專利名稱：具有節(jié)能特征的以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)(EPON)。更具體地說，本發(fā)明涉及EPON的節(jié)能特征。
背景技術(shù)：
為了跟上因特網(wǎng)流量的增加速度，網(wǎng)絡(luò)運營商已經(jīng)廣泛部署了光纖和光傳輸設(shè)備，大幅度地增加了主干網(wǎng)絡(luò)的容量。但是，接入網(wǎng)絡(luò)容量的相應(yīng)增加還未能趕上主干網(wǎng)絡(luò)容量的增加。即使使用寬帶技術(shù)，例如數(shù)字用戶線(DSL)和線纜調(diào)制解調(diào)器(CM)，現(xiàn)有接入網(wǎng)絡(luò)提供的受限帶寬仍然是為終端用戶提供高帶寬的嚴(yán)重瓶頸。在競爭激烈的不同技術(shù)中，無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)是下一代接入網(wǎng)絡(luò)最好的選擇之一。由于光纖的高帶寬，PON可以同時容納寬帶語音、數(shù)據(jù)和視頻流量。使用DSL或CM技術(shù)很難提供這種綜合的服務(wù)。另外，PON可以用現(xiàn)有協(xié)議建立，例如以太網(wǎng)和ATM，這將為PON 和其它網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的互通性提供便利。典型地，PON用于網(wǎng)絡(luò)的“第一英里”，提供了服務(wù)供應(yīng)商的中心局與用戶駐地的連接。通常來說，“第一英里”是一個邏輯點對多點的網(wǎng)絡(luò)，即一個中心局為一定數(shù)量的用戶服務(wù)。例如，PON可以采用樹狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其中主干光纖將中心局連接到無源光纖分流器/合流器。通過一定數(shù)量的分支光纖，無源光纖分流器/合流器可以分離和分配給用戶的下行光信號以及合成來自用戶的上行光信號(見圖1)。注意，還可以使用其它拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，例如環(huán)狀拓?fù)浜途W(wǎng)狀拓?fù)洹ON中的傳輸通常在光線路終端(OLT)和光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)間進(jìn)行。OLT通常位于中心局并將光接入網(wǎng)連接到城域主干網(wǎng)上，城域主干網(wǎng)可以是屬于例如因特網(wǎng)服務(wù)供應(yīng)商(ISP)或本地交換運營商的外部網(wǎng)絡(luò)。ONU可以位于用戶駐地并通過用戶駐地設(shè)備(CPE) 連接到用戶的家庭網(wǎng)絡(luò)上。在以太網(wǎng)PON(EPON)的一個例子中，通信可以包括下行流量和上行流量。在下面的描述中，“下行，，指從OLT到一個或多個ONU的方向，“上行，，指從ONU到OLT的方向。在下行方向，由于IXN無源光纖耦合器的廣播特性，由OLT向所有ONU廣播數(shù)據(jù)包，再由目的地ONU選擇性提取這些數(shù)據(jù)包。另外，每個ONU分配有一個或多個邏輯鏈路標(biāo)識(LLID)， 由OLT發(fā)送的數(shù)據(jù)包通常指定了其目的地ONU的LLID。在上行方向，ONU需要共享信道容量和資源，因為只有一個連接無源光纖耦合器和OLT的鏈路。圖1示出了一個無源光網(wǎng)絡(luò)，該無源光網(wǎng)絡(luò)包括一個中心局、通過光纖連接的一定數(shù)量的客戶端以及一個無源光纖分流器(現(xiàn)有技術(shù))。無源光纖分流器102和光纖將客戶端連接到中心局101。無源光纖分流器102可以位于終端用戶附近以最大限度地減少初始光纖部署成本。中心局101可以連接到外部網(wǎng)絡(luò)103上，例如由因特網(wǎng)服務(wù)供應(yīng)商(ISP) 運營的城域網(wǎng)。盡管圖1示出的是樹狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，PON還可以基于其它拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，例如邏輯環(huán)狀或邏輯總線型。注意，盡管本文中的很多例子是基于EPON的，但本發(fā)明的實施例并不限于ΕΡ0Ν，而是可以應(yīng)用于各種PON中，例如ATM PON(APON)和波分復(fù)用(WDM) Ρ0Ν。
隨著EPON的普及，所部署的ONU的數(shù)量也增加了。因此，不能再忽略每個ONU的功耗，且在ONU設(shè)計中增加節(jié)能特征變得越來越重要。由于網(wǎng)絡(luò)流量的突發(fā)特性，ONU或至少ONU的一部分通常在一定時間段內(nèi)處于不活躍狀態(tài)。例如，ONU的發(fā)射器除了在用戶發(fā)送上行數(shù)據(jù)包時以外一直處于不活躍狀態(tài)，且ONU的接收器除了在用戶接收下行流量時以外一直處于不活躍狀態(tài)。ONU的其它部分(如用于數(shù)據(jù)包處理、媒體訪問控制(MAC)、糾錯等的組件)在沒有產(chǎn)生數(shù)據(jù)流量時也可以處于空閑狀態(tài)。這些空閑的組件可能消耗大量能量。另外，EPON越來越多地向用戶提供關(guān)鍵服務(wù)，例如網(wǎng)絡(luò)語音(VoIP)和視頻數(shù)據(jù)。