CN1339937A - 双工异步转移方式无源光接入网络系统的保护交换 - Google Patents

双工异步转移方式无源光接入网络系统的保护交换 Download PDF

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Abstract

一种终端设备(ONT1),它被安排成经第一数据信号传输线和第二数据信号传输线与中央通信装置(OLT)之间传送数据信号;该终端设备包括:信号质量比较装置(CDD1,CDD2,PCA1,PCA2,DPSC1),用于确定第一数据信号的第一信号质量和第二数据信号的第二信号质量;比较第一信号质量与第二信号质量;和接收第一数据信号和第二数据信号中的一个数据信号,该数据信号比其他数据信号有较高的质量。

Description

双工异步转移方式无源光接入网络系统的保护交换
技术领域
本发明涉及一种终端设备，它被安排成经第一数据信号传输线和第二数据信号传输线与中央通信装置之间传送数据信号。
背景技术
异步转移方式(ATM)系统通过高速高容量网络提供通信服务。通信服务可以包括数据通信的各种协议，例如，PSTN和ISDN的电话服务，数字视频和音频广播，互联网服务，等等。能够发射和接收数据的ATM交换机通过无源光接入网络(PON)连接到用户范围，提供点对多点结构(“分支树”)的通信服务。为了清楚起见，在描述优选实施例之后，列出按照字母顺序排列的相关缩写词清单。
在国际电信联盟(ITU-G.983.1)的“Recommendation G.983.1”中，更详细地描述ATM-PON系统物理层的要求和技术说明。
ATM交换机通过光线路终端(OLT)连接到PON。用户通过光网络终端(ONT)连接到PON，ONT起的作用是用户电子网络与光网络之间的接口。
利用上行业务和下行业务的不同波长，数据是通过该网络沿双向发送的。ATM交换机下行发射数据帧(56个数据信元，每个信元包括53字节)到网络中的所有ONT。(从ONT到ATM交换机的上行方向，一个数据帧包含53个数据信元，每个信元包括53字节和业务管理的3字节)。利用数据帧中的信息标题和加密方法保证该数据仅仅由被访用户接收。从ONT到ATM交换机的上行数据传输必须与网络中其他ONT的传输同步，它是利用时分多址(TDMA)技术的准许方案受OLT的控制。然而，由于OLT与每个ONT之间光纤长度的不同，必须考虑来自不同ONT的各个信号之间传播时间延迟，为的是避免来自不同ONT的各个上行数据帧之间的冲突。此外，ONT可以表现出与设备有关的时间延迟差。因此，对于每个ONT，在测距过程期间建立均衡时间延迟值。这个均衡时间延迟值是每个ONT专用的，利用它给所有的ONT设定与OLT相等的“虚距离”，为的是得到该网络中所有上行传输的内部定时参考。
为了增强光网络的可靠性，ATM-PON系统可以安排成具有保护结构。ITU-G.983.1(附录D)描述网络结构的任选保护方案，其中通过两个不同的无源光网络完全建立ONT到ATM交换机的连接。欧洲专利申请(Lucent′s reference：JNL-233-B-004)是在Art.53(3)/(4)EPC下的现有技术，它描述允许保护连接和无保护连接混合的无源光网络结构。
在保护结构或混合结构中，当故障发生在其中一个网络的保护连接处时，数据业务可以交换到仍然工作的网络中并继续进行。然而，不利的是，由于交换延迟，在上述保护结构中保护交换不是无损伤的(即，没有数据损失)，这种情况可以严重地干扰数据业务。在一些安排两个分开网络的保护结构中，由于这两个网络的光耦合布置，在第一个网络的工作期间，第二个网络中不可能有任何的信号。在这种情况下，第二个网络是处在所谓的冷备用状态：第二个(备份)网络的激光源必须关闭。在发生保护交换时，接通激光器电源造成延迟和数据损失。在其他的保护结构中，热备用状态(接通激光器电源)是可能的，但仍然可能发生故障引起的数据损失，这是因为第一个光网络中的数据业务并不与第二个网络中的数据业务同步，或者，与网络的数据传输速率比较，故障的检测是很慢的。
本发明的目的是提供ATM-PON系统中保护交换的一种布置和方法，它能够可靠地在两个PON之间进行(近似的)无损伤交换，即，有最小的数据损失，并在ITU建议书G.783规定的最大保护交换时间50ms内。此外，本发明还提供保护交换的一种布置和方法，它是基于保护PON对中每个无源光网络上接收的数据信元质量，完成数据的按信元选择。
发明内容
