JP7183432B2 - 光処理モジュール、及び光処理装置 - Google Patents

Description

この出願は、光学ネットワーク技術、特に、光処理モジュール及び光処理装置に関する。

パッシブ光ネットワーク（passive optical network, PON）技術の発展に伴い、ファイバー・トゥ・ザ・ホーム（fiber to the home, FTTH）又はファイバー・トゥ・ザ・カーブ（fiber to the curb, FTTC）は、高帯域幅ホームアクセスのための世界的なメインストリーム技術になった。ＰＯＮアーキティクチャは、光回線終端（optical line termination, OLT）ＯＬＴ、光分配ネットワーク（optical distribution network, ODN）、及び光ネットワークユニット（optical network unit, ONU）を含む。１つのＯＬＴは、ＯＤＮを通じて複数のＯＮＵに接続されうるし、各ＯＮＵは、複数の端末デバイスに接続されうる。

ＯＬＴは、ＰＯＮのコアコンポーネントである。ＯＬＴは、上位レイヤでネットワーク側デバイス（例えば、スイッチ又はルータ）に接続され、下位レイヤで１つ以上のＯＤＮに接続される。１つのＯＬＴは、複数のＰＯＮインターフェースを提供しうる。従来のＯＬＴ（集中型ＯＬＴ及び分配型ＯＬＴを含む）は、プラグインフレーム構造を利用し、通常、回線カードと、集中型転送又は集中型スイッチングのために利用されるメイン制御ボード／ネットワークボードとを含む。しかし、ＯＬＴ解決策は、複雑でコストがかかる。他のＯＬＴは、小容量のシステムオンチップ（system on chip, SOC）を利用する。ＳＯＣは、通常、１つのチップを含むが、少数量のポート及び小さなトラフィックを有する。

既存のＯＬＴは、ユーザ要件を満たすことができないことが明らかであり、新たなタイプのＯＬＴが緊急に必要とされる。

この出願は、光処理装置をシンプルにし、コストを低減するための光処理モジュール及び光処理装置を提供する。

この出願の第１の側面によれば、処理ユニットを含む光処理モジュールが提供される。

光処理モジュールは、少なくとも１つの第１のインターフェースと、少なくとも１つの第２のインターフェースと、少なくとも１つの第３のインターフェースとをさらに含む。

第１のインターフェースは、上位レイヤデバイスと接続して通信するために利用され、第２のインターフェースは、ユーザ側デバイスと接続して通信するために利用され、第３のインターフェースは、他の光処理モジュールの第３のインターフェースと接続して通信するために利用される。

処理ユニットは、第１の制御命令に従って、少なくとも１つの第１のインターフェース及び少なくとも１つの第３のインターフェースから受信されるデータを処理するように構成される。第１の制御命令は、ダウンリンク方向における、少なくとも１つの第１のインターフェースに割り当てられた実データ帯域幅と、少なくとも１つの第３のインターフェースに割り当てられた実データ帯域幅とを示し、少なくとも１つの第１のインターフェースに割り当てられた実データ帯域幅と、少なくとも１つの第３のインターフェースに割り当てられた実データ帯域幅との和は、光処理モジュールの処理能力を超えない。

例示的実装において、処理ユニットが、第１の制御命令に従って、少なくとも１つの第１のインターフェース及び少なくとも１つの第３のインターフェースから受信されるデータを処理するように構成されることは、処理ユニットが、第１のインターフェース及び第３のインターフェースから受信されるデータの一部又は全部に関して、少なくとも、データ解析、カプセル化、及びスケジューリングを実行し、少なくとも１つの第２のインターフェースを通じて、処理されたデータをユーザ側デバイスに送信するように構成されること、を含む。

他の例示的実装において、処理ユニットが、第１の制御命令に従って、少なくとも１つの第１のインターフェース及び少なくとも１つの第３のインターフェースから受信されるデータを処理するように構成されることは、処理ユニットが、データを受信するために利用されるインターフェースとは異なる他の第３のインターフェースを通じて、第１のインターフェース及び第３のインターフェースから受信されるデータの一部又は全部を、他の光処理モジュールに送信するように構成されること、を含む。

例示的実装において、第１のインターフェース及び第３のインターフェースは、イーサネットインターフェースであり、第２のインターフェースは、パッシブ光ネットワークＰＯＮインターフェースである。

例示的実装において、処理ユニットは、第２の制御命令に従って、少なくとも１つの第２のインターフェース及び少なくとも１つの第３のインターフェースから受信されるデータを処理するようにさらに構成される。第２の制御命令は、アップリンク方向における、少なくとも１つの第２のインターフェースに割り当てられた実データ帯域幅と、少なくとも１つの第３のインターフェースに割り当てられた実データ帯域幅とを示し、少なくとも１つの第２のインターフェースに割り当てられた実データ帯域幅と、少なくとも１つの第３のインターフェースに割り当てられた実データ帯域幅との和は、光処理モジュールの処理能力を超えない。

例示的実装において、処理ユニットが、第２の制御命令に従って、少なくとも１つの第２のインターフェース及び少なくとも１つの第３のインターフェースから受信されるデータを処理するようにさらに構成されることは、処理ユニットが、第２のインターフェース及び第３のインターフェースから受信されるデータの一部又は全部に関して、少なくとも、データ解析、カプセル化、及びスケジューリングを実行し、少なくとも１つの第１のインターフェースを通じて、処理されたデータを上位レイヤデバイスに送信するように構成されること、を含む。

