ОПТИЧЕСКОЕ ЛИНЕЙНОЕ ТЕРМИНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ЕГО РАБОТЫ
OPTICAL LINE TERMINAL DEVICE AND IMPLEMENTATION METHOD THEREOF

Область техники
Настоящее изобретение относится к области пассивной оптической сети (PON; passive optical network), а более конкретно к оптическому линейному терминальному устройству (OLT; optical line terminal) и способу его работы.
Предпосылки создания изобретения
Система пассивной оптической сети (PON; passive optical network) является чистой медиасетью, в которой одновременно устраняются электромагнитные помехи от внешних устройств и эффекты от разрядов молнии, а также снижается интенсивность отказов линий и внешних устройств, она имеет характеристики высокой системной надежности, экономит ресурсы волокна, имеет низкие эксплуатационные расходы, является прозрачной для сетевого протокола и является технологией, которую телекоммуникационная сервисная служба хотела иметь с давних пор. Существующая типовая организация сети на базе пассивной оптической системы показана на фиг. 1.
Устройство OLT является устройством центральной станции в системе PON и представляет собой мультисервисную платформу, которая одновременно поддерживает IP услуги и традиционные услуги с временным разделением каналов (TDM; time division multiplexing). Устройство OLT располагается на границе региональной сети или на выходе сети коллективного доступа и соответствующим образом объединяет и пересылает услуги доступа в сеть IP. Устройство может соединяться с множеством оптических сетевых блоков (ONU; optical network unit) на другом конце через оптическую распределительную сеть (ODN; optical distribution network) для осуществления передачи пользовательских данных. Устройство использует порт PON для соединения с портом PON удаленного блока ONU через сеть ODN, чтобы производить передачу и обмен информацией между блоками OLT и ONU, взаимодействовать с центральной станцией через электрический порт 10/100/1000 Мбит/с (RJ45) или оптический порт 1000 Мбит/с (SFP или GBIC) и выполнять обмен информацией между OLT и устройством более высокого уровня. Существующая структура системы OLT показана на фиг. 2. Устройство включает плату услуг (т.е. линейную плату PON), плату управления коммутацией (т.е. главную плату управления), объединительную плату, магистральную плату, источник питания и вентилятор. Исходящая услуга подвергается различной обработке по протоколу PON, обработке сообщений и управлению трафиком через линейную плату PON и затем передается на плату управления коммутацией (главная плата управления). Плата управления коммутацией управляет связью между линейными платами и управляет передачей исходящего порта каждой линейной платы. Пропускная способность платы управления коммутацией определяет емкость и уровень интеграции стандартного устройства OLT.
Функциональные возможности "тройной услуги" уже являются главным доводом при решении вопроса, имеет ли жизнеспособность новая технология доступа, для предотвращения ситуации, когда в доме пользователя устанавливается три сети, обеспечивающие передачу данных, телефонию и телевидение при подключении стандартной жилой сетевой структуры к новой сети доступа, что приводит к дублированию оборудования и растрачиванию ресурсов, а также для упрощения управления сетью, снижения затрат на обслуживание и внедрения все большего числа производных дополнительных услуг, таких как телетекст, передача речи по протоколу IP (VOIP; Voice over Internet Protocol), видеопочта, игры онлайн, и чтобы в полной мере расширить диапазон услуг. Но сетевое устройство доступа, в особенности оптический линейный терминал (OLT), имеет большое разнообразие видов производных плат при постоянном процессе модернизации, тогда как число слотов в одном устройстве и коммутационная емкость ограничены, что приводит к трудности при дальнейшем увеличении уровня интеграции устройства; кроме того, различные платы не могут полностью использовать пропускную способность слота и всю коммутационную емкость, в то же время невостребованная пропускная способность не может быть распределена на другие интерфейсы, что приводит к ограничению режимов доступа; причем каждый раз модернизация и наращивание сети вызывают замену огромного числа плат и даже замену устройства целиком, вследствие чего подготовка модернизации занимает продолжительное время, а производственные затраты и эксплуатационные расходы для устройства являются высокими.
Сущность изобретения
Целью настоящего изобретения является устройство OLT и способ его работы для обеспечения тройной услуги устройством OLT на базе пассивной оптической сети PON.
Устройство OLT в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения включает интерфейсный блок и устройство обработки услуг, при этом:
интерфейсный блок конфигурируют так, чтобы: принимать данные в формате Ethernet, передаваемые устройством обработки услуг, осуществлять протокольную обработку принятых данных в формате Ethernet, конвертировать данные после протокольной обработки в сигнал передачи, соответствующий интерфейсу передачи, и затем пересылать сигнал передачи во внешнее устройство; а также принимать данные сообщений, посылаемых внешним устройством, конвертировать данные сообщений для протокольной обработки в соответствии с устройством обработки услуг, конвертировать сигнал после протокольной обработки в данные в формате Ethernet и пересылать эти данные в устройство обработки услуг;
устройство обработки услуг конфигурируют так, чтобы: выполнять обработку услуг на данных, передаваемых интерфейсным блоком, и пересылать обработанные данные в интерфейсный блок.
В предпочтительном варианте устройство обработки услуг в указанном выше терминальном устройстве реализуется коммутатором Ethernet.
