CN108770381A - 用于端点通信的方法、设备和系统 - Google Patents

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Abstract

一种用于两个端点(300)、(302)之间的通过光分布网络(314)的通信的方法，其中端点通过光网络单元(304)、(306)连接到光分布网络。这些光网络单元连接到至少一个光路由元件(312)。光网络单元和至少一个光路由元件被光控制器(310)控制。两个端点被无线控制器(308)控制。两个端点之间的通信请求被无线控制器创建(400)。通信请求从无线控制器向光控制器被发送(402)。光控制器标识(404)连接到两个端点的光网络单元。光控制器检查(406)光网络单元是否属于相同的光分布网络，并且将光网络单元配置为(408)发送和接收第一波长光谱，并且将至少一个光路由元件配置为(408)路由第一波长光谱。光控制器请求(410)无线控制器通过光分布网络在两个端点之间建立通信。

Description

用于端点通信的方法、设备和系统
技术领域
本申请总体上涉及光网络，并且更具体地涉及用于通过光接入网络的端点通信的系统、装置和方法。
背景技术
本发明适用于光网络领域，例如光接入网络，其中光纤介质遵循树形拓扑。图1举例说明了基于无源光网络(PON)的光接入网络的一个例子。它显示了PON实施的架构图，其中在中央局位置，网络提供方操作有源网络设备，该有源网络设备包括四个不同的OLT，四个不同的OLT操作在复用到一根光纤的四个不同波长λ1-λ4。光分布网络构成了光纤基础设施的域，并且可以被不同于网络提供方的基础设施提供方管理。这种网络通过在中央局和光网络单元(ONU)之间以点到多点方式提供连接来促进电信服务的传送。PON可以在一个或多个波长上操作，以确保足够的通信容量。
点到多点连接由基础设施提供方拥有和运营的光分布网络(ODN)实现。ODN包括馈线光纤、光功分器和分布光纤。光纤介质的共同特性反映在PON系统的操作中，其中光线路终端与ONU之间的通信是通过时分复用来实现的。OLT按波长、按时隙调度与多个ONU的通信，使得OLT在任何时刻在给定波长上与一个ONU通信，针对后续时隙与被调度的其他ONU通信。在相反的方向上，每当ONU指示其具有在上游方向上发送的数据时，从ONU到OLT的传输也被OLT调度。此外，ONU配备了可调光滤波器，允许其在任何给定时间接收单个下游波长上的光信号，并且配备可调谐激光器，允许其在上游方向与分配的OLT进行通信。上游和下游通信在不同波长上通过相同光纤进行。共享OLT和馈线光纤部分允许保持对PON系统的每端点成本的控制，同时确保高峰值吞吐量。
非常适合住宅宽带应用的PON系统的时间调度的操作，对于需要非常低的延迟的通信服务提出一个问题。通过这里的延迟，我们定义了数据可用于传输的时刻和数据被递送给接收者的时刻之间的时间。在PON系统中会产生严重的延迟，尤其是在上游方向上，其中ONU必须在接收到用于传输的数据之后向OLT请求传输时隙。这对网络运营和服务是不利的，诸如用于移动基站业务的传输服务，其利用PON网络的宽带接入容量和连接。更具体地说，对于在相同的ODN中始发和终止的业务，为了提供必要的端到端连接，在上游方向并且继而在下游方向遍历整个PON系统是浪费的。在图2中示出了一个例子，其中两个无线基站为了例如实现先进的MIMO或干扰消除功能的目的而直接通信。用于为单个波长PON系统在端点(例如图2的无线基站)之间提供静态直接连接的机制已经在EP2348787A1中被描述。
存在用于实现上述连接的另外两种解决方案。这些解决方案适用于无线基站。在这些解决方案之一中，PON网络在上游方向被遍历以到达无线核心网络，并再次在下游方向被遍历以到达第二基站。该解决方案具有在两个传输方向上都具有高延迟的缺点。在另一种解决方案中，基站之间的直接光纤连接被提供。除了已有的通过ODN的连接之外，这具有高安装和维护成本的缺点。
