专利名称：一种可菊环连接的光网络单元的制作方法
技术领域：
本发明涉及光网络单元(0NU)。更具体地说，本发明涉及用于多住所单元(MDU)的
ONU。
背景技术：
公共网络中从中心局到终端用户位置的部分被称为接入网络，或“最后英里(last mile)”。接入网络通过中心局将终端用户连接到因特网(即主干网或核心网)。为了跟上因特网流量的增加速度，网络运营商已经广泛地通过在最后英里中更深入地部署光纤以减少铜线和同轴网络的长度，从而升级现有接入网络。在竞争激烈的不同光纤网络技术中，无源光网络(PONs)是下一代接入网络最好的选择之一。由于光纤的高带宽，PONs可以同时容纳宽带声音、数据和视频服务。另外，PONs 可以用现有协议建立，例如以太网和ATM，这将为PONs和其它网络设备的兼容性提供便利。图1示出了 PON 100,PON 100包括一个中心局110、单个家庭单元(SFU) 120和多住所单元(multi-dwelling unit，MDU)130 (即包含至少两个居住或商业单元的建筑结构)。 PON 100中的传输在光线路终端(OLT)与光网络单元(ONUs)之间通过跨越它们之间距离的光纤进行，其中OLT位于中心局110，ONUs位于SFU 120和MDU 130。位于中心局110的 OLT将自己那端的PON 100与主干网(未示出)连接，主干网可以是属于例如因特网服务供应商(ISP)或本地交换运营商的外部网络。另外，位于SFU 120和MDU 130的ONUs还将它们那端的PON 100通过客户前端设备(CPE)(也未示出)与家庭或商业网络连接。这种网络结构实现了终端用户装置与SFU 120及MDU 130中的家庭或商业网络的连接，从而能够通过PON 100发送数据给主干网并从主干网接收数据。PON 100中靠近中心局110的部分通常被称为供给区域(feeder area)150。该区域包括一个或多个分别具有多条光纤的供给线缆。使用无源光纤分流器/合流器140将供给线缆的每条光纤分为多条分布式光纤，这些分布式光纤位于PON 100的第二部分中，这一部分通常被称为分布式区域160。然后另外的无源光纤分流器/合流器140将分布式光纤进一步分为多条插入式光纤(drop fiber)，插入式光纤延伸到SFU 120和MDU 130。插入式光纤位于PON 100的第三和最后一部分中，这一部分通常被称为插入式区域(drop area) 170。一般而言，位于中心局110的OLT通过PON 100的这三个部分向下游 (downstream)发送的信号被无源光纤分流器/合流器140分流，并由位于SFU 120和MDU 130的ONUs接收。相反地，位于SFU 120和MDU 130的ONUs通过PON 100的这三个部分向上游(upstream)发送的信号被无源光纤分流器/合流器140合流，并由位于中心局110的OLT接收。为了避免上游方向中的冲突并公平地共享光纤信道的容量，位于中心局110的 OLT以及位于SFU 120和MDU 130的ONUs实施一定形式的仲裁。应当注意，PON 100仅仅示出了一种示例性光纤分布拓扑(即树状拓扑)，而其它点对多点光纤分布式拓扑(如环状和网状拓扑)也是可行的。在现有接入网络中，使用铜线和同轴电缆来部署分布式区域160和/或插入式区域170。通过将光纤线缆在接入网络中更深入地延伸，一直到达家居和建筑，PON 100可以同时容纳宽带声音、数据和视频服务，这是这些现有接入网络不能支持的。一般而言，中心局110与SFU 120和MDU 130的终端用户装置之间的网络中唯一保留的部分(可能没有光连接)位于这些位置的局域网中(即金属区域(metallic area) 180中)。然而，在这些短程铜线和/或同轴线布线中，目前的局域网技术通常只能提供足够的带宽。尽管PON 100提高了最后英里的性能，但在不增加其它供给和分布式线缆的情况下，不容易增加插入式区域170中的可用插入式光纤的数量，而增加其它线缆是很昂贵的。 这是使用无源装置(如无源光纤分流器/合流器140)的PON 100的无源特性直接导致的， 其中无源装置将光信号功率从一条光纤分流为多条光纤时不需要电能。典型地，中心局110 的OLT的单条光纤受限地被分流为32条不同的插入式光纤(但是64、1观及甚至更多的分支也是可行的)。因此，插入式光纤是相当有价值的商品。对于SFU(如SFU 120)，一般无法避免运行专用插入式光纤连接到由单个终端用户或终端用户家庭使用的家用网络的边界。但是，在包含至少两个居住或商业单元的MDU(如 MDU 130)中，需要在多个居住和/或商业单元以及它们各自的终端用户间共享单条插入式光纤。目前，用于MDU (如MDU 130)的ONU的实施例要么提供高初始成本的可扩展方法 (即允许数量不断增长的终端用户共享单条插入式光纤)，要么提供相对低初始成本的不可扩展方法(即只允许固定数量的终端用户共享单条插入式光纤)。另外，传统的可扩展方法由于其结构的原因通常具有较高的相关维护成本。因此，需要一种用于MDU的具有低初始成本(或第一端口成本)和低相关维护成本的可扩展ONU方法。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供一种可菊环连接的光网络单元(0NU)，包括
