專利名稱：異步轉(zhuǎn)移模式無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種異步轉(zhuǎn)移模式無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，屬于光纖通信領(lǐng)域，涉及異步轉(zhuǎn)移模式無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)ATM-PON)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和具體實(shí)現(xiàn)技術(shù)。
經(jīng)檢索專利文獻(xiàn)98113186公開(kāi)號(hào)CN 1233119)所述的系統(tǒng)跟現(xiàn)有技術(shù)TPON的情形幾乎一樣，也是窄帶無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。上述系統(tǒng)TPON系統(tǒng)中存在著下列不足1)TPON局端的接口只有2M PCM接口，遠(yuǎn)端只有普通電話和ISDN接口，這是因?yàn)檎麄€(gè)傳輸結(jié)構(gòu)是電路方式的，不具備ATM所具有的統(tǒng)計(jì)復(fù)用功能。2)各個(gè)ONU的帶寬不具有靈活分配功能。上行的窄帶電路信號(hào)不具有信元級(jí)的顆粒性，因而局端不能很好控制各個(gè)ONU的上行帶寬。3)其測(cè)距同步采用單脈沖搜索方式，實(shí)現(xiàn)需要額外的高速數(shù)模轉(zhuǎn)換器，測(cè)距電路復(fù)雜。
本發(fā)明的目的在于提供一種基于ATM方式的無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，這種系統(tǒng)可以克服上述系統(tǒng)缺點(diǎn)，系統(tǒng)中不再采用電路方式的傳送結(jié)構(gòu)，而是采用異步轉(zhuǎn)移方式的傳送結(jié)構(gòu)，具備邏輯虛連接的特性，具備了統(tǒng)計(jì)復(fù)用的功能。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種新型的寬帶無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，這種系統(tǒng)采用下行信元結(jié)構(gòu)的幀廣播到各個(gè)ONU，上行方向各ONU以信元為單位的通過(guò)時(shí)分多址技術(shù)組成上行幀，上下行的速率都達(dá)到155Mbps。
本發(fā)明的第三個(gè)目的在于提供一種新型的寬帶無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，這種系統(tǒng)采用下行幀信元結(jié)構(gòu)的授權(quán)信息GRANT來(lái)控制各個(gè)ONU的上行接入帶寬，各ONU則通過(guò)查看授權(quán)情況，決定上行突發(fā)發(fā)送操作，從而可以提供靈活的上行帶寬分配功能。
本發(fā)明的技術(shù)方案是這種異步轉(zhuǎn)移模式無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)包括通過(guò)寬帶無(wú)源光分配網(wǎng)ODN3)連接到一個(gè)局端設(shè)備光纖線路終端OLT1)和多個(gè)遠(yuǎn)端光纖網(wǎng)絡(luò)單元ONU2)，所述寬帶無(wú)源光分配網(wǎng)3)包括上、下行共用的傳送光纖30和一個(gè)寬帶光分路器31，寬帶光分路器31是指可以支持1310和1550納米的兩個(gè)窗口1xN分光器，N＝1-16。
所述的異步轉(zhuǎn)移模式無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其中局端光纖線路終端OLT1包括發(fā)異步數(shù)據(jù)處理接口1119、幀定時(shí)發(fā)生器14、距離測(cè)量器16、授權(quán)指定器15、電光轉(zhuǎn)換器13、突發(fā)接收器17、并串轉(zhuǎn)換與擾碼12、串并轉(zhuǎn)換與解擾18、合波器10，合波器10把1310和1550納米的兩個(gè)光波長(zhǎng)分開(kāi)，將上行的1310納米的光送給突發(fā)接收器17，同時(shí)將下行1550納米光從電光轉(zhuǎn)換器13送入光纖，突發(fā)處理器17進(jìn)行突發(fā)接收處理、自同步和突發(fā)定時(shí)提取操作，異步數(shù)據(jù)處理接口包括收異步數(shù)據(jù)處理接口19和發(fā)異步數(shù)據(jù)處理接口11，完成接收和發(fā)送異步數(shù)據(jù)的接口功能，距離測(cè)量器16是由比特計(jì)數(shù)器等部件組成的對(duì)ONU測(cè)距操作當(dāng)中進(jìn)行距離的測(cè)量，授權(quán)指定器15是對(duì)各個(gè)ONU進(jìn)行上行發(fā)送的每個(gè)信元的位置進(jìn)行允許的單元，即發(fā)出授權(quán)設(shè)定信息；
