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Hintergrund der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines passiven optischen
Netzwerks, das Daten-Unterrahmen mit variabler Länge, angeordnet in einem gemeinsamen Übertragungsrahmen,
in mindestens zwei mehrstufigen Signalmodi von einem optischen Leitungsabschluss
an eine Vielzahl optischer Netzwerkeinheiten überträgt, einen optischen Leitungsabschluss
mit Mitteln zur Durchführung
des Verfahrens und einen entsprechenden Übertragungsrahmen.
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Ein
passives optisches Netzwerk (PON) mit dynamischer mehrstufiger Impulsamplituden-Modulation
(PAM), das ein Schema aus mehrstufigen Signalmodi erzeugt (z. B.
einen binärstufigen
und einen 4-stufigen Modus in Abwärtsrichtung), überträgt im Wesentlichen
kontinuierlich mit einer Symbolrate von 1244 oder 2488 MSymbolen
pro Sekunde (MSps) und schaltet den Signalmodus dynamisch in den
Unterrahmen (bzw. in den Paketen) für die bzw. aus den einzelnen
optischen Netzwerkeinheiten (ONU) um. Ein solches PON wird im Allgemeinen
bereitgestellt über
eine Punkt-zu-Multipunkt-Struktur (Baumstruktur) mit einem optischen
Leitungsabschluss („Optical Line
Termination", OLT)
als zentraler Station und einer Vielzahl (häufig -zig bis hin zu Tausenden)
optischer Netzwerkeinheiten (ONUs) in Abwärtsrichtung; dabei kann es
sich beispielsweise um Teilnehmerstationen handeln, die über Glasfaserleitungen
an den OLT angeschlossen sind.
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Die
Leistung eines solchen PON kann vergrößert werden durch Implementieren
neuer Signalmodi mit einer größeren Anzahl
von Stufen (z. B. 8-stufig etc.). Auch wenn der OLT als zentrale
Station durch relativ geringen Aufwand mit geeigneten Mitteln zum
Erzeugen von Signalen mit mehreren Stufen ausgestattet werden kann,
sind die Kosten für
den Austausch aller Empfän ger,
die nicht für
die Verarbeitung von Signalen höherer
Stufen konzipiert wurden (im Folgenden als „eigene Empfänger" bezeichnet), wegen
der sehr großen
Anzahl von ONUs in einem PON sehr hoch. Auch wenn das Problem durch
die Einführung
des Burst-Modus in Abwärtsrichtung
umgangen werden könnte,
so muss doch, wenn der kontinuierliche Betrieb aufrechterhalten
werden soll, das Hinzufügen
neuer Signalmodi mit einer höheren
Anzahl von Stufen in einer abwärtskompatiblen
Weise erfolgen, d. h. das Übertragungssignal
muss Signalabschnitte enthalten, die von eigenen Empfängern verarbeitet
werden können,
und Abschnitte einer höherer
Stufe, die die eigenen Empfänger
tolerieren müssen,
ohne wegen der variablen Länge
dieser Abschnitte die Synchronisation zu verlieren. In dieser Hinsicht
beschreibt
WO 2004/112264 ein
zeitmultiplextes PON unter Verwendung verschiedener Arten von Impulsamplituden-Modulation
(PAM) oder Quadratamplituden-Modulation (QAM) als mehrstufigen Signalmodi
in Abwärtsrichtung,
wobei alle Abschnitte (Unterrahmen) eine konstante Länge aufweisen.
In ähnlicher
Weise beschreibt
EP
0615358 A1 ein PON, das Abschnitte mit variablen Signalmodi überträgt, wobei
alle Abschnitte eine konstante Länge
aufweisen, damit keine Synchronisierung erforderlich ist.
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Im
kritischen Pfad in Abwärtsrichtung
würden
solche mehrstufigen Abschnitte weiterhin genügend Signalstatusübergänge umfassen,
um die Taktdatenwiederherstellung („Clock Data Recovery", CDR) der eigenen
ONUs gesperrt zu halten. Die durchschnittliche Übergangsamplitude wird tatsächlich reduziert,
reicht aber noch immer aus, um die CDR-Sperre aufrechtzuerhalten,
und sogar vollständige Übergänge liegen
mit verringerter Wahrscheinlichkeit vor. Weil die CDR weiterhin
gesperrt bleibt, erlaubt sie ein laufendes Bit-Zählen und die Navigation von
Rahmen in der Stufe der Übertragungskonvergenz
(„Transmission
Convergence", TC),
auch wenn für
die „eigenen" ONUs nicht alle
Datenabschnitte lesbar sind.
