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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf ein passives Optisches
Netzwerk (PON)-Kommunikationsverfahren und eine Vorrichtung dafür, genauer
gesagt auf ein PON-Kommunikationsverfahren
und ein System, in dem eine Mehrzahl von Endgeräten miteinander über eine
Hauptvorrichtung, einen Koppler und eine Mehrzahl von Nebenvorrichtungen
kommuniziert.
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2. Beschreibung verwandten
Stands der Technik
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Als
eine der vielversprechenden Lösungen, das
Faser-bis-nach-Hause-Konzept
(FTTH) Wirklichkeit werden zu lassen, hat das Verfahren des passiven
optischen Netzwerks (PON), das passive Koppler verwendet, um optische
Fasern zu niedrigen Kosten zu verzweigen, die öffentliche Aufmerksamkeit erregt.
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Konventionellerweise
war ein ATM-PON, in dem ein asynchroner Übertragungsmodus (ATM, asynchronous-transfer-mode)
auf das PON Verfahren angewendet wird, der Hauptgegenstand der Entwicklung.
Ein ATM-PON wandelt Informationen, wie etwa Internet Protokoll (IP)-Rahmen
variabler Länge, welche
von Endgeräten
bereitgestellt werden, in ATM-Zellen um und überträgt die ATM Zellen über das
PON.
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Beim
konventionellen ATM-PON Verfahren jedoch, da Asynchroninformation
variabler Länge
in ATM Zellen gewandelt wird, ist der Overheadteil der ATM-Zellen
so groß im
Verhältnis
zur Information, dass die Information nicht effizient über das
PON übertragen
wird.
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Es
ist erforderlich, dass das konventionelle PON mit komplizierten
Protokollen und Funktionen versehen wird, welche eine ATM-Schicht-Schnittstelle
entstehen lassen.
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Zusätzlich sind,
weil eine Nebenvorrichtung des PONs, mit der ein Anwenderendgerät verbunden ist,
eine Funktion der Wandlung von vom Anwenderendgerät gesendeten
IP Rahmen in ATM Zellen aufweisen muss, die über das ATM-PON zu übertragen sind,
die Kosten der Nebenvorrichtung sehr hoch.
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"A Passive Double
Star Optical Subcriber System with Frequency Division Duplex Transmission
and Flexible Access" von
Kaede et al in 2334b IEICE Transactions an Communications E75-B (1992)
September, Nr. 9, Tokyo, JP, offenbart ein passives Doppelstern
(PDS) optisches Teilnehmersystem, das ein neu vorgeschlagenes flexibles
Zugangs- und Frequenzteilungsduplexübertragungssystem einsetzt.
Für den
flexiblen Zugriff und effiziente Kanalverwendung im Teilnehmer PDF
System ist ein modifiziertes Pipeline-Polling mit einer Basiskanalzuweisung
pro Anruf vorgeschlagen worden. Dieses Zugangssystem hat einen weiten
Abdeckbereich, der 10 km oder mehr übersteigt. Eine neu vorgeschlagene
gepulste PSK-Übertragung
und eine Basisbandübertragung
werden für
eine Einzelwellenlängen-Bi-Direktionalübertragung
für zum
und vom zentralen Büro
verwendet. Ein gepulstes Frequenzmodulationseinzelunterträgerübertragungssystem
wird für
das analoge CATV Verteilungssystem ebenfalls vorgeschlagen, dem
ein Wellenlängenteilungsmultiplexen
auf dem bi-direktionalen Übertragungssystem überlagert
wird. Die Ausrüstungen
für gepulste
PSK und gepulste FM Übertragung
können
mit allen digitalen Schaltungen realisiert werden. Darüber hinaus hat
die Modulationsnatur des gepulsten Signals die Anforderungen der
Laserdiodencharakteristika vereinfacht, wie etwa Linearität und RIN.
Diese Merkmale sind für
kompakte und kosteneffiziente Übertragungssysteme
effektiv.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird ein Verfahren zum Kommunizieren über ein PON bereitgestellt,
indem eine Mehrzahl von Nebenvorrichtungen mit einer Hauptvorrichtung über einen
Koppler verbunden sind, wie in Anspruch 1 dargelegt.
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Die
vorliegende Erfindung stellt auch eine Nebenvorrichtung, wie in
Anspruch 3 dargelegt, bereit.
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Die
vorliegende Erfindung stellt weiterhin eine Hauptvorrichtung, wie
in Anspruch 8 dargelegt, bereit.
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Optionale
Merkmale werden in den anderen Ansprüchen dargelegt.
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Eine
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung stellt ein PON-Kommunikationsverfahren und
ein System desselben bereit, bei dem Informationen effizient unter
Verwendung von Nebenvorrichtungen mit einfachen Funktionen, die
zu niedrigen Kosten erhältlich
sind, effizient übertragen
werden.
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In
einer Ausführungsform überträgt jede
Nebenvorrichtung einen Rahmen variabler Länge zu einer Zeit, die von
der Hauptvorrichtung durch das Referenzsignal und den Zeitraum bestimmt
wird. Da ein Rahmen variabler Länge,
d.h. asynchrone Information, wie sie vorliegt, über ein PON übertragen
werden kann, ist es nicht notwendig, die asynchrone Information
in einer Mehrzahl von Unterrahmen zu unterteilen und jedem Unterrahmen
einen Kopf hinzuzufügen.
Dementsprechend kann die Effizienz des Aufwärtskanals eines PONs verbessert
werden.
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In
einer Ausführungsform
multiplext die Hauptvorrichtung Rahmen variabler Länge, die
zu den Nebenvorrichtungen zu senden sind, und sendet die gemultiplexten
Rahmen an die Nebenvorrichtungen.
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Da
die Hauptvorrichtung an eine Mehrzahl von Nebenvorrichtungen einen
Multirahmen überträgt, in dem
Rahmen einer variablen Länge
gemultiplext sind, und das Referenzsignal vor den gemultiplexten
Rahmen angebracht wird, kann die Effizienz des Abwärtskanals
des PONs ebenfalls gesteigert werden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
ein schematisches Diagramm, das die Gesamtstruktur eines PON-Systems
zeigt;
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2 ist
ein Blockdiagramm, das eine Hauptvorrichtung und eine Nebenvorrichtung
gemäß der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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3A-3F sind
schematische Zeichnungen, welche Rahmenformate zeigen, die vom PON
System gemäß der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung verwendet werden;
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4 ist
ein Blockdiagramm, das eine Kanalverarbeitungseinheit einer Hauptvorrichtung
gemäß der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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5 ist
ein Blockdiagramm, das eine Rahmenumschalteinheit einer Hauptvorrichtung
gemäß der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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6 ist
ein Blockdiagramm, das eine Steuereinheit einer Hauptvorrichtung
gemäß der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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7 ist
ein Blockdiagramm, das eine PON-Endgeräteeinheit
einer Nebenvorrichtung gemäß der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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8 ist
ein Blockdiagramm, da eine Endgerätverarbeitungseinheit einer
Nebenvorrichtung gemäß der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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9 ist
ein Blockdiagramm einer Multirahmen-Multiplexschaltung einer Hauptvorrichtung
und einer Multirahmen-Trennschaltung einer Nebenvorrichtung, welche gemeinsam
einen Abwärts-Multirahmen
gemäß der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung realisieren;
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10 ist
ein Blockdiagramm, das eine Steuerkopferzeugungsschaltung gemäß der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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11 ist
eine schematische Zeichnung, welche vorbestimmte Informationen gemäß der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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12 ist
ein Blockdiagramm, welches eine Multirahmen-Trennschaltung einer Hauptvorrichtung und
einer Multirahmen-Multiplexschaltung
einer Nebenvorrichtung zeigt, die gemeinsam einen Aufwärts-Multirahmen
gemäß der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung realisieren;
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13 ist
ein Sequenzdiagramm einer PON-Kommunikation, wenn eine Hauptvorrichtung und
eine Nebenvorrichtung die PON-Kommunikation beginnen,
gemäß der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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14 ist
ein Sequenzdiagramm einer PON-Kommunikation,
wenn eine Hauptvorrichtung Rahmenakkumulationsinformation von Nebenvorrichtungen
sammelt, gemäß der Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung;
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15 ist
ein Flussdiagramm einer PON-Kommunikation, wenn eine Hauptvorrichtung Rahmenakkumulationsinformationen
von Nebenvorrichtungen sammelt, gemäß der Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung;
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16 ist
ein Sequenzdiagramm einer PON-Kommunikation, wenn eine Hauptvorrichtung Rahmenakkumulationsinformation
von Nebenvorrichtungen sammelt, gemäß der Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung;
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17 ist
ein Blockdiagramm einer Rahmenaustauscheinheit und seiner peripheren
Einheiten, mit denen eine Hauptvorrichtung eine Minimumrate an eine
Nebenvorrichtung garantiert, gemäß der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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18 ist
ein Beispiel einer Steuertabelle 130;
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19 ist
ein Flussdiagramm, welches Eingangsverarbeitung einer Rahmenaustauschverarbeitungseinheit 1010 gemäß der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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20 ist
ein Flussdiagramm, welches Prioritätsausgangsverarbeitung der
Rahmenaustauschverarbeitungseinheit 1010 zeigt;
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21 ist
ein Blockdiagramm einer Rahmenunterbrechungsverarbeitungseinheit
einer Hauptvorrichtung und einer Rahmenreproduktionseinheit einer
Nebenvorrichtung gemäß der Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung;
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22 ist
ein Blockdiagramm, welches eine Hauptvorrichtung und eine Nebenvorrichtung
zeigt, welche eine banddynamische Steuerung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung realisieren;
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23 ist
eine schematische Zeichnung, welche einen Betrieb des IGMP zeigt;
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24 ist
ein Blockdiagramm des ersten Beispiels einer Hauptvorrichtung und
einer Nebenvorrichtung, welche Multicastfilterung gemäß der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung realisieren;
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25 ist
ein Blockdiagramm des zweiten Beispiels einer Hauptvorrichtung und
einer Nebenvorrichtung, welche Multicastfilterung gemäß der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung realisieren;
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26 ist
ein Blockdiagramm des ersten Beispiels einer Hauptvorrichtung und
einer Nebenvorrichtung, welche lokale Kommunikation realisieren,
gemäß der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung; und
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27 ist
ein Blockdiagramm, welches eine Rahmensteuerschaltung 3030 gemäß der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Es
wird untenstehend eine detaillierte Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung gegeben.
