CN103139105B - 一种无源光网络系统中的上行带宽分配方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无源光网络中上行带宽的分配方法及系统，用于解决混合PON系统中ONU的带宽分配的技术问题。方案为：光线路终端OLT通过带宽分配通道将上行带宽的带宽分配信息传递给光网络单元ONU，或光线路终端OLT通过管理通道和带宽分配通道将上行带宽的带宽分配信息传递给ONU，所述带宽分配信息包含：物理通道信息、数据传输时间信息；在使用管理通道和带宽分配通道传递带宽分配信息时，所述管理通道用于传递物理通道信息，所述带宽分配通道用于传递上行数据传输时间信息。本发明中OLT对ONU进行物理通道和时间通道上的带宽分配，实现了各个ONU之间共享上行物理通道和时间通道的资源，提高了ONU的上行传输效率。

Description

一种无源光网络系统中的上行带宽分配方法及系统
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种无源光网络系统中的上行带宽分配方法及系统。
背景技术
随着网络技术的发展，可以利用网络传输大量的语音、数据、视频等业务，因此对带宽的要求不断提高，无源光网络(PON)就是在这种需求下产生的。
PON系统的拓扑结构如图1所示，PON系统通常由局侧的光线路终端(OLT)、用户侧的光网络单元(ONU)和光分配网络(ODN)组成，通常采用点到多点的网络结构。ODN由单模光纤和光分路器、光连接器等无源光器件组成，为OLT和ONU之间的物理连接提供光传输媒质。目前PON技术中主要有时分复用(Time Division Multiplexing，TDM)PON系统、波分复用(WavelengthDivision Multiplexing，WDM)PON系统、正交频分复用(Orthogonal FrequencyDivision Multiplexing，OFDM)PON系统和混合PON系统，混合PON系统中包括波分时分混合PON系统、频分时分混合PON系统和波分频分时分混合PON系统。
在时分复用的PON系统中，例如吉比特无源光网络(Gigabit-CapablePassive Optical Network，GPON)系统、以太网无源光网络(Ethernet PassiveOptical Network，EPON)系统、XG-PON(10-Gigabit-capable passive opticalnetwork)系统和10-Gigabit-capable EPON系统中，下行方向(由OLT到ONU)的数据传输采用广播方式，每个ONU分别接收所有的帧，再根据ONU-ID、GEM-Port ID、Allocation-ID、逻辑链路标识(Logical Link identity，LLID)等信息来获取属于自己的帧。对于上行方向(从ONU到OLT)的数据传输，由于各个ONU需要共享传输媒质，因此各个ONU应该在OLT安排给自己的时隙内传输上行数据。以XG-PON为例，OLT分配给ONU的用于传输上行数据的时隙是通过下行帧中的分配结构(Allocation Structure)传递给ONU的，如图2所示。分配结构由Alloc-ID域(Allocation Identifier，带宽分配标识，一般是T-CONT(Transmission Container，传输容器)标识)、Flags域(带宽分配的选项，2位比特，一位比特用于指示ONU是否发送上行动态带宽报告(DBRu)，另一位比特用于指示ONU是否发送上行物理层操作、管理和维护(PLOAMu)消息)、开始时间(Start Time，表示ONU发送的XG-PON的传输汇聚突发(XGTCburst)的第一个字节在125us的上行帧中的位置)、授予尺寸(Grant Size)、强制苏醒指示(FWI)、突发开销参数(Bprofile)和混合纠错(HEC)组成。
当ONU接收到一个Allocation structure时，如果ONU根据Alloc-ID判断此Allocation structure是分配给自己的，则ONU对接收到的Allocation structure中的数据进行HEC校验，如果校验结果正确，ONU将在Allocation structure指示的StartTime时刻开始发送带宽分配标识为Alloc-ID的T-CONT中的数据，发送数据长度为Grant size域的长度。
在WDM-PON系统中，OLT处有多个不同波长的光发射器，各个光发射器的光波长分别为λd 1，λd2，...，λdn，其中λd1为OLT与第一个ONU通信时发送下行数据采用的波长，λd2为OLT与第二个ONU通信时发送下行数据采用的波长，...，λdn为OLT与第n个ONU通信时发送下行数据采用的波长；每个ONU处的发射器的发射波长均不同于其他ONU处发射器的发射波长，例如第一个ONU用于给OLT发送上行数据的发射器的发射波长为λu1，第二个ONU用于给OLT发送上行数据的发射器的发射波长为λu2，...，第n个ONU用于给OLT发送上行数据的发射器的发射波长为λun，采用上述技术，OLT可以同时给所有ONU发送下行数据，每个ONU也可以同时发送上行数据，即OLT和ONU在光通道上是采用点到点的结构。