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Ein
typischer Übergangsrahmen
der TC-Stufe hat häufig
eine vordefinierte, konstante Länge
und umfasst einen Datenkopf (Physical Control Block downstream,
PCBd) und verschiedene verkettete GEM-Unterrahmen („Gigabit
PON Encapsulation Method")
variabler Länge
(im Folgenden als „GEM-Rahmen" bezeichnet). In
der Patentschrift
US 2004/0208631
A1 ist ein GTC-Rahmen
für ein
zeitmultiplextes PON beschrieben mit GEM-Rahmen variabler Länge, jedoch
nur mit einem mehrstufigen Signalmodus. Zum Einpassen der GEM-Rahmen
in den GTC-Rahmen konstanter Länge
wird vorgeschlagen, die GEM-Rahmen zu unterteilen und die unterteilten
Rahmen in separaten GTC-Rahmen zu senden.
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Zur
Sicherstellung einer kontinuierlichen Synchronität nicht nur auf der physischen
(PHY), medienabhängigen
Stufe (z. B. CDR), sondern auch auf der TC-Stufe ist es zwingend
notwendig, dass der gesamte physische Steuerblock in Abwärtsrichtung streng
als 2-stufiger Abschnitt übertragen
wird. Zur Übertragung
der nachfolgenden GEM-Rahmen ist der folgende Ansatz gemäß dem Stand
der Technik bekannt:
Die GEM-Rahmenköpfe werden immer in einem 2-stufigen
Format übertragen,
damit die GEM-Kopfdaten auch für
die „eigenen" ONUs lesbar bleiben. Daher
sind Sync-, HEC-, Port-ID- und Längenindikatoren
für alle
ONUs lesbar, d. h. auch für
die mit der niedrigsten Spezifikation (reine 2-stufige ONUs), die in
qualifizierter Weise GEM-Rahmen löschen können, die nicht für sie bestimmt
sind. Dieser Ansatz hat den Nachteil, dass der Signal-Modus (PAM-Modus) häufig zwischen
den GEM-Köpfen
und den GEM-Nutzlastabschnitten umgeschaltet werden muss.
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Aufgabe der Erfindung
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Die
Aufgabe der Erfindung liegt in der Bereitstellung: eines Verfahrens
zum Betrieb eines passiven optischen Netzwerks, eines optischen
Leitungsabschlusses, eines passiven optischen Netzwerks und eines Übertragungsrahmens,
die älteren
ONUs die Möglichkeit
bieten, Unterrahmen von übertragenen
Daten zu tolerieren in einem Signalmodus, für den diese ONUs nicht angegeben
sind, bei weniger erforderlichen Umschaltungen der Signalmodi im Vergleich
zum Stand der Technik.
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Kurzbeschreibung der Erfindung
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Diese
Aufgabe wird erfüllt
durch ein Verfahren wie oben beschrieben, das den Schritt zum Anordnen
erster Daten-Unterrahmen
in einem ersten mehrstufigen Signalmodus umfasst, wobei dieser Signalmodus
weniger Signalstufen von den optischen Netzwerkeinheiten erfordert,
vor zu sendenden zweiten Daten-Unterrahmen in einem zweiten mehrstufigen
Signalmodus, der mehr Signalstufen der optischen Netzwerkeinheiten
erfordert.
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Auf
diese Weise können
die Unterrahmen der Daten, insbesondere die Daten im GEM-Rahmenformat
(einschließlich
des GEM-Rahmenkopfs) vollständig
in dem Modus übertragen
werden, der durch die Möglichkeiten
der Empfänger-ONU
und der Verbindung vorgegeben ist. Bei den GEM-Rahmen mit variabler
Länge liegt
die Schwierigkeit darin, dass die TC-Ebenen aller ONUs Informationen über den Beginn
der nachfolgenden GEM-Rahmen erfordern. Gemäß dem G.984 Standard wird ein
Kennzeichen zur Nutzlastlänge
(„Payload
Length Indicator",
PLI) als Zeigerwert im GEM-Rahmenkopf
verwendet, der auf den Beginn des nachfolgenden GEM-Rahmens verweist.
