Un método de hacer funcionar un terminal de usuario de red óptica pasiva,

que comprende:

configurar una condición determinante para entrar en un estado de ahorro para el terminal de usuario de red óptica pasiva;

detectar si el estado del terminal de usuario de red óptica pasiva satisface la condición determinante para entrar en un estado de ahorro, y enviar una petición para entrar en un estado de ahorro a un terminal de línea óptica si se satisface la condición determinante, por parte del terminal de usuario de red óptica pasiva; y

al recibirse una respuesta del terminal de línea óptica aceptando la petición, controlar parte de los módulos internos para entrar en un estado de ahorro y cambiar intermitentemente entre el estado de ahorro y el estado normal, por parte del terminal de usuario de red óptica pasiva

Un método para hacer funcionar un terminal de usuario en una PON y dispositivo terminal de usuario para PON.

Campo del invento

El presente invento se refiere al campo técnico de las redes ópticas pasivas y, en particular, a un método para hacer funcionar un terminal de usuario en una red óptica pasiva y a un terminal de usuario para red óptica pasiva.

Antecedentes del invento

En las redes de acceso de banda ancha a escala cada vez mayor, la mayoría de las redes de área local (LAN) existentes funcionan en una red de 100 Mbit/s y muchas compañías comerciales a gran escala están cambiándose a Gigabit Ethernet (GE). Sin embargo, en la red central del área metropolitana y en la red periférica del área metropolitana, red óptica síncrona (SONET)/jerarquía digital síncrona (SDH)/Gigabit Ethernet (GE) tienen, todas ellas, suficiente capacidad de ancho de banda, lo que se traduce en un importante cuello de botella del ancho de banda en la parte de red de acceso. En comparación con la transmisión por cable, la transmisión por fibra óptica ofrece ventajas que incluyen una gran capacidad, pocas pérdidas y fuerte resistencia frente a las interferencias electromagnéticas. Por tanto, contando con el reducido coste de la transmisión por fibra óptica, la utilización de la fibra óptica es una tendencia inevitable. El segmento de las redes de acceso, que representan la parte final plantea exigencias tales como las de un coste muy reducido, una estructura sencilla y una implantación conveniente, que suponen retos para su ejecución técnica en la práctica. En la red óptica pasiva (PON) se adoptan dispositivos pasivos, que constituyen la técnica más potencial para la incorporación práctica de la red de acceso óptica de banda ancha.

Teniendo en cuenta su origen, la técnica de PON se clasifica en PON basadas en ATM (APON), PON basadas en Ethernet (EPON) y Gigabit PON (GPON).

La técnica de acceso por banda ancha para la red óptica pasiva (PON) ofrece las siguientes ventajas:

En la red óptica pasiva, no existe dispositivo activo alguno entre la oficina central y la red del local del cliente. Alternativamente, se introducen dispositivos ópticos pasivos en la red y los flujos transmitidos se conducen separando la energía de la longitud de onda óptica en todo el camino. Merced a esta alternativa, los proveedores de servicios no tienen que suministrar potencia a los dispositivos activos y mantienen los dispositivos activos en el circuito de transmisión, lo que ahorra notablemente los costes para los proveedores de servicios. El acoplador y el divisor óptico pasivo sólo sirven para transmitir y restringir la luz sin necesidad de fuente de alimentación ni tratamiento de la información y tienen un tiempo medio entre fallos (MTBF) ilimitado, lo que puede reducir por completo el coste de mantenimiento para los proveedores de servicios.

