Расширение конвергенции передачи гигабитной пассивной оптической сети для доступа следующего поколения

Изобретение относится к пассивной оптической сети и предназначено для поддержания более высоких скоростей передачи либо большего числа блоков оптической сети. Изобретение раскрывает устройство, которое включает в себя, по меньшей мере, один компонент, сконфигурированный для реализации способа, включающего в себя этапы, на которых: инкапсулируют поток данных в, по меньшей мере, один кадр способа инкапсуляции (GEM) гигабитной пассивной оптической сети (GPON), при этом GEM-кадр содержит заголовок, согласованный с границей слова, по меньшей мере, длиной приблизительно в четыре байта; инкапсулируют GEM-кадр в кадр конвергенции передачи GPON (GTC), при этом GTC-кадр содержит информацию сетевого контроля и управления, согласованную с границей слова; и передают GTC-кадр. 4 н. и 9 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

Настоящая заявка заявляет преимущество для предварительной патентной заявки (США) 61/046474, поданной 21 апреля 2008 г. Yuanqiu Luo и др. и озаглавленной "Gigabit Passive Optical Network Transmission Convergence Extension for Next Generation Access" ("Расширение конвергенции передачи гигабитной пассивной оптической сети для доступа следующего поколения"), которая включена в данный документ по ссылке, как если бы являлась воспроизведенной полностью.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к пассивной оптической сети, и более конкретно к расширению конвергенции передачи гигабитной пассивной оптической сети для доступа следующего поколения.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Пассивная оптическая сеть (PON) является одной системой для предоставления сетевого доступа по "последней миле". PON является сетью «точка-многоточка», состоящей из терминала оптической линии (OLT) в центральном офисе, распределенной оптической сети (ODN), и множества блоков оптической сети (ONU) на территории пользователя. В некоторых PON-системах, например гигабитных PON-(GPON) системах, данные в нисходящем направлении транслируются при приблизительно 2,5 гигабит в секунду (Гбит/c), наряду с тем, что данные в восходящем направлении передаются при приблизительно 1,25 Гбит/c. Тем не менее ожидают, что пропускная способность PON-систем увеличится, так как спрос на услуги возрастает. Для удовлетворения возросшего спроса на услуги, логические устройства в развивающихся PON-системах, таких как доступ следующего поколения (NGA), реконфигурируются для передачи кадров данных при более высокой пропускной способности, например при приблизительно десяти Гбит/c, и для поддержки большего числа ONU.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В одном варианте осуществления изобретение включает в себя устройство, содержащее, по меньшей мере, один компонент, сконфигурированный для реализации способа, содержащего: инкапсуляцию потока данных в, по меньшей мере, один кадр способа инкапсуляции (GEM) гигабитной пассивной оптической сети (GPON), GEM-кадр, содержащий заголовок, согласованный с границей слова, по меньшей мере, длиной приблизительно в четыре байта; инкапсуляцию GEM-кадра в кадр конвергенции передачи GPON (GTC), GTC-кадр, содержащий информацию сетевого контроля и управления, согласованную с границей слова; и передачу GTC-кадра.

В другом варианте осуществления изобретение включает в себя устройство, содержащее, по меньшей мере, один компонент, сконфигурированный для реализации способа, содержащего: инкапсуляцию потока данных в, по меньшей мере, один кадр способа инкапсуляции (GEM) гигабитной пассивной оптической сети (GPON), GEM-кадр, содержащий заголовок, согласованный с границей слова, по меньшей мере, длиной приблизительно в четыре байта; инкапсуляцию GEM-кадра в кадр конвергенции передачи GPON (GTC), GTC-кадр, содержащий поле управления, эксплуатации и обслуживания физического уровня (PLOAM), согласованный с границей слова; и передачу GTC-кадра.

В еще одном варианте осуществления изобретение включает в себя устройство, содержащее, по меньшей мере, один компонент, сконфигурированный для реализации способа, содержащего: инкапсуляцию потока данных в, по меньшей мере, один кадр способа инкапсуляции (GEM) гигабитной пассивной оптической сети (GPON), GEM-кадр, содержащий заголовок, согласованный с границей слова, по меньшей мере, длиной приблизительно в четыре байта; инкапсуляцию GEM-кадра в кадр конвергенции передачи GPON (GTC), GTC-кадр, содержащий область сообщения о динамической пропускной способности восходящего потока (DBRu), согласованную с границей слова; и передачу GTC-кадра.

В еще одном варианте осуществления изобретение включает в себя устройство, содержащее устройство формирования кадров, сконфигурированное для инкапсуляции потока данных в, по меньшей мере, один кадр способа инкапсуляции (GEM) гигабитной пассивной оптической сети (GPON), и инкапсуляцию GEM-кадра в первый кадр конвергенции передачи GPON (GTC), содержащий область отображения пропускной способности восходящего потока (US BWmap); и передатчик, сконфигурированный для передачи первого GTC-кадра; при этом GEM-кадр содержит заголовок, согласованный с границей слова длиной по меньшей мере приблизительно в четыре байта, и гранулярность US BWmap является по существу той же самой, как и граница слова.

В еще одном варианте осуществления изобретение включает в себя способ, содержащий этапы, на которых: инкапсулируют поток данных в, по меньшей мере, один кадр способа инкапсуляции (GEM) гигабитной пассивной оптической сети (GPON), GEM-кадр, содержащий заголовок, согласованный с границей слова, имеющей целое кратное приблизительно в четыре байта; и инкапсулируют GEM-кадр в кадр конвергенции передачи GPON (GTC), GTC-кадр, содержащий информацию сетевого контроля и управления со множеством полей, комбинированно либо отдельно согласованный с границей слова.