В предпочтительном варианте устройство обработки услуг в указанном выше терминальном устройстве включает базовую область, объединительную область, область электропитания и вентиляторную область, при этом:
базовую область конфигурируют так, чтобы: выполнять обработку услуг на сигнале, передаваемом интерфейсным блоком, и пересылать обработанный сигнал в интерфейсный блок, а также осуществлять передачу данных между различными услугами через объединительную область.
В предпочтительном варианте базовая часть указанного терминального устройства включает транзитную дочернюю плату, низкоскоростную коммутационную дочернюю плату и высокоскоростную коммутационную дочернюю плату, при этом:
транзитную дочернюю плату конфигурируют так, чтобы: осуществлять связь с каждой коммутационной дочерней платой, при этом коммутационная дочерняя плата включает низкоскоростную коммутационную дочернюю плату и высокоскоростную коммутационную дочернюю плату;
высокоскоростную коммутационную дочернюю плату конфигурируют так, чтобы: выполнять базовую функцию связи между каждой дочерней коммутационной платой и обрабатывать информацию, передаваемую в сообщениях, пересылаемых во внешнее устройство;
низкоскоростную коммутационную дочернюю плату конфигурируют так, чтобы: выполнять инкапсуляцию и преобразование сообщений в объединительной области и осуществлять обмен данными между каждой коммутационной дочерней платой.
В предпочтительном варианте высокоскоростная коммутационная дочерняя плата в указанном терминальном устройстве включает общий коммутационный модуль, общий управляющий модуль, общий тактовый модуль и каскадный модуль связи, при этом:
общий коммутационный модуль конфигурируют так, чтобы: принимать сигнал Ethernet с выхода интерфейсного блока; выполнять операции коммутационной части по модификации и пересылке сообщений, при этом пересылать сообщения, о которых необходимо сообщить системе управления сетью или которые требуется обработать центральным процессором, в общий управляющий модуль через интерфейс Ethernet, определенный в интерфейсном блоке; пересылать сообщения, которые не могут быть обработаны центральным процессором по причине отсутствия локального процессора или если локальный процессор не способен обрабатывать такие сообщения, прямо в общий управляющий модуль; а также пересылать сообщения стандартных услуг в каскадный модуль связи;
общий управляющий модуль конфигурируют так, чтобы: выполнять обработку локальным процессором принятых сообщений, о которых требуется сообщить системе управления сетью или которые требуется обработать центральным процессором; выводить сообщения, которые не могут быть обработаны центральным процессором по причине отсутствия локального процессора или если локальный процессор не способен обрабатывать такие сообщения, прямо в объединительную область посредством инкапсуляции в локальном общем управляющем модуле, а также принимать сообщения с управляющей информацией от объединительной области;
общий тактовый модуль конфигурируют так, чтобы: обрабатывать входной тактовый сигнал, который прошел через интерфейсный блок; обеспечивать формирование и извлечение связанного с каналом тактового сигнала для любых двусторонних интерфейсных сигналов, связанных с коммутационным модулем; а также осуществлять прямую связь с объединительной областью;
модуль каскадной связи конфигурируют так, чтобы: обрабатывать принятые сообщения стандартных услуг и определять информацию, подлежащую передаче в сообщении при пересылке во внешнее устройство.
В предпочтительном варианте низкоскоростная коммутационная дочерняя плата в указанном терминальном устройстве включает локальный коммутационный модуль, локальный управляющий модуль, локальный тактовый модуль и модуль связи между платами, при этом:
локальный коммутационный модуль конфигурируют так, чтобы: принимать сигнал Ethernet с выхода интерфейсного блока; выполнять операции коммутационной части по модификации и пересылке сообщений, при этом пересылать сообщения, о которых необходимо сообщить системе управления сетью или которые требуется обработать центральным процессором, в локальный управляющий модуль через интерфейс Ethernet, определенный в интерфейсном блоке; пересылать сообщения, которые не могут быть обработаны центральным процессором по причине отсутствия локального процессора или если локальный процессор не способен обрабатывать такие сообщения, прямо в локальный управляющий модуль; а также пересылать сообщения стандартных услуг в каскадный модуль связи;
локальный управляющий модуль конфигурируют так, чтобы: выполнять обработку локальным процессором принятых сообщений, о которых необходимо сообщить системе управления сетью или которые требуется обработать центральным процессором; выводить сообщения, которые не могут быть обработаны центральным процессором по причине отсутствия локального процессора или если локальный процессор не способен обрабатывать такие сообщения, прямо в объединительную область посредством инкапсуляции в общем управляющем модуле, а также принимать сообщения с управляющей информацией от объединительной области;
локальный тактовый модуль конфигурируют так, чтобы: обрабатывать входной тактовый сигнал, который прошел через интерфейсный блок; обеспечивать формирование и извлечение связанного с каналом тактового сигнала для любых двусторонних интерфейсных сигналов, связанных с коммутационным модулем; а также осуществлять прямую связь с объединительной областью;
модуль связи между платами конфигурируют так, чтобы: обрабатывать принятые сообщения стандартных услуг; выполнять инкапсуляцию и преобразование сообщений в объединительной области; и пересылать данные в другую низкоскоростную коммутационную дочернюю плату или высокоскоростную коммутационную дочернюю плату в пределах локального устройства.
