CN106797506A - 光线路终端olt支持的光网络单元onu校准 - Google Patents

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Abstract

一种光线路终端(optical line terminal，OLT)信道终端(channel termination，CT)，包括：接收器，用于接收来自光网络单元(optical network unit，ONU)包括相关标签的上行消息，其中，所述相关标签表示唯一数字；处理器，耦合到所述接收器且用于处理所述上行消息，基于所述上行消息生成下行消息，其中，所述下行消息包括所述相关标签；发射器，耦合到所述处理器且用于向所述ONU传输所述下行消息。

Description

光线路终端OLT支持的光网络单元ONU校准
背景技术
无源光网络(passive optical network，PON)是用于在最后一公里提供网络接入的一种系统，最后一公里是向客户提供通信的电信网络的最后一部分。PON是一种点对多点(point-to-multipoint，P2MP)网络，包括中心局(central office，CO)处的光线路终端(optical line terminal，OLT)、光分配网络(optical distribution network，ODN)以及用户室内的光网络单元(optical network unit，ONU)。PON还可包括位于OLT和ONU之间的远程节点(remote node，RN)，例如，位于多个客户所在的道路的末端。
近年来，千兆比特PON(gigabit-capable PON，GPON)和以太网PON(Ethernet PON，EPON)等时分复用(time-division multiplexing，TDM)PON已经在全世界部署，用于多媒体应用。在TDM PON中，多个用户之间使用时分多址(time-division multiple access，TDMA)方案共享总容量，因此每个用户的平均带宽可以限制在100兆比特每秒(Mb/s)以下。
波分复用(wavelength-division multiplexing，WDM)PON被认为是未来宽带接入业务的非常有前景的解决方案。WDM PON能够提供具有高达10千兆比特每秒(Gb/s)的专用带宽的高速链路。通过采用波分多址(wavelength-division multiple access，TDMA)方案，WDM PON中的每个ONU由专用波长信道服务以与CO或OLT通信。下一代PON(Next-generation PON，NG-PON)和NG-PON2可包括点对点WDM PONs(point-to-point WDM PON，P2P-WDM PON)，这样可提供高于10Gb/s的数据速率。
NG-PON和NG-PON2还可以包括时分和波分复用(time-and wavelength-divisionmultiplexing，TWDM)PON，这样也可提供高于10Gb/s的数据速率。TWDM PON可以合并TDMA和WDMA以支持更高的容量，使得增加的用户数量可以由每个用户具有足够带宽的单个OLT来服务。在TWDM PON中，WDM PON可以覆盖在TDM PON的顶部。换言之，不同的波长可以一起复用以共享单个主干光纤，且多个用户可以使用TDMA共享每个波长。
发明内容
在一项实施例中，本发明包括一种OLT信道终端(channel termination，CT)，包括：接收器，用于接收来自ONU的包含相关标签的上行消息，其中，所述相关标签表示唯一数字；处理器，耦合到所述接收器且用于处理所述上行消息，并基于所述上行消息生成下行消息，其中，所述下行消息包括所述相关标签；发射器，耦合到所述处理器且用于向所述ONU传输所述下行消息。
在另一项实施例中，本发明包括一种ONU，包括：发射器，用于向OLT CT传输上行消息，其中，所述上行消息包括相关标签，所述相关标签表示唯一数字；接收器，耦合到所述发射器且用于接收来自所述OLT CT的下行消息，其中，所述下行消息包括所述相关标签。
在又一项实施例中，本发明包括一种用于ONU在线校准的方法，包括：接收来自ONU的上行消息，其中，所述上行消息包括相关标签，所述相关标签表示唯一数字；基于所述上行消息生成下行消息，其中，所述下行消息包括所述相关标签；向所述ONU传输所述下行消息。
在又一项实施例中，本发明包括另一种用于ONU在线校准的方法，包括：向OLT CT传输上行消息，其中，所述上行消息包括相关标签，所述相关标签表示唯一数字；接收来自所述OLT CT的下行消息，其中，所述下行消息包括所述相关标签。
结合附图和权利要求书可以从以下的详细描述中更清楚地理解这些和其它特征。