在OFDM-PON系统中，OLT处有多个不同的子载波，各个子载波分别为C 1，C 2，...，C n，且各个子载波是正交的，OLT将发送给第一个ONU的下行数据调制到第一个子载波上(或者调制到第一个子载波和其他子载波上)，OLT将发送给第二个ONU的下行数据调制到第二个子载波上(或者调制到第二个子载波和其他子载波上)，...，OLT将发送给第n个ONU的下行数据调制到第n个子载波上(或者调制到第n个子载波和其他子载波上)，发送给不同ONU的下行数据所采用的子载波之间没有交集，即不同的ONU使用不同的子载波，ONU处用于给OLT发送上行数据的子载波与OLT采用给当前ONU发送下行数据的子载波相同。采用上述技术，OLT可以同时给所有ONU发送下行数据，每个ONU也可以同时发送上行数据，即OLT和ONU在光通道上是采用点到点的结构。
波分时分混合PON系统和频分时分混合PON系统的拓扑结构如图3(a)和图3(b)所示，每个OLT管理一组ONU，波分时分混合PON系统中的所述一组ONU用于发送上行数据的上行波长相同，并且接收下行数据的下行波长也相同，频分时分混合PON系统中的所述一组ONU用于发送上行数据的子载波或者子载波组相同，并且接收下行数据的子载波或者子载波组也相同，所述一组ONU中的不同ONU通过时分复用的方式传输上行数据。不同OLT的下行波长(子载波或者子载波组)不同，不同OLT管理的每组ONU使用的上行波长(子载波或者子载波组)也不同。当部分ONU需要更大的带宽时，OLT可以命令包含上述ONU的ONU组中的部分ONU改变接收和发送数据的波长、子载波或者子载波组，从而减少当前OLT管理的ONU数量，提高当前OLT下的ONU可以得到的带宽。在上述情况下，每个ONU可以按照OLT的命令调整用于接收下行信号的下行波长(子载波或者子载波组)和用于发送上行数据的上行波长(子载波或者子载波组)，并且在OLT的命令下在特定的上行时隙内发送上行数据，但现有技术中并未提出上述混合PON系统进行带宽分配的方法。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种无源光网络中上行带宽的分配方法及系统，用于解决混合PON系统中ONU的带宽分配的技术问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种无源光网络中上行带宽的分配方法，该方法包括：
光线路终端OLT通过带宽分配通道将上行带宽的带宽分配信息传递给光网络单元ONU，或光线路终端OLT通过管理通道和带宽分配通道将上行带宽的带宽分配信息传递给ONU，所述带宽分配信息包含：物理通道信息、数据传输时间信息；在使用管理通道和带宽分配通道传递带宽分配信息时，所述管理通道用于传递物理通道信息，所述带宽分配通道用于传递上行数据传输时间信息；
ONU按照OLT发送的命令采用所述物理通道信息指示的物理通道在所述数据传输时间信息指示的时间内发送上行数据。
进一步地，所述带宽分配通道具体指下行帧中的分配结构AllocationStructure，在所述分配结构中封装所述带宽分配信息或上行数据传输时间信息。
进一步地，所述管理通道具体指：物理层操作管理维护PLOAM消息、ONU管理和控制接口OMCI消息或者嵌入式操作维护管理eOAM消息。
进一步地，所述的物理通道信息指波长通道信息和/或子载波通道信息。
进一步地，所述的上行数据传输时间信息包含：OLT通知ONU传输上行数据的开始时间和结束时间，或者OLT通知ONU传输上行数据的开始时间和发送数据的长度。
进一步地，所述上行带宽的带宽分配信息还进一步包含OLT身份信息，ONU根据所述OLT身份信息判断所述OLT是否是管理自己的OLT，如果ONU判断所述OLT是管理自己的OLT并且该带宽分配信息是分配给自己的，则ONU按照OLT发送的命令采用所述物理通道信息指示的物理通道在所述数据传输时间信息指示的时间内发送上行数据。
进一步地，所述上行带宽的带宽分配信息还进一步包含ONU身份信息，ONU根据所述ONU身份信息判断所述带宽分配信息是否是分配给自己的，当ONU判断所述带宽分配信息是分配给自己的，则ONU按照OLT发送的命令采用所述物理通道信息指示的物理通道在所述数据传输时间信息指示的时间内发送上行数据。
进一步地，所述上行带宽的带宽分配信息还进一步包含OLT身份信息和ONU身份信息，如果ONU根据OLT和ONU的身份信息判断所述带宽分配信息是分配给自己的，则ONU按照OLT发送的命令采用所述物理通道信息指示的物理通道在所述数据传输时间信息指示的时间内发送上行数据。
进一步地，所述物理通道为上行物理通道和/或下行物理通道。
本发明还提出一种无源光网络系统中的上行带宽分配系统，该装置包括：
光线路终端OLT，用于通过带宽分配通道将上行带宽的带宽分配信息传递给光网络单元ONU，或光线路终端OLT通过管理通道和带宽分配通道将上行带宽的带宽分配信息传递给ONU，所述带宽分配信息包含：物理通道信息、数据传输时间信息；在使用管理通道和带宽分配通道传递带宽分配信息的情况下，所述管理通道用于传递物理通道信息，所述带宽分配通道用于传递上行数据传输时间信息；
光网络单元ONU，用于按照OLT发送的命令采用所述物理通道信息指示的物理通道在所述数据传输时间信息指示的时间内发送上行数据。
进一步地，所述带宽分配通道具体指下行帧中的分配结构AllocationStructure，在所述分配结构中封装所述带宽分配信息或上行数据传输时间信息；
所述管理通道具体指物理层操作管理维护PLOAM消息、ONU管理和控制接口OMCI消息或者嵌入式操作维护管理eOAM消息。