发明内容
本发明的一个目的是消除上述缺点，并且在TWDM-PON网络之上通过ODN通过光覆盖提供端点之间的有利的直接通信。
根据本发明的一个实施例，提出了一种用于两个端点之间的通过光分布网络的通信的方法，其中端点通过光网络单元连接到光分布网络，这些光网络单元连接到至少一个光路由元件。光网络单元和至少一个光路由元件被光控制器控制。两个端点被无线控制器控制。两个端点之间的通信请求被无线控制器创建。通信请求从无线控制器被发送到光控制器。进一步地，光控制器标识连接到两个端点的光网络单元。光控制器检查光网络单元是否属于相同的光分布网络，并且将光网络单元配置为发送和接收第一波长光谱并且将至少一个光路由元件配置为路由第一波长光谱。光控制器请求无线控制器通过光分布网络在两个端点之间建立通信。
根据本发明的另一个实施例，提出了一种用于控制两个端点之间的通过光分布网络的通信的光控制器。端点通过光网络单元连接到光分布网络。这些光网络单元连接到至少一个光路由元件。光网络单元和光路由元件被光控制器控制并且两个端点被无线控制器控制。网络控制器包括被适配为从无线控制器接收针对两个端点之间的通信的请求的接口。光控制器还包括被适配为标识连接到两个端点的光网络单元的处理器。处理器还被适配为检查光网络单元是否属于相同的光分布网络，并且通过接口将光网络单元配置为发送和接收特定波长光谱并且将光路由单元配置为路由特定波长光谱。最后，处理器被适配为通过接口请求无线控制器通过光分布网络在两个端点之间建立通信。
根据本发明的最后一个实施例，提出了一种通信系统，包括两个端点、光分布网络、光控制器和无线控制器。端点通过光网络单元连接到光分布网络，光网络单元继而连接到至少一个光路由元件。光网络单元和至少一个光路由元件被光控制器控制，并且两个端点被无线控制器控制。无线控制器被适配为创建两个端点之间的通信请求并且向光控制器发送请求。光控制器被适配为标识连接到两个端点的光网络单元，以检查是否光网络单元属于相同的光分布网络，并且将这些光网络单元配置为发送和接收特定波长光谱，并且将至少一个光路由元件配置为路由特定波长光谱。光控制器进一步被适配为请求无线控制器通过光分布网络在两个端点之间建立通信。
本发明的实施例的其他有利特征在下面的具体实施方式中被定义并且被描述。
附图说明
结合附图参考以下描述，其中：
图1示出了基于无源光网络的光接入网络的示例，
图2示出了连接到ODN的两个基站，
图3示出了通信系统中的解决方案的示例实现，
图4示出了用于两个端点之间的通过光分布网络的通信的主要方法的流程图，
图5示出了根据本发明的光控制器。
具体实施方式
这里描述了用于两个端点之间的通过光分布网络的通信的方法、设备和系统的实施例。
图3示出了通信系统中解决方案的示例实现。在图3的这个通信系统中，两个或更多无线基站连接到ODN，并且在标准TWDM-PON波长上通过OLT与无线核心网络通信，并且经由覆盖波长彼此通信。连接到每个基站的ONU利用操作在TWDM-PON或NG-PON2波长光谱之外的发射机和接收机进行增强。这个光谱优选地在分配给WDM传输的范围内。因此，我们将进而将这些ONU称为WDM ONU。
WDM ONU的PON功能保持不变，并且与WDM覆盖功能并行活动。并行性可以通过在WDM ONU处将光输入光在PON接收机和WDM接收机之间分路(split)来实现。类似地，ONU激光器和WDM激光器在WDM ONU的光接口处进行功率耦合(power-coupled)。来自源WDM ONU的光向上游传播到光路由元件。在光路由元件中，TWDM-PON波长在上游方向上朝向OLT进一步传播，同时WDM波长在下游方向上朝向目的WDM ONU传播。这样的功能可以通过例如波长选择开关被实现。