Эти и другие признаки станут более ясно понятны из последующего подробного описания в сочетании с сопроводительными чертежами и формулой изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Для более полного понимания этого изобретения сейчас сделана ссылка на последующее краткое описание, предпринимаемое в связи с прилагаемыми чертежами и подробным описанием, при этом одинаковые ссылочные номера представляют собой одинаковые части.

Фиг.1 является принципиальной схемой варианта осуществления PON.

Фиг.2 является иллюстрацией варианта осуществления кадра конвергенции передачи GPON нисходящего потока.

Фиг.3 является иллюстрацией варианта осуществления кадра конвергенции передачи GPON восходящего потока.

Фиг.4 является иллюстрацией варианта осуществления кадра способа инкапсуляции GPON.

Фиг.5 является блок-схемой последовательности операций способа варианта осуществления способа формирования кадров.

Фиг.6 является принципиальной схемой варианта осуществления компьютерной системы общего назначения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Следует понимать на начальном этапе, что хотя иллюстративная реализация одного либо более вариантов осуществления предоставлены ниже, раскрытые системы и/или способы могут быть реализованы, используя любое число методик, известных в настоящее время, либо существующих. Изобретение не должно ни в какой мере ограничиваться иллюстративными вариантами осуществления, чертежами и методами, проиллюстрированными ниже, включая в себя примерные схемы и варианты осуществления, проиллюстрированные и описанные в данном документе, но могут быть модифицированы в пределах объема прилагаемой формулы изобретения вместе с их полным объемом эквивалентов.

Реконфигурация логики PON-системы для поддержки более высоких скоростей передачи либо большего числа ONU может включать в себя модификацию существующих протоколов, например GPON-протокола, как задано стандартом ITU-T G.984.3, который включен в данный документ путем ссылки. GPON-протокол содержит уровень GTC, который задает кадры для инкапсуляции данных, например кадры Ethernet либо другие пакеты. В данном документе раскрыта система и способ для расширения уровня GTC GPON-протокола для NGA. Расширяемый уровень GTC может определять множество кадров, аналогичных уровню GTC GPON-протокола, где, по меньшей мере, некоторые из кадров могут быть модифицированы для поддержки более высокой пропускной способности для NGA. Кроме того, модифицированные кадры могут использоваться для передачи большего числа потоков данных для большего количества ONU. Модифицированные кадры могут содержать GTC-кадры нисходящего потока и GTC-кадры восходящего потока, которые могут содержать информацию сетевого контроля и управления и GEM-кадры.

Для того, чтобы поддержать увеличение скоростей передачи, длина полей модифицированных кадров может согласовываться с аналогично масштабированной границей слова. Например, если скорости передачи возрастают приблизительно в четыре раза, например до приблизительно десяти Гбит/с, длина полей модифицированных кадров может согласовываться с приблизительно в четыре раза большей границей слова, например приблизительно четыре байта. Альтернативно граница слова может быть любым целым кратным длиной приблизительно четыре байта. Соответственно, GEM-кадры и другая информация сетевого контроля и управления может быть инкапсулирована в кадры, содержащие длины полей, равные целым кратным приблизительно четыре байта. Как таковые данные могут быть инкапсулированы и деинкапсулированы, используя доступные электронные схемы с приблизительно той же самой производительностью либо скоростью обработки и без значительных модификаций либо увеличений в сложности. Увеличение в длине полей может также предоставлять больше адресов либо идентификаторов для поддержки большего числа ONU и больших потоков данных. Кроме того, по меньшей мере, некоторые из полей могут модифицироваться для исключения либо отключения функциональных возможностей асинхронного режима передачи (ATM), которые не могут использоваться для NGA.

Фиг.1 иллюстрирует один вариант осуществления PON 100. PON 100 содержит OLT 110, множество ONU 120 и ODN 130, которая может соединяться с OLT 110 и ONU 120. PON 100 может быть сетью связи, которая не требует каких-либо активных компонентов для распределения данных между OLT 110 и ONU 120. Вместо этого, PON 100 может использовать пассивные оптические компоненты в ODN 130 для распределения данных между OLT 110 и ONU 120. PON 100 может быть NGA-системами, такими как GPON с десятью Гбит/c (либо XGPON), которые могут иметь пропускную способность нисходящего потока приблизительно десять Гбит/c и пропускную способность восходящего потока, по меньшей мере, 2,5 Гбит/c. Другие примеры подходящих PON 100 включают в себя PON в режиме асинхронной передачи (APON) и широкополосную PON (BPON), заданную стандартом ITU-T G.983, GPON, заданную стандартом ITU-T G.984, Ethernet-PON (EPON), заданную стандартом IEEE 802.3ah, и PON с мультиплексированием с разделением по длинам волн (WDM) (WPON), все из которых включены в этот документ по ссылке, как если бы воспроизводились полностью.

В варианте осуществления OLT 110 может быть любым устройством, которое конфигурируется для коммуникации с ONU 120 и другой сетью (не показано). А именно OLT 110 может действовать как посредник между другой сетью и ONU 120. Например, OLT 110 может пересылать данные, принятые от сети в ONU 120, и пересылать данные, принятые от ONU 120, в другую сеть. Хотя определенная конфигурация OLT 110 может изменяться в зависимости от типа PON 100, в варианте осуществления OLT 110 может содержать передатчик и приемник. Когда другая сеть использует сетевой протокол, такой как Ethernet либо синхронную оптическую сеть/синхронную цифровую иерархию (SONET/SDH), это отличается от PON-протокола, используемого в PON 100, OLT 110 может содержать преобразователь, который преобразует сетевой протокол в PON-протокол. Преобразователь OLT 110 может также преобразовывать PON-протокол в сетевой протокол. OLT 110 может типично располагаться в центральном местоположении, таком как центральный офис, но может также располагаться в других местоположениях.