进一步地，所述的物理通道信息指波长通道信息和/或子载波通道信息；所述的上行数据传输时间信息包含：OLT通知ONU传输上行数据的开始时间和结束时间，或者OLT通知ONU传输上行数据的开始时间和发送数据的长度。
进一步地，所述上行带宽的带宽分配信息还进一步包含OLT身份信息和/或ONU身份信息，ONU根据所述OLT身份信息判断所述OLT是否是管理自己的OLT，或ONU根据所述ONU身份信息判断所述带宽分配信息是否是分配给自己的带宽分配信息，或ONU根据OLT和ONU的身份信息判断所述带宽分配信息是否是分配给自己的带宽分配信息；
当ONU判定所述OLT是管理自己的OLT，且所述带宽分配信息是分配给自己的带宽分配信息，则ONU按照OLT发送的命令采用所述物理通道信息指示的物理通道在所述数据传输时间信息指示的时间内发送上行数据。
通过采用本发明的ONU上行带宽的方法，OLT可以对ONU进行物理通道和时间通道上的带宽分配，实现了各个ONU之间可以共享上行物理通道和时间通道的资源，提高了ONU的上行传输效率。
附图说明
图1为GPON系统的拓扑结构图；
图2为GPON的下行帧中US BWmap的结构图；
图3为本发明实施例所基于的混合PON的拓扑结构图；
图4为本发明实施例1提供的一种OLT给ONU分配的带宽分配示意图；
图5为本发明实施例1提供的一种OLT给ONU分配的带宽分配示意图；
图6为本发明实施例1提供的一种OLT给ONU分配的带宽分配示意图；
图7为本发明实施例1提供的一种OLT给ONU分配的带宽分配示意图；
图8为本发明实施例2提供的一种OLT给ONU分配的带宽分配示意图；
图9为本发明实施例2提供的一种OLT给ONU分配的带宽分配示意图；
图10为本发明实施例2提供的一种OLT给ONU分配的带宽分配示意图；
图11为本发明实施例2提供的一种OLT给ONU分配的带宽分配示意图；
图12为本发明实施例3/4提供的一种OLT给ONU分配的带宽分配示意图；
图13为本发明实施例3/4提供的一种OLT给ONU分配的带宽分配示意图；
图14为本发明实施例3/4提供的一种OLT给ONU分配的带宽分配示意图；
图15为本发明实施例3/4提供的一种OLT给ONU分配的带宽分配示意图；
图16为本发明实施例5提供的一种OLT给ONU分配的带宽分配示意图。
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明白，以下举实施例并参照附图，对本发明进一步详细说明。在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实例1
该实施例中，分配的波长信息和时隙信息都封装在Allocation structure中，波分时分混合PON系统的拓扑结构如图3a或图3b所示，OLT和ONU采用下述步骤完成上行带宽分配：
步骤1：OLT给ONU的分配结构中包含如图4所示的若干个字段信息，其中：
OLT身份信息字段用于携带OLT的身份信息，包括以下之一或任意组合：OLT所在的国家(Country)、OLT所在的城市(City)、OLT识别信息(OLT-ID)、OLT的槽位识别信息(Slot-ID)、OLT现在工作的端口识别信息(Port-ID)、OLT的发射光功率信息(Power)。OLT身份信息的作用为ONU根据OLT的身份信息识别该OLT是否为管理自己的OLT；
ONU身份信息字段用于携带ONU的身份信息，ONU身份信息可以是OLT分配ONU的身份信息，例如ONU标识信息或者ONU的逻辑链路标识，ONU身份信息也可以是ONU自身携带的身份信息，例如ONU的序列号或者ONU的媒质接入控制地址。ONU通过上述ONU身份信息判断所述带宽分配是否是分配给自己的，ONU也可以通过OLT身份信息和ONU身份信息判断所述带宽分配是否是分配给自己的；
波长通道信息字段用于携带OLT分配给ONU用于发送上行数据的上行波长，或用于携带OLT分配给ONU用于发送上行数据的上行波长和用于接收下行数据的下行波长；
开始时间字段用于携带OLT分配给ONU开始发送上行数据的时间；
授予尺寸字段用于携带OLT分配给ONU发送上行数据的长度。
步骤2：ONU收到OLT在步骤1发送的图4所示的带宽分配信息后，ONU根据ONU身份信息或者ONU根据OLT身份信息和ONU身份信息判断所述带宽分配是否是分配给自己的，如果所述带宽分配是分配给自己的，则ONU采用所述带宽分配中指定的波长在所述开始时间开始发送上行数据，发送数据的长度为授予尺寸规定的数据长度(如果波长通道信息携带的是OLT分配给ONU用于发送上行数据的上行波长和用于接收下行数据的下行波长，则ONU采用所述带宽分配中指定的波长在所述开始时间开始发送上行数据，发送数据的长度为授予尺寸规定的数据长度，并开始使用所述波长通道携带的下行波长接收下行数据)。
在本实施例中，OLT给ONU分配了发送上行数据的开始时间和发送数据的长度的值，即授予尺寸，在其他的实施例中，也可以采用OLT给ONU发送图5所示的ONU开始发送上行数据的时间的参数即开始时间和ONU结束发送上行数据的时间的参数即结束时间；在本实施例中，OLT给ONU分配的上行带宽中包括了OLT的身份信息，在其他的实施例中，也可以采用OLT给ONU发送的上行带宽中不包括OLT的身份信息，如图6和图7所示，这时ONU根据OLT发送的下行数据中的其他部分包含的OLT的身份信息和OLT给ONU分配的带宽分配中包含的ONU的身份信息判断所述带宽分配是否是分配给自己的，或者ONU根据OLT给ONU分配的带宽分配中包含的ONU的身份信息判断所述带宽分配是否是分配给自己的。