因此， 避免任意流量丟棄以及確保ONU準(zhǔn)備好隨時工作是很重要的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種用于在以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)(EPON)中節(jié)能的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括光線路終端(OLT)、光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)、被配置用于檢測流向和流出所述光網(wǎng)絡(luò)單元的流量狀態(tài)的流量檢測模塊以及被配置用于根據(jù)所檢測的流量狀態(tài)將所述光網(wǎng)絡(luò)單元置于睡眠模式的電源管理模塊。所述光網(wǎng)絡(luò)單元包括光收發(fā)器，所述光收發(fā)器包括被配置用于向所述光線路終端發(fā)射光信號的光發(fā)射器和被配置用于從所述光線路終端接收光信號的光接收器。在本發(fā)明的實施例中，所述流量檢測模塊位于所述光線路終端中，且所述流量檢測模塊被配置用于確定接收自所述光網(wǎng)絡(luò)單元的流量的類型。 在本發(fā)明的進(jìn)一步實施例中，所述電源管理模塊位于所述光線路終端中，且所述電源管理模塊被配置用于根據(jù)發(fā)送給和接收自所述光網(wǎng)絡(luò)單元的流量的類型命令所述光網(wǎng)絡(luò)單元進(jìn)入所述睡眠模式。在本發(fā)明的進(jìn)一步實施例中，所述電源管理模塊通過運行維護管理(OAM)消息或多點控制協(xié)議(MPCP)擴展消息命令所述光網(wǎng)絡(luò)單元進(jìn)入所述睡眠模式。在本發(fā)明的進(jìn)一步實施例中，所述光網(wǎng)絡(luò)單元被命令保持在所述睡眠模式預(yù)設(shè)時間量，且當(dāng)所述光網(wǎng)絡(luò)單元處于所述睡眠模式時，所述光線路終端被配置用于緩存給所述光網(wǎng)絡(luò)單元的下行流量，所述光網(wǎng)絡(luò)單元被配置用于緩存上行流量。在本發(fā)明的進(jìn)一步實施例中，所述光線路終端在所述光網(wǎng)絡(luò)單元處于所述睡眠模式時緩存廣播流量并禁用廣播隊列。此外，所述光線路終端在所述光網(wǎng)絡(luò)單元處于所述睡眠模式時禁用用于單播流量的隊列。在本發(fā)明的進(jìn)一步實施例中，所述流量檢測模塊位于所述光網(wǎng)絡(luò)單元中，且所述流量檢測模塊被配置用于檢測來自所述光網(wǎng)絡(luò)單元的上行流量的存在。在本發(fā)明的進(jìn)一步實施例中，所述電源管理模塊位于所述光網(wǎng)絡(luò)單元中，且作為對來自所述光網(wǎng)絡(luò)單元的上行流量不存在的響應(yīng)，所述電源管理模塊被配置用于將所述光網(wǎng)絡(luò)單元置于睡眠模式。在本發(fā)明的進(jìn)一步實施例中，所述流量檢測模塊還被配置用于確定是否存在組播流量，且作為對存在所述組播流量的響應(yīng)，所述電源管理模塊被配置用于將所述光網(wǎng)絡(luò)單元上的光發(fā)射器和/或與發(fā)射相關(guān)的一個或多個其它耗能組件關(guān)閉。在本發(fā)明的進(jìn)一步實施例中，所述流量檢測模塊被配置用于檢測位于所述光網(wǎng)絡(luò)單元上的用戶-網(wǎng)絡(luò)接口是否處于活躍狀態(tài)，且作為對所述接口處于不活躍狀態(tài)的響應(yīng)，所述電源管理模塊被配置用于將所述光網(wǎng)絡(luò)單元置于睡眠模式。在本發(fā)明的進(jìn)一步實施例中，所述光網(wǎng)絡(luò)單元被配置用于通過運行維護管理 (OAM)消息或多點控制協(xié)議(MPCP)擴展消息向所述光線路終端報告激光器通電時間。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)PON的示意圖，該PON中，中心局和一定數(shù)量的客戶端通過光纖和無源光纖分流器連接；圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的示例性O(shè)LT的結(jié)構(gòu)的框圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例的ONU睡眠周期的狀態(tài)圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明實施例的OLT和ONU在睡眠周期的ON和OFF時間內(nèi)的狀態(tài)的示意圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明實施例的睡眠周期的處理過程的流程圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明實施例的示例性O(shè)NU的結(jié)構(gòu)的框圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明實施例的ONU進(jìn)入睡眠模式的過程的流程圖；在附圖中，相似的附圖標(biāo)記表示相同的部件。