所述的異步轉(zhuǎn)移模式無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其中遠(yuǎn)端光網(wǎng)絡(luò)單元ONU2包括突發(fā)控制器25、授權(quán)容器24、光電變換器20、幀同步器23、并串轉(zhuǎn)換解擾器21、合波器29、收信接口22、發(fā)信接口26，合波器29的作用是把1310和1550納米的兩個(gè)光波長(zhǎng)分開(kāi)，將上行的1310納米的光送給光纖，將下行1550納米光送給光電變換器20，光電變換器20將光信號(hào)變換成電信號(hào)，并依據(jù)幀結(jié)構(gòu)將數(shù)據(jù)信元接出來(lái)，送到收信接口22，該收信接口經(jīng)過(guò)對(duì)信元頭的濾波處理，將該ONU的信號(hào)解出來(lái)，送往用戶接收數(shù)據(jù)總線，上行信號(hào)則采用信元方式的時(shí)分多址技術(shù)，各個(gè)本地的用戶信號(hào)在ONU處通過(guò)發(fā)信接口26接收用戶接收數(shù)據(jù)總線上的數(shù)據(jù)，同時(shí)授權(quán)容器24和突發(fā)控制器25根據(jù)下行的控制信息，以突發(fā)模式的方式發(fā)射光信號(hào)，經(jīng)寬帶無(wú)源光分路器31送往局端光纖線路終端OLT，OLT側(cè)則通過(guò)突發(fā)接收器17、串并轉(zhuǎn)換解擾器18將數(shù)據(jù)送到收異步數(shù)據(jù)處理器19，后者將信號(hào)發(fā)往接收數(shù)據(jù)總線，所述突發(fā)控制器25根據(jù)距離測(cè)量器的測(cè)距信息、授權(quán)指定器的讀出結(jié)果，導(dǎo)出測(cè)距預(yù)置發(fā)送延遲器的減法計(jì)數(shù)器的初值，產(chǎn)生突發(fā)發(fā)送的控制信號(hào)，使突發(fā)發(fā)送操作，所述異步收信接口22和發(fā)信接口26是處理信元結(jié)構(gòu)的先進(jìn)先出FIFO的緩沖電路。
所述的異步轉(zhuǎn)移模式無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其中幀定時(shí)發(fā)生器為下行方向的電路產(chǎn)生幀F(xiàn)P、復(fù)幀MFP信號(hào)，用于指揮整個(gè)電路的協(xié)調(diào)動(dòng)作，幀脈沖是56個(gè)信元為一幀，當(dāng)中的幀頭信元為高電平信號(hào)，幀定時(shí)發(fā)生器在每個(gè)非ploam信元中的最后一字節(jié)產(chǎn)生數(shù)據(jù)請(qǐng)求脈沖，用于申請(qǐng)數(shù)據(jù)發(fā)送LOAD并根據(jù)幀F(xiàn)P、復(fù)幀MFP信號(hào)組裝復(fù)幀的PLOAM信號(hào)，這些信號(hào)提供給發(fā)異步數(shù)據(jù)接口，作為數(shù)據(jù)流動(dòng)的定時(shí)信號(hào)；發(fā)送異步數(shù)據(jù)接口生成的數(shù)據(jù)信號(hào)是8位的并行信號(hào)，該信號(hào)通過(guò)并串轉(zhuǎn)換解擾器變成并行信號(hào)，包括時(shí)鐘和數(shù)據(jù)，傳給電光變換器，后者經(jīng)過(guò)1310和1510納米的合波器，進(jìn)入寬帶無(wú)源光纖分配網(wǎng)；距離測(cè)量器是由計(jì)數(shù)器組成，由外部信號(hào)驅(qū)動(dòng)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)與停止。外部信號(hào)是由異步數(shù)據(jù)接口中在測(cè)距信元確認(rèn)后發(fā)來(lái)的信號(hào)“時(shí)戳1”和由所述復(fù)幀定時(shí)器產(chǎn)生來(lái)的“時(shí)戳2”信號(hào)，計(jì)量的做法是由所述幀定時(shí)產(chǎn)生來(lái)的“時(shí)戳2”啟動(dòng)計(jì)數(shù)器，由測(cè)距信元確認(rèn)發(fā)來(lái)的信號(hào)“時(shí)戳1”停止計(jì)數(shù)器；授權(quán)指定器是對(duì)各個(gè)ONU進(jìn)行上行發(fā)送的每個(gè)信元的位置進(jìn)行允許的單元，即發(fā)出一個(gè)一個(gè)的授權(quán)設(shè)定信息，授權(quán)指定器將來(lái)自該設(shè)備的管理部所提供的授權(quán)信息暫存于寄存器中，并在幀結(jié)構(gòu)中規(guī)定開(kāi)銷位置填入授權(quán)信息；突發(fā)處理器是突發(fā)接收處理，自同步和突發(fā)定時(shí)提取操作的單元，它從內(nèi)部的光模塊接收信號(hào)，包括時(shí)鐘和數(shù)據(jù)，傳給串并解擾器，后者將這一串行信號(hào)經(jīng)過(guò)移存和解擾變成8位的并行信號(hào)，發(fā)送到收異步數(shù)據(jù)接口。
所述的異步轉(zhuǎn)移模式無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其中遠(yuǎn)端光網(wǎng)絡(luò)單元ONU包括異步的收信接口與發(fā)信接口、幀同步器、授權(quán)容器、突發(fā)控制器、光電變換器和電光變換器，授權(quán)容器是將下行幀中的授權(quán)信息提取出來(lái)，根據(jù)ONU的編號(hào)確定本ONU授權(quán)的位置以及在哪一個(gè)信元發(fā)送位置，在該電路單元中，有一個(gè)53比特的寄存器，用于存放每幀內(nèi)53個(gè)GRANT的比較結(jié)果，F(xiàn)PGA在將PLOAM信元送入FIFO的同時(shí)，將接收到的GRANT和本ONU的DATA GRANT及PLOAM GRANT比較，相同的結(jié)果為1，表示在此時(shí)隙內(nèi)可以發(fā)送信元，不相同則為0，表示在此時(shí)隙內(nèi)不能發(fā)送信元，該信號(hào)發(fā)給突發(fā)控制器，突發(fā)控制器根據(jù)幀同步器產(chǎn)生的測(cè)距信息、授權(quán)容器的結(jié)果，導(dǎo)出測(cè)距預(yù)置發(fā)送延遲器的減法計(jì)數(shù)器的初值，產(chǎn)生突發(fā)發(fā)送的控制信號(hào)，使能突發(fā)發(fā)送，同時(shí)加上信元的3字節(jié)的開(kāi)銷信息；發(fā)信接口將發(fā)送的數(shù)據(jù)信號(hào)，按照突發(fā)發(fā)送的定時(shí)信號(hào)，發(fā)出數(shù)據(jù)給并串解擾器，后者將它變成串行的數(shù)據(jù)信號(hào)，交給電光變換，轉(zhuǎn)到合波器中。
