DE60313931T2 - Multiplexer und Verfahren zur OAM Paketübertragungssteuerung für ein Ethernet Passives Optisches Netzwerk - Google Patents
Multiplexer und Verfahren zur OAM Paketübertragungssteuerung für ein Ethernet Passives Optisches Netzwerk Download PDFInfo
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Description
- HINTERGRUND DER ERFINDUNG
- 1. Gebiet der Erfindung
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf ein passives optisches Ethernetnetzwerk (EPON) und insbesondere auf ein Verfahren für einen Sendevorgang, die Verwaltung und Wartung (im folgenden als "OAM" bezeichnet) in einem EPON.
- 2. Beschreibung des Standes der Technik
- Die Standardisierung der MAC-Technologie (MAC – Medienzugriffssteuerung) für Gigabit-Ethernet und modus-passive optische Netzwerke für asynchronen Transfer (ATM-PON) ist bereits abgeschlossen, wobei dieser Standard in IEEE 802.3z und ITU-T G.983.1 erscheint. In einem ATM-PON, das zuerst standardisiert wurde, werden Upstream- und Downstream-Sendungen von Frames ausgeführt, die durch Gruppieren von ATM-Zellen einer vorbestimmten Größe erzeugt werden. Das ATM-PON hat einen baumartigen Aufbau, durch den ein optisches Leitungsende (OLT) in geeigneter Weise Downstream-Zellen, die auf entsprechende optische Netzwerkeinheiten (ONUs) verteilt werden sollen, in den Frame einfügt.
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1 ist ein Blockschaltbild, das einen physikalischen Netzwerkaufbau eines allgemeinen passiven optischen Netzwerks darstellt. Das Netzwerk beinhaltet ein Leitungsende OLT100 und ein oder mehrere ONUs110-1 bis110-3 , die jeweils mit dem OLT100 verbunden sind. Wenigstens ein Endbenutzer (oder eine Netz werkvorrichtung)120-1 bis120-3 ist mit jeweils einer der ONUs110-1 bis110-3 verbunden. Daten131-1 bis133-1 , die von den Endbenutzern120-1 bis120-3 gesendet werden, werden dem OLT100 über die ONUs110-1 bis110-3 zugestellt. - Beim EPON-Aufbau, der in
1 dargestellt ist, werden zur Sendung eines 802.3 Ethernet-Frames über das Netzwerk mit einem PTM-Aufbau (PTM – Punkt-zu-Mehrpunkt) und in Übereinstimmung mit einem sogenannten Ranging-Verfahren eines optischen Verteilungsnetzwerkes (ODN), das ein passives Element ist, Daten von den ONUs während einer Upstream-Sendung multiplexiert, um eine Datenkollision zu vermeiden, und auf diese durch Zeit-Multiplexieren (TDM) zugegriffen, wobei die ONUs110-1 bis110-3 , die Daten empfangen, die vom OLT100 rundgesendet werden, ihre eigenen Daten aus den empfangenen Daten wählen. - Zu diesem Zweck enthalten Upstream- und Downstream-Frames ein Feld für den Austausch von Nachrichten zu festgelegten Perioden, die in einer privaten ATM-Zelle oder einer allgemeinen ATM-Zelle vorbereitet sind. Mit der Entwicklung der Internettechnologie verlangt eine Teilnehmerseite mehr Bandbreite. Eine Endpunkt-zu-Endpunkt-Sendung wird somit wahrscheinlich mit der Gigabit-Ethernet-Technologie erreicht, die ein relativ kostengünstiges Zubehör bereitstellt und eine hohe Bandbreite sicherstellen kann, anstelle mit der ATM-Technologie, die ein relativ teures Zubehör bereitstellt, eine Bandbreitenbegrenzung hat und ein IP-(Internetprotokoll-)Paket segmentieren muss. Somit verlangt selbst ein PON-Aufbau die Ethernet-Technologie anstelle der ATM-Technologie.
- Das IEEE-802.3ah-Ethernet in der First Mile Task Force definiert neuerdings eine OAM-Teilschicht in einem Ethernet-System, das auf First Mile angewendet werden soll und deren Standardisierung nun auf den Weg gebracht ist. Dieser Standard verleiht einem OAM-Frame eine höhere Priorität als einem Daten-Frame und minimiert die Zeit, die erforderlich ist, um den OAM-Frame zu erzeugen und zu senden, wodurch eine OAM-Funktion effizienter wird. Insbesondere in Übereinstimmung mit dem IEEE802.3ah-EFM-Draft v.1.1 schneidet die OAM-Teilschicht einen Weg zum Senden von MAC-Client-Daten von einer oberen Schicht (d.h. einem MAC-Client) ab, um die Schwierigkeit zu abzuschwächen, die andernfalls konse quenterweise bei der Zustellung von OAM-PDUs (Paketdateneinheiten) zu einer MAC-Steuerteilschicht auftreten würden.
