CN102055643B - 下行优先级调度的配置方法、调度方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示了一种GPON系统中下行优先级调度的配置方法，包括：配置终端向光网络单元ONU发送用于用户端口下行优先级调度的配置指令；所述ONU根据所述配置指令设置优先级调度ME的相关属性。本发明采用通过VLAN tag中的用户优先级字段在用户端口对下行数据流进行优先级调度的方法，实现了在用户端口对下行数据流带宽分配的灵活控制，满足不同用户对各自下行数据流带宽的个性化需求。

Description

下行优先级调度的配置方法、调度方法及装置
技术领域
本发明涉及到通信技术领域，特别涉及到GPON系统中下行优先级调度的配置方法、相应的下行优先级调度方法及对应的ONU。
背景技术
在光接入技术中，PON(passive optical network无源光网络)技术是一种点对多点传送的光接入技术，PON系统如附图1所示，一套典型的PON系统由位于局端的OLT(optical line terminal，光线路终端)和若干个位于远端的ONU(optical network unit，光网络单元)组成，OLT和ONU之间由ODN(optical distribute network，无源光分配网)连接，采用P2MP(point to multi point，点到多点)的拓扑结构。如果ONU同时提供用户端口功能，如以太网用户端口或者POTS(plainold telephone service普通老式电话业务)用户端口等，则称为ONT(optical network termination，光网络终端)，本文中将ONU、ONT统一称为ONU。
GPON(吉比特无源光网络)技术标准时最新的PON技术标准，在ITU-T(国际电信联盟)G984.1、G984.2、G984.3、G984.4系列标准中对其进行了定义。在GPON标准中，OLT通过OMCI(ONU管理控制接口)通道对ONU进行管理。OMCI协议中将OLT管理ONU的各种数据抽象成协议独立的MIB(管理信息库)，MIB的基本单位是ME(管理实体)。GPON标准中定义了OLT通过OMCI控制ONU的多种ME，ONU在OLT的控制下实现各个ME的配置管理功能。
在具体实施过程中，本发明的发明人发现，为了实现全业务宽带网络，运营商和用户面临一些安全和业务控制的问题。GPON系统虽然有DBA(动态带宽分配)来完成对终端上行业务的调度，但这缺乏对GPON终端部分的安全和业务控制，尤其是缺乏针对用户端口的控制管理，和对下行业务的控制管理，不能达到用户侧多样性的需求。
发明内容
本发明的目的之一为提供实现通过VLAN tag中的用户优先级字段，在用户端口对下行数据流进行优先级调度的功能，从而实现在用户端口对下行数据流带宽分配的灵活控制的下行优先级调度功能的配置方法以及调度方法和装置。
本发明提出一种GPON系统中下行优先级调度的配置方法，包括：
配置终端向光网络单元ONU发送用于用户端口下行优先级调度的配置指令；
所述ONU根据所述配置指令设置优先级调度实体的相关属性。
进一步的，所述ONU根据配置指令设置优先级调度实体的相关属性后包括：
所述ONU向所述配置终端返回配置响应消息。
所述配置指令包括ONU标识、需要配置优先级调度的用户端口的端口号、优先级调度的调度模式、优先级到COS(Class of Service，等级服务)队列的映射关系表和优先级调度的权重表。
所述优先级调度属性包括用户端口需设置的优先级调度的调度模式、优先级到COS队列的映射关系表和优先级调度的权重表。
进一步的，所述配置终端向光网络单元ONU发送用于用户端口下行优先级调度的配置指令包括：
配置终端向光线路终端OLT发送用户端口下行优先级调度的配置指令；
OLT通过ONU管理控制接口OMCI通道，向ONU发送包含所述配置指令的配置消息。
一种下行优先级调度方法，包括：
ONU接收OLT发送的下行数据流；