所述的異步轉(zhuǎn)移模式無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，提供了一種基于ATM方式的無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，采用了具備ATM的邏輯虛連接的特性和ATM的統(tǒng)計(jì)復(fù)用功能的異步轉(zhuǎn)移模式ATM的傳送結(jié)構(gòu)。
所述的異步轉(zhuǎn)移模式無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，系統(tǒng)采用下行方向以信元結(jié)構(gòu)的幀廣播到各個(gè)ONU，上行方向各ONU以信元為單位的通過(guò)時(shí)分多址技術(shù)組成上行幀，上下行的速率都達(dá)到155Mbps，具備了高速寬帶無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)的特征，同時(shí)具備了較小的數(shù)據(jù)包接入結(jié)構(gòu)。
所述的異步轉(zhuǎn)移模式無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，系統(tǒng)采用下行幀的授權(quán)信息來(lái)控制各個(gè)ONU的上行接入帶寬，各ONU則通過(guò)查看授權(quán)情況決定上行突發(fā)發(fā)送操作。
所述的異步轉(zhuǎn)移模式無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其中寬帶無(wú)源光分配網(wǎng)絡(luò)ODN包括上、下行共用的傳送光纖，一個(gè)寬帶的光分路器31，所述寬帶光分路器是指可以支持1310和1550納米的兩個(gè)窗口1xN分光器，N＝1-16，它可將來(lái)自局端的OLT下行的1550納米的光信號(hào)進(jìn)行光功率分配并以廣播方式傳給遠(yuǎn)端ONU，在上行方向它可將來(lái)自遠(yuǎn)端ONU的光信號(hào)進(jìn)行匯合，并傳給局端OLT。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是1、異步轉(zhuǎn)移模式無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)ATM-PON是光纖綜合接入網(wǎng)的一種。和傳統(tǒng)的無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)的不同的是，異步轉(zhuǎn)移模式無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)ATM-PON采用異步轉(zhuǎn)移模式ATM技術(shù)、155Mbps以上的上行速率和靈活的上行帶寬分配技術(shù)，實(shí)現(xiàn)寬帶方式傳輸。傳統(tǒng)的無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)是采用同步的電路轉(zhuǎn)移模式，僅僅支持窄帶特性的業(yè)務(wù)。
2、異步轉(zhuǎn)移模式無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)ATM-PON是采用基于信元的時(shí)分復(fù)用/時(shí)分多址技術(shù)、突發(fā)通信技術(shù)和測(cè)距技術(shù)，以光纖到大樓FTTB和光纖到戶FTTH的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)而實(shí)現(xiàn)的光纖綜合接入系統(tǒng)。該系統(tǒng)又稱作全業(yè)務(wù)網(wǎng)接入傳輸系統(tǒng)，可以將來(lái)自來(lái)業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)的電話、高速數(shù)據(jù)Internet、數(shù)字視頻等業(yè)務(wù)信息通過(guò)接入網(wǎng)傳送到用戶住宅，并實(shí)現(xiàn)反方向業(yè)務(wù)和用戶信息的傳輸。異步轉(zhuǎn)移模式無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)ATM-PON具有ATM技術(shù)特有的靈活性和業(yè)務(wù)透明性。它以統(tǒng)一的平臺(tái)來(lái)提供各種業(yè)務(wù)種類。向用戶提供帶寬、傳輸特性參數(shù)各異的豐富的菜單。異步轉(zhuǎn)移模式無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)ATM-PON系統(tǒng)，包括一個(gè)局端設(shè)備光纖線路終端OLT、多個(gè)遠(yuǎn)端光纖網(wǎng)絡(luò)單元ONU以及連接兩者的寬帶無(wú)源光分配網(wǎng)所組成，構(gòu)成一種樹形的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
