專利名稱：光環形網絡中的隨機間隙插入的制作方法
技術領域：
本發明涉及電信網絡。一般而言，本發明涉及用于達成對帶寬的公平接入和異步地共享傳輸介質的節點之間公平的等待時間的控制系統和方法。具體地，本發明涉及用于達成對帶寬的公平接入和遍布光纖陣發模式環形網絡的節點之間公平的等待時間的控制系統和方法。
背景技術：
光纖陣發模式環形網絡的典型實例在進入傳送側處使用可調諧的激光，其中激光被調諧到由環上的特定位置接收的特定波長。濾光器用于丟棄環上不同位置處的不同波長。在這種類型的網絡中，具有共同目的地的進入網絡話務形成陣發，這些陣發以正確的波長被傳送以使這些陣發和包含在內的話務去往它們的目的地。·在這種網絡中，存在固有的不公平，因為處于離目的地最遠的上游的位置具有對該目的地的非競爭性接入并且可能阻擋較近的源。這種不公平是因為沒有兩個源能夠添加相同波長下的陣發以使得這些陣發出現在光纖環中的相同位置處所造成的。如果這種情況發生，則陣發將被損壞并且包含在內的信息將會丟失。為了防止這種情況發生，較近的節點必須確保它們在與上游節點相同的時間不進行傳送。為了清楚起見，術語“最遠”和“較近”不涉及地理距離。這些術語指代單向環拓撲中的節點位置。最遠的節點是在離目的地節點最上游的點處附連至環的節點。最近的節點是毗鄰目的地節點的節點。為了提供對該問題的日常類比，從滑道進入環形道路的汽車可能被已經在環形道路上的汽車阻擋。在環中的節點之間的光纖跨度中，每個波長不會干擾其他波長，但是如果兩個發射機在相同時間以相同波長將光陣發放到光纖跨度上，則它們將發生干擾并且被損壞，從而不能在接收機處接收。這被稱為“沖突”并且應當避免沖突的發生，因為這些陣發將不被接收并且丟失的數據將不得不重傳。為了避免沖突，每個節點僅須將陣發添加到不被來自其他節點的陣發占據的波長上，并且這會導致競爭，以使得如果兩個節點都希望向一個目的地發送陣發，則它們不能同時傳送。網絡要求在任一時間僅網絡上的一個節點能夠添加相同的波長以避免將損壞數據的波長沖突。在轉讓給Intune網絡有限公司的歐洲專利號EP 1759558中公開了波長沖突避免方案。該沖突避免方案允許網絡中的每個節點監視當前在網絡中使用的波長的數目。控制單元持續地在節點處監視網絡中所有的波長傳送數據，并且隨后可以決定哪些波長可供網絡上的接入使用以及選擇添加用于網絡上的傳送的波長以實現接入。由于每個節點與網絡上的其他節點異步地工作，因而此功能性意味著每個節點能夠獨立地工作并且獨立地監視可用波長而無需中央控制。接收節點隨后使用消息接發信道波長來向正嘗試向該接收節點發送數據的所有節點發送退避或推回信號。該退避信號由嘗試發送數據的所有節點接收，并且這些節點中的每個節點隨后借助公平算法減去該節點嘗試向該接收節點發送數據的時間量。例如，該節點可退避50%，這表示該節點僅以其先前嘗試接入該波長的時間的50%來嘗試接入該波長。該公平辦法的問題在于，這不是一種使用環形網絡中的帶寬或波長的高效率方法。這種機制也較復雜，因為它依賴協調控制，即，源必須從接收機接收推回消息以達成公平。其他用于陣發模式光環形網絡的波長接入控制的機制包括在同步光陣發模式環形網絡中調度分時隙的接入。對于“分隙環”，環上的每個節點需要緊密同步。時間區間隨后被分成用于每個波長的時隙，并且集中式調度器向每個節點接入分配波長中的特定時隙。調度可以是分布式的，然而，每個節點需要作出完全相同的決定，因此該調度仍需要全局通信并且每個節點處相同的調度操作是在集中式版本中作出的。這種波長接入控制方法在跨環維持同步和調度接入兩個方面都非常復雜。·因此，有需要提供以公平的方式進行全環波長接入控制而無需同步、分布式信息或復雜的調度操作。發明簡沭根據本發明，如在所附權利要求中闡述的，提供了一種陣發傳輸光纖波長路由的環形網絡和方法，該網絡包括網絡上的多個節點，其中每個節點可丟棄和添加波長。