CN102111688A - 无源光网络的上行带宽分配方法及光线路终端 - Google Patents

无源光网络的上行带宽分配方法及光线路终端 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种无源光网络的上行带宽分配方法及光线路终端,属于通信技术领域。所述方法包括:根据每个终端设备上报的缓存状态对所有终端设备进行动态分组,以使每一分组中的终端设备的总带宽对应于一预设时间周期;根据所述预设时间周期,以分组为单位依序对各个分组中的终端设备进行带宽分配。本发明实施例可满足终端设备发送长帧的需求,避免了因发送长帧而引起的上行业务中断,减少了带宽浪费。

Description

无源光网络的上行带宽分配方法及光线路终端
技术领域
本发明涉及通信技术领域,特别涉及一种无源光网络的上行带宽分配方法及光线路终端。
背景技术
随着电信业务的日益丰富,用户对带宽的需求、运营商对网络容量的需求都变得越来越大。由于光纤的巨大容量和长距离传输,决定了光纤接入是宽带接入的最终方案。而PON(Passive Optical Network,无源光网络)作为一种质优价廉的宽带接入技术,正在被广泛的应用。
针对PON网络中的一个OLT(Optical Line Terminal,光线路终端)同多个ONU(Optical Network Unit,光网络单元)通信的点到多点结构,为了保证多个ONU能够向OLT正常发送上行数据,现有技术将总带宽按需分配给各个ONU,使每个ONU在各自允许的带宽内发送上行数据。
不过,PON网络中的所有ONU共享总带宽,每个ONU被分配的带宽有限,若ONU存在发送长帧的需求,则可能因为带宽不够,导致长帧始终等待,此可能造成发送队列阻塞而进一步引起上行业务中断,进而导致带宽浪费。
发明内容
为解决以上技术问题,本发明实施例提供了一种无源光网络的上行带宽分配方法及光线路终端。所述技术方案如下:
一方面,提供了一种无源光网络的上行带宽分配方法,所述方法包括:根据每个终端设备上报的缓存状态对所有终端设备进行动态分组,以使每一分组中的终端设备的总带宽对应于一预设时间周期;根据所述预设时间周期,以分组为单位依序对各个分组中的终端设备进行带宽分配。
另一方面,提供了一种光线路终端,其包括:分组模块,用于根据每个终端设备上报的缓存状态对所有终端设备进行动态分组,以使每一分组中的终端设备的总带宽对应于一预设时间周期;带宽分配模块,用于在所述分组模块将所有终端设备进行分组之后,根据所述预设时间周期,以分组为单位依序对各个分组中的终端设备进行带宽分配。
本发明实施例提供的技术方案通过将所有终端设备进行分组,并将总带宽轮流分配给每个组,从而减少了同时共享总带宽的终端设备数,使每个终端设备可以分配到更多的带宽,进而满足终端设备发送长帧的需求,避免了因发送长帧而引起的上行业务中断,减少了带宽浪费。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,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是本发明提供的无源光网络的上行带宽分配方法的一种实施例的流程图;
图2是本发明实施例可以适用的PON系统的网络结构示意图;
图3是本发明提供的无源光网络的上行带宽分配方法的另一种实施例流程图;
图4是图3所示实施例中终端设备分组示意图;
图5是本发明一种实施例提供的光线路终端一种实施例的结构示意图;
图6是图5所示实施例中的分组模块一种可选方案的结构示意图;
图7是图5所示实施例中的分组模块另一种可选方案的结构示意图;
图8是本发明实施例三提供的光线路终端另一种实施例的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
实施例一
参见图1,本实施例提供了一种无源光网络的上行带宽分配的方法,该方法流程具体包括:
101:根据每个终端设备上报的缓存状态对所有终端设备进行动态分组,以使每一分组中的终端设备的总带宽对应于一预设时间周期;
102:根据预设时间周期,以分组为单位依序对各个分组中的终端设备进行带宽分配。
本实施例提供的方法,通过将所有终端设备进行分组,并将总带宽轮流分配给每个组,从而减少了同时共享总带宽的终端设备数,使每个终端设备可以分配到更多的带宽,进而满足终端设备发送长帧的需求,避免了因发送长帧而引起的上行业务终端,减少了带宽浪费。
实施例二
本实施例提供了一种无源光网络的上行带宽分配方法,该方法采用分组的方式,来减少同时共享总带宽的终端设备数,进而使每个终端设备可以分配到更多的带宽。为了便于说明,本实施例以图2所示的PON网络结构为例,对本实施例提供的分配带宽的方法进行说明。图2所示的PON网络包括位于中心局的光线路终端OLT和位于用户侧的多个光网络单元ONU,其中所述OLT通过光分配网络并以点到多点的方式连接到所述多个ONU。
