TWI477095B - 一種可菊環連接的光網路單元 - Google Patents

Description

一種可菊環連接的光網路單元

本發明涉及光網路單元(ONU)。更具體地說，本發明涉及用於多住所單元(MDU)的ONU。

公共網路中從中心局到終端用戶位置的部分被稱為接入網路，或“最後英里(last mile)”。接入網路通過中心局將終端用戶連接到網際網路(即主幹網或核心網)。為了跟上網際網路流量的增加速度，網路運營商已經廣泛地通過在最後英里中更深入地部署光纖以減少銅線和同軸網路的長度，從而升級現有接入網路。

在競爭激烈的不同光纖網路技術中，無源光網路(PONs)是下一代接入網路最好的選擇之一。由於光纖的高帶寬，PONs可以同時容納寬頻聲音、資料和視頻服務。另外，PONs可以用現有協定建立，例如乙太網和ATM，這將為PONs和其他網路設備的相容性提供便利。

圖1示出了PON 100，PON 100包括一個中心局110、單個家庭單元(SFU)120和多住所單元(multi-dwelling unit，MDU)130(即包含至少兩個居住或商業單元的建築結構)。PON 100中的傳輸在光線路終端(OLT)與光網路單元(ONUs)之間通過跨越它們之間距離的光纖進行，其中OLT位於中心局110，ONUs位於SFU 120和MDU 130。位於中心局110的OLT將自己那端的PON 100與主幹網(未示出)連接，主幹網可以是屬於例如網際網路服務供應商(ISP)或本地交換運營商的外部網路。另外，位於SFU 120和MDU 130的ONUs還將它們那端的PON 100通過客戶前端設備(CPE)(也未示出)與家庭或商業網絡連接。這種網路結構實現了終端用戶裝置與SFU 120及MDU 130中的家庭或商業網絡的連接，從而能夠通過PON 100發送資料給主幹網並從主幹網接收資料。

PON 100中靠近中心局110的部分通常被稱為供給區域(feeder area)150。該區域包括一個或多個分別具有多條光纖的供給線纜。使用無源光纖分流器/合流器140將供給線纜的每條光纖分為多條分散式光纖，這些分散式光纖位於PON 100的第二部分中，這一部分通常被稱為分散式區域160。然後另外的無源光纖分流器/合流器140將分散式光纖進一步分為多條插入式光纖(drop fiber)，插入式光纖延伸到SFU 120和MDU 130。插入式光纖位於PON 100的第三和最後一部分中，這一部分通常被稱為插入式區域(drop area)170。

一般而言，位於中心局110的OLT通過PON 100的這三個部分向下游(downstream)發送的信號被無源光纖分流器/合流器140分流，並由位於SFU 120和MDU 130的ONUs接收。相反地，位於SFU 120和MDU 130的ONUs通過PON 100的這三個部分向上游(upstream)發送的信號被無源光纖分流器/合流器140合流，並由位於中心局110的OLT接收。為了避免上游方向中的衝突並公平地共用光纖通道的容量，位於中心局110的OLT以及位於SFU 120和MDU 130的ONUs實施一定形式的仲裁。

應當注意，PON 100僅僅示出了一種示例性光纖分佈拓撲(即樹狀拓撲)，而其他點對多點光纖分散式拓撲(如環狀和網狀拓撲)也是可行的。

在現有接入網路中，使用銅線和同軸電纜來部署分散式區域160和/或插入式區域170。通過將光纖線纜在接入網路中更深入地延伸，一直到達家居和建築，PON 100可以同時容納寬頻聲音、資料和視頻服務，這是這些現有接入網路不能支援的。一般而言，中心局110與SFU 120和MDU 130的終端用戶裝置之間的網路中唯一保留的部分(可能沒有光連接)位於這些位置的局域網中(即金屬區域(metallic area)180中)。然而，在這些短程銅線和/或同軸線佈線中，目前的局域網技術通常只能提供足夠的帶寬。

儘管PON 100提高了最後英里的性能，但在不增加其他供給和分散式線纜的情況下，不容易增加插入式區域170中的可用插入式光纖的數量，而增加其他線纜是很昂貴的。這是使用無源裝置(如無源光纖分流器/合流器140)的PON 100的無源特性直接導致的，其中無源裝置將光信號功率從一條光纖分流為多條光纖時不需要電能。典型地，中心局110的OLT的單條光纖受限地被分流為32條不同的插入式光纖(但是64、128及甚至更多的分支也是可行的)。因此，插入式光纖是相當有價值的商品。

對於SFU(如SFU 120)，一般無法避免運行專用插入式光纖連接到由單個終端用戶或終端用戶家庭使用的家用網路的邊界。但是，在包含至少兩個居住或商業單元的MDU(如MDU 130)中，需要在多個居住和/或商業單元以及它們各自的終端用戶間共用單條插入式光纖。

目前，用於MDU(如MDU 130)的ONU的實施例要麼提供高初始成本的可擴展方法(即允許數量不斷增長的終端用戶共用單條插入式光纖)，要麼提供相對低初始成本的不可擴展方法(即只允許固定數量的終端用戶共用單條插入式光纖)。另外，傳統的可擴展方法由於其結構的原因通常具有較高的相關維護成本。

