專利名稱：無源光網(wǎng)絡的監(jiān)測方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于監(jiān)測具有帶有干線和多個分支的樹形結構的無
源光網(wǎng)絡(PON)的方法、涉及可連接至PON分支的監(jiān)測單元、以 及涉及包括至少一個這種監(jiān)測單元的PON。
背景技術：
為了改善光網(wǎng)絡的服務質量，特別是具有樹形結構的無源光網(wǎng)絡 (PON)的服務質量，對故障進行檢測和定位的連續(xù)監(jiān)測技術受到了 特別關注，因為期望這些技術為運營這些網(wǎng)絡的電信公司提供顯著的 成本節(jié)省。
然而，由于PON的光纖鏈路所覆蓋的長距離，網(wǎng)絡運營商通常 僅能夠從干線(mainline)(具體地，從位于PON頭端的光線路終端 OLT)來訪問網(wǎng)絡。為了從干線檢查PON分支的功能，公知的是在 這些分支中部署監(jiān)測單元，其通常被部署在靠近最終用戶的位置處。
可以通過向特定的監(jiān)測單元傳輸包括標識符的二進制信息來執(zhí) 行OLT與監(jiān)測單元之間的下行通信，該特定監(jiān)測單元繼而可以執(zhí)行 預定義的功能。在這方面，EP 1 037 417 B1公開了一種方法，用于執(zhí) 行對樹形網(wǎng)絡中的內聯(lián)(in-line)元件(諸如，光學放大器或者光學 交換機)的中央控制，其中OLT在向下行發(fā)送到內聯(lián)元件的預定義 許可中添加額外位。這些額外位包括內聯(lián)元件的標識，并且包含用于 由選定的內聯(lián)元件執(zhí)行的本地預定義的功能。
然而，為了以上述方式來執(zhí)行中央控制，必須從下行傳輸中捕獲 許可消息，從而使用于操作和維護的內聯(lián)元件或者其他元件必須持久 地監(jiān)聽下行傳輸，以識別和處理許可消息。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目標是提供一種監(jiān)測方法、監(jiān)測單元和PON,其允許從
干線對PON進行可靠的、成本有效的監(jiān)測。
該目的是通過如上所述的方法實現(xiàn)的，該方法包括步驟從布置 在干線中的光線路終端OLT向布置在分支中的多個監(jiān)測單元傳輸喚 醒信號；在監(jiān)測單元中，檢測該喚醒信號，并在纟企測到該喚醒信號之 后在預定義的監(jiān)聽時間間隔期間監(jiān)聽來自OLT的信息請求；把將在 監(jiān)聽時間間隔內接收的信息請求從OLT傳輸至監(jiān)測單元；以及在監(jiān) 聽時間間隔期間在監(jiān)測單元中接收信息請求，監(jiān)測單元中的被該信息 請求尋址的一個監(jiān)測單元將響應消息傳輸回OLT。
應當理解，貫穿以下描述，術語OLT表示布置在干線中(通常 布置在PON的頭端處)的網(wǎng)絡實體，并且該網(wǎng)絡實體執(zhí)行與監(jiān)測單 元的通信。這里所描述的OLT還可以執(zhí)行去往和來自布置在PON分 支末端處的ONT的常規(guī)數(shù)據(jù)傳輸，然而，這不是必須的，也即，在 此描述的OLT與執(zhí)行常規(guī)數(shù)據(jù)傳輸?shù)腛LT可以在兩個不同的物理實 體中實現(xiàn)。
在上述方法中，當不需要對PON的監(jiān)測時，監(jiān)測單元操作在僅 消耗少量的電功率的睡眠模式中。在睡眠模式期間，當需要執(zhí)行對 PON的監(jiān)測時，監(jiān)測單元能夠檢測從OLT向下行傳輸?shù)暮唵?、易識 別的喚醒信號。喚醒單元通常并不尋址這些監(jiān)控單元中的特定鍵控單 元，并且可以例如通過^f吏用正弦信號的頻移 一建控來實現(xiàn)。
僅當檢測到喚醒信號時，監(jiān)測單元開始在監(jiān)聽時間間隔期間監(jiān)聽 來自OLT的信息請求。"監(jiān)聽"表示監(jiān)測單元可以識別和處理下行 傳輸中包含的二進制數(shù)據(jù)，從而使每個監(jiān)測單元能夠通過對來自OLT 的信息請求的地址字段中所包含的二進制數(shù)據(jù)與其本身的地址(該地 址在PON中通常是唯一的)進行比較，來確定該信息請求是否對該 監(jiān)測單元進行尋址。