- Das Abschneiden des MAC-Client-Datenweges kann jedoch nur in einem Schleifenmodus oder einem unidirektionalen Modus ausgeführt werden, so dass in einem Nicht-Schleifenmodus und einem nicht unidirektionalen Modus keine Priorität zwischen OAM-PDUs und den MAC-Client-Daten bestimmt wird. Wenn es beispielsweise zahlreiche Mac-Client-Datenframes zu einem Zeitpunkt gibt, zu dem OAM-PDUs erzeugt werden, gibt es keine Möglichkeit, unverzüglich die erzeugten OAM-PDUs zu senden, wodurch eine effiziente Sendung von OAM-Informationen verhindert wird.
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EP 1 091 525 A2 beschreibt ein Paketkommunikations-Kundenstationsgerät. Gibt es eine PLOAM-Zelle in der Upstream-Richtung, sendet eine PLOAM-Erzeugungseinheit eine Sendeanfrage zu einem Zugriffssteuerabschnitt. Wenn eine Sendeerlaubnis empfangen wird, handhabt der Zugriffssteuerabschnitt mit größtem Vorzug die Sendeanfrage und steuert den Sendebefehl derart, dass der Lesevorgang der ATM-Zelle von einem Eingangspuffer vorübergehend ausgesetzt wird. - WO 98/32307 A1 beschreibt ein TDM/TDMA-Verteilungsnetzwerk, bei dem verbindungsorientierte Kommunikationsdienste mit Signalgebungs- und MAC-Nachrichten über einen Upstream-Kanal multiplexiert werden.
- ÜBERSICHT ÜBER DIE ERFINDUNG
- Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Senden von OAM-Paketdaten anzugeben, die eine effiziente Netzwerkverwaltung sicherstellen.
- Dieses Ziel wird durch die Erfindung gelöst, wie sie in den unabhängigen Ansprüchen beansprucht ist.
- Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
- Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung werden ein OAM-Paketdaten-Sendeverfahren und eine zugehörige Vorrichtung, die erzeugte OAM-PDUs unverzüglich senden können, wie auch ein EPON angegeben, das einen Steuer-Multiplexer dafür enthält.
- Dementsprechend wird ein Verfahren zum Senden von OAM-Paketdaten (OAM – Operation, Administration and Maintenance) durch einen Steuermultiplexer einer OAM-Teilschicht in einem passiven optischen Ethernet-Netzwerk (EPON) angegeben, wobei die OAM-Teilschicht MAC-Client-Daten (MAC – Medienzugriffssteuerung), die von einem MAC-Client gesendet werden, und OAM-Paketdaten, die in einer OAM-Steuereinheit erzeugt werden, zu einer MAC-Einheit sendet. Wenn OAM-Paketdaten von der OAM-Steuereinheit erzeugt werden, wird gemäß dem Verfahren den OAM-Paketdaten eine Priorität zugewiesen, die höher ist als MAC-Client-Daten, die sich im MAC-Client befindet und darauf warten gesendet zu werden. Die OAM-Paketdaten und die MAC-Client-Daten werden gemäß der Priorität multiplexiert und zur MAC-Einheit gesendet.
- Gemäß der vorliegenden Erfindung weist ein Steuer-Multiplexer einer OAM-Teilschicht zum Multiplexieren von MAC-Client-Datenframes und OAM-PDUs den OAM-PDUs eine höhere Priorität zu als den MAC-Client-Datenframes. Wenn aus irgend einem Grund die Sende-Warteschlange für die MAC-Client-Daten in der Länge zunimmt, werden somit die die OAM-PDUs keiner Sendeverzögerung unterzogen und wird ein daraus folgender Netzwerkverwaltungsfehler vermieden.
- KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
- Die obigen und andere Aspekte, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen verständlich.