因此，需要一種用於MDU的具有低初始成本(或第一埠成本)和低相關維護成本的可擴展ONU方法。

根據本發明的一個方面，提供一種可菊環連接的光網路單元(ONU)，包括：被配置為在終端用戶資料和無源光網路(PON)間提供介面的ONU邏輯，所述ONU邏輯包括用於通過PON發射終端用戶資料的ONU發射端輸出以及用於通過PON接收終端用戶資料的ONU接收端輸入；光收發器，被配置為將通過PON接收的光信號在PON接收端輸出轉換為電信號，並將在PON發射端輸入接收的電信號轉換為用於通過PON發射的光信號；以及複用器模組，所述複用器模組包括：被配置為根據發射端複用器控制信號將發射匯流排或ONU發射端輸出與PON發射端輸入連接的發射端複用器；被配置為根據接收端複用器控制信號將接收匯流排或PON接收端輸出與ONU接收端輸入連接的接收端複用器。

優選地，所述ONU邏輯還被配置為控制發射端複用器控制信號和接收端複用器控制信號。

優選地，所述ONU邏輯被配置為控制發射端複用器控制信號，使得發射端複用器在ONU邏輯正在通過PON發射終端用戶資料時將ONU發射端輸出與PON發射端輸入連接。

優選地，所述ONU邏輯被配置為控制發射端複用器控制信號，使得發射端複用器在ONU邏輯不正通過PON發射終端用戶資料時將發射匯流排與PON發射端輸入連接。

優選地，所述ONU邏輯被配置為控制接收端複用器控制信號，使得接收端複用器在正使用所述光收發器通過PON發射及接收光信號時將PON接收端輸出與ONU接收端輸入連接。

優選地，所述ONU邏輯被配置為控制接收端複用器控制信號，使得接收端複用器在沒有使用所述光收發器通過PON發射及接收光信號時將接收匯流排與ONU接收端輸入連接。

優選地，所述發射匯流排被配置為將來自第二可菊環連接的ONU的終端用戶資料通過所述發射端複用器提供給所述PON發射端輸入。

優選地，所述接收匯流排被配置為將第二可菊環連接的ONU通過所述PON接收的終端用戶資料通過所述接收端複用器提供給所述ONU接收端輸入。

優選地，所述接收端複用器的輸出還與第二可菊環連接的ONU連接。

優選地，所述發射端複用器的輸出還與第二可菊環連接的ONU連接。

優選地，所述複用器模組還包括解複用器，所述解複用器被配置為根據所述接收端複用器控制信號將所述發射端複用器的輸出與所述PON發射端輸入或第二可菊環連接的ONU連接。

根據本發明的另一方面，提供一種可菊環連接的光網路單元(ONU)，包括：被配置為在終端用戶資料和無源光網路(PON)間提供介面的ONU邏輯，所述ONU邏輯包括用於通過PON發射終端用戶資料的ONU發射端輸出以及用於通過PON接收終端用戶資料的ONU接收端輸入；以及複用器模組，所述複用器模組包括：被配置為根據發射端複用器控制信號將發射匯流排或ONU發射端輸出與光收發器的PON發射端輸入連接的發射端複用器，其中所述光收發器被配置為將在PON發射端輸入接收的電信號轉換為用於通過PON發射的光信號；被配置為根據接收端複用器控制信號將接收匯流排或所述光收發器的PON接收端輸出與ONU接收端輸入連接的接收端複用器，所述光收發器被配置為將通過PON接收的光信號在PON接收端輸出轉換為電信號。

優選地，所述ONU邏輯還被配置為控制發射端複用器控制信號和接收端複用器控制信號。

優選地，所述ONU邏輯被配置為控制發射端複用器控制信號，使得發射端複用器在ONU邏輯正在通過PON發射終端用戶資料時將ONU發射端輸出與PON發射端輸入連接。

優選地，所述ONU邏輯被配置為控制發射端複用器控制信號，使得發射端複用器在ONU邏輯不正通過PON發射終端用戶資料時將發射匯流排與PON發射端輸入連接。

優選地，所述ONU邏輯被配置為控制接收端複用器控制信號，使得接收端複用器在正使用所述光收發器通過PON發射及接收光信號時將PON接收端輸出與ONU接收端輸入連接。

優選地，所述ONU邏輯被配置為控制接收端複用器控制信號，使得接收端複用器在沒有使用所述光收發器通過PON發射及接收光信號時將接收匯流排與ONU接收端輸入連接。

優選地，所述發射匯流排被配置為將來自第二可菊環連接的ONU的終端用戶資料通過所述發射端複用器提供給所述PON發射端輸入。

優選地，所述接收匯流排被配置為將第二可菊環連接的ONU通過所述PON接收的終端用戶資料通過所述接收端複用器提供給所述ONU接收端輸入。

優選地，所述接收端複用器的輸出還與第二可菊環連接的ONU連接。

優選地，所述發射端複用器的輸出還與第二可菊環連接的ONU連接。

優選地，所述複用器模組還包括解複用器，所述解複用器被配置為根據所述接收端複用器控制信號將所述發射端複用器的輸出與所述PON發射端輸入或第二可菊環連接的ONU連接。