他の例示的実装において、処理ユニットが、第２の制御命令に従って、少なくとも１つの第２のインターフェース及び少なくとも１つの第３のインターフェースから受信されるデータを処理するようにさらに構成されることは、処理ユニットが、データを受信するために利用されるインターフェースとは異なる他の第３のインターフェースを通じて、第２のインターフェース及び第３のインターフェースから受信されるデータの一部又は全部を、他の光処理モジュールに送信するように構成されること、を含む。

この出願の第２の側面によれば、上述した例のいずれか１項に記載の複数の光処理モジュールを含む光処理装置が提供される。複数の光処理モジュールのうちの少なくとも２つの光処理モジュールは、それら各々の第３のインターフェースを通じて接続される。

光処理装置は、実データ帯域幅を、複数の光処理モジュール内の第１のインターフェース及び第３のインターフェースに割り当てるように構成された、少なくとも１つの帯域幅スケジューリングユニットをさらに含む。

例示的実装において、２つの光処理モジュールが切り離されるとき、２つの光処理モジュールは、互いに通信できない。

例示的実装において、各光処理モジュールは、２つの第１のインターフェースを含み、２つの第１のインターフェースは、アクティブ／スタンバイインターフェースである。

この出願は、光処理モジュール及び光処理装置を提供する。光処理装置は、少なくとも２つの光処理モジュールを含む。光処理モジュールは、処理ユニットを含み、少なくとも１つの第１のインターフェースと、少なくとも１つの第２のインターフェースと、少なくとも１つの第３のインターフェースとをさらに含む。第１のインターフェースは、上位レイヤデバイスと接続して通信するために利用され、第２のインターフェースは、ユーザ側デバイスと接続して通信するために利用され、第３のインターフェースは、他の光処理モジュールの第３のインターフェースと接続して通信するために利用され、処理ユニットは、第１の制御命令に従って、少なくとも１つの第１のインターフェース及び少なくとも１つの第３のインターフェースから受信されるデータを処理するように構成される。第１の制御命令は、ダウンリンク方向における、少なくとも１つの第１のインターフェースに割り当てられた実データ帯域幅と、少なくとも１つの第３のインターフェースに割り当てられた実データ帯域幅とを示す。複数の光処理モジュールは、高密度ボックス型デバイス又は中密度ボックス型デバイスを形成するためにインターコネクトされる。この解決策は、シンプルで、コスト効率がよい。

この出願の実施形態による、ＰＯＮのアーキティクチャの模式図である。 この出願の実施形態による、ＰＯＮの他のアーキティクチャの模式図である。 この出願の実施形態による、光処理モジュールのハードウェア構造の模式図である。 この出願の実施形態による、光処理モジュールの他のハードウェア構造の模式図である。 この出願の実施形態による、光処理モジュールのさらに他のハードウェア構造の模式図である。 この出願の実施形態による、光処理装置のハードウェア構造の模式図である。 この出願の実施形態による、光処理装置の他のハードウェア構造の模式図である。

現在のブロードバンドアクセス技術は、主に、カッパアクセス技術（例えば、様々なＤＳＬ技術）と、光アクセス技術とにカテゴライズされる。光アクセス技術を利用することによって実装されるアクセスネットワークは、光アクセスネットワーク（optical access network, OAN）と称される。

ＰＯＮは、光アクセスネットワークを実装するための技術であり、ＰＯＮは、ポイント・トゥ・マルチポイント送信のための光アクセス技術である。ＰＯＮのシステムアーキティクチャは、図１に示される。図１において、ＯＬＴは、ＯＡＮのためのネットワーク側インターフェースを提供するように構成される。ＯＬＴは、上位レイヤでネットワーク側デバイス（例えば、スイッチ又はルータ）に接続され、下位レイヤで１つ以上のＯＤＮに接続される。

ＯＤＮは、光パワー割り当てのために利用されるパッシブ光スプリッタと、パッシブ光スプリッタとＯＬＴとの間に接続されるフィーダファイバと、パッシブ光スプリッタとＯＮＵとの間に接続される分配ファイバとを含む。ダウンリンクデータ送信の間、ＯＤＮは、光スプリッタを通じて、ＯＬＴのダウンリンクデータを各ＯＮＵに送信する。同様に、アップリンクデータ送信の間、ＯＤＮは、ＯＮＵのアップリンクデータを集約し、集約されたアップリンクデータをＯＬＴに送信する。

ＯＮＵは、ＯＡＮのためのユーザ側インターフェースを提供し、ＯＤＮに接続される。ＯＮＵが、ユーザポート機能も提供する場合、例えば、ＯＮＵがイーサネット（Ethernet）ユーザポート又は単純従来型電話サービス（plain old telephone service, POTS）ユーザポートを提供する場合、ＯＮＵは、光ネットワーク終端（optical network termination, ONT）と称される。

図１に示すように、従来のＯＬＴは、通常、中央オフィス（central office, CO）に置かれ、ＣＯは、通常、ネットワーク側デバイスをさらに含む。図１に示したＰＯＮは、ＯＮＵ及びＯＮＴが、中央オフィスに近い都市などのエリアに配置されるシナリオに適用できる。

ブロードバンドサービスの流行に伴い、より多くのＯＮＵ及びＯＮＴが遠隔エリアに配置される。ＯＬＴデバイスは、中央オフィスから、村部又は市部などの遠隔エリアへと、徐々に下流に向かって配置される必要がある。図２は、ＰＯＮの他の可能な構造の図である。図２に示すように、ＯＬＴデバイスは、もはや中央オフィスに配置されなくてよいが、ＯＮＴ又はＯＮＵなどのデバイスのより近くに配置される。図２に示したＰＯＮは、より多くのＯＬＴを含んでよく、それによって、遠隔エリア内のより多くのユーザが、ブロードバンドサービスにアクセスできる。