本发明涉及一种终端设备，它安排成经第一数据信号传输线和第二数据信号传输线与中央通信装置之间传送数据信号；第一数据信号传输线用于传送第一数据信号；第二数据信号传输线用于传送第二数据信号，第一数据信号和第二数据信号有相等的内容；第一数据信号传输线有第一信号传播时间，第二数据信号传输线有第二信号传播时间，第一信号传播时间短于第二信号传播时间；该终端设备包括：信号质量比较装置，用于确定第一数据信号的第一信号质量和第二数据信号的第二信号质量；比较第一信号质量与第二信号质量；和接收第一数据信号和第二数据信号中的一个数据信号，该数据信号比其他数据信号有较高的质量；其特征是，该终端设备还包括：存储数据信号的第一数据信号缓冲装置，并在至少同步第一数据信号和第二数据信号接收的第一同步周期内，存储第一数据信号到第一数据信号缓冲装置。
此外，本发明涉及以上定义的一种终端设备，其特征是，第一同步周期等于第二数据信号传播时间与第一数据信号传播时间的时间差。
此外，本发明涉及以上定义的一种终端设备，其特征是，该终端设备还包括：第二数据信号缓冲装置，在同步所述第三数据信号传输和第四数据信号传输的第二同步周期内，存储第三数据信号到第二数据信号缓冲装置，第三数据信号是经所述第一数据信号传输线发射的，而第四数据信号是经所述第二数据信号传输线发射的，第三数据信号和第四数据信号有相等的内容。
此外，本发明涉及以上定义的一种终端设备，其特征是，第二同步周期等于第二数据信号传播时间与第一数据信号传播时间的时间差。
此外，本发明涉及以上定义的一种终端设备，其特征是，该终端设备是保护光网络结构中的保护光网络终端，而第一数据信号传输线和第二数据信号传输线是光网络光纤。
本发明涉及一种以上定义的至少一种终端设备和中央通信装置的布置，其特征是，中央通信装置安排成经所述第一数据信号传输线和所述第二数据信号传输线连接到该至少一个终端设备。
此外，本发明涉一种及上述中央通信装置与至少一个终端设备之间传送数据信号的布置；该中央通信装置包括：准许控制装置，通过第一数据信号传输线发射第一准许信号到该至少一个终端设备，控制来自该至少一个终端设备的第一数据信号的传输；和通过第二数据信号传输线发射第二准许信号到该至少一个终端设备，控制来自该至少一个终端设备的第二数据信号的传输，其特征是，准许控制装置安排成在相同的时刻发射第一准许信号和第二准许信号到该至少一个终端设备。
本发明还涉及在至少一个终端设备的布置中实施的一种方法，该终端设备安排成与中央通信装置之间传输和接收数据信号，并通过第一数据信号传输线和第二数据信号传输线互相连接；第一数据信号传输线用于传送第一数据信号；第二数据信号传输线用于传送第二数据信号，第一数据信号和第二数据信号有相等的内容；第一数据信号传输线有第一信号传播时间，第二数据信号传输线有第二信号传播时间，第一信号传播时间短于第二信号传播时间；该至少一个终端设备包括：信号质量比较装置，用于确定第一数据信号的第一信号质量和第二数据信号的第二信号质量；比较第一信号质量与第二信号质量；和接收第一数据信号和第二数据信号中的一个数据信号，该数据信号比其他数据信号有较高的质量；其特征是下列步骤：
-从中央通信装置接收第一数据信号，
-在第一数据信号缓冲装置中存储第一数据信号，
-从中央通信装置接收第二数据信号，
-在至少同步第一数据信号和第二数据信号接收的第一同步周期内，保持第一数据信号在第一数据信号缓冲装置中。
此外，本发明涉及以上定义的一种布置中实施的方法，其特征是下列步骤：
-在第二数据信号缓冲装置中存储第三数据信号，
-经第二数据信号传输线发射第四数据信号到中央通信装置，
-在同步第三数据信号和第四数据信号传输的第二同步周期之后，经第一数据信号传输线发射第二数据信号缓冲装置中存储的第三数据信号到中央通信装置。
本发明还涉及由以上定义的一种布置装入的计算机程序产品，在装入之后，允许所述布置实施以下的步骤：
-从中央通信装置接收第一数据信号，
-在第一数据信号缓冲装置中存储第一数据信号，
-从中央通信装置接收第二数据信号，
-在至少同步第一数据信号和第二数据信号接收的第一同步周期内，保持第一数据信号在第一数据信号缓冲装置中。
此外，本发明涉及以上定义的计算机程序产品，其特征是下列步骤：
-在第二数据信号缓冲装置中存储第三数据信号，
-经第二数据信号传输线发射第四数据信号到中央通信装置，
-在同步第三数据信号和第四数据信号传输的第二同步周期之后，经第一数据信号传输线发射第二数据信号缓冲装置中存储的第三数据信号到中央通信装置。
此外，本发明涉及一种数据载体，它有以上定义的计算机程序产品。
附图说明
以下，参照一些附图解释本发明，其目的仅用于说明本发明，而不是限制所附权利要求书规定的保护范围。
图1表示现有技术中两个无源光网络的网络结构示意图，包括OLT与多个ONT之间的多个保护和无保护连接；
图2表示保护连接的OLT下行信元网桥的例子；