以這種方式，僅被信息請求所尋址的監(jiān)測單元將向OLT發(fā)回響 應消息。響應消息可以包含關于該監(jiān)測單元的狀態(tài)的信息，或者響應消息可以用來以信號通知OLT:監(jiān)測單元已為后續(xù)通信做好準備。以 上述方式，監(jiān)測單元僅需在預定義的監(jiān)聽時間間隔期間監(jiān)聽下行業(yè) 務，而在其他時間則可以操作在睡眠模式下，因此明顯地降低了其功 耗，并且可以針對來自OLT的后續(xù)請求而迅速地再次做好準備。而 且，OLT與監(jiān)測單元之間的通信無需諸如TDMA (時分多址)的復 雜協(xié)議。
在優(yōu)選的變形中，在喚醒信號的檢測之后，監(jiān)測單元從具有較低 功耗的第 一操作模式切換到具有較高功耗的第二操作模式。在從第一 操作模式切換到第二操作模式之后，可以激活監(jiān)聽單元(例如，微處 理器)，監(jiān)聽單元能夠讀取和處理下行傳輸中的二進制信號。為了喚 醒微處理器，可能需要一段準備時間，使得在發(fā)送喚醒信號之后可以 不立刻發(fā)送信息請求，以確?？梢栽诒O(jiān)聽時間間隔期間在監(jiān)測單元中 處理該信息請求。備選地，對喚醒信號的檢測以及監(jiān)聽可以在適當?shù)?無源電子電路中執(zhí)行，僅在該無源電子電路檢測到信息請求尋址到該 監(jiān)控單元之后，才激活微處理器以傳輸響應信號。
本領域的技術人員將意識到，無需獨立的物理實體來執(zhí)行切換。 例如，當也在微處理器中(例如，在輸入級中)利用低功耗來執(zhí)行喚 醒信號的檢測時，隨后將在微處理器中執(zhí)行的監(jiān)聽和接收過程將自動 提高微處理器的功耗。
在有益的變形中，在信息請求的傳輸結束之后，OLT不在預定義 的接收時間間隔期間傳輸其他喚醒信號，優(yōu)選地，接收時間間隔足夠 長，以將監(jiān)測單元的響應消息中所包含的信息從OLT傳送至網(wǎng)絡管 理單元。在傳輸信息請求之后，OLT在預定義的監(jiān)聽時間間隔期間監(jiān) 聽來自監(jiān)測單元的響應消息，其中所述預定義的監(jiān)聽時間間隔基本上 是由以下來確定的將信息請求傳輸?shù)脚cOLT具有最大距離的監(jiān)測 單元的傳輸時間、以及將響應消息從該監(jiān)測單元傳輸回OLT的傳輸 時間、加上用于處理監(jiān)測單元內部延遲的一些附加時間量。接收時間 間隔必須長于監(jiān)聽時間間隔，以確?？梢詫碜耘cOLT具有最大距 離的檢測單元的響應消息中所包含的信息傳送到網(wǎng)絡管理單元。在優(yōu)選的變形中，接收時間間隔足夠長，以允許通過從OLT的 下行傳輸中提取能量來對未被信息請求尋址的監(jiān)測單元的能量存儲 器進行再完全充電。由于監(jiān)測單元通常在檢測到喚醒信號之后切換到 具有較高電功耗的操作狀態(tài)，當將接收時間間隔選擇為過短時，在其 中不對監(jiān)測單元進行尋址的多個監(jiān)測周期之后，可再充電的能量存儲 器可能完全放電，從而使得不再可能監(jiān)聽其他信息請求。與此相反， 被信息請求所尋址的監(jiān)測單元的能量存儲器可能在發(fā)送響應消息之 后完全放電，并且可能僅在若干監(jiān)測周期之后再完全充電，因為通常 不需要在后續(xù)監(jiān)測周期期間不止 一 次地尋址相同的監(jiān)測單元。
在另 一優(yōu)選的變形中，將響應消息的每個位編碼為二進制的碼片 序列，每個碼片序列與用于在OLT中恢復響應消息的位的預定義碼 片序列相關，優(yōu)選地，每個碼片被進一步劃分為多個樣本，通過對多 個樣本的至少一部分求平均來在OLT中恢復每個碼片。通常，將從 OLT到監(jiān)測單元的下行傳輸?shù)牟ǘ闻c從監(jiān)測單元回到OLT的上行傳 輸?shù)牟ǘ芜x擇為相等，但是位于PON的分支端點處的光網(wǎng)絡終端