附图说明
为了更透彻地理解本发明，现参阅结合附图和具体实施方式而描述的以下简要说明，其中的相同参考标号表示相同部分。
图1为TWDM PON的示意图。
图2为图示ONU在线校准的消息序列图。
图3为根据本发明一实施例的图示一种用于ONU在线校准的方法的流程图。
图4为根据本发明一实施例的图示另一种用于ONU在线校准的方法的流程图。
具体实施方式
首先应理解，尽管下文提供一项或多项实施例的说明性实施方案，但所公开的系统和/或方法可使用任何数目的技术来实施，无论该技术是当前已知还是现有的。本发明决不应限于下文所说明的说明性实施方案、附图和技术，包括本文所说明并描述的示例性设计和实施方案，而是可在所附权利要求书的范围以及其等效物的完整范围内修改。
现有PON技术是单波长PON，并且采用具有单个OLT CT的OLT，OLT CT是与ONU通信的OLT端口。因此，现有PON技术不支持ONU波长调谐。NG-PON和NG-PON2，包括WDM PON、P2P-WDM PON和TWDM PON等多波长PON，可以具有多个OLT CT，以便支持多个波长。每个OLT CT可以在一对上行和下行波长中提供数据传输。上行可以指从ONU到OLT的通信方向。相反，下行可以指从OLT到ONU的通信的方向。
在典型的TWDM PON中，在下行方向和上行方向上可以有多达八个波长。校准是一个在特定误差范围内调整ONU传输的上行光信号的波长的过程。对于未校准的ONU或经受性能下降的已校准或预校准的ONU，校准可能是必要的。离线校准可以指ONU在向PON注册之前进行预校准时的校准。ONU可能知道所有上行工作波长信道的波长，并知道如何自行校准以在特定的信道中传输。在线校准可以指ONU必须向PON注册以便从OLT确定要使用哪个上行波长信道时的校准。ONU可能不知道任何上行工作波长信道的波长或者不知道如何自行校准以在特定的上行波长信道中传输。
国际电信联盟电信(International Telecommunication UnionTelecommunication，ITU-T)标准化部门G.989.3现有标准草案(ITU-T G.989.3草案)公开了一种用于ONU在线校准的过程。上电后，ONU进行下行扫描和校准。ONE选择一个用于上行信道校准的下行信道。ONE从所选的下行信道了解系统和信道概况。作为校准的一部分，ONU向OLT发送上行消息。
然而，在ITU-T G.989.3草案中没有提供对从OLT到ONU的上行消息的直接响应。因此，ONU没有足够的在线校准信息。例如，ONU不知道ONU的上行波长是否正确，ONU是否需要校准更多的上行波长信道，以及ONU是否准备好激活上行波长信道用于操作。
本文公开了ONU的在线校准的实施例。ONU向包括唯一索引编号的OLTCT传输上行消息。OLT CT接收上行消息，并基于上行消息向ONU传输下行消息，该下行消息包括唯一索引编号。上行消息和下行消息都可以是物理层操作、管理和维护(physical layeroperation,administration and maintenance，PLOAM)消息。所公开的实施例涉及TWDMPON，但是也可以应用于支持ONU在线校准的任何PON。
图1是TWDM PON 100的示意图。TWDM PON 100可适于实施所公开的实施例。TWDMPON 100可以是不需要任何有源组件以在OLT 105与ONU1-n1501-n之间分布数据的通信网络。相反，TWDM PON 100可以使用无源光组件在OLT 105与ONU1-n 1501-n之间分布数据。TWDMPON 100可以遵守与多波长PON有关的任何标准。TWDM PON 100包括OLT 105、分路器140和ONU1-n 1501-n,，其中n可以是任何正整数。
OLT 105可以是被配置为与ONU1-n 1501-n和另一网络通信的任何设备。具体地，OLT105可以充当其它网络与ONU1-n 1501-n之间的媒介。例如，OLT 105可以将从网络接收到的数据转发到ONU1-n 1501-n，并且可以将从ONU1-n 1501-n接收到的数据转发到其它网络。当其它网络使用与在TWDM PON 100中使用的PON协议不同的网络协议时，OLD 105可以包括将网络协议转换为PON协议的转换器。OLT 105转换器还可以将PON协议转换为网络协议。
