SISTEMA, DISPOSITIVO Y MÉTODO DE TRANSPORTE DE SEÑALES A TRAVÉS DE UNA RED ÓPTICA PASIVA.

Un dispositivo para transportar señales de red óptica, que comprende:

un módulo de interfaz de conversión ascendente, que comprende una unidad de conversión óptica -eléctrica y una unidad de recepción y de procesamiento; la unidad de conversión óptica-eléctrica, adaptada para convertir señales ópticas, en ráfagas, ascendentes en un formato de trama de Red Óptica Pasiva, procedentes de una unidad de red óptica, en señales eléctricas ascendentes y la unidad de recepción y de procesamiento, adaptada para ajustar en fase las señales eléctricas ascendentes, procedentes de la unidad de conversión óptica-eléctrica en señales eléctricas ascendentes, con una señal de reloj de bits o bytes uniformes y para convertir las señales eléctricas ascendentes en trenes de datos ascendentes; un módulo de puesta en correspondencia de unidades de datos de canal óptico, adaptado para poner en correspondencia los trenes de datos ascendentes, procedentes del módulo de interfaz de conversión ascendente con señales de unidades de datos de canal óptico ascendente y un módulo de unidades de transporte de canal óptico ascendente, adaptado para convertir las señales de unidades de datos de canal óptico ascendente, procedentes del módulo de puesta en correspondencia de unidades de datos de canal óptico ascendente, en señales ascendentes con formato de unidades de transporte de canal óptico y transportar las señales ascendentes, con formato de unidades de transporte de canal óptico hasta una red de transporte óptico

Esta solicitud reivindica una prioridad de la solicitud de patente China nº 200610139090.8, presentada ante la Oficina China de Patentes con fecha 8 de octubre de 2006: “SISTEMA, DISPOSITIVO Y MÉTODO DE TRANSPORTE DE SEÑALES A TRAVÉS DE UNA RED ÓPTICA PASIVA”.

Campo de la invención

La presente invención se refiere al campo del transporte de señales ópticas y en particular, a un sistema, dispositivo y método para el transporte de señales a través de una Red Óptica Pasiva (PON).

Antecedentes de la invención

Como una tecnología de acceso óptico de banda ancha, la red PON presenta una topología física del tipo punto a multipunto, que consiste en un terminal de línea óptica (OLT), una red de distribución óptica (ODN) y múltiples unidades de redes ópticas (ONU). Las múltiples unidades ONU comparten el recurso óptico y un terminal OLT. La red ODN está conectada, con medios pasivos, con un terminal OLT y una o más unidades ONU. Un punto de bifurcación óptico, en la red ODN, no necesita ningún dispositivo nodal activo, sino un divisor óptico pasivo. En consecuencia, la red PON presenta ventajas tales como compartir el recurso de ancho de banda, ahorrar inversiones en salas de control de máquinas, una alta seguridad del dispositivo, gestión de redes rápida y un bajo coste de la gestión de redes completa.

Puesto que aumentan las demandas para servicio de banda ancha, las tecnologías de redes PON experimentan un desarrollo continuo, tal como desde la red PON basada en el módulo de transferencia asíncrona (ATM) (ATM-PON, abreviado como APON) a la red óptica pasiva de banda ancha (abreviada como BPON) y asimismo, desde la red PON–Ethernet (abreviada como EPON) a las redes ópticas pasivas con capacidad para gibabits (G-PON, abreviada como GPON) con el aumento del ancho de banda de transporte. El ancho de banda de la red GPON existente puede ser de hasta 2,5 Gbits/segundo (bps) para el flujo descendente y diversas tasas opcionales de 2,5 Gbps, 1,5 Gbps y 622 Mbps para la ascendente.