В предпочтительном варианте интерфейсный блок указанного терминального устройства включает одну или более из следующих интерфейсных дочерних плат:
интерфейсная дочерняя плата EPON (Ethernet passive optical network, пассивная оптическая сеть Ethernet), интерфейсная дочерняя плата GPON (Gigabit passive optical network, гигабитная пассивная оптическая сеть), интерфейсная дочерняя плата 10G GPON (10-гигабитная пассивная оптическая сеть), интерфейсная дочерняя плата 10G EPON (10-гигабитная пассивная оптическая сеть Ethernet), интерфейсная дочерняя плата пассивной оптической сети с ортогональным частотным разделения каналов OFDM-PON (orthogonal frequency division multiplexing passive optical network), интерфейсная дочерняя плата пассивной оптической сети со спектральным разделением каналов WDM-PON (wavelength division multiplexing passive optical network), дочерняя плата электрического интерфейса FE (Fast Ethernet, быстрая сеть Ethernet), дочерняя плата фотоэлектрического интерфейса GE (Gigabit Ethernet, гигабитная сеть Ethernet), дочерняя плата интерфейса E1, дочерняя плата интерфейса T1, дочерняя плата оптического порта STM-1, дочерняя плата оптического порта STM-4, дочерняя плата последовательного порта RS232 и дочерняя плата интерфейса BITS.
В предпочтительном варианте в вышеуказанном терминальном устройстве множество низкоскоростных коммутационных дочерних плат и высокоскоростных коммутационных дочерних плат в базовой области виртуализируют в одну коммутационную дочернюю плату для использования.
В предпочтительном варианте в вышеуказанном терминальном устройстве множество высокоскоростных коммутационных дочерних плат в базовой области включают каскадно для использования.
В варианте осуществления настоящего изобретения также раскрывается способ работы оптического линейного терминального устройства, который включает:
в интерфейсном блоке оптического линейного терминального устройства прием данных сообщений, пересылаемых внешним устройством, преобразование данных сообщений для протокольной обработки, соответствующей устройству обработки услуг в оптическом линейном терминальном устройстве, преобразование сигнала после протокольной обработки в данные в формате Ethernet и передачу этих данных в устройство обработки услуг;
в устройстве обработки услуг выполнение обработки услуг на данных, передаваемых интерфейсным блоком, и передачу обработанных данных в интерфейсный блок в формате Ethernet;
в интерфейсном блоке прием данных в формате Ethernet, передаваемых устройством обработки услуг, выполнение протокольной обработки принятых данных в формате Ethernet, преобразование данных после протокольной обработки в сигнал передачи, соответствующий интерфейсу передачи, и затем передачу этого сигнала во внешнее устройство.
В предпочтительном варианте в указанном выше способе устройство обработки услуг реализуется коммутатором Ethernet.
В предпочтительном варианте в указанном выше способе устройство обработки услуг включает базовую область, объединительную область, область электропитания и вентиляторную область, при этом:
базовая область выполняет обработку услуг на сигнале, передаваемом интерфейсным блоком, передает обработанный сигнал в интерфейсный блок и осуществляет передачу данных между различными услугами через объединительную область.
В предпочтительном варианте в указанном выше способе базовая область включает транзитную дочернюю плату, низкоскоростную коммутационную дочернюю плату и высокоскоростную коммутационную дочернюю плату, при этом:
транзитная дочерняя плата осуществляет связь с каждой коммутационной дочерней платой, при этом коммутационная дочерняя плата включает низкоскоростную коммутационную дочернюю плату и высокоскоростную коммутационную дочернюю плату;
высокоскоростная коммутационная дочерняя плата выполняет базовую функцию связи между каждой дочерней коммутационной платой и обрабатывает информацию, передаваемую в сообщениях, пересылаемых во внешнее устройство;
низкоскоростная коммутационная дочерняя плата выполняет инкапсуляцию и преобразование сообщений в объединительной области и осуществляет обмен данными между каждой коммутационной дочерней платой.
В предпочтительном варианте в указанном выше способе высокоскоростная коммутационная дочерняя плата включает общий коммутационный модуль, общий управляющий модуль, общий тактовый модуль и каскадный модуль связи, при этом:
общий коммутационный модуль принимает сигнал Ethernet с выхода интерфейсного блока; выполняет операции коммутационной части по модификации и пересылке сообщений, при этом пересылает сообщения, о которых необходимо сообщить системе управления сетью или которые требуется обработать центральным процессором, в общий управляющий модуль через интерфейс Ethernet, определенный в интерфейсном блоке; пересылает сообщения, которые не могут быть обработаны центральным процессором по причине отсутствия локального процессора или если локальный процессор не способен обрабатывать такие сообщения, прямо в общий управляющий модуль; а также пересылает сообщения стандартных услуг в каскадный модуль связи;
общий управляющий модуль выполняет обработку локальным процессором принятых сообщений, о которых требуется сообщить системе управления сетью или которые требуется обработать центральным процессором; выводит сообщения, которые не могут быть обработаны центральным процессором по причине отсутствия локального процессора или если локальный процессор не способен обрабатывать такие сообщения, прямо в объединительную область посредством инкапсуляции в локальном общем управляющем модуле, а также принимает сообщения с управляющей информацией от объединительной области;
общий тактовый модуль обрабатывает входной тактовый сигнал, который прошел через интерфейсный блок; обеспечивает формирование и извлечение связанного с каналом тактового сигнала для любых двусторонних интерфейсных сигналов, связанных с коммутационным модулем; а также осуществляет прямую связь с объединительной областью;
каскадный модуль связи обрабатывает принятые сообщения стандартных услуг и определяет информацию, подлежащую передаче в сообщениях при их пересылке во внешнее устройство.