在下面的描述中，給出各種具體細節是為了提供對本發明的深入理解。但是顯然，對本領域技術人員來說，本發明，包括結構、系統和方法，可以在不具備這些具體細節的情況下實現。此處的描述和表徵是本領域技術人員為了向本領域其他人員最有效地傳達他們的工作內容而常常使用的手段。對於其他情形，本文沒有具體描述已知的方法、步驟、元件和電路，以避免不必要地模糊本發明的特點。

說明書中的標記“一個實施例”、“一實施例”、“一示例性實施例”等表示所描述的實施例包括特定特徵、結構或性質，但不是每個實施例都必須包括該特定特徵、結構或性質。另外，這些詞語不必指代同一實施例。此外，當特定特徵、結構或性質是參考一個實施例進行描述的時，認為本領域技術人員能夠將該特徵、結構或性質用到其他無論本文是否特別描述過的實施例中。

1.　用於MDU的傳統ONU

圖2示出了基於傳統機箱的MDU ONU 200，它包括背板(或中央卡)210以及一個或多個插入背板210的通信槽中的服務卡(或線程卡)220。背板210包括PON介面和ONU邏輯(未示出)，ONU邏輯接收並轉換通過插入式光纖230在PON上向下游發送的光信號，將其轉換為分發給服務卡220的電信號。另外，包含在背板210上的PON介面和ONU邏輯接收並轉換來自服務卡220的電信號，將其轉換為通過插入式光纖230向上游發送的光信號。

服務卡220用於將從背板210上的ONU邏輯接收的電信號格式化為一個或多個通信或網路標準(如DSL、乙太網、TDM等)，以便最終分發給終端用戶及它們各自的與網路介面240相連的裝置。另外，服務卡220用於將從終端用戶及其與網路介面240相連的相關裝置接收的電信號格式化為背板210上的ONU邏輯所接受的適當格式，使得包含在這些信號中的資料可以被通過插入式光纖230向上游發送。

通常，基於機箱的MDU ONU 200提供可擴展方法(即允許數量不斷增長的終端用戶或居住單元共用單條插入式光纖230)。這可以通過允許在背板210上增加其他服務卡直至達到其容量來實現。但是，基於機箱的MDU ONU 200承受巨大的初始成本(或第一埠成本)，因為需要這樣設計背板210，即使當任意給定時間點MDU中的終端用戶或佔用的居住單元的數量不需要全部容量時，背板210也要預先處理系統的最大潛在容量(如需要被支援的服務卡220全數量)。

而且，基於機箱的MDU ONU 200由於其結構的原因具有較高相關維護成本。MDU ONU 200的結構通常需要培訓過的服務人員出去到MDU ONU200所在位置(例如MDU的地下室中或MDU邊界附近(如路邊))替換和/或增加背板210上的服務卡220。

再來看圖3，圖3示出了另一傳統的MDU ONU。具體來說，圖3示出了傳統披薩盒MDU ONU 300，它包括ONU邏輯(未示出)，ONU邏輯用於將終端用戶裝置通過固定數量的用戶網路介面310連接到插入式光纖320，插入式光纖320是PON網路的一部分。MDU ONU 300按照與以上參考圖2描述的大致相同的方式來執行這種連接功能。

傳統披薩盒MDU ONU 300的結構的優點是它具有較低的初始成本和維護成本。它不採用具有大量擴展槽(用於耦合服務卡)以支援增長的終端用戶基數的背板。儘管這減小了傳統披薩盒MDU ONU 300的總成本和維護成本，但是它不允許傳統披薩盒MDU ONU 300與擴大數量的終端用戶共用插入式光纖320。或者說，傳統披薩盒MDU ONU 300提供不可擴展方法(即僅僅允許少量固定數量的終端用戶或居住單元共用插入式光纖320)。

下面將要描述的本發明的實施例都是用於MDU的可擴展ONU結構，並具有低初始成本(或第一埠成本)和低維護成本。或者說，本發明的實施例將圖2所示基於機箱的MDU ONU 200的可擴展性優點與圖3所示披薩盒MDU ONU 300的低初始成本(或第一埠成本)及低維護成本的優點相結合。

2.　用於MDU的可菊環連接的ONU

圖4A是根據本發明實施例的可菊環連接的ONU 400的框圖。可菊環連接的ONU 400被配置為在PON介面405終止PON，並為MDU中的終端用戶提供綜合(converged)介面410，使得終端用戶可以通過PON發送和接收資料。在一個實施例中，綜合介面410提供一個或多個介面(如xDSL、同軸電纜和乙太網)，這些介面通過網路端設備(未示出)與終端用戶相連。網路端設備為終端用戶提供單獨的本地服務介面。在另一個實施例中，綜合介面410提供一個或多個介面(如xDSL、同軸電纜和乙太網)，這些介面直接與終端用戶相連。可以將可菊環連接的ONU 400置於披薩盒類型的外殼中以便在場地中使用。