图3表示保护光网络终端ONT1的示意方框图；
图4以方框图形式表示一个PON对中保护连接的ONT下行接收机；
图5以方框图形式表示一个PON对中保护连接的ONT上行发射机；
图6以方框图形式表示一个PON对中保护连接的PON-LT保护交换机；
图7以方框图形式表示一个PON对中保护连接的PON-LT媒体访问控制准许发生器。
具体实施方式
为了在保护或混合的无源光网络结构中实现(近似的)无损伤保护交换，本发明提供一种以下描述的布置和方法。在图1中，画出现有技术中包括异步转移方式交换机ATM1的无源光网络结构1，ATM1连接到基干网络2和通过无源光网络PON-A，PON-B，PON-C和PON-D连接到多个光网络终端。ATM交换机ATM1包括光线路终端OLT，其中分布多个光线路接口PON-LT1，PON-LT2，PON-LT3，PON-LT4。光线路终端PON-LT1，PON-LT2，PON-LT3和PON-LT4分别耦合到无源光网络PON-A，PON-B，PON-C和PON-D。为了清楚起见，在这个图中仅画出PON-A和PON-B上的连接。在网络PON-A和PON-B上，多个光网络终端ONT1，ONT2，ONT3通过分光器OS1和OS2以点对多点配置(“树和分支拓朴”)连接。为了提供ATM交换机ATM1与终端ONT1之间的保护连接，终端ONT1连接到网络PON-A和PON-B。在网络结构1中，网络PON-A中的终端ONT2和网络PON-B中的终端ONT3还可以分别存在无保护连接。可以理解，在该网络结构的限制内，与ATM交换机ATM1连接的任何数目光网络是可能的。应当明白，在该网络结构的限制内，可以存在保护和无保护光网络终端的任何组合。
在保护网络结构1内，无源光网络PON-A和PON-B最好包含地理上不同的路由，以便把光纤光缆机械损伤(例如，光缆断开)造成的故障概率减至最小。可以理解，在这种网络结构中，数据帧是通过网络PON-A和PON-B发射到保护网络终端ONT1：两个网络是同时被激活的。
图2表示沿下行方向发射数据的光线路终端OLT的示意方框图，包括：网络接口NI，数据封装单元DPU1，查阅表阵列LTA，信元滤波器CF，信元缓冲器CB1，CB2，CB3，信元合并器CMA，CMB，和物理层单元PHYA，PHYB。
在OLT单元中，从基干网络2通过接口NI以电子方式进入ATM交换机ATM1的数据发射到一个或两个光网络PON-A，PON-B。数据封装单元DPU1结合虚路径识别查阅表阵列LTA确定该数据必须发送到保护终端ONT1还是无保护终端ONT2，ONT3。若必须在网络PON-A或PON-B上寻址无保护终端，则信元滤波器CF激活信元缓冲器CB1或CB2，分别传输到无保护终端ONT2或ONT3。若寻址保护终端ONT1，则信元缓冲器CB3被激活。随后，该数据转移到各自的信元缓冲器CB1，CB2，CB3，并在合适的时间通过信元级联络机构发送到各自的信元合并器CMA和/或CMB。最后，物理层单元PHYA，PHYB处理数据从电形式到光形式的转换，包括下行PLOAM(物理层运行，管理和维护)信元中的搅动，扰码和准许插入，用于通过准许控制代码输入端GC-A，GC-B的网络运行和管理。在图7中，将更详细地描述下行PLOAM信元中的准许插入。
由于ATM交换机ATM1与每个网络终端ONT1，ONT2，ONT3之间网络PON-A和PON-B中光纤长度的差别，信号在ATM交换机ATM1与每个网络终端ONT1，ONT2，ONT3之间传输时存在传播延迟的差别。每个网络终端ONT1，ONT2，ONT3都有均衡时间延迟：为了在一个无源光网络内提供同步，在每个网络终端ONT1，ONT2，ONT3中，利用均衡时间延迟的特定值设定每个终端与ATM交换机之间的虚距离，对于每个网络终端是相等的。网络终端ONT1，ONT2，ONT3在等于均衡时间延迟的时间跨度内延迟它的数据信号传输，为了使它的数据业务与其他网络终端的数据业务同步。如ITU-G.983.1所描述的，在每个网络PON-A，PON-B中，对于每个网络终端ONT1，ONT2，ONT3，均衡时间延迟是在测距过程中确定的。
无源光网络PON-j中光网络终端ONTi的均衡时间延迟Tdji是由以下公式给出的：
Tdji＝Trtvdj-(2*Tpj+Ts)
其中Trtvdj是光网络PON-j中光线路接口PON-LTj与网络终端ONTi之间预定虚距离的往返行程延迟，Tpj是PON-j中网络终端ONTi与光线路接口PON-LTj之间的实际传播延迟时间，和Ts是网络终端ONTi中由于内部潜伏时间造成的固有设备延迟时间。
根据这个公式，我们可以知道，光线路终端OLT与光网络终端ONTi之间的实际距离越短，均衡时间延迟Tdji就越长。