ONU根据所述下行数据流中VLAN tag字段的用户优先级，以及用户端口配置的优先级调度属性中的优先级到COS队列的映射关系表将所述下行数据流映射到不同的COS队列；
当下行数据流流量大于用户端口的最大允许带宽时，用户端口根据优先级调度属性中的优先级调度的调度模式和优先级调度的权重表分配各个COS队列的带宽。
进一步的，所述ONU接收OLT发送的下行数据流的步骤完成后还包括：
当接收的下行数据流为untag数据流时，将所述下行数据流映射到优先级最低的COS0队列。
所述调度模式包括：SP模式或WRR模式或SP WRR混合模式。
当高优先级COS队列设置WRR模式时，低优先级COS队列必须设置WRR模式。
当COS队列设置为SP模式时，中所述COS队列在优先级调度的权重表对应的权重值无效。
进一步的，所述ONU接收OLT发送的下行数据流步骤前包括：
所述ONU接收用户端口下行优先级调度的配置指令；
根据所述配置指令设置优先级调度实体的相关属性。
一种ONU，包括：
配置指令接收单元，用于接收用户端口下行优先级调度的配置指令；
ME管理单元，用于根据所述配置指令设置优先级调度实体的相关属性；
数据流接收单元，用于接收下行数据流；
COS队列设置单元，用于根据所述下行数据流中VLAN tag字段的用户优先级，以及用户端口配置的优先级调度属性中的优先级到COS队列的映射关系表将所述下行数据流映射到不同的COS队列；
带宽分配单元，用于当下行数据流流量大于所述ONU用户端口的最大允许带宽时，根据优先级调度属性中的优先级调度的调度模式和优先级调度的权重表分配各个COS队列的带宽。
进一步的，所述ONU还包括：
响应消息发送单元，用于当所述ONU设置优先级调度实体的相关属性后，发送配置响应消息。
COS队列设置单元还用于当接收的下行数据流为untag数据流时，将所述下行数据流映射到优先级最低的COS0队列。
本发明采用通过VLAN tag中的用户优先级字段在用户端口对下行数据流进行优先级调度的功能，实现了在用户端口对下行数据流带宽分配的灵活控制，满足不同用户对各自下行数据流带宽的个性化需求。
附图说明
图1为现有技术中GPON系统的结构示意图；
图2为本发明一种GPON系统中下行优先级调度的配置方法的一个实施例的信令流程图；
图3为本发明一种下行优先级调度方法的一个实施例的流程图；
图4为本发明一种下行优先级调度方法中COS队列分配示意图；
图5为本发明一种下行优先级调度方法中COS队列分配示意图；
图6为本发明一种下行优先级调度方法中COS队列分配示意图；
图7为本发明一种下行优先级调度方法中带宽调节示意图；
图8为本发明一种下行优先级调度方法中带宽调节示意图；
图9为本发明一种下行优先级调度方法中带宽调节示意图；
图10为本发明一种下行优先级调度方法中带宽调节示意图；
图11为本发明一种ONU的一个实施例的结构示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参照图2，为本发明一种GPON系统中下行优先级调度的配置方法的一个实施例的信令流程图；
步骤201、配置终端发送配置指令到OUT；
配置终端向OLT发送一个用户端口下行优先级调度的配置指令，所述配置指令包括：ONU标识、需要配置优先级调度的用户端口的端口号、优先级调度的调度模式、优先级到COS队列的映射关系表和优先级调度的权重表。
步骤202、OLT发送包含所述配置指令的配置消息到ONU；
OLT通过ONU管理控制接口OMCI通道发送请求配置ONU的包含配置指令的配置消息，所述配置消息包含ONU标识、需要配置优先级调度的用户端口的端口号、需要配置优先级调度的调度模式、优先级到COS队列的映射关系表和优先级调度的权重表。
具体的，OLT根据配置指令制作配置消息具体可以采用如下方式：
OLT除了具备ME之外还设置一个模板。ME通过指针属性与一个用户端口流量调度模板关联，每一个用户端口流量调度实体对应ONU的一个以太网物理端口。
ME属性包括：
ME标识：所述ME标识为ME的每一个实例提供唯一的编号标识，通过这个标识，这个ME与指向以太网用户端口的物理路径终结点的实例关联(只读)(强制实现)(2字节)
