CN102045605A - OFDM-PON系统中基于QoS的周期轮询动态带宽分配算法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种正交频分复用无源光网络系统(OFDM-PON)中基于服务质量(QoS)的周期轮询动态带宽分配算法，属于光纤通信系统的范畴。此基于QoS的周期轮询动态带宽分配算法通过优先级间和优先级内部二级动态带宽分配机制，平衡了各个优先级之间带宽分配的优先性和公平性，既保证了高优先级业务占有带宽的优先性，也保证了各个优先级之间带宽分配的相对公平性；充分的保证了各个光网络单元(ONU)之间带宽分配的公平性。同时基于QoS的周期轮询动态带宽分配算法，可适用于采用正交频分复用无源光网络(OFDM-PON)技术的光接入网系统中。本发明具有实用性强、QoS得到充分保障、算法复杂度低、成本低、等优点。

Description

OFDM-PON系统中基于QoS的周期轮询动态带宽分配算法

技术领域

本发明涉及正交频分复用无源光网络(OFDM-PON)系统中一种新型的基于QoS的周期轮询动态带宽分配算法，属于光纤通信系统的范畴。

背景技术

众所周知，Internet业务的爆炸式增长和多媒体技术的不断进步，刺激了通信网的数字化，IP化，智能化和个人化等方面的飞速发展。目前传输网已经基本实现了数字化和光纤化，交换网也基本实现了数字化和程控化，而以铜线为主，被称为“最后一公里”的用户接入网则发展缓慢，直接影响了电信网所提供的业务的容量、质量、速度已经网络资源的开发利用，已经成为了制约全网发展的瓶颈所在。

在有线接入技术上，目前应用最广泛的是铜线接入技术(诸如：DSL、ADSL等)。尽管人们采用了多种措施来提高双绞铜线对的传输能力，最大限度保护现有投资，但是铜线本身存在频带窄、损耗大、维护费用高等固有缺陷。因此，为了适应未来复杂的接入环境以及不断增长的接入带宽的需求，开发一种具有宽频带、大容量、损耗小、不易受电磁干扰的有线接入网技术刻不容缓。

光纤接入网(OAN)与传统意义上的光线传输系统不同，是一种针对接入网环境所设计的特殊的光纤传输网络。它的最主要的优点是支持宽带业务，能够有效解决接入网“最后一公里”的带宽瓶颈问题，而且传输距离长、质量高、可靠性好。并且可以根据分路方式的不同可以分为无源光网络(PON)和有源光网络(AON)。而PON由于其技术实现成本低、可靠性高已经成为主流的光接入网解决方案。目前主流的PON技术主要是基于时分复用多址接入(TDMA)技术，例如：ATM-PON(APON)，吉比特PON(GPON)，以太网PON(EPON)等，能够向每个用户提供兆比特每秒级别的带宽。但是，由于有线接入网络的带宽需求随着诸如：高清电视、高速数据传输、多媒体会议、多媒体网络游戏等新兴业务的出现而爆炸式的增长，现有的PON技术将不能够满足这飞速发展的带宽需求。所以，对大容量、多业务、高可靠性及廉价的光纤接入网的研究方兴未艾。波分复用无源光网络(WDM-PON)就是为了满足未来高速增长需求而开发出来的一种高速接入网。WDM-PON能够给一个或几个用户提供一个特定的波长进行传输从而实现高速接入。但是，由于其技术本身的弱点导致其网络设备及其昂贵，由于带宽粒度过大而导致的服务质量(QoS)无法保障等种种致命缺点，已经表明WDM-PON并不适合作为下一代高速有线接入网络技术的解决方案。

OFDM技术是一种多载波调制(MCM)技术，是在无线通信中被IEEE 802.11G、数字音频广播(DAB)、IEEE 802.16等标准广泛采用的高速传输技术，并且是目前已知的频谱利用率最高的一种调制技术。它基本原理是：将高速的串行数据流分解成若干并行的低速子数据流同时传输；在频域上可描述为：在频域内将给定的信道划分为一系列相互正交的且相互重叠的子信道，每个子信道使用单个子载波独立进行调制，进行并行传输。