3、ATM-PON系統(tǒng)的下行采用時(shí)分復(fù)用的方式，局端光纖線路終端將各業(yè)務(wù)源來(lái)的ATM信元，經(jīng)過(guò)線路終端、交叉連接單元、異步數(shù)據(jù)處理單元，再經(jīng)過(guò)空閑信元插入，串并轉(zhuǎn)換單元，光電變換，將下行信號(hào)發(fā)送到寬帶無(wú)源光分配網(wǎng)。寬帶無(wú)源光分配網(wǎng)，將信號(hào)進(jìn)行功率分配，以廣播的形式傳到遠(yuǎn)端的光網(wǎng)絡(luò)單元。ONU將光信號(hào)變換成電信號(hào)，并依據(jù)幀結(jié)構(gòu)將數(shù)據(jù)信元接出來(lái)，送到數(shù)據(jù)處理單元，經(jīng)過(guò)對(duì)信元頭的濾波處理，將該ONU的信號(hào)解出來(lái)，送往用戶接口。上行信號(hào)則采用信元方式的時(shí)分多址技術(shù)。各個(gè)本地的用戶信號(hào)，在ONU處以突發(fā)模式脈沖光信號(hào)，經(jīng)寬帶無(wú)源光分路器，送往局端光纖線路終端OLT?？梢钥吹?，ATM-PON系統(tǒng)，具備普通無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)PON的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。它的信號(hào)的分路、耦合是以無(wú)源的方式進(jìn)行的，排除了有源方式不可靠性，成本高的缺點(diǎn)。同時(shí)異步轉(zhuǎn)移模式的結(jié)構(gòu)，使得ATM綜合接入能力提高，增加了帶寬的可配置性。另外，系統(tǒng)局端設(shè)備的體積小，局內(nèi)用地節(jié)省，設(shè)備比較省電。
下面對(duì)附圖進(jìn)行說(shuō)明圖1是本發(fā)明總體連接示意圖，圖2是OLT和ONU原理邏輯框圖，圖3是寬帶光分路器示意圖。圖中1代表ONU，2代表寬帶無(wú)源光分配網(wǎng)，3代表OLT，30是上、下行共用的傳送光纖，31代表寬帶光分路器，其它代號(hào)在附圖上均有文字標(biāo)明。
下面敘述
具體實(shí)施例方式具體結(jié)合


系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)的幀結(jié)構(gòu)等方面的特點(diǎn)。
1、系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)如圖1所示一個(gè)局端的光纖線路終端OLT通過(guò)個(gè)無(wú)源光分配網(wǎng)絡(luò)ODN2連接到多個(gè)遠(yuǎn)端的光纖網(wǎng)絡(luò)單元ONU 3。所述寬帶無(wú)源光分配網(wǎng)絡(luò)ODN包括上、下行共用的一根傳送光纖，一個(gè)寬帶的光分路器。所屬寬帶光分路器是指可以支持1310和1550納米的兩個(gè)窗口1xN分光器，N＝1-16。它可將來(lái)自局端的OLT下行的1550納米的光信號(hào)進(jìn)行光功率分配并以廣播方式傳給遠(yuǎn)端ONU；在上行方向它可將來(lái)自遠(yuǎn)端ONU的光信號(hào)進(jìn)行匯合，并傳給局端OLT。
在OLT和ONU中各有一個(gè)合波器。OLT的合波器的作用是把1310和1550納米的兩個(gè)光波長(zhǎng)分開(kāi)，將上行的1310納米的光送給突發(fā)接收單元，同時(shí)將下行1550納米光從電光變換單元送入光纖。ONU的合波器的作用也是把1310和1550納米的兩個(gè)光波長(zhǎng)分開(kāi)，將上行的1310納米的光送給送入光纖，將下行1550納米光送給光電變換單元。
圖1中的寬帶光分路器31如圖3所示。
圖1中的局端光纖線路終端OLT，其結(jié)構(gòu)組成由圖2所示。包括發(fā)送數(shù)據(jù)接口11、并串轉(zhuǎn)換與擾碼12、電光變換13、幀產(chǎn)生器14、授權(quán)指定器15、距離測(cè)量器16、突發(fā)接收17、串并轉(zhuǎn)換、解擾18、收異步數(shù)據(jù)接口19和合波器30。所述異步數(shù)據(jù)接口模塊是完成接收和發(fā)送的異步數(shù)據(jù)接口功能。包括接收異步數(shù)據(jù)接口和發(fā)送異步接口。其主要功能是接收和發(fā)送兩個(gè)方向緩沖信元的先進(jìn)先出隊(duì)列FIFO，隊(duì)列的讀控制電路和寫控制電路。其中，接收異步數(shù)據(jù)接口的讀控制電路和發(fā)送異步接口的寫控制電路由發(fā)送數(shù)據(jù)總線提供，而發(fā)送異步數(shù)據(jù)接口的讀控制電路和接收異步接口的寫控制電路由幀定時(shí)發(fā)生器的定時(shí)控制信號(hào)提供。所述幀定時(shí)發(fā)生器為下行方向的電路產(chǎn)生幀F(xiàn)P、復(fù)幀MFP等信號(hào)。用于指揮整個(gè)電路的協(xié)調(diào)動(dòng)作。幀脈沖是56個(gè)信元中幀頭信元為高電平。在每個(gè)非ploam信元中的最后一字節(jié)產(chǎn)生數(shù)據(jù)請(qǐng)求脈沖，用于申請(qǐng)數(shù)據(jù)發(fā)送(LOAD)。并根據(jù)MFT的幀F(xiàn)P、復(fù)幀MFP等信號(hào)組裝復(fù)幀的PLOAM信號(hào)。這些信號(hào)提供給發(fā)送異步數(shù)據(jù)接口，作為數(shù)據(jù)流動(dòng)的定時(shí)信號(hào)。發(fā)送異步數(shù)據(jù)接口生成的數(shù)據(jù)信號(hào)是8位的并行信號(hào)。該信號(hào)通過(guò)并串轉(zhuǎn)換與擾碼單元，變成并行信號(hào)，包括時(shí)鐘和數(shù)據(jù)，傳給電光變換單元。后者經(jīng)過(guò)1310和1510納米的合波器，進(jìn)入寬帶無(wú)源光纖分配網(wǎng)。