Como se ilustra en la fig. 1, la red óptica pasiva incluye, usualmente un terminal de línea óptica (OLT) situado en la oficina central (CO) y una serie de unidades de red óptica (ONU) situadas en los locales del cliente. Entre estos dispositivos, se encuentra la red óptica de distribución (ODN) que consiste en fibras ópticas, y divisores o acopladores ópticos pasivos. En una PON, una única fibra óptica puede llevar desde una central de conmutación de servicios a una subzona de servicios de ancho de banda o una zona de oficinas y, luego, la fibra óptica principal se divide en varias ramas hasta respectivos edificios o dispositivos de servicios, utilizando un acoplador o un divisor óptico pasivo. De esta forma, múltiples usuarios pueden compartir el enlace de fibra óptica, relativamente caro, que va desde la central de conmutación a los locales de los clientes y, por tanto, el coste de la fibra hasta los edificios (FTTB) y de las fibras hasta los hogares (FTTH) se reduce notablemente.

Con las técnicas de APON, red óptica pasiva de banda ancha (BPON), EPON o GPON que han de normalizarse, pueden alcanzarse velocidades de 155 Mbit/s, 622 Mbit/s, 1,25 Gbit/s o 2,25 Gbit/s en fibra ópticas troncales de la PON. Para soportar concurrentemente aplicaciones de voz, datos y vídeo, el ancho de banda para cada usuario puede ser configurado estáticamente o el ancho de banda para cada usuario puede ser configurado dinámicamente.

El principio de la transmisión de dato en la PON, es como sigue:

De acuerdo con la técnica de PON, se utiliza la técnica de acceso múltiple por división en el tiempo (TDMA) en el camino de enlace de aguas arriba y el OLT del dispositivo del extremo de oficina otorga la autorización de intervalo de tiempo para las respectivas ONU de la red, es decir, autoriza a las diferentes ONU a enviar datos aguas arriba durante períodos de tiempo diferentes, de forma que los datos de aguas arriba procedentes de las diferentes ONU, no puedan entrar en conflicto. Por tanto, el dispositivo de módulo óptico de cada terminal ONU es controlado por el protocolo de la PON, para abrir y cerrar la función de envío del módulo óptico de manera intermitente (es decir, el denominado envío "a ráfagas"). La función de recepción del módulo óptico del terminal de ONU se mantiene en estado abierto, de modo que la ONU pueda recibir, desde el OLT, información de autorización de intervalo de tiempo.

Usualmente, cada una de las tramas de mensajes de la autorización de intervalo de tiempo enviadas desde el OLT a cada ONU, incluye dos tipos de información: el tiempo de inicio cuando se permitió que la ONU abriese el módulo óptico para envío, y el tiempo durante el cual la ONU mantuvo abierto el módulo óptico con fines de envío. El OLT asigna dinámicamente un intervalo de tiempo autorizado para cada ONU, de acuerdo con las necesidades de ancho de banda de cada ONU, de manera que el uso del ancho de banda de cada ONU puede cambiar dinámicamente y satisfacer una política predeterminada de ancho de banda. El proceso de cálculo y programación se denomina algoritmo de asignación dinámica del ancho de banda (DBA). El OLT puede establecer un modo en el que una ONU obtenga un intervalo de tiempo autorizado mediante el algoritmo de DBA, por ejemplo, un modo de ciclo periódico. Cuando una ONU se registra con la PON, el OLT lleva a cabo la sincronización en el tiempo con la ONU, de modo que las dos partes reconozcan un tiempo común.

La ONU soporta múltiples servicios y algunos de los servicios son activados en un estado de conexión a baja velocidad durante largo tiempo, ocupando un pequeño ancho de banda (por ejemplo, el mecanismo de mantenimiento en actividad de terminales y el extremo de oficina en el servicio de VoIP). En la actualidad, los terminales ONU son mantenidos en estado operativo durante largo tiempo, siendo fija la energía consumida durante el funcionamiento, y el consumo energético no puede ajustarse automáticamente. Se desperdicia energía notablemente cuando se activan durante largo tiempo servicios que requieren un bajo consumo de energía.