La red GPON es un sistema PON iniciado por la organización de Redes de Acceso a Servicios Completos (FSAN) y establecido por la organización de Normalización ITU-T. La red GPON presenta las siguientes características en términos de su funcionalidad y rendimiento: puede proporcionar, de forma flexible, múltiples tasas ascendentes y descendentes, simétricas o asimétricas, tales como de 1,244 GBPS para ascendente y 2,488 GBPS para descendente; una tasa divisora del sistema puede ser 1:16, 1:32, 1:64 e incluso 1:128 y las tasas ascendentes y descendentes están relacionadas con la denominada Corrección de Error de Reenvío (FEC) soportada por la red GPON; el GFP (Protocolo de Entramado Genérico) puede ser adaptable a cualquier servicio de datos; puede soportar el transporte para datos de servicios TDM y proporcionar una garantía aceptable para el rendimiento de temporización; proporciona una capacidad perfecta de Operación, Administración, Mantenimiento y Aprovisionamiento (OAM&P).

La red GPON, como una red de acceso, presenta numerosas ventajas; sin embargo, se necesitará un sistema de transporte adecuado para la cooperación con la red GPON. Una Red de Transporte Óptico (OTN) es una red óptica de alta velocidad, muy fiable e interoperable, y se puede tomar como una red central o una red de área metropolitana para cooperación con la red GPON.

Con respecto a la red OTN, una señal del cliente a través de la red OTN se transporta en las tres formas siguientes:

(1) Tasa de bits constante (abreviada como CBR), p.e., señales CBR2.5G, CBR10G o CBR40G se ponen en correspondencia en una unidad de carga útil de canal óptico (abreviada como OPUk), en la que CBR2.5G es una señal de una tasa de bits constante de 2488320 kbits/s+ 20 ppm.

(2) Modo de Transferencia Asíncrona (abreviado como ATM), es decir, la multiplexación de celdas de ATM en trenes de bits fijos, que adaptan la capacidad de carga útil de una unidad de transporte de canal óptico (OPUk) y los trenes de bits se ponen en correspondencia en la unidad OPUk. En la multiplexación, la tasa se ajusta mediante la inserción de celdas inactivas o celdas de desecho. La información de las celdas de ATM debe cifrarse antes de la puesta en correspondencia.

(3) Procedimiento General de Tramado (abreviado como GFP), es decir, en la puesta en correspondencia de una trama de GFP, se inserta una trama inactiva durante el encapsulado para conseguir un tren de bits continuo, que se adapta a la OPUk, en donde se debe realizar también una operación de cifrado. Algunas otras señales se pueden poner en correspondencia en la OPUk, tales como una señal de cliente, una señal de prueba, una señal de trenes de bits de clientes en común, etc.

Considerando que las redes GPON y OTN son sistemas de transporte diferentes, con distintos formatos de trama y cargas generales, y se aplican en diferentes marcos de trabajo, se ha proporcionado un modo de gestión de redes en la técnica anterior. Según se ilustra en la Figura 1, que representa un diagrama esquemático de arquitectura de la gestión de redes GPON y OTN en la técnica anterior, en una Red de Distribución Óptica (ODN) pasiva, un dispositivo en el lado del usuario (p.e., un terminal de ordenador, un equipo telefónico, un aparato de televisión) está conectado con la unidad ONU 1 y es capaz de transmitir y recibir una señal de servicio.

En una dirección ascendente, cuando el dispositivo en el lado del usuario transmite una señal de servicio a la unidad ONU 1, mediante una trama de Ethernet (p.e., una trama de Control de Acceso a Medios (MAC)), la unidad ONU 1 puede encapsular la trama de MAC en una trama de GEM (una trama interna de la red PON generada utilizando un método de encapsulado de red GPON) y, a continuación, la trama de GEM se pone en correspondencia en una área de carga útil de un paquete en ráfagas óptico ascendente, que se añade luego con una carga general de capa física ascendente (abreviada como PLOu), una secuencia de capa física ascendente (abreviada como PLSu), una OAM de capa física ascendente (abreviada como PLOAMu) y un Informe de Ancho de banda Dinámico ascendente (abreviado como DBRu), para componer un tren de tramos de tiempo en ráfagas ascendente para su transporte en una línea ascendente. El tren de tramos de tiempo en ráfagas es una Convergencia de Transmisión de GPON (GTC) y está situado en un Contenedor de Tráfico (abreviado como T-CONT). Deberá hacerse constar que la red GPON es un ejemplo concreto de la red PON, con respecto a la GPON, el tren de tramos de tiempo en ráfagas, transmitido desde la unidad ONU 1, es de señales en un formato de GTC. Con respecto a la red PON general, el tren de tramos de tiempo en ráfagas, transmitidos de la unidad ONU 1 es de señales en un formato de trama de red PON.