該網絡具有控制裝置，其控制或管理在被稱為調度區間的時間區間上從每個節點以陣發傳送模式在環上接入的波長。本發明提供了隨機發生器，其用于在調度區間上生成多個間隙區間，以使得這些間隙區間允許來自不同節點的波長在所述間隙中傳送波長以達成對帶寬的公平接入和環形網絡中公平的等待時間。本發明是均衡陣發光網絡上的話務流的等待時間并提供對這些話務流的吞吐量保障的手段。任何網絡將具有因網絡的拓撲而可能占優的優先路由。拓撲由所要達成的連通性的地理布局定義。本發明提供了實現遍布網絡的不同路由的等待時間的公平性并且通過使用隨機間隙發生器來維持吞吐量也是公平的手段。本發明通過以可控制的方式隨機地調度對環的陣發接入來達成對帶寬的公平接入和遍布光纖陣發模式環形網絡的公平的等待時間，其中該調度是通過分配跨整個調度區間隨機展開的隨機間隙以允許不同的源在該間隙中傳送來控制的。這確保了公平并且還利用了在其中數據可動態傳送的整個調度時段，由此通過減小延遲變動來改善網絡的總等待時間。本發明的另一優點在于，不要求任何源與任何其他源或接收機協調。在一個實施例中，所述隨機發生器通過終止陣發和防止相同波長下的其他傳輸達預定時間來針對波長控制所述間隙的插入和大小。在一個實施例中，隨機發生器被配置成通過在調度區間上隨機地插入間隙來控制陣發數據和間隙大小以滿足任何分配。在一個實施例中，在每個節點處提供隨機間隙發生器，每個發生器彼此偏移，以使得網絡中針對每個調度區間的兩個不同節點將不會具有用于任何波長的相同的隨機間隙模式。在一個實施例中，所述控制裝置跟蹤所有波長上的當前數據活動，并且動態地調整間隙插入模式以計及由上游節點以相同波長進行的傳輸。在一個實施例中，隨機間隙發生器偽隨機地將各種大小的間隙插到來自環中的每個節點的陣發傳輸中。在一個實施例中，數據陣發的大小由所述隨機間隙發生器調制以確保病態的話務模式被均勻隨機模式替代。
在一個實施例中，為環上的每個節點源-目的地對提供兩個隨機發生器，第一隨機發生器用于數據陣發大小并且第二隨機發生器用于間隙大小。在一個實施例中，調度區間是為完成至少一個PRBS循環偽隨機二進制序列所需要的時間。在一個實施例中，第一隨機發生器生成用于數據的第一 PRBS序列并且第二隨機發生器生成用于間隙大小的第二 PRBS序列。在一個實施例中，線性反饋移位寄存器生成PRBS-8位模式并且用于生成離開每個節點的每個陣發流的數據/間隙大小。在一個實施例中，將PRBS-8位模式與一組閾值作比較以產生調制器，其中該調制器隨后被添加至平均塊大小參數以創生所需要的數據/間隙大小。 在一個實施例中，提供了用于為每個調度區間改變所述PRBS種子的裝置。在一個實施例中，提供了用于通過確保每個節點處的RGI具有不同的數據和間隙PRBS種子來確保沒有兩個源會輸出相同的數據和間隙大小組合序列的裝置。在一個實施例中，這些節點中的每個節點可在任何波長處添加光陣發并且僅丟棄一個特定的波長，以使得任何節點能夠通過選擇由該節點丟棄的所需要的波長并以該波長傳送陣發來向任何其他節點發送數據。在一個實施例中，所述陣發被添加到光纖環上并且在配置成丟棄該波長的目的地節點處被丟棄。在一個實施例中，提供了用于跨調度區間提供分配、并且適配成在節點處為被上游數據中斷的數據補償下游節點的行為、以及使用調度區間中的可用間隙來傳送數據的裝置。如果數據在該節點處被阻擋，則所述裝置可攜帶這些分配和隨機間隙可用性直至下一可用間隙。在一個實施例中，所述分配的攜帶可包括攜帶諸分配至下一調度區間。在一個實施例中，隨機發生器允許在調度區間中生成確定量的數據和間隙，以使得跨整個區間插入的數據和間隙的展開是偽隨機的。在一個實施例中，環形網絡中不同節點上的調度區間是彼此同步的。在一個實施例中，環形網絡中不同節點上的調度區間是彼此異步的。在一個實施例中，如果該源處對波長的需要在區間結束時仍然存在，則未使用的波長分配可從一個調度區間攜帶至下一調度區間，以改善網絡中至少一個節點的波長接入。