Wenn diese Informationen in einem mehrstufigen Modus übertragen
werden, ist keine individuelle ONU vorgegeben; die Folge ist ein
Verlust der Synchronisation (TC-Ebene)
für diese
bestimmte ONU. Dies ist nur problematisch, wenn beispielsweise ein
binärer
Daten-Unterrahmen auf einen 4-stufigen
Daten-Unterrahmen folgt, da eine ONU, die nur zum Lesen von Daten
auf einer binären
Stufe angegeben ist, die Synchronisation wahrscheinlich nach dem
4-stufigen Unterrahmen verliert und daher den nachfolgenden binären Unterrahmen
nicht ohne Präambel-Signal
verarbeiten kann. In dem Verfahren gemäß der Erfindung werden daher
die Daten-Unterrahmen gemäß ihrer
Signalstufe (binär,
4-stufig, 8-stufig, etc.) sortiert und auf eine Weise verkettet, dass
innerhalb eines Übertragungsrahmens
kein Daten-Unterrahmen eines niedrigeren Signalmodus einem Daten-Unterrahmen
mit einem höheren
Signalmodus folgen kann. Früher
eingesetzte Empfänger können daher
Signalsegmente einer höheren
Stufe in Abwärtsrichtung
ignorieren, ohne dass die Synchronisation auf der TC-Stufe verloren
geht. Es ist kein Overhead-Aufwand erforderlich zur Resynchronisation
der fernen „dummen" Empfänger, die
die Signalsegmente der höheren
Stufe nicht verstehen. Präambeln
in Abwärtsrichtung
sind in diesem Ansatz nicht erforderlich, und ihr Overhead entfällt. Darüber hinaus
wird ein übermäßiges Umschalten
vor und zurück
zwischen den Signalmodi vermieden.
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In
einer stark bevorzugten Variante wird der gemeinsame Übertragungsrahmen
so gewählt,
dass er eine vordefinierte Rahmenlänge aufweist. Wegen der konstanten
Rahmenlänge
können
die „verlorenen" Empfänger sofort
eine Resynchronisation mit einem nachfolgenden Übertragungsrahmen der TC-Stufe
(auch als TC-Rahmen
bezeichnet) durchführen,
d. h. eigene ONUs können
die TC-Stufe und die GEM-Synchronisation sofort am Beginn des nächsten TC-Rahmens
wiederherstellen (vorhersagbar in Intervallen von beispielsweise
19440 oder 38880 Byte bzw. 155520 oder 311040 Bit-Intervalldauern
nach dem Start des vorherigen TC-Rahmens). Diese Variante ist besonders
gut an den ITU-T Standard für
Gigabit-PONs angepasst, der eine konstante TC-Rahmenlänge definiert und von der beibehaltenen
Symbolrate des mehrstufigen Konzepts unterstützt wird. Alternativ dazu kann
ein Übertragungsrahmen
mit einer variablen Rahmenlänge
verwendet werden, wie beispielsweise in Ethernet-PONs (EPONs), wobei
die Resynchronisation zwischen Übertragungsrahmen
in diesem Fall die Verwendung von Präambeln in Abwärtsrichtung oder
eine geeignete Codierung erfordert.
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Eine
bevorzugte Variante umfasst des Weiteren den Schritt der Übertragung
von mindestens einem Übertragungsrahmen
vom optischen Leitungsabschluss an die optischen Netzwerkeinheiten
mit einer konstanten Symbolrate sowie die vollständige Übertragung der einzelnen Daten-Unterrahmen
im entsprechenden mehrstufigen Signalmodus. Das kontinuierliche
Senden von TC-Rahmen mit einer konstanten Länge und Bitrate macht CDR sehr
einfach, da die Zeitintervalle zwischen den aufeinander folgenden
IC-Rahmen an den ONUs gleich sind (z. B. 125 μs).
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Da
alle mehrstufigen GEM-Segmente zusammengeführt und gemeinsam am Ende des TC-Rahmens
ausgerichtet werden, wie oben beschrieben, kann darüber hinaus
auch ein Senden der GEM-Kopfdaten
im mehrstufigen Format zugelassen werden.