Un terminal OLT 2 está conectado directamente con la unidad ONU 1. Cuando se recibe el tren de tramos de tiempo, en ráfagas, ascendente, el terminal OLT 2 extrae la PLOu, a continuación extrae la trama de GEM desde el área de carga útil y elimina el encapsulado de GEM, de modo que se realiza la recuperación de las señales de servicio originales en el formato de trama de MAC. Cuando se adopta un protocolo de adaptación de GFP, en una red OTN 3, el terminal OLT 2 ha de encapsular, en primer lugar, las señales de servicio originales a través de GFP y a continuación, transmite las señales de servicio encapsuladas a un dispositivo de transporte óptico 4 y además, a otros dispositivos de transporte óptico 5 en la red OTN 3. El dispositivo de transporte óptico 5 transmite las señales de servicio a una parte de servicio de red, p.e., una red de vídeo digital, la red Internet o una red telefónica conmutada pública (abreviada como PSTN).

El procesamiento, en una dirección descendente, es similar al de la dirección ascendente y por lo tanto, no se describe de nuevo. Los inventores han reconocido, al crear la presente invención, que para el procedimiento de transporte de las señales de servicio, proporcionado en la técnica anterior, el GEM es solamente un protocolo de adaptación interna de la red GPON y se genera y termina solamente entre la unidad ONU y el terminal OLT, mientras que GFP es solamente un protocolo de adaptación interna de la red OTN y es muy diferente de GEM en términos de sus formatos y funcionalidades, por lo que resulta difícil una integración de los elementos de la red e incluso con una integración física, pueden ser lógicamente independientes entre sí, lo que será desfavorable para...

1.

Un dispositivo para transportar señales de red óptica, que comprende:

un módulo de interfaz de conversión ascendente, que comprende una unidad de conversión óptica –eléctrica y una unidad de recepción y de procesamiento;

la unidad de conversión óptica-eléctrica, adaptada para convertir señales ópticas, en ráfagas, ascendentes en un formato de trama de Red Óptica Pasiva, procedentes de una unidad de red óptica, en señales eléctricas ascendentes y

la unidad de recepción y de procesamiento, adaptada para ajustar en fase las señales eléctricas ascendentes, procedentes de la unidad de conversión óptica-eléctrica en señales eléctricas ascendentes, con una señal de reloj de bits o bytes uniformes y para convertir las señales eléctricas ascendentes en trenes de datos ascendentes;

un módulo de puesta en correspondencia de unidades de datos de canal óptico, adaptado para poner en correspondencia los trenes de datos ascendentes, procedentes del módulo de interfaz de conversión ascendente con señales de unidades de datos de canal óptico ascendente y

un módulo de unidades de transporte de canal óptico ascendente, adaptado para convertir las señales de unidades de datos de canal óptico ascendente, procedentes del módulo de puesta en correspondencia de unidades de datos de canal óptico ascendente, en señales ascendentes con formato de unidades de transporte de canal óptico y transportar las señales ascendentes, con formato de unidades de transporte de canal óptico hasta una red de transporte óptico.

2.

Dispositivo según la reivindicación 1, en donde la unidad de recepción y de procesamiento comprende:

una de recepción y de procesamiento multifase, adaptada para ajustar, de forma en serie, las señales eléctricas ascendentes con fase aleatorias, procedentes de la unidad de conversión óptica–eléctrica, en señales eléctricas ascendentes con una señal de reloj de bits o de bytes uniformes y convertir las señales eléctricas ascendentes en los trenes de datos ascendentes paralelos;

o

una unidad de recepción y procesamiento de ráfagas ascendente, adaptada para redelimitar los paquetes en ráfagas de las señales eléctricas ascendentes, procedentes de la unidad de conversión óptica-eléctrica, ajustar los paquetes en ráfagas en paquetes en ráfagas con una señal de reloj de bits o de bytes uniformes y recuperar los trenes de datos ascendentes de señales de bytes de preámbulo de los paquetes en ráfagas.