В варианте осуществления ONU 120 могут быть любыми устройствами, которые конфигурируются для коммуникации с OLT 110 и клиентом либо пользователем (не показано). А именно ONU 120 могут действовать как посредники между OLT 110 и клиентом. Например, ONU 120 могут направлять данные, принятые от OLT 110, клиенту и направлять данные, принятые от клиента, в OLT 110. Хотя определенная конфигурация ONU 120 может изменяться в зависимости от типа PON 100, в варианте осуществления ONU 120 могут содержать оптический передатчик, сконфигурированный для передачи оптических сигналов в OLT 110 и оптический приемник, сконфигурированный для приема оптических сигналов от OLT 110. Кроме того, ONU 120 могут содержать преобразователь, который преобразовывает оптический сигнал в электрические сигналы для клиента, например сигналы в протоколе Ethernet либо ATM-протоколе, и второй передатчик и/или приемник, который может отсылать и/или принимать электрические сигналы в клиентское устройство. В некоторых вариантах осуществления ONU 120 и терминалы оптической сети (ONT) являются аналогичными, и, таким образом, указанные термины используются в этом документе взаимозаменяемо. ONU могут типично располагаться в распределенных местоположениях, например территории пользователя, но могут также располагаться в других местоположениях.

В варианте осуществления ODN 130 может быть системой распределения данных, которая может содержать волоконно-оптические кабели, соединители, разветвители, распределители и/или другое оборудование. В варианте осуществления волоконно-оптические кабели, соединители, разветвители, распределители и/или другое оборудование могут быть пассивными оптическими компонентами. Конкретно, волоконно-оптические кабели, соединители, разветвители, распределители и/или другое оборудование могут быть компонентами, которые не требуют какой-либо мощности для распределения сигналов данных между OLT 110 и ONU 120. Альтернативно ODN 130 может содержать одно либо большое количество оборудования для обработки, например оптические усилители. ODN 130 может типично растягиваться от OLT 110 до ONU 120 в конфигурации с ветвлением, как показано на фиг.1, но может альтернативно конфигурироваться в любой другой конфигурации «точка-многоточка».

В варианте осуществления OLT 110 и ONU 120 могут содержать устройство формирования кадров данных, которое может соединяться с передатчиком и/или приемником. Конкретно, устройство формирования кадров может быть любым устройством, сконфигурированным для обработки данных между OLT 110 и ONU 120 с помощью инкапсуляции данных, например данных Ethernet, в кадры либо деинкапсуляцию данных из кадров согласно PON-протоколу. Например, устройство формирования кадров данных может быть аппаратным средством, например процессором, содержащим электронную либо логическую схему, которая может быть спроектирована для подобной цели. Альтернативно устройство формирования кадров может быть программным обеспечением либо встроенным программным обеспечением, которое может программироваться для подобной цели. PON-протокол может использоваться OLT 110 и ONU 120 для обмена данными, например, GPON-протокол, заданный стандартом ITU-T G.984.3. GPON-протокол может содержать уровень GTC, который обеспечивает множество функциональных возможностей, включая функциональные возможности MAC (управление средой доступа) для данных, формирующих кадры по каналам восходящих и нисходящих потоков, GEM для формирования кадров данных и сигнализации сообщения о состоянии, используя динамическое распределение пропускной способности для данных восходящего потока.

В варианте осуществления уровень GTC может определять границу слова, которая может представлять фиксированный логический блок, который согласует данные в кадрах. Устройство формирования кадров данных может согласовывать длину полей данных кадров с границей слова, чтобы избежать полей с переменной либо нечетной длиной в кадрах и, следовательно, логических блоков с переменной либо нечетной длиной. Логические блоки с переменной либо нечетной длиной могут быть нежелательными, так как они могут быть более сложными для обработки, использующей устройство формирования кадров данных в OLT 110 либо ONU 120. Граница слова может выбираться на основе скоростей передачи системы, из условия, чтобы согласованные данные могли обрабатываться, используя доступные электронные схемы с приемлемыми скоростями обработки либо тактовыми частотами. Например, в GPON-системах, граница слова может быть задана до приблизительно одного байта (приблизительно восемь битов), и, следовательно, длина полей может быть равна целым кратным приблизительно одного байта.

Для того, чтобы приспособить более высокие скорости передачи данных для NGA, уровень GTC GPON-протокола может расширяться с помощью увеличения границы слова на основе увеличенной пропускной способности. Конкретно, так как скорости передачи данных возрастают, доступные электронные схемы либо логические схемы могут потребовать более высоких тактовых частот для обработки и формирования кадров данных, которые могут быть непрактичными. Тем не менее, когда граница слова увеличена, больше данных на каждый логический блок может быть обработано подобными схемами, которые могут снизить требование к тактовой частоте. Соответственно граница слова может масштабироваться пропорционально увеличению пропускной способности для поддержания приблизительно того же самого требования к скорости обработки, которое может быть достигнуто доступными электронными схемами. Например, чтобы приспособить более высокие скорости передачи данных для NGA при приблизительно десяти Гбит/c, которые могут быть равны приблизительно в четыре раза больше скорости в 2,5 Гбит/c, граница слова приблизительно в один байт может масштабироваться пропорционально приблизительно в четыре раза больше. Как таковая, увеличенная граница слова в расширенном уровне GTC может быть равна четырем байтам либо приблизительно 32 битам. В других вариантах осуществления увеличенная граница слова может быть больше, чем приблизительно четыре байта, например приблизительно восемь байт. Кроме того, кадр может согласовываться с увеличенной границей слова с помощью увеличения длины полей в кадрах. Увеличенные длины полей могут также использоваться для приспособления больших значений, адресов либо идентификаторов для поддержки большего числа ONU 120, большего числа потоков данных либо и большего числа ONU 120, и большего числа потоков данных.