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1 ist ein Blockschaltbild, das einen physikalischen Netzwerkaufbau eines allgemeinen optischen Netzwerks zeigt; -
2 ist ein Blockschaltbild, das eine OAM-Teilschicht darstellt, die in IEEE2.3ah-EFM-Draft v.1.1 definiert ist; -
3 ist eine Darstellung zur Erläuterung eines Betriebs eines herkömmlichen Steuer-Multiplexers; -
4 ist eine Darstellung zur Erläuterung eines Betriebs eines Steuer-Multiplexers, bei dem den OAM-PDUs eine Priorität zugewiesen ist; und -
5 ist ein Flussdiagramm, das einen Betrieb eines Steuermultiplexers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. - DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
- Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun im Detail unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. In der folgenden Beschreibung wurde auf eine detaillierte Beschreibung bekannter Funktionen und Konfigurationen, die hier enthalten sind, aus Gründen der Kürze und der Klarheit der Darstellung verzichtet.
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2 ist ein Blockschaltbild, das eine OAM-Teilschicht310 zeigt, die in IEEE802.3ah-EFM-Draft v.1.1 definiert ist. Die OAM-Teilschicht besteht aus einer OAM-Steuereinheit314 , einem Steuer-Multiplexer316 und einem Steuer-Parser318 . MAC-Client-Daten, die von einer oberen Schicht300 zugeführt werden, sowie OAM-PDUs, die in der OAM-Steuereinheit314 erzeugt werden, werden im Steuer-Multiplexer316 für die Zustellung zu einer MAC-Steuer-Teilschicht320 multiplexiert. -
3 ist eine Darstellung zur Erläuterung des Betriebs eines herkömmlichen Steuer-Multiplexers, während OAM-PDUs während eines OAM-Betriebs in einem Nicht-Schleifenmodus und in einem nicht unidirektionalen Modus gesendet werden. Ein herkömmlicher Steuermultiplexer sendet MAC-Client-Daten und OAM-PDUs in der Reihenfolge der Erzeugung. Wenn, wie es in3 gezeigt ist, MAC-Client-Daten darauf warten gesendet zu werden, können erzeugte OAM-PDUs nicht unverzüglich zur MAC-Steuerteilschicht320 gesendet werden. Das heißt, wenn OAM-PDUs später erzeugt werden als die MAC-Client-Datenframes, die noch nicht zur MAC-Steuerteilschicht320 gesendet wurden, werden die OAM-PDUs solange nicht gesendet, bis diese zuvor erzeugten MAC-Client-Datenframes vollständig gesendet sind. Wenn somit die Größe der Sendewarteschlange für die MAC-Client-Datenframes zunimmt, tut dies ebenfalls die Wartezeit der OAM-PDUs. - Wenn die MAC-Client-Datenframes, die vor den OAM-PDUs erzeugt werden, darauf warten gesendet zu werden, erhöht, da die OAM-PDUs nicht gesendet werden können, die Größe der Sendewarteschlange für die MAC-Client-Datenframes proportional die Sendewartezeit der OAM-PDUs. Die resultierende Verzögerung der OAM-Daten macht es für die OAM-Funktion schwierig, wenn nicht unmöglich, einem bevorstehenden Netzwerkverwaltungsfehler schnell gerecht zu werden, sollte eine derartige Möglichkeit auftreten.
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4 ist eine Darstellung zur Erläuterung des Betriebs eines Steuermultiplexers, der mit Prioritäts-OAM-PDUs in Einklang steht. Ein Steuer-Multiplexer gemäß der vorliegenden Erfindung weist erzeugten OAM-PDUs eine Priorität zu, um vorzugsweise die OAM-PDUs vor den MAC-Client-Datenframes zu senden, um das Problem zu lösen, das auftritt, wenn MAC-Client-Datenframes und OAM-PDUs in der Reihenfolge der Erzeugung gesendet werden. - Wenn, wie es in Verbindung mit
3 beschrieben wurde, MAC-Client-Datenframes in der Reihenfolge von 1, 2, 3, 4, ..., erzeugt werden und OAM-PDUs in der Reihenfolge 1 und 2 ohne zugewiesene Priorität erzeugt werden (siehe3 ), dann werden die OAM-PDUs solange nicht gesendet, bis MAC-Client-Datenframes, die früher als die OAM-PDUs erzeugt werden, in der Reihenfolge der Erzeugung gesendet werden, wie es in Verbindung mit3 beschrieben wurde. - Der Steuer-Multiplexer