被配置为在终端用户数据和无源光网络(PON)间提供接口的ONU逻辑，所述ONU逻辑包括用于通过PON发射终端用户数据的ONU发射端输出以及用于通过PON接收终端用户数据的ONU接收端输入；
光收发器，被配置为将通过PON接收的光信号在PON接收端输出转换为电信号，并将在 PON发射端输入接收的电信号转换为用于通过PON发射的光信号；以及复用器模块，所述复用器模块包括
被配置为根据发射端复用器控制信号将发射总线或ONU发射端输出与PON发射端输入连接的发射端复用器；
被配置为根据接收端复用器控制信号将接收总线或PON接收端输出与ONU接收端输入连接的接收端复用器。
优选地，所述ONU逻辑还被配置为控制发射端复用器控制信号和接收端复用器控制信号。优选地，所述ONU逻辑被配置为控制发射端复用器控制信号，使得发射端复用器在ONU逻辑正在通过PON发射终端用户数据时将ONU发射端输出与PON发射端输入连接。优选地，所述ONU逻辑被配置为控制发射端复用器控制信号，使得发射端复用器在ONU逻辑不正通过PON发射终端用户数据时将发射总线与PON发射端输入连接。优选地，所述ONU逻辑被配置为控制接收端复用器控制信号，使得接收端复用器在正使用所述光收发器通过PON发射及接收光信号时将PON接收端输出与ONU接收端输入连接。优选地，所述ONU逻辑被配置为控制接收端复用器控制信号，使得接收端复用器在没有使用所述光收发器通过PON发射及接收光信号时将接收总线与ONU接收端输入连接。优选地，所述发射总线被配置为将来自第二可菊环连接的ONU的终端用户数据通过所述发射端复用器提供给所述PON发射端输入。优选地，所述接收总线被配置为将第二可菊环连接的ONU通过所述PON接收的终端用户数据通过所述接收端复用器提供给所述ONU接收端输入。优选地，所述接收端复用器的输出还与第二可菊环连接的ONU连接。优选地，所述发射端复用器的输出还与第二可菊环连接的ONU连接。优选地，所述复用器模块还包括解复用器，所述解复用器被配置为根据所述接收端复用器控制信号将所述发射端复用器的输出与所述PON发射端输入或第二可菊环连接的ONU连接。根据本发明的另一方面，提供一种可菊环连接的光网络单元(0NU)，包括
被配置为在终端用户数据和无源光网络(PON)间提供接口的ONU逻辑，所述ONU逻辑包括用于通过PON发射终端用户数据的ONU发射端输出以及用于通过PON接收终端用户数据的ONU接收端输入；以及
复用器模块，所述复用器模块包括
被配置为根据发射端复用器控制信号将发射总线或ONU发射端输出与光收发器的PON 发射端输入连接的发射端复用器，其中所述光收发器被配置为将在PON发射端输入接收的电信号转换为用于通过PON发射的光信号；
被配置为根据接收端复用器控制信号将接收总线或所述光收发器的PON接收端输出与ONU接收端输入连接的接收端复用器，所述光收发器被配置为将通过PON接收的光信号在PON接收端输出转换为电信号。优选地，所述ONU逻辑还被配置为控制发射端复用器控制信号和接收端复用器控制信号。优选地，所述ONU逻辑被配置为控制发射端复用器控制信号，使得发射端复用器在ONU逻辑正在通过PON发射终端用户数据时将ONU发射端输出与PON发射端输入连接。优选地，所述ONU逻辑被配置为控制发射端复用器控制信号，使得发射端复用器在ONU逻辑不正通过PON发射终端用户数据时将发射总线与PON发射端输入连接。优选地，所述ONU逻辑被配置为控制接收端复用器控制信号，使得接收端复用器在正使用所述光收发器通过PON发射及接收光信号时将PON接收端输出与ONU接收端输入连接。优选地，所述ONU逻辑被配置为控制接收端复用器控制信号，使得接收端复用器在没有使用所述光收发器通过PON发射及接收光信号时将接收总线与ONU接收端输入连接。优选地，所述发射总线被配置为将来自第二可菊环连接的ONU的终端用户数据通过所述发射端复用器提供给所述PON发射端输入。优选地，所述接收总线被配置为将第二可菊环连接的ONU通过所述PON接收的终端用户数据通过所述接收端复用器提供给所述ONU接收端输入。优选地，所述接收端复用器的输出还与第二可菊环连接的ONU连接。优选地，所述发射端复用器的输出还与第二可菊环连接的ONU连接。优选地，所述复用器模块还包括解复用器，所述解复用器被配置为根据所述接收端复用器控制信号将所述发射端复用器的输出与所述PON发射端输入或第二可菊环连接的ONU连接。