В предпочтительном варианте в указанном выше способе низкоскоростная коммутационная дочерняя плата включает локальный коммутационный модуль, локальный управляющий модуль, локальный тактовый модуль и модуль связи между платами, при этом:
локальный коммутационный модуль принимает сигнал Ethernet с выхода интерфейсного блока; выполняет операции коммутационной части по модификации и пересылке сообщений, при этом пересылает сообщения, о которых необходимо сообщить системе управления сетью или которые требуется обработать центральным процессором, в локальный управляющий модуль через интерфейс Ethernet, определенный в интерфейсном блоке; пересылает сообщения, которые не могут быть обработаны центральным процессором по причине отсутствия локального процессора или если локальный процессор не способен обрабатывать такие сообщения, прямо в локальный управляющий модуль; а также пересылает сообщения стандартных услуг в каскадный модуль связи;
локальный управляющий модуль выполняет обработку локальным процессором принятых сообщений, о которых требуется сообщить системе управления сетью или которые требуется обработать центральным процессором; при этом выводит сообщения, которые не могут быть обработаны центральным процессором по причине отсутствия локального процессора или если локальный процессор не способен обрабатывать такие сообщения, прямо в объединительную область посредством инкапсуляции в локальном общем управляющем модуле, а также принимает сообщения с управляющей информацией от объединительной области;
локальный тактовый модуль обрабатывает входной тактовый сигнал, который прошел через интерфейсный блок, осуществляет формирование и извлечение связанного с каналом тактового сигнала для любых двусторонних интерфейсных сигналов, связанных с коммутационным модулем, и поддерживает прямую связь с объединительной областью;
модуль связи между платами обрабатывает принятые сообщения стандартных услуг, осуществляет инкапсуляцию и преобразование сообщений в объединительной области и передает данные в другую низкоскоростную коммутационную дочернюю плату или высокоскоростную коммутационную дочернюю плату в пределах локального устройства.
В предпочтительном варианте в указанном выше способе множество низкоскоростных коммутационных дочерних плат и высокоскоростных коммутационных дочерних плат в базовой области виртуализируют в одну коммутационную дочернюю плату для использования.
В предпочтительном варианте в указанном выше способе множество высокоскоростных коммутационных дочерних плат в базовой области включают каскадно для использования.
Техническое решение настоящей заявки обеспечивает модульное базовое интегрированное устройство OLT и способ его работы, обеспечивает миниатюризацию и модульность в устройстве OLT и закладывает основу для обеспечения тройной услуги на базе сети PON.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 показана блок-схема типовой организации сети в системе PON.
На фиг. 2 показана блок-схема структуры существующего устройства OLT.
На фиг. 3 показана блок-схема устройства OLT в соответствии с вариантом осуществления.
На фиг. 4 показана блок-схема осуществления устройства OLT в соответствии с вариантом осуществления.
На фиг. 5 показана блок-схема интерфейсной дочерней платы в устройстве OLT в соответствии с вариантом осуществления.
На фиг. 6 показана блок-схема коммутационной дочерней платы в устройстве OLT в соответствии с вариантом осуществления.
Предпочтительные варианты осуществления изобретения
Далее подробно описывается техническое решение настоящего изобретения в сопровождении чертежей. Необходимо отметить, что при отсутствии конфликта варианты осуществления и признаки вариантов осуществления могут произвольно комбинироваться друг с другом.
Первый вариант осуществления
Настоящее изобретение обеспечивает оптическое линейное терминальное устройство, включающее по меньшей мере интерфейсный блок и устройство обработки услуг, при этом:
интерфейсный блок принимает данные в формате Ethernet, передаваемые устройством обработки услуг, производит протокольную обработку принятых данных в формате Ethernet, конвертирует данные после протокольной обработки в сигнал передачи, соответствующий интерфейсу передачи, и затем передает этот сигнал во внешнее устройство, а также принимает данные сообщений, передаваемых внешним устройством, конвертирует данные сообщений для протокольной обработки, соответствующей устройству обработки услуг, конвертирует сигнал после протокольной обработки в данные в формате Ethernet и передает эти данные в устройство обработки услуг;
в связи с этим интерфейсный блок может включать одну или более из следующих дочерних плат:
интерфейсная дочерняя плата EPON, интерфейсная дочерняя плата GPON, интерфейсная дочерняя плата 10G GPON, интерфейсная дочерняя плата 10G EPON, интерфейсная дочерняя плата OFDM-PON, интерфейсная дочерняя плата WDM-PON, дочерняя плата электрического интерфейса FE, дочерняя плата фотоэлектрического интерфейса GE, дочерняя плата интерфейса E1, дочерняя плата интерфейса T1, дочерняя плата оптического порта STM-1, дочерняя плата оптического порта STM-4, дочерняя плата последовательного порта RS232 и дочерняя плата интерфейса BITS и т.п.