所述距離測(cè)量器是由一個(gè)計(jì)數(shù)器組成。由外部信號(hào)驅(qū)動(dòng)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)與停止。外部信號(hào)是由測(cè)距信元確認(rèn)發(fā)來(lái)的信號(hào)“時(shí)戳1”和由所述復(fù)幀定時(shí)產(chǎn)生來(lái)的“時(shí)戳2”信號(hào)。計(jì)量的做法是由所述幀定時(shí)產(chǎn)生來(lái)的“時(shí)戳2”啟動(dòng)比特計(jì)數(shù)器，由測(cè)距信元確認(rèn)發(fā)來(lái)的信號(hào)“時(shí)戳1”停止比特計(jì)數(shù)器。所述授權(quán)指定器是對(duì)各個(gè)ONU進(jìn)行上行發(fā)送的每個(gè)信元的位置進(jìn)行允許的單元，即發(fā)出一個(gè)一個(gè)的授權(quán)設(shè)定信息。授權(quán)指定器將來(lái)自該設(shè)備的管理部所提供的授權(quán)信息，暫存于寄存器中并在幀結(jié)構(gòu)中規(guī)定開(kāi)銷位置填入授權(quán)信息。
圖1中的遠(yuǎn)端光網(wǎng)絡(luò)單元ONU，其結(jié)構(gòu)組成由圖2所示。，遠(yuǎn)端光網(wǎng)絡(luò)單元ONU包括異步的收信接口與發(fā)信接口，幀同步器、突發(fā)控制器、授權(quán)容器，光電變換器，和電光變換器。
所述異步的收信接口和發(fā)信接口是處理信元結(jié)構(gòu)的先進(jìn)先出FIFO的緩沖電路，包括收信數(shù)據(jù)接口和發(fā)信異步接口。其主要電路組成是接收和發(fā)送兩個(gè)方向緩沖信元的先進(jìn)先出隊(duì)列FIFO，隊(duì)列的讀控制電路和寫控制電路。其中，收信接口的讀控制電路和發(fā)信接口的寫控制電路由用戶發(fā)送數(shù)據(jù)總線提供，而發(fā)信接口的讀控制電路和收信接口的寫控制電路由幀同步器的定時(shí)控制信號(hào)提供。
所述幀同步器下行方向的提取幀、復(fù)幀等信號(hào)。幀脈沖是56個(gè)信元中幀頭信元為高電平。并根據(jù)幀F(xiàn)P、復(fù)幀MFP等信號(hào)分析出復(fù)幀的PLOAM信號(hào)。這些信號(hào)提供給收信數(shù)據(jù)接口，作為數(shù)據(jù)流動(dòng)的定時(shí)信號(hào)。從數(shù)據(jù)光電變換接出的電信號(hào)，經(jīng)過(guò)解擾和串并變換，送給收信接口。授權(quán)容器是將下行幀中的授權(quán)信息提取出來(lái)，根據(jù)ONU的編號(hào)確定本ONU授權(quán)的位置以及在哪一個(gè)信元發(fā)送位置。在該電路單元中，有一個(gè)53比特的寄存器，用于存放每幀內(nèi)53個(gè)GRANT的比較結(jié)果。FPGA在將PLOAM信元送入FIFO的同時(shí)，將接收到的GRANT和本ONU的DATA GRANT及PLOAM GRANT由DSP寫入比較，相同的結(jié)果為1，表示在此時(shí)隙內(nèi)可以發(fā)送信元；不相同則為0，表示在此時(shí)隙內(nèi)不能發(fā)送信元。該信號(hào)發(fā)給突發(fā)控制器。
所述突發(fā)控制器根據(jù)幀同步器產(chǎn)生的測(cè)距信息、授權(quán)容器的結(jié)果，導(dǎo)出測(cè)距預(yù)置發(fā)送延遲器的減法計(jì)數(shù)器的初值，產(chǎn)生突發(fā)發(fā)送的控制信號(hào)，使能突發(fā)發(fā)送，同時(shí)加上信元的3字節(jié)的開(kāi)銷信息。
發(fā)信接口將發(fā)送的數(shù)據(jù)信號(hào)，按照突發(fā)發(fā)送的定時(shí)信號(hào)的要求，發(fā)出數(shù)據(jù)給并串與解擾單元，后者將它變成串行的數(shù)據(jù)信號(hào)，交給電光變換，轉(zhuǎn)到合波器中。
各業(yè)務(wù)源來(lái)的ATM信元，經(jīng)過(guò)線路終端、交叉連接后，通過(guò)異步的信元數(shù)據(jù)總線信號(hào)傳給異步數(shù)據(jù)接口單元11，再經(jīng)過(guò)空閑信元插入，串并轉(zhuǎn)換單元12，電光變換13，將下行信號(hào)發(fā)送到寬帶無(wú)源光分配網(wǎng)。寬帶無(wú)源光分路器31，將信號(hào)進(jìn)行功率分配，以廣播的形式傳到遠(yuǎn)端的光網(wǎng)絡(luò)單元3。ONU側(cè)光電變換20將光信號(hào)變換成電信號(hào)，并依據(jù)幀結(jié)構(gòu)將數(shù)據(jù)信元接出來(lái)，送到收信接口12，該收信接口經(jīng)過(guò)對(duì)信元頭的濾波處理，將該ONU的信號(hào)解出來(lái)，送往用戶接收數(shù)據(jù)總線。
上行信號(hào)則采用信元方式的時(shí)分多址技術(shù)。各個(gè)本地的用戶信號(hào)。在ONU處通過(guò)發(fā)信接口接收用戶接收數(shù)據(jù)總線上的數(shù)據(jù)。同時(shí)授權(quán)容器24和突發(fā)控制25單元根據(jù)下行的控制信息，以突發(fā)模式的方式發(fā)射光信號(hào)，經(jīng)寬帶無(wú)源光分路器31，送往局端光纖線路終端OLT。OLT側(cè)則通過(guò)突發(fā)接收17、串并轉(zhuǎn)換、解擾18單元將數(shù)據(jù)收到異步數(shù)據(jù)接口19。后者將信號(hào)發(fā)往接收數(shù)據(jù)總線。