この出願の理解を容易にするために、この出願内の様々な技術用語が最初に説明される。

（１）ＰＯＮインターフェース

ＰＯＮは、ポイント・トゥ・マルチポイント光アクセス技術である。ＰＯＮインターフェースは、ＰＯＮが利用される通信ネットワークでのデータ接続に利用されるポートである。ＰＯＮインターフェースに接続される伝送媒体は、光信号を受信又は送信するために利用される光ファイバである。

複数のタイプのＰＯＮ、例えば、非同期伝送モードＰＯＮ（ATM passive optical network, APON）、ブロードバンドＰＯＮ（broadband passive optical network, BPON）、イーサネットＰＯＮ（ethernet passive optical network, EPON）、ギガビットＰＯＮ（gigabit passive optical network, GPON）、及び１０ギガビット毎秒イーサネットＰＯＮ（10G ethernet passive optical network, 10G-EPON）があるため、複数のタイプのＰＯＮインターフェース、例えば、ＧＰＯＮインターフェース、ＥＰＯＮインターフェース、対称１０Ｇ－ＧＰＯＮインターフェース、非対称１０Ｇ－ＧＰＯＮインターフェース、１０Ｇ－ＥＰＯＮインターフェース、ＴＷＤＭ－ＰＯＮインターフェース、及び将来現れるより高い稼働レートを有する他のＰＯＮインターフェースもありうる。

異なるＰＯＮは、異なるプロトコルを利用してよく、信号フォーマットは、異なるＰＯＮ技術を利用することによって信号が送信されるとき、異なりうることが理解されうる。

この出願において、異なるタイプのＰＯＮインターフェースは、異なるプロトコルに対応し、ＰＯＮインターフェースによって識別され、それを通じて送信できる信号は、対応するプロトコルを利用することによってカプセル化された信号である。従って、デバイスが異なるタイプの２つのＰＯＮインターフェースを含む場合、プロトコル変換処理が、一方のＰＯＮインターフェースを通じて受信される信号上で実行される必要があり、他方のＰＯＮインターフェースに対応するプロトコルを利用することによって信号がカプセル化された後のみ、信号は、他方のＰＯＮインターフェースを通じて送信できる。

この出願において、ＰＯＮインターフェースのタイプは、ＰＯＮインターフェースによって利用される光アクセス技術のタイプを識別し、ＰＯＮインターフェースに対応するプロトコルも識別する。

ＰＯＮインターフェースは、ポイント・トゥ・マルチポイント方式での通信を実行することが理解されうる。例えば、図２に示すように、ＯＬＴは、ＰＯＮインターフェースを通じてユーザ側デバイスに接続され、１つのＰＯＮインターフェースを通じて、複数のＯＮＴに接続されうる。言い換えると、ダウンリンク方向で、ＯＬＴをユーザ側デバイスに接続する複数のＰＯＮインターフェースに対し、各ＰＯＮインターフェースは、複数のユーザ側デバイスに対応しうる。

（２）イーサネット

イーサネットは、最も広く適用されるローカルエリアネットワーク通信モードであり、プロトコルでもある。イーサネットインターフェース（ethernet interface）は、イーサネットプロトコルが利用されるネットワーク構造内でのデータ接続に利用されるポートである。イーサネットインターフェースは、イーサネットフレームなど、イーサネットプロトコルが利用される信号を受信又は送信するために利用されうる。

この出願で言及されるイーサネットインターフェースは、複数のタイプ、例えば、ＳＣファイバインターフェース、ＲＪ－４５インターフェース、ＦＤＤＩインターフェース、ＡＵＩインターフェース、ＢＮＣインターフェース、及びコンソールインターフェースの少なくとも１つを含みうる。イーサネットインターフェースに接続される伝送媒体は、同軸ケーブル、ツイストペア、光ファイバなどを含みうる。

イーサネットインターフェースは、ポイント・トゥ・ポイント方式での通信を実行する。例えば、図２に示すように、スイッチは、イーサネットインターフェースを通じて、ＯＬＴに接続される。複数のＯＬＴがあるとき、スイッチは、異なるイーサネットインターフェースを通じて、異なるＯＬＴに接続される必要がある。言い換えると、スイッチをＯＬＴに接続する複数のイーサネットインターフェースにおいて、各イーサネットインターフェースは、１つのＯＬＴのみに対応する。

図３は、この出願による、光処理モジュール１００のハードウェア構造の模式図である。図３に示すように、光処理モジュール１００は、処理ユニット１１と、第１のインターフェース１２と、第２のインターフェース１３と、第３のインターフェース１４とを含む。

図３は、光処理モジュールの単なる模式図であることが理解されうる。この出願の他の実施形態において、光処理モジュール１００は、より多くの第１のインターフェース１２、第２のインターフェース１３、及び第３のインターフェース１４をさらに含みうる。光処理モジュール１００に含まれる第１のインターフェース１２、第２のインターフェース１３、及び第３のインターフェース１４の数量は、この出願において限定されない。

第１のインターフェース１２は、上位レイヤデバイス（例えば、スイッチ又はルータ）に接続して通信するために光処理モジュール１００によって利用され、第２のインターフェース１３は、ユーザ側デバイス（例えば、ＯＤＮ又はＯＮＵ）に接続して通信するために光処理モジュール１００によって利用され、第３のインターフェース１４は、他の光処理モジュールの第３のインターフェースに接続して通信するために利用される。

処理ユニット１１は、第１の制御命令に従って、少なくとも１つの第１のインターフェース１２及び少なくとも１つの第３のインターフェース１４から受信されるデータを処理するように構成される。第１の制御命令は、ダウンリンク方向における、少なくとも１つの第１のインターフェース１２に割り当てられた実データ帯域幅と、少なくとも１つの第３のインターフェース１４に割り当てられた実データ帯域幅とを示す。

