[发明专利]维持服务连续性的同时减小无源光网络能耗的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及用于在维持服务连续性的同时减小无源光网络(PON) 中的能耗的方法和设备。

背景技术

光纤接入网(例如，以太网PON-EPIN和吉比特PON-GPON)提供 连续操作以允许超高速通信。在网络操作过程中，光学器件总是通电的， 介质访问控制(MAC)单元被时控，且MAC逻辑被触发。能耗仅随实 际消耗的带宽轻微变化。

由于在断电过程中使用电池向光网络单元(ONU)供电的光纤装置， 人们对光纤接入网中减小能耗的关注不断增长。减小能耗能够实现较小 而较便宜且具有较长“电池备用(battery-backup)”时间的电池。而且， 由于对全球变暖的关注，改善电子设备的能耗被认为是全球性需要。

为了有效地减小能耗，需要满足两个要求。第一个要求是通过减小 活动性和响应度来减小光纤接入网中的能耗。第二个要求是维持服务可 用性。

现有技术中有几种已知的使ONU和光线路终端(OLT)进行低功率 运行的方案。美国专利公报No.20060053309教导了一种具有低功率睡眠 (sleep)逻辑的ONU，其在失去AC主电源之后可充分延续电池的寿命， 此处通过引用将该专利公报并入，就如同在这里进行了充分阐述。美国 专利公报No.20060029389教导了一种具有低功率休眠(hibernation)的 ONU，此处通过引用将该专利公报并入，就如同在这里进行了充分阐述。 在上述两个现有技术引用中，ONU断电，而仅有“看门狗”电路保持活动。 这种现有技术方法不能保证服务连续性。

因此可能希望出现一些在维持服务连续性的同时减小PON中的能 耗的方法和设备。

发明内容

本发明的目的是提供一种在维持服务连续性的同时减小PON中的 能耗的方法和设备。

在本发明的优选实施方式中，PON能耗被减小以接近所用带宽的相 对量(对于ONU和光线路终端OLT均适用)。能耗是通过最小化数字处 理和光学组件的活动性来减小的。ONU被调度进入“睡眠”模式达预定时 间段。“醒来”后，ONU检查它们是应当返回睡眠模式还是应当保持活动。 根据本发明的方法，ONU能够从断电中恢复而不需要向网络重新登记或 遭受任何包丢失。ONU(或OLT)处于睡眠模式时所到达的数据被存储 在缓冲存储器中。在本发明的其他优选实施方式中，一些方法允许将低 功率ONU连接到遗留OLT，提供后向兼容性，但由于数据丢失，其性能 较差。

配置睡眠模式运行是为了最小化ONU和OLT的资源利用。典型的 OLT实施对于所有ONU使用了共享的排队系统，而不是每个ONU使用 专门的队列。这种方案仅在所有处于睡眠模式的ONU被调度成相同的睡 眠周期(即，开始和持续时间)时才是可行的。为了最小化能耗，ONU 的活动时间被配置为最小化。这种协议暗示着控制算法需要最小化OLT 和ONU之间的事务数量。

协议的弹性是重要的。ONU不能从OLT中“消失”。在没有得到OLT 的明确许可的情况下，ONU将不会进入睡眠模式。在睡眠模式运行在 ONU和OLT之间不协调的情形下，除了节电下降之外，还应该考虑由于 丢包而导致的网络行为，使得不产生灾难后果。如上所述，某些实施方 式通过允许包丢失来折衷运行以向连接到遗留OLT的网络提供电能节 省。为了避免ONU和OLT之间的这种协调的缺乏，每个命令消息都被 发送三次以增大接收概率。

睡眠模式仅在没有服务活动时才被激活。服务可能在ONU刚刚进入 睡眠模式之后就开始，呈现出受到睡眠期限制的增大的服务处理反应时 间。不过，接收倒的数据被存储以供稍后发送，而没有包丢失。

为联网应用和网络通信而专门配置了基于开放系统互连基本参考模 型(OSI模型)的通信协议。OSI模型利用多层方案来提供以标准接口来 适应所有这种变型的灵活的解决方案。因为每个协议模块通常都与两个 其他模块通信，所以模块通常被称为协议栈中的“层”。OSI模型中有7 个层。这些层是物理层(L1)、数据链路层(L2)、网络层(L3)、传输层 (L4)、会话层(L5)、表示层(L6)和应用层(L7)。