在一個實施例中，數據的插入在調度區間內是隨機的并且在整個區間上是完全確定性的，從而數據與間隙之比始終等于期望的帶寬分配。在一個實施例中，調度區間上的數據和間隙量被配置成是不同的，從而該區間上數據與間隙之比是期望的帶寬量。在另一實施例中，在需要大量間隙和少量數據時，可以通過將調度區間分成更小的分段并確保在每個區間中有至少一個數據陣發來改變隨機性以使該隨機性在調度區間上更均勻。這減少了區間的子劃分的而不是整個區間的抖動。也可構想諸如以上所描述的一種方案之類的其他方案以隨時間針對不同的所請求帶寬量來改變等待時間和抖動，這本質上是調整間隙生成的隨機概況但使這些間隙跨所有節點保持不同步。這可以例如通過使用具有低互相關但跨一組時間區間均勻地或接近均勻地分布數據的隨機序列來達成。在本發明的另一實施例中，提供了一種適于光纖網絡的控制系統，所述控制系統包括用于控制在調度區間上在兩個或更多個節點之間以陣發傳送模式在網絡上傳送的波長的裝置；并且所述控制裝置包括用于生成在調度區間上展開的多個隨機間隙區間的隨機發生器，所述間隙區間允許來自不同節點的波長在所述間隙中傳送波長以達成對帶寬的公平接入和網絡中公平的等待時間。 應當領會，公平的等待時間是通過將等待時間注入到接入該波長的其他上游位置來達成的。也就是說，可非競爭性地接入波長的上游節點受到間隙插入的約束，從而導致等于為接入相同波長而進行競爭的下游節點的等待時間的平均等待時間。本發明的原理還可擴展成對環帶寬的經加權公平接入，以使得可獨立于源和目的地在環上的相對位置來保證源與目的地之間不同的帶寬比。在本發明的另一實施例中，提供了一種用于陣發傳輸光纖波長路由的環形網絡的方法，該網絡包括網絡環上的多個節點，其中每個節點可丟棄和添加波長，所述方法包括以下步驟控制在調度區間上從每個節點以陣發傳送模式在網絡環上傳送的波長；以及生成在調度區間上展開的多個間隙區間，所述間隙區間允許來自不同節點的波長在所述間隙中傳送波長以達成對帶寬的公平接入和環形網絡中公平的等待時間。還提供了一種包括程序指令的計算機程序，該程序指令使計算機程序執行可實施在記錄介質、載體信號或只讀存儲器上的以上方法。附圖簡要說明根據以下參照附圖對僅作為示例給出的本發明實施例的描述，本發明將更容易理解，其中

圖1解說典型的光環形網絡；圖2解說光環形網絡中的節點的簡化示意圖；圖3解說針對不同節點的光環帶寬分配的表格；圖4解說調度區間上在光波長上的光陣發；圖5解說兩個波長上的光陣發，其中節點4不能達成全分配表；圖6解說兩個波長上的光陣發，其中節點4能夠達成全分配表；圖7解說在源陣發發生器處采用的RGI控制機制的框圖；以及圖8解說使用圖8中所示的PRBS來控制調度區間的流程圖。附圖詳細描述圖1中示出了光纖環形網絡的示例，其中[101]示出具有由光纖電纜跨度連接的多個節點[102]的光纖環形網絡。每個節點可如[103]所示的那樣添加任何波長下的陣發光并且如[104]所示的那樣僅丟棄一個特定波長。這意味著任何節點可通過選擇由該節點丟棄的所需要的波長并以該波長傳送陣發來向任何其他節點發送數據。該陣發隨后被添加到光纖環上并且在配置成丟棄該波長的目的地節點處被丟棄。通常，每個節點將丟棄不同的波長，以使得該波長對應于節點地址。在此配置中，每個節點僅有一個發射機和一個接收機并且IOG比特/秒的數據率將被用于遍布此文獻后續部分的最大發射和接收機速率。這意味著，在任何時間區間上，任何發射機或接收機的最大容量為IOG比特/秒。圖2示出對應于圖1中所示的節點[102]的節點[201]的簡化示意圖。光纖[202]如所示的那樣連接至輸入端和輸出端。丟棄濾波器[203]可用于丟棄至接收機[204]的特定波長并且允許所有其他波長通過該節點去往下游節點。應當領會，用于丟棄波長的其他布置也是可能的，諸如可調諧的濾波器或波長選擇開關。