少なくとも１つの第１のインターフェース１２に割り当てられた実データ帯域幅と、少なくとも１つの第３のインターフェース１４に割り当てられた実データ帯域幅との和は、光処理モジュール１００の処理能力を超えない（つまり、それ以下である）。

この出願のこの実施形態において、光処理モジュールのインターフェースの帯域幅は、単位時間（通常は１秒）当たりにインターフェースを通過できるデータの量であり、通常、ｂｐｓ（bit per second）によって表され、つまり、１秒当たりに伝送できるデータの量である。例えば、第１のインターフェース１２の実伝送帯域幅は、５Ｍである（実際には５Ｍｂｐｓであり、ｂｐｓは通常省略される）。それは、第１のインターフェース１２を通じて１秒間に送信できるデータの量が５ＭＢであることを示す。

光処理モジュール１００の処理能力は、光処理モジュール１００によって単位時間当たりに処理できるデータパケットのサイズであってよい。例えば、光処理モジュールによって１秒間に送信できるデータの量は１００ＭＢであり、第１のインターフェース１２に割り当てられる実データ帯域幅は５０Ｍｂｐｓであり、第３のインターフェース１４に割り当てられる実データ帯域幅は３０Ｍｂｐｓである。

第１の制御命令は、光処理装置内の帯域幅スケジューリングユニットによって、光処理モジュール１００に送信されうる。光処理装置は、複数の光処理モジュールを含んでよく、光処理モジュールは、それら各々の第３のインターフェースを通じて互いに接続して通信する。帯域幅スケジューリングユニットは、実伝送帯域幅を、光処理装置内の各光処理モジュールに割り当てるように構成される。

処理ユニット１１は、特に、第１のインターフェース１２及び第３のインターフェース１４から受信されるデータの一部又は全部に関して、少なくとも、データ解析、カプセル化、及びスケジューリングを実行し、少なくとも１つの第２のインターフェース１３を通じて、処理されたデータをユーザ側デバイスに送信するように構成される。

代替的に、処理ユニット１１は、データを受信するために利用されたインターフェースとは異なる他の第３のインターフェースを通じて、第１のインターフェース１２及び第３のインターフェース１４から受信されるデータの一部又は全部を、他の光処理モジュールに送信する。

光処理モジュール１００が、１つの第３のインターフェース１４のみを有する場合、第１のインターフェース１２及び第３のインターフェース１４から受信されるダウンリンクデータは、第２のインターフェース１３を通じてのみユーザ側デバイスに送信できる。

光処理モジュールが、複数の第３のインターフェース１４を有する場合、第１のインターフェース１２及び第３のインターフェース１４から受信されるダウンリンクデータについて、ダウンリンクデータの一部は、第２のインターフェース１３を通じて、ユーザ側デバイスに送信されてよく、残りのダウンリンクデータは、データを受信するために利用されたインターフェースとは異なる他の第３のインターフェースを通じて、他の光処理モジュールに送信され、次いで、他の光処理モジュールによって、ユーザ側デバイスに送信される。

第１のインターフェース１２及び第３のインターフェース１４から受信されるダウンリンクデータについて、処理ユニット１１は、各インターフェースに割り当てられた実データ帯域幅と、各インターフェースのステータスとに基づいて、ダウンリンクデータが、第２のインターフェース１３又は第３のＰＯＮインターフェース１４のいずれを通じて送信されるかを決定する。

処理ユニット１１は、第２の制御命令に従って、少なくとも１つの第２のインターフェース１３及び少なくとも１つの第３のインターフェース１４から受信されるデータを処理するようにさらに構成される。第２の制御命令は、アップリンク方向における、少なくとも１つの第２のインターフェース１３に割り当てられた実データ帯域幅と、少なくとも１つの第３のインターフェース１４に割り当てられた実データ帯域幅とを示す。

少なくとも１つの第２のインターフェース１３に割り当てられた実データ帯域幅と、少なくとも１つの第３のインターフェース１４に割り当てられた実データ帯域幅との和は、光処理モジュールの処理能力を超えない。第２の制御命令は、光処理装置内の帯域幅スケジューリングユニットによって光処理モジュール１００に送信されうる。

例えば、処理ユニット１１は、第２のインターフェース１３及び第３のインターフェース１４から受信されるデータの一部又は全部に関して、少なくとも、データ解析、カプセル化、及びスケジューリングを実行し、少なくとも１つの第１のインターフェース１２を通じて、処理されたデータを上位レイヤデバイスに送信するように構成される。

代替的に、処理ユニット１１は、第２のインターフェース及び第３のインターフェースから受信されるデータの一部又は全部を、データを受信するために利用されたインターフェースとは異なる他の第３のインターフェースを通じて、他の光処理モジュールに送信する。

光処理モジュール１００が、１つの第３のインターフェース１４のみを有する場合、第２のインターフェース１３及び第３のインターフェース１４から受信されるアップリンクデータは、第１のインターフェース１２を通じてのみ、上位レイヤデバイスに送信できる。

光処理モジュールが、複数の第３のインターフェース１４を有する場合、第２のインターフェース１３及び第３のインターフェース１４から受信されるアップリンクデータについて、アップリンクデータの一部は、第１のインターフェース１２を通じて、ユーザ側デバイスに送信でき、残りのアップリンクデータは、データを受信するために利用されたインターフェースとは異なる他の第３のインターフェース１４を通じて、他の光処理モジュールに送信され、次いで、他の光処理モジュールによって、上位レイヤデバイスに送信される。