2、系統(tǒng)的幀結(jié)構(gòu)異步轉(zhuǎn)移模式無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)的幀結(jié)構(gòu)采用上下行都是155.52Mbps的速率。系統(tǒng)下行采用時(shí)分復(fù)用TDMA技術(shù)，下行采用時(shí)分多址TDMA技術(shù)。上下幀的幀結(jié)構(gòu)大致相同。下行幀由一個(gè)連續(xù)的時(shí)隙流組成，該時(shí)隙包含一個(gè)ATM信元或是以物理層開(kāi)銷的PLOAM信院所組成。下行幀由56個(gè)上述時(shí)隙組成。第1個(gè)和第29個(gè)是PLOAM信元，其余的時(shí)隙都是ATM信元，由53個(gè)字節(jié)組成。PLOAM信元被用來(lái)傳送物理層的OAM信息，并承載ONU使用的用于上行接入控制的授權(quán)信號(hào)。
上行幀中包含53個(gè)時(shí)隙。每個(gè)時(shí)隙包含56字節(jié)。后面的53字節(jié)作為承載信源的字節(jié)。其中頭3個(gè)字節(jié)是開(kāi)銷字。第1個(gè)字節(jié)是防護(hù)時(shí)間，ONU在這個(gè)時(shí)間不發(fā)光，以免發(fā)生碰撞。第2個(gè)字節(jié)是前置碼，為‘10101010’序列信號(hào)，便于局端突發(fā)接收時(shí)進(jìn)行接收幅度判決和提取時(shí)鐘的相位。
第3個(gè)字節(jié)是定界符，為‘01101110’序列信號(hào)，用于指示ATM的信元的開(kāi)始位置。
3、上行靈活帶寬分配技術(shù)無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在本質(zhì)上是一種共享媒體的技術(shù)，因而需要一個(gè)接入?yún)f(xié)議。最簡(jiǎn)單的是采用一種固定帶寬的方式，這種方法是個(gè)ONU依據(jù)自己在該P(yáng)ON的編號(hào)，固定地在約定好的時(shí)間位置進(jìn)行上行的發(fā)送。這種方法比較簡(jiǎn)單，但是存在下列缺點(diǎn)，1上行總帶寬有所損失。因?yàn)榧俣ㄊ?6個(gè)ONU都處于運(yùn)行狀態(tài)，上行的帶寬才被占滿，而在實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)中不可能都是預(yù)想的ONU都開(kāi)滿了。2各個(gè)ONU的帶寬不能夠按實(shí)際需要重新配置。
所述上行靈活帶寬分配技術(shù)是指通過(guò)網(wǎng)管的界面，對(duì)ONU的上行接入帶寬進(jìn)行配置，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)PON的帶寬進(jìn)行管理。OLT側(cè)如何將授權(quán)分配給ONU的過(guò)程以及ONU如何根據(jù)得到授權(quán)信號(hào)去控制上行的發(fā)送的過(guò)程就是系統(tǒng)的上行帶寬分配技術(shù)。所述上行靈活帶寬分配的過(guò)程是這樣的通過(guò)網(wǎng)管界面給帶寬的設(shè)定裝置授權(quán)指定器分配一個(gè)帶寬的參數(shù)。授權(quán)指定器在一個(gè)周期的時(shí)間內(nèi)分配給了某ONU若干個(gè)授權(quán)，那么該ONU就得到了一定的帶寬。該授權(quán)通過(guò)下行的PLOAM信元傳送到ONU。ONU的授權(quán)容器將下行的PLOAM所含的授權(quán)與自己的在PON的號(hào)碼比較，若相等則認(rèn)為是該時(shí)隙是該ONU的授權(quán)，并控制ONU屆時(shí)予以發(fā)送。
權(quán)利要求
1.一種異步轉(zhuǎn)移模式無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，包括通過(guò)寬帶無(wú)源光分配網(wǎng)ODN(3)連接到一個(gè)局端設(shè)備光纖線路終端OLT(1)和多個(gè)遠(yuǎn)端光纖網(wǎng)絡(luò)單元ONU(2)，其特征在于所述寬帶無(wú)源光分配網(wǎng)(3)包括上、下行共用的傳送光纖(30)和一個(gè)寬帶光分路器(31)，寬帶光分路器(31)是指可以支持1310和1550納米的兩個(gè)窗口1xN分光器，N＝1-16。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的異步轉(zhuǎn)移模式無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于所述局端光纖線路終端OLT(1)包括發(fā)異步數(shù)據(jù)處理接口(11)(19)、幀定時(shí)發(fā)生器(14)、距離測(cè)量器(16)、授權(quán)指定器(15)、電光轉(zhuǎn)換器(13)、突發(fā)接收器(17)、并串轉(zhuǎn)換與擾碼(12)、串并轉(zhuǎn)換與解擾(18)、合波器(10)，合波器(10)把1310和1550納米的兩個(gè)光波長(zhǎng)分開(kāi)，將上行的1310納米的光送給突發(fā)接收器(17)，同時(shí)將下行1550納米光從電光轉(zhuǎn)換器(13)送入光纖，突發(fā)處理器(17)進(jìn)行突發(fā)接收處理、自同步和突發(fā)定時(shí)提取操作，異步數(shù)據(jù)處理接口包括收異步數(shù)據(jù)處理接口(19)和發(fā)異步數(shù)據(jù)處理接口(11)，完成接收和發(fā)送異步數(shù)據(jù)的接口功能，距離測(cè)量器(16)是由比特計(jì)數(shù)器等部件組成的對(duì)ONU測(cè)距操作當(dāng)中進(jìn)行距離的測(cè)量，授權(quán)指定器(15)是對(duì)各個(gè)ONU進(jìn)行上行發(fā)送的每個(gè)信元的位置進(jìn)行允許的單元，即發(fā)出授權(quán)設(shè)定信息；