此处描述的构成本说明书的一部分的附图阐述了本发明，并与具体实施例一起解释了本发明的原理，且使本领域技术人员能够实现及使用本发明。图1是示例性PON的示意图2是基于传统机箱(chassis)的MDU ONU的示意图； 图3是另一传统披萨盒(pizza box) MDU ONU的示意图4A是根据本发明实施例的可菊环连接的(daisy chainable) MDU ONU的框图； 图4B是根据本发明实施例的可菊环连接的(daisy chainable)MDU ONU以及包含在其中的MUX模块的进一步实施细节的框图5是根据本发明实施例的多个图4B所示MDU ONU以菊环方式连接在一起的示意图； 图6A是根据本发明实施例的多个图4B所示MDU ONU以菊环方式连接在一起并增加故障保护的示意图6B是根据本发明实施例的多个图4B所示MDU ONU以菊环方式连接在一起且正在使用附加的故障保护的示意图7是根据本发明实施例的可菊环连接的MDU ONU以及包含在其中的具有附加的负载平衡逻辑的MUX模块的进一步实施细节的框图8是根据本发明实施例的多个图7所示MDU ONU以菊环方式连接在一起且正在使用附加的负载平衡逻辑的示意图9是根据本发明实施例的可菊环连接的MDU ONU以及包含在其中的具有附加的双向通信功能的MUX模块的进一步实施细节的框图10是根据本发明实施例的可菊环连接的MDU ONU以及包含在其中的具有附加的双向通信功能的MUX模块的进一步实施细节的另一框图。现在将结合附图对本发明进行描述。通常，附图标记最左边的数字可以表示该附图标记第一次出现时所属附图。
具体实施例方式在下面的描述中，给出各种具体细节是为了提供对本发明的深入理解。但是显然， 对本领域技术人员来说，本发明，包括结构、系统和方法，可以在不具备这些具体细节的情况下实现。此处的描述和表征是本领域技术人员为了向本领域其它人员最有效地传达他们的工作内容而常常使用的手段。对于其它情形，本文没有具体描述已知的方法、步骤、组件和电路，以避免不必要地模糊本发明的特点。说明书中的标记“ 一个实施例”、“一实施例”、“ 一示例性实施例，，等表示所描述的实施例包括特定特征、结构或性质，但不是每个实施例都必须包括该特定特征、结构或性质。另外，这些词语不必指代同一实施例。此外，当特定特征、结构或性质是参考一个实施例进行描述的时，认为本领域技术人员能够将该特征、结构或性质用到其他无论本文是否特别描述过的实施例中。 1. 用于MDU的传统ONU
图2示出了基于传统机箱的MDU ONU 200，它包括背板(或中央卡)210以及一个或多个插入背板210的通信槽中的服务卡(或线程卡)220。背板210包括PON接口和ONU逻辑 (未示出)，ONU逻辑接收并转换通过插入式光纤230在PON上向下游发送的光信号，将其转换为分发给服务卡220的电信号。另外，包含在背板210上的PON接口和ONU逻辑接收并转换来自服务卡220的电信号，将其转换为通过插入式光纤230向上游发送的光信号。服务卡220用于将从背板210上的ONU逻辑接收的电信号格式化为一个或多个通信或网络标准(如DSL、以太网、TDM等)，以便最终分发给终端用户及它们各自的与网络接口 240相连的装置。另外，服务卡220用于将从终端用户及其与网络接口 240相连的相关装置接收的电信号格式化为背板210上的ONU逻辑所接受的适当格式，使得包含在这些信号中的数据可以被通过插入式光纤230向上游发送。通常，基于机箱的MDU ONU 200提供可扩展方法(即允许数量不断增长的终端用户或居住单元共享单条插入式光纤230)。这可以通过允许在背板210上增加其它服务卡直至达到其容量来实现。但是，基于机箱的MDU ONU 200承受巨大的初始成本(或第一端口成本)，因为需要这样设计背板210，即使当任意给定时间点MDU中的终端用户或占用的居住单元的数量不需要全部容量时，背板210也要预先处理系统的最大潜在容量(如需要被支持的服务卡220全数量)。而且，基于机箱的MDU ONU 200由于其结构的原因具有较高相关维护成本。MDU ONU 200的结构通常需要培训过的服务人员出去到MDU 0NU200所在位置(例如MDU的地下室中或MDU边界附近(如路边))替换和/或增加背板210上的服务卡220。再来看图3，图3示出了另一传统的MDU 0NU。具体来说，图3示出了传统披萨盒 MDU ONU 300，它包括ONU逻辑(未示出)，ONU逻辑用于将终端用户装置通过固定数量的用户网络接口 310连接到插入式光纤320，插入式光纤320是PON网络的一部分。MDU ONU 300 按照与以上参考图2描述的大致相同的方式来执行这种连接功能。传统披萨盒MDU ONU 300的结构的优点是它具有较低的初始成本和维护成本。它不采用具有大量扩展槽(用于耦合服务卡)以支持增长的终端用户基数的背板。尽管这减小了传统披萨盒MDU ONU 300的总成本和维护成本，但是它不允许传统披萨盒MDU ONU 300 与扩大数量的终端用户共享插入式光纤320。或者说，传统披萨盒MDU ONU 300提供不可扩展方法(即仅仅允许少量固定数量的终端用户或居住单元共享插入式光纤320)。下面将要描述的本发明的实施例都是用于MDU的可扩展ONU结构，并具有低初始成本(或第一端口成本)和低维护成本。或者说，本发明的实施例将图2所示基于机箱的MDU ONU 200的可扩展性优点与图3所示披萨盒MDU ONU 300的低初始成本(或第一端口成本) 及低维护成本的优点相结合。2. 用于MDU的可菊环连接的ONU