(ONT)以相應數(shù)據(jù)協(xié)議中定義的不同波段來傳輸其上行業(yè)務。在使 用相等的上行和下行波段時，編碼提供了一種將響應消息與OLT生 成的偶然反射或反向散射的信號進行區(qū)分的方法，因為在這種情況下 可能存在很多噪聲。
這么做的 一個有益方式是對響應消息的位進行編碼，以改善OLT 處的檢測，這通常是通過將為傳輸位而預留的時間間隔劃分為若干
(例如，8個)子時間間隔，每個子時間間隔定義一個所謂的碼片， 該碼片也具有二進制值(0或1)。通過碼片序列與包括例如8個碼 片(優(yōu)選地，其對PON的所有監(jiān)測單元而言是一樣的)的已知碼字 的后續(xù)相關，可以恢復響應消息的每個位。
可以將用于每個碼片的時間間隔進一步劃分為子間隔，每個子間 隔對應于也具有二進制值的樣本。然后可以通過對至少部分樣本(通 常是全部樣本，以便改善信噪比(SNR))進行平均來恢復碼片。優(yōu) 選地，關于碼片相位異步地執(zhí)行采樣，在這種情況下，通常需要前導碼來恢復碼片相位。在每個碼片只存在一個樣本的情況下，不能確保 對碼片的最優(yōu)采樣。由此，可以對每個碼片的若千樣本執(zhí)行過采樣， 以通過隨后對所檢觀'J的碼片模式與預期的碼字進行比較來找到正確 的時序(是5個樣本的正確集合？)。消息開始處的附加前導碼進一 步有助于標識消息的開始。
本發(fā)明的另一方面在可連接至無源光網(wǎng)絡PON的分支的監(jiān)測單 元中實現(xiàn)，該監(jiān)測單元包括檢測單元，用于檢測從布置在PON的 千線的頭端的光線路終端OLT傳輸至該監(jiān)測單元的喚醒信號；監(jiān)聽 和接收單元，用于在接收到喚醒信號之后在預定義的監(jiān)聽時間間隔期 間監(jiān)聽來自OLT的信息請求，以及用于在監(jiān)聽時間間隔期間接收來 自OLT的信息請求；以及傳輸單元，用于在所接收的信息請求尋址 到該監(jiān)測單元的情況下，將響應信號從監(jiān)測單元發(fā)送回OLT。該監(jiān)測 單元在PON中具有唯一的地址，監(jiān)測單元通過該地址來識別以該監(jiān) 測單元為目標的信息請求。
在優(yōu)選實施方式中，該監(jiān)測單元還包括切換單元，用于在喚醒 信號的檢測之后，從具有較低功耗的第一操作模式切換到具有較高功 耗的第二操作模式，該第二操作模式允許監(jiān)測單元監(jiān)聽OLT向下行 傳輸?shù)男畔⒄埱?。盡管該切換單元可以是例如中繼器的電子元件，但 這不是必須的，因為微處理器本身可以執(zhí)行對喚醒信號的檢測和/或監(jiān) 聽，并且可以自動地從具有較低功耗的睡眠模式切換到具有較高功耗 的操作模式。
在非常優(yōu)選的實施方式中，該監(jiān)測單元還包括可再充電的能量 存儲器；以及能量轉換單元，用于將來自OLT的下行傳輸信號的光 能轉換為電能，該電能用于對可再充電的能量存儲器進行充電，其中 充電通常是在第一操作模式期間進行。以這種方式，可以使用從監(jiān)測 單元連接的分支所分接的部分光學信號來為監(jiān)測單元提供能量(所謂 的能量收集)。當然，作為備選方式，也可以使用常規(guī)電池作為監(jiān)測 單元的電源，或者使用將能量收集與常規(guī)電池相結合的監(jiān)測單元。
本發(fā)明的另一方面在一種無源光網(wǎng)絡PON中實現(xiàn)，該PON包括干線；布置在干線頭端處的光線路終端OLT;以及與干線連接的多個 分支，其中該分支中的至少一個分支包括如上所述的監(jiān)測單元。有益 地，可以按照上文描述的方式來執(zhí)行對這種PON的監(jiān)測。
在優(yōu)選實施方式中，該無源光網(wǎng)絡是運營商網(wǎng)絡，并且監(jiān)測單元 被布置為在運營商網(wǎng)絡中與到用戶網(wǎng)絡的分界點相鄰的地方。通過將 監(jiān)測單元置于靠近分界點處，也即靠近運營商網(wǎng)絡與用戶網(wǎng)絡之間的 邊界線，可以使用監(jiān)測單元來區(qū)分運營商網(wǎng)絡中的網(wǎng)絡故障和用戶網(wǎng) 絡中的網(wǎng)絡故障。
在下文參考示出了大量細節(jié)的附圖對示例性實施方式的描述中， 記載了其他特征和優(yōu)點，這些特征和優(yōu)點由權利要求書限定?？梢詥?獨地實現(xiàn)單獨特征，或者可以通過任何期望的結合來實現(xiàn)多個單獨特征。