В предпочтительном варианте каждая интерфейсная дочерняя плата в интерфейсном блоке может использовать одинаковый или равно пропорциональный размер инкапсуляции и соединяется с устройством обработки услуг через унифицированную форму интерфейса. При этом каждая интерфейсная дочерняя плата, использующая одинаковый или равно пропорциональный размер инкапсуляции, должна облегчить подготовку, производство и технологию, что обеспечивает гибкость при замене и обслуживании в процессе использования. Например, дочерняя плата фотоэлектрического интерфейса GE заменяется дочерней платой оптического порта STM-1 с физическими размерами, которые остаются неизменными, при этом услуги других дочерних плат в интерфейсной области не затрагиваются.
Далее необходимо указать, что в дополнение к вышеуказанным дочерним платам интерфейсный блок может включать одну или более интерфейсных дочерних плат, которые разрабатываются для новых сервисов по такому же принципу и совместимы с существующими интерфейсными дочерними платами, имеющими множество интерфейсных функций.
Устройство обработки услуг главным образом выполняет обработку услуг на сигнале, передаваемом интерфейсным блоком, и пересылает обработанный сигнал в интерфейсный блок. Разумеется, устройство обработки услуг может также обрабатывать внутренние системные сигналы (такие, как внутреннее управляющее сообщение, управляющая сигнализация и т.п.), а также выполнять обработку и пересылку сообщений в доступных транспортных данных, чтобы обеспечивать аппаратную базу для возможности тройной услуги.
При этом конкретная форма осуществления устройства обработки услуг не ограничивается.
Например, это устройство может быть реализовано стандартным коммутатором Ethernet, при этом все виды интерфейсных дочерних плат в интерфейсном блоке поддерживают прямое подключение и отключение в стандартном интерфейсе коммутатора Ethernet.
Кроме того устройство обработки услуг может быть разделено на части, другими словами устройство обработки услуг включает по меньшей мере базовую область, объединительную область, область электропитания и вентиляторную область. В таком случае структура оптического линейного терминального устройства показана на фиг. 3. При этом базовая область выполняет обработку услуг на сигнале, передаваемом интерфейсным блоком, и пересылает обработанный сигнал в интерфейсный блок, а также осуществляет передачу данных между услугами через объединительную область.
Более того устройство OLT, представленное на фиг. 3, может быть также разделено на физические и логические сегменты, где миниатюризованные и модуляризованные компоненты обеспечиваются в каждом сегменте отдельно, при этом структура терминального устройства показана на фиг. 4.
Базовая область включает модуляризованные базовые компоненты, такие как транзитная дочерняя плата, низкоскоростная коммутационная дочерняя плата и высокоскоростная коммутационная дочерняя плата, при этом каждый базовый компонент осуществляет соединение от интерфейсной области до объединительной области.
Транзитная дочерняя плата главным образом взаимодействует с каждой коммутационной дочерней платой с тем, чтобы осуществлять передачу данных с другими дочерними платами в пределах локального устройства.
Высокоскоростную коммутационную дочернюю плату конфигурируют для осуществления базовых функций связи между коммутационными дочерними платами и обработки информации, передаваемой в сообщениях при пересылке на внешнее устройство.
Низкоскоростную коммутационную дочернюю плату конфигурируют для выполнения инкапсуляции и преобразования сообщений в объединительной области с тем, чтобы осуществлять обмен данными между коммутационными дочерними платами.
В предпочтительном варианте множество указанных низкоскоростных/высокоскоростных коммутационных дочерних плат виртуализируется в одну коммутационную дочернюю плату для использования. Поэтому после того как устройство начинает виртуализацию, оно виртуализирует услугу, первоначально разделенную по нескольким коммутационным дочерним платам, в одну коммутационную дочернюю плату для осуществления, при этом процесс обработки и пересылки является таким же, как в локальной сети, что значительно упрощает технологию. После того как устройство начинает виртуализацию, аппаратные ресурсы могут быть распределены между разными коммутационными дочерними платами, в результате одна коммутационная дочерняя плата может использовать оставшуюся коммутационную емкость других коммутационных дочерних плат для пересылки услуг, чтобы повысить эффективность использования ресурсов. После того как устройство начинает виртуализацию, поток трафика также может быть распределен между разными коммутационными дочерними платами для того, чтобы предотвратить прерывание всех услуг, передаваемых по одной коммутационной дочерней плате, которая вышла из строя, в результате чего снижается риск отказа устройства. Кроме того, множество высокоскоростных коммутационных дочерних плат могут включаться каскадно для формирования устройства большей емкости.
Далее указанное выше терминальное устройство описывается более подробно относительно фактических услуг в сети PON.