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1 ist
eine schematische Zeichnung, welche die Gesamtstruktur eines passiven
optischen Netzwerks (PON)-Systems
zeigt. Hauptvorrichtungen 1 und 2 haben Aufwärtskanäle, die
mit einem Rückgratnetzwerk 3 verbunden
sind und verschiedene Kommunikationen mit einem externen Netzwerk realisieren.
Die Hauptvorrichtungen 1 und 2 haben weiterhin
Abwärtskanäle, die
alle mit einer Mehrzahl von Nebenvorrichtungen 5a-5x,
..., 6a-6x über
Koppler 4a-4n verbunden sind. Die Hauptvorrichtungen 1 und 2 tauschen
Rahmen zwischen der Aufwärtskanälen und
den Abwärtskanälen aus.
Jede der Nebenvorrichtungen 5a-5x und 6a-6x überträgt Rahmen zwischen
der Hauptvorrichtung 1 und einer Mehrzahl von Endgeräten 7a1-7ai, 7x1-7xj, 8a1-8ak,
und 8x1-8xl, die mit den entsprechenden Nebenvorrichtungen
verbunden sind.
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2 ist
ein Blockdiagramm, welches eine Hauptvorrichtung 1 und
eine Nebenvorrichtung 6a gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt. Der Aufwärtskanal, über den ein Rahmen, der von
einem Endgerät
bereitgestellt wird, über
eine Nebenvorrichtung und eine Hauptvorrichtung zum Rückgratnetzwerk übertragen
wird, wird unten zuerst beschrieben.
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Die
Nebenvorrichtung 5a, die in 2 gezeigt
ist, beinhaltet ein PON-Terminierungseinheit 40, eine Endgerätverarbeitungseinrichtung 50 und
eine Nebenvorrichtungsverarbeitungseinheit 60.
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Die
Endgerätverarbeitungseinheit 50 empfängt von
einer Mehrzahl von Endgeräten übersendete
Rahmen und identifiziert nur an das Rückgratnetzwerk oder die anderen
Nebenvorrichtungen zu übertragende
Rahmen durch Filtern der zwischen mit der Nebenvorrichtung selbst
verbundenen Endgeräten
ausgetauschten Rahmen.
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Da
der Kuppler 4a von einer Mehrzahl von Nebenvorrichtungen 5a-5x geteilt
wird, muss die PON-Terminierungseinheit 40 für einen
Zeitraum warten, zu dem nur die PON-Terminierungseinheit 40 die
Rahmen zur Hauptvorrichtung über
den Aufwärtskanal
senden kann, um die Kollision von Rahmen zu verhindern.
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Die
Hauptvorrichtung 1, die in 2 gezeigt ist,
beinhaltet eine Rahmenschalter (SW)-Einheit 10, eine Steuereinheit 20,
und Kanalverarbeitungseinheiten 30a-30x. Die Kanalverarbeitungseinheit 30a empfängt die
von einer Mehrzahl von Nebenvorrichtungen 5a-5x über die
1-bis-N-Kuppler 4a übersendeten
Rahmen, identifiziert die an das Rückgratnetzwerk oder andere
mit der Hauptvorrichtung 1 verbundene Nebenvorrichtungen
zu sendende Rahmen und überträgt die Rahmen
an die Rahmenschalteinheit 10. Die Rahmenschalteinheit 10 hat
eine Funktion des Schaltens der von der den Kanalverarbeitungseinheiten 30a-30x empfangenen
Rahmen abhängig von
Zielen der Rahmen und überträgt die Rahmen
an die entsprechenden Ziele.
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Als
Nächstes
wird ein Abwärtskanal, über den
die vom Rückgratnetzwerk
bereitgestellten Rahmen über
die Hauptvorrichtung und die Nebenvorrichtung an ein Endgerät übertragen
werden, untenstehend erläutert.
Die Hauptvorrichtung 1 empfängt die vom Rückgratnetzwerk
bereitgestellten Rahmen und überträgt, falls
die Rahmen an eines der mit den Nebenvorrichtungen unter der Hauptvorrichtung 1 verbundenen
Endgeräte
adressiert sind, die Rahmen an die PON-Terminierungseinheit 40 der
Nebenvorrichtung, an welche die Rahmen adressiert sind.
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Die
Kanalverarbeitungseinheit 30a verteilt den Rahmen an eine
Mehrzahl von Nachricht 5a-5x über den Koppler 4a.
Die PON-Terminierungseinheit 40 der
Nebenvorrichtung 5a liest die Adresse des Rahmens aus und überträgt den Rahmen
an die Endgerätverarbeitungseinheit 50,
falls der Rahmen an die Nebenvorrichtung 5a oder eines
der mit der Nebenvorrichtung 5a verbundenen Endgeräte adressiert
ist.
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4A-3F sind
schematische Zeichnungen, welche Rahmenformate gemäß der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigen.
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3A zeigt
das Rahmenformat eines Rahmens, der zwischen zwei Endgeräten oder
zwischen einem Endgerät
und einer Nebenvorrichtung (nachfolgend als "Anwenderrahmen" bezeichnet) ausgetauscht wird. Der
Anwenderrahmen beinhaltet (i) einen Trenner, der den Vorspann des
Anwenderrahmens anzeigt, (ii) einen Rahmenvorspann einschließlich einer
Zieladresse, einer Senderadresse und von Steuerinformationen, und
(iii) ein Datenfeld, welches Daten variabler Länge enthält. Am Ende des Anwenderrahmens
ist zur Fehlerdetektion eine Fehlerprüfsequenz (CRC) angehängt.
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Dieses
Rahmenformat entspricht den Standards wie etwa IEEE und RFC. Signale
wie etwa eine Präambel
und eine Lücke
existieren zwischen zwei aufeinanderfolgenden Rahmen, um die Trennung
der Rahmen anzuzeigen.
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3B zeigt
das Format eines Abwärtsmultirahmens,
der von der Hauptvorrichtung über
den Abwärtskanal
an die Nebenvorrichtungen übertragen wird.
Der Abwärtsmultirahmen
beinhaltet ein Vorspanntimingsteuerfeld, gefolgt von einer Mehrzahl von
Anwenderrahmen variabler Länge,
die an die entsprechenden Nebenvorrichtungen adressiert sind. Das
Vorspannzeitsteuerfeld besteht aus einem synchronen Muster und einem
Steuervorspann. Die Zykluszeit (Vorspanntimingzyklus) zwischen einem Vorspannzeitsteuerfeld und
dem nächsten
Vorspannzeitsteuerfeld ist auf beispielsweise 3,5 ms fixiert. Da die
Anwenderrahmen von variablen Längen
sind, ist die Anzahl von Anwenderrahmen, die gemultiplext werden,
ebenfalls variabel.
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3C zeigt
das Rahmenformat eines Aufwärtsmultirahmens,
der von den Nebenvorrichtungen über
den Aufwärtskanal
zur Hauptvorrichtung übertragen
wird. Der Aufwärtsmultirahmen
beinhaltet ein Vorspannzeitsteuerfeld, gefolgt von gemultiplexten Anwenderrahmen
variabler Längen,
die von einer Mehrzahl von Nebenvorrichtungen gesendet worden sind.
Dieses Vorspannzeitsteuerfeld besteht aus einem synchronen Muster
und einem Steuervorspann. Die Zykluszeit (Vorspanntimingzyklus)
zwischen einem Vorspannzeitsteuerfeld wird beispielsweise auf 3,5
ms fixiert.
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Ein
Steuerfeld C1-Cn, welches die Hauptvorrichtung über Zeitinformationen jeder
Nebenvorrichtung informiert, wird vor jedem Anwenderrahmen bereitgestellt.
Dem Steuerfeld C1-Cn folgen gemultiplexte Anwenderrahmen, die von
jeder Nebenvorrichtung gesendet werden. Das Steuerfeld C1-Cn wird
jedem von der Nebenvorrichtung gesendeten Rahmen bereitgestellt,
um die Hauptvorrichtung über
die Steuerinformation der Nebenvorrichtung zu informieren oder auf
ein von der Hauptvorrichtung gesendetes Steuerkommando zu antworten.
Da die Anwenderrahmen von variabler Länge sind, ist auch die Anzahl
der gemultiplexten Anwenderrahmen variabel.
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Der
in 3B gezeigte Abwärtsmultirahmen und der in 3C gezeigte
Aufwärtsmultirahmen werden
durch Teilen der Wellenlänge
gemultiplext.
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3D ist
eine schematische Zeichnung, welche die Details des in 3B und 3C gezeigten
Kopfzeitsteuerfelds zeigt. Das Kopfzeitsteuerfeld beinhaltet ein
Kopfzeitsignal, eine Nebenvorrichtungsnummer, eine gemessene Verzögerungszeit, eine
Mehrzahl von bezeichneten Bändern
und ein Befehlsfeld.
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3E ist
eine schematische Ansicht, welche die in 3D gezeigten,
bezeichneten Bänder zeigt.
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3F ist
eine schematische Zeichnung, welche das in dem in 3C gezeigten
Aufwärtsmultirahmen
beinhaltete Steuerfeld C1-Cn zeigt. Das Steuerfeld C1-Cn beinhaltet
ein Rahmenvorspannzeitsignal und ein Antwortfeld, welches Informationen über Anwenderrahmen,
die beispielsweise in jeder Nebenvorrichtung gespeichert sind, anzeigt.
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4 ist
ein Blockdiagramm, welches die Kanalverarbeitungseinheiten 30a-30x gemäß der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Eine Übertragungsrahmendetektionsschaltung 350 empfängt einen
Anwenderrahmen (Eingangsrahmen), der von der Rahmenschalteinheit 10 bereitgestellt
worden ist und überträgt den Eingangsrahmen
an die Multirahmenmultiplexschaltung 340. Die übertragende
Rahmendetektionsschaltung 350 ist mit einer IGMP-Zentraleinheit versehen,
deren Beschreibung später
vorgenommen wird. Die IGMP-Zentraleinheit nimmt ein von einem Endgerät, das mit
einer Nebenvorrichtung verbunden ist, die mit der Hauptvorrichtung
selbst verbunden ist, empfangene HMR wahr und stellt die Nebenvorrichtung
so ein, dass sie eine Multicastverteilung an das Endgerät durchführt, indem
sie die Adresse des Endgerätes und
eine Multicastgruppe, welcher das Endgerät beitreten will, bereitstellt.
