專利名稱：適于向傳輸中的分組流插入分組的光網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸領(lǐng)域，這些數(shù)據(jù)以組織在分組中的光信號的形式在光鏈路上傳輸。
特別地，本發(fā)明可以應(yīng)用于(密集)波分復(fù)用((D)WDM)環(huán)型網(wǎng)絡(luò)。
背景技術(shù)：
總的來說，光網(wǎng)絡(luò)包括多個能夠向該網(wǎng)絡(luò)的其它站點(diǎn)發(fā)送并且從該網(wǎng)絡(luò)的其它站點(diǎn)接收光信號的站點(diǎn)。這些信息的相互交換是通過與分別服務(wù)于這些站點(diǎn)的接入節(jié)點(diǎn)相連接的光鏈路來實(shí)現(xiàn)的。
諸如例如稱為“DBORN”(雙總線環(huán)型光網(wǎng)絡(luò))的城域接入網(wǎng)的前述類型的特定網(wǎng)絡(luò)包括，耦合到至少一根公共光纖的通信站點(diǎn)，其適用于傳輸波分復(fù)用光信號并且使用“空位填充”(“voidfilling”)協(xié)議。對于每條波長以及對于每個站點(diǎn)，該協(xié)議被用于管理對于在該站點(diǎn)內(nèi)傳輸中的分組之中等待傳輸?shù)姆纸M進(jìn)行的插入。特別地，這種網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)作為韓國的Cheju Island在2002年7月TuC3的會議Photonics in Switching conference，PIS′2002中題為“DBORNa shared WDM Ethernet bus architecture for opticalpacket metropolitan networks”的演講的主題。
“空位”這里意味著在屬于由光鏈路傳輸?shù)南嗬^的分組流的兩個連續(xù)分組之間的空的時(shí)間位置，也就是說沒有包含分組的時(shí)間位置。
在站點(diǎn)中實(shí)施該協(xié)議依賴于，結(jié)合被插入到光鏈路的光延遲線路的使用，觀測對應(yīng)傳輸光纖之內(nèi)的每條波長的通信量。
更精確地，該網(wǎng)絡(luò)由此包括用于傳輸分組流的光鏈路，該分組流包括其每個都由公共波長承載的相繼的光分組并且其以指定方向進(jìn)行傳播。于是，該網(wǎng)絡(luò)的站點(diǎn)包括在“插入”點(diǎn)耦合到光鏈路的傳輸設(shè)備，以便能夠?qū)⒂稍摴膊ㄩL承載的光分組插入到該鏈路，插入的分組然后以前述方向進(jìn)行下游傳播。
該站點(diǎn)在鏈路的一點(diǎn)，該點(diǎn)稱為“檢測”點(diǎn)并位于插入點(diǎn)的上游，用于觀測來源于不同傳輸源的“上游”分組流，上述不同傳輸源設(shè)置在上游并且仍以與傳播方向相同的方向傳輸?shù)皆摍z測點(diǎn)。對于所討論的站點(diǎn)，所觀測的分組為正在傳輸?shù)姆纸M，也就是說，是必須在站點(diǎn)的下游鏈路上連續(xù)傳播的分組。
然后，設(shè)置該站點(diǎn)，以便根據(jù)觀測，由對應(yīng)于等待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)和將通過傳輸設(shè)備有效傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的每個分組引起“下游”分組流在插入點(diǎn)處的形成。該下游流包含這個傳輸分組，它將被插入到正在傳輸?shù)膬蓚€連續(xù)的分組之間，也就是說，插入到限定上游流空位的兩個分組之間，該空位具有足夠包含整個傳輸?shù)姆纸M的時(shí)間“大小”。
實(shí)際上，如果空位的大小至少等于將傳輸?shù)姆纸M的嚴(yán)格來說的大小，也就是說，至少等于傳輸構(gòu)成該分組的數(shù)據(jù)的時(shí)段，則該空位的大小將被認(rèn)為是“足夠的”。向上述時(shí)段增加附加的固定時(shí)段，其等于兩倍的稱為“防護(hù)頻帶”(或“防護(hù)時(shí)間”)的時(shí)間上的間隔，該防護(hù)頻帶為用于隔開兩個連續(xù)分組的最小時(shí)段，特別是為了允許在接收模式下從接收的流中更容易地提取每個分組。如果“有效”分組大小定義為將發(fā)送的分組的嚴(yán)格來說的大小和該附加時(shí)段之和的話，則此后認(rèn)為該附加時(shí)段被結(jié)合到該分組的大小之中。
然后，在上游流中觀測的空位的大小和分組的“有效”大小之間的比較結(jié)果將決定有效地觸發(fā)將被傳輸?shù)姆纸M的傳輸。應(yīng)該注意的是，該附加時(shí)段可以選擇設(shè)計(jì)了一定容差余量的值，特別是為了考慮到對獲得的比較結(jié)果為有利的時(shí)刻和該傳輸?shù)姆纸M將被有效地注入到光纖中的時(shí)刻進(jìn)行分離時(shí)的時(shí)間上不可避免的不準(zhǔn)確性。
考慮到分組的不轉(zhuǎn)換到電域中無法對其進(jìn)行存儲的光特性，在檢測點(diǎn)和插入點(diǎn)之間提供光延遲線路，它的一個作用為，將正在傳輸?shù)姆纸M延遲足夠的時(shí)段，使得站點(diǎn)能夠執(zhí)行適當(dāng)?shù)牟僮?，也就是說，確定在檢測點(diǎn)觀測的空位對于等待的分組是否有足夠的大小，然后在該空位的末端已經(jīng)通過該插入點(diǎn)之前向光纖中注入全部分組(當(dāng)設(shè)計(jì)了所需的防護(hù)頻帶時(shí))。該延遲線路還必須具有足夠的長度，以便能夠檢測到至少等于預(yù)計(jì)的最大分組大小的空位大小。例如，在以太協(xié)議網(wǎng)絡(luò)中，最長的分組包括大約1500個八位字節(jié)，對于給定的比特頻率，允許從中扣除相應(yīng)的最大時(shí)間大小。在之后的敘述中，假定該延遲線路為站點(diǎn)的一部分。