示例性實施方式在附圖中示出，并在下文描述中闡釋。在附圖中
圖1是根據(jù)本發(fā)明的PON的實施方式的示意圖2是根據(jù)本發(fā)明的監(jiān)測單元的實施方式的示意圖3a、圖3b是兩個表示監(jiān)測單元(a)和OLT (b)中的信令和
數(shù)據(jù)處理的流程圖4是圖1的三個監(jiān)測單元與OLT之間的消息流的時序圖以及
監(jiān)測單元電源中的可用電能；
圖5是圖4中所示時序圖的具體時間持續(xù)；
圖6a-圖6c是喚醒消息(a)、信息請求(b)以及響應消息(c) 的結構示例，以及
圖7是在OLT中對已編碼響應消息的解碼。
具體實施例方式
圖1示出了無源光網(wǎng)絡1,其包括樹形的運營商網(wǎng)絡2作為第一 區(qū)段。運營商網(wǎng)絡2具有主干光纖線路3，其位于光線路終端(OLT)4與lxN無源光分發(fā)網(wǎng)絡(分路器)5之間，該lxN無源光分發(fā)網(wǎng)絡 (分路器)5將干線3連接到多個分支，其中三個分支在圖1中示出 (6.1到6.3)。運營商網(wǎng)絡2的分支6.1到6.3在用戶網(wǎng)絡7中繼續(xù)， 用戶網(wǎng)絡7構成了光學網(wǎng)絡1的第二區(qū)段，并且包括光網(wǎng)絡終端 (ONT) 8.1到8.3，其中一個ONT對應分支6.1到6.3中的一個。所 謂的分界點9.1到9.3標記了在分支6.1到6.3的每一個分支中運營商 網(wǎng)絡2與用戶網(wǎng)絡7之間的界限。在運營商網(wǎng)絡2中，鄰近每個分界 點(DP) 9.1到9.3布置監(jiān)測單元DPMI到DPM3，由于監(jiān)測單元在 光網(wǎng)絡l中的位置，也可以將其稱為分界點監(jiān)測器(DPM)。此外， 網(wǎng)絡管理單元10連接至OLT4,網(wǎng)絡管理單元10觸發(fā)OLT4與監(jiān)測 單元DMP1到DMP3的通信，以便監(jiān)測PON 1。本領域的技術人員將 會意識到，圖1的PON 1僅表示PON的基本結構，而實際的PON通 常復雜得多?，F(xiàn)今，PON 1的典型規(guī)范是從OLT4至ONT6.1到6.3 的光纖長度為大約20千米或者更長，而分路器5的分路比通常是1:32 或更大。
為了監(jiān)測網(wǎng)絡l,在OLT 4中執(zhí)行圖3a中表示的過程。當在第 一步驟100中由網(wǎng)絡管理單元IO觸發(fā)過程開始之后，OLT 4生成喚 醒信號11 (參見圖1),在第二步驟101中，喚醒信號11通過運營 商網(wǎng)絡2的分支6.1到6.3下行傳輸至監(jiān)測單元DPMI到DPM3。喚 醒信號11是易于檢測的消息，其通常不對監(jiān)測單元DPMI到DPM3 中的具體監(jiān)測單元進行尋址。在開始傳輸喚醒信號11之后，在進一 步的步驟102中，OLT4等待一段預定義的時間，此后在步驟103中 開始傳輸尋址到第二監(jiān)測單元DPM2的信息請求12。在傳輸信息請 求12之后，OLT4切換到監(jiān)聽狀態(tài)，以便在進一步的步驟104中監(jiān) 聽從第二監(jiān)測單元DPM2上行傳輸?shù)捻憫?3。當接收到響應消 息13時，首先對響應消息13進行數(shù)字化和解碼，而后在進一步的步 驟105中將響應消息13從OLT4傳送到網(wǎng)絡管理單元10，由此結束 對第二監(jiān)測單元DPM2的監(jiān)測周期。
在隨后的步驟106中，確定是否需要對PONl的進一步測試，該確定也由網(wǎng)絡管理單元10來觸發(fā)。如果不需要進一步的監(jiān)測，監(jiān)測
過程在最終步驟107中結束。否則，在進一步的步驟108中，做出選 擇以決定在后續(xù)監(jiān)測周期中應當尋址監(jiān)測單元DPM1到DPM3中的哪 一個，該選擇由網(wǎng)絡監(jiān)測單元IO做出。在后一種情況下，監(jiān)測過程 僅在多個進一步的監(jiān)測周期之后結束，通常是當OLT4已經(jīng)尋址了所 有監(jiān)測單元DPMI到DPM3時結束。