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的異步轉(zhuǎn)移模式無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征是所述遠(yuǎn)端光網(wǎng)絡(luò)單元ONU(2)包括突發(fā)控制器(25)、授權(quán)容器(24)、光電變換器(20)、幀同步器(23)、并串轉(zhuǎn)換解擾器(21)、合波器(29)、收信接口(22)、發(fā)信接口(26)，合波器(29)的作用是把1310和1550納米的兩個(gè)光波長(zhǎng)分開(kāi)，將上行的1310納米的光送給光纖，將下行1550納米光送給光電變換器(20)，光電變換器(20)將光信號(hào)變換成電信號(hào)，并依據(jù)幀結(jié)構(gòu)將數(shù)據(jù)信元接出來(lái)，送到收信接口(22)，該收信接口經(jīng)過(guò)對(duì)信元頭的濾波處理，將該ONU的信號(hào)解出來(lái)，送往用戶接收數(shù)據(jù)總線，上行信號(hào)則采用信元方式的時(shí)分多址技術(shù)，各個(gè)本地的用戶信號(hào)在ONU處通過(guò)發(fā)信接口(26)接收用戶接收數(shù)據(jù)總線上的數(shù)據(jù)，同時(shí)授權(quán)容器(24)和突發(fā)控制器(25)根據(jù)下行的控制信息，以突發(fā)模式的方式發(fā)射光信號(hào)，經(jīng)寬帶無(wú)源光分路器(31)送往局端光纖線路終端OLT，OLT側(cè)則通過(guò)突發(fā)接收器(17)、串并轉(zhuǎn)換解擾器(18)將數(shù)據(jù)送到收異步數(shù)據(jù)處理器(19)，后者將信號(hào)發(fā)往接收數(shù)據(jù)總線，所述突發(fā)控制器(25)根據(jù)距離測(cè)量器的測(cè)距信息、授權(quán)指定器的讀出結(jié)果，導(dǎo)出測(cè)距預(yù)置發(fā)送延遲器的減法計(jì)數(shù)器的初值，產(chǎn)生突發(fā)發(fā)送的控制信號(hào)，使突發(fā)發(fā)送操作，所述異步收信接口(22)和發(fā)信接口(26)是處理信元結(jié)構(gòu)的先進(jìn)先出FIFO的緩沖電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的異步轉(zhuǎn)移模式無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于幀定時(shí)發(fā)生器為下行方向的電路產(chǎn)生幀F(xiàn)P、復(fù)幀MFP信號(hào)，用于指揮整個(gè)電路的協(xié)調(diào)動(dòng)作，幀脈沖是56個(gè)信元為一幀，當(dāng)中的幀頭信元為高電平信號(hào)，幀定時(shí)發(fā)生器在每個(gè)非ploam信元中的最后一字節(jié)產(chǎn)生數(shù)據(jù)請(qǐng)求脈沖，用于申請(qǐng)數(shù)據(jù)發(fā)送LOAD并根據(jù)幀F(xiàn)P、復(fù)幀MFP信號(hào)組裝復(fù)幀的PLOAM信號(hào)，這些信號(hào)提供給發(fā)異步數(shù)據(jù)接口，作為數(shù)據(jù)流動(dòng)的定時(shí)信號(hào)；發(fā)送異步數(shù)據(jù)接口生成的數(shù)據(jù)信號(hào)是8位的并行信號(hào)，該信號(hào)通過(guò)并串轉(zhuǎn)換解擾器變成并行信號(hào)，包括時(shí)鐘和數(shù)據(jù)，傳給電光變換器，后者經(jīng)過(guò)1310和1510納米的合波器，進(jìn)入寬帶無(wú)源光纖分配網(wǎng)；距離測(cè)量器是由計(jì)數(shù)器組成，由外部信號(hào)驅(qū)動(dòng)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)與停止。外部信號(hào)是由異步數(shù)據(jù)接口中在測(cè)距信元確認(rèn)后發(fā)來(lái)的信號(hào)“時(shí)戳1”和由所述復(fù)幀定時(shí)器產(chǎn)生來(lái)的“時(shí)戳2”信號(hào)，計(jì)量的做法是由所述幀定時(shí)產(chǎn)生來(lái)的“時(shí)戳2”啟動(dòng)計(jì)數(shù)器，由測(cè)距信元確認(rèn)發(fā)來(lái)的信號(hào)“時(shí)戳1”停止計(jì)數(shù)器；授權(quán)指定器是對(duì)各個(gè)ONU進(jìn)行上行發(fā)送的每個(gè)信元的位置進(jìn)行允許的單元，即發(fā)出一個(gè)一個(gè)的授權(quán)設(shè)定信息，授權(quán)指定器將來(lái)自該設(shè)備的管理部所提供的授權(quán)信息暫存于寄存器中，并在幀結(jié)構(gòu)中規(guī)定開(kāi)銷位置填入授權(quán)信息；突發(fā)處理器是突發(fā)接收處理，自同步和突發(fā)定時(shí)提取操作的單元，它從內(nèi)部的光模塊接收信號(hào)，包括時(shí)鐘和數(shù)據(jù)，傳給串并解擾器，后者將這一串行信號(hào)經(jīng)過(guò)移存和解擾變成8位的并行信號(hào)，發(fā)送到收異步數(shù)據(jù)接口。