JP4920888B2 - イーサネット（登録商標）フレーム前方誤り訂正の初期化及びオートネゴシエーションの方法 - Google Patents

Description

本発明は、パッシブ光ネットワークに関し、より詳細には、パッシブ光ネットワークにおいて、前方誤り訂正の初期化およびオートネゴシエーションを実行する方法に関する。

光ファイバーリンクは、広範囲にわたる経済的展開と高帯域通信とを組み合わせるという、サービスプロバイダーの要求を最も良く満たすことができるものである。光ファイバーは、長距離ネットワークの基幹回線を引き継ぎ、大都市圏において展開されつつある。しかし、アクセスネットワークは、終点が多数存在するため、長距離ネットワーク及び都市圏ネットワークにおいて使用されるSONETやDWDMとは異なるネットワークトポロジーが必要となる。電話局側の光ライン端局装置（ＯＬＴ）、加入者宅側の光ネットワークユニット（ＯＮＵ)、共有されるファイバー網、及びパッシブ光スプリッターを含むパッシブ光ネットワーク(ＰＯＮ)は、ブロードバンドアクセスネットワークに対して大きな利点を提供する。
数十年間にわたり、イーサネット（登録商標）（IEEE 802.3）、はローカルエリアネットワークにおいて広く使用されてきた。ごく最近では、イーサネット（登録商標）は、パッシブ光ネットワークを含む都市圏及び他の広域の光ネットワークアプリケーションにおいて、頻度を増して使用されてきた。
ギガビットイーサネット（登録商標）及び新規のIEEE 802.3ahプロトコル規格に基づいたイーサネット（登録商標）パッシブ光ネットワーク(ＥＰＯＮｓ)は、ブロードバンドアクセス広域ネットワークを広く経済的に展開するために必要な高容量及び低コストを提供する。
広域ネットワークアプリケーションでは、通信距離が長く、かつ光パワースプリッターが本質的に信号を減衰させるため、信号の減衰及び歪みが著しい。前方誤り訂正(ＦＥＣ)は、信号対ノイズ比が本質的に低い信号に対してビット誤り率を減少させる１つの方法である。ＦＥＣは、物理的チャンネルを通したデジタルシーケンスの送信の一部として、付加的、即ち余剰の符号を使用する符号化技術である。余剰部分が存在するため、誤りが受信信号を破損すると、レシーバーはデータフレームの再送信を要求することなく、その後に誤りを認識し訂正する。ＥＰＯＮｓにおける前方誤り訂正は、「イーサネット（登録商標）ネットワークにおける前方誤り訂正コーディング（Forward Error Correction Coding in Ethernet（登録商標） Networks）」と題する、パッセイヴ リミテッド（Passave Ltd.）（イスラエル、テルアビブ）に譲渡された係属中のＰＣＴ特許出願PCT/IB02/01370に記載されている（本明細書の一部を構成するものとして、本特許出願の内容を援用する）。ＰＣＴ特許出願PCT/IB02/01370は、以下の記載において‘３７０号出願と称する。‘３７０号出願で開示されているように、ＦＥＣの符号化データは、非ＦＥＣのＯＬＴ及びＯＮＵ又はそのいずれか一方により受信される。
現在、新しいＥＰＯＮｓ及び既存のＥＰＯＮｓのアップグレード版にインストールされるＯＬＴｓおよびＯＮＵｓのほとんどは、ＦＥＣ対応のものである。しかし、既にインストールされている装置は、ＦＥＣ対応ではない。通信がビット誤りにより制限されると、ＦＥＣがネットワークの性能を改善するため、ビットレートが不利であっても、ＦＥＣが利用可能であり、必要な場合には、ＦＥＣを使用することが望ましいが、ビットレートが不利であることにより、ＦＥＣが必要でない場合、その使用は望ましくない。従って、ＥＰＯＮにおいては自動的な方法を用いてＯＮＵがインストールされた時に各ＯＮＵから情報を得て、ＦＥＣに対応しているか否か、及びＦＥＣが必要であるか否かを判断してＦＥＣを実行し、ビット誤り率を減少することが望ましい。ＦＥＣが利用できない場合又は必要でない場合には、ＯＬＴとＯＮＵの間の通信は、ＦＥＣ符号化を行うことなくイーサネット（登録商標）フレームを使用する。
PCT/IB02/01370

従って、パッシブ光ネットワークにおいて、前方誤り訂正の初期化とオートネゴシエーションを実行する方法を備えることの必要性が広く認識されており、その方法を備えることは、非常に有利なことでもある。