現(xiàn)在參考圖3b，將更為詳細地描述上面闡釋的在監(jiān)測周期期間由 第二監(jiān)測單元DPM2執(zhí)行的過程。在第一步驟200中，例如在PON 1 的停機時間之后的啟動期間，激活第二監(jiān)測單元DPM2。第二監(jiān)測單 元DPM2 (在圖2中以詳細視圖表示)繼而經(jīng)由分接耦合器14將部 分下行信號(通常是總強度的5%)從分支6.2分流到包括光敏二極 管的光學接收機，其中該光敏二極管用作0/e能量轉換單元15。在第 二監(jiān)測單元DPM2的信號路徑中提供檢測單元16,用于檢測喚醒信 號ll，喚醒信號11可以是圖6a中所示的8位序列"10101010",每 個位的持續(xù)時間例如是1微秒量級的。檢測單元16可以實現(xiàn)為僅包 括無源部件的電子電路。喚醒信號11的位之間的切換可以通過執(zhí)行 對例如10 MHz到20 MHz之間的正弦信號的頻移4建控來實現(xiàn)。在沒 有檢測到喚醒信號時，在進一步的步驟201中，將經(jīng)過o/e轉換的下 行傳輸信號饋送給電容器形式的可再充電能量存儲器17，以便對其充 電。
在檢測單元15中檢測到喚醒信號11的情況下，在進一步的步驟 202中，切換單元18 (例如，中繼器)將監(jiān)測單元DPM2從第一操作 狀態(tài)切換到第二操作狀態(tài)，其中在第一操作狀態(tài)中，能量存儲器17 連續(xù)地充電并且僅消耗很少的能量，而在第二操作狀態(tài)中，將能量存 儲器17中存儲的能量饋送給微處理器19以激活微處理器19。微處理 器19用作監(jiān)聽和接收相結合的單元，以便在后續(xù)步驟203中，在接 收喚醒信號11之后在預定義的監(jiān)聽時間間隔期間監(jiān)聽來自OLT 4的 信息請求12，以及在該監(jiān)聽時間間隔期間接收信息請求12。本領域 的技術人員將會意識到，激活微處理器19可以不需要圖2中所示的單獨切換單元18,特別地，對喚醒信號11的檢測和對信息請求12 的監(jiān)聽二者都可以在微處理器19中執(zhí)行，例如在其輸入級中執(zhí)行， 這僅具有低功耗。
微處理器19通過其前導碼12a來識別信息請求12 (其結構在圖 6b中示出)，其中前導碼12a包含與喚醒信號11中使用的位序列相 對應的位序列。繼而，在進一步的步驟204中，微處理器19將信息 請求12中包含的地址字段12b ( 1字節(jié))與監(jiān)測單元DPM2的存儲器 (未示出)中持久存儲的監(jiān)測單元DPM2的唯一地址進行比較，以決 定信息請求是否尋址到監(jiān)測單元DPM2。保留信息請求12的另一字 段12c以備后用，例如，用于提供關于監(jiān)測單元上行傳輸?shù)臄?shù)據(jù)類型 的信息。信息請求12的載波頻率可以是lOMHz,位持續(xù)時間例如可 以是l微秒量級的，調制格式例如是移幅鍵控(ASK)。
在目前的情況下，信息請求12尋址到第二監(jiān)測單元DPM2，從 而使得微處理器19不是切換回第一操作模式(步驟201 )，而是激活 包括光敏二極管的傳輸單元20，以便執(zhí)行對微處理器19中生成的響 應消息13的e/o轉換，傳輸單元20連接至分接耦合器21,用于在最 終步驟205中通過分支6.2將響應消息13傳輸回OLT4,此后切換回 第一操作模式，以便對能量存儲器17進行再充電。
在上述方法的備選變形中，可以僅在已確定信息請求12尋址到 監(jiān)測單元DPM2之后激活微處理器19。在這種情況下，對喚醒信號 11的檢測、對信息請求12的監(jiān)聽、以及地址識別在電子電路(通常 是無源電子電路)中執(zhí)行，而微處理器19僅被激活用于傳輸響應消 息13。
圖6c中示出了響應消息13的典型結構，包括前導碼13a;地 址字段13b,其具有與信息請求12的結構相對應的結構；響應消息 13的另一字段13c，該另一字段13c包括可以保留以備后用的兩個字 節(jié)，其通常包含關于監(jiān)測單元DPM2狀態(tài)(例如，其溫度)的信息。 然而，傳送這種狀態(tài)信息不是強制性的，因為，在不提供其他信息的 情況下在OLT4中接收到響應消息13已經(jīng)足以表明在第二分支6.2