具體實施例方式下面的描述是為了讓本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠使用這些實施例，并在上下文中提供了特殊的應(yīng)用及其要求。本發(fā)明的實施例的各種變化對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是顯而易見的，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以將本發(fā)明應(yīng)用于其它實施例和應(yīng)用中。因此，本發(fā)明的范圍不受此處所公開的具體實施例的限制，而是與本發(fā)明的原則和特征一致的最大范圍。綜述為了節(jié)省ONU消耗的能量，需要在空閑時間段內(nèi)至少部分地關(guān)閉ONU或它的空閑組件。除了關(guān)閉(進(jìn)入睡眠狀態(tài))外，ONU還需要能夠在其不再處于空閑模式時被開啟(喚醒)。本發(fā)明的實施例提供了一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠根據(jù)ONU的流量狀態(tài)選擇將ONU置于睡眠周期。當(dāng)鏈路流量較小或沒有檢測到時間要求高的流量時，該系統(tǒng)可以關(guān)閉整個ONU或 ONU的一部分或ONU的發(fā)射器。在一個實施例中，ONU在檢測到流量時“蘇醒”。為了避免流量丟失，在一些實施例中，由ONU和OLT分別緩存上行和下行流量。睡眠周期在一些實施例中，OLT監(jiān)視所有ONU的流量狀態(tài)并確定它們的睡眠資格(sle印 eligibility)。當(dāng)ONU流量較低且不存在時間要求高的流量時，該ONU具有進(jìn)入睡眠周期的資格。例如，當(dāng)ONU流量僅僅包含運行維護管理(OAM)流量、因特網(wǎng)控制消息協(xié)議(ICMP) 或生成(spanning)流量時，會出現(xiàn)上述情形。圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的示例性O(shè)LT的結(jié)構(gòu)的框圖。OLT 200包括搜索引擎202、電源管理模塊204和OAM模塊206。在工作中，OLT搜索引擎202可以利用基于規(guī)則的統(tǒng)計學(xué)特征化上行和下行鏈路上的流量。OLT根據(jù)特征化的ONU流量選擇進(jìn)入睡眠周期的0NU。例如，當(dāng)OLT根據(jù)統(tǒng)計確定流向和流出ONU的流量速率較低且不存在時間要求高的幀/數(shù)據(jù)包時，OLT電源管理模塊 204可以將該ONU置于睡眠周期中。在一個實施例中，OAM模塊206生成OAM消息，該OAM消息被發(fā)送給ONU以便使ONU進(jìn)入睡眠周期。在ONU的睡眠周期內(nèi)，OLT緩存下行單播和廣播流量，同時繼續(xù)發(fā)射下行組播流量。注意，基于規(guī)則的統(tǒng)計僅僅針對應(yīng)用流量(如VoIP 或視頻數(shù)據(jù))增長，并針對網(wǎng)絡(luò)管理流量保持不變。因此，盡管ONU可以檢測上行流量的存在，OLT仍然可以根據(jù)從ONU接收的流量的類型確定是否將ONU置于睡眠周期中。ONU睡眠周期定義ONU的開啟(ON)和關(guān)閉(OFF)時間。在OFF時間，可以將一個或多個ONU組件置于睡眠模式(關(guān)閉)，且睡眠中的ONU緩存所有上行傳輸。在一個實施例中，所選進(jìn)入睡眠周期的ONU還檢查自己是否已加入組播群。若ONU確定自己已加入組播群，則該ONU只關(guān)閉包含ONU發(fā)射器及其相關(guān)控制電路的發(fā)射路徑。相反地，若ONU確定自己沒有加入組播群，則該ONU關(guān)閉自己的發(fā)射和接收路徑。注意，為了獨立地關(guān)閉它的發(fā)射和接收路徑，該ONU包括對發(fā)射器和接收器電源的獨立控制。在另一個實施例中，除了 ONU 發(fā)射器和/或接收器以外，還將高速串行接口(如SerDes)置于睡眠模式。注意，睡眠模式的一個重要特征是確保ONU處于睡眠模式時沒有流量丟失。因此， 需要合適的數(shù)據(jù)包緩存。在一個實施例中，若OLT確定一個或多個與之相連的ONU處于睡眠模式，則該OLT緩存所有廣播流量。OLT延遲廣播流量的發(fā)射直至所有相連的ONU都蘇醒。 另外，OLT還緩存目的地為處于睡眠模式的ONU的單播流量。同時，ONU緩存上行流量。在一個實施例中，OLT發(fā)送消息給ONU以通過定時器開始睡眠周期。一旦定時器超時，ONU將啟用收發(fā)器接口并恢復(fù)常用的發(fā)射和接收功能。圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例的ONU 睡眠周期的狀態(tài)圖。在正常操作過程中，OLT 300發(fā)射單播幀給ONU 302和340 (操作304)， 發(fā)射因特網(wǎng)協(xié)議(IP)組播幀給ONU 340 (操作306)，并發(fā)射廣播幀給ONU 302和340 (操作 308)。根據(jù)流量狀態(tài)，OLT 300選擇ONU 302和ONU 340進(jìn)入睡眠周期(操作310)。為了使ONU 302和340做好進(jìn)入睡眠模式的準(zhǔn)備，OLT 300禁用它的包含針對0NU302和340的流量的下行單播隊列以及它的廣播隊列(操作312)。接下來，OLT 300發(fā)送OAM消息給ONU 302和340(操作314)。在一個實施例中，OAM消息包括有用于指明ONU 302和340停留在睡眠模式的時間段的時間。在一個實施例中，ONU 302和340接收各自的OAM消息。在接收到“進(jìn)入睡眠”O(jiān)AM消息后，ONU 302確定自己不屬于任何組播群(操作316)，關(guān)閉自己的收發(fā)器，并緩存自己的上行流量(操作318)。