OLT 105可以包括介质访问控制(media access control，MAC)模块110、OLT CT1-m1151-m、波长复用器(wavelength multiplexer，WM)120、波长解复用器(wavelengthdemultiplexer，WDEM)125、本地振荡器(local oscillator，LO)130、双向光放大器(bi-directional optical amplifier，OA)135。MAC模块110可以是适于处理信号以在协议栈中的物理层处使用的任何模块。WM 120可以是任何合适的波长复用器，例如阵列波导光栅(arrayed waveguide grating，AWG)。WM 120可以复用波长信道，并且因此将信号合并成合并的发射信号，然后将合并的发射信号转发到LO 130。LO 130可以向合并的发射信号添加特性，以便ONU1-n 1501-n正确地提取信号。LO 130然后可以将合并的发射信号转发到OA135，OA 135可以根据需要放大合并的发射信号，以便通过光纤137将合并的发射信号转发到分路器140。OA 135还可以通过光纤137接收来自分路器140的合并的接收信号，并且根据需要放大合并的接收信号，以便将合并的接收信号转发到WDEM 125。WDEM 125可以类似于WM 120，并且可以将合并的接收信号解复用为多个光信号，然后将多个光信号转发到OLTCT1-m 1151-m。
分路器140可以是适于划分合并的光信号并将分路的信号转发到ONU1-n 1501-n的任何设备。分路器140还可以是适于接收来自ONU1-n 1501-n信号，将这些信号合并成合并的接收信号，以及将合并的接收信号转发到OA 135的任何设备。例如，分路器140在下行方向(例如，从OLT 105到ONU1-n 1501-n)将下行光信号划分成n个分路的下行光信号，以及在上行方向(例如，从ONU1-n 1501-n到OLT 105)将n个上行光信号合并为一个合并的上行光信号。
ONU1-n 1501-n可以是适于与OLT 105通信的任何设备。ONU1-n 1501-n可以包括波长可调部件1551-n和MAC模块1-n 1601-n。波长可调部件1551-n包括波长可调发射器和波长可调滤波器(未示出)。MAC模块1-n 1601-n类似于MAC模块110。
TWDM PON 100可以通过将下行波长(例如，λ1d、λ2d、...和λnd)和上行波长(例如，λ1u、λ2u、...和λnu)与每个OLT CT1-m 1151-m关联来提供WDM能力，使得存在多个波长。然后，TWDM PON 100可以将这些波长合并成单个光纤137，并通过分路器140将波长分布到ONUs1-n1501-n。TWDM PON 100也可以提供TDM。
图2为图示ONU在线校准的消息序列200。图1的TWDM PON 100可以实施ONU在线校准。图2示出了OLT CT 210与ONU 220之间交换的消息。OLT CT 210和ONU 220可以是任意OLT CT1-m 1151-m和任意ONU1-n 1501-n。
ONU 220初始化和校准其接收器和发射器(未示出)。初始化可以包括对OLT CT210的自配置和测距。发射器和接收器的自校准可以包括通过调节控制参数，包括ONU的温度、电流和电压，来校准发射器传输的上行光信号和接收器接收的下行光信号的波长。在自校准之后，ONU 220的发射器传输的上行光信号的波长应与OLT CT 210的接收器接收的上行光信号的波长相匹配。类似地，ONU 220的接收器接收的下行光信号的波长应与OLT CT210的发射器传输的下行光信号的波长相匹配。
ONU 220向OLT CT 210传输上行消息230。上行消息230是PLOAM消息，并且包括区分ONU 220与其它ONU的相关标签。相关标签可以以各种形式表示唯一的非零数字。例如，相关标签可以包括16位字段的唯一非零数字。当ONU 220对上行光信号的波长或功率或两者进行调谐时，唯一的非零数字变为另一个唯一非零数字。
OLT CT 210接收上行消息230，评估上行消息230，并向ONU 220传输下行消息240。上行消息230的评估包括确定是否以正确的波长和功率传输上行信号、ONU 220是否需要校准更多的上行波长信道，以及ONU 220是否准备好被激活用于根据现有控制参数进行操作。下行消息240也是PLOAM消息。
在一项实施例中，下行消息240可以是OLT CT210创建的新校准下行消息。表1描述了根据本发明一实施例的下行消息240的参数。下行消息240包括未分配的ONU标识(identification，ID)、消息类型ID、序列号(sequence number，SeqNo)、供应商特定序列号、消息索引、校准ID、上行波长信道ID、接收信号强度指示(received signal strengthindicator，RSSI)、填充和消息完整性检查。消息索引是从上游消息230复制的相关标签。