На фиг. 5 показан принцип действия интерфейсного блока в терминальном устройстве, представленном на фиг. 4. Услуга восходящей линии осуществляет преобразование оптических сигналов в электрические сигналы посредством оптического модуля интерфейсной дочерней платы услуги, затем осуществляет обработку протокола уровня PON MAC посредством чипа PON MAC, затем конвертирует данные в формат Ethernet и пересылает эти данные через интерфейс Ethernet в интерфейсную дочернюю плату услуги на выходе. Интерфейсная дочерняя плата услуги соединяется с низко/высокоскоростной коммутационной дочерней платой, при этом связь между интерфейсными дочерними платами услуг в локальной сети осуществляется внутри коммутационной дочерней платы, тогда как услуга, передаваемая во внешнюю сеть, пересылается через объединительную плату. Точнее говоря, локальная услуга обычно может осуществляться в пределах одной коммутационной дочерней платы, тогда как услуга, пересылаемая во внешнюю сеть, передается в другую коммутационную дочернюю плату для непрерывной обработки в другой сети через объединительную плату, а затем выводится. Если другая коммутационная дочерняя плата находится в этом же устройстве, данные могут пересылаться через объединительную плату; если другая коммутационная дочерняя плата находится в другом устройстве, услуга, передаваемая во внешнюю сеть, сначала пересылается в высокоскоростную коммутационную дочернюю плату в локальном устройстве через объединительную плату, и затем пересылается интерфейсным блоком. Поскольку интерфейсная дочерняя плата в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения использует стандартный интерфейс Ethernet, интерфейсные дочерние платы разных протоколов PON могут связываться с этой коммутационной дочерней платой для совместной обработки. Унифицированный компонент интерфейса поддерживает подключение сетевых устройств PON различных типов, что повышает гибкость устройства. Стандартизированный компонент интерфейса заменяет технологию изготовления интерфейсов различных плат на унифицированную форму дочерней платы, что уменьшает сложность устройства.
На фиг. 6 представлен принцип работы высокоскоростной коммутационной дочерней платы, которая включает общий коммутационный модуль, общий управляющий модуль, общий тактовый модуль и каскадный модуль связи. Принимая общий коммутационный модуль в качестве базового, он принимает сигнал Ethernet, выводимый входной интерфейсной дочерней платой предыдущего этапа, и выполняет операции коммутационной части по модификации и пересылке сообщений. Сообщения, о которых необходимо сообщить системе управления сетью или которые требуется обработать центральным процессором, пересылаются в общий управляющий модуль для выполнения обработки локальным процессором через установленный интерфейс Ethernet GMII (определенная интерфейсная дочерняя плата, такая как дочерняя плата электрического интерфейса FE, указанная программой более высокого уровня), при этом сообщения, которым не требуется локальный процессор или которые локальный процессор не способен обрабатывать, могут быть выведены прямо в объединительную область после инкапсуляции в общем управляющем модуле, в то же время общий управляющий модуль может также принимать сообщения с управляющей информацией от объединительной области. Входной тактовый сигнал пересылается в общий тактовый модуль высокоскоростной коммутационной дочерней платы для обработки сигнала, который прошел через интерфейсную дочернюю плату, причем общий тактовый модуль обеспечивает формирование и извлечение связанного с каналом тактового сигнала любых двусторонних интерфейсных сигналов, связанных с коммутационным модулем, при этом общий тактовый модуль также поддерживает прямую связь с объединительной областью. После того как сообщения стандартных услуг (т.е. любые сообщения, отличающиеся от тех, о которых необходимо сообщить системе управления сетью, которые нужно обработать центральным процессором, которые не могут быть обработаны из-за отсутствия локального процессора или которые локальный процессор не способен обрабатывать) обрабатываются общим коммутационным модулем, они непрерывно пересылаются в каскадный модуль связи для обработки, кроме того, когда каскадный модуль связи обрабатывает принятые сообщения стандартных услуг, он также должен определять информацию, которую нужно передавать в этих сообщениях при пересылке во внешнее устройство.
Низкоскоростная коммутационная дочерняя плата включает локальный коммутационный модуль, локальный управляющий модуль, локальный тактовый модуль и модуль связи между платами и главным образом осуществляет связь и передачу данных между коммутационными дочерними платами, выполняет инкапсуляцию и преобразование сообщений в объединительной области, а также пересылает данные в другую низкоскоростную коммутационную дочернюю плату или высокоскоростную коммутационную дочернюю плату в пределах устройства. Локальный коммутационный модуль принимает сигнал Ethernet с выхода интерфейсного блока и выполняет операции коммутационной части по модификации и пересылке сообщений, пересылает сообщения, о которых требуется сообщить системе управления сетью или которые нужно обработать центральным процессором, в локальный управляющий модуль через интерфейс Ethernet, указанный в интерфейсном блоке, пересылает сообщения, которым не требуется центральный процессор или которые локальный процессор не способен обрабатывать, прямо в локальный управляющий модуль, а также пересылает сообщения стандартных услуг в каскадный модуль связи. Локальный управляющий модуль выполняет обработку локальным процессором принятых сообщений, о которых требуется сообщить системе управления сетью или которые нужно обработать центральным процессором, выводит сообщения, для которых отсутствует локальный процессор или которые локальный процессор не способен обрабатывать, прямо в объединительную область после инкапсуляции этих сообщений в общем управляющем модуле, а также принимает сообщения с управляющей информацией, пересылаемые от объединительной области. Локальный тактовый модуль обрабатывает входной тактовый сигнал, который прошел через интерфейсный блок, и обеспечивает формирование и извлечение связанного с каналом тактового сигнала для любых двусторонних интерфейсных сигналов, связанных с коммутационным модулем, а также поддерживает прямую связь с объединительной областью. Модуль связи между платами обрабатывает все принятые сообщения стандартных услуг, выполняет преобразование и инкапсуляцию сообщений в объединительной области и пересылает данные в другую низкоскоростную коммутационную дочернюю плату или высокоскоростную коммутационную дочернюю плату в пределах локального устройства.