在其他的实施例中，OLT给ONU分配的上行带宽除包含上述信息外，还可以包含是否要求ONU的上行数据中包括前向纠错(Forward error correction，FEC)的校验数据，如果OLT要求ONU的上行数据携带FEC校验位信息，则ONU对发送的上行数据进行FEC运算，并将FEC校验位信息携带在上行数据中，否则，ONU不对发送的上行数据进行FEC运算。
在本实施例中，一个OLT管理的一组ONU中的不同ONU发送上行数据的波长相同，且不同的ONU按照时分复用方式发送上行数据，本发明的方法也可以适用于一个ONU独占上行通道的情况，或者一个OLT管理的不同ONU采用不同的波长发送上行数据，此时不同的ONU可以同时发送上行数据，在上述情况下，图4到图7中的开始时间、结束时间和授予尺寸可以为一个特定值，ONU收到上述带宽分配信息后可以忽略开始时间、结束时间和授予尺寸的值，或者ONU收到上述带宽分配信息后，ONU根据所述特定值确认OLT将整个上行时隙分配给自己传输上行数据，ONU获得上述信息后，ONU根据本地情况可以选择在整个上行时隙内发送上行数据。
实例2
该实施例中，分配的子载波信息和时隙信息都封装在Allocation structure，频分时分混合PON系统的拓扑结构如图3a或图3b所示，OLT和ONU采用下述步骤完成上行带宽分配：
步骤1：OLT给ONU分配图8所示的带宽分配，其中：
OLT身份信息用于携带OLT的身份信息，包括以下之一或任意组合：OLT所在的国家(Country)、OLT所在的城市(City)、OLT识别信息(OLT-ID)、OLT的槽位识别信息(Slot-ID)、OLT现在工作的端口识别信息(Port-ID)、OLT的发射光功率信息(Power)。OLT身份信息的作用为ONU根据OLT的身份信息识别该OLT是否为管理自己的OLT；
ONU身份信息可以是OLT分配ONU的身份信息，例如ONU标识信息或者ONU的逻辑链路标识，ONU身份信息也可以是ONU自身携带的身份信息，例如ONU的序列号或者ONU的媒质接入控制地址，ONU通过上述ONU身份信息判断所述带宽分配是否是分配给自己的，ONU也可以通过OLT身份信息和ONU身份信息判断所述带宽分配是否是分配给自己的；
子载波通道信息携带的是OLT分配给ONU用于发送上行数据和用于接收下行数据的子载波；
开始时间是OLT分配给ONU开始发送上行数据的时间；
授予尺寸是OLT分配给ONU发送上行数据的长度。
步骤2：ONU收到OLT在步骤1发送的图8所示的带宽分配信息后，ONU根据ONU身份信息或者ONU根据OLT身份信息和ONU身份信息判断所述带宽分配信息是否是分配给自己的，如果所述带宽分配信息是分配给自己的，则ONU采用所述带宽分配中指定的子载波在所述开始时间开始发送上行数据，发送数据的长度为授予尺寸规定的数据长度，并开始使用所述子载波接收下行数据。
在本实施例中，OLT给ONU分配了发送上行数据的开始时间和发送数据的长度的值，即授予尺寸，在其他的实施例中，也可以采用OLT给ONU发送图9所示的ONU开始发送上行数据的时间的参数开始时间和ONU结束发送上行数据的时间的参数结束时间；在本实施例中，OLT给ONU分配的上行带宽中包括了OLT的身份信息，在其他的实施例中，也可以采用OLT给ONU发送的上行带宽中不包括OLT的身份信息，如图10和图11所示，这时ONU根据OLT发送的下行数据中的其他部分包含的OLT的身份信息和OLT给ONU分配的带宽分配中包含的ONU的身份信息判断所述带宽分配是否是分配给自己的，或者ONU根据OLT给ONU分配的带宽分配中包含的ONU的身份信息判断所述带宽分配是否是分配给自己的。
在其他的实施例中，OLT给ONU分配的上行带宽除包含上述信息外，还可以包含是否要求ONU的上行数据中包括前向纠错(Forward error correction，简称FEC)的校验数据，如果OLT要求ONU的上行数据携带FEC校验位信息，则ONU对发送的上行数据进行FEC运算，并将FEC校验位信息携带在上行数据中，否则，ONU不对发送的上行数据进行FEC运算。
在本实施例中，一个OLT管理的一组ONU中的不同ONU发送上行数据的子载波相同，且不同的ONU按照时分复用方式发送上行数据，本发明的方法也可以适用于一个ONU独占上行通道的情况，或者一个OLT管理的不同ONU采用不同的子载波发送上行数据，此时不同的ONU可以同时发送上行数据，在上述情况下，图8到图11中的开始时间、结束时间和授予尺寸可以为一个特定值，ONU收到上述带宽分配后可以忽略开始时间、结束时间和授予尺寸的值，或者ONU收到上述带宽分配后，ONU根据所述特定值确认OLT将整个上行时隙分配给自己传输上行数据，ONU获得上述信息后，ONU根据本地情况可以选择在整个上行时隙内发送上行数据。
实例3
该实施例中分配的波长信息通过物理层操作管理维护(Physical layerOperations，Administration and Maintenance，PLOAM)消息、ONU管理和控制接口(ONU Management and Control Interface，OMCI)消息或者嵌入式操作维护管理eOAM消息发送，时隙信息封装在Allocation structure中；
