TWI568202B - 在光纖存取網路中監控遠端節點之光纖網路終端至光纖輸出埠之連接的方法 - Google Patents
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Description
本發明係關於光纖存取網路中光纖網路終端至遠端節點的光輸出埠之連接的監控方法。更特別地,但非排它地,本發明又關於用於光存取網路之網路分析儀、控制光纖存取網路的遠端節點之控制器、及用於光纖存取網路之遠端節點。
被動式光纖網路(PON)是光纖存取網路的型式,其允許眾多使用者連接至核心網路的節點,舉例而言,核心網路可為都會區域網路。PON典型地包括在被動光纖網路與核心網路的互連之光線路終端(OLT)。OLT被視為PON的一部份。OLT連接至也是PON的一部份之光學散佈網路(ODN)。ODN包括眾多光學鏈路及被動光學組件,該眾多被動光學組件配置以形成點對多點的結構,該結構的根連接至OLT。
OLT典型地位於所謂的服務提供者的中央辦公室(CO)。OLT的各光學鏈路可以由各別的光纖網路終端(ONT)終結於其遠端,光纖網路終端(ONT)也稱為光纖網路單元(ONU)。
在分時多工(TDM)PON中,不同的ONT以時間多工方式與OLT通訊,其中,OLT在下游方向上較佳地在125ms時間長度格內傳送一或更多資料封包。各資料封包含有辨識應接收各別的資料封包之ONT的識別資料元件。在上游方向中,不同的ONT在OLT指派給這些ONT的時槽內傳送資料。
在TMD網路中,作為ODN的一部份之遠端節點藉由執行下游訊號的功率分歧(power-splitting)而將下游訊號朝向ONT分裂。
在TDM PON的上游方向上,各ONT在與其相關連的時槽內產生各別上游訊號以及將此訊號延著分別的散佈光纖傳送至遠端節點。遠端節點結合或多工化根據習知的TDM技術而經由不同散佈光纖來自不同ONT的上游訊號,以及經由饋送光纖而將它們遞送至OLT。
在分波長多工(WDM)PON中,各ONT藉由使用分別的波長組而與OLT通訊,分別的波長組包括上游波長及下游波長,ONT使用上游波長以從ONT至OLT傳輸資料,OLT使用下游波長以從OLT至ONT傳輸資料。
在WDM PON中,ODN典型地包括所謂的遠端節點、連接遠端節點至OLT的饋送光纖、以及多個從遠端
節點輻射的散佈光纖。各散佈光纖可由ONT或是經由各別引入光纖而連接散佈光纖至多個ONT的功率分歧器而在其遠端終結。
在下游方向上,OLT產生在一或更多下游波長的下游光學訊號,所述下游波長是與使用各別下游的ONT相關連。OLT根據習知的WDM技術而將不同的下游訊號多工化,以及將它們延著饋送光纖而傳送至遠端節點。在遠端節點,下游訊號由光學解多工裝置解多工至散佈光纖並因而延著各別的散佈光纖傳送至各別的ONT。換言之,在WDM存取網路中,遠端節點透過WDM分裂將來自OLT的下游訊號分裂。
在WDM PON的上游方向上,各ONT產生在與其相關連的各別上游波長之各別的上游訊號以及將此訊號延著各別的分佈光纖而傳送至遠端節點。遠端節點根據習知的WDM技術將經由不同的散佈光纖從不同的ONT收到的上游訊號多工化以及將它們經由饋送光纖遞送至OLT。在OLT,上游訊號被解多工以及提供給各別的接收器。
對於TDM PON以及WDM PON,遠端節點可為被動節點,被動節點意指遠端僅包括用於將下游訊號解多工或分裂以及將上游訊號多工化之被動光學組件。
揭示光纖存取網路中光纖網路終端至遠端節點的光輸出埠之連接的監控方法。方法包含下述步驟:
在網路分析儀,傳送控制訊號,該控制訊號指示調變在遠端節點的專用光學輸出埠之光學下游訊號的功率位準之請求,在控制器,接收來自網路分析儀的控制訊號或是從資料庫中取出控制訊號,以及,進一步地,取決於收到的控制訊號或取出的控制訊號中之一,經由控制通道而傳送指示遠端節點專用的輸出埠之輸出控制訊號給遠端節點,在遠端節點,經由控制通道接收指示專用的輸出埠之輸出控制訊號,以及進一步地致動出現在專用輸出埠的光學調變裝置,在該光纖網路終端,指示在連續時間點(time instances)收到的下游訊號之接收位準,在網路分析儀,取出接收位準資料,其中,接收位準資料指示連續時間點之下游訊號的接收位準,以及,進一步導出光纖網路終端至專用輸出埠的可能連接。
又揭示一網路分析儀,其包含:控制單元,發訊介面,其中,控制單元可操作以產生控制訊號,該控制訊號指示調變在遠端節點的專用輸出埠之光學下游訊號的功率位準的請求,以及,其中,發訊介面可操作以傳送控制訊號。
該分析儀又包含:資料介面,可操作以從管理資訊庫取出接收位準資
料,其中,接收位準資料指示在光纖網路終端在連續時間點收到的下游訊號之接收位準,其中,控制單元又可操作以導出光纖網路終端至專用輸出埠的可能連接。
此外,又揭示用於控制光纖存取網路的遠端節點之控制器,其包含:- 第一發訊介面,可操作以○從網路分析儀接收輸入控制訊號,該控制訊號指示調變在遠端節點的專用輸出埠之光學下游訊號的功率位準的請求,或者,○從資料庫取出該輸入控制訊號,- 控制單元,可操作以取決於輸入控制訊號而產生指示在遠端節點的專用輸出埠之輸出控制訊號,- 第二發訊介面,可操作以將輸出控制訊號經由控制通道而傳送至遠端節點。
此外,揭示光纖存取網路的遠端節點,其包含:光學輸入埠,多個光學輸出埠,分光(optical splitting)裝置,可操作以將來自輸入埠的光學下游訊號分裂至輸出埠中,其中,在各輸出埠,存在有各別的光學調變裝置,其中,各調變裝置可操作以調變分裂至各別的輸出埠之光學下游訊號部份的功率位準。遠端節點又包含:
接收器,可操作以經由控制通道而接收指示多個輸出埠中之一的控制訊號,以及控制單元,可操作以致動出現在被指示的輸出埠之多個光學調變裝置中之一。
為取得揭示之方法以及如申請專利範圍般地相互作用之揭示的不同裝置之不同優點,必須將下述列入考慮。
由於控制器控制在遠端節點的專用埠之下游訊號的光學調變之事實、以及又由於光纖網路終端指示連續時間點收到的下游訊號之接收位準的事實,所以,不需要在遠端節點本身處執行任何測量之步驟以及也不需要遠端節點傳送指示ONT至專用埠的可能連接之資料給控制器之步驟。此點係由光纖網路終端所報告的指示之接收位準通常由網路的OLT接收且之後寫入管理資訊庫之事實所顧及,其中,在管理資訊庫中儲存有資料,資料是指示在光纖網路終端連續時間點之下游訊號的接收位準之接收位準資料。網路分析儀接著容易從管理資訊庫取出此接收位準資料。因此,遠端節點不必將任何來自遠端節點的資料回報給控制器,控制器可為所謂的光學監控單元或光學監控裝置。
B1‧‧‧分支
CN‧‧‧核心網路
CO‧‧‧中央辨公室
NA‧‧‧網路分析儀
ODN‧‧‧光學散佈網路
OF‧‧‧饋送光纖
OLT‧‧‧光線終端
ON1‧‧‧光學存取網路
ONT‧‧‧光纖網路終端
ONU‧‧‧光纖網路單元
PON‧‧‧被動光纖網路
OSC1‧‧‧光學分裂單元
RN‧‧‧遠端節點
CD‧‧‧控制器
OD1‧‧‧調變裝置
圖1顯示被動光纖網路的一般結構。
圖2顯示根據第一實施例之光纖存取網路。
圖3顯示根據第二實施例之光纖存取網路。
圖4顯示揭示之根據較佳實施例之用於控制光纖存取網路的遠端節點之控制器。
圖5顯示揭示之根據較佳實施例之用於光纖存取網路的遠端節點。
圖6a、b、c、d顯示出現在遠端節點的輸出埠之光學調變裝置的不同實施例。
圖1顯示被動光纖網路PON,其經由光線終端(OLT)而在中央辨公室CO連接至核心網路CN。