發射機[205]借助激光和調制器生成陣發，其中激光為陣發生成所需要波長下的光并且調制器將數據模式(通常I和O)施加到光波上。光波借助相加稱合器[206]通過路徑[202]與光纖相組合,該相加稱合器組合來自節點[201]輸出的信號的百分比。載波感測單元[207]用于確定哪些波長當前在光纖上活躍。這在根據本發明的在以下更詳細討論的沖突避免方案中使用。圖3示出示例分配表，其中對整個環的需求列表可被處理以提供可允許的環分配集合。表中示出的值是傳輸時間的百分比，以使得表中的任何條目表示源(列)可向目的地(行)進行傳送的區間中的時間百分比。由于每個發射機和接收機的容量限于IOG比特/秒，因而每行和列必須合計最多達IOG比特/秒或小于IOG比特/秒的100%。這被定義為雙隨機或雙次隨機矩陣，即
N^Yri; < I和 2X, < I，
/=O其中是從源節點i至目的地節點j的帶寬分配比并且N是環中波長(節點)的數目。圖4中示出一個波長的陣發模式的示例。針對時間[404]示出波長1[403]，其中陣發已以波長I從兩個節點[401]和[402]插入以供在節點I處接收。這種模式可在節點3已以波長I插入其陣發之后在圖1中的觀察點I [105]處看到。這些陣發不交疊，并且節點3在波長I的空閑時段期間進行傳送，以使得與節點2的陣發不會發生沖突。這里使用了沖突避免方案。使用圖2中[207]示出的載波感測單元，該載波感測單元將傳入信號分割成每個個體波長并且借助光電二極管來測量每個波長下的光功率以確定在每個波長處是否存在陣發。如果波長空閑，則節點可進行傳送，否則，節點不能進行傳送。載波感測單元的輸出與對節點處的每個波長的需求和分配作比較已確定是否應當發送陣發。如果能夠發送多個陣發，則系統將通過最長隊列或隊列中的最長時間或以其他方式確定優先級。圖5示出圖3中所示的分配的可能結果，其中一個節點正嘗試用它自己的陣發來填充從其他節點丟棄的波長中的間隙。該示例示出節點4將自己的陣發添加到波長I [507]和波長2[508]之后的結果，其中來自節點2[501]和節點3[503]的陣發已經存在。這種模式可在圖1中的觀察點2[106]處看到。在節點4添加自己的陣發之前，每個波長上有50%容量空閑。節點4應當能夠在波長I處插入50%并且在波長2處插入50%，但是這由于來自節點3和節點2的陣發(和間隙)是對齊的而不可能。也就是說，調度區間的50%在波長I和波長2中是空閑的，但是由于它們在相同的時間出現并且節點4同一時間僅能在一個波長上進行傳送，因而節點4在波長I處花費區間的25%并且在波長2處花費時間的25%。這意味著，盡管已向節點4給出對波長I和2兩者的50%分配(沒有超過其容量)，但是節點4實際上僅能夠在每個波長上接入25%。在其中隊列過載或為滿的情形中，節點能夠發送填充較長時間段的長陣發。這有兩個問 題。首先，其他節點可將類似的陣發與其對齊并且如圖5中所示的情形中那樣，嘗試將陣發放到光纖上的下游節點不能這么做，因為該下游節點必須同時將兩個陣發放到光纖上以達成所分配的容量。因此，系統是不公平的，因為即使分配表是雙隨機的，節點也不能夠達成其期望的吞吐量。其次，來自不同節點的等待時間可能受到放置在環上的來自其他節點的較大陣發的影響，其結果是等待時間可能以罕見的和不公平的方式受到負載和話務狀況的影響。在關于節點4的示例中，存在在其中節點4不能進行傳送達較長時間段并且隨后能夠進行一些傳送而上游節點能夠在隊列中有話務且具有分配的任何時間進行傳送的階段。本發明的示例實施例