同時，ONU 340確定自己屬于一個組播群(操作317)。因此，ONU 340關(guān)閉自己的發(fā)射路徑并緩存自己的上行流量(操作319)。當(dāng)ONU 302和340處于睡眠模式時，OLT 300緩存針對ONU 302和340的所有廣播幀和單播幀，并繼續(xù)向ONU 340發(fā)射組播幀(操作30 。注意，ONU 302不屬于那個包含ONU 340的組播群。一旦ONU 302的睡眠定時器和ONU 340的睡眠定時器超時(操作3 和325)，ONU 302開啟自己的全部光纖路徑(操作326)且ONU 340開啟自己的發(fā)射路徑(操作327)。 OLT 300啟用自己的針對ONU 302和340的下行單播隊列，并通過發(fā)射所有延遲的廣播幀來洪泛廣播(flood broadcast)LLID(操作328)。然后，OLT 300恢復(fù)正常，以發(fā)射單播幀、 IP組播幀和廣播幀給0NU302和340 (操作330-334)。圖4是根據(jù)本發(fā)明實施例的OLT和ONU在睡眠周期的ON和OFF時間時的狀態(tài)的示意圖。OLT 400包括一定數(shù)量的隊列，這些隊列包括單播隊列(如隊列402-406)、組播隊列(如隊列408)和廣播隊列410。OLT 400通過無源光纖分流器412連接一定數(shù)量的下行0NU，包括ONU 414-418。OLT單播隊列402,404和406分別存儲目的地為ONU 414,416和418的單播流量。每個ONU分別包括發(fā)射器、接收器、包含高速接口的ONU芯片以及以太網(wǎng)物理層(PHY)接口。例如，ONU 414包括發(fā)射器420、接收器422、包含串行器/并行器 (SERDES) 426 的 ONU 芯片 424 以及 PHY 接口 428。在操作中，OLT 400確定哪個ONU具有處于睡眠模式的資格。ONU 414由于正在發(fā)射上行流量和接收下行流量而處于活躍狀態(tài)，因此它不具備睡眠資格。ONU 416僅僅接收下行組播流量，因此它具備睡眠資格。例如，用戶可能正在觀看電視。ONU 418表現(xiàn)低流量帶寬，因此也具備睡眠資格。在睡眠周期的蘇醒時間(ON時間)，啟用OLT 400中的所有隊列，并開啟所有 ONU(包括ONU的發(fā)射和接收路徑)。在一個實施例中，ONU蘇醒時間設(shè)置為30毫秒。在睡眠周期的關(guān)閉時間(OFF時間)JfONU 416和418置于睡眠模式。相應(yīng)地，OLT 400禁用它的單播隊列404和406以及它的廣播隊列410。由于ONU 416接收組播流量，ONU 416僅僅關(guān)閉它的發(fā)射路徑。ONU 418關(guān)閉它的發(fā)射和接收路徑。另外，ONU 418可以關(guān)閉它的 SERDES。在一個實施例中，關(guān)閉時間設(shè)置為200毫秒。圖5是根據(jù)本發(fā)明實施例的睡眠周期的處理過程的流程圖。在睡眠周期的開始， OLT確定ONU是否具有睡眠資格(操作500)。若否，該ONU跳過這個睡眠周期(操作502)。 否則，OLT禁用自己針對該ONU的下行廣播隊列和單播隊列以禁用下行廣播和單播流量(操作504)，并發(fā)送睡眠消息給該ONU (操作506)。接收睡眠消息后，該ONU確定自己是否加入任何組播群(操作508)。若是，該ONU關(guān)閉自己的上行發(fā)射光纖路徑組件(如發(fā)射器)，并禁用自己針對該OLT的上行流量(操作510)。睡眠期間，該ONU確定是否符合“早醒”條件 (操作511)。在一個實施例中，“早醒”條件包括但不限于檢測到時間要求高的上行流量、 加入新的組播群(如檢測到IPTV頻道變化)、告警條件(如掉電(dying gasp)告警)以及上行隊列超過某個閾值。若符合“早醒”條件，該ONU開始“早醒“操作，即開啟自己的上行光纖路徑組件并啟用針對該OLT的上行流量(操作514)。若不符合“早醒”條件，該ONU 確定自己的睡眠定時器是否超時(操作512)。注意，睡眠時間定義了 ONU處于關(guān)閉狀態(tài)的時間段。若是，該ONU開啟自己的上行光纖路徑組件并啟用針對該OLT的上行流量(操作 514)。否則，系統(tǒng)返回操作511。若該ONU確定自己沒有加入組播群(操作508)，該ONU關(guān)閉自己的上行和下行光纖路徑組件(如發(fā)射器和接收器)，并禁用自己針對該OLT的上行流量(操作516)。睡眠期間，該ONU確定是否符合“早醒”條件(操作517)。若是，該ONU開始“早醒“操作，即開啟自己的所有光纖路徑組件并啟用發(fā)往和收自該OLT的流量(操作520)。若否，該ONU進(jìn)一步確定自己的睡眠定時器是否超時(操作518)。若是，該ONU開啟自己的所有光纖路徑組件并啟用發(fā)往和收自該OLT的流量(操作520)。否則，系統(tǒng)返回操作517。ONU開啟后，OLT啟用其單播和廣播隊列將它的下行流量發(fā)射給ONU(操作522)。 然后OLT等待蘇醒定時器超時(操作524)。注意，蘇醒定時器定義了 ONU處于蘇醒狀態(tài)的時間段。蘇醒定時器超時后，新的睡眠周期開始。ONU保持在睡眠模式的最長時間可能受到OLT和ONU的緩存器容量以及其它用戶考慮因素的限制。在節(jié)能量與用戶流量丟失風(fēng)險或用戶應(yīng)用延遲之間存在平衡關(guān)系。若兩個睡眠周期(對應(yīng)于最長睡眠時間)之間的時間間隔太短，節(jié)能量有限。但是，兩個連續(xù)的睡眠周期之間的較長的時間間隔將增加由于OLT或ONU緩存器溢出而導(dǎo)致的用戶流量丟失的風(fēng)險。除了最長睡眠時間，ONU還可以告知OLT它的最短睡眠時間。