316 in der OAM-Teilschicht gemäß der Erfindung weist den OAM-PDUs eine höhere Priorität zu, als jene, die mit den MAC-Client-Datenframes übereinstimmt. Der Steuer-Multiplexer316 sendet eigentlich zuerst OAM-PDUs, auch wenn sie später erzeugt werden als die MAC-Client-Frames. Da, wie es in4 gezeigt ist, die OAM-PDUs eine höhere Priorität haben als die MAC-Client-Datenframes, werden die OAM-PDUs vor den MAC-Client-Datenframes ohne Rücksicht auf die Reihenfolge ihrer Erzeugung gesendet. Demzufolge sind die OAM-PDUs keiner Sendeverzögerung unterworfen, die durch eine Zunahme der Länge der Sendewarteschlange für die MAC-Client-Datenframes erzeugt wird. -
5 ist ein Flussdiagramm, das mit Hilfe eines nicht einschränkenden Beispiels den Betrieb eines Steuer-Multiplexers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Unter Bezugnahme auf2 und5 bestimmt der Steuer-Multiplexer316 der OAM-Teilschicht in Schritt402 , ob die OAM-Steuereinheit314 OAM-PDUs erzeugt hat. Wurden OAM-PDUs erzeugt, stellt die OAM-Steuereinheit314 diese dem Steuer-Multiplexer316 zu, der die OAM-PDUs zur MAC-Steuerteilschicht320 sendet. Somit kann der Steuer-Multiplexer316 bestimmen, ob die OAM-Steuereinheit314 OAM-PDUs erzeugt hat. Wurden OAM-PDUs erzeugt, prüft der Steuer-Multiplexer316 eine Sendewarteschlange auf MAC-Client-Datenframes in Schritt404 . Anschließend überwacht der Steuermultiplexer316 in Schritt406 , ob die Sendewarteschlange für die MAC-Client-Datenframes über MAC-Client-Daten verfügt, die der MAC-Steuerteilschicht320 zugestellt werden sollen. Wenn die Sendewarteschlange für die MAC-Client-Datenframes über MAC-Client-Daten verfügt, die der MAC-Steuerteilschicht320 zugeführt werden sollen, weist der Steuer-Multiplexer316 den OAM-PDUs eine höhere Priorität als den MAC-Client-Datenframes in Schritt408 zu und schreitet anschließend zu Schritt412 fort. Wenn jedoch bestimmt wird, dass es keine MAC-Client-Daten gibt, die zu senden sind, weist der Steuer-Multiplexer316 eine Sendepriorität gemäß der Reihenfolge der Erzeugung in Schritt410 zu. - Anschließend bestimmt der Steuer-Multiplexer
316 in Schritt412 , ob die Sendung zur MAC-Steuerteilschicht320 begonnen wird. Wird die Sendung zur MAC-Steuerteilschicht320 initiiert, multiplexiert der Steuer-Multiplexer316 OAM-PDUs und MAC-Client-Datenframes gemäß den zugeordneten Prioritäten und sendet anschließend die multiplexierten Daten zur MAC-Steuerteilschicht320 in Schritt414 . - Wie es aus der vorangegangenen Beschreibung zu erkennen ist, weist der Steuer-Multiplexer der OAM-Teilschicht zum Multiplexieren von MAC-Client-Datenframes und OAM-PDUs den OAM-PDUs eine höhere Priorität zu als den MAC-Client-Datenframes. Dieses Prioritätsschema verhindert ein Auftreten der Sendeverzögerung in Abhängigkeit einer Zunahme der Länge der Sendewarteschlange für MAC-Client-Datenframes. Die resultierende effiziente Sendung von OAM-Informationen sichert die Verfügbarkeit von OAM, um bevorstehende Netzwerkverwaltungsfehler im Fall einer derartigen Möglichkeit zu verhindern.
- Wenngleich die Erfindung unter Bezugnahme auf eine spezielle bevorzugte Ausführungsform derselben beschrieben wurde, wird der Fachmann verstehen, dass unterschiedliche Änderungen in Form und Details an dieser vorgenommen werden können. Beispielsweise können die neuartig konfigurierte OAM-Teilschicht und ihre Komponenten in Software, Hardware oder Firmware implementiert werden. Unterschiedliche Modifikationen können vorgenommen werden, ohne vom Geltungsbereich der Erfindung abzuweichen, wie er in den abhängigen Ansprüchen definiert ist.