El consumo de energía incluye tres aspectos: dispositivo del extremo de oficina, dispositivos terminales y consumo de atenuación de la ODN intermedia. El consumo del extremo de oficina y de los terminales es elevado, provocado por el funcionamiento de dispositivos. El consumo de ODN intermedia es bajo, provocado por atenuación de láser en fibras ópticas.

El documento WO 2006/023015 A1 describe técnicas para reducir el consumo de energía por parte de un transmisor de red óptica (ONT) en una red óptica pasiva (PON). El documento WO 2006/023015 A1 proporciona un método y un ONT para desactivar circuitería dentro de un ONT en una PON cuando se interrumpe la energía de línea al ONT, activándose un módulo de hibernación dentro del ONT con energía de baterías cuando se interrumpe la energía de la línea para el ONT, vigilando el módulo de hibernación la información transmitida al ONT y reactivando un subconjunto de la circuitería desactivada cuando la información transmitida al ONT indica un suceso crítico de servicio, y siendo alimentada la circuitería reactivada con la energía de las baterías.

Otro método de conmutación de un terminal de red óptica a un estado de ahorro de energía es conocido a partir del documento US-A-6973608.

Sumario del invento

Los problemas técnicos resueltos mediante el presente invento son: superar el inconveniente que supone que el consumo de energía no pueda ser ajustado automáticamente en la red óptica pasiva existente, y reducir el consumo energético cuando solamente están activos, durante largo tiempo, servicios que requieren un bajo consumo de energía....

1. Un método de hacer funcionar un terminal de usuario de red óptica pasiva, que comprende:

configurar una condición determinante para entrar en un estado de ahorro para el terminal de usuario de red óptica pasiva;

detectar si el estado del terminal de usuario de red óptica pasiva satisface la condición determinante para entrar en un estado de ahorro, y enviar una petición para entrar en un estado de ahorro a un terminal de línea óptica si se satisface la condición determinante, por parte del terminal de usuario de red óptica pasiva; y

al recibirse una respuesta del terminal de línea óptica aceptando la petición, controlar parte de los módulos internos para entrar en un estado de ahorro y cambiar intermitentemente entre el estado de ahorro y el estado normal, por parte del terminal de usuario de red óptica pasiva.

2. El método de la reivindicación 1, en el que la condición determinante para entrar en un estado de ahorro es un umbral de tráfico o una indicación de actividad de un puerto de servicio; y la determinación de que se cumple la decisión determinante comprende: detectar el tráfico de servicio en forma periódica y realizar la determinación de entrar en un estado de ahorro de acuerdo con el umbral de tráfico y el tráfico de servicio detectado por parte del terminal de usuario de red óptica pasiva; o realizar la activación de una interrupción de acuerdo con la indicación de actividad del puerto de servicio de una red óptica pasiva, por parte del terminal de usuario de red óptica pasiva.

3. El método de la reivindicación 1, en el que el terminal de usuario de red óptica pasiva envía un mensaje de petición para entrar en un estado de ahorro al terminal de línea óptica, incluyendo el mensaje de petición parámetros de estado de ahorro; el terminal de línea óptica establece una política de asignación de ancho de banda dinámica para el terminal de usuario de red óptica pasiva de acuerdo con los parámetros de estado de ahorro si el terminal de línea óptica acepta la petición, de forma que un intervalo de tiempo autorizado asignado al terminal de usuario de red óptica pasiva esté en un período de tiempo de estado normal; no entrando el terminal de usuario de red óptica pasiva en el estado de ahorro si el terminal de línea óptica no acepta la petición o no responde a la petición.

4. El método de la reivindicación 3, en el que los parámetros de estado de ahorro comprenden un tiempo de funcionamiento en estado de ahorro y un tiempo de funcionamiento en estado normal, activándose y desactivándose periódicamente el terminal de usuario de red óptica pasiva de acuerdo con el tiempo de funcionamiento; funcionando normalmente, en estado normal, el terminal de usuario de red óptica pasiva y transmitiéndose datos mediante una conexión de servicio de baja velocidad entre el terminal de usuario de red óptica pasiva y el terminal de línea óptica; interrumpiéndose o reduciéndose, en estado inactivo, el consumo de energía de parte de los módulos del terminal de usuario de red óptica pasiva y no enviándose datos al terminal de línea óptica.

