CN101964756A

CN101964756A - 一种以太网无源光网络系统的上行带宽分配方法

Info

Publication number: CN101964756A
Application number: CN2010105307588A
Authority: CN
Inventors: 李青松
Original assignee: NANJING ZHONGXING QUNLI INFORMATION TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: NANJING ZHONGXING QUNLI INFORMATION TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2010-11-04
Filing date: 2010-11-04
Publication date: 2011-02-02

Abstract

一种以太网无源光网络系统的上行带宽分配方法，其特征是它包括以下步骤：首先，由OLT在向ONU分配上行带宽时自动为ONU的上行带宽设置相应的属性；其次，OLT将上行带宽和相应的属性发送给ONU，通知ONU根据上行带宽的属性使用相应的上行带宽。第三，ONU根据接收到的OLT所规定的属性利用上行带宽发送数据。本发明通过为被分配的上行带宽设置属性，使ONU可以永久或者长时间、周期性地使用上行带宽，OLT无需周期性地频繁地分配上行带宽。能够减少OLT和ONU之间的交互、降低上行带宽的分配频度、以及对下行带宽资源的占用，同时便于ONU进行上行带宽使用的统一规划。

Description

一种以太网无源光网络系统的上行带宽分配方法

技术领域

本发明涉及光通信领域，尤其是一种EPON（Ethernet Passive Optical Network，以太网无源光网络）/10GEPON（10 Gigabit Ethernet Passive Optical Network，10吉比特以太网无源光网络）系统中灵活的上行带宽分配方法，具体地说是一种以太网无源光网络系统的上行带宽分配方法。

背景技术

众所周知，EPON/10GEPON系统由OLT（Optical Line Terminal，光线路终端）、ONU（Optical Network Unit，光网络单元）和ODN（Optical Distribution Network，光配线网）组成，光网络终端ONT（Optical Network Terminal，光网络终端）为ONU的一种，应用于光纤到户FTTH(即Fiber To The Home光纤到户)场景。ODN为点到多点结构，一个OLT通过ODN连接多个ONU。

EPON/10GEPON系统是一种基于时分复用接入（Time Division Multiplex Access，简称为TDMA）的无源光网络系统。在EPON/10GEPON系统中，ONU需要获得OLT分配的上行带宽后才能在上行方向发送数据，而OLT则通过动态带宽分配（Dynamic Bandwidth Assignment，简称为DBA）功能为ONU分配上行带宽。DBA功能一般以时间T为周期，将每个周期T分割成若干时隙并将这些时隙分配给ONU，ONU在获得的指定时隙内发送上行数据。这些OLT为ONU分配的时隙就是上行带宽，供ONU发送上行数据。

EPON/10GEPON系统中DBA功能输出的上行带宽通过GATE消息分配给各个相关ONU。GATE消息格式如图1所示，其中，一条GATE消息最多携带4份上行带宽（Grant#1-4，上行带宽的份数由Number of Grants字段指定），每份上行带宽由起始时间（StartTime）和时间长度（Length）表示，每份上行带宽的属性由Flags字段指定，Flags指定该上行带宽是Normal GATE或者Discovery GATE，是否需要报告REPORT等。

为了区分不同业务的服务质量（Quality of Service，简称为QoS），OLT为ONU分配的上行带宽可以是不同类型的，不同类型的上行带宽可以承载不同的业务，以区分不同业务的QoS。上行带宽的类型一般可以包括：（1）固定上行带宽，为某个ONU独享，不能分配给其它ONU；（2）保证上行带宽，优先分配给某个ONU，但是当该ONU暂时不用部分或者全部该带宽时，该带宽的部分或者全部可以暂时分配给其它ONU使用，当该ONU的业务恢复时，分配给其它ONU的带宽可以马上重新分配给该ONU。对于固定上行带宽，OLT可以永久分配给ONU使用，但是实际分配过程中，由于DBA功能一般以T为周期，因此OLT仍然需要在每个T周期内反复分配固定上行带宽给ONU。对于保证上行带宽也有类似的问题，保证上行带宽一般是长时间地分配给某个ONU使用的，但是OLT仍然需要在每个T周期内重新分配保证上行带宽给ONU。

无论上行带宽为何种类型，EPON/10GEPON系统的DBA功能均需要进行周期性频繁重复的分配，不仅占用了下行带宽资源，也不利于ONU统一规划和处理上行带宽。

发明内容

本发明的目的是针对现有的EPON/10GEPON系统中在为ONU进行动态带宽分配（DBA）时需频繁重复分配带宽，导致大量系统资源被占用的问题，提供一种灵活的以太网无源光网络系统的上行带宽分配方法，以便有利于ONU统一规划和处理上行带宽。