ONU的最短睡眠時間可以由它的發(fā)射器的開啟調(diào)整時間(發(fā)射器開啟后進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)所需的時間)確定。若 OLT確定ONU關(guān)閉與下一計劃的ONU開啟之間的時間間隔小于最短ONU睡眠時間，OLT可以阻止該ONU進(jìn)入睡眠模式。注意，ONU發(fā)射器的開啟調(diào)整時間由所使用的激光器的類型確定，且ONU可以通過OAM消息或多點控制協(xié)議(MPCP)擴展信息告知OLT這個參數(shù)。除了使用激光器開啟調(diào)整時間來設(shè)置ONU最短睡眠時間外，在一個實施例中，OLT還被配置用于在制定下游ONU蘇醒后的發(fā)射計劃時考慮激光器的開啟調(diào)整時間。例如，若計劃ONU在時間、退出睡眠模式，且OLT知道ONU激光器的開啟調(diào)整時間為Δ t，那么OLT將計劃在時間 to+ Δ t之后開始ONU上行發(fā)射。還可以允許ONU將它的關(guān)閉周期與MPCP ONU輪詢(polling)周期同步，輪詢周期可以根據(jù)ONU流量狀態(tài)進(jìn)行適當(dāng)?shù)卣{(diào)整。在一個實施例中，OLT定期地輪詢ONU的狀態(tài)。若 ONU在一個ONU輪詢周期中報告無流量，OLT可以命令該ONU “進(jìn)入睡眠”或關(guān)閉直至下一輪ONU輪詢的預(yù)定時間。另外，若該ONU在接下來的輪詢時間報告無流量，OLT可以降低該 ONU的輪詢速率，或增加下一輪ONU輪詢前的等待時間。一旦ONU報告存在流量，OLT命令該ONU “蘇醒”，并恢復(fù)其初始ONU輪詢速率。注意，由于ONU在每個輪詢周期監(jiān)視并報告流量，該ONU還可以自動蘇醒而不需從 OLT接收命令。在一些情形中，一個ONU被分配有多個LLID，這些LLID全部共享相同的發(fā)射器和接收器。為了節(jié)省能量，OLT可以將這多個LLID組合在一起，并在同一輪詢周期中發(fā)送針對這些LLID的報告REPR0T。若所有LLID報告零流量，OLT將命令該ONU進(jìn)入睡眠模式?；跈z測的睡眠/蘇醒在一些實施例中，系統(tǒng)根據(jù)ONU對用戶流量的監(jiān)視來確定是否允許該ONU進(jìn)入睡眠模式。圖6是根據(jù)本發(fā)明實施例的示例性O(shè)NU的結(jié)構(gòu)的框圖。在圖6中，ONU 600包括用于連接光纖的光纖接口 602、與光纖接口 602相連的光雙向收發(fā)器604、串行器/并行器 (SerDes)610、流量檢測模塊612、電源管理模塊614、用于接收用戶數(shù)據(jù)的用戶-網(wǎng)絡(luò)接口 (UNI)616以及實現(xiàn)于專用集成電路(ASIC)中的ONU芯片618。光雙向收發(fā)器604包括光發(fā)射器606和光接收器608。通過光纖接口 602，光發(fā)射器606發(fā)射光信號給光纖，光接收器608從相同的光纖接收光信號。高速串行接口(如 SerDes 610)與光收發(fā)器604相連。流量檢測模塊612可以檢測與UNI 616相連的UNI鏈路的狀態(tài)。例如，若UNI 616 中沒有插入以太網(wǎng)線纜，流量檢測模塊612檢測到UNI鏈路關(guān)閉。這時，由于沒有使用，ONU 600可以進(jìn)入睡眠模式。在一個實施例中，ONU 600通過關(guān)閉一定數(shù)量的組件(包括發(fā)射器 606、接收器608、krDes 610、ONU芯片618及其它可能耗能的組件)而進(jìn)入睡眠模式。但是，在睡眠模式中，ONU 600仍然能夠監(jiān)視UNI 616的鏈路狀態(tài)。例如，當(dāng)ONU 600的其它部分進(jìn)入睡眠模式時，流量檢測模塊612可以保持蘇醒。一旦UNI 616的鏈路狀態(tài)變化(如以太網(wǎng)線纜插入UNI 616中)，ONU 600可以退出睡眠模式(蘇醒)。除了檢測UNI鏈路狀態(tài)，流量檢測模塊612還可以檢測ONU 600是否通過UNI 616 從用戶接收任何上行流量。在一個實施例中，若確定ONU 600在一定時間段內(nèi)沒有接收任何上行流量，電源管理模塊614可以將發(fā)射器606及其相關(guān)控制電路置于睡眠模式。注意， 在這種情況下，盡管OLT沒有從0NU600接收到針對輪詢的報告，OLT仍然保持ONU 600是注冊的。當(dāng)流量檢測模塊612檢測到存在上行流量時，電源管理模塊614喚醒發(fā)射器606及其相關(guān)控制電路。然后發(fā)射器606開始向OLT發(fā)射上行流量。為了避免丟失組播流量，在一個實施例中，流量檢測模塊612還檢測組播流量的存在，即檢測ONU 600是否加入組播群。若確定ONU 600不屬于任何組播群，電源管理模塊 614可以將接收器608置于睡眠模式。當(dāng)ONU 600處于睡眠模式時，流量檢測模塊612繼續(xù)檢測ONU 600是否加入組播群，且若流量檢測模塊612檢測到新的組播加入時，ONU 600將退出睡眠模式。圖7是根據(jù)本發(fā)明實施例的ONU進(jìn)入睡眠模式的過程的流程圖。在運行中，ONU (定時地)監(jiān)視自己的上行流量(操作702)，并確定是否存在上行流量(操作704)。若不存在上行流量，ONU發(fā)射器進(jìn)入睡眠模式(操作706)。ONU還檢測是否存在組播流量(操作 708)，若否，ONU接收器進(jìn)入睡眠模式(操作710)。