本発明によれば、光ネットワークユニットを含むイーサネット（登録商標）パッシブ光ネットワークにおいて、前方誤り訂正を開始する方法が提供される。この方法は、（ａ）光ネットワークユニットから前方誤り訂正されたデータを受信した際に、前方誤り訂正されたデータで応答するステップと、（ｂ）光ネットワークユニットから前方誤り訂正されないデータを受信した際には、前方誤り訂正されないデータで応答するステップと、を含む。
本発明によれば、光ライン端局装置を含むイーサネット（登録商標）パッシブ光ネットワークにおいて、前方誤り訂正を開始する方法が提供される。この方法は、（ａ）光ライン端局装置から前方誤り訂正されたデータを受信した際に前方誤り訂正されたデータで応答するステップと、（ｂ）光ライン端局装置から前方誤り訂正されないデータを受信した際には、前方誤り訂正されないデータで応答するステップと、を含む。
本発明によれば、光ネットワークユニットを含むイーサネット（登録商標）パッシブ光ネットワークにおいて、前方誤り訂正を管理する方法が提供される。この方法は、（ａ）光ネットワークユニットからの通信品質を監視することにより、通信の性能指数を決定するステップと、（ｂ）通信の性能指数が不十分であることを検出した場合に、光ネットワークユニットに前方誤り訂正されたデータを送信するステップと、（ｃ）通信の性能指数が十分であることを検出した場合には、光ネットワークユニットに前方誤り訂正されないデータを送信するステップと、を含む。通信の性能指数は、（i）ビット誤り率、（ii）パリティ違反率、（iii）８Ｂ／１０Ｂ符号化違反率、及び（iv）フレーム誤り率のうちの１つであることが好ましい。
本発明によれば、光ライン端局装置を含むイーサネット（登録商標）パッシブ光ネットワークにおいて、前方誤り訂正を管理する方法が提供される。この方法は、（ａ）光ライン端局装置からの通信品質を監視することにより、通信の性能指数を決定するステップと、（ｂ）通信の性能指数が不十分であることを検出した場合には、光ライン端局装置に前方誤り訂正されたデータを送信するステップと、（ｃ）通信の性能指数が十分であることを検出した場合には、光ライン端局装置に前方誤り訂正されないデータを送信するステップと、を含む。通信の性能指数は、（i）ビット誤り率、（ii）パリティ違反率、（iii）８Ｂ／１０Ｂ符号化違反率、及び（iv）フレーム誤り率のうちの１つであることが好ましい。

単なる例示として、添付の図面を参照しつつ本発明を説明する。
本発明は、パッシブ光ネットワークにおいて、前方誤り訂正初期化及びオートネゴシエーションを実行する方法に関する。
本発明の実施形態によれば、新規のＯＮＵ１０５がＥＰＯＮ１０にインストールされると、上述した前方誤り訂正の初期化及びオートネゴシエーションが開始される。
詳細には、ＦＥＣ符号化に対応するネットワーク設備（例えばＯＬＴ、ＯＮＵｓ）ばかりでなく、同一のＥＰＯＮ内で同時にＦＥＣ符号化に対応しないネットワーク設備にも自動的に対応するように、本発明を使用することができる。前記ＥＰＯＮは、各ＯＮＵを自動的に初期化し、ＯＮＵのＦＥＣ符号化能力及びＯＮＵとの通信品質により各ＯＮＵを登録する。通信品質の向上に適切な場合には、ＦＥＣ符号化を実行する。
パッシブ光ネットワークにおいて、前方誤り訂正初期化及びオートネゴシエーションを実行する本発明による方法の原則及び操作は、図面及び本願の記載内容を参照することにより、一層理解を深めることができる。
図面を参照すると、図１は、本発明によるイーサネット（登録商標）のパッシブ光ネットワーク（ＥＰＯＮ）１０を示す。ＥＰＯＮ１０は、電話局に位置する光ライン端局装置（ＯＬＴ）１０３を含む。ＯＬＴ１０３は、光通信ケーブル１０９に沿って「ダウンリンク」通信信号としてイーサネット（登録商標）通信フレームを送信する；ダウンリンクの方向は、矢印１１３によって示される。ダウンリンク信号は、パッシブ光スプリッター１０７により受動的に分割される。ダウンリンク信号（光学的分割によりこの段階では本質的に減衰している）は、光ファイバーアクセスケーブル１１５によって光ネットワークユニット（ＯＮＵ）１０５に送信される。「アップリンク」信号は、光ファイバーアクセスケーブル１１５に沿って各ＯＮＵ１０５から送信される。パッシブ光スプリッター１０７は、アップリンク信号を結集する；結集されたアップリンク信号は、適度に減衰され、矢印１１１によって示すアップリンク方向において光通信ケーブル１０９によりＯＬＴ１０３に送信される。