在本发明中，在下行一侧上，提供一种用于光网络PON-A与PON-B之间的保护交换的布置。通过PON-A和PON-B发送到网络终端ONT1的两个基本相同的数据帧需要进行比较，以识别各自一个网络上的可能差错和/或故障。虽然每个网络PON-A，PON-B在内部是同步的，由于两个光网络之间的传播延迟差(即，网络PON-A中ONT1的均衡时间延迟与网络PON-B中ONT1的均衡时间延迟不同：TdA1≠TdB1)，从ATM交换机ATM1发射到保护光网络终端ONT1的数据通过网络PON-A和PON-B不太可能在相同的时刻被ONT1接收到。因此，由于其中一个网络的可能故障，很难实现近似的无损伤保护交换。有利的是，在网络终端ONT1上配置一个自适应缓冲器，就可以在该网络终端实现两个网络PON-A与PON-B之间的同步，在传播通过具有较小均衡时间延迟的数据信号达到之前，该缓冲器可以缓冲传播通过具有较大均衡时间延迟的相同数据信号。
根据网络PON-A和PON-B上的测距过程，我们就知道保护网络终端ONT1的均衡时间延迟ΔTdA1和ΔTdB1。在具有较大均衡延迟时间(“较短传播时间，较短距离”)的网络上，数据的接收早于通过其他“较长”网络的数据接收。在接收到通过“较长”网络的相同数据之前，在ΔTd时间内必须缓冲来自“较短”网络的输入帧。连接到网络PON-j和PON-k的保护光网络终端ONTi中的下行数据业务的缓冲时间ΔTd是从网络PON-j和PON-k中网络终端ONTi的均衡时间延迟值(基于往返行程延迟)中分别导出的，并由以下的公式给出：
ΔTd＝(Tdji-Tdki )/2
由于每个光网络终端ONTi与各自网络中的光线路终端之间的距离被测距过程“缩放”到有相同虚往返行程延迟Trtvd的相同虚距离，就可以利用差值ΔTd作为缓冲器时间差以同步来自两个光网络的输入数据。
在图3中，画出保护光网络终端ONT1的示意方框图。网络终端ONT1连接到光网络PON-A和光网络PON-B。光网络终端ONT1包括：接收机部分R-ONT1，用于接收来自网络PON-A和PON-B的数据信号；和发射机部分T-ONT1，用于发射数据信号到网络PON-A和PON-B。光网络终端ONT1还包括：光耦合装置OC-A和OC-B，用于耦合接收机部分R-ONT1和发射机部分T-ONT1到网络PON-A和PON-B；和连接到数据通信网(例如，局域网LAN1)的接口IL1。如以下所描述的，接收机部分R-ONT1与发射机部分T-ONT1互相链接，用于交换控制信号。局域网LAN1提供本领域中熟知的电话和数据通信服务，诸如个人计算机的数据通信装置。
在图4中，画出保护光网络终端ONT1中接收机R-ONT1的示意方框图。
接收机R-ONT1包括：用于每个光网络PON-A，PON-B的光接收机单元OR1，OR2；耦合到PLOAM信元分析单元PCA1，PCA2的信元描绘(cell delineation)和解扰单元CDD1，CDD2。此外，该接收机还包括：自适应延迟缓冲器ADB1，含有存储数据的存储器；下行保护交换控制单元DPSC1；和数据转换单元DC1。
来自光网络PON-A和PON-B的数据分别被光接收机OR1和OR2接收，并从光形式数据转换成电形式数据。该数据从接收机OR1，OR2发送到信元描绘和解扰单元CDD1，CDD2，并分析信号损失LOS-A，LOS-B和信元描绘损失LCD-A，LCD-B。
耦合到CDD1，CDD2的PLOAM信元分析单元PAC1，PAC2检查接收的PLOAM数据的差错ERR-A，ERR-B；PLOAM帧失步FRML-A，FRML-B；运行，管理和维护数据的损失OAML-A，OAML-B。PLOAM信元分析单元PAC1，PAC2发送它们的差错有关数据到下行保护交换控制单元DPSC1。上行传输到各自光线路接口PON-LT1，PON-LT2的准许信息GR1，GR2发送到光网络终端T-ONT1的发射机部分(即，图5所示的准许延迟时间插入单元GDTI1和GDTI2)。
基于测距过程中确定的每个光网络PON-A，PON-B的均衡延迟时间，信元描绘和解扰单元CDD1，CDD2发送接收的数据到自适应数据缓冲器ADB1，或直接发送到数据转换单元DC1。接收到作为数据分组通过具有较大均衡时间延迟网络(例如，PON-A)的数据，在接收到作为数据分组通过具有较小均衡时间延迟网络(例如，PON-B)的相同数据到达之前，该数据在自适应数据缓冲器ADB1中被缓冲。