波分时分混合PON系统的拓扑结构如图3a或图3b所示，OLT和ONU采用下述步骤完成上行带宽分配：
步骤1：OLT给一个ONU发送表1所示的物理层操作管理维护PLOAM消息，如表1所示，分配ONU波长(Assign_ONU_Wavelength)消息的第一到第二字节为ONU-ID(此处的ONU-ID仅为ONU标识信息的一个示例，在其他的实施例中，也可以采用ONU的逻辑链路标识信息、ONU媒质接入控制地址信息、ONU序列号信息或其他ONU标识信息等等)的值，表示该消息发送给ONU-ID值为ONU-ID1的ONU；第三字节的内容表示该PLOAM消息的类型为Assign_ONU_Wavelength消息的结构信息类型；第四字节为该PLOAM消息的序列号；第五到第四十字节的内容为OLT分配给ONU的上行波长值(在其他的实施例中，第五到第四十字节的内容为OLT分配给ONU的上行波长值和下行波长值)，第四十一字节到第四十八字节为消息完整性检查的消息验证码。OLT通过Assign_ONU_Wavelength消息命令第m个ONU将自己的激光器的发光波长调节为OLT分配给该ONU的上行波长(在其他的实施例中，OLT通过Assign_ONU_Wavelength消息命令第m个ONU将自己的激光器的发光波长调节为OLT分配给该ONU的上行波长，将自己的接收器的接收波长调节为OLT分配给该ONU的下行波长)。
步骤2：对应的ONU收到OLT发送的Assign_ONU_Wavelength消息后，将自己的激光器的发光波长调节为Assign_ONU_Wavelength消息中OLT分配的上行波长(在其他的实施例中，ONU收到OLT发送的Assign_ONU_Wavelength消息后，将自己的激光器的发光波长调节为Assign_ONU_Wavelength消息中OLT分配的上行波长，将自己的接收器的接收波长调节为OLT分配给该ONU的下行波长)。
表1Assign_ONU_Wavelength消息的结构
步骤3：OLT给ONU分配图12所示的带宽分配，其中OLT身份信息用于携带OLT的身份信息，包括以下之一或任意组合：OLT所在的国家(Country)、OLT所在的城市(City)、OLT识别信息(OLT-ID)、OLT的槽位识别信息(Slot-ID)、OLT现在工作的端口识别信息(Port-ID)、OLT的发射光功率信息(Power)，OLT身份信息的作用为ONU根据OLT的身份信息识别该OLT是否为管理自己的OLT；ONU身份信息可以是OLT分配ONU的身份信息，例如ONU标识信息或者ONU的逻辑链路标识，ONU身份信息也可以是ONU自身携带的身份信息，例如ONU的序列号或者ONU的媒质接入控制地址，ONU通过上述ONU身份信息判断所述带宽分配是否是分配给自己的，ONU也可以通过OLT身份信息和ONU身份信息判断所述带宽分配是否是分配给自己的；开始时间是OLT分配给ONU开始发送上行数据的时间，授予尺寸是OLT分配给ONU发送上行数据的长度。
步骤4：ONU收到OLT在步骤3发送的图12所示的带宽分配后，ONU根据ONU身份信息或者ONU根据OLT身份信息和ONU身份信息判断所述带宽分配是否是分配给自己的，如果所述带宽分配是分配给自己的，则ONU采用所述步骤1中指定的波长在步骤3中所述开始时间开始发送上行数据，发送数据的长度为授予尺寸规定的数据长度(如果波长通道信息携带的是OLT分配给ONU用于发送上行数据的上行波长和用于接收下行数据的下行波长，则ONU采用所述带宽分配中指定的波长在所述开始时间开始发送上行数据，发送数据的长度为授予尺寸规定的数据长度，并开始使用所述波长通道携带的下行波长接收下行数据)。
在本实施例中，OLT通过表1所示的PLOAM消息给ONU分配波长信息，在其他的实施例中也可以采用OLT通过OMCI消息、嵌入式OAM消息或者其他波长分配消息给ONU分配波长信息。
在本实施例中，OLT给ONU分配了发送上行数据的开始时间和发送数据的长度的值，即授予尺寸，在其他的实施例中，也可以采用OLT给ONU发送图13所示的ONU开始发送上行数据的时间的参数开始时间和ONU结束发送上行数据的时间的参数结束时间；在本实施例中，OLT给ONU分配的上行带宽中包括了OLT的身份信息，在其他的实施例中，也可以采用OLT给ONU发送的上行带宽中不包括OLT的身份信息，如图14和图15所示，这时ONU根据OLT发送的下行数据中的其他部分包含的OLT的身份信息和OLT给ONU分配的带宽分配中包含的ONU的身份信息判断所述带宽分配是否是分配给自己的，或者ONU根据OLT给ONU分配的带宽分配中包含的ONU的身份信息判断所述带宽分配是否是分配给自己的。
在其他的实施例中，OLT给ONU分配的上行带宽除包含上述信息外，还可以包含是否要求ONU的上行数据中包括前向纠错(Forward error correction，简称FEC)的校验数据，如果OLT要求ONU的上行数据携带FEC校验位信息，则ONU对发送的上行数据进行FEC运算，并将FEC校验位信息携带在上行数据中，否则，ONU不对发送的上行数据进行FEC运算。
在本实施例中，一个OLT管理的一组ONU中的不同ONU发送上行数据的波长相同，且不同的ONU按照时分复用方式发送上行数据，本发明的方法也可以适用于一个ONU独占上行通道的情况，或者一个OLT管理的不同ONU采用不同的波长发送上行数据，此时不同的ONU可以同时发送上行数据，在上述情况下，图12到图15中的开始时间、结束时间和授予尺寸可以为一个特定值，ONU收到上述带宽分配后可以忽略开始时间、结束时间和授予尺寸的值，或者ONU收到上述带宽分配后，ONU根据所述特定值确认OLT将整个上行时隙分配给自己传输上行数据，ONU获得上述信息后，ONU根据本地情况可以选择在整个上行时隙内发送上行数据。