OLT經由饋送光纖OF而連接至遠端節點RN。一或更多下游訊號DS1、DS2、DS3以各別下游波長傳送至下游方向DS中的遠端節點RN。
散佈網路的分支B1、B2、B3可以本身含有另外的分裂單元OSC1、OSC2、OSC3以用於進一步分裂下游訊號。在光學分支B1、B2、B3的端部,ONT形式或是ONU形式之客戶側存取網路終端單元係連接的。
換言之,不同的ONT經由遠端節點RN之不同的光學輸出埠OP1、OP2、OP3而連接至遠端節點RN。
下游訊號DS1、DS2、DS3的分佈由光學分裂單元OSC執行,光學分裂單元OSC將下游訊號DS1、DS2、DS3分裂至分支B1、B2、B3中。在TDM PON中,光學分裂單元OSC1、...、OSC3可以藉由功率分歧而將下游訊號DS1、DS2、DS3分裂至各別分支B1、B2、B3。
在WDM PON中,特定波長之多個下游訊號DS1、DS2、DS3中的各訊號載送一或更多指派給一或更多ONU之日期訊號。各ONU被指派特定下游波長。遠端節點RN接收下游訊號以及經由WDM分裂而將它們散佈至連接至遠端節點RN的光學分支B1、B2、B3。
根據圖1中所示的TDM PON的第一解決之道,遠端節點RN含有光學功率分歧器,將下游訊號DS1、DS2、DS3的功率分歧至連接至遠端節點RN的分支B1、B2、B3。根據第一解決之道,所有ONU接收相同的下游訊號。根據圖1中未明確顯示之WDM PON的第二解決之道,遠端節點含有光學波長多工化器/解多工器,將下游訊號DS1、DS2、DS3多工化,以致於具有載送指派給一或更多特定ONU的資料訊號之特定波長的特定下游訊號僅提供至這些特定的ONU的特定分支中。光學波長解多工器較佳的是陣列式波導光柵(AWG)。根據此第二解決之道,ONU接收僅在指派給此ONU之下游波長的下游訊號。在遠端節點RN的分裂被執行成WDM分裂。
在TDM PON中,ONU在上游方向US中以相同的上游波長但在不同的時槽期間傳送分別的上游訊號US1、US2、US3。
在WDM PON中,ONU以指派給上游方向US中的ONU之分別的上游波長傳送分別的上游訊號US1、US2、US3。
上游訊號US1、US2、US3由光學分裂單元OSC1、
OSC2、OSC3結合。在WDM PON的情形中,遠端節點RN、上游訊號US1、US2、US3由光學多工化裝置多工化至饋送光纖OF中,光學多工化裝置較佳的是先前述及的AWG。在PON是TDM PON的情形中,遠端節點RN含有結合上游訊號US1、US2、US3之結合器。
TDM及WDM的技術可以結合成TWDM PON。
在OLT及ONU之內,光學訊號通常由含有用於光電轉換的光二極體之光學接收器偵測。
揭示的方法及揭示的裝置之目的是解決偵測特定ONT至遠端節點的專用埠之可能連接的問題。
圖2顯示光纖存取網路ON1。現在參考存取網路ON1的實例,詳述光纖存取網路中光纖網路終端至遠端節點的光學輸出埠之連接的監控方法。舉例而言,存取網路ON1為使用TDM的多工化技術的GPON網路。
網路分析儀NA傳送控制訊號CS1至資料庫,資料庫較佳的是管理資訊庫MIB。控制訊號CS1指示調變在遠端節點RN的專用光輸出埠OPX之光學下游訊號DS的功率位準之請求。
網路分析儀NA包括控制單元CU及發訊介面SI。控制單元CU可操作以產生控制訊號CS1,控制訊號CS1指示調變在遠端節點RN的專用輸出埠OPX之光學下游訊號的功率位準的請求。發訊介面SI可操作以傳送控制訊號
CS1。
此外,網路分析儀NA包括未明確顯示於圖2中的資料介面,經由資料介面,網路分析儀NA能夠從管理資訊庫MIB取出接收位準資料,其中,此接收位準資料指示在光纖網路終端ONT在連續時間點收到的下游訊號之接收位準。於下將更詳細地說明管理資訊庫MIB能夠提供此接收位準資料之方式。此外,網路分析儀NA的控制單元CU可操作以導出光纖網路終端ONT至專用輸出埠OPX的可能連接。