本发明的技术方案是：

一种以太网无源光网络系统的上行带宽分配方法，其特征是它包括以下步骤：

首先，由OLT在向ONU分配上行带宽时自动为ONU的上行带宽设置相应的属性；

其次，OLT将上行带宽和相应的属性发送给ONU，通知ONU根据上行带宽的属性使用相应的上行带宽。

第三，ONU根据接收到的OLT所规定的属性利用上行带宽发送数据。

所述的OLT分配给ONU的属性包括：

l 、永久或者长期使用；

2、在预定时间内使用以及预定时间的长度；

3、周期性使用，如，每隔一定的时间间隔使用一段时间长度；

4、回收或者取消分配的条件。

所述的ONU的属性为永久或者长期使用时，则OLT向ONU仅进行一次分配，指示ONU永久或者长期使用上行带宽，ONU获取该上行带宽后永久或者长期使用，ONU可以一直使用该上行带宽，直到ONU离线、重启、关机或者OLT回收、取消该带宽分配；如果OLT检测到ONU离线、重启或者关机，则自动回收、取消该带宽分配；OLT也可以将永久或者长期使用这一属性修改为在预定时间内使用属性。

所述的ONU的属性为在预定时间内使用以及预定时间的长度时，则ONU根据预定时间的长度使用上行带宽；如果上行带宽的使用时间等于预定时间长度，则OLT收回上行带宽供以后重新分配；OLT也可以提前回收、取消该带宽分配；如果OLT检测到ONU离线、重启或者关机，也应该回收、取消该带宽分配。

所述的ONU的属性为周期性使用时，则OLT为ONU指定一个时间间隔和一个时间长度，ONU每隔一定的时间间隔后使用该上行带宽一定的时间长度；OLT也可以提前回收、取消该带宽分配；如果OLT检测到ONU离线、重启或者关机，也应该回收、取消该带宽分配。

本发明的有益效果：

本发明通过为被分配的上行带宽设置属性，使ONU可以永久或者长时间、周期性地使用上行带宽，OLT无需周期性地频繁地分配上行带宽。解决了目前EPON/10GEPON系统中DBA功能频繁重复分配带宽的问题，能够减少OLT和ONU之间的交互、降低上行带宽的分配频度、以及对下行带宽资源的占用，同时便于ONU进行上行带宽使用的统一规划。

附图说明

图1是与本发明相关的EPON系统的GATE消息示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

如图1所示。

一种以太网无源光网络系统的上行带宽分配方法，用于在EPON/10GEPON系统中实现OLT对ONU的上行带宽分配，包括以下步骤：

步骤（1），在OLT向ONU分配上行带宽时，OLT为上行带宽设置相应的属性，包括以下类别：永久或者长期使用、在预定时间内使用以及预定时间的长度、周期性使用、回收或者取消分配。

步骤（2），OLT将上行带宽和相应的属性发送给ONU，通知ONU根据上行带宽的属性使用相应的上行带宽。

步骤（2）中，如果上行带宽的属性为永久或者长期使用，则OLT向ONU仅进行一次分配，指示ONU永久或者长期使用上行带宽，ONU获取该上行带宽后永久或者长期使用；如果上行带宽的属性为在预定时间内使用，则ONU根据预定时间的长度使用上行带宽；如果上行带宽的使用时间等于预定时间长度，则OLT收回上行带宽供以后重新分配。如果上行带宽的属性为周期性使用，则ONU每一定的时间间隔后使用该上行带宽一定的时间长度。

在ONU重新启动或离线的情况下，包括以下处理：

1、如果ONU被指示永久或者长期使用、周期性使用上行带宽，则OLT收回属性为永久或者长期使用、周期性使用的上行带宽供以后重新分配。

2、如果OLT分配了属性为在预定时间内使用的上行带宽，则OLT立即收回上行带宽的属性为在预定时间内使用的上行带宽、或者在上行带宽的使用时间等于预定时间长度时，收回上行带宽的属性为在预定时间内使用的上行带宽供以后重新分配。

为了能够调整ONU使用的上行带宽，分配给ONU的永久或者长期使用的上行带宽、周期性使用、或者使用时间较长的上行带宽均可以被收回，在OLT需要收回上行带宽的情况下，可以使用下述的两种方式之一：

方式1、OLT将相应的上行带宽的属性设置为取消分配；

方式2、重新设置属性为在预定时间内使用的上行带宽的预定时间的长度。

下面将结合具体的EPON/10GEPON系统对本发明的上述技术方案进行详细的说明。

EPON/10GEPON系统的上行带宽分配通过GATE（通道）消息实现，图1中至少有13个字节为保留域，本实施例在该保留域中将Sync time字段后面的4个字节分别用于指示4个Grant（分配）的用途，分别定义为Flags1、Flags2、Flags3、Flags4，下面对Flags1、Flags2、Flags3、Flags4进行详细的说明。

Flag1：比特7-6（11-永久或者长期使用，01-周期性使用，10-一定时间内使用，00-取消分配）；比特7-6为10时，比特5-0表示上行带宽分配的有效时间；比特7-6为01时，比特5-3表示时间间隔D，比特2-0表示时间长度L，ONU每隔D使用该上行带宽L时间。