Фиг.2 иллюстрирует вариант осуществления GTC-кадра 200 нисходящего потока. GTC-кадр 200 нисходящего потока может содержать данные нисходящего потока, переданные от OLT 110 в любой из ONU 120, например, по каналу нисходящего потока. Например, GTC-кадр 200 нисходящего потока может транслироваться посредством OLT 110 и содержать данные полезной нагрузки, а также информацию сетевого контроля и управления. Каждый ONU 120 может принимать GTC-кадр 200 нисходящего потока и идентифицировать соответствующие данные, назначенные ONU 120, использующему некоторую информацию адресации, например идентификатор ONU (ONU-ID). GTC-кадр 200 нисходящего потока может содержать нисходящий поток 210 блока физического управления (PCBd) и полезную нагрузку 220 нисходящего потока, которая может быть GEM-кадром, как описано ниже. PCBd 210 может содержать множество полей, например физическую синхронизацию 211 (PSync), идентификацию 212 (Ident), нисходящий поток управления, эксплуатации и обслуживания физического уровня (PLOAM) либо PLOAMd 213, четность 214 с чередованием по битам (BIP), длину полезной нагрузки нисходящего потока 215 (Plend) и отображение 216 пропускной способности восходящего потока (US BWmap).

PSync 211 может содержать фиксированный шаблон, который предшествует оставшимся полям в PCBd 210. Этот шаблон может использоваться в ONU 120, например, в устройстве формирования кадров данных, соединенного с приемником, для обнаружения начала GTC-кадра 200 нисходящего потока и установления синхронизации. Например, PSync 211 может содержать фиксированный шаблон 0xB6AB31E0, который не может скремблироваться. На уровне GTC GPON-протокола длина PSync 211 может быть равна приблизительно четырем байтам, которые уже могут согласовываться и быть равными приблизительно увеличенной границе слова для поддержки более высокой пропускной способности в GPON либо NGA, например, скоростей передачи приблизительно в десять Гбит/c. Следовательно, никакие изменения не нужны для PSync 211 в расширенном уровне GTC.

Ident 212 может содержать счетчик для обеспечения синхронных опорных сигналов с более низкой скоростью, которые могут использоваться ONU 120 с PSync 211 для целей синхронизации. Например, аналогично PSync 211, длина Ident 212 в GPON-протоколе может быть равна приблизительно 32 битам, из которых первый бит может быть битом с упреждающей коррекцией ошибок (FEC), второй бит может резервироваться и оставшиеся и менее значимые приблизительно 30 битов могут содержать счетчик, который может быть увеличен для каждой следующей переданной Ident 212. Когда счетчик достигает заранее определенного максимального значения, Ident 212 может быть сброшена до нуля в следующем GTC-кадре 200 нисходящего потока. Аналогично PSync 211, так как длина Ident 212 может согласовываться и быть равной увеличенной границе слова, Ident 212 не может изменяться в расширенном уровне GTC.

PLOAMd 213 может содержать сообщение PLOAM, которое может передаваться от OLT 110 в ONU 120 и включать в себя связанные аварийные OAM-сигналы (управление, эксплуатация и обслуживание) либо предупреждения о пересечении пороговой величины, инициируемые системными событиями. PLOAMd 213 может содержать множество подполей, например ONU-ID, идентификатор сообщения (Message-ID), данные сообщения и циклическую проверку по избыточности (CRC). ONU-ID может содержать адрес, который может назначаться одному из ONU 120 и может использоваться этим ONU 120 для обнаружения предназначенного ему сообщения. ID сообщения может обозначать тип сообщения PLOAM, и данные сообщения могут содержать полезную нагрузку сообщения PLOAM. CRC может использоваться для проверки присутствия ошибок в принятом сообщении PLOAM. Например, сообщение PLOAM может быть отброшено, когда CRC не удается. Для поддержки более высокой пропускной способности в GPON либо NGA длина PLOAMd 213 может изменяться до целого кратного длиной приблизительно четыре байта, например длиной приблизительно 16 байт, таким образом согласовывая данные почти в четыре байта. Кроме того, длина ONU-ID может быть равна приблизительно одному байту, и, следовательно, может использоваться для идентификации до приблизительно 256 отдельных ONU 120. В расширенном уровне GTC длина ONU-ID может увеличиваться до приблизительно четырех байт для согласования данных с увеличенной границей слова. Соответственно, расширенный ONU-ID может использоваться для идентификации, главным образом, более чем 256 ONU 120. Кроме того, формат CRC, например формат CRC-8 с порождающим полиномом (x⁸+x²+x+1), может изменяться для вычисления, по меньшей мере, некоторых из дополнительных битов расширенного сообщения PLOAM. Альтернативно может использоваться тот же самый формат CRC, и, следовательно, первый бит в PLOAMd 213, который может не охватываться форматом CRC, не может защищаться либо рассматриваться для обнаружения ошибок.