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In
einer stark bevorzugten Variante sind die mehrstufigen Signalmodi
durch die Anzahl der Stufen einer Impulsamplituden-Modulation definiert,
wobei die Stufen die Anzahl der Amplitudenwerte angeben, denen ein
gesendetes Symbol zugeordnet ist. Eine 4-stufige PAM verwendet beispielsweise
zwei Bits auf ein Mal und ordnet die Signalamplitude einer von vier
möglichen
Stufen zu.
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Die
Erfindung wird außerdem
in einem optischen Leitungsabschluss umgesetzt, der so betrieben
werden kann, dass er Daten-Unterrahmen mit variabler Länge, die
in einem gemeinsamen Übertragungsrahmen
angeordnet sind, an eine Vielzahl optischer Netzwerkeinheiten in
mindestens zweistufigen Signalmodi sendet, wobei diese Netzwerkeinheiten Rahmenerzeugungsmittel
umfassen zum Erzeugen eines Übertragungsrahmens
durch Anordnen erster Daten-Unterrahmen für die Übertragung in einem ersten
mehrstufigen Signalmodus, der von den optischen Netzwerkein heiten
weniger Signalstufen erfordert, vor den in einem zweiten mehrstufigen
Signalmodus zu übertragenen
Daten-Unterrahmen,
der mehr Signalstufen von den optischen Netzwerkeinheiten erfordert.
Ein solcher optischer Leitungsabschluss umfasst bevorzugt des Weiteren
Umschaltmittel zum dynamischen Umschalten der mehrstufigen Signalmodi
beim Senden der Daten-Unterrahmen.
Auf diese Weise kann jeder Daten-Unterrahmen vollständig in dem
Signalmodus (2-stufig, 4-stufig, etc.) gesendet werden, der durch
die Kapazität
der Empfänger
ONU und die Verbindung vorgegeben ist.
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Ein
passives optisches Netzwerk umfasst einen optischen Leitungsabschluss
wie oben beschrieben und eine Vielzahl optischer Netzwerkeinheiten, die über Glasfaserverbindungen
mit dem optischen Netzwerkabschluss verbunden sind; dies erlaubt eine
mehrstufige abwärtskompatible
Signalverarbeitung mit den ONUs, die nur für die Verarbeitung von Daten
mit Signalmodi niedrigerer Stufen angegeben wurden.
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Die
Erfindung wird außerdem
in einem Übertragungsrahmen
für ein
passives optisches Netzwerk umgesetzt, das Folgendes umfasst: eine
Vielzahl von Daten-Unterrahmen variabler Länge, die jeweils in einem von
mindestens zwei möglichen
mehrstufigen Signalmodi gesendet werden, wobei die ersten in einem
ersten mehrstufigen Signalmodus zu sendenden Daten-Unterrahmen, der
weniger Signalstufen von optischen Netzwerkeinheiten des passiven
optischen Netzwerks erfordert, vor zweiten Daten-Unterrahmen angeordnet
sind, die in einem zweiten mehrstufigen Signalmodus gesendet werden
sollen, der mehr Signalstufen von optischen Netzwerkeinheiten des
passiven optischen Netzwerks erfordert. Bevorzugt umfasst der Übertragungsrahmen
des Weiteren einen Datenkopf, der in einem mehrstufigen Signalmodus
gesendet werden soll, der die niedrigste Spezifikation/Kapazität von den
optischen Netzwerkeinheiten erfordert, d. h. die wenigsten Signalstufen.
Gemäß diesem Konzept
wird die derzeitige allgemeine Struktur eines TC-Rahmens mit Kopf/GEM-Partition um eine
zusätzliche „binäre/m-stufige" Cluster-Struktur
in der GEM-Partition erweitert, die die Abwärtskompatibilität mit den
eigenen ONUs bewahrt.
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In
einer stark bevorzugten Ausführungsform enthalten
die Kopfdaten eine Übersicht über die
Signalkomplexität
mit Angabe der Positionen in dem Übertragungsrahmen, an denen
die mehrstufigen Signalmodi umgeschaltet werden sollen. Auf diese Weise
können
diejenigen ONUs, die Unterrahmen mit einem höheren Signalmodus verarbeiten
können, die
Umschaltung antizipieren und ihre Verarbeitungsanordnungen entsprechend
vorbereiten.
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Weitere
Vorteile sind aus der Beschreibung und der beigefügten Zeichnung
ersichtlich. Die oben und unten erwähnten Merkmale können gemäß der Erfindung
individuell oder kollektiv in beliebiger Kombination verwendet werden.