如圖4A所示，可菊環連接的ONU 400包括光收發器415、複用器(mux)模組420和ONU邏輯425。光收發器415被配置為通過單條插入式光纖(未示出)將光信號發送給與PON介面405相連的PON以及從該PON接收光信號。在一個實施例中，光收發器415被配置為通過與PON介面405相連的插入式光纖同時發射和接收光信號。將光收發器415接收的光信號轉換為電信號並通過mux模組420繼續傳遞給ONU邏輯425以便分發給終端用戶。另外，光收發器415通過PON發射的光信號來自通過mux模組420從ONU邏輯425接收的電信號。

接收下游發射流後，ONU邏輯425被配置為從光收發器415傳遞給它的電信號中提取資料幀，其中光收發器415是針對與它的綜合介面410相連的終端用戶設計的。ONU邏輯425可以根據與位於中心局的OLT通過PON發送的每個資料幀一起發射的邏輯鏈路標識(LLID)來執行該提取。例如，ONU邏輯425可以被分配一個LLID，該LLID用於標識適用於該ONU邏輯425的資料以及與綜合介面410相連的終端用戶。ONU邏輯425可以接收並緩存OLT通過PON向下游發送的攜帶有它所分配的LLID的資料幀，而忽略攜帶的LLID與它自己的不相符的資料幀。然後ONU邏輯425將緩存的資料幀繼續傳遞給與綜合介面410相連的合適的終端用戶。

在上游方向中，PON的通道容量由多個ONU共用。因此，對來自與PON相連的每個ONU的上游發射流進行仲裁以避免衝突。通過給每個ONU分配發射時窗(又稱為授權)可以實現這種仲裁。在這種方法中，ONU推遲發射直至其授權到達。可以使用多點控制協定(MPCP)來分配發射時隙給ONU。MPCP可以使用例如REPORT控制資訊(ONU發送的用於通知OLT其上游佇列狀態的上游資訊)和GATE控制信號(OLT發送的用於授權帶寬給ONU的下游資訊)來請求和分配PON上的發射時機。

在一個實施例中，ONU邏輯425被配置為發射REPORT控制資訊給OLT，該資訊包括它的LLID和關於它的上游佇列的資訊(如目前存儲在其中的終端用戶資料的量)。ONU邏輯425還被配置為根據從OLT接收的GRANT控制信號所授權的發射時機來發射存儲在其上游佇列中的終端用戶資料。

應當注意，在至少一個實施例中，ONU邏輯425被分配並保持多個LLID(如8-16個LLID)，且這些LLID可以與其直接相關和/或與其連接的終端用戶相關。

Mux模組420位於光收發器415和ONU邏輯425之間，並被配置為按照上述方式在這兩個裝置間傳遞資料。另外，mux模組420還被配置為允許光收發器415被一個或多個其他的可菊環連接的ONU(未示出)共用。通過允許一個或多個其他的可菊環連接的ONU共用並使用光收發器415，以便通過單條插入式光纖在與PON介面405相連的PON上發射和接收資料，可以在比ONU邏輯425自己能夠支援的多得多的終端用戶間共用該單條插入式光纖。從而提供了可擴展性。

除了允許一個或多個其他的可菊環連接的ONU共用光收發器415，mux模組420還可以被配置為允許ONU邏輯425共用包含一個或多個其他的可菊環連接的ONU中的光收發器。mux模組420的這些和其他特徵將參考圖4B進行進一步描述。

在圖4B中，示出了根據本發明實施例的可菊環連接的ONU 400結構中的mux模組420的一個具體實施例。如圖4B所示，mux模組420包括發射端複用器(mux)430和接收端複用器(mux)435。

發射端mux 430包括兩個輸入，其中一個與發射匯流排輸入440相連，另一個與ONU發射端輸出445相連。發射匯流排輸入440與其它的可菊環連接的ONU(未示出)相連，且被配置為從其他的可菊環連接的ONU以及可能在它下面進一步菊環連接的其他ONU接收並提供資料，這些資料將通過光收發器415在PON上發射。ONU發射端輸出445提供來自ONU邏輯425的將要通過PON向上游發射的資料。

在工作過程中，發射端mux 430被配置為將這兩個輸入中的一個與其輸出相連，其輸出與光收發器415的PON發射端輸入450相連。光收發器415將PON發射端輸入450接收的資料轉換為光信號，並通過與PON介面405相連的PON發射。

每個為光學收發器415提供資料的可菊環連接的ONU都具有ONU邏輯，這些ONU邏輯分別根據與ONU邏輯425相同(或非常相似)的多點控制協議(MPCP)運行。因此，由於這種MPCP利用仲裁機制(如上述GRANT/REQUEST機制)避免了ONU間的上游發射衝突，在任意給定時間只有一個可菊環連接的ONU可以進行發射(假設它們都通過相同的波長發射)。

鑒於此，若ONU邏輯425正在根據從OLT接收的GRANT資訊發射資料，其他ONU則不能進行發射，且ONU邏輯425通過發射端mux控制信號455控制發射端mux 430將其發射端輸出445與PON發射端輸入450連接。在其他時候，當ONU邏輯425沒有進行發射時，ONU邏輯425可以變為被動(go passive)，並通過發射端mux控制信號455控制發射端mux將發射匯流排輸入440與PON發射端輸入450相連。這樣可以使連接到發射匯流排輸入440的其他可菊環連接的ONU(以及可能在連接在它下面的其他任意可菊環連接的ONU)得到通過PON發射資料的機會。