本实施例提供的分配上行带宽的方法可以应用在图2所示的OLT,并且本发明实施例中的终端设备在实际应用上可以为图2所示的ONU,参见图3,本实施例提供的分配带宽的方法流程具体如下:
301:根据每个ONU上报的缓存状态将所有ONU进行分组;
针对该步骤,由于ONU发送的数据帧长度具有随机性,为保证带宽利用率,本实施例提供的方法根据每个ONU上报的缓存状态将所有ONU进行分组。
首先,预设一至多个阈值,并根据每个ONU上报的缓存状态与预设的阈值之间的关系,确定每个ONU所属的分组类型。
例如,以预设一个阈值T,并设每个ONU上报的待发送数据为D,即每个ONU上报的缓存状态为D为例,本实施例将缓存状态D小于阈值T的ONU归为分组类型A,将缓存状态D大于并等于阈值T的ONU归为分组类型B。也就是说,如果阈值T为256字节,某个ONU上报的缓存状态D为128字节,则确定该ONU属于分组类型A;如果某个ONU上报的缓存状态D为268字节,则确定该ONU属于分组类型B。具体应用过程中,根据实际情况,还可以预设多个阈值,或根据每个ONU上报的缓存状态与预设的阈值之间的其他关系,确定每个ONU所属的分组类型,本实施例对此不做具体限定。
在确定每个ONU所属的分组类型之后,即可根据每个ONU所属的分组类型将所有ONU进行分组。具体分组时,可按照每个ONU所属的分组类型,将属于相同分组类型的ONU分为一个组。
优选地,在确定每个ONU所属的分组类型之后,还可以为每个分组类型设置所包含的ONU数上下限,并根据每个ONU所属的分组类型以及该分组类型被设置的所包含ONU数上下限,将所有ONU进行分组。具体分组时,可将属于相同分组类型的ONU分成一组;如果属于相同分组类型的ONU数超过该分组类型所包含的ONU数上限时,将超过上限部分的ONU再分成相同分组类型的组;并将ONU数小于分组类型所包含的ONU数下限的组合并成一个组。本实施例不对分组类型被设置的所包含ONU数上下限进行具体限定,为了便于理解该种分组方式,仍以设置分组类型A和B为例,将属于分组类型A的组简称为A类组,将属于分组类型B的组简称为B类组,则进行如下举例说明:
设A类组所包含ONU数上限为Amax,下限为Amin
设B类组所包含ONU数上限为Bmax,下限为Bmin
如果属于A类组的ONU数n<Amax,则需要一个A类组即可;如果n>Amax,则需要
Figure G2009102525836D00041
个A类组;
如果属于B类组的ONU数n<Bmax,则需要一个B类组即可;如果n>Bmax,则需要
Figure G2009102525836D00042
个B类组;
最后,将ONU数小于Amin的A类组和ONU数小于Bmin的B类组合并成一个组。
302:根据预设时间周期,将总带宽轮流分配给每个组内的所有ONU;
针对该步骤,考虑到分配带宽之后,存在授权问题,此处的预设时间可以为授权周期,每个授权周期,仅对一组ONU进行带宽授权。具体的授权周期,详见下面步骤,此处先暂不赘述。另外,如何将总带宽分配给组内的所有ONU,本实施例不做具体限定,例如,可以根据组内每个ONU发送的数据大小进行带宽分配,从而尽量满足ONU发送长帧的带宽需求。
303:将带宽分配结果授权给组内的各个ONU。
该步骤为优选步骤,由于PON网络中的多个ONU如果同时向OLT发送数据,可能会引起信号冲突,影响数据的正常发送,因此,OLT需要通过时间片授权的方式协调ONU的数据发送,保证某个时间段仅允许一个ONU发送数据,这样可有效避免信号冲突。因此,在将带宽分配之后,需要将带宽分配结果授权给组内的各个终端设备,使每个终端设备在授权时间内发送数据。
实际应用中,针对现网中大量配置的EPON(Ethernet Passive OpticalNetwork,以太无源光网络)或GPON(Gigabit Passive Optical Network,千兆无源光网络)两种类型的PON网络,在现网无法满足用户带宽需求,或容量无法满足运营商需求时,就需要平滑演进到NGPON(next generation Passive OpticalNetwork,下一代无源光网络)。由于NGPON中的XGPON(10Gigabit PassiveOptical Network,万兆无源光网络)和10GEPON(10Gigabit Ethernet PassiveOptical Network,万兆以太无源光网络)各有优缺点,对运营商而言很难作出准确的判断。为了同时兼容XGPON和EPON/10GEPON,且为了保证上行同步,EPON和10GEPON授权周期设置为125us,这样可以和XGPON的帧周期保持一致,方便进行统一的上行带宽分配。则以帧周期为125μs为例,ONU分组后的示意图如图4所示,每个125μs的上行帧周期授权给属于某个分组的ONU,以此类推,将总带宽轮流分配给各个组,并将上行帧周期轮流授权给各个组,通过分组,来减少同时共享总带宽,同时共享同一个125μs上行帧周期的ONU数,避免了因长帧阻塞发送队列引起的上行业务中断。由于ONU数减少,对应的突发开销也会减少,从而带来带宽效率的提升。