基于信元描绘和解扰单元CDD1，CDD2和PLOAM信元分析单元PCA1，PCA2检测到的可能差错(即，LOS-A，LOS-B，LCD-A，LCD-B，ERR-A，ERR-B，FRML-A，FRML-B，和OAML-A，OAML-B)，下行保护交换控制单元DPSC1确定通过PON-A和PON-B接收的哪一个数据分组传输到数据转换单元DC1，用于本领域专业人员知道的下一步处理步骤(即，解密，标题信息的翻译，等等)。若两个数据分组都无差错，则可以传输任何一个接收的数据分组。若只有一个数据分组无差错，则下行保护交换控制单元DPSC1选取那个无差错的数据分组。
在图5中，画出保护光网络终端ONT1的上行发射机部分T-ONT1的示意方框图。
发射机部分T-ONT1包括：用户网络接口UNI；数据封装单元U1；信元队列CQ；自适应延迟时间缓冲器ADB2；上行保护交换控制单元UPSC1；PLOAM信元插入单元PCI1，PCI2；信号转换单元SC1，SC2；光发射机OT1，OT2；和准许延迟时间插入单元GDTI1，GDTI2。
待发射的数据通过UNI接口进入发射机部分T-ONT1。数据封装单元U1确定该数据帧的ATM业务类别。此外，数据封装单元U1安排该数据进入数据帧，其中还插入数据标题。然后，数据帧发送到信元队列单元CQ，其中数据帧是按类别存储的。当OLT准许传输时，光线路接口PON-LT1，PON-LT2分别通过PON-A，PON-B在PLOAM信号中发送准许信号到ONT1的接收机部分R-ONT1。根据通过PON-A和PON-B接收的PLOAM信号，各自的PLOAM分析单元PCA1，PCA2分别产生准许信号GR1，GR2，这些准许信号发送到发射机部分T-ONT1(见图3和图4)。在T-ONT1中，来自PCA1和PCA2的准许信号GR1和GR2分别发送到准许延迟时间插入单元GDTI1和GDTI2。现在，上行保护交换控制单元UPSC1监测准许延迟时间插入单元GDTI1和GDTI2，以调节在信元队列CQ中等待的数据帧的传输。
在信元队列CQ中等待的数据帧的传输被来自具有较小均衡时间延迟的“较长”光网络(例如，PON-B)的信号准许。具有较大均衡时间延迟的“较短”光网络(例如，PON-A)的传输仍然必须被延迟时间ΔTd，为的是使到达该光线路终端的数据帧与通过“较长”网络发射的相同数据帧同步。这个附加的延迟是借助于自适应延迟时间缓冲器ADB2的作用获得的。类似于光网络终端的接收机部分R-ONT1中自适应延迟时间缓冲器ADB1的作用，上行保护交换控制单元UPSC1在测距过程中确定哪个光网络需要等待合适的缓冲器时间延迟ΔTd。
本领域专业人员知道通过“较长”网络直接发射的数据和通过“较短”网络延迟发射的相同数据的下一步处理：该数据与PLOAM信元和微时隙的合并是由单元PCI1和PCI2完成的，由信号转换器SC1和SC2进行转换(加密)，最后，光发射机OT1和OT2把电形式信号转变成光形式信号。
此处应当注意，由于GDTI1和GDTI2在自适应延迟缓冲器ADB2中没有缓冲它们各自的准许数据GR1和GR2，准许延迟时间插入单元GDTI1和GDTI2必须在内部延迟各自的准许信号GR1和GR2，其延迟时间TdA1+Ts和TdB1+Ts等于各自网络的均衡时间延迟TdA1，TdB1与光网络终端ONT1的固有设备延迟Ts之和。本领域专业人员知道，准许延迟时间插入单元GDTI1和GDTI2所利用的延迟时间也适用于无保护光网络终端ONT2，ONT3。
在图6中，画出光线路终端OLT中接收机部分R-PON-LT的方框图。OLT的接收机部分R-PON-LT包括：连接到ATM交换机ATM1的数据封装单元DPU2；保护交换控制单元PSCU；和光线路接口PON-LT1和PON-LT2，光线路接口PON-LT1和PON-LT2分别连接到无源光网络PON-A和PON-B。在PON-A中，光线路接口PON-LT1包括：光接收机ORU1；信元恢复单元CR1；上行时隙代码输入端SCIA和PLOAM分析单元PA1。类似地，在PON-B中，光线路接口PON-LT2包括：光接收机ORU2；信元恢复单元CR2；上行时隙代码输入端SCIB和PLOAM分析单元PA2。
由于光网络终端ONT1对数据传输的定时，该数据分别被光线路接口PON-LT1的光接收机ORU1和光线路接口PON-LT2的光接收机ORU2同步地接收。光接收机ORU1，ORU2把包含数据的光信号转换成电信号，并发送该数据到信元恢复单元CR1，CR2，信元恢复单元CR1，CR2恢复从媒体访问准许发生处理器MAGG通过上行时隙代码输入端SCIA，SCIB接收到带信息数据的数据(预期信元代码信息ECCI)。在以下的图7中描述MAGG。信元恢复单元CR1，CR2分别确定每个保护光网络终端ONTi的信号损失LOSi-A，LOSi-B，和信元描绘损失LCDi-A，LCDi-B。保护网络终端ONTi发生损失的所需信息是从通过上行时隙代码输入端SCIA，SCIB接收的预期信元代码信息ECCI中导出的。