校准ID包括“0”位和校准状态位。例如，表1所示为校准ID包括8个位，校准状态位后跟随7个“0”位。校准状态位基于对OLT CT 210的上行消息230的评估来确定。校准状态位具有指示ONU 220应继续校准的第一二进制值，以及指示ONU 220应被激活以进行操作的第二二进制值，其中第一二进制值与第二二进制值不同。在一项实施例中，表1所示为第一二进制值为0，第二二进制值为1。在另一项实施例中，第一二进制值可以是1，第二二进制值可以是0。
上行波长信道ID是当校准状态位具有第一二进制值(例如，如表1所示的0)时正在校准上行波长的上行波长信道，或者是当校准状态位具有第二二进制值(例如，如表1所示的1)时准备好激活的上行波长信道。RSSI指示在OLT CT 210处从ONU 220接收的光功率。RSSI可以由ONU 220用作在线校准的参考。
表1：根据本发明实施例中的下行消息。
在另一项实施例中，下行消息240可以是修订的PLOAM消息，例如，修订的上行波长信道信息(US_WLCH_INFO)PLOAM消息或修订的assign_ONU_ID PLOAM消息。表2描述了根据本发明另一实施例的下行消息240的参数。下行消息240是通过将消息索引、校准ID、上行波长信道ID和RSSI添加到现有US_WLCH_INFO PLOAM消息来生成的。
表2：根据本发明另一实施例的下行消息。
表3描述了根据本发明又一实施例的下行消息240的参数。下行消息240是通过将消息索引、校准ID、上行波长信道ID和RSSI添加到现有assign_ONU_ID PLOAM消息中来生成的。当校准ID为00000000时，ONU应忽略ONU ID。
表3：根据本发明又一实施例的下行消息。
图3为根据本发明一实施例的图示一种用于ONU在线校准的方法300的流程图。方法300在OLT CT中实施以便激活ONU。例如，OLT CT和ONU可以是OLT CT1 1151和ONU1 1501。在方框310中，从ONU接收包括相关标签的上行消息。相关标签表示区分ONU与其它ONU的唯一数字。当ONU调谐上行光信号的波长或功率或两者时，唯一数字变为另一数字。在方框320中，基于上行消息生成下行消息。下行消息包括相关标签。在方框330中，向ONU传输下行消息。
图4为根据本发明一实施例的图示另一种用于ONU在线校准的方法400的流程图。方法400在OLT CT中实施以便激活ONU。例如，OLT CT和ONU可以是OLT CT1 1151和ONU11501。在方框410中，向OLT CT传输包括相关标签的上行消息。相关标签表示区分ONU与其它ONU的唯一数字。当ONU调谐上行光信号的波长或功率或两者时，唯一数字变为另一数字。在方框420中，从OLT CT接收包括相关标签的下行消息。
虽然本发明多个具体实施例，但应当理解，所公开的系统和方法也可通过其它多种具体形式体现，而不会脱离本发明的精神或范围。本发明的实例应被视为说明性而非限制性的，且本发明并不限于本文本所给出的细节。例如，各种元件或部件可以在另一系统中组合或合并，或者某些特征可以省略或不实施。
此外，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、子系统和方法可以与其它系统、模块、技术或方法进行组合或合并。展示或论述为彼此耦合或直接耦合或通信的其它项也可以采用电方式、机械方式或其它方式通过某一接口、设备或中间部件间接地耦合或通信。其它变更、替换、更替示例对本领域技术人员而言是显而易见的，均不脱离此处公开的精神和范围。

Claims (20)

1.一种光线路终端(optical line terminal，OLT)信道终端(channel termination，CT)，其特征在于，包括：
接收器，用于接收来自光网络单元(optical network unit，ONU)的上行消息，其中，所述上行消息包括相关标签，所述相关标签表示唯一数字；
处理器，耦合到所述接收器且用于基于所述上行消息生成下行消息，其中，所述下行消息包括所述相关标签；
发射器，耦合到所述处理器且用于向所述ONU传输所述下行消息。
2.根据权利要求1所述的OLT CT，其特征在于，所述相关标签包括区分所述ONU与其它ONU的第一值，当所述ONU调谐上行光信号的波长和功率中的至少一个时，所述第一值变为第二值。
3.根据权利要求2所述的OLT CT，其特征在于，所述下行消息还包括校准标识(calibration identification，ID)，所述校准ID包括“0”位和校准状态位。
4.根据权利要求3所述的OLT CT，其特征在于，所述校准状态位具有指示所述ONU应继续校准的第一二进制值，所述校准状态位具有指示所述ONU应被激活的第二二进制值，所述第一二进制值与所述第二二进制值不同。
5.根据权利要求4所述的OLT CT，其特征在于，所述下行消息还包括上行波长信道ID；当所述校准状态位具有所述第一二进制值时，所述上行波长信道ID指示校准所述上行波长的波长信道；当所述校准状态位具有所述第二二进制值时，所述上行波长信道ID指示所述准备好激活的波长信道。