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Die
Multirahmenmultiplexschaltung 340 multiplext die Eingangsrahmen
und fügt
ein Vorspannzeitsteuerfeld vor den gemultiplexten Eingangsrahmen
hinzu, um einen Abwärtsmultirahmen
zu bilden, wie in 3B gezeigt. Die Multirahmenmultiplexschaltung 340 überträgt dann
den Abwärtsmultirahmen
an die Codierschaltung 330.
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Die
Codierschaltung 330 codiert den Abwärtsmultirahmen unter Verwendung
des optischen Logikpegels und überträgt den Abwärtsmultirahmen an
die E/O-Schaltung 320.
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Die
E/O-Schaltung 320 wandelt das elektrische Signal in ein
optisches Signal und sendet das optische Signal an eine optische
Multiplexschaltung 310a.
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Die
optische Multiplexschaltung 310a multiplext das übertragene
optische Signal zusammen mit einem empfangenen optischen Signal
unter Verwendung verschiedener Wellenlängen und sendet das gemultiplexte
optische Signal an die Kuppler 4a-4x.
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Andererseits
wird ein vom Koppler 41-4x gesendetes optisches
Signal einer optischen Trennschaltung 310b bereitgestellt.
Nur ein empfangenes optisches Signal wird von dem optischen Übertragungssignal
getrennt und an eine O/E-Schaltung 360 übertragen.
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Die
O/E-Schaltung 360 wandelt das optische Signal in ein elektrisches
Signal und überträgt das elektrische
Signal an eine Decodierschaltung 370.
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Die
Decodierschaltung 370 detektiert einen Begrenzer und einen
Rahmenvorspann des elektrischen Signals (einen Multirahmen) und überträgt den Multirahmen
an eine Multirahmen-Trennschaltung 380.
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Die
Multirahmen-Trennschaltung 380 trennt die Anwenderrahmen
vom Vorspannzeitsteuerfeld. Die Multirahmen-Trennschaltung 380 überträgt nur die
Anwenderrahmen an eine Empfangsrahmendetektionsschaltung 390 und
beendet das Vorspannzeitsteuerfeld.
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Die
Empfangsrahmendetektionsschaltung 390 bestimmt, ob die
durch die Multirahmen-Trennschaltung 380 abgetrennten Anwenderrahmen
beschädigt
sind und überprüft die Klassifikation
der Anwenderrahmen. Die Anwenderrahmen werden weiter zu der Rahmenschalteinheit 10 übertragen.
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Eine
Statistikschaltung 3910, die in der Empfangsrahmendetektionsschaltung 390 vorgesehen ist,
misst eine effektive Rahmenrate jeder Nebenvorrichtung und hält eine
Aufzeichnung der effektiven Rahmenrate jeder Nebenvorrichtung. Die
effektive Rahmenrate ist ein Verhältnis der Rahmengröße, die durch
einen Nebenvorrichtung weitergereicht wird, zur Rahmengröße, die
von der Hauptvorrichtung gesetzt wird.
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5 ist
ein Blockdiagramm, welches die Rahmenschalteinheit 10 der
Hauptvorrichtung gemäß der Ausführungsform
zeigt. Jede Eingangsverarbeitungseinheit 110-1-110-N empfängt die
von der Mehrzahl von Nebenvorrichtungen bereitgestellten Rahmen
durch die Schaltverarbeitungseinheiten 30a-30x und
die von den Kanälen,
die mit dem Rückgratnetzwerk 3 verbunden
sind, bereitgestellten Rahmen.
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Die
von den Eingangsverarbeitungseinheiten 110-1 bis 110-N empfangenen
Anwenderrahmen werden an eine Mehrzahl von Ausgangsverarbeitungseinheiten 120-1 bis 120-N weitergegeben,
basierend auf der Zieladresse, dem Senderadressenfeld und der Steuerinformation,
die alle in den Rahmenvorspännen
der Anwenderrahmen angezeigt sind. Eine Steuertabelle 130 zum
Austauschen von Anwenderrahmen und ein Rahmenpuffer 140 sind mit
der Rahmenaustauscheinheit 100 verbunden.
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Der
Rahmenpuffer 140 ist eine Speicherschaltung, um die von
der Eingangsverarbeitungseinheit 110 eingegebenen Anwenderrahmen
vorübergehend
zu speichern. Die Rahmenaustauscheinheit 100 speichert
die von der Eingangsverarbeitungseinheit 110 weitergereichten
Anwenderrahmen im Rahmenpuffer 140, bis die Anwenderrahmen
an Ziele übertragen
werden, die in den Zieladressfeldern und den Kontrollinformationsfeldern
der Anwenderrahmen unter Bezugnahme auf die Kontrolltabelle 130 angezeigt
sind. Falls notwendig, werden das Zieladressfeld und das Kontrollinformationsfeld
gemäß der Kontrolltabelle 130 überarbeitet.
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Jede
Ausgangsverarbeitungseinheit 120-1 bis 120-N erwirbt
nur Anwenderrahmen, die im Rahmenpuffer 140 gespeichert
sind, die an sie selbst adressiert sind, und überträgt die Anwenderrahmen an einen
Koppler oder das Rückgratnetzwerk.
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6 ist
ein Blockdiagramm, welches die Steuereinheit 20 gemäß der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt. Eine CPU 200 ist eine Verarbeitungsschaltung,
die ein im ROM 210 gespeichertes Programm ausführt. Die
CPU 200 verwendet Rahmen 210 als Arbeitsspeicherbereich.
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7 ist
ein Blockdiagramm, welches die PON Terminierungseinheit 40 gemäß der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt. Ein Abwärtsmultirahmen wird durch den
oberen Bereich des in 7 gezeigten Blockdiagramms übertragen und
ein Aufwärtsmultirahmen
wird durch den unteren Bereich des in 7 gezeigten
Blockdiagramms übertragen.
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Eine
optische Trennschaltung 410b wählt nur das vom Koppler empfangene
optische Signal aus und überträgt das optische
Signal an eine O/E-Schaltung 460. Die O/E-Schaltung 460 wandelt das
optische Signal in ein elektrisches Signal um und überträgt das elektrische
Signal an die Decodierschaltung 470. Die O/E-Schaltung 460 trennt
das Grundtaktsignal vom optischen Signal und überträgt getrennt das Grundtaktsignal
an die Decodierschaltung 470.
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Die
Decodierschaltung 470 decodiert das codierte Signal (beispielsweise
4B/5B Code oder 8B/10B Code), detektiert die Vorspannposition des
in 3B gezeigten Abwärtsmultirahmens durch Identifizieren
des Vorspannzeitkontrollfelds und überträgt das Signal an die Multirahmen-Trennschaltung 480.
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Die
Multirahmen-Trennschaltung 480 trennt den dem Vorspannzeitkontrollfeld
folgenden Anwenderrahmen ab und überträgt den Anwenderrahmen an
die Endgerätverarbeitungseinheit 50.
Die Multirahmen-Trennschaltung 480 liest
einen Kontrollvorspann, der im Vorspannzeitkontrollfeld beinhaltet
ist, und überträgt, falls
notwendig, den Kontrollvorspann an eine Multirahmen-Analyseverarbeitungsschaltung 490.
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Die
Multirahmen-Analyseverarbeitungsschaltung 490 führt eine
komplementäre
Verarbeitung durch, so dass der Koppler das optische Signal ohne
Versagen übertragen
und/oder empfangen kann. Die komplementäre Verarbeitung beinhaltet beispielsweise
das Informieren der Hauptvorrichtung über die Timinginformation der
Aufwärtskommunikation
der Nebenvorrichtung selbst und das Kompensieren einer Lücke am Koppler
(Bereichsfunktion). In dem Fall, dass der im Kopfzeitsteuerfeld
enthaltene Steuervorspann einen Befehl anzeigt und es die Multirahmen-Analyseverarbeitungsschaltung 490 erfordert,
um der Hauptvorrichtung zu antworten, überträgt die Multirahmen-Analyseverarbeitungsschaltung 490 die
Antwort (oder welch immer notwendige Information) an eine Multirahmenmultiplexschaltung 440.
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Andererseits
werden aus der Endgerätverarbeitungseinheit 50 empfangene
Anwenderrahmen von der Multirahmenmultiplexschaltung 440 gemultiplext.
Die Multiplexanwenderrahmen werden an eine Codierschaltung 430 zu
einem durch die Hauptvorrichtung festgelegten Timing übertragen,
basierend auf dem Vorspannzeitsteuerfeld als Referenz.
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Die
Codierschaltung 430 codiert den von der Multirahmenmultiplexschaltung 440 bereitgestellten Aufwärtsmultirahmen
und überträgt das codierte
Signal an eine E/O-Schaltung 420. Die E/O-Schaltung 420 wandelt
das elektrische Signal in ein optisches Signal um und überträgt das optische
Signal an eine optische Multiplexschaltung 410a. Das optische
Signal wird zur selben optischen Faser übertragen wie der, an der ein
optisches Empfangssignal empfangen wird, nach Multiplexen unter
Verwendung verschiedener Wellenlängen.
Die Übertragung
wird zu der von der Nebenvorrichtung festgelegten Zeit durchgeführt, basierend
auf dem Vorspannzeitkontrollfeld als Referenz.
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8 ist
ein Blockdiagramm der Endgerätverarbeitungseinheit 50 gemäß der Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung. Eine Übertragungsrahmenverarbeitungsschaltung 530 empfängt einen
aus der in 7 gezeigten Multirahmen-Trennschaltung 480 gesendeten
Anwenderrahmen, bestimmt, an welchen, der Nebenvorrichtung selbst,
in der die Endgerätverarbeitungseinheit 50 vorgesehen
ist, oder einem mit der Nebenvorrichtung selbst verbundenen Endgerät, der Anwenderrahmen
adressiert ist, und überträgt den Anwenderrahmen
an eine lokale Umschaltschaltung 520. Die Übertragungsrahmenverarbeitungsschaltung 530 ignoriert
den Anwenderrahmen, falls der Anwenderrahmen an eine andere Nebenvorrichtung
oder die mit einer anderen Nebenvorrichtung verbundenen Endgeräte adressiert
ist.