图4A是根据本发明实施例的可菊环连接的ONU 400的框图。可菊环连接的ONU 400被配置为在PON接口 405终止Ρ0Ν，并为MDU中的终端用户提供综合(converged)接口 410，使得终端用户可以通过PON发送和接收数据。在一个实施例中，综合接口 410提供一个或多个接口(如xDSL、同轴电缆和以太网)，这些接口通过网络端设备(未示出)与终端用户相连。 网络端设备为终端用户提供单独的本地服务接口。在另一个实施例中，综合接口 410提供一个或多个接口(如xDSL、同轴电缆和以太网)，这些接口直接与终端用户相连。可以将可菊环连接的ONU 400置于披萨盒类型的外壳中以便在场地中使用。如图4A所示，可菊环连接的ONU 400包括光收发器415、复用器(mux)模块420和 ONU逻辑425。光收发器415被配置为通过单条插入式光纤(未示出)将光信号发送给与PON 接口 405相连的PON以及从该PON接收光信号。在一个实施例中，光收发器415被配置为通过与PON接口 405相连的插入式光纤同时发射和接收光信号。将光收发器415接收的光信号转换为电信号并通过mux模块420继续传递给ONU逻辑425以便分发给终端用户。另外，光收发器415通过PON发射的光信号来自通过mux模块420从ONU逻辑425接收的电信号。接收下游发射流后，ONU逻辑425被配置为从光收发器415传递给它的电信号中提取数据帧，其中光收发器415是针对与它的综合接口 410相连的终端用户设计的。ONU逻辑425可以根据与位于中心局的OLT通过PON发送的每个数据帧一起发射的逻辑链路标识 (LLID)来执行该提取。例如，ONU逻辑425可以被分配一个LLID，该LLID用于标识适用于该ONU逻辑425的数据以及与综合接口 410相连的终端用户。ONU逻辑425可以接收并缓存OLT通过PON向下游发送的携带有它所分配的LLID的数据帧，而忽略携带的LLID与它自己的不相符的数据帧。然后ONU逻辑425将缓存的数据帧继续传递给与综合接口 410相连的合适的终端用户。在上游方向中，PON的信道容量由多个ONU共享。因此，对来自与PON相连的每个 ONU的上游发射流进行仲裁以避免冲突。通过给每个ONU分配发射时窗(又称为授权)可以实现这种仲裁。在这种方法中，ONU推迟发射直至其授权到达。可以使用多点控制协议 (MPCP)来分配发射时隙给ONU。MPCP可以使用例如REPORT控制信息(0NU发送的用于通知 OLT其上游队列状态的上游信息)和GATE控制信号(0LT发送的用于授权带宽给ONU的下游信息)来请求和分配PON上的发射时机。在一个实施例中，ONU逻辑425被配置为发射REPORT控制信息给0LT，该信息包括它的LLID和关于它的上游队列的信息(如目前存储在其中的终端用户数据的量)。ONU逻辑 425还被配置为根据从OLT接收的GRANT控制信号所授权的发射时机来发射存储在其上游队列中的终端用户数据。应当注意，在至少一个实施例中，ONU逻辑425被分配并保持多个LLID (如8_16个LLID)，且这些LLID可以与其直接相关和/或与其连接的终端用户相关。Mux模块420位于光收发器415和ONU逻辑425之间，并被配置为按照上述方式在这两个装置间传递数据。另外，mux模块420还被配置为允许光收发器415被一个或多个其它的可菊环连接的ONU (未示出)共享。通过允许一个或多个其它的可菊环连接的ONU 共享并使用光收发器415，以便通过单条插入式光纤在与PON接口 405相连的PON上发射和接收数据，可以在比ONU逻辑425自己能够支持的多得多的终端用户间共享该单条插入式光纤。从而提供了可扩展性。除了允许一个或多个其它的可菊环连接的ONU共享光收发器415，muX模块420还可以被配置为允许ONU逻辑425共享包含一个或多个其它的可菊环连接的ONU中的光收发器。mux模块420的这些和其它特征将参考图4B进行进一步描述。在图4B中，示出了根据本发明实施例的可菊环连接的ONU 400结构中的mux模块 420的一个具体实施例。如图4B所示，mux模块420包括发射端复用器(mux)430和接收端复用器(mux) 435。发射端mux 430包括两个输入，其中一个与发射总线输入440相连，另一个与ONU 发射端输出445相连。发射总线输入440与其它的可菊环连接的ONU (未示出)相连，且被配置为从其它的可菊环连接的ONU以及可能在它下面进一步菊环连接的其它ONU接收并提供数据，这些数据将通过光收发器415在PON上发射。