[发明专利]TDM/TDMA通信的方法和设备

说明书

本发明涉及时分复用/时分多址(TDM/TDMA)通信。

采用TDM/TDMA传输信号的系统中，从网络端到多个端用户(end-user)在家庭或商户的终端的下游信号，通常都用TDM在单个信道上发送。家庭或商户终端的一个接收终端，接收指向它和其他端用户的终端的所有向下游传输的信号。但是，在接收的数据字节的每一帧中，只有那些专门指向某特定接收终端的字节，才送达该终端，供其处理。通常，这一步是靠把每帧中不同时隙分配给各指定的接收终端而实现的。因此，每个接收终端只在分配给它的时隙中“查找”指向它的字节。另外，下游信号，如果发自，例如宽带异步传递方式(ATM)网络，那么可以包含ATM信元序列，其中每一个都包括指示目的地地址的标题信息，它引导信元到达该目的地。然后，接收机终端只“拾取”编有它的地址的ATM信元或广播至多个接收机终端的ATM信元，并丢弃编有别处地址的其他ATM信元。

沿上游方向，用TDMA传输把多个端用户终端的输出，发回网络端。一种实施办法，是允许一个端用户的终端，只在每一帧的特定时隙中发回网络端。因而，在网络端，从多个端用户的终端发送装备接收的字节，按照每帧中接收时的时隙，多路分用成分开的多个数据流。

虽然，就单个信道上，TDM下游传输的从一到多这方面来说，在网络端和端用户的终端两者，都以较为直截了当的方式实施，但从多个端用户的终端到单个网络端的上游传输，对可用的上游带宽管理，则提出若干技术困难。特别对采用光纤到家(FTTH)的、使用功率分配无源光网络(PSPON)拓扑的数字宽带接入网络，尤其如此。按目前的配置，每个PSPON光纤能够支持最多达32个家庭或商户。在这种系统中，用粗波分复用(CWDM)可在单根光纤上获得双向通信，其中的一个波长，1550nm，被用来与已连接到该光纤的所有家庭/商户端用户的终端进行下游通信。其次，另一个波长，1310nm，把来自所有那些已连接的家庭/商户终端的上游数据，传送至网络端。这些数据，沿两个方向，都可以包括视频、数据(如互连网类型的数据)、和数字化话音。在这种系统中，此光纤用光网络单元(ONU)终接于家庭/商户上，而在网络端，则用光线路卡(OLC)。

这种系统中，对下游的传输，在帧的结构中采用ATM，而对上游传输，则使用脉冲串发送ATM。基于PSPON的现有技术的系统，沿下游方向使用的帧结构，包含2968字节，位速率是155.52mbits/sec。在每一下游帧中的2968字节，代表56个ATM信元/帧，每信元包含5字节的标题和48字节的有效负荷。编址信息包含在该5字节的标题内，它能使最多达32个端用户ONU的每一个，用它已连接的终端，只选择接收那些向它广播或专门编有它的地址的ATM信元。沿上游方向，向OLC发送的各ONU顺序地发送脉冲串，每个脉冲串包含单个ATM信元。假定附加3字节脉冲串标题，每脉冲串就有56字节长。因此，每2968字节的一帧，包含53个脉冲串，每个56字节。如果每ONU每帧发送一个脉冲串，那么，可供每个端用户的终端使用的用户ATM上游带宽，约为2.777mbits/sec。遗憾的是，每端用户终端更细的带宽粒度(如小于2.777mbits/sec)，要求每m帧分配p个脉冲串，它要求用复杂的上游带宽管理程序。此外，如果端用户的终端要求更高的上游带宽(如高于2.777mbits/sec)，那么，ONU必须管理这种终端的每帧多个脉冲串。在现有技术的系统中，数字话音通信还存在低效率的问题。具体说，因为数字话音信道的带宽要求只是64kbits/sec(相当于每帧一字节)，于是，每上游脉冲串中，包含数字化话音的每ATM信元内，48个有效负荷字节中余下47个字节未使用(假定每125μsec一个脉冲串)。或者，如果在发送前的6msec周期内累积48个话音抽样，则因为强加于已发送的话音抽样的延时，很可能要实施回声消除。此外，与数字话路相关的8000抽样/秒，不可能从非8000帧/秒的帧速率中简单地产生。

因此，对所有类型的端用户终端的带宽分配，需要更优良的控制，特别对用于话音信号的数字传输。