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Falls
der Anwenderrahmen jedoch allgemein gesendet wird, betrachtet die Übertragungsrahmenverarbeitungsschaltung 530 den
Anwenderrahmen als an die Nebenvorrichtung selbst adressiert, in
der die Übertragungsrahmenverarbeitungsschaltung 530 vorgesehen
ist und überträgt den Anwenderrahmen an
die lokale Umschaltschaltung 520. Der an die Nebenvorrichtung
selbst adressierte Anwenderrahmen, in dem die Übertragungsrahmenverarbeitungsschaltung 530 bereitgestellt
ist, wird ebenfalls an eine Kommando-Analyseschaltung 550 übertragen.
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Eine
der Übertragungsrahmenverarbeitungsschaltung 530 bereitgestellte
Filtereinheit bestimmt, ob ein Multicast-Anwenderrahmen an irgendein Endgerät, das mit
der Nebenvorrichtung verbunden ist, adressiert ist, in der die Übertragungsrahmenverarbeitungsschaltung 530 vorgesehen
ist, und überträgt den an
das Endgerät
adressierten Multicast-Anwenderrahmen über die
lokale Umschaltschaltung 520.
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Die
lokale Umschaltschaltung 520 überträgt den Anwenderrahmen an eine
physikalische Terminierungsschaltung 510, mit der das als
Ziel adressierte Endgerät
verbunden ist. Die physikalische Endgerätschaltung 510 überträgt den Anwenderrahmen
an das adressierte Endgerät.
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Andererseits
empfängt
die physikalische Endgerätschaltung 510 einen
von einem Anwenderendgerät
gesendeten Anwenderrahmen, speichert den Anwenderrahmen, falls der
Anwenderrahmen nicht für
eine interne Kommunikation zwischen mit derselben Nebenvorrichtung
verbundenen Endgeräten
bestimmt ist und überträgt den gespeicherten
Anwenderrahmen an die lokale Umschaltschaltung 520. Die
physikalische Terminierungsschaltung 510 informiert die
Kommando-Analyseschaltung 550 über die Rahmengröße des gespeicherten
Anwenderrahmens.
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Wenn
ein an eine Nebenvorrichtung adressierter Anwenderrahmen von der Übertragungsrahmenverarbeitungsschaltung 530,
die in der Nebenvorrichtung vorgesehen ist, detektiert wird, analysiert die
in der Nebenvorrichtung vorgesehene Kommando-Analyseschaltung 550 die im
Kontrollfeld angezeigte Information, das Senderadressfeld, und das Datenfeld,
die alle im Anwenderrahmen enthalten sind und führt verschiedene Verarbeitungen
durch, die untenstehend beschrieben werden.
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Falls
irgendeine Antwort gegeben werden muss, erzeugt die Kommando-Analyseschaltung 550 einen
Anwenderrahmen und überträgt den Anwenderrahmen
an die Empfangsrahmenverarbeitungsschaltung 540.
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Die
lokale Umschaltschaltung 520 überträgt einen von der physikalischen
Endgerätschaltung 510 empfangenen
Anwenderrahmen an die Empfangsrahmenverarbeitungsschaltung 540.
Die Empfangsrahmenverarbeitungsschaltung 540 empfängt einen von
der lokalen Umschaltschaltung 520 und/oder der Kommando-Analyseschaltung 550 übertragenen Rahmen
und überträgt den Rahmen
an die in 7 gezeigte Multirahmenmultiplexschaltung 440.
-
Die
Empfangsrahmenverarbeitungsschaltung 540 ist mit einer
IGMP-Wahrnehmungseinheit versehen, die einen von einem mit der Nebenvorrichtung
verbundenen Endgerät
empfangenen HMR liest, der die Empfangsrahmenverarbeitungsschaltung 540 bereitgestellt
ist. Die IGMP-Wahrnehmungseinheit registriert die Adresse des Endgerätes und
die im mm angezeigte Multicastgruppe in der Filtereinheit.
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9 ist
ein Blockdiagramm, das eine Multirahmenmultiplexschaltung 340 und
eine Multirahmen-Trennschaltung 480 zeigt,
die gemeinsam die Erzeugung eines Abwärtsmultirahmens realisieren. In
der Multirahmenmultiplexschaltung 340 stellt eine Multirahmentimingerzeugungsschaltung 3420 ein Zeitgebersignal,
dessen Zykluszeit gleich der Zykluszeit des Vorspannzeitkontrollfeldes
ist, einer Zeitkontrollschaltung 3410 bereit.
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Die
Zykluszeit des Abwärtsmultirahmens wird
durch das Zeitgebersignal bestimmt. Ein in 3B gezeigtes
Vorspannzeitkontrollfeld wird aus der Kontrollvorspannerzeugungsschaltung 3440 synchron
mit dem Zeitgebersignal ausgelesen. In dem Fall, dass ein Anwenderrahmen
beispielsweise von einer der in 5 gezeigten
Ausgangsverarbeitungseinheit 120-1 bereitgestellt wird,
wird der Anwenderrahmen hinten am Kopfzeitkontrollfeld angebracht
und ein Signal (Trenner) daran angebracht, um eine Partition zwischen
zwei aufeinanderfolgenden Rahmen anzuzeigen, und wird übertragen.
Falls kein Rahmen von den Ausgangsverarbeitungseinheiten bereitgestellt
wird, wird ein Leerlaufmuster von einer Leerlaufmustererzeugungsschaltung 3430 bereitgestellt.
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Falls
die Ausgangsverarbeitungseinheit 120-1 die Multirahmenmultiplexschaltung 340 über die
Existenz eines zu übertragenden
Anwenderrahmens informiert, bestimmt die Multirahmenmultiplexschaltung 340,
ob der Anwenderrahmen kurz genug ist, um innerhalb der Zeitgabe
der Übertragung
eines Anwenderrahmens übertragen
zu werden. Falls der Anwenderrahmen kurz genug ist, wird der Anwenderrahmen übertragen,
nachdem er an ein Trennsignal angehängt worden ist.
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Die
Ausgangsverarbeitungsschaltung 120-1 informiert die Zeitkontrollschaltung 3410 von
der Existenz des zu übertragenden
Anwenderrahmens und der Rahmengröße des Anwenderrahmens.
Die Zeitkontrollschaltung 3410 steuert die Zeitgabe der Übertragung
des Anwenderrahmens, indem sie bestimmt, ob der Anwenderrahmen kurz
genug ist und von der Ausgangsverarbeitungseinheit 120 anfordert,
den Anwenderrahmen zu dem Zeitpunkt zu übertragen, zu dem die Zeitkontrollschaltung 3410 übertragen
kann.
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Neben
der oben beschriebenen Prozedur kann der von der Ausgangsverarbeitungseinheit 120-1 bereitgestellte
Anwenderrahmen in einem Puffer der Zeitkontrollschaltung 3410 gespeichert
werden. Der gepufferte Anwenderrahmen wird unbeachtlich seiner Rahmengröße übertragen.
Wenn das nächste
Zeitgebersignal bereitgestellt wird, wird die Übertragung des Anwenderrahmens
vorübergehend gestoppt.
Der verbleibende Teil des Anwenderrahmens wird gesendet, nachdem
das Vorspannzeitkontrollfeld die nächste Zeitgabe bereitgestellt
hat. Es ist möglich,
die Effizienz der PON-Kommunikation auf diese Weise zu verbessern.
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Die
Auswahlschaltung 3450 wählt
aus: eine von der Leerlaufmustererzeugungsschaltung 3430, einer
Kontrollvorspannerzeugungsschaltung 3440 und der Ausgangsverarbeitungseinheit 120-1 in
Reaktion auf eine Anzeige von der Zeitkontrollschaltung 3410 und
stellt den Anwenderrahmen der Ausgewählten der Zeitkontrollschaltung 3410 bereit.
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Die
Kontrollvorspannerzeugungsschaltung 3440 ist wie in 10 gezeigt
strukturiert. Ein Kontrollvorspann beinhaltet Informationen, wie
etwa eine Anweisung an eine mit dem PON verbundene individuelle
Nebenvorrichtung, für
mit der Nebenvorrichtung verbundenen individuellen Endgeräte vorgesehene
Steuerinformation, Steuerinformation zur Kontrolle der PON-Schicht
des gesamten Netzwerkes, Information über die Zustände der
PON-Schicht, und diagnostische Informationen zwischen einer Hauptvorrichtung
und einer Nebenvorrichtung.
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Zuerst überträgt eine
Sequenzkontrollschaltung 34410 ein Synchronmuster des von
einer Synchronmustereinheit 34420 bereitgestellten Vorspannzeitkontrollfeldes
an die Zeitkontrollschaltung 3410, basierend auf dem von
der Zeitkontrollschaltung 3410 bereitgestellten Timing.
Dann überträgt die Sequenzkontrollschaltung 34410 die
in einer Kommando/Kontroll/Anmerkungstabelle 34420 bereitgestellten
Informationen.
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Die
in der Kommando/Kontroll/Anmerkungstabelle 34430 bereitgestellten
Informationen beinhalteen Informationen wie etwa vorgegebene Information,
die von den durch die CPU 200 in der Kontrolleinheit 20 ausgeführtes Softwareprogramm eingestellt
ist, zwischen einer Hauptvorrichtung und einer Nebenvorrichtung
ausgetauschte Information und von einer Hauptvorrichtung erhaltene
Information zum Überprüfen von
beispielsweise Bedingungen. Die in der Kommando/Kontroll/Notizentabelle 34430 bereitgestellte
Information wird auch dynamisch durch das von der CPU 200 ausgeführte Softwareprogramm überarbeitet,
um verschiedene Kontrollen durchzuführen.
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Wie
in 11 gezeigt, enthält die vorgegebene Information
eine Nebenvorrichtungsnummer, eine Verzögerungszeit, ein festgelegtes
Band und Befehle. Die Verzögerungszeit
wird gemessen, wenn das Netzwerksystem von der Hauptvorrichtung 1 eingerichtet
wird, indem von den Nebenvorrichtungen verlangt wird, statistische
Informationen zu senden und ein Zeitraum gemessen wird, bis die
Hauptvorrichtung 1 Antworten von den Nebenvorrichtungen empfängt. Die
Hauptvorrichtung informiert die Nebenvorrichtungen über die
gemessene Verzögerungszeit,
so dass die Nebenvorrichtungen genauer entscheiden können, mit
welcher Zeitgabe die Anwenderrahmen übertragen werden.