5. El método de la reivindicación 1, en el que se utiliza un modo de bajo consumo de energía de un módulo de tratamiento central del terminal de usuario de red óptica pasiva, para hacer que el módulo de tratamiento central entre en un estado de inactividad parcial.

6. El método de la reivindicación 1, en el que se utiliza una función de auto-ahorro de los módulos del terminal de usuario de red óptica pasiva para hacer que los módulos entren en un estado de ahorro; o módulos pertinentes del terminal de usuario de red óptica pasiva están provistos de un interruptor de alimentación, respectivamente, de modo que el módulo de tratamiento central del terminal de usuario de red óptica pasiva controle módulos correspondientes para cambiar entre el estado normal y el estado de ahorro mediante el control del cierre y la apertura de los interruptores de alimentación.

7. El método de la reivindicación 6, en el que se controlan un módulo óptico y un módulo de tratamiento de protocolo de red óptica pasiva para que estén en un estado de ahorro, de forma que el terminal de usuario de red óptica pasiva en estado de ahorro no sea capaz de transmitir datos aguas arriba ni aguas abajo, con el fin de reducir el consumo de energía del módulo óptico y del módulo de tratamiento de protocolo de red óptica pasiva; o el módulo óptico y parte del módulo de tratamiento de protocolo de red óptica pasiva son controlados para que estén en estado de ahorro, de manera que el terminal de usuario de red óptica pasiva en estado de ahorro pueda recibir mensajes de datos aguas abajo desde el terminal de línea óptica.

8. El método de la reivindicación 1, en el que el terminal de usuario de red óptica pasiva en estado de ahorro detecta el estado del terminal de usuario de red óptica pasiva; si el terminal de usuario de red óptica pasiva detecta que el estado del terminal de usuario de red óptica pasiva no cumple la condición determinante para ahorrar energía, el terminal de usuario de red óptica pasiva abandona el estado de ahorro y retorna a un estado de funcionamiento normal.

9. El método de la reivindicación 1, en el que el terminal de usuario de red óptica pasiva en estado de ahorro recibe información procedente del terminal de línea óptica; si el terminal de usuario de red óptica pasiva recibe información con instrucciones para abandonar el estado de ahorro, el terminal de usuario de red óptica pasiva sale del estado de ahorro y retorna a un estado de funcionamiento normal.

10. El método de la reivindicación 1, en el que, si el terminal de usuario de red óptica pasiva en estado de ahorro ha de abandonar el estado de ahorro, el terminal de usuario de red óptica pasiva envía un mensaje de petición para abandonar el estado de ahorro al terminal de línea óptica, para solicitar un ancho de banda para reanudar su funcionamiento normal.

11. Un dispositivo terminal de usuario de red óptica pasiva, en el que el dispositivo terminal de usuario de red óptica pasiva está provisto de un módulo de detección y determinación, un módulo de comunicaciones, y un módulo de control; el módulo de detección y determinación está configurado para detectar el estado del terminal de usuario de red óptica pasiva, y para determinar si el estado detectado cumple una condición determinante para entrar en un estado de ahorro, y para notificar al módulo de comunicaciones, si el módulo de detección y determinación determina que el estado detectado cumple la condición determinante; el módulo de comunicaciones está configurado para enviar una petición para entrar en un estado de ahorro a un terminal de línea óptica, al ser notificado para ello; y el módulo de control está configurado para controlar parte de los módulos del terminal de usuario de red óptica pasiva para que entren en el estado de ahorro después de que el terminal de usuario de red óptica pasiva recibe una respuesta aceptando la petición desde el terminal de línea óptica.