BIP 214 может содержать четность с чередованием по битам всех переданных байтов с момента последнего приема BIP 214. Четность с чередованием по битам может также вычисляться в ONU 120 и затем сравниваться с четностью с чередованием по битам BIP 214 для измерения числа ошибок в канале связи. BIP 214 может быть равна почти четырем байтам, которая согласовывается с увеличенной границей слова в расширенном уровне GTC.

Plend 215 может содержать множество подполей, включая длину-В (Blen) и CRC. Blen может обозначать длину US BWmap 216, где фактическая длина US BWmap 216 в байтах может быть равна приблизительно в восемь раз больше величины Blen. CRC может конфигурироваться главным образом аналогично CRC PLOAMd 213. В некоторых системах, которые поддерживают ATM-коммуникацию, подполя могут также включать в себя подполе А-длины (Alen), которое обозначает длину полезной нагрузки ATM, которая может содержать часть GTC-кадра 200 нисходящего потока. Для того, чтобы блокировать либо исключить ATM-коммуникацию либо функциональные возможности в GPON либо NGA, Alen может устраняться либо отбрасываться в расширенном уровне GTC. Для компенсации отсутствующих битов Alen и согласования длины Plend 215 с увеличенной границей слова длина Blen, CRC либо и Blen, и CRC могут корректироваться для получения общей длины приблизительно в четыре байта для Plend 215. Например, длина CRC может увеличиваться, что также улучшает обнаружение ошибок.

US BWmap 216 может содержать массив из блоков либо подполей, каждый из которых может иметь длину приблизительно в восемь байт. Каждый блок может содержать единственное назначение пропускной способности индивидуальному контейнеру передачи (T-CONT), который может использоваться для управления назначением пропускной способности восходящего потока в уровне GTC. Конкретно, T-CONT может быть элементом транспортировки в уровне GTC, который может конфигурироваться для передачи информации более высокого уровня от ввода к выводу, например от OLT 110 в любой из ONU 120. Каждый блок может содержать множество подполей, например идентификатор назначения (Alloc-ID), флаги, время запуска (SStart), время остановки (SStop) и CRC. Так как длина US BWmap 216 может быть равна целому кратному приблизительно восемь байт, общая длина US BWmap 216 может уже согласовываться с увеличенной границей слова, и, следовательно, не может изменяться. Тем не менее гранулярность US BWmap 216 может изменяться, например, до приблизительно четырех байт в каждом блоке.

Фиг.3 иллюстрирует вариант осуществления GTC-кадра 300 восходящего потока. GTC-кадр 300 восходящего потока может содержать данные восходящего потока, передаваемые от одного ONU 120 в OLT 110, включая данные полезной нагрузки и информацию сетевого контроля и управления, например, по каналу восходящего потока. GTC-кадр 300 восходящего потока может содержать восходящий поток 310 служебных сигналов физического уровня (PLOu), восходящий поток 316 PLOAM (PLOAMu), сообщение 318 о динамической пропускной способности восходящего потока (DBRu) и полезную нагрузку 320 восходящего потока, которая может быть GEM-кадром, как описано ниже. PLOu 310 может содержать множество полей, например преамбулу 311, разделитель 312, BIP 313, ONU-ID 314 и обозначение 315 (Ind). GTC-кадр 300 восходящего потока может также содержать защитный интервал 305, который может предшествовать оставшимся полям и устанавливать границы GTC-кадра 300 восходящего потока.

Объединенные поля PLOu 310 могут обозначать, какое ONU 120, возможно, отослало GTC-кадр 300 восходящего потока в OLT 110. Например, преамбула 311 и разделитель 312 могут соответствовать этому ONU 120 и могут быть созданы, как обозначено OLT 110. BIP 313 может содержать четность с чередованием по битам, как описано выше, и ONU-ID 314 может содержать назначенный адрес, соответствующий ONU 120. Ind 315 может обозначать состояние ONU 120 для OLT 110, где GTC-кадр 300 восходящего потока может передаваться по существу в реальном времени. В некоторых примерах BIP 313, ONU-ID 314 и Ind 315 могут не согласовываться с увеличенной границей слова в расширенном уровне GTC. Следовательно, длина ONU-ED 314 может составлять приблизительно два байта, и BIP 313 и Ind 315 могут приблизительно составлять один байт, таким образом, получая общую длину приблизительно четыре байта для трех полей, которая может быть подходящей, например, для скоростей передачи приблизительно в десять Гбит/c. Увеличение длины ONU-ID 314 может также обеспечивать больше адресов, которые могут назначаться для большего числа ONU 120, например, до приблизительно 65,536 ONU. В некоторых вариантах осуществления длины преамбулы 311 и разделителя 312 могут также согласовываться отдельно либо с тремя оставшимися полями PLOu 310 с увеличенной границей слова.

Аналогично PLOAMd 213 GTC-кадра 200 нисходящего потока, PLOAMu 316 может содержать сообщение PLOAM, которое может отсылаться из ONU 120 в OLT 110. Длина PLOAMu 316 может быть целым кратным длины приблизительно в четыре байта, например, длина приблизительно в 16 байт, в расширенном уровне GTC. Например, длина подполя ONU-ID PLOAMu 316 может быть увеличена до приблизительно двух байт. Кроме того, формат подполя CRC, например формат CRC-8 с порождающим полиномом (x⁸+x²+x+1) не может изменяться, где не охвачен первый бит в PLOAMu 316.