發射端mux 430的輸出還可以通過發射匯流排輸出460與另一個可菊環連接的ONU的發射匯流排輸入相連。這樣，ONU邏輯425(以及可能菊環連接在它下面的那些ONU)可以使用屬於另一個可菊環連接的ONU的光收發器來通過PON發射資料。

現在轉向接收端mux 435，該mux包括兩個輸入，其中一個與接收匯流排輸入465相連，另一個與PON接收端輸出470相連。PON接收端輸出470提供通過連接到PON介面405的PON接收的資料的電信號。接收匯流排輸入465與其它的可菊環連接的ONU(未示出)相連，且被配置為向可菊環連接的ONU 400提供資料，這些資料是其他的可菊環連接的ONU的光收發器通過PON接收的(或來自菊環連接在它下面的ONU的光收發器)。

在工作過程中，接收端mux 435被配置為將這兩個輸入中的一個與其輸出相連，其輸出與ONU接收端輸入475和接收匯流排輸出480相連。接收匯流排輸出480與其他可菊環連接的ONU(未示出)相連，並被配置為繼續向其他可菊環連接的ONU的ONU邏輯傳遞資料，這些資料是光收發器415通過PON接收的，或是通過接收端輸入465接收的。

若正在使用光收發器415通過PON接收資料，那麼ONU邏輯425通過接收端mux控制信號485控制接收端mux 435將PON接收端輸出470與ONU接收端輸入475及接收匯流排輸出480連接。但是，若沒有使用光收發器415通過PON接收資料，而是使用連接到接收匯流排輸入465的其他可菊環連接的ONU(未示出)中的某個其他光收發器來通過PON接收資料，那麼ONU邏輯425通過接收端mux控制信號485控制接收端mux 435將介紹匯流排輸入465與ONU接收端輸入475及接收匯流排輸出480連接。

圖5示出了根據本發明實施例的多個圖4B所示DMU ONU(即MDU ONU 400)以菊環方式連接在一起。具體地，圖5示出了N個圖4B所示MDU ONU以菊環方式連接在一起，其中N是一個整數。為了說明的簡潔，省略了中間的參考標號。

如圖5所示的配置，可菊環連接的ONU 400-1是組群中唯一一個包含光收發器的可菊環連接的ONU。其他可菊環連接的ONU 400-2-N都共用連接到可菊環連接的ONU 400-1的光收發器的單條插入式光纖(未示出)，以便通過PON發送和接收資料。因此，可菊環連接的ONU 400-1的接收端mux將可菊環連接的ONU 400-1的光收發器通過PON接收的資料連接到其輸出，從而將所接收的資料傳遞給可菊環連接的ONU 400-1的ONU邏輯以及圖示的可菊環連接的ONU 400-2-N。為了將通過PON接收的資料傳遞給它們各自的ONU邏輯模組，可菊環連接的ONU 400-2-N的接收端mux被配置為選擇與可菊環連接的ONU 400-1的接收端mux相反的輸入，如進一步所示的。

可菊環連接的ONU 400-1-N的每個發射端mux在ONU邏輯正在發射資料時將各自可菊環連接的ONU中的ONU邏輯的發射端輸出與它的mux輸出連接。由於每個可菊環連接的ONU分別根據相同(或非常相似)的多點控制協議(MPCP)運行，因此在任意給定時間，可菊環連接的ONU 400-1-N中只有一個可以進行發射(假設它們都通過相同的波長發射)。在圖5所示例子中，可菊環連接的ONU 400-1正在發射，且因此，它的發射端mux受控將它的ONU邏輯的發射端輸出與它的mux輸出連接。屬於可菊環連接的ONU 400-2-N的所有其他的發射端mux都處於被動模式。但是，若可菊環連接的ONU 400-2的ONU邏輯正在發射，它的發射端mux受控將它的ONU邏輯的發射端輸出與它的mux輸出連接，而屬於剩下的可菊環連接的ONU的所有其他發射端mux都處於被動模式。

應當注意，可菊環連接的ONU 400-1-N間的菊環連接可以由電氣和/或光學線纜製成。另外，還應注意，可菊環連接的ONU 400-1-N中的每一個可以包含在機架式盒子(如披薩盒類容器)中，並可以例如在支架中相互置頂堆疊，或位於MDU中的分離的樓層上。最後，還應注意，其他可菊環連接的ONU可以菊環連接在可菊環連接的ONU 400-N的底部所示的i/o以下，從而提供可擴展性。

3.具有附加故障保護的菊環連接的ONU

圖6A示出了根據本發明實施例的多個圖4B所示MDU ONU(即MDU ONU400)以菊環方式連接在一起並具有附加故障保護的示意圖。圖6A具體示出了與圖5所示相同的可菊環連接的MDU ONU，除了如圖所示在可菊環連接的ONU 400-N中增加了第二光收發器，以及增加了用於連接可菊環連接的ONU 400-N的菊環i/o與可菊環連接的ONU 400-1的菊環i/o的菊環連接線纜。