无线网络控制器(也被称为无线控制器)和WDM ONU的覆盖部分的控制由ODN控制器执行，ODN控制器也可以被称为ODN覆盖控制器或光控制器。ODN控制器协调源和目的WDMONU之间的WDM波长分配。此外，ODN控制器可以防止多个源和目的WDM ONU之间的波长冲突。此外，ODN控制器可以将适当的可调节波长路由ODN元件配置为动态地促进WDM ONU之间的连接。
为了标识WDM ONU之间的连接矩阵，ODN控制器与无线网络控制器进行通信，无线网络控制器用以确定无线基站之间的所需连接。连接请求通常会随时间而变化，因此ODN控制器和无线网络控制器之间的通信是一个连续的过程。
如果ODN涉及多于一个级别的信号分路，则可调光路由元件将被部署在每个ODN分路点。备选地，第一分路点可以包括宽带光反射器，将WDM波长反射回到ODN的分布部分中，同时传递TWDM-PON波长。
图4示出了用于光分布网络中的波长路由的基本方法的流程图。一旦P2P通信请求例如从用以连接两个无线基站的无线网络控制器(WNC)被创建，该方法在步骤400开始。该请求在步骤402中从WNC转发到ODN覆盖控制器(OOC)。OOC知道连接到无源光网络的所有主机，并且因此可以在步骤404中标识连接到无线基站的端点WDN ONU。在步骤406中，OOC执行标识的ONU是否属于相同的ODN的检查。如果它们属于相同的ODN，则OOC标识连接所关注的ONU所需的光纤部分和光路由元件(ORE)。该步骤未在流程图中示出。如果标识的ONU不属于相同的ODN，则在步骤412中，OOC通知WNC通过无线核心连接在无线基站之间建立通信。
在此过程之后，为了简单起见，执行了两个未在流程图中示出的检查。在第一次检查时，检查是否有波长可用于分配给特定通信请求。如果不存在，则如上所述在步骤412中OOC通知WNC通过无线连接在无线基站之间建立通信。
在存在可用波长的情况下，则执行第二次检查以检查可用波长是否被所关注的ONU支持。如果不被支持，则在步骤412中，OOC通知WNC通过无线连接在无线基站之间建立通信。如果被支持，则在步骤408中，OOC将ORE和WDM ONU配置到分配的波长。最后，在步骤410中，OOC通知WNC通过ODN在无线基站之间建立P2P通信。
为了执行上述步骤，OOC知道无线基站的IP地址。这些地址可以由WNC提供给OOC。此外，OOC保持WDN ONU和它们所连接的PON的光部件的映射。
图5示出了根据本发明的光控制器。光控制器包括接口，通过该接口其可以从无线控制器接收针对两个无线基站之间通信的请求。光控制器还包括处理器，该处理器在从接口接收到针对通信的请求之后可以标识连接到两个无线基站的光网络单元。处理器还可以检查光网络单元是否属于相同的光分布网络。此外，处理器可以将光网络单元配置为发送和接收适当的波长光谱，并且将光路由元件配置为路由适当的波长光谱。该配置可以通过接口完成。最后，处理器可以通过接口请求无线控制器通过光分布网络在两个端点之间建立通信。
由本发明描述的解决方案的应用允许从源WDM ONU到目的WDM ONU的信号不必经历调度和遍历整个PON系统，意味着端点之间的连接可以在延迟仅由光通过ODN的遍历的部分的速度来确定的情况下被实现。此外，所提出的解决方案不需要铺设额外的光纤来提供端点之间的连接，因为它允许复用PON的ODN。
以上描述和附图仅仅说明了本发明的原理。因此要理解，本领域的技术人员将能够设计尽管这里没有明确地描述或示出、但是体现了本发明的原理并且被包括在其精神和范围内的各种布置。此外，本文叙述的所有示例主要旨在帮助读者理解本发明的原理和发明人为促进现有技术所贡献的构思。因此它们被解释为不限于这些具体叙述的示例和条件。此外，在此叙述本发明的原理、方面和实施例的所有陈述以及其具体示例旨在涵盖其等同物。

Claims (10)