Die beschriebenen Ausführungsformen
sind nicht als umfassende Aufzählung
zu verstehen, sondern dienen zur Beschreibung der Erfindung lediglich
als Beispiel.
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Zeichnung
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Die
Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.
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1 zeigt
ein schematisches Diagramm einer Ausführungsform eines passiven optischen
Netzwerks gemäß der Erfindung,
und
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2 zeigt
zwei aufeinander folgende Übertragungsrahmen
gemäß der Erfindung,
jeweils mit einer Vielzahl von Daten-Unterrahmen.
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1 zeigt
ein schematisches Diagramm eines passiven optischen Netzwerks (PON) 1 mit
einem optischen Leitungsabschluss („Optical Line Termination", OLT) 2,
der direkt mit einem 1 × N
passiven optischen Verteilernetzwerk („Optical Distribution Network", ODN) 9 verbunden
ist, wobei das passive optische Netzwerk selbst über entsprechende Glasfaserleitungen 4.1 bis 4.7 mit
einer Vielzahl optischer Netzwerkeinheiten („Optical Network Units", ONUs) 3.1 bis 3.7 verbunden
ist und damit eine Verteilungstopologie des PON 1 mit einer
Punkt-zu-Mehrpunkt-Struktur
bildet. Das PON 1 verwendet eine Datenübertragung im gemischten Modus
derart, dass Daten in Abwärtsrichtung
(d. h. vom OLT 2 zu den ONUs 3.1 bis 3.7)
in einem kontinuierlichen Signalformat gesendet werden und Daten
in Aufwärtsrichtung
(von den ONUs 3.1 bis 3.7 an den OLT 2)
im Burst-Modus-Format gesendet werden. Gigabit-pro-Sekunde PONs
wie beispielsweise das PON 1 wurden so standardisiert,
dass sie eine physische medienabhängige Stufe (PHY) umfassen,
die z. B. eine Taktdatenwiederherstellung („Clock Data Recovery", CDR) durchführt, und
eine Übertragungskonvergenz-Stufe
(„Transmission
Convergence", TC), die
Rahmen- und Unterrahmenstrukturen für die zu sendenden Daten definiert,
wobei der Schwerpunkt der folgenden Beschreibungen auf letzterer
liegt.
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Der
OLT 2 unterstützt
drei mehrstufige Signalmodi, nämlich
einen binärstufigen,
einen 4-stufigen und einen 8-stufigen Signalmodus einer Impulsamplituden-Modulation
(PAM). Der OLT 2 umfasst des Weiteren Umschaltmittel 8 zum
dynamischen Umschalten zwischen den mehrstufigen Signalmodi bei
Bedarf, sodass jeder Datenabschnitt gemäß dem angegebenen Signalmodus
gesendet werden kann.
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Die
erste und zweite ONU 3.1 und 3.2 sind nur für die Verarbeitung
von Daten im binärstufigen Modus
angegeben, die dritte und vierte ONU 3.3 und 3.4 für die Verarbeitung
im binären
und im 4-stufigen Modus, und die verbleibenden ONUs 3.5 bis 3.7 können Signale
in allen drei mehrstufigen Signalmodi verarbeiten. Der ONT 1 überträgt das gleiche
Signal an alle ONUs 3.1 bis 3.7, die jeweils die
für sie
bestimmten Abschnitte des Signals (Unterrahmen 7.1 bis 7.7,
in Verbindung mit 2 weiter unten ausführlich beschrieben)
auswählen.
Da nicht alle ONUs 3.1 bis 3.7 diese Unterrahmen
verarbeiten können,
die vom OLT 1 in einem Modus übertragen wurden, der höhere Spezifikationen/mehr
Signalstufen (z. B. den 8-stufigen Modus) erfordert, muss sichergestellt
werden, dass diese ONUs 3.1, 3.2 nicht durch die
variable Länge
der Unterrahmen die Synchronität
verlieren. Mit anderen Worten, das Übertragungsformat des OLT 2 muss
in abwärtskompatibler
Weise gewählt werden
und es den ONUs 3.1 bis 3.4 mit niedrigeren Spezifikationen/weniger
Signalstufen ermöglichen, alle
für sie
bestimmten Daten-Unterrahmen
zu empfangen und zu verarbeiten.