ONU发射端输出445提供来自ONU逻辑425的将要通过PON向上游发射的数据。在工作过程中，发射端mux 430被配置为将这两个输入中的一个与其输出相连， 其输出与光收发器415的PON发射端输入450相连。光收发器415将PON发射端输入450 接收的数据转换为光信号，并通过与PON接口 405相连的PON发射。每个为光学收发器415提供数据的可菊环连接的ONU都具有ONU逻辑，这些ONU 逻辑分别根据与ONU逻辑425相同(或非常相似)的多点控制协议(MPCP)运行。因此，由于这种MPCP利用仲裁机制(如上述GRANT/REQUEST机制)避免了 ONU间的上游发射冲突，在任意给定时间只有一个可菊环连接的ONU可以进行发射(假设它们都通过相同的波长发射)。鉴于此，若ONU逻辑425正在根据从OLT接收的GRANT信息发射数据，其它ONU则不能进行发射，且ONU逻辑425通过发射端mux控制信号455控制发射端mux 430将其发射端输出445与PON发射端输入450连接。在其它时候，当ONU逻辑425没有进行发射时， ONU逻辑425可以变为被动(go passive),并通过发射端mux控制信号455控制发射端mux 将发射总线输入440与PON发射端输入450相连。这样可以使连接到发射总线输入440的其它可菊环连接的ONU (以及可能在连接在它下面的其它任意可菊环连接的0NU)得到通过 PON发射数据的机会。发射端mux 430的输出还可以通过发射总线输出460与另一个可菊环连接的ONU 的发射总线输入相连。这样，ONU逻辑425 (以及可能菊环连接在它下面的那些0NU)可以使用属于另一个可菊环连接的ONU的光收发器来通过PON发射数据。现在转向接收端mux 435，该mux包括两个输入，其中一个与接收总线输入465相连，另一个与PON接收端输出470相连。PON接收端输出470提供通过连接到PON接口 405 的PON接收的数据的电信号。接收总线输入465与其它的可菊环连接的ONU (未示出)相连，且被配置为向可菊环连接的ONU 400提供数据，这些数据是其它的可菊环连接的ONU的光收发器通过PON接收的(或来自菊环连接在它下面的ONU的光收发器)。在工作过程中，接收端mux 435被配置为将这两个输入中的一个与其输出相连， 其输出与ONU接收端输入475和接收总线输出480相连。接收总线输出480与其它可菊环连接的ONU (未示出)相连，并被配置为继续向其它可菊环连接的ONU的ONU逻辑传递数据， 这些数据是光收发器415通过PON接收的，或是通过接收端输入465接收的。若正在使用光收发器415通过PON接收数据，那么ONU逻辑425通过接收端mux 控制信号485控制接收端mux 435将PON接收端输出470与ONU接收端输入475及接收总线输出480连接。但是，若没有使用光收发器415通过PON接收数据，而是使用连接到接收总线输入465的其它可菊环连接的ONU (未示出)中的某个其它光收发器来通过PON接收数据，那么ONU逻辑425通过接收端mux控制信号485控制接收端mux 435将介绍总线输入465与ONU接收端输入475及接收总线输出480连接。图5示出了根据本发明实施例的多个图4B所示MDU ONU (即MDU ONU 400)以菊环方式连接在一起。具体地，图5示出了 N个图4B所示MDU ONU以菊环方式连接在一起， 其中N是一个整数。为了说明的简洁，省略了中间的参考标号。如图5所示的配置，可菊环连接的ONU 400-1是组群中唯一一个包含光收发器的可菊环连接的0NU。其它可菊环连接的ONU 400-2 - N都共享连接到可菊环连接的ONU 400-1的光收发器的单条插入式光纤(未示出)，以便通过PON发送和接收数据。因此，可菊环连接的ONU 400-1的接收端mux将可菊环连接的ONU 400-1的光收发器通过PON接收的数据连接到其输出，从而将所接收的数据传递给可菊环连接的ONU 400-1的ONU逻辑以及图示的可菊环连接的ONU 400-2 - N。为了将通过PON接收的数据传递给它们各自的ONU 逻辑模块，可菊环连接的ONU 400-2 - N的接收端mux被配置为选择与可菊环连接的ONU 400-1的接收端mux相反的输入，如进一步所示的。可菊环连接的ONU 400-1 - N的每个发射端mux在ONU逻辑正在发射数据时将各自可菊环连接的ONU中的ONU逻辑的发射端输出与它的mux输出连接。由于每个可菊环连接的ONU分别根据相同(或非常相似)的多点控制协议(MPCP)运行，因此在任意给定时间，可菊环连接的ONU 400-1 - N中只有一个可以进行发射(假设它们都通过相同的波长发射)。在图5所示例子中，可菊环连接的ONU 400-1正在发射，且因此，它的发射端mux受控将它的ONU逻辑的发射端输出与它的mux输出连接。属于可菊环连接的ONU 400-2 - N 的所有其它的发射端mux都处于被动模式。