在網(wǎng)絡(luò)的每個站點(diǎn)中執(zhí)行的這種插入處理的優(yōu)點(diǎn)在于，將網(wǎng)絡(luò)的管理分布在各站點(diǎn)之中，無需控制或者同步的集中的裝置，這種集中的裝置會涉及特定控制、同步或命令信號的持久交換。這導(dǎo)致良好的靈活性，特別是由于能夠增加或者移除站點(diǎn)而不影響網(wǎng)絡(luò)的其它站點(diǎn)或者其它發(fā)送機(jī)和接收機(jī)的配置。而且，對于每個站點(diǎn)，傳輸?shù)姆纸M的時(shí)間大小只能在由延遲線路的選擇決定的最大大小的限制中使用。
對于這種插入處理的執(zhí)行，站點(diǎn)必須設(shè)計(jì)為實(shí)時(shí)處理所有發(fā)生的情況。
更精確地，實(shí)際上能夠?qū)Χ鄠€站點(diǎn)進(jìn)行區(qū)分，該站點(diǎn)能夠檢測并且必須能夠考慮到以下情況1)至少一個分組正在等待，但該站點(diǎn)沒有檢測到上游分組流中的任何足夠大小的空位；2)至少一個分組正在等待，并且該站點(diǎn)恰好已經(jīng)檢測到足夠大小的空位；3)該站點(diǎn)檢測到空位的出現(xiàn)，但是沒有正在等待的分組；4)該站點(diǎn)過去已經(jīng)檢測到空位的出現(xiàn)，而那時(shí)沒有正在等待的分組，并且它檢測到新的等待分組的到達(dá)，而檢測到的空位當(dāng)前仍存在且具有足夠的大小。
在情況1)和3)中，站點(diǎn)自然不執(zhí)行傳輸。對于其它的情況2)和4)，似乎是自然的，該站點(diǎn)傾向于盡可能快地觸發(fā)插入。因此，對于情況2)，至少一個分組正在等待，只要在上游分組流中檢測到足夠大小的空位，該站點(diǎn)將盡可能快地觸發(fā)分組的傳輸，也就是說，在一個時(shí)刻進(jìn)行觸發(fā)，以便傳輸?shù)姆纸M將引起下游分組流在插入點(diǎn)處的形成，其中該傳輸?shù)姆纸M“附加到”限定檢測到的空位的第一分組之后。術(shù)語“附加到”實(shí)際上意指，該傳輸?shù)姆纸M與第一分組的末端時(shí)間上地間隔了小于最大確定的值的時(shí)間間隔，該最大值優(yōu)選地為可能的最小值，但是不必小于前述的防護(hù)頻帶。
在情況4)中，只要新的等待分組出現(xiàn)，就能夠傳輸分組。因此，其盡可能快的傳輸將導(dǎo)致在插入點(diǎn)處形成下游分組流，在分組流中，該傳輸?shù)姆纸M總是位于一個空位之內(nèi)，但在一個僅取決于新的等待分組的出現(xiàn)時(shí)刻的位置上，也就是說，無需被附加到上游流的分組。
該操作是最優(yōu)的，以便站點(diǎn)必須發(fā)送的分組經(jīng)歷最小的等待時(shí)間。這種特性對于站點(diǎn)是有價(jià)值的，但是可能對整個網(wǎng)絡(luò)具有不利的后果。
具體地，在這種討論的網(wǎng)絡(luò)中，從上游到下游在每個遇見的站點(diǎn)處增加了分組對鏈路的平均占用率。如果在所討論的站點(diǎn)的上游，站點(diǎn)數(shù)量和/或其傳輸活動增加，則在該站點(diǎn)上游的分組流中的空位百分比將會降低?，F(xiàn)在，通過在每個站點(diǎn)內(nèi)應(yīng)用上述操作，站點(diǎn)位于越下游的位置，則越可能在那里觀測到其中具有非常破碎的分組的時(shí)間間隔空閑的上游分組流，也就是說，包括許多的空位，其大小對于分組來說太小，以至于分組不能插入到其中。遇到這種空位的可能性取決于分別由不同上游站點(diǎn)生成的流量的種類，但無論如何這種可能性都將隨站點(diǎn)數(shù)量而增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出另一種不具有該缺點(diǎn)的解決方案。為了該目的，本發(fā)明的主題為一種用于光傳輸網(wǎng)絡(luò)的站點(diǎn)，該網(wǎng)絡(luò)至少包括所述站點(diǎn)以及光鏈路，該光鏈路用于傳輸包括相繼光分組的分組流，每個分組通過公共波長承載并且在給定方向傳播，分隔分組流的兩個連續(xù)的分組的時(shí)間間隔稱為“空位”，所述站點(diǎn)包括傳輸設(shè)備，在插入點(diǎn)耦合到所述鏈路并且適用于將由所述公共波長承載的光分組插入到該鏈路，設(shè)置該站點(diǎn)以便在位于所述插入點(diǎn)上游的該鏈路的檢測點(diǎn)觀測傳輸?shù)皆摍z測點(diǎn)的“上游”分組流，并且以便根據(jù)該觀測，由對應(yīng)于等待傳輸數(shù)據(jù)的并且被所述傳輸設(shè)備傳輸?shù)拿總€分組引起在該插入點(diǎn)處的“下游”分組流的形成。該下游分組流包含所述傳輸?shù)姆纸M，其插入到限定所述上游流的一個空位的第一分組和第二分組之間，其特征在于，所述站點(diǎn)包括用于檢測所述“上游”分組流的設(shè)備，適用于形成傳輸控制信號以便在根據(jù)所述控制信號由該傳輸設(shè)備進(jìn)行傳輸時(shí)，將傳輸?shù)牟⑶也迦氲较薅ㄒ粋€空位的所述第一分組和第二分組之間的任何分組附加到所述第一分組和第二分組中的至少一個分組(因而該空位有足夠的大小)，也就是說，或者與所述第一分組、或者與所述第二分組在時(shí)間上間隔一個小于最大確定值的時(shí)間間隔。
由于本發(fā)明，可以實(shí)現(xiàn)在上游流的空位中插入每個分組將具有唯一的效果，即將空位大小減小到等于其初始大小和該插入的分組的有效大小之差的值。