6.根据权利要求5所述的OLT CT，其特征在于，所述下行消息还包括接收信号强度指示(received signal strength indicator，RSSI)，所述RSSI指示来自所述ONU的所述OLT CT处的接收光功率。
7.根据权利要求6所述的OLT CT，其特征在于，所述上行消息和所述下行消息为物理层操作、管理和维护(physical layer operation,administration and maintenance，PLOAM)消息。
8.一种光网络单元(optical network unit，ONU)，其特征在于，包括：
发射器，用于向光线路终端(optical line terminal，OLT)信道终端(channeltermination，CT)传输上行消息，其中，所述上行消息包括相关标签，所述相关标签表示唯一数字；
接收器，耦合到所述发射器且用于接收来自所述OLT CT的下行消息，其中，所述下行消息包括所述相关标签。
9.根据权利要求8所述的ONU，其特征在于，所述相关标签包括区分所述ONU与其它ONU的第一值，当所述ONU调谐上行光信号的波长和功率中的至少一个时，所述第一值变为第二值。
10.根据权利要求9所述的ONU，其特征在于，所述下行消息还包括校准ID，所述校准ID包括“0”位和校准状态位。
11.根据权利要求10所述的ONU，其特征在于，所述校准状态位具有指示所述ONU应继续校准的第一二进制值，所述校准状态位具有指示所述ONU应被激活的第二二进制值，所述第一二进制值与所述第二二进制值不同。
12.根据权利要求11所述的ONU，其特征在于，所述下行消息还包括上行波长信道ID；当所述校准状态位具有所述第一二进制值时，所述上行波长信道ID指示校准所述上行波长的波长信道；当所述校准状态位具有所述第二二进制值时，所述上行波长信道ID指示准备好激活的所述波长信道。
13.根据权利要求12所述的ONU，其特征在于，所述下行消息还包括接收信号强度指示(received signal strength indicator，RSSI)，所述RSSI指示来自所述ONU的所述OLT处的接收光功率。
14.根据权利要求13所述的ONU，其特征在于，所述上行消息和所述下行消息为物理层操作、管理和维护(physical layer operation,administration and maintenance，PLOAM)消息。
15.一种用于光网络单元(optical network unit，ONU)在线校准的方法，其特征在于，包括：
接收来自ONU的上行消息，其中，所述上行消息包括相关标签，所述相关标签表示唯一数字；
基于所述上行消息生成下行消息，其中，所述下行消息包括所述相关标签；
向所述ONU传输所述下行消息。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述相关标签包括区分所述ONU与其它ONU的第一值，当所述ONU调谐上行光信号的波长和功率中的至少一个时，所述第一值变为第二值。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述下行消息还包括校准ID，其中所述校准ID包括“0”位和校准状态位，所述校准状态位具有指示所述ONU应继续校准的第一二进制值，所述校准状态位具有指示所述ONU应被激活的第二二进制值，所述第一二进制值与所述第二二进制值不同。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述下行消息还包括上行波长信道ID；当所述校准状态位具有所述第一二进制值时，所述上行波长信道ID指示校准所述上行波长的波长信道；当所述校准状态位具有所述第二二进制值时，所述上行波长信道ID指示所述准备好激活的波长信道。
19.一种用于光网络单元(optical network unit，ONU)在线校准的方法，其特征在于，包括：
向光线路终端(optical line terminal，OLT)信道终端(channel termination，CT)传输上行消息，其中，所述上行消息包括相关标签，所述相关标签表示唯一数字；
接收来自所述OLT CT的下行消息，其中，所述下行消息包括所述相关标签。
20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述相关标签包括区分所述ONU与其它ONU的第一值，当所述ONU调谐上行光信号的波长和功率中的至少一个时，所述第一值变为第二值。
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