第１のインターフェース１２及び第３のＰＯＮインターフェース１４は、イーサネットインターフェースであり、第２のインターフェース１３は、ＰＯＮインターフェースである。イーサネットインターフェースは、上位レイヤデバイスと通信するときに、イーサネットＭＡＣレイヤプロトコルを処理する／イーサネット物理レイヤプロトコルを処理する機能を実装するために利用される。

ＰＯＮインターフェースは、以下のもの、即ち、ＧＰＯＮインターフェース、ＥＰＯＮインターフェース、対称１０Ｇ－ＧＰＯＮインターフェース、非対称１０Ｇ－ＧＰＯＮインターフェース、１０Ｇ－ＥＰＯＮインターフェース、ＴＷＤＭ－ＰＯＮインターフェース、又は将来現れるより高稼働レートを有するＰＯＮインターフェースのうちの少なくとも１つを含みうる。

第１のインターフェース１２及び第３のインターフェース１４のタイプが、第２のインターフェースのタイプとは異なるため、処理ユニット１１は、受信された光信号上でのプロトコル変換を実行するように構成され、それによって、処理された光信号は、送信インターフェースに適用できる。

以下では、２つの変換方式について説明する。

第１の方式では、プロトコル変換は、光信号上で直接的に実行される。任意選択の実施形態において、ダウンリンクデータ送信の間、処理ユニット１１は、第１のインターフェース１２に対応するプロトコルを利用することによって、第１のインターフェース１２から受信される第１の光信号を解析し、第２のインターフェース１３に対応するプロトコルを利用することによって、解析された第１の光信号をカプセル化して、第１の光信号上でのプロトコル変換を完了するように構成される。アップリンクデータ送信の間、処理ユニット１１は、第２のインターフェース１３に対応するプロトコルを利用することによって、第２のインターフェース１３から受信される第２の光信号を解析し、第１のインターフェース１２に対応するプロトコルを利用することによって、解析された第２の光信号をカプセル化して、第２の光信号上でのプロトコル変換を完了するように構成される。

第２の方式では、光信号が電気信号に変換された後、プロトコル変換は、電気信号上で実行される。任意選択の実施形態において、図４は、この出願による、光処理モジュールの他のハードウェア構造の模式図である。処理ユニット１１は、プロセッサ１１０と、光モジュール１１１と、第１のＰＯＮ ＭＡＣチップ１１２と、第２のＰＯＮ ＭＡＣチップ１１３とを含む。第１のＰＯＮ ＭＡＣチップ１１２は、第１のインターフェース１２に対応するプロトコルを利用し、第２のＰＯＮ ＭＡＣチップ１１３は、第２のインターフェース１３に対応するプロトコルを利用する。

データダウンリンク送信の間、プロセッサ１１０は、特に、光モジュール１１１に、第１のインターフェース１２から受信される第１の光信号を第１の電気信号に変換するように指示し、第１のＰＯＮ ＭＡＣチップ１１２に、第１の電気信号上でのプロトコルデフレーミングを実行するように指示し、第２のＰＯＮ ＭＡＣチップ１１３に、プロトコルデフレーミングを通じて取得された第１の電気信号上でのプロトコルフレーミングを実行するように指示し、第１の光信号上でのプロトコル変換を完了するために、モジュール１１１に、プロトコルフレーミングを通じて取得された第１の電気信号上での電気－光変換を実行して、処理された第１の光信号を取得するように指示するように構成される。

データアップリンク送信の間、プロセッサ１１０は、特に、光モジュール１１１に、第２のインターフェース１３から受信される第２の光信号を第２の電気信号に変換するように指示し、第２のＰＯＮ ＭＡＣチップ１１３に、第２の電気信号上でのプロトコルデフレーミングを実行するように指示し、第１のＰＯＮ ＭＡＣチップ１１２に、プロトコルデフレーミングを通じて取得された第２の電気信号上でのプロトコルフレーミングを実行するように指示し、第２の光信号上でのプロトコル変換を完了するために、光モジュール１１１に、プロトコルフレーミングを通じて取得された第２の電気信号上での電気－光変換を実行して、処理された第２の光信号を取得するように指示するように構成される。

図４を参照すると、処理ユニット１１は、メモリ１１４をさらに含む。メモリ１１４は、プロセッサ１１０に接続され、様々なソフトウェアプログラム及び／又は複数の命令のセットを格納するように構成される。特に、メモリ１１４は、高速ランダムアクセスメモリを含んでよく、不揮発性メモリ、例えば、１つ以上の磁気ディスクストレージデバイス、フラッシュメモリデバイス、又は他の不揮発性ソリッドステートストレージデバイスを含んでもよい。メモリ１１４は、（以下ではシステムと称される）オペレーティングシステム、例えば、ＡＮＤＲＯＩＤ、ｉＯＳ、ＷＩＮＤＯＷＳ、又はＬＩＮＵＸなどの組み込みオペレーティングシステムを格納しうる。メモリ１１４は、ネットワーク通信プログラムをさらに格納しうる。ネットワーク通信プログラムは、１つ以上の光回線終端、１つ以上のユーザ側デバイス、又は１つ以上のネットワーク側デバイスと通信するために利用されうる。

プロセッサ１１１は、コンピュータ可読命令を読み出して実行して、光処理モジュール１００を管理する機能を完備し、光処理モジュール１００によって受信されるパケットを解析し、制御し、又は処理するように構成されうる。特に、プロセッサ１１１は、メモリ１１４に格納されたプログラムを呼び出し、プログラムに含まれる命令を実行するように構成されうる。命令は、ＰＯＮ通信ネットワーク内の光処理モジュール１００の信号送信機能を実装するために利用されうる。