而且,將於下述中更詳細地說明此點。
控制訊號CS1儲存在管理資訊庫MIB之內作為電控制訊號。控制器CD從管理資訊庫MIB取出控制訊號CS1。控制器CD藉由週期地請求管理資訊庫MIB以提供儲存的控制訊號給控制器CD而執行此點。
替代地,網路分析儀NA將控制訊號CS1直接送至未明確地顯示於圖2中的控制器CD。較佳地,控制訊號CS1由網路分析儀NA週期地送至控制器CD。
取決於從管理資訊庫MIB取出的或是自網路分析儀接收的控制訊號CS1,控制器CD傳送指示遠端節點RN的專用輸出埠OPX之輸出控制訊號CS2。
輸出控制訊號CS2經由控制通道CC傳送至遠端節點RN。根據第一替代解決之道,控制訊號CS經由控制通道而傳送,控制通道是光學通道,其中,在此替代解決之道中,控制器CD經由耦合器C而光學地耦合至網路
ON1的饋送光纖OF。根據第二替代解決之道,控制器CD將輸出控制訊號CS2經由圖2中未明確顯示之無線控制通道而作為無線訊號傳送至遠端節點RN。根據第三替代解決之道,控制器CD將輸出控制訊號CS2作為電訊號經由作為控制通道的電連接而傳送至遠端節點RN,其中,電連接未明確顯示於圖2中。
管理資訊庫MIB可為網路卡的一部份,網路卡可經由匯流排系統而連接至控制器CD及/或OLT。
圖3顯示光纖存取網路ON2的替代解決之道,舉例而言,光纖存取網路ON2可為採用TDM及WDM相配合的多工化技術之TWDM被動光纖網路。在此網路中,不同的OLT裝置可以從分別的ONT接收分別的上游訊號,然後,將指示的接收位準報告給管理資訊庫MIB,管理資訊庫MIB接著儲存用於分別的ONT之分別的接收資料位準。
圖4更詳細地顯示控制器CD。控制器CD接收控制訊號CS1及在微控制器MC分析這些訊號中的任一訊號。微控制器MC接著產生輸出控制訊號CS2,控制訊號CS2之後由控制器CD的傳送器TX經由發訊介面SI2而傳送至控制通道中。
換言之,控制器CD經由第一訊號介面SI1取得訊號CS1。控制單元MC可操作以取決於輸入控制訊號CS1而產生指示遠端節點的專用輸出埠之輸出控制訊號CS2。控制器CD在其第二發訊介面SI2連接至用於傳送輸出控制
訊號CS2的控制通道。
圖5顯示揭示之根據較佳實施例的遠端節點。
遠端節點RN包括光學輸入埠OIP。此外,遠端節點RN包括多個光學輸出埠OOP1、OOP2。此外,遠端節點RN包括光學分裂器,將來自輸入埠OIP的光學下游訊號分裂至輸出埠OOP1、OOP2。在各輸出埠OOP1、OOP2,存在有分別的光學調變裝置OD1、OD2。各光學調變裝置OD1、OD2可操作以調變被分裂至分別的輸出埠中之光學下游訊號部份的功率位準。
遠端節點RN又包括接收器RX,接收器RX可操作以經由控制通道而接收指示輸出埠OP1、OP2中之一的控制訊號CS2。在圖5中所示的實施例中,控制通道是光學控制通道,以致於在此解決之道中,接收器經由光學耦合器C而光學地耦合至光學輸入埠OIP,光學耦合器C可為WDM耦合器或是分接耦合器。接收器RX接著提供控制訊號CS3的電代表給控制單元MC2,控制單元MC2較佳地為微控制器。控制單元MC2連接至分別的輸出埠OOP1、OOP2的不同的調變裝置OD1、OD2。控制單元MC2可操作以致動出現在控制訊號CS2中標示的輸出埠之光學調變裝置OD1、OD2中之一。
遠端節點RN較佳地由電源PS供電。替代地,經由從未明確顯示於圖5中的OLT接收的光學訊號,供電給遠端節點RN。
圖6a顯示用於光學調變裝置之第一解決之道OD11。
在此情形中,光學調變裝置是增加的光學訊號源OSS,光學訊號源OSS經由分接耦合器TC光學地耦合至有調變裝置出現的輸出埠。