在本实施例中，OLT通过PLOAM消息、OMCI消息、嵌入式OAM消息或者其他波长分配消息给ONU分配波长信息，OLT的身份信息通过上行带宽分配发送给ONU，在其他实施例中也可以采用OLT通过PLOAM消息、OMCI消息、嵌入式OAM消息或者其他波长分配消息给ONU传递分配给ONU的波长信息和OLT的身份信息。
实例4
该实施例中，分配的波长信息通过PLOAM消息、OMCI消息或者嵌入式OAM消息发送，时隙信息都封装在Allocation structure中，频分时分混合PON系统的拓扑结构如图3a或图3b所示，OLT和ONU采用下述步骤完成上行带宽分配：
步骤1：OLT给一个ONU发送表2所示的物理层操作管理维护(Physicallayer Operations，Administration and Maintenance，PLOAM)消息，如表2所示，Assign_ONU_Subcarrier消息的第一到第二字节为ONU-ID(此处的ONU-ID仅为ONU标识信息的一个示例，在其他的实施例中，也可以采用ONU的逻辑链路标识信息、ONU媒质接入控制地址信息、ONU序列号信息或其他ONU标识信息等等)的值，表示该消息发送给ONU-ID值为ONU-ID1的ONU；第三字节的内容表示该PLOAM消息的类型为Assign_ONU_Subcarrier消息的结构信息类型；第四字节为该PLOAM消息的序列号；第五到第四十字节的内容为OLT分配给ONU的子载波；第四十一字节到第四十八字节为消息完整性检查的消息验证码。OLT通过Assign_ONU_Subcarrier消息命令第m个ONU将自己的发送上行数据和接收下行数据的子载波调节为上述子载波。
步骤2：对应的ONU收到OLT发送的Assign_ONU_Subcarrier消息后，将自己的发送上行数据和接收下行数据的子载波调节为Assign_ONU_Subcarrier消息中OLT分配的子载波。
表2Assign_ONU_Subcarrier消息的结构
步骤3：OLT给ONU分配图12所示的带宽分配，其中OLT身份信息用于携带OLT的身份信息，包括以下之一或任意组合：OLT所在的国家(Country)、OLT所在的城市(City)、OLT识别信息(OLT-ID)、OLT的槽位识别信息(Slot-ID)、OLT现在工作的端口识别信息(Port-ID)、OLT的发射光功率信息(Power)，OLT身份信息的作用为ONU根据OLT的身份信息识别该OLT是否为管理自己的OLT；ONU身份信息可以是OLT分配ONU的身份信息，例如ONU标识信息或者ONU的逻辑链路标识，ONU身份信息也可以是ONU自身携带的身份信息，例如ONU的序列号或者ONU的媒质接入控制地址，ONU通过上述ONU身份信息判断所述带宽分配是否是分配给自己的，ONU也可以通过OLT身份信息和ONU身份信息判断所述带宽分配是否是分配给自己的；开始时间是OLT分配给ONU开始发送上行数据的时间，授予尺寸是OLT分配给ONU发送上行数据的长度。
步骤4：ONU收到OLT在步骤3发送的图12所示的带宽分配信息后，ONU根据ONU身份信息或者ONU根据OLT身份信息和ONU身份信息判断所述带宽分配信息是否是分配给自己的，如果所述带宽分配信息是分配给自己的，则ONU采用所述步骤1中指定的子载波在步骤3中所述开始时间开始发送上行数据，发送数据的长度为授予尺寸规定的数据长度。
在本实施例中，OLT通过表2所示的PLOAM消息给ONU分配子载波信息，在其他的实施例中也可以采用OLT通过OMCI消息、嵌入式OAM消息或者其他子载波分配消息给ONU分配子载波信息。
在本实施例中，OLT给ONU分配了发送上行数据的开始时间和发送数据的长度的值，即授予尺寸，在其他的实施例中，也可以采用OLT给ONU发送图13所示的ONU开始发送上行数据的时间的参数开始时间和ONU结束发送上行数据的时间的参数结束时间；在本实施例中，OLT给ONU分配的上行带宽中包括了OLT的身份信息，在其他的实施例中，也可以采用OLT给ONU发送的上行带宽中不包括OLT的身份信息，如图14和图15所示，这时ONU根据OLT发送的下行数据中的其他部分包含的OLT的身份信息和OLT给ONU分配的带宽分配中包含的ONU的身份信息判断所述带宽分配是否是分配给自己的，或者ONU根据OLT给ONU分配的带宽分配中包含的ONU的身份信息判断所述带宽分配是否是分配给自己的。
在其他的实施例中，OLT给ONU分配的上行带宽除包含上述信息外，还可以包含是否要求ONU的上行数据中包括前向纠错FEC的校验数据，如果OLT要求ONU的上行数据携带FEC校验位信息，则ONU对发送的上行数据进行FEC运算，并将FEC校验位信息携带在上行数据中，否则，ONU不对发送的上行数据进行FEC运算。
在本实施例中，一个OLT管理的不同ONU发送上行数据的子载波相同，且不同的ONU按照时分复用方式发送上行数据，本发明的方法也可以适用于一个ONU独占上行通道的情况，或者一个OLT管理的不同ONU采用不同的子载波发送上行数据，此时不同的ONU可以同时发送上行数据，在上述情况下，图12到图15中的开始时间、结束时间和授予尺寸可以为一个特定值，ONU收到上述带宽分配后可以忽略开始时间、结束时间和授予尺寸的值，或者ONU收到上述带宽分配后，ONU根据所述特定值确认OLT将整个上行时隙分配给自己传输上行数据，ONU获得上述信息后，ONU根据本地情况可以选择在整个上行时隙内发送上行数据。