PLOAM分析单元PA1，PA2恢复PLOAM信元，微时隙，和来自数据帧的测距信元。此外，对于每个数据帧，PLOAM分析单元PA1，PA2分别确定每个保护光网络终端ONTi发生的差错ERRi-A，ERRi-B；PLOAM帧失步FRMLi-A，FRMLi-B；和运行，管理和维护数据损失OAMLi-A，OAMLi-B。保护网络终端ONTi发生损失的所需信息是从通过上行时隙代码输入端SCIA，SCIB接收的预期信元代码信息中导出的。
基于信元恢复单元CR1，CR2和PLOAM信元分析单元PCA1，PCA2检测到的可能差错，保护交换控制单元PSCU确定通过PON-A和PON-B接收的哪个数据帧传输到数据封装单元DPU2，用于通过基干网络2作进一步传输。若两个数据帧都无差错，则可以传输任何一个。若只有一个数据帧无差错，则保护交换控制单元PSCU选取那个无差错数据帧。
为了使分别通过网络PON-A和PON-B的光线路接口PON-LT1和PON-LT2到保护网络终端ONT1的下行数据业务同步，重要的是，借助于PLOAM信元的准许传输也是同步的。保护光网络终端ONT1的准许必须放置在分别通过PON-A和PON-B发射的两个上行PLOAM信元中相同的字段位置。只有按照这种方法，特定的数据帧可以同时到达光线路终端OLT的两个光接收机ORU1和ORU2。本发明中的准许调度程序是由媒体访问准许发生处理器MAGG完成的。
在图7中，画出媒体访问准许发生处理器MAGG的示意方框图。媒体访问准许发生处理器MAGG包括：在两个光网络PON-A和PON-B上，与物理层单元PHYA，PHYB的接口IPA，IPB；保护光网络终端的多个准许发生器GGP；无保护光网络终端的多个准许发生器GGA和GGB。准许发生器GGP，GGA和GGB分别配备存储未决准许的FIFO缓冲器FIFO-P，FIFO-A，FIFO-B。此外，媒体访问准许发生处理器MAGG包括：准许插入调度程序GIS，和时间延迟缓冲器TVDA，TVDB。
对于每个上行信元时隙，准许插入调度程序GIS确定准许发生器GGP，GGA和GGB中产生和缓冲的未决准许按照什么顺序从各自的缓冲器FIFO-P，FIFO-A和FIFO-B引入到接口IPA，IPB，用于插入到通过PON-A和PON-B发射的下行信元中。如图2所示，通过发送准许到光线路终端OLT的准许控制代码输入端GC-A和GC-B，保护光网络终端ONT1的准许是在准许发生器GGP中产生的，并同时插入到PON-A和PON-B的两个PLOAM信元中。
此处注意到，结合保护光网络终端ONT1的准许产生，在光线路终端OLT中接收机部分R-PON-LT的时隙代码输入端SCIA，SCIB产生预期信元代码信息数据ECCI(图6)。由保护网络终端ONT1发射并与MAGG产生的准许有关的数据信元有往返行程延迟(在准许传输时刻之后的光线路终端OLT接收之前)，它等于分别通过网络PON-A和PON-B传输的虚距离时间延迟Trtvd。为了使预期信元代码信息数据ECCI与该有关数据信元的到达同步，在分别发送预期信元代码信息到时隙代码输入端SCIA和SCIB之前，时间延迟缓冲器TVDA，TVDB在往返行程延迟Trtvd期间分别存储该预期信元代码信息。
如图2所示，PON-A和PON-B上无保护光网络终端ONT2和ONT3的准许分别是在准许发生器GGA和GGB中产生的，并分别通过接口IPA和IPB发送到光线路终端OLT的准许控制代码输入端GC-A和GC-B。对于引入到无保护光网络终端的准许，MAGG是按照类似的方法完成的：对于通过光网络PON-A连接到OLT的无保护光网络终端终端ONT2，在发送ECCI信息到时隙代码输入端SCIA之前，预期信元代码信息仅仅在时间延迟缓冲器TVDA中的延迟时间Trtvd期间被延迟。
基于给各自PON产生的准许，无保护光网络终端的PLOAM信元对于光网络PON-A和PON-B是不同的。若无保护光网络终端在某个时间没有未决的准许，则在PLOAM信元的准许字段中填充未分配的准许UAG，为了使保护网络终端ONT1的PLOAM信元中的准许在网络PON-A和PON-B上保持同步。保护光网络终端ONT1中接收机部分R-ONT1接收的PLOAM信号的处理是参照图5所示准许信号GR1，GR2中所说明的。
在以上描述的实施例中，本发明的目的是提供那种保护，它是在没有(或最多一个)数据信元损失的情况下完成的。这是通过整体的同步实现的，即，在保护路径选择点处，下行方向发出的准许同步，和两个方向上接收的数据信元的同步。在这个实施例中，本发明在连接保护ONT和无保护ONT的PON中提供一个或多个ONT的保护。