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Die
linke Seite von 9 zeigt das Blockdiagramm der
Multirahmen-Trennschaltung 480 der PON-Endgeräteeinheit 40.
Eine Multirahmenzeitdetektionsschaltung 4810 detektiert
das Synchronmuster des Vorspannzeitkontrollfelds des von der Zeitkontrollschaltung 3410 erzeugten
Abwärtsmultirahmens
und bestimmt, ob der dem Kopfzeitkontrollfeld folgende Rahmen ein
effektiver Rahmen ist. Der effektive Rahmen bedeutet ein Signal,
das nicht ein Leerlaufmuster ist, welches dem Vorspannzeitkontrollfeld
folgt, das durch einen Rahmentrenncode vorne und einen Rahmenendcode
hinten abgetrennt ist. Das Vorspannzeitkontrollfeld kann zwischen
dem Rahmentrenncode und dem Rahmenendcode eingefügt sein, abhängig von
der Weise, in der die Multirahmenmultiplexschaltung 340 ausgelegt
ist.
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Die
Decodierschaltung 470 der Nebenvorrichtung detektiert das
Vorspannzeitkontrollfeld durch Detektieren eines im Vorspannzeitkontrollfeld
enthaltenen eindeutigen Musters als das Synchronmuster. Das eindeutige
Muster muss aus den Mustern ausgewählt werden, welche die Codierschaltung 330 nicht als
Ergebnis der Codierung erzeugt. Das detektierte Signal wird an die
in der Multirahmen-Trennschaltung 480 vorgesehene Multirahmenzeitdetektionsschaltung 4810 übertragen.
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Beispielsweise
kann die Nebenvorrichtung bestimmen, ob ein Abwärtsmultirahmen etabliert worden
ist, indem geprüft
wird, dass das eindeutige Muster einmal oder mehr als einmal kontinuierlich
zu einer konstanten Zykluszeit detektiert worden ist. In ähnlicher
Weise bestimmt die Nebenvorrichtung, ob der Abwärtsmultirahmen entladen ist,
indem sie prüft, während der
Abwärtsmultirahmen
etabliert worden ist (die Nebenvorrichtung hat das eindeutige Muster regelmäßig detektiert),
dass das eindeutige Muster einmal oder mehr als einmal kontinuierlich
nicht detektiert worden ist.
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Der
effektive Abwärtsmultirahmen
wird an die in der Endgerätverarbeitungseinheit 50,
die in 8 gezeigt ist, vorgesehene Übertragungsrahmenverarbeitungseinheit 530 übertragen.
Der Kontrollvorspann des Vorspannzeitkontrollfeldes wird an die
Multirahmenvorspannanalyseschaltung 4820 gesendet. Die
Multirahmenvorspannanalyseschaltung 4820 überträgt die in
dem Kontrollvorspann des Vorspannzeitkontrollfeldes enthaltene Information
an die Multirahmen-Analyseverarbeitungsschaltung 490.
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12 ist
ein Blockdiagramm, das eine Schaltung zeigt, die den Aufwärtsmultirahmen
realisiert, die aus der Multirahmen-Trennschaltung 380 und der
Multirahmenmultiplexschaltung 440 besteht. Der Betrieb
der in 12 gezeigten Schaltung ist im Wesentlichen
derselbe wie bei der Schaltung, die den in
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9 gezeigten
Abwärtsmultirahmen
realisiert. Die Zeitgabe der Multirahmentiming-Detektionsschaltung 3810 wird
durch die Phasendifferenz gegenüber
dem Rahmentiming (dem Vorspannzeitkontrollfeld) des Abwärtsmultirahmens
bestimmt.
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Eine Übertragungstiming-Speicherschaltung 4410 in
der Multirahmenmultiplexschaltung 440 der Nebenvorrichtung
speichert Informationen zum Übertragungstiming,
das als Verzögerungszeit
im dritten Objekt der vorgegebenen Information vorgesehen ist, durch
den Downlink und die Übertragungsgröße der Nebenvorrichtung.
Eine Übertragungsrahmenpufferschaltung 4430 besteht
aus einem Rahmenpuffer, der vorübergehend
von der in 8 gezeigten Empfangsrahmenverarbeitungsschaltung 540 bereitgestellte
Anwenderrahmen speichert, und einen Kontrollinformationspuffer,
der von der in 7 gezeigten Multirahmen-Analyseverarbeitungsschaltung 490 bereitgestellte
Kontrollinformation (die in 3C gezeigte
Kontrollinformation C1-Cn) speichert. Die Übertragungsrahmenpufferschaltung 4430 überträgt in Beantwortung
einer Anforderung von einer Übertragungszeitkontrollschaltung 4420 einen Aufwärtsmultirahmen
durch aufeinanderfolgendes Wiedergewinnen der in dem Kontrollinformationspuffer
gespeicherten Kontrollinformation Cn und den in Rahmenpuffer gespeicherten
Anwenderrahmen.
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13 ist
ein Sequenzdiagramm einer PON-Kommunikation zwischen einer Hauptvorrichtung
und einer Nebenvorrichtung, wenn die PON-Kommunikation beginnt.
Die Hauptvorrichtung 1 bezeichnet die Nebenvorrichtung 5a im
Kontrollvorspann des Vorspannzeitkontrollfeldes des Abwärtsmultirahmens
und fordert die Nebenvorrichtung 5a auf, eine Synchronisation
zu etablieren. In ähnlicher Weise
bezeichnet die Hauptvorrichtung 1 die Nebenvorrichtungen 5b-5x eine
nach der anderen und fordert sie dazu auf, eine Synchronisation
zu etablieren. Die Nebenvorrichtung 5x informiert, wenn
sie ein Synchronmuster im Vorspannzeitkontrollfeld des empfangenen
Abwärtsrahmens
detektiert und Synchronisation nach ihrem Einschalten etabliert,
die Hauptvorrichtung 1 darüber, dass die Nebenvorrichtung 5x Synchronisation
etabliert, indem sie dies im Vorspannzeitkontrollfeld des Aufwärtsmultirahmens anzeigt.
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Unter
Verwendung dieser Information über die
Synchronisation der Nebenvorrichtung 5x misst die Hauptvorrichtung 1 die
Verzögerungszeit
der Nebenvorrichtung 5x und überträgt ein Kommando, um die Übertragungszeitgabe
und das Übertragungsband
(Rahmengröße) der
Nebenvorrichtung 5x einzustellen, indem das Kommando im
Kontrollvorspann des Vorspannzeitkontrollfelds vorgesehen wird.
Wenn die Nebenvorrichtung 5x auf das von der Hauptvorrichtung 1 gesendete
Kommando unter Verwendung des Vorspannzeitkontrollfeldes des Aufwärtsmultirahmens
antwortet, ist die Kommunikation zwischen der Hauptvorrichtung 1 und
der Nebenvorrichtung 5x hergestellt.
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Wie
oben beschrieben, verbessert die vorliegende Ausführungsform
die Effizienz des PON-Kommunikationsnetzwerks durch Übertragen
von asynchronen Informationen, so wie sie vorliegen, die von den
Informationsquellen bereitgestellt werden. Obwohl diese Ausführungsform
ein Zeitteilermultiplexverfahren einsetzt, um eine Datenkollision
im Aufwärtskanal
zu vermeiden, kann die Effizienz des PON-Kommunikationsnetzwerks gemäß der Ausführungsform
verbessert werden, indem die Einheit der Zeitteilung und des Multiplexens
einer Mehrzahl von Stücken
asynchroner Information in der Einheit des Zeitteilens expandiert
wird.
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Weiterhin
wird asynchrone Information in einen Rahmen variabler Länge gewandelt,
um die Funktion der Nebenvorrichtungen zu vereinfachen. Das heißt, die
Funktion der Nebenvorrichtungen kann vereinfacht werden, weil die
variablen Längenrahmen
gemultiplext sind, wie sie sind, in der Einheit der Zeitdomänenmultiplexung.
Die Nebenvorrichtungen erfordern nur Funktionen wie etwa eine Terminierungsfunktion
des Zeitdomänenmultiplex-PONs
(von der Nebenvorrichtung an die Hauptvorrichtung) und eine Trennfunktion
von an die Nebenvorrichtung selbst adressierten Rahmen aus einer
gemultiplexten Information, und dementsprechend sind die Nebenvorrichtungen
stark vereinfacht.
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14 ist
ein Sequenzdiagramm, das die Sequenz des Sammelns von Rahmenakkumulationsinformationen
zeigt, und 15 ist ein Flussdiagramm, welches
die Bearbeitung von Sammlungen von Rahmenakkumulationsinformationen
zeigt. Die Hauptvorrichtung 1 informiert jede Nebenvorrichtung 5a-5x über ein
Aufwärtstiming
(eine Verzögerungszeit
aus dem Vorspannzeitkontrollfeld des Aufwärtsmultirahmens, um von den
Nebenvorrichtungen gesendete Anwenderrahmen zu multiplexen) und
für jede
Nebenvorrichtung bestimmte Aufwärtsrahmengröße unter
Verwendung des Kontrollvorspanns des Abwärtsmultirahmens, der regelmäßig an die
Nebenvorrichtungen gesendet wird (Schritt S10). Diese Information
wird in eine Zykluszeit übertragen,
welche das 10- bis 100-Fache des Vorspannzeitzyklus ist.
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Jede
Nebenvorrichtung erlernt ihre eigene Aufwärtszeitgabe und Aufwärtsrahmengröße und speichert
sie. Jede Nebenvorrichtung 5a-5x speichert von
Endgeräten,
die mit der Nebenvorrichtung verbunden sind, übertragene Rahmen in der Multirahmenmultiplexschaltung 440.
Jede Nebenvorrichtung 5a-5x informiert die Hauptvorrichtung 1 von
der Rahmengröße des gespeicherten
Rahmens unter Verwendung der Kontrollinformationen (C1-Cn) des Aufwärtsmultirahmens
(Schritt S14).