但是，若可菊环连接的ONU 400-2的ONU逻辑正在发射，它的发射端mux受控将它的ONU逻辑的发射端输出与它的mux输出连接，而属于剩下的可菊环连接的ONU的所有其它发射端mux都处于被动模式。应当注意，可菊环连接的ONU 400-1 - N间的菊环连接可以由电气和/或光学线缆制成。另外，还应注意，可菊环连接的ONU 400-1 - N中的每一个可以包含在机架式盒子(如披萨盒类容器)中，并可以例如在支架中相互置顶堆叠，或位于MDU中的分离的楼层上。最后，还应注意，其它可菊环连接的ONU可以菊环连接在可菊环连接的ONU 400-N的底部所示的i/o以下，从而提供可扩展性。3.具有附加故障保护的菊环连接的ONU
图6A示出了根据本发明实施例的多个图4B所示MDU ONU (即MDU 0NU400)以菊环方式连接在一起并具有附加故障保护的示意图。图6A具体示出了与图5所示相同的可菊环连接的MDU 0NU，除了如图所示在可菊环连接的ONU 400-N中增加了第二光收发器，以及增加了用于连接可菊环连接的ONU 400-N的菊环i/o与可菊环连接的ONU 400-1的菊环i/o 的菊环连接线缆。通常，如图6A所示的MDU ONU可以按照与以上图5所述相同的方式运行，仅仅使用可菊环连接的ONU 400-1中的光收发器来通过与其相连的插入式光纤在PON上发射和接收数据。但是，当可菊环连接的400-1中的光收发器发生故障且不能通过PON发射和/或接收数据时，可菊环连接的ONU 400-1 - N可以切换到可菊环连接的ONU 400-N中的光收发器，并使用它来通过PON发射和接收数据。这种故障情景如图6B所示。在使用如图6B所示的附加光收发器时，可菊环连接的ONU 400-1 - N的运行的主要区别是对它们的接收端mux的控制。现在，可菊环连接的ONU 400-N的接收端mux将可菊环连接的ONU 400-N的光收发器通过PON接收的数据连接到其输出，从而将所接收的数据传递给如图所示的所有其它可菊环连接的ONU的ONU逻辑。为了将通过PON接收的数据传递给它们各自的ONU逻辑模块(以及连接在它下面的其它可菊环连接的0NU)，所有其它可菊环连接的ONU的接收端mux被配置为选择与可菊环连接的ONU 400-N的接收端mux 相反的输入，如图6B进一步所示的。应当注意，第二光收发器可以位于图6B所示的任意一个可菊环连接的ONU中，而并不限于位于如图所示的可菊环连接的ONU 400-N中。4.具有附加负载平衡逻辑的用于MDU的可菊环连接的ONU
图7是根据本发明实施例的可菊环连接的MDU ONU 700以及包含在其中的具有附加的负载平衡逻辑的MUX模块720的进一步实施细节的框图。具体地，MDU ONU 700包含与图 4B所示MDU ONU 400相似的结构。这两种MDU ONU之间唯一的区别是MDU ONU 700在mux 模块720中包括解复用器710，它可以允许两个或多个可菊环连接的MDU ONU同时通过两个不同的光收发器发射数据。在工作过程中，解复用器710被配置为获取发射端mux 430的输出，并且在任意给定时间点根据控制信号(例如与控制接收端mux 435相同的控制信号485)将其与它的两个输出其中之一相连。因此，若ONU逻辑425正在使用光收发器415，那么解复用器710受控将发射端mux 430的输出与PON发射端输入450相连，而发射总线输出460断开。但是，若 ONU逻辑425没有使用光收发器415，那么解复用器710受控将发射端mux 430的输出与发射输出460相连，而PON发射端输入450断开。图8是根据本发明实施例的多个图7所示MDU ONU以菊环方式连接在一起且正在使用附加的负载平衡逻辑的示意图。具体地，图8示出了 N个图7所示MDU ONU以菊环方式连接在一起，其中N为整数。如图8所示，正在使用两个光收发器-一个在可菊环连接的ONU 700-1中，另一个在可菊环连接的ONU 700-N中-同时通过PON发射和接收数据。插入式光纤(未示出) 分别与每个光收发器相连。由于同时使用两个光收发器，MDU ONU 700-1 - N通过PON发送和接收的数据可以在这两个光收发器间分布。如图8所示，可菊环连接的ONU 700-1中的光收发器正被它的ONU逻辑用来通过PON发送和接收数据，同样还被可菊环连接的ONU 700-2(以及可能在可菊环连接的ONU 700-2以下菊环连接的其它可菊环连接的0NU)使用。 可菊环连接的ONU 700-N的光收发器可以被它的ONU逻辑用来通过PON发送和接收数据。
同样应该注意，光收发器在图7中的可菊环连接的ONU中的位置还可以位于其它可菊环连接的ONU中，而不受限于图示实施例。5.具有附加多向逻辑的用于MDU的可菊环连接的ONU
