光网络(passive optical network，PON)的光线路终端(optical lineterminal，OLT)上实施的方法，其特征在于，包括：
通过使用发射器，在内嵌信道、控制信道或数据信道上的媒体接入控制(Media AccessControl，MAC)层帧中为光网络单元(optical network unit，ONU)发送下行波长标识，其中，所述下行波长标识为所述ONU指示波长；所述指示的波长是从所述OLT传输至所述ONU的下行波长；且其中，在MAC层帧中所述波长被指示给所述ONU以配置所述ONU的接收器；或者，所述指示的波长是从所述ONU传输至所述OLT的上行波长；且其中，在MAC层帧中所述波长被指示给所述ONU以配置所述ONU的发射器。
24.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，进一步包括：
通过使用接收器，在与下行波长标识相同的信道上的MAC层帧中接收针对所述OLT的上行波长反馈，其中，所述上行波长反馈为所述ONU指示波长。
25.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，其中，所述指示的波长是从所述OLT传输至所述ONU的下行波长；且其中，在MAC层帧中所述波长被指示给所述ONU以同步所述OLT与所述ONU之间的传输。
26.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，其中，所述指示的波长是从所述ONU传输至所述OLT的上行波长；且其中，在MAC层帧中所述波长被指示给所述ONU以同步所述OLT与所述ONU之间的传输。
27.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，其中，所述MAC层帧通过与波长对应的波长标识(identifier，ID)指示所述波长。
28.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，其中，所述MAC层帧通过波长的绝对值指示波长。
29.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，其中，所述MAC层帧通过基于预设的绝对基准值的波长相对值指示波长。
30.在无源光网络(passive optical network，PON)的光网络单元(optical networkunit，ONU)上实施的方法，其特征在于，包括：
通过使用发射器，在内嵌信道、控制信道或数据信道上的媒体接入控制(Media AccessControl，MAC)层帧中为光线路终端(optical line terminal，OLT)发送上行波长反馈，其中所述上行波长反馈为所述ONU指示波长；所述指示的波长是从所述OLT传输至所述ONU的下行波长；其中，所述波长是在MAC层帧中向所述OLT指示以同步所述OLT与所述ONU之间的传输；或者，所述指示的波长是从所述ONU传输至所述OLT的上行波长；其中，所述波长是在MAC层帧中向所述OLT指示以同步所述OLT与所述ONU之间的传输。
31.根据权利要求30所述的方法，其特征在于，进一步包括：
通过使用接收器，在与上行波长反馈相同的信道上的MAC层帧中为所述ONU接收下行波长标识，其中，所述下行波长标识为所述ONU指示波长。
32.根据权利要求30所述的方法，其特征在于，其中，所述指示的波长是从所述OLT传输至所述ONU的下行波长；其中，所述波长是在MAC层帧中被指示以向所述OLT确认所述ONU的接收器的波长。
33.根据权利要求30所述的方法，其特征在于，其中，所述指示的波长是从所述ONU传输至所述OLT的上行波长；其中，所述波长是在MAC层帧中被指示以向所述OLT确认所述ONU的发射器的波长。
34.根据权利要求30所述的方法，其特征在于，其中，所述MAC层帧通过与波长对应的波长标识(identifier，ID)指示波长。
35.根据权利要求30所述的方法，其特征在于，其中，所述MAC层帧通过波长的绝对值指示波长。
36.根据权利要求30所述的方法，其特征在于，其中，所述MAC层帧通过基于预设的绝对基准值的波长相对值指示波长。
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