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Zum
Erzeugen solcher Übertragungen
verfügt
der OLT 2 über Übertragungsrahmen-Erzeugsmittel 5,
die eine Verkettung von Übertragungsrahmen
konstanter Länge
Lt erzeugen, die im Folgenden auch als TC-Rahmen
bezeichnet werden, von denen zwei 6.1, 6.2 in 2 dargestellt
sind. Da das PON 1 gemäß dem Standard
ITU-T konstruiert wurde, verwendet es bei Übertragungen in Abwärtsrichtung eine
konstante Symbolrate (Bitrate), sodass alle Übertragungsrahmen 6.1, 6.2 mit
einer konstanten Dauer (125 μs) übertragen
werden. Daher ist jede der ONUs 3.1 bis 3.7 in
der Lage, bis zum Start des zweiten Übertragungsrahmens 6.2 eine
Synchronisierung durchzuführen,
da dieser Start über
die Länge
von typischerweise 19440 oder 38880 Byte bzw. 155520 oder 311040
Bit-Dauern nach dem Start des vorherigen Übertragungsrahmens 6.1 vorhersagbar
ist. Da alle ONUs 3.1 bis 3.7 eine Synchronisierung
auf der Stufe der Übertragungsrahmen 6.1, 6.2 durchführen können, liegt
das noch zu lösende
Probleme im Erzeugen einer Unterrahmenstruktur der Übertragungsrahmen 6.1, 6.2 in
einer Weise, die sicherstellt, dass jede der ONUs 3.1 bis 3.7 alle
für sie
bestimmten Daten-Unterrahmen 7.1 bis 7.8 im Übertragungsrahmen 6.1 lesen
und verarbeiten kann.
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Im
vorliegenden Fall handelt es sich bei den Daten-Unterrahmen 7.1 bis 7.8 um
GEM-Rahmen (GPON Encapsulation Format), die vollständig in dem
von der Kapazität
der Empfänger-ONU
und der Verbindung vorgegebenen Format übertragen werden. Die Schwierigkeit
dabei ist, dass es für
die Synchronisation erforderlich ist, dass die TC-Stufen aller ONUs
den im GEN-Datenkopf enthaltenen PLI-Zeigerwert, der auf den Beginn
des folgenden GEM-Rahmens verweist, kennen. Wenn dieser Zeiger in
einem mehrstufigen Modus übertragen
wird, führt
dies zu einem Verlust der Synchronisation (in der TC-Stufe) für die eigenen
ONUs, die die erforderliche Spezifikation zum Lesen des höheren Signalformats
nicht erfüllen.
Dies ist nur problematisch, wenn beispielsweise vor dem Ende des
TC-Rahmens ein binäres
Segment auf ein 4-stufiges Segment folgt.
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Der Übertragungsrahmen 6.1 gemäß 2 hat
daher eine Struktur, die das oben beschriebene Problem umgeht. Die
Struktur beginnt mit einem Datenkopf 7, auch als physischer
Steuerblock in Abwärtsrichtung
(„Physical
Control Block Downstream", PCBd)
bezeichnet, der streng im 2-stufigen Signalmodus übertragen
wird, um eine kontinuierliche Synchronität nicht nur auf der physischen
Stufe (für
CDR) sicherzustellen, sondern auch auf der TC-Stufe. Der Datenkopf 7 wird
gefolgt von ersten Daten-Unterrahmen 7.1 bis 7.3,
die in einem ersten (2-stufigen) Signalmodus 2L übertragen werden sollen, wobei
dieser Signalmodus die niedrigsten Spezifikationen erfordert, die
von allen ONUs 3.1 bis 3.7 erfüllt werden. Die ersten Daten-Unterrahmen 7.1 bis 7.3 sind
vor den zweiten Daten-Unterrahmen 7.4 bis 7.6 angeordnet,
die in einem zweiten (4-stufigen) Signalmodus 4L übertragen
werden sollen, der höhere
Spezifikationen erfordert (d. h. die Möglichkeit, mehr Signalstufen
zu verarbeiten), die nur von den ONUs 3.3 bis 3.7 erfüllt werden,
gefolgt von dritten Daten-Unterrahmen 7.7, 7.8,
die in einem dritten (8-stufigen) Signalmodus 8L übertragen
werden sollen, der die höchsten
Spezifikationen erfordert, die nur von den ONUs 3.5 bis 3.7 erfüllt werden.