Flag2：比特7-6（11-永久或者长期使用，01-周期性使用，10-一定时间内使用，00-取消分配）；比特7-6为10时，比特5-0表示上行带宽分配的有效时间；比特7-6为01时，比特5-3表示时间间隔D，比特2-0表示时间长度L，ONU每隔D使用该上行带宽L时间。

Flag3：比特7-6（11-永久或者长期使用，01-周期性使用，10-一定时间内使用，00-取消分配）；比特7-6为10时，比特5-0表示上行带宽分配的有效时间；比特7-6为01时，比特5-3表示时间间隔D，比特2-0表示时间长度L，ONU每隔D使用该上行带宽L时间。

Flag4：比特7-6（11-永久或者长期使用，01-周期性使用，10-一定时间内使用，00-取消分配）；比特7-6为10时，比特5-0表示上行带宽分配的有效时间；比特7-6为01时，比特5-3表示时间间隔D，比特2-0表示时间长度L，ONU每隔D使用该上行带宽L时间。

对于分配给ONU永久或者长期使用的上行带宽，OLT分配时在相应的Flags域的比特7-6填写11值，ONU获得该上行带宽后永久或者长期使用，在OLT收回该上行带宽的情况下，放弃对该上行带宽的使用，在ONU关机、重新启动或离线时，OLT自动收回该上行带宽。

对于分配给ONU使用一定时间的上行带宽，OLT分配时在相应的Flags域的比特7-6填写10值，并在相应的Flags域的比特5-0填写有效时间，ONU获得该上行带宽后，可以在相应的时间内使用，在有效时间结束后或者OLT收回该上行带宽的情况下，ONU放弃对该上行带宽的使用，在ONU关机、重新启动或离线时，OLT自动收回该上行带宽。

对于分配给ONU周期性使用的上行带宽，OLT分配时在相应的Flags域的比特7-6填写01值，比特5-3填写时间间隔D，比特2-0填写时间长度L，ONU获得该上行带宽后周期性地使用，每个时间D使用该上行带宽L时间。在OLT收回该上行带宽的情况下，放弃对该上行带宽的使用，在ONU关机、重新启动或离线时，OLT自动收回该上行带宽。

对于分配ONU永久或者长期使用或者周期性使用的上行带宽，OLT决定收回这样的上行带宽时，OLT在分配时在相应的Flags域的比特7-6填写00值，ONU将放弃对该上行带宽的使用；OLT也可以将永久或者长期使用或者周期性使用的上行带宽设置为一定时间内使用的带宽，使用时间长度为L，则L时间后ONU自动停止使用该上行带宽、OLT自动回收该上行带宽，在分配过程中将Flags域的7-6比特填写10，5-0比特填写L值。

对于分配ONU使用一定时间的上行带宽，OLT决定收回这样的上行带宽时，OLT在分配时在相应的Flags域的比特7-6填写00值，ONU将放弃对该上行带宽的使用；OLT也可以修改该上行带宽的使用时间长度，在Flags域7-6比特填写10，在5-0比特填写短一些的时间长度。

通过之前描述的实例处理过程可以看出，借助于本发明实施例，可以有效减少OLT和ONU之间的交互、降低上行带宽的分配频度、减少对下行带宽资源的占用，同时有利于ONU对上行带宽的使用进行统一规划。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims

1.一种以太网无源光网络系统的上行带宽分配方法，其特征是它包括以下步骤：

其次，OLT将上行带宽和相应的属性发送给ONU，通知ONU根据上行带宽的属性使用相应的上行带宽；

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述的OLT分配给ONU的属性包括：

永久或者长期使用；

在预定时间内使用以及预定时间的长度；

周期性使用；

回收或者取消分配的条件。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征是所述的ONU的属性为永久或者长期使用时，则OLT向ONU仅进行一次分配，指示ONU永久或者长期使用上行带宽，ONU获取该上行带宽后永久或者长期使用，ONU可以一直使用该上行带宽，直到ONU离线、重启、关机或者OLT回收、取消该带宽分配；如果OLT检测到ONU离线、重启或者关机，则自动回收、取消该带宽分配；OLT也可以将永久或者长期使用这一属性修改为在预定时间内使用属性。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征是所述的ONU的属性为在预定时间内使用以及预定时间的长度时，则ONU根据预定时间的长度使用上行带宽；如果上行带宽的使用时间等于预定时间长度，则OLT收回上行带宽供以后重新分配；OLT也可以提前回收、取消该带宽分配；如果OLT检测到ONU离线、重启或者关机，也应该回收、取消该带宽分配。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征是所述的ONU的属性为周期性使用时，则OLT为ONU指定一个时间间隔和一个时间长度，ONU每隔一定的时间间隔后使用该上行带宽一定的时间长度；OLT也可以提前回收、取消该带宽分配；如果OLT检测到ONU离线、重启或者关机，也应该回收、取消该带宽分配。