在本实施例中，OLT通过PLOAM消息、OMCI消息、嵌入式OAM消息或者其他子载波分配消息给ONU分配子载波信息，OLT的身份信息通过上行带宽分配发送给ONU，在其他实施例中也可以采用OLT通过PLOAM消息、OMCI消息、嵌入式OAM消息或者其他子载波分配消息给ONU传递分配给ONU的子载波信息和OLT的身份信息。
实例5
该实施例中，分配的波长信息和时隙信息都封装在XGPON1的Allocationstructure中，且在一个Allocation structure后面增加一个特定值T-CONT的Alloacation Structure，该Allocation structure用于承载分配给上一个Allocationstructure的ONU的波长信息和OLT身份信息，或者ONU的波长信息；
波分时分混合PON系统的拓扑结构如图3a或图3b所示，OLT和ONU采用下述步骤完成上行带宽分配：
步骤1：OLT给ONU分配图16所示的带宽分配，带宽分配域由N个分配结构(Allocation Structure)组成，部分分配结构由Alloc-ID域(AllocationIdentifier，带宽分配标识，一般是传输容器(Transmission Container，T-CONT)标识)、Flags域(带宽分配的选项，2位比特，一位比特用于指示ONU是否发送上行动态带宽报告(DBRu)，另一位比特用于指示ONU是否发送上行物理层操作、管理和维护(PLOAMu)消息)、开始时间(Start Time，表示ONU发送的XG-PON的传输汇聚突发(XGTC burst)的第一个字节在125us的上行帧中的位置)、授予尺寸(Grant Size，授予尺寸是OLT分配给ONU发送上行数据的长度)、强制苏醒指示(FWI)、突发开销参数(Bprofile)和混合纠错(HEC)组成；部分分配结构包括以下部分或者全部内容：Alloc-ID域(AllocationIdentifier，带宽分配标识，一般是传输容器，Transmission Container，T-CONT，此处的Alloc-ID的值为一个特定值，如0x3FFF)、OLT身份信息、波长通道信息和HEC组成。其中OLT身份信息用于携带OLT的身份信息，包括以下之一或任意组合：OLT所在的国家(Country)、OLT所在的城市(City)、OLT识别信息(OLT-ID)、OLT的槽位识别信息(Slot-ID)、OLT现在工作的端口识别信息(Port-ID)、OLT的发射光功率信息(Power)，OLT身份信息的作用为ONU根据OLT的身份信息识别该OLT是否为管理自己的OLT；波长通道信息携带的是OLT分配给ONU用于发送上行数据的上行波长(或者波长通道信息携带的是OLT分配给ONU用于发送上行数据的上行波长和用于接收下行数据的下行波长)。
步骤2：ONU收到OLT在步骤1发送的图16所示的带宽分配后，如果ONU根据Alloc-ID判断此Allocation structure是分配给自己的，则ONU对接收到的Allocation structure中的数据进行HEC校验，如果校验结果正确，ONU获得发送上行数据的开始时间和发送数据的授予长度，ONU继续解析下一个Allocation structure，如果下一个Allocation structure的Alloc-ID的值为0x3FFF，则ONU判断该Allocation structure是OLT分配给自己的，则ONU对接收到的Allocation structure中的数据进行HEC校验，如果校验结果正确，ONU获得OLT分配给自己的发送上行数据的波长值，结合上述两个Allocation structure的内容，ONU将利用分配的上行波长在Allocation structure指示的StartTime时刻开始发送带宽分配标识为Alloc-ID的T-CONT中的数据，发送的数据长度为ONU根据Grant size域携带的内容解析出的ONU可以发送的数据长度(在其他的实施例中，该波长通道信息携带的是OLT分配给ONU用于发送上行数据的上行波长和用于接收下行数据的下行波长，则ONU采用所述带宽分配中指定的波长在所述开始时间开始发送上行数据，发送数据的长度为授予尺寸规定的数据长度，并开始使用所述波长通道携带的下行波长接收下行数据)。
在本实施例中，OLT给ONU分配的上行带宽中包括了OLT的身份信息，在其他的实施例中，也可以采用OLT给ONU发送的上行带宽中不仅包括OLT的身份信息，还包括ONU的身份信息。
在本实施例中，一个OLT管理的一组ONU中的不同ONU发送上行数据的波长相同，且不同的ONU按照时分复用方式发送上行数据，本发明的方法也可以适用于一个ONU独占上行通道的情况，或者一个OLT管理的不同ONU采用不同的波长发送上行数据，此时不同的ONU可以同时发送上行数据，在上述情况下，该实施例中的开始时间、结束时间和授予尺寸可以为一个特定值，ONU收到上述带宽分配后可以忽略开始时间、结束时间和授予尺寸的值，或者ONU收到上述带宽分配后，ONU根据所述特定值确认OLT将整个上行时隙分配给自己传输上行数据，ONU获得上述信息后，ONU根据本地情况可以选择在整个上行时隙内发送上行数据。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种无源光网络系统中的上行带宽分配方法，其特征在于，应用于混合无源光网络系统，
