-
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.
-
1 ist
ein Blockschaltbild, das einen physikalischen Netzwerkaufbau eines
allgemeinen passiven optischen Netzwerks darstellt. Das Netzwerk beinhaltet
ein Leitungsende OLT 100 und ein oder mehrere ONUs 110-1 bis 110-3,
die jeweils mit dem OLT 100 verbunden sind. Wenigstens
ein Endbenutzer (oder eine Netz werkvorrichtung) 120-1 bis 120-3 ist
mit jeweils einer der ONUs 110-1 bis 110-3 verbunden.
Daten 131-1 bis 133-1, die von den Endbenutzern 120-1 bis 120-3 gesendet
werden, werden dem OLT 100 über die ONUs 110-1 bis 110-3 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 ONUs 110-1 bis 110-3,
die Daten empfangen, die vom OLT 100 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.
-
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.
-
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.
-
2 ist
ein Blockschaltbild, das eine OAM-Teilschicht 310 zeigt,
die in IEEE802.3ah-EFM-Draft v.1.1 definiert ist. Die OAM-Teilschicht
besteht aus einer OAM-Steuereinheit 314, einem Steuer-Multiplexer 316 und
einem Steuer-Parser 318. MAC-Client-Daten, die von einer oberen
Schicht 300 zugeführt
werden, sowie OAM-PDUs, die in der OAM-Steuereinheit 314 erzeugt
werden, werden im Steuer-Multiplexer 316 für die Zustellung
zu einer MAC-Steuer-Teilschicht 320 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 in 3 gezeigt
ist, MAC-Client-Daten
darauf warten gesendet zu werden, können erzeugte OAM-PDUs nicht
unverzüglich
zur MAC-Steuerteilschicht 320 gesendet werden. Das heißt, wenn
OAM-PDUs später
erzeugt werden als die MAC-Client-Datenframes, die noch nicht zur MAC-Steuerteilschicht 320 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.
-
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 (siehe 3), 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 mit 3 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-Multiplexer 316 sendet eigentlich zuerst OAM-PDUs, auch
wenn sie später
erzeugt werden als die MAC-Client-Frames. Da, wie es in 4 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 auf 2 und 5 bestimmt
der Steuer-Multiplexer 316 der
OAM-Teilschicht in Schritt 402, ob die OAM-Steuereinheit 314 OAM-PDUs
erzeugt hat. Wurden OAM-PDUs erzeugt, stellt die OAM-Steuereinheit 314 diese
dem Steuer-Multiplexer 316 zu, der die OAM-PDUs zur MAC-Steuerteilschicht 320 sendet.
Somit kann der Steuer-Multiplexer 316 bestimmen, ob die
OAM-Steuereinheit 314 OAM-PDUs erzeugt hat. Wurden OAM-PDUs
erzeugt, prüft
der Steuer-Multiplexer 316 eine Sendewarteschlange auf
MAC-Client-Datenframes
in Schritt 404. Anschließend überwacht der Steuermultiplexer 316 in
Schritt 406, ob die Sendewarteschlange für die MAC-Client-Datenframes über MAC-Client-Daten
verfügt,
die der MAC-Steuerteilschicht 320 zugestellt werden sollen.
Wenn die Sendewarteschlange für
die MAC-Client-Datenframes über MAC-Client-Daten verfügt, die
der MAC-Steuerteilschicht 320 zugeführt werden sollen, weist der
Steuer-Multiplexer 316 den OAM-PDUs eine höhere Priorität als den
MAC-Client-Datenframes in Schritt 408 zu und schreitet
anschließend
zu Schritt 412 fort. Wenn jedoch bestimmt wird, dass es
keine MAC-Client-Daten gibt, die zu senden sind, weist der Steuer-Multiplexer 316 eine
Sendepriorität
gemäß der Reihenfolge
der Erzeugung in Schritt 410 zu.
-
Anschließend bestimmt
der Steuer-Multiplexer 316 in Schritt 412, ob
die Sendung zur MAC-Steuerteilschicht 320 begonnen wird.
Wird die Sendung zur MAC-Steuerteilschicht 320 initiiert,
multiplexiert der Steuer-Multiplexer 316 OAM-PDUs und MAC-Client-Datenframes
gemäß den zugeordneten Prioritäten und
sendet anschließend
die multiplexierten Daten zur MAC-Steuerteilschicht 320 in
Schritt 414.
-
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.