13的光纖線路中沒有發(fā)生損壞。用于響應消息13的調制格式通常是脈
沖編碼調制(PCM)，并且響應消息13的位通常以下文將進一步更
力口詳細描述的方式進4亍編石馬。
已經(jīng)參考圖3a、圖3b描述的、用于對第二監(jiān)測單元DPM2進行 尋址的監(jiān)測周期的過程步驟也在圖4中表示，圖4示出了消息流的時 序圖，其考慮了 OLT 4與監(jiān)測單元DPMI到DPM3之間的不同傳播 時間，其中第一監(jiān)測單元DPMI被定位于距OLT 4最近，第二和第 三監(jiān)測單元DPM2、 DPM3被安置為距0LT4較遠。
在圖4中，術語Tx和Rx分別表示OLT 4以及監(jiān)測單元DPMI 到DPM3的傳輸部分和接收部分，術語I2C表示用于OLT 4與網(wǎng)絡 監(jiān)測單元10的通信的I2C總線。在圖4的右手邊，示出了后續(xù)監(jiān)測 周期，在該監(jiān)測周期中對第三監(jiān)測單元DPM3進行尋址。在所謂的空 閑時段期間，OLT 4以及監(jiān)測單元DPMI到DPM3分別都不執(zhí)行操作。
對于監(jiān)測單元DPM1到DPM3中的每一個，相應能量存儲器的充 電狀態(tài)在圖4的底部表示。在所謂的空閑狀態(tài)期間，監(jiān)測單元DPM1 到DPM3的能量存儲器完全充電。在檢測到喚醒信號之后，激活微處 理器19,并且能量存儲器緩慢放電(步驟202、 203 ),因為在這種 情況下不執(zhí)行能量收集。在響應消息的傳輸期間，能耗進一步增加， 微處理器19觸發(fā)能量存儲器17,從而也為傳輸單元20提供能量(圖 2中的虛線箭頭)，由此導致第二和第三監(jiān)測單元DPM2、 DPM3的 能量存儲器在其各自的監(jiān)測周期中完全放電。本領域的技術人員將會 意識到，備選地，可以為每個能量存儲器提供安全留量，從而使得即 使是在能量存儲器的泄露電流或者監(jiān)測單元DPM1到DPM3的功耗可 能高于預期的情況下也能發(fā)送響應消息。備選地或者附加地，可以提 供常-見電池或者外部電源作為監(jiān)測單元DPMI到DPM3的電源，其可 以用來在可再充電電源故障的情況下對電源備份，關于這種故障的信 息通常包括在響應消息13的另一字段13c中。
從圖4可以看到，關于圖3a、圖3b描述的各個過程步驟的時序 必須協(xié)調，特別是在其持續(xù)時間方面，必須滿足一定的約束條件。在該方面，圖5示出了用于OLT以及第一和第二監(jiān)測單元DPM1、DPM2 的圖4的過程步驟，以及指明其持續(xù)時間(未按比例)的符號，它們 的典型值在下表中示出
項^_符號 典型值 備件_
在上面所示的表中，將后續(xù)監(jiān)測周期之間的接收時間Trp選為長 于第一充電時間Tchl,其中第一充電時間Tchl是在準備步驟202和 監(jiān)聽步驟203之后對能量存儲器完全充電所需的時間。這樣，可以避 免在后續(xù)的監(jiān)測周期期間能量存儲器的可用電能的減少。而且，應當 將接收時間Trp選為充分長，以確保OLT4接收到的數(shù)據(jù)向網(wǎng)絡管理 單元10的傳送能夠在后續(xù)監(jiān)測周期開始之前結束。時序的其他約束 條件是受光電轉換效率限制的用于在監(jiān)測單元DPMI到DPM3中收 集電能的最少時間(通常是分鐘)，受能量存儲器(電容器)和附接 電路的泄露電流限制的用于在監(jiān)測單元DPMI到DPM3中存儲電能的 最大時間(通常是分鐘)，以及受12C總線接口速度限制的將從OLT 4接收的數(shù)據(jù)傳送到網(wǎng)絡管理單元10的主板的最少時間(通常是秒)。
由于從OLT到監(jiān)測單元DPMI至DPM3的下行業(yè)務與從監(jiān)測單
OLT
DP
Twu8微秒
Twt
Trq24微秒
Tls(OLT)625微秒
Ttd5秒
Trp30秒
Tpr24微秒
Tls(DP)24微秒
Trs32微秒
Tchl20秒
Tch25分鐘
固定
=Tpr 固定