调度规则：这个实体描述了调度规则，有效值包括：
0x0        SP(Strict-Priority，绝对优先级调度)模式
0x1        WRR(Weighted Round Robin，加权轮循调度)模式
0x2        SP+WRR混合模式
0x3-0xFE   保留
0xFF默认
(可读，可写)(强制实现)(1字节)
用户端口流量调度模板指针：指向一个用户端口流量调度模板的实例，所述用户端口流量调度模板指针当调度规则属性设置为0x1或者0x2时有效，缺省为0(ONU创建时，采用默认调度模式，无指向)(可读，可写)(强制实现)(2字节)
动作：设置
增加优先级调度模板如下：
管理实体标识：这个属性唯一的标识了这个ME的每个实例。(只读，创建时设置)(强制实现)(2字节)
COS队列数量：每个用户端口的COS队列应该小于等于8个。(可读，可写，创建时设置)(强制实现)(1字节)
优先级到COS队列的映射关系表：每个802.1P用户优先级(0到7)向COS队列的映射关系，每个字节表示该优先级别对应的队列编号，需要校验其有效性，当COS队列个数为4时，每个优先级对应的队列号需要在0到3之间，当COS队列个数为8时，每个优先级对应的队列号需要在0到7之间，。(可读，可写，创建时设置)(强制实现)(8字节)
优先级调度的权重表：WRR调度模式时，每个用户端口的COS队列的权重，每个字节表示一个权重值。(可读，可写)(强制实现)(8字节)
动作：创建，设置，获取，删除
步骤203、ONU根据所述配置指令设置优先级调度实体的相关属性。
所述优先级调度属性包括：用户端口需设置的优先级调度的调度模式、优先级到COS队列的映射关系表和优先级调度的权重表。
进一步的，还可以包括：
步骤204、ONU返回配置响应消息。
进一步的，配置终端直接或采用远程控制的方式对ONU发送用户端口下行优先级调度的配置指令。例如，通过本地串口配置或者通过telnet远程配置等。
请参阅图3，为本发明一种下行优先级调度方法的一个实施例的流程图；
本实施例是在上述实施例中配置完成的情况下，对下行优先级进行调度的方法。
本发明的基本原理是在私有ME中增加用户端口的下行优先级调度实体，当用户端口下行发送不同优先级的数据流时，根据ME属性中的优先级到COS队列的映射关系表映射到不同的COS队列，此时在下行数据流流量大于用户端口的最大允许带宽时，用户端口根据属性中的调度模式和权重表来分配COS队列的带宽，从而实现对不同优先级的下行数据流的调度。
步骤301、ONU接收OLT发送的下行数据流；
步骤302、ONU为所述下行数据流分配COS队列；
ONU根据所述下行数据流中VLAN tag字段的用户优先级，以及用户端口配置的优先级调度属性中的优先级到COS队列的映射关系表将所述下行数据流映射到不同的COS队列。
当所述ONU从OLT收到下行数据流为下行tagged数据流时，根据报文中VLAN tag字段的用户优先级和用户端口配置的优先级调度属性中的优先级，通过COS队列的映射关系表将所述下行数据流映射到不同的COS队列，如图4-图6所示，为了简洁的说明流程，图示中采用了4个COS队列。
进一步的，当所述ONU从OLT收到下行数据流为下行untag数据流时，将所述下行数据流映射到优先级最低的COS0队列。
具体的，步骤302所述的优先级到COS队列的映射关系表可以通过优先级调度属性灵活配置，允许将0-7的用户优先级和COS队列自由映射，默认的映射情况如图4所示。具体说来，允许将低用户优先级的数据流映射到高优先级的COS队列，或者将高用户优先级的数据流映射到低优先级的COS队列，如图5所示；允许将多个用户优先级映射到一个COS队列上，但不允许一个用户优先级映射到多个COS队列上，如图6所示；允许某个或者某几个COS队列没有和任何用户优先级做映射，但每个用户优先级必须映射到某个COS队列上，如图6所示。
步骤303、判断所述下行数据流流量是否大于用户端口的最大允许带宽；