DBRu 318 может содержать информацию, которая относится к T-CONT. DBRu 318 может содержать два подполя, которые могут быть динамическим распределением пропускной способности (DBA) и CRC. DBA может указывать отчет о занятости буфера, например, может содержать состояние трафика T-CONT. В расширенном уровне GTC длина DBRu может сопоставляться с гранулярностью US BWmap 216 GTC-кадра 200 нисходящего потока, например, при приблизительно четырех байтах. Как таковые, кодовые точки таблицы 8-1 в ITU-T G.984.3 могут быть исключены, заменены либо модифицированы.

Фиг.4 иллюстрирует вариант осуществления GEM-кадра 400. GEM-кадр 400 может содержать данные нисходящего потока от OLT 110 в ONU 120 либо данные восходящего потока от ONU 120 в OLT 110. Например, GEM-кадр 400 может соответствовать полезной нагрузке 220 нисходящего потока GTC-кадра 200 нисходящего потока либо полезной нагрузке 320 восходящего потока GTC-кадра 300 восходящего потока. GEM-кадр 400 может содержать заголовок 410 и полезную нагрузку 420. Заголовок 410 может содержать индикатор 411 длины полезной нагрузки (PLI), идентификатор 412 порта (PortID), индикатор 413 типа полезной нагрузки (PTI) и исправление 414 ошибок заголовка (НЕС).

PLI 411 может указывать длину полезной нагрузки 420 в байтах. PLI 411 может также указывать начало GEM-кадра 400. Длина PLI 411 может быть равна приблизительно 12 бит, которые могут обозначать полезную нагрузку 420, имеющую длину до приблизительно 4,095 байт. PortID 412 может также иметь длину, равную приблизительно 12 битам, которые могут обеспечивать до приблизительно 4,096 уникальных идентификаторов трафика. Идентификаторы трафика могут соответствовать множеству потоков данных, которые могут мультиплексироваться. PTI 413 может указывать тип контента полезной нагрузки 420. Длина PTI 413 может быть равна приблизительно трем битам. НЕС 414 может обеспечивать функции обнаружения и коррекции ошибок. Например, НЕС 414 может содержать приблизительно 12 бит из кода Боуза-Чоудхури (BCH), например код BCH (39, 12, 2) с порождающим полиномом x¹²+x¹⁰+x⁸+x⁵+x⁴+x³+1, и единственным битом четности.

В расширенном уровне GTC общая длина заголовка 410 может согласовываться с увеличенной границей слова. А именно заголовок 410 может быть целым кратным длины приблизительно четыре байта, например длины приблизительно восемь байт. Соответственно длина PLI 411, PortID 412, PTI 413, НЕС 414 либо их сочетания могут быть увеличены. Длина PLI 411 может увеличиваться для обозначения расширенного GEM-кадра 400, содержащего больше байт и информации. Длина PortID 412 может увеличиваться для обеспечения большего числа идентификаторов трафика, соответствующих большему числу мультиплексированных потоков данных. Длина PTI 413 может увеличиваться для обозначения большей величины информации о полезной нагрузке 420. Длина НЕС 414 может увеличиваться для расширения BCH-кода, чтобы вычислить, по меньшей мере, некоторые из дополнительных битов расширенного заголовка 410, например, для приблизительно 63 битов из заголовка 410, оставляя оставшийся бит четности незащищенным.

Полезная нагрузка 420 может содержать данные полезной нагрузки, передаваемые между OLT 110 и ONU 120. Полезная нагрузка 420 может также расширяться и согласовываться с увеличенной границей слова. Например, до приблизительно трех байт заполнения, например, нулевые байты либо байты с нулевыми значениями могут быть добавлены в полезную нагрузку 420 для выполнения согласования границы слова. Если полезная нагрузка 420 уже согласована или совмещена с увеличенной границей слова, тогда не нужны никакие байты заполнения. Длина полезной нагрузки 420 и байты заполнения могут обозначаться, используя PLI 411, PTI 413, либо и PLI 411, и PTI 413, либо оба.

Фиг.5 иллюстрирует один вариант осуществления способа 500 формирования кадров, который может использоваться для инкапсуляции и деинкапсуляции данных, например данных Ethernet в PON-системе, например PON 100. Данные могут передаваться от OLT 110 в ONU 120 либо от одного из ONU 120 в OLT 110. Данные могут соответствовать множеству ONU 120, множеству потоков данных, множеству T-CONT либо их сочетаниям. Способ 500 формирования кадров может быть реализован в расширенном уровне GTC GPON-протокола.

В блоке 510 способ 500 формирования кадров может формировать кадры данных для получения согласованного GEM-кадра, например, используя устройство формирования кадров данных, соединенного с передатчиком в OLT 110 либо ONU 120. Как таковые, данные могут быть инкапсулированы с другой информацией в формате GEM-кадра, например GEM-кадра 400. Другая информация может содержать длину данных в байтах, идентификаторы трафика потоков данных, тип данных, другую информацию, связанную с данными, либо их сочетание. GEM-кадр может затем согласовываться с границей слова на основе пропускной способности нисходящего потока системы, которая может быть приблизительно десять Гбит/с. Например, данные могут формироваться в кадры в согласованной части полезной нагрузки GEM-кадра, например полезной нагрузки 420, и оставшаяся информация может формироваться в кадры в согласованной части заголовка GEM-кадра, например заголовке 410.