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Die
Multirahmenmultiplexschaltung 340 der Hauptvorrichtung 1 erlernt
eine Aufwärtsrahmengröße, die
von jeder Nebenvorrichtung 5a-5x angefordert wird,
indem die Kontrollinformationen (C1-Cn) des Aufwärtsmultirahmens eingelesen
werden und bestimmt eine Aufwärtsrahmengröße, die
zum nächsten
regulären
Zeitgabesignal bereitzustellen ist, welches jeder Nebenvorrichtung
zugewiesen werden soll (Schritt S16).
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Jede
der Nebenvorrichtungen 5a-5x überträgt Anwenderrahmen einer Aufwärtsrahmengröße, die
von der Hauptvorrichtung 1 zugewiesen worden ist, die darin
gespeichert ist, an die Hauptvorrichtung 1 zum Aufwärtstiming,
das von der Hauptvorrichtung 1 zugewiesen ist (Schritt
S18).
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Wie
oben beschrieben, kann das PON gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung effizient in jeder Nebenvorrichtung 5a-5x akkumulierte
Anwenderrahmen multiplexen, weil jede Nebenvorrichtung 5a-5x die
Hauptvorrichtung 1 über die
angeforderte Aufwärtsrahmengröße informiert und
die Hauptvorrichtung 1 eine Aufwärtsrahmengröße bestimmt, die jeder Nebenvorrichtung
zugewiesen wird.
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16 ist
ein Sequenzdiagramm, welches die Sammlung von Rahmenakkumulationsinformationen
zeigt. Die Hauptvorrichtung 1 informiert jede Nebenvorrichtung 5a-5x über zugewiesene
Aufwärtszeitgabe
und Aufwärtsrahmengröße (Schritt
S20 und S24). Jede Nebenvorrichtung 5a-5x überträgt Anwenderrahmen
der zugewiesenen Aufwärtsrahmengröße zum zugewiesenen
Aufwärtstiming
an die Hauptvorrichtung 1 (Schritt S22 und S26).
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Die
Multirahmenmultiplexschaltung 340 der Hauptvorrichtung 1 vergrößert die
zugewiesene Aufwärtsrahmengröße, falls
die effektive Rahmenrate jeder Nebenvorrichtung 5a-5x,
die von der Statistikschaltung 3910 gemessen wird, größer ist
als eine vorgegebene obere Grenze (beispielsweise 80%), mehr als
eine vorgegebene Anzahl (beispielsweise 2 Mal) (Schritt S28). Die
effektive Rahmenrate ist der Prozentsatz der tatsächlich von
der Nebenvorrichtung übertragenen
Rahmengröße zu der
von der Hauptvorrichtung 1 zugewiesenen Aufwärtsrahmengröße. Die
Multirahmenmultiplexschaltung 340 der Hauptvorrichtung 1 vermindert
die einer Nebenvorrichtung zugewiesenen Aufwärtsrahmengröße, falls die effektive Rahmenrate
mehr als eine vorgegebene Anzahl (beispielsweise 2 Mal) mal kleiner
ist als eine vorgegebene untere Grenze (beispielsweise 20%). Die
Aufwärtsrahmengröße wird
durch die Anzeige im Vorspannzeitkontrollfeld des Abwärtsmultirahmens erhöht oder
vermindert.
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Es
ist möglich,
das Band (Rahmengröße) dynamisch
zu ändern,
indem nur die Hauptvorrichtung 1 gesteuert wird, was zu
einem effizienten Multiplexen der Anwenderrahmen führt.
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17 ist
ein Blockdiagramm der Rahmenaustauscheinheit 100 und seiner
peripheren Einheiten, was der Hauptvorrichtung ermöglicht,
die minimale Rate der Nebenvorrichtung zu garantieren. Die Rahmenaustauschverarbeitungseinheit 1010 in
der Rahmenaustauscheinheit 100 tauscht Anwenderrahmen,
die von einer Mehrzahl von Eingabeverarbeitungseinheiten 110-1-110-N in
der von der Steuertabelle 130 angezeigten Reihenfolge bereitgestellt
werden. Ein Rahmenpuffer 140 ist mit einem Eingabepuffer 1420 und
einem Ausgabepuffer 1410 vorgesehen. Der Eingangspuffer 1420 ist
eine Warteschlange von Anwenderrahmen, die jeder einer Eingangsverarbeitungseinheit 110-1 bis 110-N entsprechen,
in dem die Anwenderrahmen auf eine terminierte, von der Austauschverarbeitungseinheit 1010 durchgeführte Verarbeitung
warten. Der Ausgabepuffer 1410 ist eine andere Warteschlange
von Anwenderrahmen, die von der Rahmenaustauschverarbeitungseinheit 1010 terminiert
werden, bei der die terminierte Anwenderrahmen darauf warten, zu
jeder Ausgabeverarbeitungseinheit 120-1 bis 120-N übertragen
zu werden.
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18 ist
ein Beispiel der Steuertabelle 130. In der Steuertabelle 130 wird
jeder Eingangsverarbeitungseinheit eine Ausgangsverarbeitungseinheit zugewiesen,
abhängig
von der Zieladresse, der Senderadresse und der Kontrollart. Die
Zahl in Klammern ist die Warteschlangennummer in jeder Ausgangsverarbeitungseinheit
bereitgestellten Ausgangspuffer.
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19 ist
ein Flussdiagramm, welches eine Eingangsverarbeitung der Rahmenaustauschverarbeitungseinheit 1010 zeigt.
Die Rahmenaustauschverarbeitungseinheit 1010 empfängt die
aus der Eingangsverarbeitungseinheit 120 übertragenen
Anwenderrahmen und speichert die Anwenderrahmen in einem Eingangspuffer 1420,
der für
jede Eingabeverarbeitungseinheit vorgesehen ist (Schritt S30).
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Als
Nächstes
bestimmt die Austauschverarbeitungseinheit 1010, ob ein
Anwenderrahmen im Eingabepuffer 1420 gespeichert wird,
der jeder Eingangsverarbeitungseinheit bereitgestellt ist, und trennt
den am Vorspann der Anwenderrahmen lokalisierten Anwenderrahmen
(Schritt S32). Die Austauschverarbeitungseinheit 1010 weist
eine Ausgabeerarbeitungseinheit durch Vergleichen des Rahmenvorspanns
des im vorherigen Schritt getrennten Anwenderrahmens mit der Steuertabelle 130 zu (Schritt
S34) und überträgt den Anwenderrahmen
an den Ausgabepuffer 1410, der der Ausgabeverarbeitungseinheit
entspricht (Schritt S36).
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Übrigens
warten im Ausgangspuffer 1410 die Anwenderrahmen, deren
Nummer in Klammern in 18 angezeigt sind, in den Warteschlangen.
Falls jede Ausgabewarteschlange Anwenderrahmen aufweist, deren Nummer
gleich der Nummer der Nebenvorrichtungen oder deren Nummer die der
mit den Nebenvorrichtungen verbundenen Endgeräte ist, ist es möglich, eine
minimale Ausgaberate jeder Ausgabewarteschlange zu garantieren,
indem gleichermaßen jeder Ausgabeschlange gestattet wird, auszugeben.
Weiterhin ist es möglich,
die Anwenderrahmen aus jeder Ausgabeschlange bei einer konstanten Zykluszeit,
die von einem Zeitgeber gemessen wird, auszugeben.
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20 ist
ein Flussdiagramm, welches die Prioritätsausgangsverarbeitung der
Rahmenaustauschverarbeitungseinheit 1010 zeigt. Wenn die Ausgabezeit
des Ausgabepuffers 1410 erreicht wird (S40) bestimmt die
Rahmenaustauschverarbeitungseinheit 1010, ob ein Anwenderrahmen
in der Ausgabeschlange der höchsten
Priorität
des Ausgabepuffers 1410 gespeichert wird (S42). Falls es
einen Anwenderrahmen in der Warteschlange gibt (S44), wird der Anwenderrahmen
an die Ausgangsverarbeitungseinheit übertragen (S46). Der Schritt
S42 wird wiederholt. Falls kein Anwenderrahmen gespeichert ist (S44),
wird als Nächstes
Schritt S48 durchgeführt.
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Die
Rahmenaustauschverarbeitungseinheit 1010 überprüft, ob ein
Anwenderrahmen in der Warteschlange der nächsten Priorität der Ausgabewarteschlangen
im Ausgangspuffer 1410 gespeichert ist (S48). Falls es
einen Anwenderrahmen in der Warteschlange gibt (S50), wird der Anwenderrahmen
an die Ausgabeverarbeitungseinheit übertragen (S52). Dann wird
der Schritt S48 wiederholt. Falls kein Anwenderrahmen in der Warteschlange
der nächsten Priorität gespeichert
ist (S50), überprüft die Rahmenaustauschverarbeitungseinheit 1010 weiterhin,
ob irgendeine Warteschlange, welche die nächste Priorität aufweist,
existiert (S54). Falls die Warteschlange nächster Priorität existiert,
wird der Schritt S48 wiederholt. Falls keine Warteschlange mit der
nächsten Priorität existiert,
wird die Verarbeitung abgeschlossen.
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In
der obigen Ausführungsform
ist jede Ausgabewarteschlange mit einem Prioritätsniveau versehen. Falls eine
Mehrzahl von Ausgabeschlangen dasselbe Prioritätsniveau haben, weist die Ausgabeschlange,
aus der Anwenderrahmen ausgegeben werden, die niedrigste Priorität auf. Dementsprechend
kann jegliche Ausgabeschlange mit demselben Prioritätsniveau
ein Übertragungsrecht
haben.
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Da
die Anwenderrahmen gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
von variabler Länge
sind, hängt
das Band von der Rahmengröße der Anwenderrahmen
ab. Falls die Rahmengröße eines
Anwenderrahmens länger
ist, scheint es so, als ob der Anwenderrahmen mit einem größeren Band
versehen ist. In der nächsten
Ausführungsform
kann, selbst falls ein Anwenderrahmen mit einer größeren Rahmengröße übertragen
wird, ein Anwenderrahmen mit größerer Priorität die Übertragung
des Anwenderrahmens mit der längeren
Rahmengröße, aber
einer niedrigeren Priorität,
unterbrechen. Falls eine Unterbrechung eines Anwenderrahmens mit
einer höheren Priorität angefordert
wird, wird die Übertragung
des Anwenderrahmens mit einer längeren
Rahmengröße unterbrochen
und es wird zuerst der Anwenderrahmen mit einer höheren Priorität übertragen.