3.

Dispositivo según la reivindicación 1 o 2, que comprende, además: 20

un módulo de unidades de transporte de canal óptico ascendente, adaptado para convertir señales ascendentes con un formato de unidades de transporte de canal óptico, procedentes de la red de transporte óptico, en señales de unidades de datos de canal óptico en dirección descendente;

un módulo de supresión de correspondencia de las unidades de datos de canal óptico ascendente, adaptado para suprimir la correspondencia de las señales de unidades de datos de canal óptico ascendente, procedentes del módulo de unidades de transporte de canal óptico ascendente, para generar trenes de datos de trama descendente con formato de trama de Red Óptica Pasiva y

un módulo de interfaz de conversión descendente, adaptado para convertir los trenes de datos de tramas descendente, procedentes del módulo de puesta en correspondencia de unidades de datos de canal óptico descendente en señales ópticas descendente y transportar las señales ópticas descendente hasta una Red Óptica Pasiva.

4.

Dispositivo según la reivindicación 3, en donde el módulo de interfaz de conversión descendente comprende: 10

una unidad de conversión paralelo–serie, adaptada para efectuar una conversión paralelo-serie de los trenes de datos de tramas descendente, procedentes del módulo de puesta en correspondencia de unidades de datos de canal óptico descendente, en señales eléctricas descendentes y

una unidad de conversión eléctrica-óptica, adaptada para convertir las señales eléctricas descendentes, procedentes de la unidad de conversión paralelo-serie, en las señales ópticas descendentes y transportar las señales ópticas descendentes hasta una Red Óptica Pasiva.

5.

Sistema de transporte de señales por medio de una Red Óptica Pasiva, que comprende: un dispositivo de transporte de señales de red óptica y un dispositivo de transporte de señales de línea óptica, que están conectados por intermedio de una red de transporte óptica, 25 en donde:

el dispositivo de transporte de señales de red óptica comprenden: un módulo de interfaz de conversión ascendente, que comprende una unidad de conversión óptica-eléctrica y una unidad de recepción y de procesamiento, un módulo de puesta en correspondencia de unidades de datos de canal óptico en ráfagas ascendente y un módulo de unidades de transporte de canal óptico ascendente;

en donde la unidad de conversión óptica-eléctrica está adaptada para convertir señales ópticas en ráfagas ascendentes, con un formato de trama de Red Óptica Pasiva, procedentes de una unidad de red óptica, en señales eléctricas ascendentes; estando la unidad de recepción y de procesamiento adaptada para ajustar en fase las señales eléctricas ascendentes, procedentes de la unidad de conversión óptica-eléctrica, en señales eléctricas ascendentes con una señal de reloj de bits o de bytes uniformes y convertir las señales eléctricas ascendentes en trenes de datos ascendentes; con el módulo de puesta en correspondencia de unidades de datos de canal óptico en ráfagas ascendente adaptado para poner en correspondencia los trenes de datos ascendentes, procedentes de la unidad de recepción y de procesamiento con señales de unidades de datos de canal óptico ascendente y el módulo de unidades de transporte de canal óptico ascendente está adaptado para convertir las señales de unidades de datos de canal óptico ascendente, procedentes del módulo de puesta en correspondencia de unidades de datos de canal óptico ascendente, en señales ascendentes con formato de unidades de transporte de canal óptico y transportar las señales ascendentes, con formato de unidades de transporte de canal óptico, hasta una red de transporte óptico y

el dispositivo de transporte de señales de línea óptica está adaptado para convertir las señales ascendentes, con formato de unidades de transporte de canal óptico, procedentes de la red de transporte óptico, en señales de unidades de datos de canal óptico ascendente, suprimir la correspondencia de las señales de unidades de datos de canal óptico ascendentes para generar señales ópticas ascendentes, con formato de trama de Red Óptica Pasiva y transportar las señales ópticas ascendentes, con formato de trama de Red Óptica Pasiva, hasta un terminal de línea óptica y tratar las señales descendentes en un sentido inverso del procesamiento ascendente.