图9是根据本发明实施例的可菊环连接的MDU ONU 900以及包含在其中的具有附加的双向通信功能的MUX模块920的进一步实施细节的框图。具体地，MDU ONU 900包括与图 4B所示MDU ONU 400相似的结构。这两种MDU ONU之间唯一的区别是发射端mux 430和接收端mux 435都具有一个附加输入，以便提供以下将要详细描述的双向通信功能。在图4B所示MDU ONU 400中，mux模块420能够直接从连接到它的顶部i/o (即连接到i/o 460和465)的MDU ONU接收通过PON接收的数据。Mux模块420不能直接从连接到它的底部i/o (即连接到i/o 440和480)的MDU ONU接收通过PON接收的数据。在 MDU ONU 900中，mux模块920能够直接从连接到它的顶部i/o以及连接到它的底部i/o的 MDU ONU接收通过PON接收的数据。更具体地说，mux模块920可以直接通过接收总线输入 (D-D465从连接到它的顶部i/o的MDU ONU接收通过PON接收的数据，并可以直接通过接收总线输入(D-2) 940从连接到它的底部i/o的MDU ONU接收通过PON接收的数据，其中 D-I和D-2的接收方向不同。此外，在图4B所示的MDU ONU 400中，mux模块420能够直接发射通过PON接收的数据给连接到它的底部i/o (即连接到i/o 460和465)的MDU 0NU。Mux模块420不能直接发射通过PON接收的数据给连接到它的顶部i/o (即连接到i/o 440和580)的MDU 0NU。在MDU ONU 900中，mux模块920能够直接发射通过PON接收的数据给连接到它的顶部i/o以及连接到它的底部i/o的MDU 0NU。更具体地说，mux模块920可以通过接收总线输出(D-2)930将通过PON接收的数据直接发射给连接到它的顶部i/o的MDU 0NU，并可以通过接收总线输出(D-l)480将通过PON接收的数据直接发射给连接到它的底部i/o的MDU 0NU，其中D-I和D-2的发射方向不同。 在如图4B所示的MDU ONU 400中，mux模块420能够直接发射用于最终通过PON 发射的数据给连接到它的顶部i/o (即连接到i/o 460和465)的MDU 0NU。Mux模块420 不能直接发射用于最终通过PON发射的数据给连接到它的底部i/o (即连接到i/o 440和 580)的MDU 0NU。在MDU ONU 900中，mux模块920能够直接发射用于最终通过PON发射的数据给连接到它的顶部i/o以及连接到它的底部i/o的MDU 0NU。更具体地说，mux模块 920可以通过发射总线输入(D-I) 460将用于最终通过PON发射的数据直接发射给连接到它的顶部i/o的MDU 0NU,并可以通过发射总线输出(D-2)960将用于最终通过PON发射的数据直接发射给连接到它的底部i/o的MDU 0NU，其中D-I和D-2的发射方向不同。
此外，在图4B所示MDU ONU 400中，mux模块420能够直接从连接到它的顶部i/o (即连接到i/o 460和465)的MDU ONU接收用于最终通过PON发射的数据。Mux模块420 不能直接从连接到它的底部i/o (即连接到i/o 440和580)的MDU ONU接收用于最终通过 PON发射的数据。在MDU ONU 900中，mux模块920能够直接从连接到它的顶部i/o以及连接到它的底部i/o的MDU ONU接收用于最终通过PON发射的数据。更具体地说，mux模块 920可以直接通过发射总线输入(D-2) 950从连接到它的顶部i/o的MDU ONU接收用于最终通过PON发射的数据，并可以直接通过发射总线输入(D-l)440从连接到它的底部i/o的 MDU ONU接收用于最终通过PON发射的数据，其中D-I和D-2的发射方向不同。
图10是根据本发明实施例的可菊环连接的MDU ONU 1000以及包含在其中的具有附加的双向通信功能的MUX模块1020的进一步实施细节的另一框图。具体地，MDU ONU 1000包括与图9所示MDU ONU 900相似的结构。这两种MDU ONU之间唯一的区别是MDU ONU 1000在MUX模块1020中具有两个附加的定向mux模块1030和1040，以便减少MDU ONU 1000的输入和输出的数量。下面将要描述的这两个附加的定向mux模块1030和1040被配置为选择D-I i/o或D-2 i/o。更具体地说，定向mux模块1030被配置为选择接收总线输出(D-1) 480和发射总线输入(D-I) 490，或者选择接收总线输入(D-2) 940和发射总线输出(D-2) 960。定向mux 模块1030选择的i/o组合称为i/o 1050和1060。同样地，定向mux模块1040被配置为选择接收总线输入(D-I) 465和发射总线输出(D-I) 460，或者选择接收总线输出(D-2) 930 和发射总线输入(D-2) 950。定向mux模块1040选择的i/o组合称为i/o 1070和1080。6.结论