所述的用户端口的最大允许带宽可以通过相关实体设置。
步骤304、ONU分配各个COS队列的带宽。
在下行数据流流量大于用户端口的最大允许带宽时，用户端口会根据配置的优先级调度属性中的调度模式和权重表来分配各个COS队列的带宽，从而实现对不同优先级的下行数据流的调度，如图7-10所示。在下行数据流流量小于用户端口的最大允许带宽时，数据流正常转发。
步骤304中的调度模式可以是SP模式或WRR模式或SP WRR混合模式，具体以下举例说明：
1、每个COS队列的下行数据流均为10M，用户端口最大允许带宽为50M，则所有数据流正常转发，如图7所示。
2、每个COS队列的下行数据流均为10M，用户端口最大允许带宽为25M，且该端口优先级调度模式为SP模式，则高优先级的COS3、COS2的数据流全部转发，剩下的带宽转发COS1的数据流，COS1没有转发的数据流丢弃，而最低优先级的COS0的数据流全部丢弃，如图8所示。
3、每个COS队列的下行数据流均为10M，用户端口最大允许带宽为15M，且该端口优先级调度模式为WRR模式，且权重表设置为COS3到COS0的权重比例为8∶4∶2∶1，则各COS按照权重比例转发数据流，没有转发的数据流丢弃，如图9所示。
4、每个COS队列的下行数据流均为10M，用户端口最大允许带宽为25M，且该端口优先级调度模式为SP+WRR模式，且设置COS3为SP模式，COS2到COS0为WRR模式，且权重表设置为COS3到COS0的权重比例为8∶4∶2∶1，则COS3按照SP调度规则正常转发，COS2到COS0按照WRR调度规则和权重比例转发数据流，没有转发的数据流丢弃，如附图10所示。
通过混合模式可以实现对每个COS队列设置不同的调度模式，但高优先级COS设置了WRR模式后，低优先级COS只能设置WRR模式。
其中步骤304所述的优先级调度的权重表只在相应COS队列设置为WRR模式时有效，如果COS队列设置为SP模式，则所述优先级调度的权重表中该COS队列对应的权重值无效。
本发明实施例采用实现通过VLAN tag中的用户优先级字段在用户端口对下行数据流进行优先级调度的方法，实现了在用户端口对下行数据流带宽分配的灵活控制，满足不同用户对各自下行数据流带宽的个性化需求。
请参阅图11，为本发明一种ONU的一个实施例的结构示意图；
本发明是实现上述实施例方法的装置。
所述ONU包括：
配置指令接收单元111，用于接收用户端口下行优先级调度的配置指令；
ME管理单元112，用于根据配置指令设置优先级调度实体的相关属性；
数据流接收单元113，用于接收下行数据流；
COS队列设置单元114，用于根据所述下行数据流中VLAN tag字段的用户优先级，以及用户端口配置的优先级调度属性中的优先级到COS队列的映射关系表将所述下行数据流映射到不同的COS队列；
带宽分配单元115，用于当下行数据流流量大于所述ONU用户端口的最大允许带宽时，根据优先级调度属性中的优先级调度的调度模式和优先级调度的权重表分配各个COS队列的带宽。
进一步的，所述ONU还包括：
响应消息发送单元116，用于当所述ME112存储所述优先级调度属性后，发送配置响应消息。
COS队列设置单元114还用于当接收的下行数据流为下行untag数据流时，将所述下行数据流映射到优先级最低的COS0队列。
具体的，下行数据流分为下行tagged数据流和下行untag数据流，当所述下行数据流为下行tagged数据流时，COS队列设置单元114根据所述下行tagged数据流中VLAN tag字段的用户优先级，以及用户端口配置的优先级调度属性中的优先级到COS队列的映射关系表将所述下行数据流映射到不同的COS队列；当接收的下行数据流为下行untag数据流时，COS队列设置单元114将所述下行数据流映射到优先级最低的COS0队列。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种吉比特无源光网络GPON系统中下行优先级调度的配置方法，其特征在于，包括：
配置终端向光网络单元ONU发送用于用户端口下行优先级调度的配置指令；