6.

Sistema según la reivindicación 5, en donde las señales ópticas ascendentes, con formato de trama de Red Óptica Pasiva, recibidas por el dispositivo de transporte de señales de red óptica, son señales ópticas ascendentes 10 que procedente de una unidad de red óptica y el sistema comprende, además, la unidad de red óptica conectada al dispositivo de transporte de señales de red óptica por intermedio de una red de distribución óptica pasiva y del terminal de línea óptica, 15

en donde el terminal de línea óptica, conectado al dispositivo de transporte de señales de línea óptica por intermedio de una fibra óptica, está adaptado para suprimir la correspondencia de las señales ópticas ascendentes, procedentes del dispositivo de transporte de señales de línea óptica, para generar tramas internas de Red Óptica Pasiva y recuperar señales de servicio ascendente a transportar hasta una parte de servicio de la red a partir de las tramas internas de la Red Óptica Pasiva y efectuar el procesamiento descendente en un sentido inverso al procesamiento ascendente.

7.

El sistema según la reivindicación 5 o 6, en donde:

el dispositivo de transporte de señales de línea óptica comprende:

un módulo de unidades de transporte de canal óptico ascendente, adaptado para convertir las señales ascendentes, con formato de unidades de transporte de canal óptico, procedentes de la red de transporte óptico, en las señales de unidades de datos de canal óptico ascendente; un módulo de puesta en correspondencia de unidades de datos de canal óptico ascendente, adaptado para suprimir la correspondencia de las señales de unidades de datos de canal óptico ascendente, procedentes del módulo de unidades de transporte de canal óptico ascendente, para generar los trenes de datos ascendentes con un formato de trama de Red Óptica Pasiva; un módulo de interfaz de conversión ascendente, adaptado para convertir los trenes de datos ascendentes, que proceden del módulo de puesta en correspondencia de unidades de datos de canal óptico ascendente, en señales ópticas ascendentes y transportar las señales ópticas ascendentes hasta el terminal de línea óptica y

un módulo de interfaz de conversión descendente, adaptado para convertir las señales ópticas descendentes, procedentes del terminal de línea óptica, en trenes de datos de tramas descendente, con formato de trama de Red Óptica Pasiva; un módulo de puesta en correspondencia de unidades de datos de canal óptico descendente, adaptado para poner en correspondencia los trenes de datos de tramas descendentes, procedentes del módulo de interfaz de conversión descendente, con señales de unidades de datos de canal óptico descendente; un módulo de unidades de transporte de canal óptico descendente, adaptado para convertir las señales de unidades de datos de canal óptico descendente, procedentes del módulo de puesta en correspondencia de unidades de datos de canal óptico descendente, en señales descendentes con formato de unidades de transporte de canal óptico y transportar las señales descendentes, con formato de unidades de transporte de canal óptico, hasta el dispositivo de transporte de señales de red óptica por intermedio de la red de transporte óptico.

8.

Sistema según la reivindicación 7, con el dispositivo de transporte de señales de línea óptica comprendiendo, además:

un módulo de interconexión de unidades de datos de canal óptico descendente, situado entre el módulo de puesta en correspondencia de unidades de datos de canal óptico descendente y el módulo de unidades de transporte de canal óptico descendente, adaptado para interprogramar una pluralidad de conjuntos de señales de unidades de datos de canal óptico descendente, procedentes del módulo de puesta en correspondencia de unidades de datos de canal óptico descendente y transportar la pluralidad de conjuntos de señales de unidades de datos de canal óptico descendente hasta el módulo de unidades de transporte de canal óptico descendente.

9.