В блоке 520 способ 500 формирования кадров может формировать кадры согласованного GEM-кадра для получения согласованного GEM-кадра. Соответственно согласованный GEM-кадр может быть инкапсулирован с другой информацией в формате GTC-кадра, например GTC-кадра 200 нисходящего потока либо GTC-кадра 300 восходящего потока. Другая информация может содержать сообщение PLOAM, ONU-ID, назначение пропускной способности для T-CONT, другую информацию, связанную с T-CONT либо их сочетания. GTC-кадр может затем согласовываться с границей слова, которая может быть равна приблизительно четырем байтам. Например, согласованный GEM-кадр может формироваться в кадры в части полезной нагрузки GTC-кадра, например полезной нагрузки 220 нисходящего потока либо полезной нагрузки 320 восходящего потока, и оставшаяся информация может формироваться в кадры в согласованной части заголовка GTC-кадра, например PCBd 210 или PLOu 310.

В блоке 530 способ 500 формирования кадров может передавать согласованный GTC-кадр между OLT 110 и ONU 120 через, по меньшей мере, некоторые компоненты PON-системы. Например, согласованный GTC-кадр может передаваться по ODN 130 прозрачным образом без знания о своем содержании данных. В блоке 540 способ 500 формирования кадров может обрабатывать согласованный GTC-кадр для получения согласованного GEM-кадра обратным способом блока 520, например, используя устройство формирования кадров данных, соединенное с приемником в OLT 110 либо ONU 120. В блоке 550 способ 500 формирования кадров может обрабатывать согласованный GEM-кадр для получения данных обратным способом из блока 510.

Сетевые компоненты, описанные выше, могут быть реализованы в любом сетевом компоненте общего назначения, например компьютере либо сетевом компоненте с достаточной мощностью обработки, ресурсами запоминающего устройства и возможностями пропускной способности сети для обработки необходимой рабочей нагрузки, размещенной в ней. Фиг.6 иллюстрирует типичный сетевой компонент 600 общего назначения, подходящий для реализации одного либо более вариантов осуществления компонентов, раскрытых в этом документе. Сетевой компонент 600 включает в себя процессор 602 (который может упоминаться как центральный процессор, либо CPU), который находится в коммуникации с запоминающими устройствами, включая вторичную память 604, постоянное запоминающее устройство 606 (ROM), оперативное запоминающее устройство 608 (RAM), устройства 610 ввода/вывода (I/O) и устройства 612 с возможностями сетевого соединения. Процессор 602 может быть реализован как одна либо более микросхем CPU, либо может быть частью одной либо более специализированных интегральных схем (ASIC).

Вторичная память 604 типично состоит из одного либо более дисководов либо накопителей на магнитной ленте и используются для энергонезависимого хранения данных и как устройство накопления данных переполнения, если RAM 608 не является достаточно большой для хранения всех рабочих данных. Вторичная память 604 может использоваться для хранения программ, которые загружаются в RAM 608, когда подобные программы выбираются для выполнения. ROM 606 используется для хранения команд и, возможно, данных, которые считываются во время выполнения программ. ROM 606 является энергонезависимым запоминающим устройством, которое типично имеет небольшую емкость памяти относительно большей емкости памяти вторичной памяти 604. RAM 608 используется для хранения временных данных и, возможно, для хранения команд. Доступ и к ROM 606, и к RAM 608 является типично более быстрым, чем вторичная память 604.

Раскрыт, по меньшей мере, один вариант осуществления и изменения, комбинации и/или модификации варианта(ов) осуществления и/или признаков варианта(ов) осуществления, выполненные специалистом в данной области техники, которые находятся в пределах объема изобретения. Альтернативные варианты осуществления, которые вытекают из комбинирования, включения и/или пропуска признаков варианта(ов) осуществления находятся также в пределах объема изобретения. Там, где области числовых значений либо ограничения явно изложены, подобные ясно выраженные области либо ограничения должны быть понятны для включения повторяющихся областей либо ограничений аналогичной величины, попадающих в явно изложенные области либо ограничения (например, от приблизительно 1 до приблизительно 10 включает в себя 2, 3, 4 и т.д.; более чем 0,10 включает в себя 0,11, 0,12, 0,13 и т.д.). Например, всякий раз когда раскрыта область числовых значений с меньшей границей R_l, и верхней границей R_u, любое число, попадающее в область, конкретно раскрыто. В частности, последующие числа в области конкретно раскрыты: R=R_l+k*(R_u-R_l), при этом k является переменной, находящейся в диапазоне от 1 процента до 100 процентов с 1-процентным приращением, т.е. k равно 1 проценту, 2 процентам, 3 процентам, 4 процентам, 5 процентам, ..., 50 процентам, 51 проценту, 52 процентам, ..., 95 процентам, 96 процентам, 97 процентам, 98 процентам, 99 процентам либо 100 процентам. Более того, любая область числовых значений, заданная двумя числами R, как задано выше, также конкретно раскрыта. Использование термина «дополнительно» в отношении любого элемента формулы изобретения означает, что необходим элемент, либо альтернативно не требуется элемент, обе альтернативы, находящиеся в пределах объема формулы изобретения. Использование более широких терминов, таких как «содержит», «включает в себя» и «имеющий» должно пониматься как обеспечение поддержки для более узких терминов, таких как «состоящий из», «состоящий главным образом из» и «по существу содержащий». Соответственно, объем защиты не ограничен описанием, изложенным выше, но задан формулой изобретения, которая следует, этот объем, включающий в себя все эквиваленты предмета формулы изобретения. Вся без исключения формула изобретения включена как дополнительное раскрытие сущности изобретения в описании изобретения, и формула изобретения является вариантом(ами) осуществления настоящего раскрытия сущности изобретения. Рассмотрение ссылки в раскрытии сущности изобретения не является допущением, что это предшествующий уровень техники, особенно любая ссылка, которая имеет дату публикации после даты приоритета этой заявки. Раскрытие сущности изобретения всех патентов, патентных заявок и публикаций, процитированных в этом изобретении, таким образом включено по ссылке, в степени, в которой они обеспечивают примерные, процедурные либо другие подробности, дополнительные для раскрытия сущности изобретения.