光线路终端OLT通过带宽分配通道将上行带宽的带宽分配信息传递给光网络单元ONU，或光线路终端OLT通过管理通道和带宽分配通道将上行带宽的带宽分配信息传递给ONU，所述带宽分配信息包含：物理通道信息、数据传输时间信息；在使用管理通道和带宽分配通道传递带宽分配信息时，所述管理通道用于传递物理通道信息，所述带宽分配通道用于传递上行数据传输时间信息；
ONU按照OLT发送的命令采用所述物理通道信息指示的物理通道在所述数据传输时间信息指示的时间内发送上行数据；
所述上行带宽的带宽分配信息还进一步包含OLT身份信息，ONU根据所述OLT身份信息判断所述OLT是否是管理自己的OLT，如果ONU判断所述OLT是管理自己的OLT并且该带宽分配信息是分配给自己的，则ONU按照OLT发送的命令采用所述物理通道信息指示的物理通道在所述数据传输时间信息指示的时间内发送上行数据。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述带宽分配通道具体指下行帧中的分配结构Allocation Structure，在所述分配结构中封装所述带宽分配信息或上行数据传输时间信息。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述管理通道具体指：物理层操作管理维护PLOAM消息、ONU管理和控制接口OMCI消息或者嵌入式操作维护管理eOAM消息。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的物理通道信息指波长通道信息和/或子载波通道信息。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的上行数据传输时间信息包含：OLT通知ONU传输上行数据的开始时间和结束时间，或者OLT通知ONU传输上行数据的开始时间和发送数据的长度。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述上行带宽的带宽分配信息还进一步包含ONU身份信息，ONU根据所述ONU身份信息判断所述带宽分配信息是否是分配给自己的，当ONU判断所述带宽分配信息是分配给自己的，则ONU按照OLT发送的命令采用所述物理通道信息指示的物理通道在所述数据传输时间信息指示的时间内发送上行数据。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述上行带宽的带宽分配信息还进一步包含OLT身份信息和ONU身份信息，如果ONU根据OLT和ONU的身份信息判断所述带宽分配信息是分配给自己的，则ONU按照OLT发送的命令采用所述物理通道信息指示的物理通道在所述数据传输时间信息指示的时间内发送上行数据。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述物理通道为上行物理通道和/或下行物理通道。
9.一种无源光网络系统中的上行带宽分配系统，其特征在于，应用于混合无源光网络系统，该装置包括：
光线路终端OLT，用于通过带宽分配通道将上行带宽的带宽分配信息传递给光网络单元ONU，或光线路终端OLT通过管理通道和带宽分配通道将上行带宽的带宽分配信息传递给ONU，所述带宽分配信息包含：物理通道信息、数据传输时间信息；在使用管理通道和带宽分配通道传递带宽分配信息的情况下，所述管理通道用于传递物理通道信息，所述带宽分配通道用于传递上行数据传输时间信息；
光网络单元ONU，用于按照OLT发送的命令采用所述物理通道信息指示的物理通道在所述数据传输时间信息指示的时间内发送上行数据；
所述上行带宽的带宽分配信息还进一步包含OLT身份信息和/或ONU身份信息，ONU根据所述OLT身份信息判断所述OLT是否是管理自己的OLT，或ONU根据所述ONU身份信息判断所述带宽分配信息是否是分配给自己的带宽分配信息，或ONU根据OLT和ONU的身份信息判断所述带宽分配信息是否是分配给自己的带宽分配信息；
当ONU判定所述OLT是管理自己的OLT，且所述带宽分配信息是分配给自己的带宽分配信息，则ONU按照OLT发送的命令采用所述物理通道信息指示的物理通道在所述数据传输时间信息指示的时间内发送上行数据。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述带宽分配通道具体指下行帧中的分配结构Allocation Structure，在所述分配结构中封装所述带宽分配信息或上行数据传输时间信息；
所述管理通道具体指物理层操作管理维护PLOAM消息、ONU管理和控制接口OMCI消息或者嵌入式操作维护管理eOAM消息。
11.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述的物理通道信息指波长通道信息和/或子载波通道信息；所述的上行数据传输时间信息包含：OLT通知ONU传输上行数据的开始时间和结束时间，或者OLT通知ONU传输上行数据的开始时间和发送数据的长度。
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