Alle Daten-Unterrahmen 7.1 bis 7.8 umfassen einen
Zeigerwert im GEM-Datenkopf, der die Unterrahmenlänge angibt,
die sich normalerweise von Unterrahmen zu Unterrahmen unterscheidet;
in 2 ist der Einfachheit halber nur die Unterrahmenlänge LG des ersten Daten-Unterrahmens 7.1 dargestellt.
Es erübrigt
sich darauf hinzuweisen, dass das PON 1 zwar mit nur drei
Signalmodi betrieben werden kann, dass jedoch das oben beschriebene
Konzept auch auf ein PON mit einer anderen Anzahl von Signalmodi,
beispielsweise 2 oder 4, angewandt werden kann.
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Durch
das anfängliche
Ordnen der Daten-Unterrahmen entsprechend ihrer Signalstufe (z. B.
binär,
4-stufig, 8-stufig) und die Bereitstellung des Übertragungsrahmens 6.1 mit
der oben beschriebenen Struktur ist sichergestellt, dass kein Daten-Unterrahmen mit einem
niedrigeren Signalmodus (z. B. binär) einem Daten-Unterrahmen
mit einem höheren Signalmodus
(z. B. 4-stufig bzw. 8-stufig) folgen kann. Durch ein solches Ordnen
der Unterrahmen liegen im verbleibenden ersten Übertragungsrahmen 6.1 keine
weiteren für
die ONUs 3.1 und 3.2 bestimmten Daten-Unterrahmen
mehr vor; so gehen keine Daten-Unterrahmen verloren, auch wenn beispielsweise
die ONUs 3.1 und 3.2 die Synchronisierung der Unterrahmen
verlieren, da sie die zweiten Daten-Unterrahmen 7.4 bis 7.6 nicht
verarbeiten können.
Die ONUs 3.1 und 3.2 sind zu Beginn des zweiten Übertragungsrahmens 6.2 sofort
wieder synchron; der Übertragungsrahmen 6.2 verwendet
die gleiche Sortierung aus ersten, zweiten und dritten Daten-Unterrahmen
wie der erste Übertragungsrahmen 6.1,
jedoch mit einer geringeren Anzahl von Unterrahmen mit einer höheren Unterrahmenlänge.
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Die
in 2 dargestellten Übertragungsrahmen 6.1, 6.2 unterscheiden
sich daher von den TC-Rahmen gemäß dem Stand
der Technik durch die weitere Unterteilung in verschiedene Abschnitte
aus Signalen mit unterschiedlicher Signalkomplexität.
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Darüber hinaus
kann der Datenkopf 7 eine Übersicht über die Signalkomplexität (nicht
dargestellt) umfassen, die die Positionen im Übertragungsrahmen 6.1 angibt,
an denen der Signalmodus umgeschaltet werden muss, beispielsweise
zwischen den Unterrahmen 7.3 und 7.4; dadurch
erhalten die ONUs 3.1 bis 3.7, die diese Umschaltung
durchführen
können,
genügend
Zeit zur Vorbereitung.
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Die
standardisierte allgemeine Struktur mit einem Datenkopf und einer
GEM-Partition wird erweitert durch eine zusätzliche Struktur aus binärem/m-stufigem
Clustering mit Abwärtskompatibilität zu älteren ONUs.
Durch Verwendung des oben beschriebenen Übertragungsrahmens können die
gesamten Daten-Unterrahmen (einschließlich der GEM-Datenköpfe, die
den PLI-Wert für
die Unterrahmenlänge
umfassen) in einem mehrstufigen Format übertragen werden, sodass eine übermäßige Umschaltung
zwischen den PAM-Modi bei der Übertragung
der GEM-Datenköpfe
der 4-stufigen oder 8-stufigen Unterrahmen im 2-stufigen Format
vermieden wird. Darüber
hinaus sind bei diesem Ansatz keine Präambeln in Abwärtsrichtung
erforderlich, und der entsprechende Overhead-Aufwand entfällt.
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Es
ist klar, dass die Erfindung nicht auf das GPON in der oben beschriebenen
Form begrenzt ist, sondern in vorteilhafter Weise auch in anderen
passiven optischen Netzwerken mit einem anderen Standard wie beispielsweise
BPONs angewendet werden kann sowie auf Standards, die keine konstante Übertragungsrahmenlänge LT haben, wie beispielsweise EPONs.