在以上描述的实施例中，如果需要的话，OLT和ONT中的保护交换布置分别允许关闭一个PON。这可以在数据帧内一个数据信元的时间间隔内完成，这是因为本发明中PON-A和PON-B上的数据业务是同步发射和接收的。只要发生差别，保护交换可以切换到仅利用通过一个PON发射的正确数据，对于用户而言(几乎)没有任何明显的数据业务中断。
按照字母顺序排列的缩写词清单
ADB        自适应数据缓冲器
ATM        异步转移方式
CB         信元缓冲器单元
CDD        信元描绘和解扰单元
CF         信元滤波器单元
CM(A/B)    信元合并单元
CQ         信元队列
CR         信元恢复单元
DC         数据转换单元
DPU        数据组装单元
DPSC       下行保护交换控制单元
ERR        差错
FIFO       先进先出缓冲器
FRML       PLOAM帧失步
GC-(A/B)   准许控制代码输入端(PON-A/PON-B)
GDTI       准许延迟时间插入单元
GG(A/B)    准许发生器
GGP        保护准许发生器
GIS        准许插入调度程序
GR         准许信号
IL         LAN接口
IP(A/B)    物理层单元接口(PHYA/PHYB)
ISDN       综合业务数据网
LAN               局域网
LCD               信元描绘损失
LOS               信号损失
LTA               查阅表阵列
MAC               媒体访问控制
MAGG              媒体访问控制准许发生器
NI                网络接口
OAML              运行，管理和维护数据损失
OLT               光线路终端
ONT               光网络终端
OR                光接收机(在ONT中)
ORU               光接收机(在OLT中)
OSU               光网络用户单元
OT                光发射机
PCA               PLOAM信元分析单元
PCI               PLOAM信元插入单元
PHY(A/B)          物理层单元(A/B)
PLOAM             物理层运行，管理和维护
PON               无源光网络
PON-LT            无源光网络线路终端(光线路接口)
PSCU              保护交换控制单元
PSTN              公共交换电话网
R-ONT             ONT的接收机部分
SC                信号转换器
SCI(A/B)          上行时隙代码输入端(PON-A/PON-B)
T-ONT             ONT的发射机部分
Tdji，(TdA1，TdB1)无源光网络PON-j中光网络终端ONTi(PON-A中ONT1，
                PON-B中ONT1)的均衡时间延迟
Tp            传播时间延迟
Ts            内部设备延迟时间
TVD(A/B)      时间延迟缓冲器(PON-A/PON-B)
UNI           用户网络接口
UPSC          上行保护交换控制单元
Trtvd         预定虚距离的往返行程延迟
ΔTd          缓冲器时间延迟

Claims (12)

1.一种终端设备(ONT1)，它被安排成经第一数据信号传输线和第二数据信号传输线与中央通信装置(OLT)之间传送数据信号；第一数据信号传输线用于传送第一数据信号；第二数据信号传输线用于传送第二数据信号，第一数据信号和第二数据信号有相等的内容；第一数据信号传输线有第一信号传播时间，第二数据信号传输线有第二信号传播时间，第一信号传播时间短于第二信号传播时间；该终端设备包括：信号质量比较装置(CDD1，CDD2，PCA1，PCA2，DPSC1)，用于确定第一数据信号的第一信号质量和第二数据信号的第二信号质量；比较第一信号质量与第二信号质量；和接收第一数据信号和第二数据信号中的一个数据信号，该数据信号比其他数据信号有较高的质量；其特征是，该终端设备(ONT1)还包括：存储数据信号的第一数据信号缓冲装置(ADB1)，并在至少同步第一数据信号和第二数据信号接收的第一同步周期内，存储第一数据信号到第一数据信号缓冲装置(ADB1)。