所述ONU根据所述配置指令设置优先级调度实体的相关属性；
所述配置指令包括ONU标识、需要配置优先级调度的用户端口的端口号、优先级调度的调度模式、优先级到等级服务COS队列的映射关系表和优先级调度的权重表；
所述配置终端向光网络单元ONU发送用于用户端口下行优先级调度的配置指令包括：
配置终端向光线路终端OLT发送用户端口下行优先级调度的配置指令；
OLT通过ONU管理控制接口OMCI通道，向ONU发送包含所述配置指令的配置消息；
所述调度模式包括：绝对优先级调度SP模式或加权轮循调度WRR模式或SPWRR混合模式。
2.根据权利要求1所述的GPON系统中下行优先级调度的配置方法，其特征在于，所述ONU根据配置指令设置优先级调度实体的相关属性后还包括：
所述ONU向所述配置终端返回配置响应消息。
3.根据权利要求1所述的GPON系统中下行优先级调度的配置方法，其特征在于，所述优先级调度实体的相关属性包括用户端口需设置的优先级调度的调度模式、优先级到COS队列的映射关系表和优先级调度的权重表。
4.一种下行优先级调度方法，其特征在于，包括：
ONU接收用户端口下行优先级调度的配置指令，所述配置指令包括ONU标识、需要配置优先级调度的用户端口的端口号、优先级调度的调度模式、优先级到等级服务COS队列的映射关系表和优先级调度的权重表；且所述配置指令是由OLT通过ONU管理控制接口OMCI通道向ONU所发送；
ONU根据所述配置指令设置优先级调度实体的相关属性；
ONU接收OLT发送的下行数据流；
ONU根据所述下行数据流中VLAN tag字段的用户优先级，以及用户端口配置的优先级调度属性中的优先级到COS队列的映射关系表将所述下行数据流映射到不同的COS队列；
当下行数据流流量大于用户端口的最大允许带宽时，用户端口根据优先级调度属性中的优先级调度的调度模式和优先级调度的权重表分配各个COS队列的带宽；所述调度模式包括：绝对优先级调度SP模式或加权轮循调度WRR模式或SPWRR混合模式。
5.根据权利要求4所述的下行优先级调度方法，其特征在于，所述ONU接收OLT发送的下行数据流的步骤完成后还包括：
当接收的下行数据流为untag数据流时，将所述下行数据流映射到优先级最低的COS0队列。
6.根据权利要求4所述的下行优先级调度方法，其特征在于，当高优先级COS队列设置WRR模式时，低优先级COS队列必须设置WRR模式。
7.根据权利要求4所述的下行优先级调度方法，其特征在于，当COS队列设置为SP模式时，所述COS队列在优先级调度的权重表对应的权重值无效。
8.一种ONU，其特征在于，包括：
配置指令接收单元，用于接收用户端口下行优先级调度的配置指令，所述配置指令包括ONU标识、需要配置优先级调度的用户端口的端口号、优先级调度的调度模式、优先级到等级服务COS队列的映射关系表和优先级调度的权重表，且所述配置指令是由OLT通过ONU管理控制接口OMCI通道向ONU所发送；
ME管理单元，用于根据配置指令设置优先级调度实体的相关属性；
数据流接收单元，用于接收下行数据流；
COS队列设置单元，用于根据所述下行数据流中VLAN tag字段的用户优先级，以及用户端口配置的优先级调度属性中的优先级到COS队列的映射关系表将所述下行数据流映射到不同的COS队列；
带宽分配单元，用于当下行数据流流量大于所述ONU用户端口的最大允许带宽时，根据优先级调度属性中的优先级调度的调度模式和优先级调度的权重表分配各个COS队列的带宽；所述调度模式包括：绝对优先级调度SP模式或加权轮循调度WRR模式或SPWRR混合模式。
9.根据权利要求8所述的ONU，其特征在于，所述ONU还包括：
响应消息发送单元，用于当所述ONU设置优先级调度实体的相关属性后，发送配置响应消息。
10.根据权利要求8所述的ONU，其特征在于，COS队列设置单元还用于当接收的下行数据流为untag数据流时，将所述下行数据流映射到优先级最低的COS0队列。
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