在一個實施例中，當(dāng)處于睡眠模式的ONU接收的流量僅僅是網(wǎng)絡(luò)管理流量(例如簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議(SNMP)消息、生成樹協(xié)議(STP)消息、因特網(wǎng)控制消息協(xié)議(ICMP)消息等)且不存在應(yīng)用數(shù)據(jù)(例如VoIP和視頻)時，ONU可以定時地蘇醒以處理下行廣播和任意管理數(shù)據(jù)包，然后返回睡眠。在一些實施例中，ONU還包括用于測量ONU的電能使用量的功率表。功率表可以測量ONU在蘇醒和睡眠時的電能使用量，并計算ONU消耗的電能的估值。在一個實施例中， ONU可以通過OAM消息或簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議(SNMP)消息向OLT報告自己的電能使用量統(tǒng)計。在一些實施例中，網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)(匪S)具有啟用/禁用每個獨立的ONU的節(jié)能特征的能力。另外，電源管理模塊向NMS報告ONU處于睡眠模式的總時間以及該時間段內(nèi)節(jié)省的電能值。根據(jù)這種統(tǒng)計，匪S可以決定啟用/禁用該ONU的節(jié)能特征。另外，WS可以通過選擇隨后ONU處于睡眠模式時能夠被緩存及處理的流量類型來配置流量檢測模塊。本文所述的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和代碼通常存儲在計算機可讀存儲媒介中，計算機可讀存儲媒介可以是由計算機系統(tǒng)用來存儲代碼和/或數(shù)據(jù)的任意設(shè)備或媒介。計算機可讀存儲媒介包括但不限于易失性存儲器、非易失性存儲器、磁光存儲設(shè)備或其它能夠存儲已知或未來可發(fā)展的計算機可讀媒介的設(shè)備，磁光存儲設(shè)備可以是磁盤驅(qū)動器、磁帶、CD (光盤)、 DVD (數(shù)字視頻光盤)。在具體實施例部分描述的方法和過程可以用代碼和/數(shù)據(jù)來表示，這些代碼和/ 或數(shù)據(jù)可以存儲在上述計算機可讀存儲媒介中。當(dāng)計算機系統(tǒng)讀取并執(zhí)行存儲在計算機可讀存儲媒介中的代碼和/或數(shù)據(jù)時，計算機系統(tǒng)可以實現(xiàn)以數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和代碼表示并存儲在計算機可讀存儲媒介中方法和過程。另外，本文所述的方法和過程可以包含在硬件模塊或設(shè)備中。這些模塊和設(shè)備可以包括但不限于專用集成電路(ASIC)芯片、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)、在特定時間執(zhí)行特定軟件模塊或代碼片段的專用或共享的處理器、和/或其它已知或未來可發(fā)展的可編程邏輯設(shè)備。當(dāng)激活硬件模塊或設(shè)備時，它們實現(xiàn)所包含的方法和過程。上述各種實施例僅為了說明和描述，而不是本發(fā)明的全部或不用于限制本發(fā)明。因此，對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，各種修改和變化是顯而易見的。另外，上述說明不用于限制本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種在以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)中提供節(jié)能的系統(tǒng)，其特征在于，包括光線路終端；光網(wǎng)絡(luò)單元，所述光網(wǎng)絡(luò)單元包括光收發(fā)器，所述光收發(fā)器包括被配置用于向所述光線路終端發(fā)射光信號的光發(fā)射器和被配置用于從所述光線路終端接收光信號的光接收器；以及流量檢測模塊，所述流量檢測模塊被配置用于檢測流向和流出所述光網(wǎng)絡(luò)單元的流量的狀態(tài)；以及電源管理模塊，所述電源管理模塊被配置用于根據(jù)所檢測的流量狀態(tài)將所述光網(wǎng)絡(luò)單元置于睡眠模式。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述流量檢測模塊位于所述光線路終端中，且所述流量檢測模塊被配置用于確定發(fā)往和接收自所述光網(wǎng)絡(luò)單元的流量的類型。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述電源管理模塊位于所述光線路終端中，且所述電源管理模塊被配置用于根據(jù)發(fā)送給和接收自所述光網(wǎng)絡(luò)單元的流量的類型命令所述光網(wǎng)絡(luò)單元進(jìn)入所述睡眠模式。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述電源管理模塊通過運行維護管理消息或多點控制協(xié)議擴展消息命令所述光網(wǎng)絡(luò)單元進(jìn)入所述睡眠模式。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述光網(wǎng)絡(luò)單元被命令保持在所述睡眠模式預(yù)設(shè)時間量，且當(dāng)所述光網(wǎng)絡(luò)單元處于所述睡眠模式時，所述光線路終端被配置用于緩存給所述光網(wǎng)絡(luò)單元的下行流量，所述光網(wǎng)絡(luò)單元被配置用于緩存上行流量。