另一方面，利用先前構(gòu)想的操作，可以插入分組而不是將其附上，會產(chǎn)生兩個空位，每個都具有小于上述的差值的大小。從而，增加了大量空位都太小以至于不能將分組插入于其中的風(fēng)險(xiǎn)。本發(fā)明可以在其中上游站點(diǎn)可以各自產(chǎn)生非常不同的流量的網(wǎng)絡(luò)中避免上述情況，特別是有益于位于鏈路下游更加遠(yuǎn)端的站點(diǎn)。
根據(jù)第一種可能性，所述第一分組設(shè)計(jì)為先于所述第二分組，控制信號使得任何根據(jù)該控制信號傳輸?shù)姆纸M唯一地附加到所述第一分組。
該方案是最便于應(yīng)用的，因?yàn)楸３至丝瘴挥^測的簡單。
根據(jù)本發(fā)明的一種變形，相反地提供了所述控制信號，任一傳輸?shù)姆纸M根據(jù)該控制信號唯一地附加到所述第二分組。
后一種可能性較不易于應(yīng)用，但如果還要求對形成的分組流的分組的前后順序起作用的話，則可以從中獲益。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述控制信號使得任一傳輸?shù)姆纸M根據(jù)該控制信號優(yōu)先地附加到所述第一分組，并且當(dāng)然地，當(dāng)該操作失敗時(shí)，并且僅當(dāng)該操作失敗時(shí)，該分組將附加到所述第二分組。
因此，對于任何可用于在某個時(shí)刻傳輸?shù)辉试S它附加在限定了檢測的空位的第一分組之后的分組，該系統(tǒng)不再等待檢測到具有足夠大小的后續(xù)空位來將分組附加到限定該后續(xù)空位的第一分組。后一種方案的優(yōu)點(diǎn)在于，向等待的分組提供了在短時(shí)間、之內(nèi)進(jìn)行插入的更佳的可能性，因?yàn)槿绻嫌瘟髁靠捎^的話，在出現(xiàn)后續(xù)空位之前等待的時(shí)間可能會非常長。
因此，這三種前述的可能性對應(yīng)于三種可能的網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)操作模式。由此，可以根據(jù)這三種模式選擇性地配置站點(diǎn)，從而它們能夠提供不同的插入特性，例如，如果要求其補(bǔ)償下游最遠(yuǎn)端站點(diǎn)不利于插入其分組的因素的話。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施的一個方面，該站點(diǎn)包括計(jì)時(shí)設(shè)備，以便測量從檢測到對應(yīng)將傳輸?shù)姆纸M的等待傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)刻開始的流逝時(shí)間，所述檢測設(shè)備適用于形成一個確認(rèn)信號，以便在由該傳輸設(shè)備響應(yīng)該確認(rèn)信號進(jìn)行傳輸時(shí)，將任何傳輸?shù)姆纸M插入到限定一個空位的所述第一分組和第二分組之間，設(shè)置所述計(jì)時(shí)設(shè)備以便獨(dú)立于所述傳輸控制信號、響應(yīng)于所述確認(rèn)信號觸發(fā)所述將發(fā)送的分組的傳輸。
本發(fā)明還涉及包括光鏈路和至少一個根據(jù)前述定義的站點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)。


參考附圖，在本發(fā)明的以下描述中，本發(fā)明的其它方面和優(yōu)點(diǎn)將會變得明顯。
圖1代表其中可以應(yīng)用本發(fā)明的城域接入網(wǎng)的示例。
圖2示意性地代表圖1的網(wǎng)絡(luò)的站點(diǎn)的示例，其中使用了應(yīng)用于多個波長的空位填充協(xié)議。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的站點(diǎn)的一個實(shí)施例的傳輸設(shè)備的檢測設(shè)備控制模塊和電路。
圖4和圖5詳細(xì)地示出了安裝到根據(jù)本發(fā)明的站點(diǎn)的檢測設(shè)備控制模塊的示例性實(shí)施例。
圖6代表涉及并用于解釋根據(jù)本發(fā)明的站點(diǎn)的操作的不同信號A到I的時(shí)序圖。
圖7代表涉及并且用于解釋根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的站點(diǎn)的功能的不同信號A到I的時(shí)序圖。
具體實(shí)施例方式
借助于圖1中示意性表示的網(wǎng)絡(luò)，首先說明本發(fā)明應(yīng)用環(huán)境的一個示例。
在下文中，假定該網(wǎng)絡(luò)為(密集)波分復(fù)用((D)WDM)環(huán)型網(wǎng)絡(luò)，正如DBORN類型的城域電信接入網(wǎng)一樣。但是，本發(fā)明并不僅限于這種應(yīng)用。它還涉及“光總線”類型的光鏈路網(wǎng)絡(luò)，也就是，在多個站點(diǎn)之間共享的網(wǎng)絡(luò)，還被稱為“多接入網(wǎng)絡(luò)”。
圖1中說明的環(huán)型網(wǎng)絡(luò)N通常包括主接入節(jié)點(diǎn)(或集線器)1，其連接到光纖2、3的兩端的至少一端，上述光纖用于以光分組的形式傳輸數(shù)據(jù)，以及多個用戶站點(diǎn)4-i(這里，例如，i＝1至4)，它們經(jīng)由耦合裝置光耦合到光纖2、3，稍后將參考圖2描述該耦合裝置。
環(huán)型網(wǎng)絡(luò)N通常經(jīng)由接入節(jié)點(diǎn)1連接到另一個“骨干”網(wǎng)絡(luò)N’。