Claims (6)
- Verfahren zum Senden von OAM(Operation, Administration and Maintenance)-Paketdaten durch einen Steuer-Multiplexer (
316 ) einer OAM-Teilschicht (316 ) in einem passiven optischen Ethernet-Netzwerk, wobei die OAM-Teilschicht (310 ) MAC(Medium Access Control)-Client-Daten, die von einem MAC-Client gesendet werden, und OAM-Paketdaten, die in einer OAM-Steuereinheit (314 ) erzeugt werden, zu einer MAC-Einheit (320 ,330 ) sendet und das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: wenn OAM-Paketdaten durch die OAM-Steuereinheit (314 ) erzeugt werden, Zuweisen von Priorität zu den OAM-Paketdaten, die höher ist als die, die MAC-Client-Daten zugewiesen wird, die sich in dem MAC-Client befinden und die darauf warten, gesendet zu werden; und Multiplexen der OAM-Paketdaten und der MAC-Client-Daten gemäß der Priorität und Senden der Multiplexen unterzogenen Daten zu der MAC-Einheit, wobei der Schritt des Zuweisens von Priorität den Schritt umfasst, mit dem bestimmt wird, ob OAM-Paketdaten durch die OAM-Steuereinheit (314 ) erzeugt werden, wobei der Schritt des Bestimmens durch den Steuer-Multiplexer (316 ) durchgeführt wird, wobei der Schritt des Bestimmens den Schritt umfasst, mit dem bestimmt wird, ob in einer Warteschlange aktuell die MAC-Client-Daten vorhanden sind, die sich in dem MAC-Client befinden und die darauf warten, gesendet zu werden, und wobei, wenn bestimmt wird, dass die MAC-Client-Daten nicht in der Warteschlange vorhanden sind, der Schritt des Multiplexens den Schritt des Zuweisens von Priorität zu den Daten gemäß einer Reihenfolge umfasst, in der die Daten erzeugt wurden. - Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Multiplexens durch den Steuer-Multiplexer (
316 ) durchgeführt wird. - Vorrichtung, die eine OAM-Teilschicht (
310 ) eines passiven optischen Ethernet-Netzwerks implementiert, wobei die Vorrichtung so konfiguriert ist, dass sie von einem MAC-Client gesendete MAC-Client-Daten und in einer OAM-Steuereinheit (314 ) erzeugte OAM-Paketdaten zu einer MAC-Einheit (320 ,330 ) sendet, wobei die Vorrichtung einen Steuer-Multiplexer (316 ) umfasst, der, wenn OAM-Paketdaten durch die OAM-Steuereinheit (314 ) erzeugt werden, höhere Priorität verleiht als sie MAC-Client-Daten verliehen wird, die sich in dem MAC-Client befinden und die darauf warten, gesendet zu werden, und die OAM-Paketdaten vor den MAC-Client-Daten zu der MAC-Einheit sendet, wobei der Steuer-Multiplexer (316 ) so konfiguriert ist, dass er bestimmt, ob OAM-Paketdaten durch die OAM-Steuereinheit (314 ) generiert werden, wobei der Steuer-Multiplexer (316 ) des Weiteren so konfiguriert ist, dass er bestimmt, ob in einer Warteschlange aktuell die MAC-Client-Daten vorhanden sind, die sich in dem MAC-Client befinden und die darauf warten, gesendet zu werden und wobei der Steuer-Multiplexer (316 ) des Weiteren so konfiguriert ist, dass er, wenn bestimmt wird, dass die MAC-Client-Daten in der Warteschlange nicht vorhanden sind, den Daten gemäß einer Reihenfolge, in der die Daten erzeugt wurden, Priorität zuweist. - Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Steuer-Multiplexer (
316 ) so konfiguriert ist, dass er MAC-Client-Daten und OAM-Paketdaten multiplext. - Computerprogrammerzeugnis, das ein computerlesbares Medium aufweist, das ein auf einem Prozessor ausführbares Computerprogramm enthält, wobei das Computerprogramm Befehle zum Implementieren der OAM-Teilschicht (
316 ) in der Vorrichtung nach Anspruch 3 umfasst, und der Steuer-Multiplexer (316 ) als Befehle des Computerprogramms implementiert wird, die die OAM-Paketdaten und die MAC-Client-Daten gemäß der Priorität multiplexen, wobei der Steuer-Multiplexer (316 ) als Befehle des Computerprogramms implementiert wird, die bestimmen, ob OAM-Paketdaten durch die OAM-Steuereinheit (314 ) erzeugt werden, und wobei der Steuer-Multiplexer (316 ) als Befehle des Computerprogrammsimplementiert wird, die bestimmen, ob in einer Warteschlange aktuell die MAC-Client-Daten vorhanden sind, die sich in dem MAC-Client befinden und die darauf warten, gesendet zu werden. - Computerprogrammerzeugnis nach Anspruch 5, wobei der Steuer-Multiplexer (
316 ) als Befehle des Computerprogramms implementiert wird, die MAC-Client-Daten und OAM-Paketdaten multiplexen.
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