2.按照权利要求1的终端设备(ONT1)，其特征是，第一同步周期等于第二数据信号传播时间与第一数据信号传播时间的时间差。
3.按照权利要求1的终端设备(ONT1)，其特征是，该终端设备(ONT1)还包括：第二数据信号缓冲装置(ADB2)，在同步所述第三数据信号传输和第四数据信号传输的第二同步周期内，存储第三数据信号到第二数据信号缓冲装置(ADB2)，第三数据信号是经所述第一数据信号传输线发射的，而第四数据信号是经所述第二数据信号传输线发射的，第三数据信号和第四数据信号有相等的内容。
4.按照权利要求3的终端设备(ONT1)，其特征是，第二同步周期等于第二数据信号传播时间与第一数据信号传播时间的时间差。
5.按照以上任何一个权利要求的终端设备(ONT1)，其特征是，该终端设备(ONT1)是保护光网络结构中的保护光网络终端，而第一数据信号传输线和第二数据信号传输线是光网络光纤。
6.一种按照以上权利要求1-5的至少一个终端设备(ONT1)和中央通信装置(OLT)的布置，其特征是，中来通信装置(OLT)安排成经所述第一数据信号传输线和所述第二数据信号传输线连接到该至少一个终端设备(ONT1)。
7.一种按照以上权利要求1-6的中央通信装置(OLT)与至少一个终端设备(ONT1)之间传送数据信号的布置；中央通信装置包括：准许控制装置(MAGG)，通过第一数据信号传输线发射第一准许信号(GR1)到该至少一个终端设备(ONT1)，控制来自该至少一个终端设备(ONT1)的第一数据信号的传输；和通过第二数据信号传输线发射第二准许信号(GR2)到该至少一个终端设备(ONT1)，控制来自该至少一个终端设备(ONT1)的第二数据信号的传输，其特征是，准许控制装置(MAGG)安排成在相同的时刻发射第一准许信号和第二准许信号(GR1和GR2)到至少一个终端设备(ONT1)。
8.一种在至少一个终端设备(ONT1)的布置中实施的方法，该终端设备安排成与中央通信装置(OLT)之间传输和接收数据信号，并通过第一数据信号传输线和第二数据信号传输线互相连接；第一数据信号传输线用于传送第一数据信号；第二数据信号传输线用于传送第二数据信号，第一数据信号和第二数据信号有相等的内容；第一数据信号传输线有第一信号传播时间，第二数据信号传输线有第二信号传播时间，第一信号传播时间短于第二信号传播时间；该至少一个终端设备包括：信号质量比较装置(CDD1，CDD2，PCA1，PCA2，DPSC1)，用于确定第一数据信号的第一信号质量和第二数据信号的第二信号质量；比较第一信号质量与第二信号质量；和接收第一数据信号和第二数据信号中的一个数据信号，该数据信号比其他数据信号有较高的质量；其特征是下列步骤：
-从中央通信装置(OLT)接收第一数据信号，
-在第一数据信号缓冲装置(ADB1)中存储第一数据信号，
-从中央通信装置(OLT)接收第二数据信号，
-在至少同步第一数据信号和第二数据信号接收的第一同步周期内，保持第一数据信号在第一数据信号缓冲装置(ADB1)中。
9.一种按照权利要求8的布置中实施的方法，其特征是下列步骤：
-在第二数据信号缓冲装置(ADB2)中存储第三数据信号，
-经第二数据信号传输线发射第四数据信号到中央通信装置(OLT)，
-在同步第三数据信号和第四数据信号传输的第二同步周期之后，经第一数据信号传输线发射第二数据信号缓冲装置(ADB2)中存储的第三数据信号到中央通信装置(OLT)。
10.一种由按照以上权利要求中的一种布置装入的计算机程序产品，在装入之后，允许所述布置实施以下的步骤：
-从中央通信装置(OLT)接收第一数据信号，
-在第一数据信号缓冲装置(ADB1)中存储第一数据信号，
-从中央通信装置(OLT)接收第二数据信号，
-在至少同步第一数据信号和第二数据信号接收的第一同步周期内，保持第一数据信号在第一数据信号缓冲装置(ADB1)中。
11.按照权利要求10的计算机程序产品，其特征是下列步骤：
-在第二数据信号缓冲装置(ADB2)中存储第三数据信号，
-经第二数据信号传输线发射第四数据信号到中央通信装置(OLT)，
-在同步第三数据信号和第四数据信号传输的第二同步周期之后，经第一数据信号传输线发射第二数据信号缓冲装置(ADB2)中存储的第三数据信号到中央通信装置(OLT)。
12.一种数据载体，它有按照权利要求10，11中任何一个的计算机程序产品。
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