OFDM-PON技术是将OFDMA(正交频分复用多址接入)技术应用于PON的上行信道中的一种新型光接入网技术。由于引入了OFDMA技术作为其上行信道的多址接入技术，所以这种新型的PON结构具有APON、EPON、GPON等传统PON技术所没有的有点：1)由于OFDM是多载波调制(MCM)系统，提高了系统的频带利用率；2)电域OFDM调制有效的降低了网络设备的造价，有利于技术的推广；3)较强的抗色度色散和抗偏振模色散能力；4)在OFDM发射接收机端，信号处理实现比较简单，调制过程可以用反快速傅里叶变换(IFFT)，解调可以用快速傅里叶变换(FFT)完成；5)良好的带宽粒度，支持动态带宽分配，适合给PON系统提供上行业务的QoS保障。这几点是传统的PON技术向10Gbps以及更高速发展的主要限制，所以OFDM-PON技术可望在下一代光接入网络系统中占据重要地位。

由于OFDM-PON技术提出的时间并不久，目前并没有合适的与之适配的动态带宽分配(DBA)算法。原有的PON技术的动态带宽分配算法主要都是基于TDMA而设计的，例如基于EPON架构的自适应周期间插轮询(IPACT)算法等，不能够适应新型的OFDM-PON架构的特点，所以开发一种新型的、能够良好的适配OFDM-PON系统的并且能够满足多业务接入服务质量(QoS)需求的动态带宽分配算法势在必行。

为了实现上述目标，本发明提出了一种在OFDM-PON系统中基于QoS的周期轮询动态带宽分配算法。

发明内容

本发明提出一种在OFDM-PON系统中基于QoS的周期轮询动态带宽分配算法。该算法利用基于QoS的周期轮询二级动态带宽分配方法，不仅可以保障高优先级业务对的低时延和低时延抖动的要求，并且能够保证不同优先级业务之间带宽分配的QoS要求以及各个ONU之间同优先级业务带宽竞争的公平性。

本发明提出了一种在OFDM-PON系统中基于QoS的动态带宽分配算法，解决了现存的动态带宽分配算法的一些不足，其主要特点是：

1)使用二级带宽分配方法，保障了不同业务不同的QoS要求，和不同ONU相同优先级业务间带宽分配的公平性。

2)采用统计系统不同业务带宽申请比例及设定优先参数的方式对业务间带宽实行动态分配，有效的兼顾了不同业务间带宽分配的优先性和公平性。

3)采用最小带宽申请优先法则分配不同ONU之间的同优先级业务的带宽，有效的保障了带宽分配的公平性。

4)采用固定周期轮询及独立的控制信道，有效的降低了系统的控制复杂度和控制开销。

本发明是基于QoS的周期轮询动态带宽分配算法，采用的方法基本可分为三个部分：

1)最高优先级业务带宽分配：采用完全满足其带宽申请的方式进行动态带宽分配。

2)优先级间带宽分配部分：OLT利用对系统不同优先级业务的长期统计值估计下一周期的不同优先级间带宽申请的比例，并由此为依据结合优先级参数对不同优先级间业务的带宽进行分配。

3)各个ONU同优先级业务之间带宽分配部分：采用最小带宽申请优先的原则对各个ONU的带宽申请进行动态带宽分配。

本发明提出的动态带宽分配算法采用优先级间和优先级内二级带宽分配方式，兼顾了各个优先级间带宽分配的优先性和公平性，保障了同优先级内带宽分配的公平性。

本发明提出的基于QoS的周期轮询动态带宽分配算法具有如下优点：

1)本发明合理的利用了OFDM-PON的上行信道结构，采用专用的子载波作为控制信道并且OLT对ONU采用固定周期轮询的方式收集带宽申请消息，有效的简化了系统控制过程，降低了控制开销。

2)本发明充分的平衡了各个优先级之间带宽分配的优先性和公平性，既保证了高优先级业务占有带宽的优先性，也保证了各个优先级之间带宽分配的相对公平性。

3)本发明充分的保证了各个ONU之间带宽分配的公平性，防止了某个或者某几个ONU占据大部分带宽而使其余ONU不能够得到QoS保障的情况。

4)为各个业务根据其数据流特性提供了最大限度的QoS保障。

5)本发明采用的动态带宽分配算法复杂度低，实用性强。

附图说明

为了更清楚地说明本发明所提出的技术方法，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明所基于的OFDM-PON的典型场景示意图；