如上所述，網(wǎng)絡(luò)N包括第一光纖2，專用于從站點(diǎn)4-i到接入節(jié)點(diǎn)1的上行流量(箭頭F1)；以及第二光纖3，專用于從接入節(jié)點(diǎn)1到站點(diǎn)4-i的下行流量(箭頭F2)。但是可以設(shè)想一種簡化的網(wǎng)絡(luò)N，其中只設(shè)置單根光纖同時(shí)專用于兩種流量(上行和下行)。而且，可以設(shè)想該網(wǎng)絡(luò)N包括至少一根其它的光纖，專用于當(dāng)在第一光纖2和第二光纖3上發(fā)生故障時(shí)的流量保護(hù)。
接入節(jié)點(diǎn)1通常為電子類型，其包括存儲裝置，如電子存儲器，用于至少臨時(shí)性地存儲流量；以及電子交換機(jī)7，其為以太類型或者IP類型，配備有O/E/O(光/電/光)轉(zhuǎn)換，以便能夠接入所有在該環(huán)中流通的流量。這種執(zhí)行這些功能的接入節(jié)點(diǎn)通常稱為“集線器”。
而且，應(yīng)該注意到的是，在DBORN類型的環(huán)型網(wǎng)絡(luò)N中，有可能進(jìn)行選擇，使得站點(diǎn)4-i可以彼此不直接通信。當(dāng)它們彼此要進(jìn)行通信時(shí)，它們必須首先經(jīng)由第一光纖2向接入節(jié)點(diǎn)1傳輸其數(shù)據(jù)(以光信號分組形式)，該接入節(jié)點(diǎn)1負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)經(jīng)由第二光纖3再次傳輸?shù)剿P(guān)注的站點(diǎn)。因此，在這種類型的環(huán)型網(wǎng)絡(luò)中，將根據(jù)本發(fā)明的填充機(jī)制僅應(yīng)用于專用于上行流量的第一光纖2，該填充機(jī)制將在下文中描述。
現(xiàn)在參考圖2，以便描述構(gòu)成該網(wǎng)絡(luò)的站點(diǎn)4-i之一的主要組件。
在所說明的一個示例性實(shí)施例中，將站點(diǎn)4-i僅耦合到第一光纖2，以便不使連接過載。但是，可以設(shè)想將它耦合到第二光纖3(在圖1中說明的)。而且，作為一種示例，這里假定，圖1網(wǎng)絡(luò)的4個站點(diǎn)應(yīng)用在傳輸模式1中，并且應(yīng)用相同的4波長λ1到λ4集合。但是，當(dāng)然，也可以是其它情況。
對于接收功能，站點(diǎn)4-i首先包括接收模塊8，通過無源光耦合器5耦合到第一光纖2，該無源光耦合器為2×1型。這里接收模塊8更精確地包括饋接到交換機(jī)的解復(fù)用器，該交換機(jī)依次饋接4個接收機(jī)，分別專用于4路接收波長。將這4個接收機(jī)耦合到提取分組處理電路9，其饋接到耦合至一個未示出終端的輸出10。
對于傳輸功能，站點(diǎn)4-i包括傳輸設(shè)備，主要包括傳輸模塊12、電路13、存儲器14和數(shù)據(jù)饋入模塊15。
傳輸模塊12通過無源光耦合器6耦合到光纖2，該無源光耦合器6為2×1型。由此，耦合器6的位置將具體設(shè)定光纖2中的分組插入點(diǎn)。
這里，傳輸模塊12更精確地包括4個基于激光器的光信號源，釋放4種不同波長λ1至λ4和已調(diào)制幅度的載波，以便形成在光纖2中傳輸?shù)墓夥纸M；交換機(jī)，饋接到該源端；以及多路復(fù)用器，饋接到該交換機(jī)并且連接到無源耦合器6。
傳輸模塊12的源端由電路13控制。該電路13一方面負(fù)責(zé)根據(jù)依據(jù)上游流量空位檢測所限定的速度讀取存儲器14的內(nèi)容，其中該存儲器14優(yōu)選地為FIFO(先入先出)型；并且另一方面負(fù)責(zé)在被模塊12的源端轉(zhuǎn)換并以光分組形式傳輸之前將在存儲器14中讀取的數(shù)據(jù)格式化。進(jìn)而由數(shù)據(jù)饋入模塊15對存儲器14饋入數(shù)據(jù)并且進(jìn)行控制，該數(shù)據(jù)饋入模塊15然后經(jīng)由鏈路16連接到終端。
對于檢測上游流量的空位的功能，站點(diǎn)4-i包括檢測設(shè)備，這里主要包括4個檢測器17和一個控制模塊11。
檢測器17分別負(fù)責(zé)觀測在光纖2上由4種波長λ1至λ4承載的流量，以便向控制模塊11釋放表示為“上游”流量的，也就是，由光纖2傳輸并且出現(xiàn)在檢測點(diǎn)的檢測信號，其中該檢測點(diǎn)由設(shè)置在耦合器5和6上游的耦合器18的位置具體設(shè)定，并且將該檢測點(diǎn)通過插入到光纖2中的光延遲線路19與它們相分離。
因此，將每個檢測器17經(jīng)由1×2型的耦合器18耦合到光纖2，該耦合器之后跟隨有波長解復(fù)用器。
為了應(yīng)用本發(fā)明，站點(diǎn)包括特定裝置，特別地，處理模塊20(不定地示于圖2作為控制模塊11的一部分)，為每個波長考慮上游流量的觀測和傳輸設(shè)備的狀態(tài)(等待傳輸?shù)姆纸M的存在狀態(tài)以及大小)。
圖3示意性地示出了對于特定的波長應(yīng)用本發(fā)明的控制模塊11和電路13的一種可能的實(shí)施例。
控制模塊11主要包括以下功能元件處理模塊20；第一和第二偏移寄存器Ra、Rb，分別分配給等待傳輸?shù)姆纸M和上游分組流，并且每個寄存器具有連接到模塊20的并行輸出；格式化電路22，接收由檢測器17之一提供的檢測信號b，并且具有連接到一個用于寄存器Rb的串行加載的輸入的輸出；轉(zhuǎn)換接口23，從電路13接收表示已經(jīng)要發(fā)送的每個新分組的有效大小的信息項(xiàng)Tp，并且具有并行輸出a1-an，其連接到寄存器Ra的相對的并行輸入，以及另一輸出“p+1”，其連接到模塊20；采樣時(shí)鐘信號CKe的源端H，連接到模塊20、寄存器Ra和Rb，以及電路22。