通常，如圖6A所示的MDU ONU可以按照與以上圖5所述相同的方式運行，僅僅使用可菊環連接的ONU 400-1中的光收發器來通過與其相連的插入式光纖在PON上發射和接收資料。但是，當可菊環連接的400-1中的光收發器發生故障且不能通過PON發射和/或接收資料時，可菊環連接的ONU 400-1-N可以切換到可菊環連接的ONU 400-N中的光收發器，並使用它來通過PON發射和接收資料。這種故障情景如圖6B所示。

在使用如圖6B所示的附加光收發器時，可菊環連接的ONU 400-1-N的運行的主要區別是對它們的接收端mux的控制。現在，可菊環連接的ONU 400-N的接收端mux將可菊環連接的ONU 400-N的光收發器通過PON接收的資料連接到其輸出，從而將所接收的資料傳遞給如圖所示的所有其他可菊環連接的ONU的ONU邏輯。為了將通過PON接收的資料傳遞給它們各自的ONU邏輯模組(以及連接在它下面的其他可菊環連接的ONU)，所有其他可菊環連接的ONU的接收端mux被配置為選擇與可菊環連接的ONU 400-N的接收端mux相反的輸入，如圖6B進一步所示的。

應當注意，第二光收發器可以位於圖6B所示的任意一個可菊環連接的ONU中，而並不限於位於如圖所示的可菊環連接的ONU 400-N中。

4.具有附加負載平衡邏輯的用於MDU的可菊環連接的ONU

圖7是根據本發明實施例的可菊環連接的MDU ONU 700以及包含在其中的具有附加的負載平衡邏輯的MUX模組720的進一步實施細節的框圖。具體地，MDU ONU 700包含與圖4B所示MDU ONU 400相似的結構。這兩種MDU ONU之間唯一的區別是MDU ONU 700在mux模組720中包括解複用器710，它可以允許兩個或多個可菊環連接的MDU ONU同時通過兩個不同的光收發器發射資料。

在工作過程中，解複用器710被配置為獲取發射端mux 430的輸出，並且在任意給定時間點根據控制信號(例如與控制接收端mux 435相同的控制信號485)將其與它的兩個輸出其中之一相連。因此，若ONU邏輯425正在使用光收發器415，那麼解複用器710受控將發射端mux 430的輸出與PON發射端輸入450相連，而發射匯流排輸出460斷開。但是，若ONU邏輯425沒有使用光收發器415，那麼解複用器710受控將發射端mux 430的輸出與發射輸出460相連，而PON發射端輸入450斷開。

圖8是根據本發明實施例的多個圖7所示MDU ONU以菊環方式連接在一起且正在使用附加的負載平衡邏輯的示意圖。具體地，圖8示出了N個圖7所示MDU ONU以菊環方式連接在一起，其中N為整數。

如圖8所示，正在使用兩個光收發器-一個在可菊環連接的ONU 700-1中，另一個在可菊環連接的ONU 700-N中一同時通過PON發射和接收資料。插入式光纖(未示出)分別與每個光收發器相連。由於同時使用兩個光收發器，MDU ONU 700-1-N通過PON發送和接收的資料可以在這兩個光收發器間分佈。如圖8所示，可菊環連接的ONU 700-1中的光收發器正被它的ONU邏輯用來通過PON發送和接收資料，同樣還被可菊環連接的ONU 700-2(以及可能在可菊環連接的ONU 700-2以下菊環連接的其他可菊環連接的ONU)使用。可菊環連接的ONU 700-N的光收發器可以被它的ONU邏輯用來通過PON發送和接收資料。

同樣應該注意，光收發器在圖7中的可菊環連接的ONU中的位置還可以位於其他可菊環連接的ONU中，而不受限於圖示實施例。

5.具有附加多向邏輯的用於MDU的可菊環連接的ONU

圖9是根據本發明實施例的可菊環連接的MDU ONU 900以及包含在其中的具有附加的雙向通信功能的MUX模組920的進一步實施細節的框圖。具體地，MDU ONU 900包括與圖4B所示MDU ONU 400相似的結構。這兩種MDU ONU之間唯一的區別是發射端mux 430和接收端mux 435都具有一個附加輸入，以便提供以下將要詳細描述的雙向通信功能。

在圖4B所示MDU ONU 400中，mux模組420能夠直接從連接到它的頂部i/o(即連接到i/o 460和465)的MDU ONU接收通過PON接收的資料。Mux模組420不能直接從連接到它的底部i/o(即連接到i/o 440和480)的MDU ONU接收通過PON接收的資料。在MDU ONU 900中，mux模組920能夠直接從連接到它的頂部i/o以及連接到它的底部i/o的MDU ONU接收通過PON接收的資料。更具體地說，mux模組920可以直接通過接收匯流排輸入(D-1)465從連接到它的頂部i/o的MDU ONU接收通過PON接收的資料，並可以直接通過接收匯流排輸入(D-2)940從連接到它的底部i/o的MDU ONU接收通過PON接收的資料，其中D-1和D-2的接收方向不同。