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述光線路終端還被配置用于在所述光網(wǎng)絡(luò)單元處于所述睡眠模式時緩存廣播流量并禁用廣播隊列；以及在所述光網(wǎng)絡(luò)單元處于所述睡眠模式時禁用用于單播流量的隊列。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述流量檢測模塊位于所述光網(wǎng)絡(luò)單元中，且所述流量檢測模塊被配置用于檢測來自所述光網(wǎng)絡(luò)單元的上行流量的存在。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述電源管理模塊位于所述光網(wǎng)絡(luò)單元中，且作為對來自所述光網(wǎng)絡(luò)單元的上行流量不存在的響應(yīng)，所述電源管理模塊被配置用于將所述光網(wǎng)絡(luò)單元置于睡眠模式。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述流量檢測模塊還被配置用于確定是否存在組播流量，且作為對存在所述組播流量的響應(yīng)，所述電源管理模塊被配置用于將所述光網(wǎng)絡(luò)單元上的光發(fā)射器和/或與發(fā)射相關(guān)的一個或多個其它耗能組件關(guān)閉。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述流量檢測模塊被配置用于檢測位于所述光網(wǎng)絡(luò)單元上的用戶-網(wǎng)絡(luò)接口是否處于活躍狀態(tài)，且作為對所述接口處于不活躍狀態(tài)的響應(yīng)，所述電源管理模塊被配置用于將所述光網(wǎng)絡(luò)單元置于睡眠模式。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述光網(wǎng)絡(luò)單元被配置用于通過運行維護管理消息或多點控制協(xié)議擴展消息向所述光線路終端報告激光器通電時間。
12.—種在以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)中提供節(jié)能的方法，其特征在于，包括檢測流向和流出光網(wǎng)絡(luò)單元的流量的狀態(tài)；以及根據(jù)所檢測的流量狀態(tài)將所述光網(wǎng)絡(luò)單元置于睡眠模式。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，由與所述光網(wǎng)絡(luò)單元相連的光線路終端執(zhí)行所述流量狀態(tài)的檢測，且所述檢測流量狀態(tài)還包括檢測發(fā)往和接收自所述光網(wǎng)絡(luò)單元的流量的類型。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，由所述光線路終端將所述光網(wǎng)絡(luò)單元置于所述睡眠模式，且將所述光網(wǎng)絡(luò)單元置于睡眠模式包括根據(jù)發(fā)送給和接收自所述光網(wǎng)絡(luò)單元的流量的類型命令所述光網(wǎng)絡(luò)單元進(jìn)入睡眠模式。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，通過運行維護管理消息或多點控制協(xié)議擴展消息命令所述光網(wǎng)絡(luò)單元進(jìn)入睡眠模式。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，作為被所述光線路終端命令的響應(yīng)，所述方法還包括允許所述光網(wǎng)絡(luò)單元保持在所述睡眠模式預(yù)設(shè)時間量，且當(dāng)所述光網(wǎng)絡(luò)單元處于所述睡眠模式時，所述方法還包括在所述光線路終端緩存下行流量，并在所述光網(wǎng)絡(luò)單元緩存上行流量。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，還包括在所述光網(wǎng)絡(luò)單元處于睡眠模式時在所述光線路終端緩存廣播流量并禁用廣播隊列；以及在所述光網(wǎng)絡(luò)單元處于睡眠模式時在所述光線路終端禁用用于單播流量的隊列。
18.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，由所述光網(wǎng)絡(luò)單元檢測所述流量狀態(tài)， 且檢測所述流量狀態(tài)包括檢測來自所述光網(wǎng)絡(luò)單元的上行流量的存在。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，將所述光網(wǎng)絡(luò)單元置于所述睡眠模式由所述光網(wǎng)絡(luò)單元執(zhí)行，且作為對不存在來自所述光網(wǎng)絡(luò)單元的上行流量的響應(yīng)，所述光網(wǎng)絡(luò)單元被置于所述睡眠模式。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，還包括確定是否存在組播流量；以及作為對存在所述組播流量的響應(yīng)，將所述光網(wǎng)絡(luò)單元上的光發(fā)射器和/或與發(fā)射相關(guān)的一個或多個其它耗能組件關(guān)閉。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，還包括確定位于所述光網(wǎng)絡(luò)單元上的用戶-網(wǎng)絡(luò)接口是否處于活躍狀態(tài)，以及作為對所述接口處于不活躍狀態(tài)的響應(yīng)，將所述光網(wǎng)絡(luò)單元置于所述睡眠模式。