根據第二解決之道,如圖6b所示,光學調變裝置OD12是包括一或更多加熱電極HE之熱電調變器。藉由施加能量給這些加熱電極HE,光學調變裝置造成通過調變裝置而至有調變裝置存在的光學輸出埠之光學訊號的功率位準的調變。
根據第三解決之道,如圖6c所示,光學調變裝置OD13利用電光效應。一或更多電極存在於光纖,在電壓施加至電極CE的情形中,促使通過光纖的光學訊號衰減。
根據第四解決之道,如圖6d所示,光學調變裝置OD14包括光纖中傳播的光學訊號必須通過之液晶顯示元件LCD,其中,控制LCD元件會造成分裂至有光學調變裝置存在的分別輸出埠之光學下游訊號衰減。
回至圖5,遠端節點RN以控制單元MC2致動位於該輸出埠OOP1、OOP2之光學調變裝置OD1、OD2之方式操作,輸出埠OOP1、OOP2是由控制訊號CS3標示的專用輸出埠。如此,造成分裂至分別輸出埠中的下游訊號的功率位準調變。較佳地,調變是分裂的下游訊號部份之功率位準的衰減。替代地,如同與圖6a之解決之道有關之說明所述般,調變是下游訊號的功率位準的放大,其中,光學調變裝置添加來自額外的光學訊號源之額外的光學訊
號。
現在回至圖2,ONT接收被分裂至輸出埠OPX的下游訊號部份以及以週期方式測量收到的下游訊號部份之接收位準。較佳地,ONT測量ONT以0.5秒步階收到的下游訊號部份之接收位準。
以週期方式,藉由傳送分別的資料訊息M,ONT報告收到的下游訊號部份之收到的接收位準。這些資料訊息M指示收到的下游訊號之接收位準。如此,連續的資料訊息M指示連續時間點收到的下游訊號的接收位準。此經由資料訊號M的報告可由ONT以1秒的週期執行。較佳地,ONT在資料訊息M內以量化值的量化步階標示接收位準RL。
此外,ONT在資料訊息M內標示其識別號ID,允許接收資料訊息M的OLT決定在哪一識別號ID的ONT處測量資料訊息M中標示的分別接收位準RL。
OLT以週期方式從ONT接收該等接收位準訊息M。OLT從這些接收位準訊息M導出接收位準資料及提供此接收位準資料給管理資訊庫MIB,管理資訊庫MIB儲存接收位準資料。接收位準資料指示在連續時間點在ONT處收到的下游訊號部份的接收位準。
網路分析儀NA經由未明確顯示於圖2中的資料介面而從管理資訊庫MIB中取出接收位準資料。
網路分析儀NA使用接收位準資料指示之不同的連續時間點之不同的接收位準,以及,在一時間點的接收位準
與一或更多後續連續時間點的接收位準相差預定臨界值以上之情形中,決定ONT至輸出埠OPX的可能連接。此臨界值可為負的或正的臨界值。較佳地,依預定臨界值之第一時間瞬間的位準與其它連續時間瞬間的位準之間的此差值必須存在預定時間窗。預定時間窗較佳地具有10秒的大小。
根據另外的解決之道,在資料訊息M內,ONT向OLT不僅報告接收位準RL也報告導出的位元誤差率BER,OLT接著提供此位元誤差率資料給管理資訊庫MIB。網路分析儀NA然後從管理資訊庫MIB取出不同時間點之此位元誤差率資料以及不僅使用不同之連續時間點的接收位準、也使用不同之連續時間點的位元誤差率,來驗證具有標示的識別名稱ID之ONT是否連接至遠端節點RN的專用輸出OPX。
NA‧‧‧網路分析儀
ODN‧‧‧光學散佈網路
OF‧‧‧饋送光纖
OLT‧‧‧光線終端
ON1‧‧‧光學存取網路
ONT‧‧‧光纖網路終端
RN‧‧‧遠端節點
CD‧‧‧控制器
Claims (7)