圖6針對與以上示例相同的情景示出本發明的主要方面。在此情形中，在所有節點處進行傳送的決定被隨機化，以使得對于一些時段，即使在上游節點具有要發送的話務、具有分配并且波長空閑的情況下也不被允許進行傳送。這具有將圖5中所示的較大陣發分割成多個較小陣發的效果，并且對于節點3而言是類似的。陣發對齊的概率較小并且節點4現在能夠填充間隙并且能夠達成大于50%的吞吐量。本發明在每個源處用于通過終止陣發和防止相同波長下的其他傳輸達預定時間來控制波長間隙的大小插入。因此，本發明在每個源節點處控制所有陣發的大小和所有波長的所有間隙的大小。對于圖3中所示的示例分配，由節點4接收到的最差情形接入為50%，如圖5中所示。通過在節點2和3處使用本發明，間隙的均勻隨機插入可將節點4的接入增加到75%。然而這仍被認為是不公平的，因為如果節點4在波長I與2之間均勻地劃分這75%，則37. 5%接入仍小于由節點2和3獲取的50%接入。為了提供公平的接入，節點2和3處的接入被減小到在其中確保跨所有3個節點的相等接入的程度。不用本發明，這種程度將為67%，即對于波長I和2而言分別為對節點2和3的33%接入。這將克服圖5中所解說的情景。當存在本發明時，接入可被增加到83%。對于具有三個或更多個波長的等效情景，由本發明提供的益處更大。對于較大數目的波長，在最差情形情景中，下游源可能被阻擋達大于50%的時間，從而導致接入的進一步減少以確保公平。相反，當本發明用于較大數目的波長時，可以達成大于83%的接入，因為下游節點被阻擋的概率被減小到I/(2N)，其中N是該情景中波長的數目。網絡中的話務需求可隨時間變化。這意味著圖3中所示的分配也將隨時間變化。為了處置這點，本發明可被配置成控制陣發和間隙大小以滿足任何分配。如果分配被編程為x%，則1-X%間隙將在區間上被隨機地插入以隔開x%的陣發。除了這點之外，本發明還跟蹤所有波長上的當前活動，并且動態地調整其間隙插入模式以計及由上游節點以相同波長進行的傳輸。這允許每個節點獨立于其他節點正在做的事情，即，如果節點2被分配波長3上的30%并且是非競爭性的，則節點2將在區間的30%傳送陣發，而這些陣發在區間的70%由間隙隔開。如果節點I也被分配波長I上的30%，則節點2將監視其被節點I阻擋的30%時間并且自動地將其間隙插入減少到40%以進行補償。一種用于混合RGI的替換辦法是協調對波長的每個源帶寬(陣發)分配并且將每個節點間隙分配減少上游間隙分配的總和。這種辦法較復雜，因為它需要對所有節點的所有分配的分布，而第一種辦法不需要全局知識。RGI可合并一個源處的所有分配。單個源處的RGI實例群(每個波長一個RGI實例)使用與其為所有RGI實例接入相同波長的辦法相同的辦法來合并輸出模式，即，當一個RGI實例正在傳送時，相同源處的所有其他RGI實例均被阻擋并且自動地將它們的間隙插入比減小由進行傳送的源使用的時間量。示例RGI機制可通過將各種大小的間隙插入到來自環中的每個節點的陣發傳輸的方式工作。為簡單化，在此示例中，術語偽隨機將可用隨機來替代，然而兩者可互換地使用。PRBS (偽隨機二進制序列)發生器可被用于生成隨機間隙。數據陣發的大小也通過RGI機制來調制。這確保了病態話務模式被均勻隨機模式替代。環上的每個源-目的地對有兩個隨機發生器，一個發生器用于數據(陣發)大小并且一個發生器用于間隙大小。因此，在每個源處，每個目的地(波長)有一個RGI機制，并且每個RGI機制具有兩個隨機發生器，一個用于間隙大小調制并且一個用于數據大小調制。由于系統的偽隨機本質，不同節點處一定程度的模式同步仍可能發生。為了避免任何長期同步，在每個調度區間開始時對用于驅動數據/間隙插入模式的種子進行一次隨機化。這防止了任何一個源-目的地模式持續地彼此同步。區間或調度區間是為完成PRBS (偽隨機二進制序列)周期所花費的時間。例如，如果使用PRBS-8發生器，則區間將為(28_1) *2，其中有兩個發生器，一個用于數據并且一個用于間隙。數據/間隙機制用于開始和停止環上單個流(源-目的地對)的傳輸。流必須具有要傳送的大于O的數據大小。對于每個陣發傳輸，遞減數據計數。當不進行傳送時，遞減間隙計數。當數據計數為O時，數據計數再次由RGI遞增直至間隙計數達到O。