图2是本发明的OFDM-PON系统的上行信道分配示意图；

图3是本发明OLT和ONU之间的控制信息交互示意图；

图4是本发明基于QoS的周期轮询动态带宽分配算法的总体流程图；

图5是本发明实施列的优先级间带宽分配算法的流程图；

图6是本发明实施列的可变比特率(VBR)业务的动态带宽分配流程图；

图7是本发明实施列的各个业务的平均包时延仿真结果图；

图8是本发明实施列的各个ONU的VBR业务的平均包时延仿真结果图；

图9是本发明实施列的各个ONU的UBR业务的平均包时延仿真结果图；

图10是本发明实施列的各个业务的丢包率仿真结果图；

图11是本发明实施列的各个ONU的VBR业务的丢包率仿真结果图；

图12是本发明实施列的各个ONU的UBR业务的丢包率仿真结果图；

图13是本发明实施列的各个业务的吞吐量的仿真结果图。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明光OFDM-PON系统中基于QoS的周期轮询动态带宽分配算法进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图一是本发明基于QoS的周期轮询动态带宽分配算法所适用的OFDM-PON系统典型架构图。OFDM-PON和普通的PON技术一样，主要由位于局端的101光线性终端(OLT)，位于小区的105光分配网络(ODN)和位于用户端的109光网络单元(ONU)三部分构成。101是位于局端的OLT，是整个OFDM-PON系统的核心，实现对各个ONU的控制、管理、测距等一系列功能。OLT一端连接100城域网、视频点播、有线电视等业务中心，另一端通过103单纤连接到实现分波合波功能的105ODN。109，110，111等是位于用户端的ONU，ONU一端向用户提供数个接口，供不同优先级的业务接入使用，另一端连接到105ODN。

在OFDM-PON系统中，由于采用了正交频分复用多址接入(OFDMA)技术，所对应的信道分配策略与基于TDMA的PON系统有很大的不同。在下行方向，OLT采用102以f₁为中心频率的OFDM调制方式向各个ONU广播所有下行流量，而各个ONU则侦听OLT的下行广播流量，根据自身的MAC地址接收特定的广播帧。在上行方向使用OFDMA方式进行实现ONU的多址接入，每个ONU通过OFDM调制的光信号向105ODN发送自身的上行流量，ODN则将收到的各个ONU的光信号合成并复用为一个光信号发送给OLT，实现上行流量的发送。如图一中的109ONU1调制于106子载波f₂，110ONU2调制于107子载波f₃，ONU3调制于108子载波f₄，通过105ODN合成为104一个OFDM方式调制的光信号。105ODN将该光波信号发送给100OLT从而完成上行流量的传输。

图二是对OFDM-PON的上行信道的信道分配图示意图。由于OFDM-PON上行信道采用OFDM调试方式是一个多载波系统，所以对带宽资源进行了200频域和207时域的二维划分，形成了一个201子信道/时隙的二维复用的带宽资源模式。如201子信道/时隙为带宽分配粒度，可以由OLT动态分配给各个ONU使用。在频域上，将OFDM的子载波被分为J组，其中将第1至J-1号信道作为流量负载信道，206第J号信道作为205控制信道。在时域上，204为系统的轮询周期以参数T_cycle表示，202为各个轮询周期之间的时间间隔。系统中T_cycle和W_control间需满足公式(1)。

$T_{\mathrm{cycle}}\≥\frac{N\×C}{W_{\mathrm{control}}}+T_{\mathrm{dba}}---\left(1\right)$

其中W_control为控制信道的带宽，T_cycle为系统的轮询周期，N为系统中最大的ONU的数量，C为各个ONU上报带宽请求信息的数据包大小，T_dba为系统进行DBA和带宽分配及结果广播等的时间开销。

图三是本发明所使用的OLT和ONU之间控制信号交互的示意图。304注册模式是ONU动态注册进入OFDM-PON系统中的信令交互方式。300OLT和301ONU之间通过交换302DISCOVER GATE帧、303REGISTER REQUEST帧、305REGISTER ACK帧、306REGISTER CONFIRM帧实现ONU的动态进入OFDM-PON拓扑中。310是OFDM-PON在运行模式下OLT和各个ONU之间交互的必要的控制信息。

在308第i周期内，各个301ONU在318带宽请求时间门限内通过控制信道以307BANDWIDTH REQUEST帧的方式依次向300OLT发送带宽申请消息。在300OLT完成对各个301ONU的带宽请求消息的收集之后，在317DBA时间门限内完成动态带宽分配算法的运行，并在本周期剩余的时间内以广播309BANDWIDTH GRANT帧的方式将带宽分配结果矩阵广播给各个ONU以完成动态带宽分配过程。在311第i+1周期内，各个ONU按照308第i周期OLT给各个ONU分配的带宽向OLT传输各个优先级的312上行数据。同时在311第i+1周期ONU和OLT还通过控制信道进行第i+2周期的带宽申请，这样就实现了带宽请求和负载流量传输同时进行的流水线模式，提高了带宽利用率。