22.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，還包括通過運行維護管理消息或多點控制協(xié)議擴展消息從光網(wǎng)絡(luò)單元接收給所述光線路終端的激光器通電時間。
23.一種利于節(jié)能操作的光網(wǎng)絡(luò)單元，其特征在于，包括光收發(fā)器，所述光收發(fā)器包括被配置用于向光線路終端發(fā)射光信號的光發(fā)射器和被配置用于從所述光線路終端接收光信號的光接收器；流量檢測模塊，所述流量檢測模塊被配置用于檢測流向和流出所述光網(wǎng)絡(luò)單元的流量的狀態(tài)；以及電源管理模塊，所述電源管理模塊被配置用于根據(jù)所檢測的流量狀態(tài)將所述光網(wǎng)絡(luò)單元置于睡眠模式。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的光網(wǎng)絡(luò)單元，其特征在于，所述流量檢測模塊被配置用于檢測來自所述光網(wǎng)絡(luò)單元的上行流量的存在，且作為對不存在來自所述光網(wǎng)絡(luò)單元的上行流量的響應(yīng)，所述電源管理模塊被配置用于將所述光網(wǎng)絡(luò)單元置于睡眠模式。
25.根據(jù)權(quán)利要求M所述的光網(wǎng)絡(luò)單元，其特征在于，所述流量檢測模塊還被配置用于確定是否存在組播流量，且作為對存在所述組播流量的響應(yīng)，所述電源管理模塊被配置用于將所述光網(wǎng)絡(luò)單元上的光發(fā)射器和/或與發(fā)射相關(guān)的一個或多個其它耗能組件關(guān)閉。
26.根據(jù)權(quán)利要求23所述的光網(wǎng)絡(luò)單元，其特征在于，所述流量檢測模塊被配置用于檢測位于所述光網(wǎng)絡(luò)單元上的用戶-網(wǎng)絡(luò)接口是否處于活躍狀態(tài)，且作為對所述接口處于不活躍狀態(tài)的響應(yīng)，所述電源管理模塊被配置用于將所述光網(wǎng)絡(luò)單元置于睡眠模式。
27.根據(jù)權(quán)利要求23所述的光網(wǎng)絡(luò)單元，其特征在于，還包括報告裝置，所述報告裝置被配置用于通過運行維護管理消息或多點控制協(xié)議擴展消息向所述光線路終端報告激光器通電時間。
28.一種用于在以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)中節(jié)能的光線路終端，其特征在于，包括流量檢測模塊，所述流量檢測模塊被配置用于檢測流向和流出與所述光線路終端相連的光網(wǎng)絡(luò)單元的流量的狀態(tài)；以及電源管理模塊，所述電源管理模塊被配置用于根據(jù)所檢測的流量狀態(tài)將所述光網(wǎng)絡(luò)單元置于睡眠模式。
29.根據(jù)權(quán)利要求觀所述的光線路終端，其特征在于，所述流量檢測模塊被配置用于確定接收自所述光網(wǎng)絡(luò)單元的流量的類型，且所述電源管理模塊被配置用于根據(jù)發(fā)送給和接收自所述光網(wǎng)絡(luò)單元的流量的類型命令所述光網(wǎng)絡(luò)單元進(jìn)入睡眠模式。
30.根據(jù)權(quán)利要求四所述的光線路終端，其特征在于，所述電源管理模塊通過運行維護管理消息或多點控制協(xié)議擴展消息命令所述光網(wǎng)絡(luò)單元進(jìn)入睡眠模式。
31.根據(jù)權(quán)利要求四所述的光線路終端，其特征在于，所述光線路終端被配置用于命令所述光網(wǎng)絡(luò)單元保持在所述睡眠模式預(yù)設(shè)時間量，且當(dāng)所述光網(wǎng)絡(luò)單元處于所述睡眠模式時，所述光線路終端被配置用于緩存給所述光網(wǎng)絡(luò)單元的下行流量。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的光線路終端，其特征在于，所述光線路終端被配置用于在所述光網(wǎng)絡(luò)單元處于睡眠模式時緩存廣播流量并禁用廣播隊列；以及在所述光網(wǎng)絡(luò)單元處于睡眠模式時禁用用于單播流量的隊列。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于在以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)中節(jié)能的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括光線路終端、光網(wǎng)絡(luò)單元、被配置用于檢測發(fā)往和收自光網(wǎng)絡(luò)單元的流量的狀態(tài)的流量檢測模塊、以及被配置用于根據(jù)所檢測的流量狀態(tài)將光網(wǎng)絡(luò)單元置于睡眠模式的電源管理模塊。所述光網(wǎng)絡(luò)單元包括光收發(fā)器，光收發(fā)器包括被配置用于發(fā)射光信號給光線路終端的光發(fā)射器和被配置用于從光線路終端接收光信號的光接收器。
文檔編號H04B10/13GK102204131SQ200980142995
公開日2011年9月28日 申請日期2009年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月5日
發(fā)明者山婕·戈斯瓦密, 愛德華·W·博伊德, 瑞安·E·赫斯 申請人:泰克諾沃斯公司