処理ユニット１１は、光処理モジュール１００への安定的な電力供給を提供するように構成された電力管理モジュール１１５をさらに含む。

この出願のこの実施形態において、光処理モジュールは、単一のＳＯＣを利用することによって実装されうる。図５は、この出願による、光処理モジュールのさらに他のハードウェア構造の模式図である。図５を参照すると、プロトコルの視点から、ＳＯＣは、ＳＯＣと上位レイヤデバイスとの間の通信サービスを処理するように構成された１つ以上のＰＯＮ ＭＡＣチップを含みうる。ＰＯＮ ＭＡＣチップは、ＰＯＮメディアアクセス制御（media access control, MAC）レイヤプロトコルを処理する機能を完備するように構成される。ＳＯＣは、転送機能を実装するように構成されたコンポーネント又はチップをさらに含んでよい。コンポーネント又はチップは、ローカルエリアネットワークスイッチング（LAN switching, LSW）及び転送、ネットワーク処理（network processing, NP）、トラフィック管理（traffic management, TM）などを実装するように構成されうる。ＳＯＣは、ＳＯＣと下位レイヤデバイスとの間の通信サービスを処理するように構成された１つ以上のＰＯＮ ＭＡＣチップをさらに含む。ＰＯＮ ＭＡＣチップは、ＰＯＮ ＭＡＣレイヤプロトコルを処理する機能を完備するように構成される。

光処理モジュール１００は、アップリンクボード、各ユニットの物理接続を提供するバックプレーン、クロック、ファン、ファン制御ユニットなどをさらに含んでよいことが理解されうる。詳細は本明細書において説明されない。

図３及び図４に示した光処理モジュール１００は、この出願の単なる実装であることに留意されるべきである。実際のアプリケーションの間、光処理モジュール１００は、代替的に、より多くの又はより少ないコンポーネントを含んでよい。このことは本明細書において限定されない。

上記の実施形態において、光処理モジュール１００は、第３のインターフェース１４を通じて、他の光処理モジュールに接続して通信する。複数のインターコネクトされた光処理モジュールは、光処理装置を構成する。光処理装置は、図３又は図４に示した少なくとも２つの光処理モジュールを含む。少なくとも２つの光処理モジュールは、第３のインターフェースを通じて互いに接続し、光処理装置は、ＯＬＴでありうる。

光処理装置は、複数の光処理モジュール内の第１のインターフェース及び第３のインターフェースに実データ帯域幅を割り当てるように構成された少なくとも１つの帯域幅スケジューリングユニットをさらに含む。

光処理装置内の各光処理モジュールは、光処理モジュールのインターフェースを通じて、データを上位レイヤデバイス又は端末側デバイスに送信してよく、又は、接続された他の光処理モジュールのインターフェースを通じて、データを上位レイヤデバイス又は端末側デバイスに送信してよい。

２つの光処理モジュールが切り離されるとき、２つの光処理モジュールは、互いに通信できない。各光処理モジュールは、光処理モジュールのインターフェースを通じてのみ、データを上位レイヤデバイス又は端末側デバイスに送信できる。

図６は、この出願による、光処理装置のハードウェア構造の模式図である。図６に示すように、光処理装置は、３つの光処理モジュール、即ち、光処理モジュール１００、光処理モジュール２００、及び光処理モジュール３００と、帯域幅スケジューリングユニット４００とを含む。光処理モジュール１００、光処理モジュール２００、及び光処理モジュール３００はそれぞれ、１つの第１のインターフェース、１つの第２のインターフェース、及び２つの第３のインターフェースを含む。

光処理モジュール１００、光処理モジュール２００、及び光処理モジュール３００は、第３のインターフェースを通じて互いに接続してフルメッシュ（full mesh）を形成する。いずれか２つの光処理モジュールは、独立した第３のインターフェースを通じて互いに接続する。

図６に示すように、光処理モジュール１００の第３のインターフェース１は、光処理モジュール３００の第３のインターフェース６に接続し、光処理モジュール１００の第３のインターフェース２は、光処理モジュール２００の第３のインターフェース３に接続し、光処理モジュール２００の第３のインターフェース４は、光処理モジュール３００の第３のインターフェース５に接続する。光処理モジュール１００は、第１のインターフェースＡ及び第２のインターフェースａをさらに含み、光処理モジュール２００は、第１のインターフェースＢ及び第２のインターフェースｂをさらに含み、光処理モジュール３００は、第１のインターフェースＣ及び第２のインターフェースｃをさらに含む。

この実施形態において、各光処理モジュールは、第３のインターフェースを通じて、他の２つの光処理モジュールと通信できる。帯域幅スケジューリングユニット４００は、複数の光処理モジュールの間の通信を制御する。帯域幅スケジューリングユニット４００は、独立したＣＰＵであってよく、又は光処理モジュール内の処理ユニットを再利用してよい。

帯域幅スケジューリングユニット４００は、光処理装置内の複数の光処理モジュールにおける第１のインターフェース及び第３のインターフェースに実データ帯域幅を割り当てうる。

帯域幅スケジューリングユニット４００は、各第１のインターフェースのインターコネクション帯域幅、異なるサービスタイプによって許容されるオーバーサブスクリプション比率、チップ及びポートトラフィックの統計（マイクロ秒（μｓ）レベルから秒レベルでの統計であってよい）などに基づいて、複数の光処理モジュール内の第３のインターフェースに割り当てられる実データ帯域幅を決定しうる。

帯域幅スケジューリングユニット４００は、光処理モジュールの処理能力及び第３のインターフェースに割り当てられた実データ帯域幅に基づいて、各光処理モジュールの第１のインターフェースに実データ帯域幅をさらに割り当てる。