Помимо этого интегрированное устройство OLT в соответствии с настоящим изобретением предназначено также для обеспечения независимой объединительной области, включающей одну объединительную плату, которая обеспечивает обмен данными, передачу управляющей информации и передачу тактового сигнала в базовой области. Область интеллектуального электропитания включает две дочерние платы электропитания для поддержки основного и резервного электропитания, работающих одновременно, при этом основной и резервный коммутаторы незаметны для других разделов. Гибкая вентиляционная область включает множество вентиляторных дочерних плат различных типов, которые используются для обеспечения различных способов охлаждения в различных разделах.
Второй вариант осуществления
Данный вариант осуществления предлагает способ работы оптического линейного терминального устройства, при этом данный способ включает следующие шаги:
в интерфейсном блоке оптического линейного терминального устройства прием данных сообщений, передаваемых внешним устройством, преобразование данных сообщений для протокольной обработки, соответствующей устройству обработки услуг в оптическом линейном терминальном устройстве, преобразование сигнала после протокольной обработки в данные в формате Ethernet и передачу этих данных в устройство обработки услуг;
в устройстве обработки услуг выполнение обработки услуг на данных, передаваемых интерфейсным блоком, и передачу обработанных данных в формате Ethernet в интерфейсный блок;
в интерфейсном блоке прием данных в формате Ethernet, передаваемых устройством обработки услуг, выполнение протокольной обработки принятых данных в формате Ethernet, преобразование данных после протокольной обработки в сигнал передачи, соответствующий интерфейсу передачи, и затем передачу сигнала во внешнее устройство.
При этом устройство обработки может быть реализовано коммутатором Ethernet.
Вышеуказанное устройство обработки услуг может быть реализовано также другими способами, например оно включает базовую область, объединительную область, область электропитания и вентиляторную область, при этом:
базовая область осуществляет обработку услуг на сигнале, передаваемом интерфейсным блоком, передает обработанный сигнал в интерфейсный блок и осуществляет передачу данных между услугами через объединительную область;
в частности, базовая область включает транзитную дочернюю плату, низкоскоростную коммутационную дочернюю плату и высокоскоростную дочернюю коммутационную плату;
транзитная дочерняя плата осуществляет связь с каждой коммутационной дочерней платой, при этом коммутационная дочерняя плата включает низкоскоростную коммутационную дочернюю плату и высокоскоростную дочернюю коммутационную плату;
высокоскоростная коммутационная дочерняя плата выполняет базовые функции связи между коммутационными дочерними платами и обрабатывает информацию, передаваемую в сообщениях при пересылке во внешнее устройство;
низкоскоростная коммутационная дочерняя плата выполняет преобразование и инкапсуляцию сообщений в объединительной области и осуществляет обмен данными между коммутационными дочерними платами.
Высокоскоростная коммутационная дочерняя плата включает общий коммутационный модуль, общий управляющий модуль, общий тактовый модуль и каскадный модуль связи, при этом:
общий коммутационный модуль принимает сигнал Ethernet с выхода интерфейсного блока и осуществляет операции коммутационной части по модификации и пересылке сообщений, при этом пересылает сообщения, о которых требуется сообщить системе управления сетью или которые требуется обработать центральным процессором, в общий управляющий модуль через интерфейс Ethernet, определенный в интерфейсном блоке, пересылает сообщения, для которых отсутствует локальный процессор или локальный процессор не способен обрабатывать такие сообщения, прямо в общий управляющий модуль и пересылает сообщения стандартных услуг в каскадный модуль связи;
общий управляющий модуль обрабатывает локальным процессором принятые сообщения, о которых необходимо сообщить системе управления сетью или которые требуется обработать центральным процессором, выводит сообщения, которые не могут быть обработаны локальным процессором по причине его отсутствия или локальный процессор не способен обрабатывать такие сообщения, прямо в объединительную область после инкапсуляции этих сообщений в локальном общем управляющем модуле, а также принимает сообщения с управляющей информацией, пересылаемые от объединительной области;
общий тактовый модуль обрабатывает входной тактовый сигнал, проходящий через интерфейсный блок, обеспечивает формирование и извлечение связанного с каналом тактового сигнала для любых двусторонних интерфейсных сигналов, связанных с коммутационным модулем, и осуществляет прямую связь с объединительной областью;
каскадный модуль связи обрабатывает принятые сообщения стандартных услуг и определяет информацию, подлежащую передаче в сообщениях при пересылке во внешнее устройство;
низкоскоростная коммутационная дочерняя плата включает локальный коммутационный модуль, локальный управляющий модуль, локальный тактовый модуль и модуль связи между платами.