Nachdem der Anwenderrahmen mit höherer
Priorität übertragen
ist, wird der verbleibende Teil des Anwenderrahmens mit niedrigerer
Priorität übertragen.
Dementsprechend wird die Übertragung
eines Anwenderrahmens hoher Priorität bei einer minimalen Rate
garantiert.
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Wie
oben beschrieben, wird die Übertragung eines
Anwenderrahmens niederer Priorität
durch eine Unterbrechung durch einen Anwenderrahmen höherer Priorität unterbrochen.
Falls eine Übertragung
eines Anwenderrahmens noch höherer
Priorität angefordert
wird, während
der Anwenderrahmen höherer
Priorität übertragen
wird, wird die Übertragung des
Anwenderrahmens höherer
Priorität
unterbrochen und der Anwenderrahmen noch höherer Priorität wird übertragen.
Nachdem die Übertragung
des Anwenderrahmens noch höherer
Priorität
beendet ist, wird der verbleibende Teil des Anwenderrahmens höherer Priorität übertragen.
Nachdem die Übertragung
des Anwenderrahmens höherer
Priorität
beendet ist, wird dann der verbleibende Teil des Anwenderrahmens niederer
Priorität übertragen.
Dies wird eine verschachtelte Übertragung
genannt.
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21 ist
ein Blockdiagramm einer Schaltung, welche die Prioritätsübertragungsverarbeitung realisiert.
Eine Rahmenunterbrechungsverarbeitungseinheit 920 realisiert
die Unterbrechung der Rahmenübertragung
und eine Rahmenwiederherstelleinheit 910 realisiert die
Wiederherstellung des unterbrochenen Rahmens zum ursprünglichen
Anwenderrahmen. Die Rahmenunterbrechungsverarbeitungseinheit 920 ist
in der Rahmenaustauscheinheit 100 bereitgestellt und führt die
Rahmenunterbrechungsverarbeitung durch gerade bevor der Anwenderrahmen
an die Ausgabeverarbeitungseinheit 110 übertragen wird. Die Rahmenwiederherstelleinheit 910 ist
in der Übertragungsrahmenverarbeitungsschaltung 530 vorgesehen,
die in 8 gezeigt ist.
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In
der Rahmenunterbrechungsverarbeitungseinheit 920 sind Puffer 9202,
deren Anzahl die Anzahl von Verschachtelungen jedes Aufwärtsmultirahmens
und Abwärtsmultirahmens
ist, vorgesehen und der verbleibende Teil des unterbrochenen Anwenderrahmens
wird in Puffer gespeichert. Die Rahmenwiederherstelleinheit 910 ist
mit Puffern 9102 versehen, deren Anzahl gleich der der
Puffer 9202 ist, d.h. der Anzahl der Verschachtelungen
jedes Aufwärtsmultirahmens
und Abwärtsmultirahmens.
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Die
ersten Anwenderrahmen, von denen die Rahmenaustauschverarbeitung
gemäß der Steuertabelle 130,
die mit der Rahmenaustauschverarbeitungseinheit 1010 verbunden
ist, durchgeführt
worden ist in einer Mehrzahl von Schlangen des Ausgabepuffers 1410,
werden an die Rahmenunterbrechungsverarbeitungseinheit 920 übertragen
und im Puffer 9202 gespeichert. Der Puffer 9202 überträgt die in
einem Puffer höherer
Priorität
gespeicherten Anwenderrahmen.
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Falls
kein Anwenderrahmen im Puffer höherer
Priorität
gespeichert ist, wird der im Prioritätspuffer niederer Priorität gespeicherte
Anwenderrahmen übertragen.
Falls ein Anwenderrahmen im Puffer höherer Priorität gespeichert
wird, während
der im Puffer niederer Priorität
gespeicherte Rahmen übertragen
wird, setzt die Rahmenunterbrechungsverarbeitungseinheit 920 ein
Unterbrechungsflag am Vorspann des Anwenderrahmens des Puffers höherer Priorität 9202,
die Rahmenunterbrechungsverarbeitungseinheit 920 unterbricht
die Übertragung
des Rahmens niederer Priorität
und beginnt die Übertragung
des im Puffer höherer
Priorität
gespeicherten Rahmens. Nachdem die Übertragung des Rahmens höherer Priorität beendet
ist, wird der verbleibende Teil des Rahmens niederer Priorität, der unterbrochen
worden ist, wieder aufgenommen. Diese Verarbeitung wird durch eine
Timingsteuereinheit 9203 gesteuert.
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Falls
eine Trenncodeerkennungsschaltung 9101 der Rahmenwiederherstelleinheit 910 das
Unterbrechungsflag detektiert, während
sie Anwenderrahmen empfängt,
wählt die
Trennungscodeerkennungsschaltung 9101 einen Puffer mit
einer höheren Priorität als den
Puffer aus, indem der Empfangsanwenderrahmen gespeichert wird, erkennt,
dass ein neuer Anwenderrahmen empfangen wird und memorisiert, dass
die Übertragung
eines Anwenderrahmens unterbrochen wird. Wenn der Empfang des neuen
Anwenderrahmens beendet wird, wird der Speicher des unterbrochenen
Anwenderrahmens wiedergewonnen und stellt den Anwenderrahmen mit einer
niedrigeren Priorität
durch Übertragen
des empfangenen Anwenderrahmens an den unterbrochenen Puffer wieder
her. Eine Timing-Steuereinheit 9103 kontrolliert diese
Verarbeitung.
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22 ist
ein Blockdiagramm, das eine Schaltungsstruktur zeigt, die eine banddynamische Steuerung
realisiert. In 22 werden die mit den in 2 gezeigten
identischen Komponenten durch dasselbe Bezugszeichen bezeichnet.
Eine Beschreibung der gemeinsamen Komponenten wird weggelassen.
Eine Endgerät-LAN-Port-Beobachtungseinheit 2030,
die in der Nebenvorrichtung 5a vorgesehen ist, überprüft, ob das
Endgerät
(beispielsweise 7a1) eingeschaltet ist und ob ein LAN-Port
des Endgerätes
Rahmendaten zu übertragen
hat und informiert die Hauptvorrichtung vom Prüfergebnis unter Verwendung
des Steuervorspanns des Aufwärtsmultirahmens.
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Eine
Stromversorgungszustandsbeobachtungseinheit 2010 in der
Hauptvorrichtung 1 weist, basierend auf dem Prüfergebnis,
ein vorgegebenes Band (Aufwärts)
den Endgeräten
zu, in denen zu übertragende
Anwenderrahmen gespeichert sind. Die Stromversorgungszustandsbeobachtungseinheit 2010 weist
weiterhin ein minimales fixes Band (Aufwärts; Uplink) den Endgeräten zu,
das eingeschaltet ist, aber keinen zu übertragenden Anwenderrahmen
aufweist, und weist dem Endgerät
kein Aufwärtsband
zu, das abgeschaltet ist. Eine Bandwechselsteuereinheit 2020 steuert
die Zeitgabe der Stromversorgungsbeobachtungseinheit 2010,
um jedem Endgerät
Bänder
bei einer konstanten Zykluszeit zuzuweisen.
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Wie
oben beschrieben, kann die Hauptvorrichtung 1 die den mit
jeder Nebenvorrichtung verbundenen Endgeräten zugewiesene Aufwärtsbänder verändern und
entsprechend Anwenderrahmen effizient multiplexen.
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Übrigens
ist ein Multicastservice ein Netzwerkdienst, in dem ein von einem
Endgerät
in einer aus einer Mehrzahl von Endgeräten bestehenden Multicastgruppe übertragener
Anwenderrahmen automatisch an alle Endgeräte in der Multicastgruppe übertragen
wird.
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Im
Falle von ATM-PON, bei dem die Anwenderrahmen durch TDM (Zeitdomänenmultiplexen) gemultiplext
sind, wird jeder TDM-Kanal
einem Endgerät
zugewiesen und die Nebenvorrichtung weiß, welcher TDM-Kanal einem
mit der Nebenvorrichtung selbst verbundenen Endgerät zugewiesen
ist. Die Nebenvorrichtung überträgt einen
Multicastrahmen nur an die Endgeräte in der Multicastgruppe und überträgt den Multicastrahmen
nicht an das Endgerät,
welches nicht ein Mitglied der Multicastgruppe ist.
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Im
Falle der vorliegenden Ausführungsform, in
der Anwenderrahmen variabler Länge
in dem Anwenderrahmen multiplext sind, sind jedoch nicht notwendiger
Weise Endgeräte
einem Kanal zugewiesen. Da die Nebenvorrichtung nicht weiß, welches Endgerät mit der
Nebenvorrichtung selbst verbunden ist, kann die Nebenvorrichtung
den Multicastrahmen nicht dadurch übertragen, dass sie identifiziert,
welches Endgerät
ein Mitglied der Multicastgruppe ist.
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Der
Betrieb des Internetgruppen-Managementprotokolls (IGMP) wird unter
Bezugnahme auf 23 beschrieben. Das Endgerät 7a1,
das der Multicastgruppe beitreten möchte, sendet eine Anforderung
an einen Server 9s höheren
Rangs, der als Host arbeitet, über
einen Router 9r. Der Server 9s höheren Rangs
antwortet in Beantwortung des Empfangs der Anforderung dem Endgerät 7a1 über den
Router 9r und beginnt das Verteilen der Multicastrahmen
an den Router 9r.
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In
Antwort auf den Empfang der Multicastrahmen sendet der Router 9r eine
Abfragenachricht, eine Host-Mitgliedsnachricht (HMQ, host membership
query) an alle Endgeräte
unter dem Router 9r. Das Endgerät 7a1, das der Multicastgruppe
beitreten möchte, überträgt in Antwort
des Empfangs der Abfragenachricht HMQ eine Berichtnachricht, den Host-Mitgliedsbericht
(HMR), der die Multicastgruppe anzeigt, welcher das Endgerät 7a1 beitreten
möchte, an
den Router 9r. Der Router 9r erfährt, welcher
Multicastgruppe das Endgerät 7a1 beitreten
möchte
und beginnt das Verteilen der Multicastrahmen der Multicastgruppe
an das Endgerät 7a1.