1.一种用于两个端点(300)、(302)之间的通过光分布网络(314)的通信的方法，所述端点通过光网络单元(304)、(306)连接到所述光分布网络，所述光网络单元连接到至少一个光路由元件(312)，其中所述光网络单元和所述至少一个光路由元件被光控制器(310)控制并且所述两个端点被无线控制器(308)控制，所述方法包括步骤：
-所述两个端点之间的通信请求从所述无线控制器被创建(400)，
-所述通信请求从所述无线控制器向所述光控制器被发送(402)，
-所述光控制器标识(404)连接到所述两个端点的所述光网络单元，
-所述光控制器检查(406)所述光网络单元是否属于相同的光分布网络，
-所述光控制器将所述光网络单元配置为(408)发送和接收第一波长光谱，并且将所述至少一个光路由元件配置为(408)路由所述第一波长光谱，以及
-所述光控制器请求(410)所述无线控制器通过所述光分布网络在所述两个端点之间建立所述通信。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述端点是无线基站。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述无线控制器是无线网络控制器。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一波长光谱超出标准NG-PON2波长光谱。
5.根据权利要求1所述的方法，其中如果所述光网络单元不属于相同的光分布网络，则所述光控制器请求所述无线控制器通过光线路终端、通过无线移动网络在所述两个端点之间建立所述通信。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述光控制器维护连接到包含所述光分布网络的无源光网络的主机的概况。
7.一种光控制器(500)，用于控制两个端点之间的通过光分布网络的通信，所述端点通过光网络单元连接到所述光分布网络，所述光网络单元连接到至少一个光路由元件，其中所述光网络单元和所述至少一个光路由元件被所述光控制器控制并且所述两个端点被无线控制器控制，所述网络控制器包括接口(502)，所述接口(502)被适配为从所述无线控制器接收针对所述两个端点之间的通信的请求，所述光控制器进一步包括处理器(504)，所述处理器(504)被适配为标识连接到所述两个端点的所述光网络单元，检查所述光网络单元是否属于相同的光分布网络，通过所述接口(502)将所述光网络单元配置为发送和接收第一波长光谱并且将所述至少一个光路由单元配置为路由所述第一波长光谱，所述处理器(504)最终被适配为通过所述接口(502)请求所述无线控制器通过所述光分布网络在所述两个端点之间建立所述通信。
8.根据权利要求7所述的光控制器(500)，其中所述光控制器被适配为执行权利要求1至6中任一项所述的方法。
9.一种通信系统(316)，包括两个端点(300)、(302)，光分布网络(314)，光控制器(310)以及无线控制器(308)，所述端点通过光网络单元(304)、(306)连接到所述光分布网络，所述光网络单元连接到至少一个光路由元件(312)，其中所述光网络单元和所述至少一个光路由元件被所述光控制器控制，并且所述两个端点被所述无线控制器控制，其中所述无线控制器被适配为创建所述两个端点之间的通信请求并且向所述光控制器发送所述请求，所述光控制器被适配为标识连接到所述两个端点的所述光网络单元，被适配为检查所述光网络单元是否属于相同的光分布网络，并且被适配为将所述光网络单元配置为发送和接收第一波长光谱并且将所述至少一个光路由元件配置为路由所述第一波长光谱，所述光控制器进一步被适配为请求所述无线控制器通过所述光分布网络在所述两个端点之间建立所述通信。
10.根据权利要求9所述的通信系统(316)，其中所述通信系统被适配为执行权利要求1至6中任一项所述的方法。
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