316是ONU动态退出OFDM-PON拓扑的信令交互模式，301ONU和300OLT之间通过313DEREGISTER REQUEST帧、314DEREGISTER ACK帧、315DEREGISTER CONFIRM帧实现了ONU的动态退出。

图四是基于QoS的周期轮询动态带宽分配算法的总体流程图。此算法核心为通过周期性的收集各个ONU的各个优先级业务的带宽申请，在OLT中调用动态带宽分配算法使系统实现最优的带宽利用状态，最大限度的利用有限的带宽资源为各个接入业务提供不同级别的QoS保障。为了提供不同级别的业务，我们将接入也为分成了三个优先级：1)恒定比特流(CBR)业务，主要为语音，透明传输等最高优先级的业务，该类业务对系统时延和时延抖动均很敏感，但是流量稳定；2)可变比特流(VBR)业务，主要为视频业务等，该类业务对抖动较为敏感；3)不定比特流(UBR)业务主要为数据业务，主要为网络接入业务等，该类业务突发性强，但是对时延及抖动均不敏感。

400表示OLT在动态带宽分配算法运行的第i个周期内完成对各个ONU的带宽申请消息的收集，收集到的消息的内容包括了各个ONU的各个优先级的带宽申请，可以以矩阵B表示。

$B=\left[\begin{array}{ccc}{B}_{\mathrm{1,1}}& ...& B_{1,N}\\ B_{\mathrm{2,1}}& ...& B_{2,N}\\ B_{\mathrm{3,1}}& ...& B_{3,N}\end{array}\right]---\left(2\right)$

其中矩阵B的第一行B_1，i表示各个ONU的CBR业务的带宽申请值，第二行B_2，i表示各个ONU的VBR业务的带宽申请值，第三行B_3，i表示各个ONU的UBR业务的带宽申请值。

401表示首先将带宽分配给CBR业务，由于这种类型的业务带宽需求稳定，但是对时延和时延抖动敏感。由于该类型业务一般都事先由用户和运营商之间进行预约，所以该类型业务的带宽申请大小是可以预期的。为了保证服务质量(QoS)，动态带宽分配算法首先对该类型业务进行带宽分配，保障其服务质量。对该类型的带宽系统完全满足其需求。

若以矩阵W表示OLT执行动态带宽分配的结果，则可以表示为

$W=\left[\begin{array}{ccc}{W}_{\mathrm{1,1}}& ...& W_{1,N}\\ W_{\mathrm{2,1}}& ...& W_{2,N}\\ W_{\mathrm{3,1}}& ...& W_{3,N}\end{array}\right]---\left(3\right)$

若W_1，i表示分配给编号为i的ONU的CBR业务的带宽，则对于CBR业务的带宽分配算法可以表示为

W_1，i＝B_1，i，i＝1，2，…N    (4)

OLT完成对CBR业务的带宽分配后，进行402统计系统剩余的带宽资源并进行优先级间级带宽分配，也即对VBR和UBR业务进行总体的带宽分配，并以W_VBR和W_UBR分别表示OLT分配给VBR和UBR业务的总带宽。完成402优先级间带宽分配之后，利用402的分配结果W_VBR和W_UBR进行403对VBR业务进行带宽分配和404对UBR业务进行带宽分配，并得到带宽分配结果矩阵W。最后执行405向各个ONU通过广播发送W矩阵的方式，使各个ONU能够按照矩阵W的带宽分配结果进行下一周期的上行流量的发送。至此OLT完成第i个周期的DBA的所用功能后，通过406跳转回算法的起始位置进行i+1周期的DBA过程。

图五是DBA过程中OLT执行优先级间动态带宽分配的流程图。若以W_traffic表示系统的总的业务信道的带宽，则OLT完成CBR业务的带宽分配之后，系统剩余的带宽可以表示为

$W_{\mathrm{rest}}=W_{\mathrm{traffic}}-\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{W}_{1,i}---\left(5\right)$

500表示统计剩余带宽是否足够对VBR和UBR业务进行分配。表示为

$\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}(B_{2,i}+B_{3,i})\≤W_{\mathrm{rest}}---\left(6\right)$

如果公式(6)成立，则进入流程501，即按各个优先级总的带宽申请量的比例将剩余带宽分配，表示为

$\left\{\begin{array}{c}{W}_{\mathrm{VBR}}=\frac{\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{B}_{2,i}}{\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}(B_{2,i}+B_{3,i})}{W}_{\mathrm{rest}}\\ W_{\mathrm{UBR}}=\frac{\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{B}_{3,i}}{\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}(B_{2,i}+B_{3,i})}{W}_{\mathrm{rest}}\end{array}\right.---\left(7\right)$