Sistema según la reivindicación 7, en donde las señales descendentes recibidas por el módulo de interfaz de conversión descendente, son señales de servicio descendente que proceden de una parte de servicio de la red y el módulo de interfaz de conversión descendente comprende: 25

una unidad de adaptación de servicio descendente, adaptada para poder adaptar las señales de servicio descendente, procedentes de la parte de servicio de la red, en tramas internas de Red Óptica Pasiva descendente y

una unidad de convergencia de transmisión descendente, adaptada para multiplexar y ensamblar las tramas internas de Red Óptica Pasiva descendente, con un formato de trama de una capa de convergencia de transmisión descendente, con el fin de formar trenes de datos de tramas descendentes, con un formato de trama de a capa de convergencia de transmisión descendente.

10.

Un método de transporte de señales por intermedio de una Red Óptica Pasiva, que comprende:

la conversión de señales ópticas en ráfagas descendentes, con formato de trama de Red Óptica Pasiva, procedentes de una unidad de red óptica, en señales eléctricas ascendentes, mediante una unidad de conversión óptica-eléctrica;

el ajuste en fase de señales eléctricas ascendentes, procedentes de la unidad de conversión óptica-eléctrica, en señales eléctricas ascendentes con una señal de reloj de bits o de bytes uniformes y la conversión de las señales eléctricas ascendentes en trenes de datos ascendentes mediante una unidad de recepción y de procesamiento;

la puesta en correspondencia de los trenes de datos ascendentes, procedentes de la unidad de recepción y de procesamiento con señales de unidades de datos de canal óptico ascendente, mediante un módulo de puesta en correspondencia de unidades de datos de canal óptico ascendente y

la conversión de las señales de unidades de datos de canal óptico ascendente, procedentes del módulo de puesta en correspondencia de unidades de datos de canal óptico ascendente, en señales ascendentes con formato de unidades de transporte de canal óptico y el transporte de las señales ascendentes, con formato de unidades de transporte de canal óptico, hasta una red de transporte óptico, mediante un módulo de unidades de transporte de canal óptico ascendente y

la conversión de las señales ascendentes, con un formato de unidades de transporte de canal óptico recibidas desde la red de transporte óptico, en señales de unidades de datos de canal óptico ascendente, la supresión de la correspondencia de las señales de unidades de datos de canal óptico ascendente para generar señales ópticas ascendentes, con formato de trama de Red Óptica Pasiva y el transporte de las señales ópticas ascendentes, con formato de trama de Red Óptica Pasiva, hasta un terminal de línea óptica.

11.

El método según la reivindicación 10, en donde la puesta en correspondencia de los trenes de datos ascendentes, procedentes del módulo de interfaz de conversión ascendente, con señales de unidades de datos de 15 canal óptico ascendente, mediante un módulo de puesta en correspondencia de unidades de datos de canal óptico ascendente comprende: la división de tramos de tiempo de canal ascendente de las señales de unidades de datos de canal óptico, en función de un caudal de las señales 20 ópticas ascendentes y la puesta en correspondencia de los trenes de datos ascendentes en tramos de tiempo de canal ascendente respectivos.

12.

Método según la reivindicación 10 o 11 que comprende, además: la supresión de la correspondencia, 25 mediante el terminal de línea óptica, de las señales ópticas ascendentes para generar tramas internas de Red Óptica Pasiva, la recuperación de señales de servicio ascendente a partir de las tramas internas de Red Óptica Pasiva y el transporte de las señales de servicio 30 ascendente hasta una parte de servicio de la red.

13.

El método según la reivindicación 10, que comprende, además:

la puesta en correspondencia de señales ópticas descendentes, con formato de trama de Red Óptica Pasiva, procedentes de un terminal de línea óptica, como señales de clientes, con señales de unidades de datos de canal óptico descendente, la conversión de las señales de unidades de datos de canal óptico descendente en señales descendentes, con formato de unidades de transporte de canal óptico, y el transporte de las señales descendentes, con formato de unidades de transporte de canal óptico por intermedio de una red de transporte óptico y

la conversión de las señales descendentes, con formato de unidades de transporte de canal óptico, recibidas desde la red de transporte óptico, en señales de unidades de datos de canal óptico descendente para generar señales ópticas descendentes, con formato de trama de Red Óptica Pasiva, y el transporte de las señales ópticas descendentes, con formato de trama de Red Óptica Pasiva, hasta una unidad de red óptica.