另外,由于EPON和10GEPON网络中的ONU授权基于MPCP(MultiplePoint Control Protocol,点到多点控制协议)封装的Gate消息,而XGPON网络中的ONU授权基于下行GTC(G-PON Transmission Convergence Layer,千兆无源光网络传输汇聚层)帧中PCBd中的BW Map字段,则在将带宽分配结果授权给组内的各个ONU时,对EPON/10GEPON网络中的ONU授权为基于MPCP封装的Gate消息,对XGPON网络中的ONU授权为PCBd中的BWMap字段。
优选地,为确保以组为单位进行带宽分配并授权的方式所产生的最大单向延时不影响数据正常发送,则需要对分组数进行限制,如设最大单向延时不超过1.5ms,则针对上述步骤301,在对ONU进行分组时,分组数应不超过12(1.5ms/125μs),即确保每个ONU在每12个上行帧周期中,至少获得一次授权,本实施例不对最大单向延时的具体值进行限定。
可选地,针对GPON网络,为保证ONU上不同业务的服务质量,需要设置多个分配单元,每个分配单元对应具有相同流量特征的业务流,则授权对象是ONU上的分配单元。因此,本实施例提供的方法还可以基于分配单元进行动态分组。即根据分配单元上报的缓存状态与预设阈值的关系,确定分配单元所属分组类型,并为每个分组类型设置分配单元数上下限,据此进行分组,具体流程同上述步骤301和302,本实例在此不做赘述。
综上所述,本实施例提供的方法,通过将所有终端设备进行分组,并将总带宽轮流分配给每个组,从而减少了同时共享总带宽的终端设备数,使每个终端设备可以分配到更多的带宽,进而满足终端设备发送长帧的需求,避免了因发送长帧而引起的上行业务中断,减少了带宽浪费。另外,本实施例提供的方法在分配带宽之后,还支持将带宽分配结果授权给组内的各个终端设备,保证了在一个时间段内仅允许一个终端设备发送数据,从而有效避免了信号冲突。
实施例三
参见图5,本实施例提供了一种光线路终端,具体而言,该装置可以包括:
分组模块501,用于根据每个终端设备上报的缓存状态对所有终端设备进行动态分组,以使每一分组中的终端设备的总带宽对应于一预设时间周期;
带宽分配模块502,用于在分组模块501将所有终端设备进行分组之后,根据预设时间周期,以分组为单位依序对各个分组中的终端设备进行带宽分配。
其中,考虑到分配带宽之后,存在授权问题,此处的预设时间可以为授权周期,每个授权周期,仅对一组终端设备进行带宽分配,本实施例不对具体的授权周期进行限定。
在一种具体实施例中,参见图6,分组模块501,具体可以包括:
分组类型设置单元501a,用于根据每个终端设备上报的缓存状态与预先设置的阈值之间的关系,设置至少一种可选的分组类型;
第一确定单元501b,用于在分组类型设置单元501a设置完分组类型之后,根据可选的分组类型,确定每个终端设备所属的分组类型;
第一分组单元501c,用于在第一确定单元501b确定每个终端所属的分组类型之后,根据第一确定单元501b所确定的每个终端设备所属的分组类型,将所有终端设备进行分组。
或者,在另一种具体实施例中,参见图7,该分组模块501,具体可以包括:
第二设置单元501d,用于根据每个终端设备上报的缓存状态与预先设置的阈值之间的关系,设置至少一种可选的分组类型,并为每个可选的分组类型设置其所包含的终端设备数上下限;
第二确定单元501e,用于根据第二设置单元501d设置的可选的分组类型及每个分组类型所包含的终端设备数上下限,确定每个终端设备所属的分组类型;
第二分组单元501f,用于根据第二确定单元501e所确定的每个终端设备所属的分组类型,将所有终端设备进行分组。
进一步地,上述第二分组单元501f,具体用于将属于相同分组类型的终端设备分成一组;当属于相同分组类型的终端设备数超过该分组类型所包含的终端设备数上限时,将超过上限部分的终端设备再分成一个或多个相同分组类型的分组;当属于相同分组类型的终端设备数小于该分组类型所包含的终端设备数上限时,将终端设备数小于分组类型所包含的终端设备数下限的分组进行合并。
进一步地,参见图8,在另一种实施例中,该光线路终端还包括:
授权模块503,用于将将带宽分配结果承载在基于MPCP封装的Gate消息或者承载在下行GTC帧的BWMap字段,授权给对应分组中的终端设备。
综上,本实施例提供的光线路终端,通过将所有终端设备进行分组,并将总带宽轮流分配给每个组,从而减少了同时共享总带宽的终端设备数,使每个终端设备可以分配到更多的带宽,进而满足终端设备发送长帧的需求,避免了因发送长帧而引起的上行业务中断,减少了带宽浪费。另外,本实施例提供的装置还支持将带宽分配结果授权给组内的各个终端设备,因而有效避免了信号冲突。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述,不代表实施例的优劣。且本发明实施例提供的装置同样可执行上述方法实施例提供的技术方案。