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Falls
das Endgerät 7a1 die
Multicastgruppe verlassen möchte,
sendet das Endgerät 7a1 eine Verlassensnachricht
an den Router 9r. Der Router 9r überträgt in Antwort
auf den Empfang der Verlassensnachricht eine Abfragenachricht, gruppenspezifische
Abfrage (GSQ, group specific query) an die Mitglieder der Multicastgruppe,
um zu prüfen,
ob irgendein anderes Mitglied in der Multicastgruppe bleibt. Falls
das andere Mitglied (beispielsweise 8a1) außer dem
Endgerät 7a1,
das die Verlassensnachricht übertragen
hat, in der Multicastgruppe existiert, sendet das andere Mitglied 8a1 einen
Bericht an den Router 9r.
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24 ist
ein Blockdiagramm, das eine Hauptvorrichtung und eine Nebenvorrichtung
zeigt, die Multicastfilterung gemäß einer Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung realisieren. Die mit den in 2 gezeigten
identischen Komponenten werden mit demselben Bezugszeichen bezeichnet
und eine Beschreibung der gemeinsamen Komponenten wird weggelassen.
Wenn das Endgerät 7a1 eine
Anforderung zum Betreten einer Multicastgruppe an den Server 9s oberen
Rangs über
die Nebenvorrichtung 5a und die Hauptvorrichtung 1 sendet,
identifiziert eine IGMP-Zentraleinheit 2110 der Hauptvorrichtung 1 (beinhaltet
in der in 4 gezeigten Übertragungsrahmendetektionsschaltung 350)
die Senderadresse (die Adresse des Endgerätes 7a1) des die Anforderung
anzeigenden Anwenderrahmens und die Adresse der Multicastgruppe,
welcher das Endgerät 7a1 beitreten
möchte.
Eine Filterinformationsübertragungseinheit 2120 (in
der Übertragungsrahmendetektionsschaltung 350 enthalten) überträgt die Endgerätadresse
und die Multicastgruppenadresse als die vorbestimmte Information,
die in 11 gezeigt ist, an die Nebenvorrichtung 5a.
Eine Filterinformationsempfangseinheit 2140 der Nebenvorrichtung 5a (in
der Multirahmen-Analyseverarbeitungsschaltung 490 enthalten)
identifiziert die Endgerätadresse
und die Multicastgruppenadresse durch Analysieren der vorgegebenen
Information, und überträgt beide Adressen
an eine Filtereinheit 2130 (in der in 8 gezeigten Übertragungsrahmenverarbeitungsschaltung 530 enthalten).
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Dementsprechend überträgt die Filtereinheit 2130 den
vom Router gesendeten Multicastrahmen nur an die Endgeräte (beispielsweise 7a1),
deren Adresse als Multicastgruppenadresse registriert ist und überträgt der Multicastrahmen
nicht an die anderen Endgeräte
(Multicastfilterung). Das PON-Kommunikationssystem gemäß der Ausführungsform
erfordert nicht die Hinzufügung
von irgendetwas außer der
Filtereinheit 2130 an der Nebenvorrichtung, um die Multicastfilterung
zu implementieren.
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25 ist
ein Blockdiagramm einer Hauptvorrichtung und einer Nebenvorrichtung,
die Multicastfilterung gemäß einer
anderen Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung realisieren. Die mit den in 2 gezeigten
Komponenten identischen werden mit demselben Bezugszeichen bezeichnet
und ihre Erläuterung
wird weggelassen. Eine IGMP-Wahrnehmungseinheit 2210 (in
der in 8 gezeigten Empfangsrahmenverarbeitungsschaltung 540 enthalten) der
Nebenvorrichtung 5a identifiziert die Senderadresse (die
Adresse des Endgerätes 7a1)
des die Anforderung zum Beitreten der Multicastgruppe anzeigenden
Anwenderrahmens und die Adresse der Multicastgruppe und überträgt die Endgerätadresse
und die Multicastgruppenadresse an die Filtereinheit 2230 (in
der Übertragungsrahmenverarbeitungsschaltung 530 enthalten).
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Dementsprechend
verteilt die Filtereinheit 2230 der Nebenvorrichtung 5a die
Multicastrahmen an die Endgeräte
(beispielsweise 7a1), deren Adresse als eine Multicastgruppenadresse
registriert ist, und überträgt die Multicastrahmen
nicht an die anderen Endgeräte
(Multicastfilterung). Die Nebenvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform
muss mit der komplizierten IGMP-Erfassungseinheit 2210 wie auch
der Filtereinheit 2230 versehen sein, erfordert aber nicht,
dass die Hauptvorrichtung die vorgegebene Information überträgt, was zu
einer effizienteren Verwendung des Bands zwischen der Hauptvorrichtung
und der Nebenvorrichtung führt.
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In
den in 24 und 25 gezeigten
Konfigurationen kann, falls die Hauptvorrichtung 1 von
einem Endgerät,
das mit der Nebenvorrichtung 5a verbunden ist, an die Nebenvorrichtung 5a gesendete Aufwärtsmultirahmen
einfach zurückgibt,
das Endgerät
mit einem anderen mit der Nebenvorrichtung 5a und/oder
noch einem anderen mit einer mit der Hauptvorrichtung 1 verbundenen
Nebenvorrichtung verbundenen Endgerät kommunizieren (lokale Kommunikation).
Es ist in diesem Fall erforderlich, dass der Abwärtsmultirahmen ein Band N-mal
größer als das
Band des Aufwärtsmultirahmens
aufweist.
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Die
Filtereinheiten 2130 und 2230 in der Übertragungsrahmenverarbeitungsschaltung 530 (8)
der Endgerätverarbeitungseinheit 50 müssen die
Zieladresse und die Senderadresse prüfen, um zu bestimmen, ob ein
Rahmen zu übertragen
ist und um den Rahmen nicht zu übertragen,
falls die Senderadresse die Nebenvorrichtung selbst oder die mit der
Nebenvorrichtung verbundenen Endgeräte ist.
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26 ist
ein Blockdiagramm einer Hauptvorrichtung und einer Nebenvorrichtung,
die lokale Kommunikation gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung realisieren. Die mit den in 2 gezeigten
Komponenten identischen werden durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet.
Eine Beschreibung der gemeinsamen Komponenten wird weggelassen.
Der Betrieb einer Rahmenübertragungsschaltung 3010 und
einer Rahmenempfangsschaltung 3020 beinhaltet alle oben
beschrieben Übertragungsvorgänge bzw.
Empfangsvorgänge. Eine
Rahmensteuerschaltung 3030 ist die Schaltung, welche die
lokale Kommunikation durch Rückgeben des
Aufwärtsmultirahmens
an jede Nebenvorrichtung realisiert.
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27 ist
ein Blockdiagramm der Rahmensteuerschaltung 3030 gemäß einer
Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung. Eine Filterschaltung 3031 hat eine
Senderregistrierungstabelle 30311. Falls die Zieladresse
eines empfangenen Anwenderrahmens zu einer der in der Senderregistrierungstabelle 30311 registrierten
Senderadressen passt, wird der empfangene Anwenderrahmen an einem
lokalen Rahmenpuffer 3032 als ein lokaler Kommunikationsrahmen übertragen.
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In
dem Fall ist, selbst falls die Senderadresse des empfangenen Anwenderrahmens
zu einer der in der Senderadressenregistrierungstabelle 30311 registrierten
Senderadressen passt, die Senderadresse des empfangenen Anwenderrahmens
identisch mit der Nebenvorrichtungsnummer, in der die Senderadressenregistrierungstabelle 30311 vorgesehen ist,
der empfangene Anwenderrahmen ausgetauscht oder ansonsten verworfen.
Dieser Anwenderrahmen wird zur lokalen Kommunikation zwischen mit
der Nebenvorrichtung verbundenen Endgeräten gesendet. Ein unnötiges Ansteigen
im Verkehr eines PONs kann durch Verwerfen des unnötigen Anwenderrahmens
vermieden werden.
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Im
lokalen Rahmenpuffer 3032 für die Lokalkommunikation gespeicherte
Rahmen werden mit den von außen
(über die
Rahmenschalteinheit 10) empfangenen Rahmen gemultiplext
und als Abwärtsmultirahmen über eine Übertragungsrahmentimingeinstellschaltung 3033 übertragen.
Ein Rahmenzeitpuffer 3034 ist ein Puffer, um vorübergehend
einen vom Rahmenschalter 10 übertragenen Rahmen zu speichern,
während
ein anderer Rahmen vom lokalen Rahmenpuffer 3032 übertragen
wird.
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In
den oben beschriebenen Ausführungsformen
entspricht der Multirahmentimingdetektionsschaltung 4810 eine
Referenzsignaldetektionseinheit; die Multirahmenmultiplexschaltung 440 entspricht
einer Multiplexeinheit; die optische Multiplexschaltung 410a entspricht
einer Übertragungseinheit; die
Multirahmenmultiplexschaltung 340 entspricht einer Multirahmenerzeugungseinheit;
die Multirahmenmultiplexschaltung 440 entspricht einer
akkumulierten Rahmengrößeninformationseinheit;
die Statistikschaltung 3910 entspricht einer Rahmengrößeneinstelleinheit;
die IGMP-Zentrumseinheit 2110 entspricht einer Multicastverwaltungseinheit;
die Filtereinheit 2130 entspricht einer Filterungseinheit;
die IGMP-Wahrnehmungseinheit 2210 entspricht einer Multicastwahrnehmungseinheit;
die Timingsteuereinheit 9203 entspricht einer Unterbrechungsverwaltungseinheit;
die Timingsteuereinheit 9103 entspricht einer Restaurierungssteuereinheit;
die Rahmenkontrollschaltung 3030 entspricht einer Rahmenrückgabeeinheit;
die Empfangsrahmenfilterschaltung 3031 entspricht einer
Empfangsrahmenfiltereinheit; die Endgerät LAN Port Beobachtungseinheit 2030 entspricht
einer Endgerätbeobachtungseinheit
und die Stromversorgungszustandsbeobachtungseinheit 2010 entspricht
einer Bandzuweisungseinheit.
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Die
bevorzugten Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden oben beschrieben. Die vorliegende
Erfindung ist nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt, sondern
es können
verschiedene Variationen und Modifikationen vorgenommen werden,
ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Diese
Patentanmeldung basiert auf der
japanischen
Prioritätspatentanmeldung
Nr. 2001-353754 , eingereicht am 19. November 2001.