值得注意的是，用于解释权利要求的是具体实施例部分而不是摘要部分。摘要部分可以给出发明人预期的本发明的一个或多个而不是所有示例性实施例，因此，摘要部分不以任何方式限制本发明和权利要求。上述实施例借助了功能性模块来描述特定功能的执行过程及其相互关系。为便于描述，文中对这些功能性模块的边界进行了专门的定义。但只要能够适当执行特定功能及其关系，还可以定义其它边界。上述具体实施例可以揭露本发明的大致特点，使得本领域技术人员不需进行过度实验就能够轻易地修改和/或应用这些具体实施例，而不脱离本发明的范围。因此，根据本发明的教导，这些应用和修改包含在所公开实施例的等效替代的精神和范围内。可以理解的是，本文的措辞或术语是为了描述而不是为了限制，本说明书中的这些措辞或术语可以参照本领域技术人员的解释。本发明的范围不受上述任意一个实施例限制，而由本发明的权利要求及其等同限定。
权利要求
1.一种可菊环连接的光网络单元(0NU)，其特征在于，包括被配置为在终端用户数据和无源光网络(PON)间提供接口的ONU逻辑，所述ONU逻辑包括用于通过PON发射终端用户数据的ONU发射端输出以及用于通过PON接收终端用户数据的ONU接收端输入；光收发器，被配置为将通过PON接收的光信号在PON接收端输出转换为电信号，并将在 PON发射端输入接收的电信号转换为用于通过PON发射的光信号；以及复用器模块，所述复用器模块包括被配置为根据发射端复用器控制信号将发射总线或ONU发射端输出与PON发射端输入连接的发射端复用器；被配置为根据接收端复用器控制信号将接收总线或PON接收端输出与ONU接收端输入连接的接收端复用器。
2.根据权利要求1所述的可菊环连接的0NU，其特征在于，所述ONU逻辑还被配置为控制发射端复用器控制信号和接收端复用器控制信号。
3.根据权利要求2所述的可菊环连接的0NU，其特征在于，所述ONU逻辑被配置为控制发射端复用器控制信号，使得发射端复用器在ONU逻辑正在通过PON发射终端用户数据时将ONU发射端输出与PON发射端输入连接。
4.根据权利要求2所述的可菊环连接的0NU，其特征在于，所述ONU逻辑被配置为控制发射端复用器控制信号，使得发射端复用器在ONU逻辑不正通过PON发射终端用户数据时将发射总线与PON发射端输入连接。
5.根据权利要2所述的可菊环连接的0NU，其特征在于，所述ONU逻辑被配置为控制接收端复用器控制信号，使得接收端复用器在正使用所述光收发器通过PON发射及接收光信号时将PON接收端输出与ONU接收端输入连接。
6.根据权利要求2所述的可菊环连接的0NU，其特征在于，所述ONU逻辑被配置为控制接收端复用器控制信号，使得接收端复用器在没有使用所述光收发器通过PON发射及接收光信号时将接收总线与ONU接收端输入连接。
7.一种可菊环连接的光网络单元(0NU)，其特征在于，包括被配置为在终端用户数据和无源光网络(PON)间提供接口的ONU逻辑，所述ONU逻辑包括用于通过PON发射终端用户数据的ONU发射端输出以及用于通过PON接收终端用户数据的ONU接收端输入；以及复用器模块，所述复用器模块包括被配置为根据发射端复用器控制信号将发射总线或ONU发射端输出与光收发器的PON 发射端输入连接的发射端复用器，其中所述光收发器被配置为将在PON发射端输入接收的电信号转换为用于通过PON发射的光信号；被配置为根据接收端复用器控制信号将接收总线或所述光收发器的PON接收端输出与ONU接收端输入连接的接收端复用器，所述光收发器被配置为将通过PON接收的光信号在PON接收端输出转换为电信号。
8.根据权利要求7所述的可菊环连接的0NU，其特征在于，所述ONU逻辑还被配置为控制发射端复用器控制信号和接收端复用器控制信号。
9.根据权利要求8所述的可菊环连接的0NU，其特征在于，所述ONU逻辑被配置为控制发射端复用器控制信号，使得发射端复用器在ONU逻辑正在通过PON发射终端用户数据时将ONU发射端输出与PON发射端输入连接。
10.根据权利要求8所述的可菊环连接的0NU，其特征在于，所述ONU逻辑被配置为控制发射端复用器控制信号，使得发射端复用器在ONU逻辑不正通过PON发射终端用户数据时将发射总线与PON发射端输入连接。
全文摘要
本发明提供了一种用于多住所单元的可扩展的光网络单元(ONU)结构，它具有低初始成本(或第一端口成本)和低维护成本。由于不断增加的终端用户可以共享单条将所述ONU与无源光网络连接的插入式光纤(dropfiber)，所述ONU结构是可扩展的。所述ONU结构使用复用器模块来允许所述ONU与一个或多个其它ONU组成菊花链。
文档编号H04Q11/00GK102238441SQ20111010397
公开日2011年11月9日 申请日期2011年4月25日 优先权日2010年4月23日
发明者拉吉夫·S·德格赫, 斯亚珈依·T·萨布拉玛尼安, 格伦·克雷默, 爱德华·维尼·博伊德, 瑞安·埃德加·赫斯, 瓦发·C·莫伊兹, 罗宾·C·格林德利 申请人:美国博通公司