取決于存儲器， 開始時間可以偏移 取決于存儲的 數(shù)據(jù)量
>Tchl并且〉Ttd
取決于實現(xiàn) ^Trq,取決于實現(xiàn) 固定
取決于實現(xiàn) 取決于實現(xiàn)
據(jù) 間
2
#
i 于 1
醒待求聽 送 收 備聽應電電
喚爭請監(jiān) 傳 接 準監(jiān)響充充元DPMI至DPM3返回OLT 4的上行業(yè)務是以相同波長執(zhí)行的，所 以有益地是，對響應消息13進行編碼以在存在反射的下行信號的情 況下改進OLT 4處的檢測。為此目的，圖7示出了響應消息13的詳 細結構，其中將每個位30編碼為8個碼片32的二進制序列31,在具 有5個樣本34的另一序列33中對每個碼片32編碼。由此，在響應 消息中使用的樣本總數(shù)是32位x 8碼片/位x5樣本/碼片=1.28k樣本。 在652微秒的監(jiān)聽時間間隔Tls ( OLT)期間，OLT 4必須監(jiān)聽總數(shù)為 625微秒x 8碼片/微秒x 5樣本/碼片=25k的樣本，響應消息13的 開始時間是未知的。
為了從樣本34恢復位30， OLT 4使用采樣時間35對5個樣本 34求平均，該采樣時間35相對于碼片相位是異步的。可以通過隨后 將檢測到的碼片模式與期望的碼字進行比較來找到正確的時序(是5 個采樣的正確集合？)。消息開始處的附加前導碼進一步有助于識別 消息的開始。以這種方式，可以改善接收的SNR。 一旦恢復了碼片 32, 0LT4將碼片32的序列31與已知的8碼片碼字相關，其中該8 碼片碼字對于網(wǎng)絡的所有監(jiān)測單元DPMI到DPM3是一樣的，由此從 響應消息13恢復位30。
綜上，以上文所描述的方式，提供了一種用于在OLT與監(jiān)測單 元之間交換信息的簡單、可靠、無需復雜的TDMA協(xié)議的過程。而 且，監(jiān)測單元的能耗可以保持為低能耗。
的公開內容，本領域的技術人員將不僅理解本發(fā)明及其具有的優(yōu)點， 而且還會發(fā)現(xiàn)對所公開結構和方法的易見的各種改變和修改。因此， 申請人:要求將所有這種改變和修改涵蓋在由所附權利要求書及其等 效項限定的本發(fā)明的精神和范圍內。
權利要求
1.一種用于監(jiān)測無源光網(wǎng)絡(1)PON的方法，所述無源光網(wǎng)絡具有帶有干線(3)和多個分支(6.1到6.3)的樹形結構，所述方法包括步驟從布置在所述干線(3)中的光線路終端(4)OLT向布置在所述分支(6.1到6.3)中的多個監(jiān)測單元(DPM1到DPM3)傳輸喚醒信號(11)；在所述監(jiān)測單元(DPM1到DPM3)中檢測所述喚醒信號(11)，并在檢測到喚醒信號(11)之后在預定義的監(jiān)聽時間間隔(Tls(DP))期間監(jiān)聽來自所述OLT(4)的信息請求；把將在所述監(jiān)聽時間間隔(Tls(DP))內接收的信息請求(12)從所述OLT(4)傳輸至所述監(jiān)測單元(DPM1到DPM3)；以及在所述監(jiān)聽時間間隔(Tls(DP))期間在所述監(jiān)測單元(DPM1到DPM3)中接收所述信息請求(12)，所述監(jiān)測單元中的被所述信息請求(12)尋址的一個監(jiān)測單元(DPM2)將響應消息(13)傳輸回所述OLT(4)。
2. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其中在所述喚醒信號(11 )的檢 測之后，所述監(jiān)測單元(DMP1到DPM3)從具有較低功耗的第一操作模式切換到具有較高功耗的第二操作模式。
3. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其中在所述信息請求(12)的傳 輸結束之后，所述OLT ( 4 )在預定義的接收時間間隔(Trp )期間不 傳輸其他喚醒信號，所述接收時間間隔(Trp)優(yōu)選為足夠長，以將 包含在所述響應消息(13)中的信息從所述OLT (4)傳送到網(wǎng)絡管 理單元(10)。