任意選択で、帯域幅スケジューリングユニット４００は、代替的に、光処理モジュールの負荷ステータスに基づいて、各光処理モジュール内の第１のインターフェース及び第３のインターフェースに実データ帯域幅を割り当ててよい。例えば、光処理モジュール１００の現在の負荷が相対的に低いとき、帯域幅スケジューリングユニット４００は、より大きな帯域幅を、光処理モジュール１００の第１のインターフェース及び第３のインターフェースに割り当てる。光処理モジュール２００の現在の負荷が相対的に高いとき、帯域幅スケジューリングユニット４００は、光処理モジュール２００の第１のインターフェース及び第３のインターフェースの帯域幅を低減する。

帯域幅スケジューリングユニット４００は、光処理モジュールの負荷ステータスに基づいて、各光処理モジュール内の第１のインターフェース及び第３のインターフェースに実データ帯域幅を割り当て、それによって、光処理装置は、最適な性能を達成する。

この実施形態において、帯域幅スケジューリングユニット４００は、マイクロ秒（μｓ）レベルから秒レベルで、各インターフェースのトラフィックに関する統計を収集し、マイクロ秒（μｓ）レベルから秒レベルで、インターフェース上でのトラフィック制御を実行しうる。

光処理モジュール１００は、例として利用されている。光処理モジュール１００の処理能力は、１秒で処理できるデータパケットのサイズが２００ＭＢであり、第１のインターフェースＡに割り当てられる実データ帯域幅は１００Ｍｂｐｓであり、第３のインターフェース１に割り当てられる実データ帯域幅は３０Ｍｂｐｓであり、第３のインターフェース２に割り当てられる実データ帯域幅は５０Ｍｂｐｓであると仮定される。８０ＭＢのデータパケットが第１のインターフェースＡから受信されるとき、データパケットの５０ＭＢは、第２のインターフェースａを通じてユーザ側デバイスに送信されてよく、データパケットの残り３０ＭＢは、第３のインターフェース１及び／又は第３のインターフェース２を通じて、ユーザ側デバイスに送信されてよい。

具体的な実装において、光処理モジュール１００は、複数の実形態を有しうる。任意選択の実施形態において、光処理モジュール１００は、ボックス型デバイス又は統合型デバイスの形態で実装されうる。

図７は、この出願による、光処理装置の他のハードウェア構造の模式図である。図７に示すように、図６に示した光処理装置と比較し、この実施形態における光処理装置では、各光処理モジュールの第３のインターフェースは切り離されており、光処理モジュールは、互いに接続しない。

任意選択で、各光処理モジュールは、２つの第１のインターフェースを含み、２つの第１のＰＯＮインターフェースは、アクティブ／スタンバイインターフェースであってよい。

図７に示すように、光処理モジュール１００は、２つの第１のインターフェースＡ１及びＡ２を含み、光処理モジュール１００は、１つの第２のインターフェースａを含む。光処理モジュール２００は、２つの第１のインターフェースＢ１及びＢ２を含み、光処理モジュール２００は、１つの第２のインターフェースｂを含む。光処理モジュール３００は、２つの第１のインターフェースＣ１及びＣ２を含み、光処理モジュール３００は、１つの第２のインターフェースｃを含む。

この実施形態において、各光処理モジュールの第１のインターフェースの実データ帯域幅は、帯域幅スケジューリングユニットによって割り当てられる。

この出願において、図６及び図７に示した光処理装置は、ボックス型デバイス又は統合型デバイスの形態で実装されうる。光処理装置はＯＬＴであってよく、ＯＬＴ内の各光処理モジュールは、１つのＳＯＣを利用することによって実装されてよい。単一のＳＯＣを有する光処理モジュールと比較し、複数のＳＯＣを接続して拡張することによって得られる光処理装置は、より多くのポートを提供できる。高密度ボックス型デバイス又は中密度ボックス型デバイスが形成されるとき、この解決策はシンプルであり、コスト効率がよい。

Claims (13)