電路13基本上包括以下元件同步模塊21；輸出緩沖存儲器25；加載接口24，具有連接到存儲器14的相對并行輸出的并行輸入，連接到緩沖存儲器25的相對并行輸入的第一并行輸出，用于向轉(zhuǎn)換接口23提供前述大小信息Tp的第二并行輸出；并行串行轉(zhuǎn)換電路26，具有并行輸入，其連接到緩沖存儲器25的相對并行輸出，并且由比特時(shí)鐘信號CKb對其進(jìn)行同步，該比特時(shí)鐘信號的頻率為采樣時(shí)鐘信號CKe的頻率的預(yù)定倍數(shù)。
同步模塊21還通過控制線路CT(未詳細(xì)示出)經(jīng)由加載接口24與緩沖存儲器25、轉(zhuǎn)換電路26和數(shù)據(jù)饋入模塊15進(jìn)行通信。同步模塊21還利用信號RQ、MD、ACK與處理模塊20進(jìn)行通信。
信號RQ為對發(fā)往處理模塊20的等待的分組進(jìn)行傳輸?shù)氖跈?quán)請求，并且由同步模塊21傳輸。信號ACK為發(fā)往同步模塊21的傳輸授權(quán)信號，并且由處理模塊20響應(yīng)于之前的對傳輸RQ的授權(quán)請求來傳輸。信號MD為稍后將說明的插入模式信號。
電路13按照下述方式進(jìn)行操作。最初地，如果在存儲器14中至少一個分組正在等待，則由數(shù)據(jù)饋入模塊15將該狀態(tài)以信號通知同步模塊21，并且將選擇的分組(例如等時(shí)最長并且其可從服務(wù)類的最高特許質(zhì)量中獲益的一個分組)通過加載接口24加載到緩沖存儲器25中。同時(shí)，接口24經(jīng)由其并行輸出Tp傳輸數(shù)據(jù)項(xiàng)，該數(shù)據(jù)項(xiàng)表示加載到緩沖存儲器25的分組的大小，并且同步模塊21向處理模塊20發(fā)送傳輸授權(quán)請求RQ。
響應(yīng)于請求RQ并且根據(jù)關(guān)于分組大小的信息Tp以及對上游流的觀測，處理模塊20確定必須觸發(fā)分組傳輸?shù)臅r(shí)間，并且將其通知同步模塊21，例如通過將傳輸授權(quán)信號ACK設(shè)置為1。響應(yīng)于信號ACK，同步模塊21激活轉(zhuǎn)換電路26，來觸發(fā)向轉(zhuǎn)換電路26傳送在緩沖存儲器25中出現(xiàn)的分組，該轉(zhuǎn)換電路26然后繼續(xù)以比特頻率CKb的速度串行傳輸分組。同時(shí)，同步模塊21授權(quán)向存儲器14中加載新的等待分組。如果后者為非空，則新的分組經(jīng)由加載接口24加載到緩沖存儲器24，并且處理如之前一樣進(jìn)行重復(fù)。
圖4示出了偏移寄存器Ra、Rb以及與處理模塊20交換的信號的更詳細(xì)的構(gòu)成。圖5以邏輯電路的形式說明了能夠由處理模塊20執(zhí)行的邏輯功能。關(guān)于這些特征的說明將借助于圖6和圖7在對整個站點(diǎn)的操作的后續(xù)描述中給出。
如已經(jīng)表明的，對于給定波長的上游流量的觀測使用了檢測器17中的一個，在由載波的幅度調(diào)制產(chǎn)生光信號的情況下通常利用簡單光學(xué)二極管充當(dāng)該檢測器17。其提供的檢測信號b出現(xiàn)于該檢測點(diǎn)，其中該檢測信號b由此對接收波長為其幅度跟隨光功率變化的電信號。
格式化電路22接收檢測信號b，該格式化電路22執(zhí)行該信號的積分，并且以采樣頻率CKe的速度進(jìn)行采樣，以便在相繼的采樣時(shí)段期間構(gòu)成代表分組不存在或者存在的一系列二進(jìn)制信號bk。例如，可以允許，在給定采樣時(shí)段期間分組的存在將對應(yīng)于邏輯值“1”，并且其不存在對應(yīng)于邏輯值“0”。
當(dāng)然，如果光信號是由并非簡單幅度調(diào)制的調(diào)制(例如，具有分組界定模式(packet delimitation pattern)的光相位調(diào)制)產(chǎn)生的，結(jié)果應(yīng)該調(diào)整對上游流量進(jìn)行觀測的手段，但仍能引起構(gòu)成一系列二進(jìn)制信號bk。
由此獲得的相繼的采樣bk施加于偏移寄存器Rb的串行輸入，該寄存器被永久性地命令向右進(jìn)行偏移(在圖4右側(cè)的“1”表示命令SHb)，以便以采樣頻率CKe的速度向其中進(jìn)行加載。
因此，在每一時(shí)刻，寄存器Rb的不同級b0，…，bi，…，bn，bn+1的邏輯狀態(tài)(見圖4)構(gòu)成了在寬度等于(n+2)Te的時(shí)間窗口內(nèi)所觀測的上游分組流的時(shí)間表示，而Te表示采樣時(shí)段。
而且，寄存器Ra由其并行輸入加載一組比特a1，…，ai，…，an，它們以模擬的形式構(gòu)成了等待插入分組的時(shí)間表示。利用之前的約定，大小在(p-1)Te到pTe之間的分組將由ai-1(1≤i≤p)和ai＝0(p+1≤i≤n)表示。給定的“真正”分組大小Tp將對應(yīng)于P值，它將由“有效”分組大小，也就是，通過考慮到將提供的防護(hù)頻帶和容差余量來確定。這里可以注意到，寄存器的級數(shù)n定義了能夠由設(shè)備處理的最大分組大小。
寄存器Ra的串行輸入(在圖4的左側(cè)表示為“0”)進(jìn)一步永久的箝位于0。分別通過信號LD和SHa命令寄存器Ra的并行加載或者其向右偏移，上述信號在下述指定的條件下來自于模塊20。
當(dāng)分組被傳送到存儲器25時(shí)，接口23根據(jù)分組大小Tp產(chǎn)生對應(yīng)的比特a1-an，并且將其置于寄存器Ra的并行輸入。然后，模塊21傳輸請求RQ，并且當(dāng)收到該請求RQ時(shí)，模塊20向寄存器Ra發(fā)送并行加載的命令LD。寄存器Ra然后包含與存在于存儲器25中的分組相關(guān)的比特a1-an。