此外，在圖4B所示的MDU ONU 400中，mux模組420能夠直接發射通過PON接收的資料給連接到它的底部i/o(即連接到i/o 460和465)的MDU ONU。Mux模組420不能直接發射通過PON接收的資料給連接到它的頂部i/o(即連接到i/o 440和580)的MDU ONU。在MDU ONU 900中，mux模組920能夠直接發射通過PON接收的資料給連接到它的頂部i/o以及連接到它的底部i/o的MDU ONU。更具體地說，mux模組920可以通過接收匯流排輸出(D-2)930將通過PON接收的資料直接發射給連接到它的頂部i/o的MDU ONU，並可以通過接收匯流排輸出(D-1)480將通過PON接收的資料直接發射給連接到它的底部i/o的MDU ONU，其中D-1和D-2的發射方向不同。

在如圖4B所示的MDU ONU 400中，mux模組420能夠直接發射用於最終通過PON發射的資料給連接到它的頂部i/o(即連接到i/o 460和465)的MDU ONU。Mux模組420不能直接發射用於最終通過PON發射的資料給連接到它的底部i/o(即連接到i/o 440和580)的MDU ONU。在MDU ONU 900中，mux模組920能夠直接發射用於最終通過PON發射的資料給連接到它的頂部i/o以及連接到它的底部i/o的MDU ONU。更具體地說，mux模組920可以通過發射匯流排輸入(D-1)460將用於最終通過PON發射的資料直接發射給連接到它的頂部i/o的MDU ONU，並可以通過發射匯流排輸出(D-2)960將用於最終通過PON發射的資料直接發射給連接到它的底部i/o的MDU ONU，其中D-1和D-2的發射方向不同。

此外，在圖4B所示MDU ONU 400中，mux模組420能夠直接從連接到它的頂部i/o(即連接到i/o 460和465)的MDU ONU接收用於最終通過PON發射的資料。Mux模組420不能直接從連接到它的底部i/o(即連接到i/o 440和580)的MDU ONU接收用於最終通過PON發射的資料。在MDU ONU 900中，mux模組920能夠直接從連接到它的頂部i/o以及連接到它的底部i/o的MDU ONU接收用於最終通過PON發射的資料。更具體地說，mux模組920可以直接通過發射匯流排輸入(D-2)950從連接到它的頂部i/o的MDU ONU接收用於最終通過PON發射的資料，並可以直接通過發射匯流排輸入(D-1)440從連接到它的底部i/o的MDU ONU接收用於最終通過PON發射的資料，其中D-1和D-2的發射方向不同。

圖10是根據本發明實施例的可菊環連接的MDU ONU 1000以及包含在其中的具有附加的雙向通信功能的MUX模組1020的進一步實施細節的另一框圖。具體地，MDU ONU 1000包括與圖9所示MDU ONU 900相似的結構。這兩種MDU ONU之間唯一的區別是MDU ONU 1000在MUX模組1020中具有兩個附加的定向mux模組1030和1040，以便減少MDU ONU 1000的輸入和輸出的數量。下面將要描述的這兩個附加的定向mux模組1030和1040被配置為選擇D-1 i/o或D-2 i/o。

更具體地說，定向mux模組1030被配置為選擇接收匯流排輸出(D-1)480和發射匯流排輸入(D-1)490，或者選擇接收匯流排輸入(D-2)940和發射匯流排輸出(D-2)960。定向mux模組1030選擇的i/o組合稱為i/o 1050和1060。同樣地，定向mux模組1040被配置為選擇接收匯流排輸入(D-1)465和發射匯流排輸出(D-1)460，或者選擇接收匯流排輸出(D-2)930和發射匯流排輸入(D-2)950。定向mux模組1040選擇的i/o組合稱為i/o 1070和1080。

6.　結論

值得注意的是，用於解釋權利要求的是具體實施例部分而不是摘要部分。摘要部分可以給出發明人預期的本發明的一個或多個而不是所有示例性實施例，因此，摘要部分不以任何方式限制本發明和權利要求。

上述實施例借助了功能性模組來描述特定功能的執行過程及其相互關係。為便於描述，文中對這些功能性模組的邊界進行了專門的定義。但只要能夠適當執行特定功能及其關係，還可以定義其他邊界。

上述具體實施例可以揭露本發明的大致特點，使得本領域技術人員不需進行過度實驗就能夠輕易地修改和/或應用這些具體實施例，而不脫離本發明的範圍。因此，根據本發明的教導，這些應用和修改包含在所公開實施例的等效替代的精神和範圍內。可以理解的是，本文的措辭或術語是為了描述而不是為了限制，本說明書中的這些措辭或術語可以參照本領域技術人員的解釋。

本發明的範圍不受上述任意一個實施例限制，而由本發明的權利要求及其等同限定。

100．．．無源光網路(PON)

110．．．中心局

120．．．單個家庭單元(SFU)

130．．．多住所單元(multi-dwelling unit，MDU)

140．．．無源光纖分流器/合流器

150．．．供給區域(feeder area)

160．．．分散式區域

170．．．插入式區域(drop area)

180．．．金屬區域(metallic area)

200．．．傳統機箱的多住所單元(MDU)光網路單元(ONU)