Локальный коммутационный модуль принимает сигнал Ethernet с выхода интерфейсного блока и выполняет операции коммутационной части по модификации и пересылке сообщений, при этом пересылает сообщения, о которых необходимо сообщить системе управления сетью или которые требуется обработать центральным процессором, в локальный модуль управления сетью через интерфейс Ethernet, определенный в интерфейсном блоке, пересылает сообщения, для которых отсутствует локальный процессор или локальный процессор не способен обрабатывать такие сообщения, прямо в локальный управляющий модуль и пересылает сообщения стандартных услуг в каскадный модуль связи.
Локальный управляющий модуль обрабатывает локальным процессором принятые сообщения, о которых необходимо сообщить системе управления сетью или которые требуется обработать центральным процессором, выводит сообщения, для которых отсутствует локальный процессор или локальный процессор не способен обрабатывать такие сообщения, прямо в объединительную область после инкапсуляции этих сообщений в локальном общем управляющем модуле, а также принимает сообщения с управляющей информацией от объединительной области.
Локальный тактовый модуль обрабатывает входной тактовый сигнал, проходящий через интерфейсный блок, обеспечивает формирование и извлечение связанного с каналом тактового сигнала для любых двусторонних интерфейсных сигналов, связанных с коммутационным модулем, и осуществляет прямую связь с объединительной областью.
Модуль связи между платами обрабатывает принятые сообщения стандартных услуг, выполняет преобразование и инкапсуляцию сообщений в объединительной области и пересылает данные в другую низкоскоростную коммутационную дочернюю плату или высокоскоростную коммутационную дочернюю плату в пределах локального устройства.
При практических применениях множество низкоскоростных коммутационных дочерних плат и высокоскоростных коммутационных дочерних плат в указанной выше базовой области виртуализируется в одну коммутационную дочернюю плату для использования. При этом множество высокоскоростных коммутационных дочерних плат в базовой области включаются каскадно, чтобы сформировать устройство большей емкости для использования.
Обычному специалисту в данной области будет понятно, что все или некоторые шаги указанного выше способа могут быть осуществлены программой, управляющей соответствующим аппаратным средством, при этом программа может храниться на машиночитаемом носителе информации, таком как ПЗУ, магнитный или оптический диск. В другом варианте все или некоторые шаги указанного выше варианта осуществления могут быть реализованы одной или более интегральными схемами. Соответственно каждый модуль/блок указанного выше варианта осуществления может быть реализован в форме аппаратного или программного функционального модуля. Настоящее изобретение не ограничивается какой-либо конкретной комбинацией аппаратных и программных средств.
Из вышеуказанных вариантов осуществления видно, что по сравнению с существующим уровнем техники техническое решение настоящего изобретения имеет следующие очевидные, характерные и существенные особенности и значительные преимущества:
A) устройство OLT, предлагаемое в настоящей заявке, имеет компоненты стандартизированного интерфейса, обрабатывает и преобразовывает интерфейсы отдельных плат различных типов к форме унифицированной дочерней платы с целью поддержки прямого включения и отключения в стандартном интерфейсе коммутатора Ethernet, что значительно уменьшает сложность устройства;
B) устройство OLT, предлагаемое в настоящей заявке, имеет также модульные интерфейсные компоненты, оно может формировать интерфейсы в соответствии с фактическими потребностями и обеспечивать связь с большим количеством сетевых устройств различных типов, что увеличивает гибкость устройства;
C) устройство OLT, предлагаемое в настоящей заявке, имеет миниатюризованные интерфейсные компоненты, оно может обеспечивать компоненты интерфейсов, число которых в два раза больше максимального количества интерфейсов в существующем устройстве, поддерживает множественный доступ пользователей и увеличивает степень интеграции устройства;
D) устройство OLT, предлагаемое в настоящей заявке, имеет виртуализованные коммутационные компоненты и может виртуализировать множество коммутационных дочерних плат в одну коммутационную дочернюю плату для использования, балансировать нагрузку между коммутационными дочерними платами и существенно увеличивать использование ресурсов;
E) устройство OLT, предлагаемое в настоящей заявке, имеет распределенные коммутационные компоненты, при этом одна коммутационная дочерняя плата может независимо пересылать более 80% локального трафика и позволяет устройству обеспечивать большую пропускную способность для доступа;
F) устройство OLT, предлагаемое в настоящей заявке, имеет сгруппированные коммутационные компоненты и может беспрепятственно осуществлять переход в сеть следующего поколения посредством пересылки данных на базе управления потоком трафика, таким образом эффективно снижая затраты на эксплуатацию устройства;
G) устройство OLT, предлагаемое в настоящей заявке, имеет модульные коммутационные компоненты, и посредством каскадного включения коммутационных компонентов внутри устройства и между устройствами существующие коммутационные компоненты объединяются, что значительно сокращает время подготовки для модернизации и наращивания сети.
Промышленная применимость
В варианте осуществления настоящего изобретения предлагается модульное базовое интегрированное устройство OLT и способ его работы, обеспечивается миниатюризация и модульность компонентов внутри устройства OLT и закладывается основа для обеспечения тройной услуги на базе сети PON.