當(dāng)由此加載寄存器Ra時(shí)，則利用寄存器Ra和寄存器Rb內(nèi)容的比較來確定在任何時(shí)刻在插入點(diǎn)插入分組之后是否可以將具有至少等于等待分組大小的上游流中的空位用于包含該分組。
這種情況可以通過確認(rèn)邏輯信號VAL用信號通知，確認(rèn)邏輯信號VAL表示該時(shí)刻將可以進(jìn)行插入(VAL＝1)或者不可以進(jìn)行插入(VAL＝0)。利用上述約定，將存在VAL＝(a1·b1*)∏(ai·bi)*，b1*和(ai·bi)*分別為b1和ai·bi的反碼，對于2到n之間的i應(yīng)用邏輯乘積∏。
如果根據(jù)信號VAL到1的跳變，通過將傳輸授權(quán)信號ACK設(shè)置為1，觸發(fā)包含在存儲器25中的等待分組的傳輸，則模塊20激活命令SHa。當(dāng)在每個采樣時(shí)段由左側(cè)加載邏輯值0時(shí)，寄存器Ra執(zhí)行向右的偏移。由于寄存器Rb也執(zhí)行向右的偏移，所以信號VAL將保持為1只要a1保持為1。也就是說，在等于有效完全分組傳輸時(shí)間的時(shí)段中，信號VAL將和a1一起在同一時(shí)刻返回0。
應(yīng)該注意到，同步模塊21在清楚限定的延遲之后基于其接收必須要考慮到傳輸授權(quán)信號ACK。該延遲的值將要考慮在延遲線路中以及傳輸設(shè)備不同的處理中的各自的延遲時(shí)間，以便由信號ACK設(shè)置為1的時(shí)刻所確定的在光纖中開始有效地傳輸該分組的時(shí)刻符合在上游流部分的插入點(diǎn)處到達(dá)的最佳可能度，其由在信號ACK變化到1的時(shí)刻包含在寄存器Rb中的比特b1-bn來表示。
如果要求在最早的可能時(shí)刻傳輸?shù)却姆纸M，則信號VAL到1的跳變必須直接用作傳輸控制信號ACK，來觸發(fā)等待分組的傳輸。然后，這將會給出通過圖6的時(shí)序圖A到E所說明的操作。
時(shí)序圖A表示在檢測點(diǎn)觀測的上游分組流的一個示例。相繼的分組Q1、Q2、Q3、Q4被相繼的空位V12、V23、V34相隔開。時(shí)序圖B表示在耦合器6的輸入處的插入點(diǎn)可觀測到的相同的流，也就是說，該流被延遲了基于延遲線路19的時(shí)段T。時(shí)序圖C表示傳輸授權(quán)請求RQ的一個示例。
為了簡化時(shí)序圖的表達(dá)，時(shí)序圖D表示延遲的信號ACK和VAL，其對應(yīng)于在適當(dāng)?shù)难舆tDT之后在插入點(diǎn)處信號ACK和VAL的乘積的結(jié)果，而沒有示出在同一時(shí)刻來自于模塊20的信號ACK和VAL。
如果例如為第一分組P1(參見時(shí)序圖E)在tp1時(shí)刻傳輸一個傳輸授權(quán)請求RQ(參見時(shí)序圖C)，則在時(shí)刻t1-DT將確認(rèn)信號VAL設(shè)置為1，因?yàn)樵诖藭r(shí)刻已經(jīng)檢測出該分組P1的大小小于空位V23的大小。
利用信號VAL作為傳輸控制信號ACK(參見時(shí)序圖D)，分組P1的插入將在t1時(shí)刻開始，并且如果很好的選擇延遲DT，分組P1將被附加到分組Q2，跟隨著Q2(參見時(shí)序圖E)。
但是，如果為第二分組P2(參見時(shí)序圖E)在時(shí)刻tp2傳輸一個傳輸授權(quán)請求RQ(參見時(shí)序圖C)，確認(rèn)信號VAL將在時(shí)刻t2-DT被設(shè)置為1，因?yàn)橐呀?jīng)檢測到分組P2的大小小于空位34的大小。仍舊利用信號VAL作為傳輸控制信號ACK(參見時(shí)序圖D)，在時(shí)刻t2開始對分組P2進(jìn)行插入，但是在該示例中，該分組沒有附加到任何上游流的分組，如從中產(chǎn)生的下游流的時(shí)序圖E所示。
為了避免這種情況，根據(jù)本發(fā)明需要生成另一傳輸控制信號ACK，來確保在任何情況下插入的分組都被附加到上游流的分組。
根據(jù)第一種方法，可以充分地確保將任何插入的分組附加到跟隨著上游流的分組，當(dāng)然總是在其中該分組先于其大小足夠插入該分組的空位的情況下。
這一點(diǎn)首先可以通過提供寄存器Rb包括位于該寄存器右側(cè)的輔助級b0來實(shí)現(xiàn)。隨后的各級b1，b2，…為0時(shí)，該級的狀態(tài)1構(gòu)成了一種指示，在所觀測的時(shí)間窗口內(nèi)，級b0對應(yīng)于正在傳輸?shù)姆纸M的尾端，也就是說，級b1對應(yīng)于空位的開始。然后，為了確保分組能夠插入到空位中，當(dāng)被附加到跟隨著先于該空位的上游流的分組時(shí)，信號ACK1將作為傳輸控制信號ACK，一旦邏輯乘積VAL·b0切換為1，則該信號取值1，然后只要VAL保持為1則ACK1保持為1。
在前述示例中，時(shí)序圖F、G和H分別表示由之前定義的值DT延遲的信號b0(級b0的邏輯狀態(tài))、VAL和ACK1。時(shí)序圖I示出了從中產(chǎn)生的下游流?？梢宰⒁獾?，不再將分組P2插入到分組Q3和分組Q4之間，而是對其從在隨后的分組Q4之后的時(shí)刻t3起進(jìn)行附加。
根據(jù)第二種方法，可以產(chǎn)生另一傳輸控制信號ACK，確保在任何情況之下都將插入的分組附加到一個上游流的分組，而附加在一個分組之前，該分組限定了先于其的空位，該空位對于要插入的分組總是具有足夠的大小。