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的異步轉(zhuǎn)移模式無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于所述遠(yuǎn)端光網(wǎng)絡(luò)單元ONU包括異步的收信接口與發(fā)信接口、幀同步器、授權(quán)容器、突發(fā)控制器、光電變換器和電光變換器，授權(quán)容器是將下行幀中的授權(quán)信息提取出來(lái)，根據(jù)ONU的編號(hào)確定本ONU授權(quán)的位置以及在哪一個(gè)信元發(fā)送位置，在該電路單元中，有一個(gè)53比特的寄存器，用于存放每幀內(nèi)53個(gè)GRANT的比較結(jié)果，F(xiàn)PGA在將PLOAM信元送入FIFO的同時(shí)，將接收到的GRANT和本ONU的DATA GRANT及PLOAM GRANT比較，相同的結(jié)果為1，表示在此時(shí)隙內(nèi)可以發(fā)送信元，不相同則為0，表示在此時(shí)隙內(nèi)不能發(fā)送信元，該信號(hào)發(fā)給突發(fā)控制器，突發(fā)控制器根據(jù)幀同步器產(chǎn)生的測(cè)距信息、授權(quán)容器的結(jié)果，導(dǎo)出測(cè)距預(yù)置發(fā)送延遲器的減法計(jì)數(shù)器的初值，產(chǎn)生突發(fā)發(fā)送的控制信號(hào)，使能突發(fā)發(fā)送，同時(shí)加上信元的3字節(jié)的開(kāi)銷信息；發(fā)信接口將發(fā)送的數(shù)據(jù)信號(hào)，按照突發(fā)發(fā)送的定時(shí)信號(hào)，發(fā)出數(shù)據(jù)給并串解擾器，后者將它變成串行的數(shù)據(jù)信號(hào)，交給電光變換，轉(zhuǎn)到合波器中。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-3之一所述的異步轉(zhuǎn)移模式無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于，提供了一種基于ATM方式的無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，采用了具備ATM的邏輯虛連接的特性和ATM的統(tǒng)計(jì)復(fù)用功能的異步轉(zhuǎn)移模式ATM的傳送結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的異步轉(zhuǎn)移模式無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于系統(tǒng)采用下行方向以信元結(jié)構(gòu)的幀廣播到各個(gè)ONU，上行方向各ONU以信元為單位的通過(guò)時(shí)分多址技術(shù)組成上行幀，上下行的速率都達(dá)到155Mbps，具備了高速寬帶無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)的特征，同時(shí)具備了較小的數(shù)據(jù)包接入結(jié)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的異步轉(zhuǎn)移模式無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于系統(tǒng)采用下行幀的授權(quán)信息來(lái)控制各個(gè)ONU的上行接入帶寬，各ONU則通過(guò)查看授權(quán)情況決定上行突發(fā)發(fā)送操作。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-3之一所述的異步轉(zhuǎn)移模式無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于所述寬帶無(wú)源光分配網(wǎng)絡(luò)ODN包括上、下行共用的傳送光纖，一個(gè)寬帶的光分路器(31)，所述寬帶光分路器是指可以支持1310和1550納米的兩個(gè)窗口1xN分光器，N＝1-16，它可將來(lái)自局端的OLT下行的1550納米的光信號(hào)進(jìn)行光功率分配并以廣播方式傳給遠(yuǎn)端ONU，在上行方向它可將來(lái)自遠(yuǎn)端ONU的光信號(hào)進(jìn)行匯合，并傳給局端OLT。
全文摘要
一種異步轉(zhuǎn)移模式無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),采用ATM技術(shù),其中局端設(shè)備光纖線路終端OLT包括異步數(shù)據(jù)處理器、距離測(cè)量器、幀定時(shí)發(fā)生器、授權(quán)指定器。遠(yuǎn)端光網(wǎng)絡(luò)單元包括突發(fā)控制器、信元授權(quán)容器,異步數(shù)據(jù)處理器。本發(fā)明的系統(tǒng)使得無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)具有異步轉(zhuǎn)移的特征,支持ATM方式的傳送結(jié)構(gòu),支持帶寬的靈活指配功能,使得發(fā)明的系統(tǒng)可以支持多種寬帶和窄帶業(yè)務(wù)。
文檔編號(hào)H04J14/08GK1308434SQ0110656
公開(kāi)日2001年8月15日 申請(qǐng)日期2001年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月20日
發(fā)明者何巖, 王志軍, 沈羽綸, 譚文兵 申請(qǐng)人:武漢郵電科學(xué)研究院