図２は、本発明の実施形態による初期化プロセスのフローチャートである。ＦＥＣ符号化を行うことの可能なＯＮＵ１０５がＥＰＯＮ１０に追加される。ＯＮＵ１０５は、ＥＰＯＮ１０のＯＬＴ１０３からデータを受信する。ＯＬＴ１０３から受信したデータがＦＥＣ符号化されたデータである場合、ＯＮＵ１０５は、ＯＬＴ１０３に符号化データを送信する（ステップ２０５）。ＯＬＴ１０３から受信したデータがＦＥＣ符号化されていないデータである場合、ＯＮＵ１０５は、ＯＬＴ１０３に非符号化データを送信する（ステップ２０３）。
図３は、本発明の実施形態による初期化及びオートネゴシエーションプロセスのフローチャートである。ＦＥＣ符号化能力を有するＯＬＴ１０３は、ＥＰＯＮ１０のすべてのＯＮＵｓ１０５にＦＥＣ符号化データを送信する。各ＯＮＵ１０５は、それぞれ、そのＦＥＣ能力と通信品質とによって、図２で示すプロセスのように、ＦＥＣ符号化データ（ステップ３０５）又は非ＦＥＣ符号化データ（ステップ３０３）のいずれかで応答する。非ＦＥＣ符号化データを受信した場合には、ＯＬＴ１０３は、その後に非ＦＥＣ符号化データで応答する（ステップ３０７）。ＯＬＴ１０３がＯＮＵ１０５からＦＥＣ符号化データを受信した場合(ステップ３０５)には、ＯＬＴ１０３は、その後にＯＮＵ１０５からの通信品質を監視することにより応答する（ステップ３０９）。ＯＬＴ１０３は、本文中にも援用している‘３７０号特許出願に開示されているように、ＯＬＴ１０３が受信したイーサネット（登録商標）データフレーム中の論理リンク識別番号（ＬＬＩＤ）によりＯＮＵ１０５を識別する。ＯＬＴ１０３は、ＯＮＵ１０５との通信に対する性能指数を決定することにより（例えば、ビットエラー、パリティ違反、８Ｂ／１０Ｂ符号化違反、及びフレームエラー等に基づいて）監視を行う。前記性能指数を使用して、ＯＮＵ１０５からの通信品質を向上させるためにＦＥＣ符号化の必要性が決定される（決定ブロック３１１）。ＦＥＣ符号化が必要でない場合には、ＯＬＴ１０３は、その後ＯＮＵ１０５に非ＦＥＣ符号化データを送信することによって応答し（ステップ３１３）、データリンクの処理能力を向上させる。ＦＥＣ符号化が必要な場合には、ＯＬＴ１０３は、ＯＮＵ１０５にＦＥＣ符号化データを送信することによって、その後応答する（ステップ３１５）。

図４は、本発明の別の実施形態による初期化及びオートネゴシエーションプロセスのフローチャートである。ＦＥＣ符号化能力を有するＯＬＴ１０３は、ＥＰＯＮ１０のすべてのＯＮＵｓ１０５に非ＦＥＣ符号化データを送信する(ステップ４０１)。ＯＮＵｓ１０５は、それぞれＯＬＴ１０３に非ＦＥＣ符号化データで応答する(ステップ４０３)。ＯＬＴ１０３は、図３に示す実施形態のように、ＯＬＴ１０３に対する全てのＯＮＵ１０５ｓからの通信をそれぞれ監視し、各ＯＮＵ１０５の通信の性能指数を決定する。ＯＮＵ１０５の性能指数が十分な場合、次にＯＬＴ１０３は、非ＦＥＣデータ４０５でＯＮＵ１０５に応答する。ＯＮＵ１０５の性能指数が十分でない場合、ＯＬＴ１０３は、その後ＦＥＣ符号化データでＯＮＵ１０５に応答する(ステップ４０７)。ＦＥＣ符号化データを受信すると、ＦＥＣ符号化能力を有するＯＮＵ１０５は、ＦＥＣ符号化データで応答する(ステップ４１３)。ＦＥＣ符号化データを受信すると、ＦＥＣ符号化能力のないＯＮＵ１０５は、その後非ＦＥＣ符号化データで応答する(ステップ４０９)。ＦＥＣ符号化データを受信すると、ＯＬＴ１０３は、その後ＦＥＣ符号化データで応答する(ステップ４１７)。非ＦＥＣ符号化データを受信すると、ＯＬＴ１０３は、非ＦＥＣ符号化データで応答する(ステップ４１５)。
図５は、本発明のさらに別の実施形態による初期化及びオートネゴシエーションプロセスのフローチャートである。ＯＮＵ１０５は、ＯＬＴ１０３からデータを受信する(ステップ２０１)。受信したデータが非ＦＥＣ符号化データである場合、ＯＮＵ１０５は、非ＦＥＣ符号化データで応答する(ステップ２０３)。しかし、ＯＮＵ１０５の受信したデータがＦＥＣ符号化データである場合(ステップ５０３)には、ＯＮＵ１０５は、受信データを監視し、ＯＬＴ１０３からの通信の性能指数を決定する。性能指数が十分である場合、ＯＮＵ１０５は、その後非ＦＥＣ符号化データで応答する(ステップ５０７)。性能指数が十分でない場合、ＯＮＵ１０５は、その後ＦＥＣ符号化データで応答する(ステップ５０５)。
限られた数の実施形態に関して本発明を説明してきたが、本発明における種々変形、変更、他の用途における適用が可能であることを理解されたい。