此次，間隙計數也再次遞增。這意味著，對于由RGI確定的每個新數據大小，流也將關閉達至少間隙大小。圖7解說在源陣發發生器處采用的RGI控制機制的框圖。對于該源可在其上進行傳送的每個波長(接收機)，有控制對波長的接入的I個RGI實例[701]。在每個調度區間開始時，數據隨機發生器[702]和間隙隨機發生器[703]各自產生分別傳遞給數據大小發生器[704]和間隙大小發生器[705]的隨機數。這些塊執行以上描述的數據和間隙大小調制操作。陣發發生器[706]將來自每個RGI實例的數據大小和間隙大小(每個波長一組)充當輸入。陣發發生器使用RGI數據大小、載波感測[707]和數據隊列大小[708]來決定接下來傳送哪個波長。當陣發完成時，該波長的RGI數據大小遞減陣發大小。由于此事務已阻擋了所有其他波長，因而所有其他RGI的間隙大小遞減陣發大小。如果由于可在其上進行傳送的所有波長如由載波感測所指示的那樣都很繁忙而導致源被完全阻擋，則所有RGI間隙大小均遞減。當任何RGI間隙大小達到O時，數據和間隙隨機發生器被請求提供接下去的隨機數并且這些隨機數被用于計算添加至當前大小的新的數據和間隙大小。圖8中示出RGI實例中使用PRBS來控制調度區間的流程圖。由線性反饋移位寄存器生成的PRBS模式可被用于生成離開環上的源的每個陣發流的數據/間隙大小。例如，如果使用PRBS-8序列(抽頭8，6，5,4),則將PRBS-88位數與一組閾值作比較以產生調制器。該調制器隨后添加至平均塊大小參數以創生所需要的數據/間隙大小。僅作為示例，已選擇了以下設置。塊單位=2us，平均塊大小=2*塊單位=4us，調制器{0，I, -1, 2，-2}。注意a-2等于被跳過的間隙/數據大小。對于以上示例，用于計算閾值和相關聯的調制器的等式為·對于 x%〈50
ο閾值I = x*255，數據/間隙調制器=0ο閾值2=閾值l+(x/2*255)，數據調制器=_1，間隙調制器=1ο閾值3=閾值2+(x/2*255)，數據調制器=1，間隙調制器=_1ο否則，數據調制器二_2，間隙調制器=+2·對于 x% ≥ 50ο閾值I = ((100-x) *255)，數據/間隙調制器=0ο閾值2=閾值1+( (100-x)/2*255)，數據調制器=1，間隙調制器=_1ο閾值3=閾值2+((100-x)/2*255)，數據調制器=_1，間隙調制器=1ο否則，數據調制器=2，間隙調制器=_2以下示例示出如何選擇40% (低于50% )的帶寬水平的數據/間隙調制·對于每個目的地，每個節點具有3個閾值·閾值 I = 40%*255 (注意 255==PRBS8 周期長度)·閾值 2=閾值 1+((40%/2)*255)·閾值 3=閾值 2+ ((40%/2) *255)·對于數據ο PRBS8值小于閾值1，調制器=0ο PRBS8值小于閾值2，調制器=_1ο PRBS8值小于閾值3，調制器=1ο否則，調制器=-2·對于間隙ο PRBS8值小于閾值1，調制器=0ο PRBS8值小于閾值2，調制器=1ο PRBS8值小于閾值3，調制器=_1ο否則，調制器=+2以下示例示出如何選擇70% (高于50% )的帶寬水平的數據/間隙調制·對于每個目的地，每個節點具有3個閾值 閾值 I = 30%*255·閾值 2=閾值 1+((30%/2)*255)·閾值 3=閾值 2+((30%/2)*255)·對于數據ο PRBS8值小于閾值1，調制器=0ο PRBS8值小于閾值2，調制器=1ο PRBS8值小于閾值2，調制器=_1ο否則，調制器=+2 對于間隙ο PRBS8值小于閾值1，調制器=0ο PRBS8值小于閾值2，調制器=_1ο PRBS8值小于閾值2，調制器=1ο否則，調制器=-2