- 一種光纖存取網路中光纖網路終端至遠端節點的光輸出埠之連接的監控方法,包括:在網路分析儀(NA),傳送控制訊號(CS1),該控制訊號(CS1)指示調變在遠端節點(RN)的專用光學輸出埠(OPX)之光學下游訊號的功率位準之請求,在控制器(CD),接收來自該網路分析儀(NA)的該控制訊號(CS1)或是從資料庫(MIB)中取出該控制訊號(CS1),以及,進一步地,取決於該收到的控制訊號或該取出的控制訊號中之一,經由控制通道而傳送指示該遠端節點(RN)的該專用輸出埠(OPX)之輸出控制訊號(CS2)給該遠端節點(RN),其特徵在於:在該遠端節點(RN),經由該控制通道接收指示該專用的輸出埠(OPX)之該輸出控制訊號(CS2),以及進一步地致動出現在該專用輸出埠(OPX)的光學調變裝置,在該光纖網路終端(ONT),指示在連續時間點(time instances)收到的下游訊號之接收位準,在光線路終端(OLT),以週期方式從該ONT接收該指示的接收位準,從該接收位準導出接收位準資料以及提供該接收位準資料給該資料庫(MIB),該資料庫(MIB)儲存該接收位準資料,在該網路分析儀(NA),從該資料庫(MIB)取出該 接收位準資料,其中,該接收位準資料指示該連續時間點之該下游訊號的該接收位準,以及,進一步導出該光纖網路終端至該專用輸出埠(OPX)的可能連接,以及,其中,在一時間點的接收位準與一或更多後續的連續時間點之接收位準相差大於預定臨界值之情形中,該網路分析儀(NA)導出該可能連接。
- 如申請專利範圍第1項之方法,其中,該控制通道是光學控制通道。
- 如申請專利範圍第1項之方法,其中,該控制通道是無線控制通道。
- 如申請專利範圍第1項之方法,其中,該控制通道是電連接通道。
- 一種用於光纖存取網路之網路分析儀(NA),包括:控制單元(CU),可操作以產生控制訊號(CS1),該控制訊號(CS1)指示調變在遠端節點(RN)的專用輸出埠(OPX)之光學下游訊號的功率位準的請求,發訊介面(SI),可操作以傳送該控制訊號(CS1),及資料介面,可操作以從資料庫(MIB)取出接收位準資料,其中,該接收位準資料指示在光纖網路終端(ONT)在連續時間點收到的下游訊號之接收位準,其中,該控制單元(CU)又可操作以導出該光纖網路終端至該專用輸出埠(OPX)的可能連接,以及,其 中,在一時間點的接收位準與一或更多後續的連續時間點之接收位準相差大於預定臨界值之情形中,該網路分析儀(NA)導出該可能連接。
- 一種用於控制光纖存取網路的遠端節點(RN)之控制器(CD),包括:第一發訊介面(SI1),可操作以從網路分析儀接收輸入控制訊號(CS1)或從資料庫(MIB)取出該輸入控制訊號(CS1),該輸入控制訊號(CS1)指示調變在遠端節點的專用輸出埠之光學下游訊號的功率位準的請求,控制單元(MC),可操作以取決於該輸入控制訊號(CS1)而產生指示在該遠端節點(RN)的該專用輸出埠(OPX)之輸出控制訊號(CS2),及第二發訊介面(SI2),可操作以將該輸出控制訊號(CS2)經由控制通道而傳送至該遠端節點(RN)。
- 一種用於光纖存取網路的遠端節點(RN),包括:光學輸入埠,多個光學輸出埠(OOP1、OOP2),其中在各光學輸出埠(OOP1、OOP2),存在有各別的光學調變裝置(OD1、OD2),且其中各光學調變裝置(OD1、OD2)可操作以調變分光至該各別的光學輸出埠之光學下游訊號的部份的功率位準,分光(optical splitting)裝置,可操作以將來自該光學輸入埠的該光學下游訊號分光至該等光學輸出埠中, 接收器(RX),光學地耦合至該光學輸入埠,可操作以經由控制通道而接收指示該多個光學輸出埠中之一的控制訊號(CS2),以及控制單元(MC2),連接至分別的該等光學輸出埠的不同的光學調變裝置(OD1、OD2),可操作以致動出現在該控制訊號(CS2)中指示的光學輸出埠之該多個光學調變裝置中之一。
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