4. 根據(jù)權利要求3所述的方法，其中所述接收時間間隔(Trp) 足夠長，以允許未被所述信息請求(12)尋址的監(jiān)測單元(DPMI, DPM3)的能量存儲器(17)通過從所述OLT (4)的下行傳輸中提 取能量來再完全充電。
5. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述響應消息(13 )的每個 位(30)被編碼為碼片(32)的二進制序列(31)，在所述0LT(4) 中將碼片(32)的每個序列(31)與預定義碼片序列相關，以便恢復 所述響應消息(13)的位(30),每個碼片(32)優(yōu)選地劃分為多個(33) 樣本(34)，在所述OLT (4)中通過對所述多個(33)樣本(34) 中的至少部分樣本進行平均來恢復每個碼片(32)。
6. —種可連接至無源光網(wǎng)絡(1 ) PON的分支(6.2)的監(jiān)測單元 (DPM2)，包括檢測單元(16),用于檢測從布置在所述PON ( 1 )的干線(3) 的頭端處的光線路終端(4) OLT傳輸至所述監(jiān)測單元(DPM2)的 喚醒信號(11 );監(jiān)聽和接收單元(19),用于在接收到所述喚醒信號(11 )之后 在預定義的監(jiān)聽時間間隔(Tls(DP))期間監(jiān)聽來自所述OLT (4)的 信息請求(12)，以及用于在所述監(jiān)聽時間間隔(Tls(DP))期間接收 來自所述OLT (4)的信息請求(12);以及傳輸單元(20),用于在所接收的信息請求(12)尋址到所述監(jiān) 測單元(DPM2)的情況下，將響應信號(13)從所述監(jiān)測單元(DPM2) 發(fā)送回所述干線(3)。
7. 根據(jù)權利要求6所述的監(jiān)測單元，進一步包括切換單元(18)，用于在檢測到所述喚醒信號(11)之后，從具 有較低功耗的第 一操作模式切換到具有較高功耗的第二操作模式。
8. 根據(jù)權利要求6所述的監(jiān)測單元，進一步包括 可再充電的能量存儲器(17),以及能量轉換單元(15)，用于將來自所述OLT (4)的下行傳輸?shù)?光能轉換為電能，所述電能用于對所述可再充電的能量存儲器(17) 進行充電。
9. 一種無源光網(wǎng)絡(1 ) PON，包括 干線(3);光線路終端(4) OLT,其布置在所述干線(3)的頭端；以及與所述干線(3)連接的多個分支(6.1到6.3),其中所述分支(6.1到6.3)中的至少一個分支包括根據(jù)權利要求6所述的監(jiān)測單元(DPMI到DPM3 )。
10.根據(jù)權利要求9所述的無源光網(wǎng)絡，其中所述無源光網(wǎng)絡(1 )是運營商網(wǎng)絡(2),并且所述監(jiān)測單元(DPMI到DPM3)布置在運營商網(wǎng)絡(2)中與到用戶網(wǎng)絡(7)的分界點(9.1到9.3)鄰近的地方。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于監(jiān)測無源光網(wǎng)絡(1)PON的方法，該無源光網(wǎng)絡具有帶有干線(3)和多個分支(6.1到6.3)的樹形結構，該方法包括步驟從布置在干線(3)中的光線路終端(4)OLT向布置在分支(6.1到6.3)中的多個監(jiān)測單元(DPM1到DPM3)傳輸喚醒信號(11)；在監(jiān)測單元(DPM1到DPM3)中檢測喚醒信號(11)，并在檢測到喚醒信號(11)之后，在預定義的監(jiān)聽時間間隔期間監(jiān)聽來自OLT(4)的信息請求；把將在所述監(jiān)聽時間間隔內接收的信息請求(12)從OLT(4)傳輸至監(jiān)測單元(DPM1到DPM3)；以及在監(jiān)聽時間間隔期間，在監(jiān)測單元(DPM1到DPM3)中接收信息請求(12)，該監(jiān)測單元中的被信息請求(12)尋址的一個監(jiān)測單元(DPM2)將響應消息(13)傳輸回OLT(4)。
文檔編號H04B10/27GK101540937SQ20091012855
公開日2009年9月23日 申請日期2009年3月18日 優(yōu)先權日2008年3月18日
發(fā)明者H·施穆克, J·黑曼, M·施特勞布, T·普法伊費爾 申請人:阿爾卡特朗訊