當間隙大小為O時，數據的下一 PRBS-8值被用于與這些閾值作比較并且計算調制器。該調制器被添加至平均塊大小(以上示例中為2)以產生經調制的塊大小。經調制的塊大小乘以塊單位大小(2us)。結果得到的新的數據大小被添加至當前數據計數。同時使用其自己的PRBS發生器和閾值參數來為間隙大小執行相同的過程。PRBS-8模式產生最大255個不重復的周期序列。最大周期確保在每個周期中訪問所有元素一次且僅有一次以提供必需的隨機均勻模式。這也獨立于周期在何處開始。當調度區間完成時，迫使PRBS-8種子到新的起始值以確保整個環中的每個RGI機制在每個區間持續地改變位置。當PRBS-8種子回到區間開始時的原始種子值時，調度區間完成。在本發明的上下文中，“公平”表示網絡中沒有路徑或節點具有勝過另一路徑或節點的優先對待，即，對于接入帶寬的所有請求，跨網絡相等地提供調度區間上的接入。
參照附圖描述的本發明中的實施例包括計算機裝置和/或在計算機裝置中執行的過程。然而，本發明還擴展到計算機程序，尤其是存儲在載體上或載體中、適配成實施本發明的計算機程序。該程序可以是源代碼、目標代碼或源代碼與目標代碼之間的諸如部分經編譯形式之類的中間代碼的形式、或適于在實現根據本發明的方法時使用的任何其他形式。在一個實施例中，源代碼是可用于對FPGA設備進行編程的RTL代碼。載體可包括諸如ROM (例如CD ROM)或磁性記錄介質(例如，軟盤或硬盤)之類的存儲介質。載體可以是可經由電纜或光纜或通過無線電或其他手段傳送的電信號或光信號。在說明書中，術語“包括”或其任何變型以及術語“包含”或其任何變型被認為能完全互換并且它們應當都提供最寬可能的解釋，反之亦然。本發明不限于以上描述的實施例，而可在構造和細節方面加以改動。
權利要求
1.一種陣發傳輸光纖波長路由的環形網絡，包括網絡環上的多個節點，其中每個節點能夠丟棄和添加波長；控制裝置，用于控制在調度區間上從每個節點以陣發傳送模式在所述網絡環上傳送的波長；以及所述控制裝置包括隨機發生器，所述隨機發生器用于生成在所述調度區間上展開的多個間隙區間，所述間隙區間允許來自不同節點的波長在所述間隙中傳送波長以達成對帶寬的公平接入和/或所述環形網絡中公平的等待時間。
2.如權利要求1所述的網絡，其特征在于，所述隨機發生器通過終止陣發和防止相同波長下的其他傳輸達預定時間來控制波長的所述間隙的插入和大小。
3.如權利要求1或2所述的網絡，其特征在于，所述隨機發生器被配置成通過在所述調度區間上隨機地插入間隙來控制所述陣發數據和間隙大小以滿足任何分配。
4.如以上權利要求中任一項所述的網絡，其特征在于，還包括每個節點處的隨機間隙發生器，每個發生器彼此偏移，以使得所述網絡中針對每個調度區間的兩個不同節點將不會具有用于任何波長的相同的隨機數據/間隙模式。
5.如以上權利要求中任一項所述的網絡，其特征在于，所述控制裝置跟蹤所有波長上的當前數據活動，并且動態地調整所述間隙插入模式以計及由上游節點以相同波長進行的傳輸。
6.如以上權利要求中任一項所述的網絡，其特征在于，所述隨機間隙發生器偽隨機地將各種大小的間隙插到來自所述環中的每個節點的陣發傳輸中。
7.如以上權利要求中任一項所述的網絡，其特征在于，所述數據陣發的大小由所述隨機間隙發生器調制以確保病態的話務模式被均勻隨機模式替代。
8.如以上權利要求中任一項所述的網絡，其特征在于，還包括所述環上的每個節點源-目的地對的兩個隨機發生器，第一隨機發生器用于數據陣發大小并且第二隨機發生器用于間隙大小。
9.如權利要求8所述的網絡，其特征在于，所述調度區間是為完成至少一個PRBS循環偽隨機二進制序列所需要的時間。
10.如權利要求8所述的網絡，其特征在于，所述第一隨機發生器生成用于數據的第一PRBS序列并且所述第二隨機發生器生成用于間隙大小的第二 PRBS序列。
11.如權利要求8到10所述的網絡，其特征在于，還包括用于為每個調度區間改變所述PRBS序列的裝置。