如果公式(6)不成立，也即剩余带宽不足以满足VBR和UBR业务的带宽申请，则进入流程502，一个比例系数m将剩余带宽划分给VBR和UBR业务，表示为

$\left\{\begin{array}{c}{W}_{\mathrm{VBR}}=m\×W_{\mathrm{rest}}\\ W_{\mathrm{UBR}}=(1-m)\×W_{\mathrm{rest}}\end{array}\right.---\left(8\right)$

其中比例系数m的选择是基于对系统流量的评估而定，一般情况下要保证m满足公式(8)

$m=\frac{{\mathrm{\&Omega;}}_{\mathrm{VBR}}}{{\mathrm{\&Omega;}}_{\mathrm{UBR}}}+k,0<k<(1-\frac{{\mathrm{\&Omega;}}_{\mathrm{VBR}}}{{\mathrm{\&Omega;}}_{\mathrm{UBR}}})---\left(9\right)$

其中Ω_VBR，Ω_UBR为由OLT执行对VBR和UBR业务的最近若干个周期带宽的申请量的统计得出的比值，用以表征系统一段周期内的VBR业务和UBR业务的流量比例。k是VBR业务的优先参数，提高k的值可以提高VBR业务占有系统带宽的比例，也即提高了VBR业务相对于UBR业务的优先性，降低k的值可以减少VBR业务占有系统带宽的比例，也即提高了VBR业务相对于UBR业务的公平性。通过调节参数k可以平衡各个优先级业务之间的优先性和公平性。

图六是对各个ONU之间的VBR业务进行带宽分配的流程图。OLT的DBA进程首先执行600总的申请量统计并比较分配给本级别的带宽是否足够满足每个ONU的申请，表示为

$\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}{B}_{2,i}\&le;W_{\mathrm{UBR}}---\left(10\right)$

若公式(10)成立，则进入流程605，DBA进程将满足每个ONU的VBR业务的带宽申请，表示为

W_2，i＝B_2，i，i＝1，2，3，…，N    (11)

并且将剩余的带宽资源并入UBR带宽中去，表示为

$W_{\mathrm{UBR}}=W_{\mathrm{UBR}}+W_{\mathrm{VBR}}-{\mathrm{\&Sigma;}}_{i=1}^N{B}_{2,i}---\left(12\right)$

若公式(10)不成立，则进入流程601，按小带宽申请量优先原则对各个ONU的VBR业务进行带宽分配。先建立表征ONU是否完成带宽分配的数组，并全都赋值为1，表示为

map[i]＝1，i＝1，2，3，…，N    (13)

其中map[i]＝1表示OLT尚未对编号为i的ONU进行带宽分配，若map[i]＝0，则表示OLT完成了对编号为i的ONU的带宽分配。

流程601是遍历尚未进行带宽分配的各个ONU的VBR业务的带宽申请，并找到申请带宽量的最小值B_2，k及所对应的ONU的编号k。完成601之后，进行判决，判决表达式为

$B_{2,k}\&times;\left(\underset{j=1}{\overset{N}{\mathrm{\&Sigma;}}}\mathrm{map}\right[j\left]\right)\&le;W_{\mathrm{VBR}}---\left(14\right)$

若判决式(14)成立，也即按该最小值对每个ONU进行带宽分配时系统带宽足够，则进入流程602，将带宽分配给编号为k的ONU，并更新map[i]、W_VBR和B_2，i的值，完成之后算法再次进入流程601。直至判决式(14)不成立，也即剩余的W_VBR带宽资源已经不足以按照本次找到的最小带宽申请值B_2，k对每个尚未分配带宽的ONU进行带宽分配，则算法进入流程604。此时系统剩余的VBR带宽已经不足以满足未分配带宽的ONU的带宽申请，则对所有未分配带宽的ONU分配给公式(15)的值

$W_{2,i}=\frac{W_{\mathrm{VBR}}}{{\mathrm{\&Sigma;}}_{i=1}^N\mathrm{map}\left[i\right]}---\left(15\right)$