這需要本發(fā)明具有額外的信息項(xiàng)，表示將被插入的分組的大小Tp并且在圖3中表示為“p+1”。如果分組大小在(p-1)Te到pTe之間，則假定將被加載的寄存器Ra的級ap+1將為從右側(cè)起第一級取值為0。而且，當(dāng)內(nèi)部各級bp，bp-1等為0時(shí)，寄存器Rb的相對級bp+1的為1的狀態(tài)構(gòu)成一種指示，在觀測窗口內(nèi)，bp+1對應(yīng)于正在傳輸?shù)姆纸M的開始，也就是說，級bp對應(yīng)于空位的尾端。為了確保在將分組附加在緊接在空位的上游流分組之前時(shí)該分組能夠插入到該空位中，可以將信號ACK2作為傳輸控制信號ACK，其中一旦邏輯乘積VAL·bp+1切換到1，則信號ACK2取值為1，然后，只要VAL保持為1則ACK2保持為1。
根據(jù)第三種方法，可以產(chǎn)生第三傳輸控制信號ACK，確保在任何情況下都將插入的分組附加到一個上游流的分組，而優(yōu)選地附加在跟隨一個分組，該分組限定了緊接于其的一個空位，或者，上述附加失敗，則附加在一個分組之前，該分組限定了先于其的一個空位。由此，可以將信號ACK1+ACK2作為傳輸控制信號ACK，其中ACK1和ACK2對應(yīng)于上述定義的邏輯信號。
通過圖7中的時(shí)序圖A至I說明這種情況。時(shí)序圖A、B、C和F的信號分別對應(yīng)于前述示例中圖6的時(shí)序圖B、C、F和H中的信號，并且已經(jīng)進(jìn)行了說明。
此外，時(shí)序圖D表示信號bp+1，對應(yīng)于根據(jù)延遲了先前定義的值DT的級bp+1的邏輯狀態(tài)的時(shí)間的變化。時(shí)序圖E、G和H分別表示同樣延遲了值DT的信號VAL、ACK2和ACK1+ACK2。
時(shí)序圖I示出了通過利用ACK1+ACK2作為傳輸控制信號ACK而產(chǎn)生的下游流。可以注意到，分組P1從時(shí)刻t1開始附加到分組Q2之后，分組P2從時(shí)刻t4開始附加到分組Q4之前，并且第三分組P3已經(jīng)能夠在時(shí)刻t3處附加到分組Q4之后。
如前所述，需要傳輸授權(quán)ACK在一定調(diào)整的延遲之后驅(qū)動分組的傳輸，以便將傳輸?shù)姆纸M附加到一個傳輸?shù)姆纸M，“附加到”這里是指在時(shí)間上與傳輸?shù)姆纸M相隔一個時(shí)間間隔，其小于一個確定的最大值，并且盡可能的小。但是，實(shí)際上，該確定的最大值必須大于另一個確定的最小值，該最小值定義了分離傳輸?shù)姆纸M流的任意兩個連續(xù)分組所需的最小防護(hù)時(shí)間。例如，對于以太網(wǎng)，該防護(hù)時(shí)間必須對應(yīng)于96比特，也就是說，對于1Gbit/s的速率該防護(hù)時(shí)間將設(shè)置為96ns，并且對于10Gbit/s為9.6ns。
能夠在控制模塊20中使用的不同功能示意性地以邏輯電路的形式總結(jié)在圖5中，該邏輯電路涉及了先前說明的不同的信號。
所示的電路還能夠用于選擇VAL，或ACK1，或ACK2，或ACK1+ACK2作為傳輸控制信號ACK。該選擇是通過三個選擇二進(jìn)制信號m0、m1、m2來執(zhí)行的，這三種選擇二進(jìn)制信號對應(yīng)于在前面參考圖3所述的插入模式信號MD。
邏輯電路包括組合塊(combinative block)27，以便依據(jù)之前給出的等式，根據(jù)a1-an和b1-bn的狀態(tài)計(jì)算確認(rèn)信號VAL的邏輯值。
根據(jù)分組大小信息“p+1”尋址的選擇電路28，被設(shè)置為讀取寄存器Rb中的比特bp+1。
觸發(fā)電路29在其“置為1”的輸入S接收乘積VAL·b0，并且在其“重置為0”的輸入R接收VAL的反碼，并且提供信號ACK1。
另一觸發(fā)電路30在其“置為1”的輸入S接收乘積VAL·bp+1，并且在其“重置為0”的輸入R接收VAL的反碼，并且提供ACK2。
根據(jù)選擇信號m0、m1、m2，將信號VAL、ACK1和ACK2選擇性地施加到或門31的輸入，在其輸出提供信號ACK，用于傳輸控制信號，并且作為用于偏移寄存器Ra的命令sHa。
ACK反碼用于響應(yīng)于傳輸授權(quán)請求信號RQ確認(rèn)寄存器Ra的并行加載LD。
能夠使用m0、m1、m2來選擇作為傳輸控制信號的ACK，信號VAL、ACK1、ACK2或ACK1+ACK2任何一個信號提供了站點(diǎn)使用的靈活性。
特別地，易于應(yīng)用一種看門狗類型的機(jī)制，旨在避免由被擁塞很長時(shí)間的站點(diǎn)進(jìn)行傳輸。具體地，通過應(yīng)用要求每個插入的分組都將被附加的傳輸控制信號ACK1、ACK2或ACK1+ACK2中的一種的信號，如果在由于低上游傳輸活動而出現(xiàn)非常長的空位時(shí)考慮等待分組的話，該等待分組的傳輸可以被暫停很長時(shí)間。
考慮到這種情況，本發(fā)明提供了計(jì)時(shí)設(shè)備(未示出，但易于制造)來測量從檢測到對應(yīng)將傳輸?shù)姆纸M的等待傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)刻開始的流逝的時(shí)間。超過確定閾值的時(shí)段，計(jì)時(shí)設(shè)備將用于獨(dú)立于初始選擇的傳輸控制信號、僅響應(yīng)于確認(rèn)信號VAL觸發(fā)將傳輸?shù)姆纸M的傳輸。結(jié)果是插入了未附加的分組，這是對于任何下游站點(diǎn)的小小的懲罰，因?yàn)檫@種機(jī)制僅在低流量的時(shí)段內(nèi)才起作用。
借助于選擇信號m0、m1、m2，可以簡單地實(shí)現(xiàn)由VAL替換ACK1、ACK2、ACK1+ACK2，并且反之亦然。
本發(fā)明不僅限于上述描述的實(shí)施例。實(shí)際上，還涉及WDM網(wǎng)絡(luò)。對于這一點(diǎn)，可以簡單地將上面描述的裝置應(yīng)用到配置的每一條波長。類似地，本發(fā)明可以應(yīng)用于用于形成光信號的任何調(diào)制類型。