1. プロセッサと、少なくとも１つの第１のインターフェースと、少なくとも１つの第２のインターフェースと、少なくとも１つの第３のインターフェースとを含む光処理デバイスであって、
   前記第１のインターフェースは、上位レイヤデバイスと接続して通信するために利用され、前記第２のインターフェースは、ユーザ側デバイスと接続して通信するために利用され、前記第３のインターフェースは、他の光処理デバイスの第３のインターフェースと接続して通信するために利用され、
   前記プロセッサは、第１の制御命令に従って、前記少なくとも１つの第１のインターフェース及び前記少なくとも１つの第３のインターフェースから受信されるデータを処理するように構成され、前記第１の制御命令は、ダウンリンク方向における、前記少なくとも１つの第１のインターフェースに割り当てられた実データ帯域幅と、前記少なくとも１つの第３のインターフェースに割り当てられた実データ帯域幅とを示し、前記少なくとも１つの第１のインターフェースに割り当てられた前記実データ帯域幅と、前記少なくとも１つの第３のインターフェースに割り当てられた前記実データ帯域幅との和は、前記光処理デバイスの処理能力を超えず、
   前記光処理デバイスの前記処理能力は、単位時間当たりに前記光処理デバイスによって処理可能なデータパケットのサイズであり、前記プロセッサは、前記データを受信するために利用されたインターフェースとは異なる他の第３のインターフェースを通じて、前記第１のインターフェース及び前記第３のインターフェースから受信される前記データの一部又は全部を、他の光処理デバイスに送信するようにさらに構成される、
   光処理デバイス。
2. 前記プロセッサは、前記第１のインターフェース及び前記第３のインターフェースから受信される前記データの一部又は全部に関して、少なくとも、データ解析、カプセル化、及びスケジューリングを実行し、前記少なくとも１つの第２のインターフェースを通じて、処理されたデータを前記ユーザ側デバイスに送信するように構成される、
   請求項１に記載の光処理デバイス。
3. 前記第１のインターフェース及び前記第３のインターフェースは、イーサネットインターフェースであり、前記第２のインターフェースは、パッシブ光ネットワーク（ＰＯＮ）インターフェースである、
   請求項１又は２に記載の光処理デバイス。
4. 前記プロセッサは、第２の制御命令に従って、前記少なくとも１つの第２のインターフェース及び前記少なくとも１つの第３のインターフェースから受信されるデータを処理するようにさらに構成され、前記第２の制御命令は、アップリンク方向における、前記少なくとも１つの第２のインターフェースに割り当てられた実データ帯域幅と、前記少なくとも１つの第３のインターフェースに割り当てられた前記実データ帯域幅とを示し、前記少なくとも１つの第２のインターフェースに割り当てられた前記実データ帯域幅と、前記少なくとも１つの第３のインターフェースに割り当てられた前記実データ帯域幅との和は、前記光処理デバイスの前記処理能力を超えない、
   請求項１～３のいずれか１項に記載の光処理デバイス。
5. 前記プロセッサは、前記第２のインターフェース及び前記第３のインターフェースから受信される前記データの一部又は全部に関して、少なくとも、データ解析、カプセル化、及びスケジューリングを実行し、前記少なくとも１つの第１のインターフェースを通じて、処理されたデータを前記上位レイヤデバイスに送信するように構成される、
   請求項４に記載の光処理デバイス。
6. 前記プロセッサは、前記データを受信するために利用されたインターフェースとは異なる他の第３のインターフェースを通じて、前記第２のインターフェース及び前記第３のインターフェースから受信される前記データの一部又は全部を、他の光処理デバイスに送信するように構成される、
   請求項４に記載の光処理デバイス。
7. 請求項１～６のいずれか１項に記載の複数の光処理デバイスを含む光処理装置であって、前記複数の光処理デバイスのうちの少なくとも２つの光処理デバイスは、それら各々の第３のインターフェースを通じて接続され、
   前記光処理装置は、実データ帯域幅を、前記複数の光処理デバイス内の第１のインターフェース及び第３のインターフェースに割り当てるように構成された、少なくとも１つの帯域幅スケジューリングデバイスをさらに含む、
   光処理装置。
8. ２つの光処理デバイスが切り離されることが可能である、
   請求項７に記載の光処理装置。
9. 各光処理デバイスは、２つの第１のインターフェースを含み、前記２つの第１のインターフェースは、アクティブ／スタンバイインターフェースである、
   請求項７又は８に記載の光処理装置。
10. 光処理デバイスによるデータ処理方法であって、
    第１の制御命令に従って、前記光処理デバイスの少なくとも１つの第１のインターフェース及び少なくとも１つの第３のインターフェースから受信されるデータを処理するステップであって、前記第１のインターフェースは、上位レイヤデバイスと接続して通信するために利用され、前記第３のインターフェースは、他の光処理デバイスの第３のインターフェースと接続して通信するために利用される、ステップを含み、
    前記第１の制御命令は、ダウンリンク方法における、前記少なくとも１つの第１のインターフェースに割り当てられた実データ帯域幅と、前記少なくとも１つの第３のインターフェースに割り当てられた実データ帯域幅とを示し、前記少なくとも１つの第１のインターフェースに割り当てられた前記実データ帯域幅と、前記少なくとも１つの第３のインターフェースに割り当てられた前記実データ帯域幅との和は、前記光処理デバイスの処理能力を超えず、
    前記光処理デバイスの前記処理能力は、単位時間当たりに前記光処理デバイスによって処理可能なデータパケットのサイズであり、前記方法は、前記第１のインターフェース及び前記第３のインターフェースから受信された前記データの一部又は全部を、前記データを受信するために利用されたインターフェースとは異なる他の第３のインターフェースを通じて他の光処理デバイスに送信するステップをさらに含む、
    データ処理方法。
11. 前記第１の制御命令に従って、データを処理する前記ステップは、前記第１のインターフェース及び前記第３のインターフェースから受信された前記データの一部又は全部を解析し、カプセル化し、スケジューリングすることと、処理されたデータを、前記光処理デバイスの少なくとも１つの第２のインターフェースを通じてユーザ側デバイスに送信することと、をさらに含み、前記第２のインターフェースは、前記ユーザ側デバイスに接続して通信するために利用される、
    請求項１０に記載のデータ処理方法。
12. 前記方法は、
    第２の制御命令に従って、前記少なくとも１つの第２のインターフェース及び前記少なくとも１つの第３のインターフェースから受信されたデータを処理するステップであって、前記第２の制御命令は、アップリンク方法における、前記少なくとも１つの第２のインターフェースに割り当てられた実データ帯域幅と、前記少なくとも１つの第３のインターフェースに割り当てられた前記実データ帯域幅とを示し、前記少なくとも１つの第２のインターフェースに割り当てられた前記実データ帯域幅と、前記少なくとも１つの第３のインターフェースに割り当てられた前記実データ帯域幅との和は、前記光処理デバイスの前記処理能力を超えない、ステップをさらに含む、
    請求項１０又は１１に記載のデータ処理方法。
13. 第２の制御命令に従ってデータを処理する前記ステップは、
    前記第２のインターフェース及び前記第３のインターフェースから受信された前記データの一部又は全部を解析し、カプセル化し、スケジューリングすることと、処理されたデータを、前記少なくとも１つの第１のインターフェースを通じて、前記上位レイヤデバイスに送信することと、をさらに含む、
    請求項１２に記載のデータ処理方法。

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