210．．．背板

220．．．服務卡

230．．．插入式光纖

240．．．網路介面

300．．．傳統披薩盒MDU ONU

310．．．用戶網路介面

320．．．插入式光纖

400．．．可菊環連接的ONU

405．．．PON介面

410．．．綜合(converged)介面

415．．．光收發器

420．．．複用器(mux)模組

425．．．ONU邏輯

430．．．發射端複用器(mux)

435．．．接收端複用器(mux)

440．．．發射匯流排輸入

445．．．ONU發射端輸出

450．．．PON發射端輸入

455．．．發射端mux控制信號

465．．．接收匯流排輸入

470．．．PON接收端輸出

475．．．ONU接收端輸入

480．．．接收匯流排輸出

485．．．接收端mux控制信號

400-1．．．可菊環連接的ONU

400-2-N．．．可菊環連接的ONU

700．．．MDU ONU

710．．．解複用器

720．．．MUX模組

700-1．．．可菊環連接的ONU

700-2．．．可菊環連接的ONU

700-N．．．可菊環連接的ONU

900．．．可菊環連接的MDU ONU

920．．．MUX模組

930．．．接收匯流排輸出(D-2)

940．．．接收匯流排輸入(D-2)

950．．．發射匯流排輸入(D-2)

960．．．發射匯流排輸出(D-2)

1000．．．可菊環連接的MDU ONU

1020．．．MUX模組

1030、1040．．．mux模組

1050、1060、1070、1080．．．i/o

圖1是示例性PON的示意圖；

圖2是基於傳統機箱(chassis)的MDU ONU的示意圖；

圖3是另一傳統披薩盒(pizza box)MDU ONU的示意圖；

圖4A是根據本發明實施例的可菊環連接的(daisy chainable)MDU ONU的框圖；

圖4B是根據本發明實施例的可菊環連接的(daisy chainable)MDU ONU以及包含在其中的MUX模組的進一步實施細節的框圖；

圖5是根據本發明實施例的多個圖4B所示MDU ONU以菊環方式連接在一起的示意圖；

圖6A是根據本發明實施例的多個圖4B所示MDU ONU以菊環方式連接在一起並增加故障保護的示意圖；

圖6B是根據本發明實施例的多個圖4B所示MDU ONU以菊環方式連接在一起且正在使用附加的故障保護的示意圖；

圖7是根據本發明實施例的可菊環連接的MDU ONU以及包含在其中的具有附加的負載平衡邏輯的MUX模組的進一步實施細節的框圖；

圖8是根據本發明實施例的多個圖7所示MDU ONU以菊環方式連接在一起且正在使用附加的負載平衡邏輯的示意圖；

圖9是根據本發明實施例的可菊環連接的MDU ONU以及包含在其中的具有附加的雙向通信功能的MUX模組的進一步實施細節的框圖；

圖10是根據本發明實施例的可菊環連接的MDU ONU以及包含在其中的具有附加的雙向通信功能的MUX模組的進一步實施細節的另一框圖。

400．．．可菊環連接的ONU

405．．．PON介面

410．．．綜合(converged)介面

415．．．光收發器

420．．．複用器(mux)模組

425．．．ONU邏輯

Claims (6)

1. 一種可菊環連接的光網路單元(ONU)，其特徵在於，包括：ONU邏輯，包括用於通過PON發射終端用戶資料的ONU發射端輸出；光收發器，被配置用以在PON接收端接收電信號，並將所述電信號轉換為用於通過PON發射的光信號；以及複用器模組，所述複用器模組包括：發射端複用器，被配置為將發射匯流排輸入端或ONU發射端輸出連接至所述發射複用器的輸出端；解複用器，被配置為將所述發射複用器的所述輸出端連接至所述PON接收端或發射匯流排輸出端；其中所述發射匯流排輸入端與所述發射匯流排輸出端皆被配置為耦接於對應附加的可菊環ONU。
2. 如申請專利範圍第1項所述的可菊環連接的ONU，其中，所述ONU邏輯還被配置為控制發射端複用器控制信號和接收端複用器控制信號。
3. 如申請專利範圍第2項所述的可菊環連接的ONU，其中，所述ONU邏輯被配置為控制發射端複用器控制信號，使得發射端複用器在ONU邏輯正在通過PON發射終端用戶資料時將ONU發射端輸出與PON發射端輸入連接。
4. 如申請專利範圍第2項所述的可菊環連接的ONU，其中，所述ONU邏輯被配置為控制發射端複用器控制信號，使得發射端複用器在ONU邏輯不正通過PON發射終端用戶資料時將發射匯流排與PON發射端輸入連接。
5. 一種可菊環連接的光網路單元(ONU)，其特徵在於，包括：ONU邏輯，包括用於通過PON發射終端用戶資料的ONU發射端輸出；以及複用器模組，所述複用器模組包括： 發射端複用器，被配置為將發射匯流排輸入端或ONU發射端輸出連接至所述發射複用器的輸出端；解複用器，被配置為將所述發射複用器的所述輸出端連接至所述PON接收端或發射匯流排輸出端；其中所述發射匯流排輸入端與所述發射匯流排輸出端皆被配置為耦接於對應附加的可菊環ONU。
6. 如申請專利範圍第5項所述的可菊環連接的ONU，其中，所述ONU邏輯還被配置為控制發射端複用器控制信號和接收端複用器控制信號。