當(dāng)然，本發(fā)明可以正如適用于無源網(wǎng)絡(luò)一樣也適用于帶有配置了放大器的鏈路的網(wǎng)絡(luò)。
權(quán)利要求
1.一種用于光傳輸網(wǎng)絡(luò)的站點(diǎn)(4i)，該網(wǎng)絡(luò)(N)至少包括所述站點(diǎn)以及光鏈路(2)，該光鏈路用于傳輸包括相繼光分組(Q1到Q4)的分組流，每個分組通過公共波長承載并且向給定方向傳播，分隔分組流的兩個連續(xù)的分組的時(shí)間間隔稱為“空位”(V12、V23、V34)，所述站點(diǎn)包括傳輸設(shè)備(12-15)，在插入點(diǎn)(6)耦合到所述鏈路并且適用于將由所述公共波長承載的光分組插入到該鏈路，設(shè)置該站點(diǎn)以便在位于所述插入點(diǎn)(6)上游的該鏈路的檢測點(diǎn)(18)觀測傳送到該檢測點(diǎn)(18)的“上游”分組流，并且以便根據(jù)該觀測，由對應(yīng)于等待傳輸數(shù)據(jù)的并且被所述傳輸設(shè)備傳輸?shù)拿總€分組引起在該插入點(diǎn)(6)處的“下游”分組流的形成，該下游流包含所述傳輸?shù)姆纸M(P1)，其插入到限定所述上游流的一個空位(V23)的第一分組(Q2、Q3)和第二分組(Q3、Q4)之間，其特征在于，所述站點(diǎn)包括用于檢測所述“上游”分組流的設(shè)備(17、11)，適用于形成傳輸控制信號(ACK1、ACK2、ACK1+ACK2)以便在根據(jù)所述控制信號由該傳輸設(shè)備進(jìn)行傳輸時(shí)，將傳輸?shù)牟⑶也迦氲较薅ㄒ粋€空位的所述第一分組(Q2、Q3)和第二分組(Q3、Q4)之間的任何分組(P1、P2、P3)附加到所述第一分組和第二分組(Q2、Q4)中的至少一個分組，也就是說，或者與所述第一分組(Q2)、或者與所述第二分組(Q4)在時(shí)間上間隔一個小于最大確定值的時(shí)間間隔。
2.如權(quán)利要求1所述的站點(diǎn)，其特征在于，所述第一分組(Q2、Q3、Q4)先于所述第二分組(Q3、Q4)，所述控制信號(ACK1)使得任何根據(jù)該控制信號傳輸?shù)姆纸M(P1、P2)唯一地附加到所述第一分組(Q2、Q4)。
3.如權(quán)利要求1所述的站點(diǎn)，其特征在于，所述第一分組(Q2、Q3)先于所述第二分組(Q3、Q4)，所述控制信號(ACK2)使得任何根據(jù)該控制信號傳輸?shù)姆纸M(P2)唯一地附加到所述第二分組(Q4)。
4.如權(quán)利要求1所述的站點(diǎn)，其特征在于，所述第一分組(Q2、Q3、Q4)先于所述第二分組(Q3、Q4)，所述控制信號(ACK1+ACK2)使得任何根據(jù)該控制信號傳輸?shù)姆纸M(P1、P2、P3)優(yōu)先地附加到所述第一分組(Q2、Q4)。
5.如權(quán)利要求1到4之一所述的站點(diǎn)，其特征在于，該站點(diǎn)包括計(jì)時(shí)設(shè)備，以便測量從檢測到對應(yīng)將傳輸?shù)姆纸M的等待傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)刻開始的流逝時(shí)間，所述檢測設(shè)備(17、11)適用于形成一個確認(rèn)信號(VAL)，以便在由該傳輸設(shè)備響應(yīng)該確認(rèn)信號進(jìn)行傳輸時(shí)，將任何傳輸?shù)姆纸M(P1、P2、P3)插入到限定一個空位的所述第一分組(Q2、Q3)和第二分組(Q3、Q4)之間，設(shè)置所述計(jì)時(shí)設(shè)備以便獨(dú)立于所述傳輸控制信號(ACK1、ACK2、ACK1+ACK2)、響應(yīng)于所述確認(rèn)信號(VAL)觸發(fā)所述將發(fā)送的分組的傳輸。
6.一種光傳輸網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)(N)包括站點(diǎn)(4-1到4-4)以及光鏈路(2)，該光鏈路用于傳輸包括相繼光分組(Q1到Q4)的分組流，每個分組由公共波長承載并且向給定方向傳播，分隔分組流的兩個連續(xù)的分組的時(shí)間間隔稱為“空位”(V12、V23、V34)，其特征在于，所述站點(diǎn)中的至少一個符合權(quán)利要求1到5之一。
全文摘要
在包括傳輸分組流的光鏈路的網(wǎng)絡(luò)中，站點(diǎn)包括傳輸設(shè)備(13)，在插入點(diǎn)耦合到該鏈路，以便將光分組注入到該鏈路，其中上述分組流包括以空位相間隔的相繼的光分組。在該鏈路的檢測點(diǎn)，其位于插入點(diǎn)的上游，檢測設(shè)備(11)觀測傳輸?shù)皆摍z測點(diǎn)的分組流。根據(jù)該觀測，由每個等待傳輸并且由傳輸設(shè)備(13)傳輸?shù)姆纸M引起在插入點(diǎn)處的下游分組流的形成，該下游分組流包含插入到限定上游流的空位的第一分組和第二分組之間。檢測設(shè)備(11)形成傳輸控制信號(ACK)，以便在根據(jù)該控制信號進(jìn)行傳輸?shù)那闆r下，將任何傳輸?shù)姆纸M附加到第一分組和第二分組中的至少一個分組。本發(fā)明特別應(yīng)用于光接入網(wǎng)絡(luò)或城域網(wǎng)。
文檔編號H04J14/02GK1750511SQ20051010250
公開日2006年3月22日 申請日期2005年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月8日
發(fā)明者勞倫特·齊阿瓦格利阿, 尼古拉斯·萊·紹策, 葛安 申請人:阿爾卡特公司