本发明实施例中的部分步骤,可以利用软件实现,相应的软件程序可以存储在可读取的存储介质中,如光盘或硬盘等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,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。

Claims (10)

1.一种无源光网络的上行带宽分配方法,其特征在于,包括:
根据每个终端设备上报的缓存状态对所有终端设备进行动态分组,以使每一分组中的终端设备的总带宽对应于一预设时间周期;
根据所述预设时间周期,以分组为单位依序对各个分组中的终端设备进行带宽分配。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据每个终端设备上报的缓存状态对所有终端设备进行动态分组的步骤包括:
根据每个终端设备上报的缓存状态与预先设置的阈值之间的关系,确定每个终端设备所属的分组类型;
根据每个终端设备所属的分组类型,将所有终端设备进行分组。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述根据每个终端设备所属的分组类型,将所有终端设备进行分组的步骤包括:
设置每个分组类型所包含的终端设备数的上下限;
根据每个终端设备所属的分组类型以及所述分组类型被设置的所包含终端设备数的上下限,将所有终端设备进行分组。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述根据每个终端设备所属的分组类型以及所述分组类型被设置的所包含终端设备数上下限,将所有终端设备进行分组,具体包括:
将属于相同分组类型的终端设备分成一组;
当属于相同分组类型的终端设备数超过该分组类型所包含的终端设备数上限时,将超过上限部分的终端设备再分成一个或多个相同分组类型的分组;
当属于相同分组类型的终端设备数小于该分组类型所包含的终端设备数上限时,将终端设备数小于分组类型所包含的终端设备数下限的分组进行合并。
5.根据权利要求1至4任一权利要求所述的方法,其特征在于,所述以分组为单位依序对各个分组中的终端设备进行带宽分配之后,还包括:
将带宽分配结果承载在基于点到多点控制协议MPCP封装的Gate消息或者承载在下行千兆无源光网络传输汇聚层GTC帧的BWMap字段,发送给对应分组中的终端设备。
6.一种光线路终端,其特征在于,包括:
分组模块,用于根据每个终端设备上报的缓存状态对所有终端设备进行动态分组,以使每一分组中的终端设备的总带宽对应于一预设时间周期;
带宽分配模块,用于在所述分组模块将所有终端设备进行分组之后,根据所述预设时间周期,以分组为单位依序对各个分组中的终端设备进行带宽分配。
7.根据权利要求6所述的光线路终端,其特征在于,所述分组模块包括:
分组类型设置单元,用于根据每个终端设备上报的缓存状态与预先设置的阈值之间的关系,设置至少一种可选的分组类型;
第一确定单元,用于根据所述可选的分组类型,确定每个终端设备所属的分组类型;
第一分组单元,用于根据所述第一确定单元所确定的每个终端设备所属的分组类型,将所有终端设备进行分组。
8.根据权利要求6所述的光线路终端,其特征在于,所述分组模块包括:
第二设置单元,用于根据每个终端设备上报的缓存状态与预先设置的阈值之间的关系,设置至少一种可选的分组类型,并为每个可选的分组类型设置其所包含的终端设备数上下限;
第二确定单元,用于根据所述第二设置单元设置的可选的分组类型及每个分组类型所包含的终端设备数上下限,确定每个终端设备所属的分组类型;
第二分组单元,用于根据所述第二确定单元所确定的每个终端设备所属的分组类型,将所有终端设备进行分组。
9.根据权利要求8所述的光线路终端,其特征在于,所述第二分组单元,具体用于:将属于相同分组类型的终端设备分成一组;当属于相同分组类型的终端设备数超过该分组类型所包含的终端设备数上限时,将超过上限部分的终端设备再分成一个或多个相同分组类型的分组;当属于相同分组类型的终端设备数小于该分组类型所包含的终端设备数上限时,将终端设备数小于分组类型所包含的终端设备数下限的分组进行合并。
10.根据权利要求6至9任一权利要求所述的光线路终端,其特征在于,还包括:
授权模块,用于将带宽分配结果承载在基于点到多点控制协议MPCP封装的Gate消息或者承载在下行千兆无源光网络传输汇聚层GTC帧的BWMap字段,授权给对应分组中的终端设备。
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