Наряду с тем, что несколько вариантов осуществления предоставлены в настоящем раскрытии сущности изобретения, следует понимать, что раскрытые системы и способы могут быть реализованы во многих других определенных формах без отклонения от сущности либо объема настоящего раскрытия сущности изобретения. Настоящие примеры должны рассматриваться как иллюстративные, а не ограничительные, и намерение не ограничено подробностями, указанными в этом документе. Например, различные элементы либо компоненты могут объединяться либо интегрироваться в другой системе, либо определенные признаки могут быть опущены либо не реализованы.

Кроме того, методы, системы, подсистемы и способы, описанные и проиллюстрированные в различных вариантах осуществления как дискретные либо отдельные, могут быть объединены либо интегрированы с другими системами, модулями, методами либо способами без отклонения от объема настоящего раскрытия сущности изобретения. Другие элементы, показанные либо рассмотренные как связанные, либо непосредственно связанные, либо взаимодействующие друг с другом, могут быть косвенно связаны либо являться взаимодействующими через какой-либо интерфейс, устройство либо промежуточный компонент, электрически ли, механически ли либо иным образом. Другие примеры замен, замещений и изменений установлены специалистом в данной области техники и могут быть выполнены без отклонения от сущности и объема, раскрытых в этом документе.

1. Устройство для передачи данных, содержащее:
по меньшей мере один компонент, выполненный с возможностью реализации способа, содержащего этапы, на которых:
инкапсулируют поток данных по меньшей мере в один кадр способа инкапсуляции (GEM) гигабитной пассивной оптической сети (GPON), при этом GEM-кадр содержит заголовок, согласованный с границей слова длиной по меньшей мере приблизительно четыре байта;
инкапсулируют GEM-кадр в кадр конвергенции передачи GPON (GTC), при этом GTC-кадр содержит информацию сетевого контроля и управления, согласованную с границей слова; и
передают GTC-кадр.

2. Устройство по п.1, в котором граница слова имеет длину, составляющую целое, кратное четырем байтам.

3. Устройство по п.1, в котором общая длина заголовка GEM-кадра составляет целое, кратное четырем байтам.

4. Устройство по п.3, в котором GEM-кадр дополнительно содержит полезную нагрузку, имеющую длину, составляющую целое, кратное четырем байтам.

5. Устройство по п.1, в котором информация сетевого контроля и управления GTC-кадра содержит множество полей, и в котором поля совместно либо индивидуально согласованы с границей слова.

6. Устройство по п.1, в котором GTC-кадр является GTC-кадром нисходящего потока, и информация сетевого контроля и управления GTC-кадра нисходящего потока содержит поле нисходящего потока управления, эксплуатации и обслуживания физического уровня (PLOAMd), которое имеет длину, составляющую целое, кратное четырем байтам.

7. Устройство по п.1, в котором GTC-кадр является GTC-кадром восходящего потока, и информация сетевого контроля и управления GTC-кадра восходящего потока содержит поле сообщения о динамической пропускной способности восходящего потока (DBRu), которое имеет длину, составляющую целое, кратное четырем байтам.

8. Устройство по п.7, в котором информация сетевого контроля и управления GTC-кадра восходящего потока дополнительно содержит поле восходящего потока управления, эксплуатации и обслуживания физического уровня (PLOAMu), имеющее длину, составляющую целое, кратное четырем байтам.

9. Устройство для передачи данных, содержащее:
по меньшей мере один компонент, выполненный с возможностью реализации способа, содержащего этапы, на которых:
инкапсулируют поток данных по меньшей мере в один кадр способа инкапсуляции (GEM) гигабитной пассивной оптической сети (GPON), при этом GEM-кадр содержит заголовок, согласованный с границей слова, по меньшей мере четыре байта;
инкапсулируют GEM-кадр в кадр конвергенции передачи GPON (GTC), при этом GTC-кадр содержит поле управления, эксплуатации и обслуживания физического уровня (PLOAM), согласованное с границей слова; и
передают GTC-кадр.

10. Устройство по п.9, в котором граница слова имеет длину, составляющую целое, кратное четырем байтам.

11. Устройство для передачи данных, содержащее:
по меньшей мере один компонент, выполненный с возможностью реализации способа, содержащего этапы, на которых:
инкапсулируют поток данных по меньшей мере в один кадр способа инкапсуляции (GEM) гигабитной пассивной оптической сети (GPON), при этом GEM-кадр содержит заголовок, согласованный с границей слова по меньшей мере четыре байта;
инкапсулируют GEM-кадр в кадр конвергенции передачи GPON (GTC), при этом GTC-кадр содержит поле сообщения о динамической пропускной способности восходящего потока (DBRu), согласованное с границей слова; и
передают GTC-кадр.

12. Устройство по п.11, в котором граница слова имеет длину, составляющую целое, кратное четырем байтам.

13. Способ передачи данных, содержащий этапы, на которых: инкапсулируют поток данных по меньшей мере в один кадр способа инкапсуляции (GEM) гигабитной пассивной оптической сети (GPON), при этом GEM-кадр содержит заголовок, согласованный с границей слова, имеющей длину, составляющую целое, кратное четырем байтам; и
инкапсулируют GEM-кадр в кадр конвергенции передачи GPON (GTC), при этом GTC-кадр содержит информацию сетевого контроля и управления со множеством полей, совместно либо индивидуально согласованных с границей слова.