本発明により使用されるパッシブ光ネットワークの概略図。 光ネットワークユニット(ＯＮＵ)が前方誤り訂正能力を有する場合の初期化プロセスを示す本発明の実施形態のフローチャート。 前方誤り訂正の初期化を示す本発明の実施形態のフローチャート。 前方誤り訂正の初期化を示す本発明の別の実施形態のフローチャート。 前方誤り訂正の初期化を示す本発明のさらに別の実施形態のフローチャート。

符号の説明

１０ ＥＰＯＮ、１０３ 光ライン端局装置（ＯＬＴ）、１０５ 光ネットワークユニット（ＯＮＵ）、１０７ パッシブ光スプリッター、１０９ 光通信ケーブル、１１５ 光ファイバーアクセスケーブル。

Claims (2)

1. イーサネット（登録商標）パッシブ光ネットワークにおいて、前方誤り訂正を開始する方法であって、
   （ａ）光ライン端局装置の共有されるアクセスファイバーを通して、複数の光ネットワークユニットから、前方誤り訂正されたデータを含むフレームおよび前方誤り訂正されていないデータを含むフレームを受信するステップと、
   （ｂ）前記受信されたフレームから読み取られたリンク識別情報に基づいて前記フレームを初期化した光ネットワークユニットの識別を決定するステップと、
   （ｃ）前記フレームが前記前方誤り訂正されたデータを含む場合に、その後、前記光ネットワークユニットへ前記前方誤り訂正されたデータで応答するステップと、
   （ｄ）前記フレームが前記前方誤り訂正されていないデータを含む場合に、その後、前記光ネットワークユニットへ前記前方誤り訂正されていないデータで応答するステップと、を含み、
   前記前方誤り訂正されたデータでその後に応答するステップが、前記少なくとも１つの光ネットワークユニットへ前方誤り訂正され保護されたフレームを送るために送信状態を変更することを含み、
   前記前方誤り訂正されないデータでその後に応答するステップが、前記少なくとも１つの光ネットワークユニットへ前方誤り訂正されない保護されたフレームを送るために送信状態を変更することを含む方法。
2. イーサネット（登録商標）パッシブ光ネットワークにおいて、前方誤り訂正を開始する方法であって、
   （ａ）光ネットワークユニットの光ファイバーを通して、光ライン端局装置から、前方誤り訂正されたデータを含むフレームおよび前方誤り訂正されていないデータを含むフレームを受信するステップと、
   （ｂ）前記受信されたフレームから読み取られたリンク識別情報に基づいて前記フレームが前記光ネットワークユニットに割り当てられていることを決定するステップと、
   （ｃ）前記フレームが前記前方誤り訂正されたデータを含む場合に、その後、前記光ライン端局装置へ前記前方誤り訂正されたデータで応答するステップと、
   （ｄ）前記フレームが前記前方誤り訂正されていないデータを含む場合に、その後、前記光ライン端局装置へ前記前方誤り訂正されていないデータで応答するステップと、を含み、
   前記前方誤り訂正されたデータでその後に応答するステップが、前記光ライン端局装置へ前方誤り訂正され保護されたフレームを送るために送信状態を変更することを含み、
   前記前方誤り訂正されないデータでその後に応答するステップが、前記光ライン端局装置へ前方誤り訂正されない保護されたフレームを送るために送信状態を変更することを含む方法。

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