12.如以上權利要求中任一項所述的網絡，其特征在于，線性反饋移位寄存器生成PRBS-8位模式并且用于生成離開每個節點的每個陣發流的數據/間隙大小。
13.如權利要求12所述的網絡，其特征在于，將所述PRBS-88位模式與一組閾值作比較以產生調制器，其中所述調制器隨后被添加至平均塊大小參數以創生所需要的數據/間隙大小。
14.如以上權利要求中任一項所述的網絡，其特征在于，所述節點中的每個節點能夠在任何波長處添加光陣發并且僅丟棄一個特定的波長，以使得任何節點能夠通過選擇由該節點丟棄的所需要的波長并以該波長傳送陣發來向任何其他節點發送數據。
15.如權利要求14所述的網絡，其特征在于，所述陣發被添加到所述光纖環上并且在配置成丟棄該波長的目的地節點處被丟棄。
16.如以上權利要求中任一項所述的網絡，其特征在于，還包括用于跨調度區間提供分配、并且適配成在節點處為被上游數據中斷的數據補償下游節點的行為、以及使用所述調度區間中的可用間隙來傳送數據的裝置。
17.如權利要求16所述的網絡，其特征在于，如果數據在所述節點處被阻擋，則所述裝置攜帶所述分配和隨機間隙可用性直至下一可用間隙。
18.如以上權利要求中任一項所述的網絡，其特征在于，如果該源處對波長的需要在區間結束時仍然存在，則未使用的分配可從一個調度區間攜帶至下一調度區間，以改善所述網絡中至少一個節點的波長接入。
19.如以上權利要求中任一項所述的網絡，其特征在于，所述隨機發生器允許在調度區間中生成確定量的數據和間隙，以使得跨整個區間插入的數據和間隙的展開是偽隨機的。
20.如以上權利要求中任一項所述的網絡，其特征在于，數據的插入在調度區間內是隨機的并且在整個區間上是完全確定性的，從而數據與間隙之比始終等于期望的帶寬分配。
21.如權利要求1到19中任一項所述的網絡，其特征在于，調度區間上的數據和間隙量被配置成是不同的，從而所述區間上數據與間隙之比是期望的帶寬量。
22.如以上權利要求中任一項所述的網絡，其特征在于，所述環形網絡中的不同節點上的調度區間彼此同步。
23.如以上權利要求中任一項所述的網絡，其特征在于，所述環形網絡中的不同節點上的調度區間彼此異步。
24.一種適用于光纖網絡的控制系統，所述控制系統包括用于控制在調度區間上在兩個或更多個節點之間以陣發傳送模式在所述網絡上傳送的波長的裝置；以及所述控制裝置包括隨機發生器，所述隨機發生器用于生成在所述調度區間上展開的多個隨機間隙區間，所述間隙區間允許來自不同節點的波長在所述間隙中傳送波長以達成對帶寬的公平接入和所述網絡中公平的等待時間。
25.一種用于陣發傳輸光纖波長路由的環形網絡的方法，所述網絡包括網絡環上的多個節點，其中每個節點可丟棄和添加波長，所述方法包括以下步驟控制在調度區間上從每個節點以陣發傳送模式在網絡環上傳送的波長；以及生成在所述調度區間上展開的多個隨機間隙區間，所述間隙區間允許來自不同節點的波長在所述間隙中傳送波長以達成對帶寬的公平接入和所述環形網絡中公平的等待時間。
26.—種包括使計算機執行權利要求25的方法的程序指令的計算機程序。
27.—種如權利要求26所述的實施在記錄介質或載體信號或只讀存儲器上的計算機程序。
全文摘要
本發明提供了一種陣發傳輸光纖波長路由的環形網絡和方法，該網絡包括網絡環上的多個節點，其中每個節點可丟棄和添加波長。該網絡具有控制裝置，其用于控制在調度區間上從每個節點以陣發傳送模式在網絡環上傳送的波長。本發明提供了隨機發生器，其用于在調度區間上生成多個間隙區間，以使得這些間隙區間允許來自不同節點的波長在所述間隙中傳送波長以達成對帶寬的公平接入和環形網絡中公平的等待時間。
文檔編號H04J14/02GK103004231SQ201180021627
公開日2013年3月27日 申請日期2011年3月29日 優先權日2010年3月29日
發明者T·法雷, S·奧尼爾 申請人:英特尤恩網絡有限公司