对UBR业务进行带宽分配的具体过程和VBR业务的带宽分配一致，不再赘述。

图七至图十三是本发明OFDM-PON系统中基于QoS的周期轮询动态带宽分配算法的在典型的场景下的性能仿真结果图。

仿真过程中，我们设定了一个具有1个OLT，128个ONU的OFDM-PON应用场景。其中上行信道由1024个子载波构成，总带宽为10Gbps；子载波以8个为一组，划分为了256个子信道，使用其中两个子信道作为控制信道；轮询周期为1毫秒，优先级参数k设置为0.1。

图七是各个业务的平均包时延仿真结果图，图10是各个业务的丢包率仿真结果图。由图可以看到，CBR业务由于其采用最高优先级带宽的分配机制，完全满足其带宽需求，所以其平均包时延参数在任意的系统流量下均恒定为1.6ms左右，其丢包率恒定为零。没有丢包现象发生并且平均包时延小，充分的保障了CBR业务低时延地抖动和低丢包率的QoS要求。另外，通过观察VBR业务和UBR业务可得，随着系统流量的上升，这两种业务都出现了丢包和时延变大的现象，并且VBR业务相对于UBR业务要好。这是由于长期流量统计机制和业务间优先级参数k的设置有效的平衡了各个优先级之间的优先性和公平性问题。既保证VBR业务相对于UBR业务的优先性，也保证了UBR业务和VBR业务之间的相对公平性。通过调节优先级参数k可以有效的平衡各个优先级间的优先性和公平性问题。

图八和图九是分别是各个ONU的VBR业务和UBR业务的平均包时延仿真结果图，图十一和图十二分别是各个ONU的VBR业务和UBR业务的丢包率仿真结果图。各个ONU的丢包率和平均包时延曲线高度拟合，说明本带宽分配算法在不同ONU的同一优先级业务间带宽分配的高度公平性。

以上对本发明所述的OFDM-PON系统中基于QoS的周期轮询动态带宽分配算法方法进行了详细的介绍，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制，在不背离本发明所述的精神和权利要求范围的情况下对它进行的各种显而易见的改变都在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种OFDM-PON系统中基于QoS的周期轮询动态带宽分配算法，其特征在于：

为OFDM-PON提供了一种基于QoS的动态带宽分配算法解决方案，该算法复杂度低，控制开销低，实现简单；不仅保障了不同业务间的QoS要求，而且保障了和不同ONU相同优先级业务间带宽分配的公平性。

2.根据权利要求1所述一种OFDM-PON系统中基于QoS的周期轮询动态带宽分配算法，其特征在于：

它可以分成三个部分：一、基于各个光网络单元(ONU)的带宽申请对一个或几个最高优先级业务的带宽分配；二、基于对长期业务数据统计信息的估计，进行优先级间的带宽分配；三、基于最小带宽申请优先原则进行不同ONU同优先级业务间的带宽分配。

3.根据权利要求1-2所述的一种OFDM-PON系统中新型的基于QoS的周期轮询动态带宽分配算法，周期轮询的方法，其特征在于：

根据OFDM-PON系统的子载波个数、带宽等具体情况，轮询周期和控制信道的设置方式是可变的，根据不同的应用场合，本发明利用控制信道收集各个ONU的带宽申请消息部分，可以采用任何合适的处理方法。

4.根据权利要求1-2所述的一种OFDM-PON系统中基于QoS的周期轮询动态带宽分配算法，优先级的划分方式，其特征在于：

根据不同的应用场合，本发明的业务优先级划分方式，完全满足带宽的最高优先级数量可以没有，也可设置为一个、两个等，需进行优先级间带宽分配的优先级个数也可以任意，其优先级划分方式可以采用任何合适的处理方法。

5.根据权利要求1-2所述的一种OFDM-PON系统中新型的基于QoS的周期轮询动态带宽分配算法，不同优先级间带宽分配方法，其特征在于：

基于对系统的不同优先级间的业务比例的统计的时间长度是可变的，并且优先级间带宽分配的优先级常数也是可变的，根据不同的应用场合，本发明利用的不同优先级间的带宽分配算法，可以采用任意的统计长度和任意的优先级常数。

6.根据权利要求1-2所述的一种OFDM-PON系统中新型的基于QoS的周期轮询动态带宽分配算法，不同ONU中同优先级业务间的带宽分配算法，其特征在于：

根据优先级间带宽分配的结果，采用最小带宽申请最优法则对各个带宽申请进行响应，根据实际需要，本发明可以采用不同的具体实现方式。

7.根据权利要求1-6所述的一种OFDM-PON系统中新型的基于QoS的周期轮询动态带宽分配算法，适用于64、128、256、512、1024、2048等不同子载波个数的OFDM-PON系统。

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