[发明专利]一种光网络单元及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及无源光网络(PON，passive optical networks)，更具体地说，涉及一种用于在PON中支持多个类别的差异化性能的方法和设备。

背景技术

把从中央局到终端用户位置的公共网络部分称作接入网络或“最后一英里”。接入网络通过中央局把终端用户连接到主干或核心网络。为了跟上不断增长地语音、数据、视频的流量的步伐，通过在最后一英里内更深层次的部署光纤从而去减少铜线和同轴电缆网络的长度，网络操作员已经升级了现有接入网络。在不同的竞争性的光网络技术中，无源光网络(PON)已经成为下一代接入网络中最受欢迎的选择中的一个。借助光纤的大带宽，PON可以改善带宽密集型的语音、数据、视频的服务。

图1说明了把中央局110通信连接到单住户单元(SFU，singlefamily unit)120和多住户单元(MDU，multi-dwelling unit)130(即驻有两个或多个住宅或是商用单元的结构)的示范性PON 100。通过跨过在中央局110的光线路终端(OLT)和在SFU 120和MDU 130的光网络单元(ONU)之间距离的光纤，在PON100内执行该距离内的传输。在中央局110的OLT在它的尾端把PON 100连接到可以是属于如ISP或本地交换运营商的外部网络的主干或核心网络(没有示出)。另外，在SFU 120和MDU 130的ONU可以进一步的在它们的尾端把PON 100连接到家庭或商用网络(无显示)。该网络结构允许连接到家庭或商用网络的在SFU 120和MDU 130内部的用户网络设备通过PON 100把数据发送至主干或核心网络和从主干或核心网络接收数据。

最接近中央局110的PON 100的部分指的是馈线区150。该区包括一个或多个均有多个光纤的馈线电缆。无源光分路器/合成器140用于把馈线电缆的单根光纤分割成多个分配光纤，该分配光纤将进入PON 100的第二部分，也就是分配区160。接着无源光分路器/合成器140进一步分割分配光纤成为延伸到SFU 120和MDU 130的多下降光纤。多降光纤进入PON 100的第三和最后部分，也就是下降区170。

应该注意的是，PON 100说明了一个示范性PON和光纤分配拓扑结构(即树拓扑结构)，并且其他点对多点的光纤分布的拓扑结构，如环形和网状拓扑，也是有可能的。

在之前的接入网络中，分配区(distribution area)160和/或下降区(drop area)170使用铜和同轴电缆来部署。通过把光纤电缆更深层次的延伸到接入网络，例如直到家庭、建筑或路边，PON 100可以改善之前的这些接入网络不能处理的带宽密集型的音频、数据、和视频服务。如图1所示，在中央局110与在SFU 120和MDU 130的终端用户设备之间可能没有进行光学连接的仅有的网络剩余部分是在这些地址的局域网的内部(即在金属区180内)。在如此短的铜和/或同轴电缆布线的距离，目前的局域网技术通常会提供足够的带宽。

在图1所示的接入网络的运作中，由中央局110的OLT通过PON100的三个部分发送至下游的信号由无源光分路器/合成器140分割，且由在SFU 120和MDU 130的ONU来接收。相反地，由在SFU 120和MDU 130的ONU通过PON 100的三个部分发送至上游的信号由无源光分路器/合成器140合成，且由中央局110的OLT来接收。为了防止在上行方向的冲突并为了共享PON的上行容量，在中央局110的OLT和在SFU 120和MDU 130的ONU实施某种形式的仲裁机制。

例如，许多PON实施基于无竞争的媒体接入技术，媒体接入技术可以许可每个ONU在有限时间时隔内接入共享的媒介，以便向上游传输数据。有限的时间时隔通常指的是时隙。图2根据基于无竞争的媒体接入技术说明了通过PON上游发送的数据的例子。在图2中，同步从ONU 1到ONU N中的每一个到一个共同的时间基准，并给ONU 1到ONU N中的每一个分配用于上游传输一个或多个数据包到OLT的时隙。更具体地说，从ONU 1到ONU N中的每一个缓冲从相连的终端用户接收的数据包，并且当分配给它的时隙到来时，把缓冲地一个或多个数据包上游突发到OLT。例如，ONU 1从相连的用户1接收两个数据包，缓冲这两个数据包，并在分配给ONU 1的第一时隙期间上游突发这两个数据包。ONU 2从相连的用户2接收单个数据包，缓冲该单个数据包，并在分配给ONU 2的第二时隙期间上游突发该数据包。可以从图2中看到，把时隙分配给ONU以便它们没有在时间上重叠，从而防止上游冲突。