CN103236882A - 一种twdm-pon系统中olt的节能方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种TWDM-PON系统中OLT的节能的方法，涉及到TWDM-PON系统中OLT周期性的检测活跃波长的占有率，来判断是否可以通过对在线用户的迁移来关闭至少一条空闲的波长，当判决条件成立时，则对在线用户在不同波长之间进行迁移（即对不同波长上的ONU进行整合），进而关闭空闲的波长，从而降低OLT的能耗。本发明是针对TWDM-PON中OLT的节能，在不改变原有PON的结构的前提，大大减少了OLT的能耗，具有很好的实用价值。

Description

一种TWDM-PON系统中OLT的节能方法
技术领域
本发明涉及公众电信服务的用户光纤接入系统中OLT的能耗控制技术领域，具体说是一种TWDM-PON系统中OLT的节能方法。
背景技术
随着三网融合进程的加快和互联网中新兴业务的迅猛发展，日益增多的家庭和商业用户需要的接入网带宽也越来越大；一些报道显示到2015年家庭用户至少需要250M/S的带宽。为了满足这种需求趋势，很多无源光网络PON(passive optical network)技术被提出来实现超过10Gb/s的接入带宽，诸如波分复用无源光网络(WDM-PON,wavelength division multiplexed passive optical network)，光码分复用无源光网络(OCDMA-PON,optical code division multiplexed passive optical network)，正交频分复用无源光网络(OFDM-PON，orthogonal frequency division multiplexedpassive optical network)及波分复用和时分复用的混合无源光网络(TWDM-PON，timeand wavelength division multiplexed passive optical network)，全业务接入网工作组将TWDM-PON技术定为下一代无源光网络技术。
全业务接入网工作组长期致力于解决下一代无源光网络的能耗问题和与现有的设备实现融合。而波分复用和时分复用的混合无源光网络(TWDM-PON)已经得到全业务接入网组织中设备商的大力支持。TWDM-PON是通过多对波长来堆叠XG-PONs，并且在2012年6月被全业务接入网组织定为NG-PON2的主要标准。第一套40G/s的TWDM-PON样机在2012年也得到了验证，这套TWDM-PON样机通过4对波长实现了40G/s的下行带宽，10G/s的上行带宽。每个用户最高可实现下行10G/s的下行带宽，2.5G/s的上行带宽，满足NG-PON2的标准。
在另一方面，在拥有宽带的国家里互联网络大约消耗所有电量的0.4%，并且以现在的增长速度在可预见的未来将达到1%。贝尔实验室曾报道称互联网消耗的电量是其绝对所需的10000倍。接入网络设备的能耗是网络能耗的主要部分，通信网络中的节能日益成为运营商及环保组织关注的焦点，而减少无源光网络的能耗也成为大家研究的热点。在无源光网络(系统中，能源消耗包括三个方面：局端设备（主要是光线路终端（OLT，optical line terminal））、终端设备（主要是光网络单元（ONU，optical networkunit））、光分配网络（ODN，optical distribution network）网络的衰减消耗。查阅相关文献，有很多ONU节能的方法，诸如减少非必要部分的能耗，降低接入速率，动态的控制ONU的睡眠时间，ONU拥有不同的能耗等级并可以在各等级之间转换等。然而，上述方法需要对PON的结构进行改变或者降低了接入速率，结合成本和复杂度考虑，实际效果并不理想。此外，在TWDM-PON中，每对波长可以承载至多1024个ONU，OLT统一调控整个PON的ONU。在现有的机制中，OLT一直处于满负荷（即所有波长都处于活跃状态）的状态中即使PON中只有一个在线的ONU；而现实中，ONU并不是24小时都在线，这就导致了资源的极大浪费。因此，降低OLT的能耗是非常必要的，而且更受运营商的关注。
发明内容
本发明针对现有技术及其不足，提出了一种TWDM-PON系统中OLT的节能的方法。为达到以上的目的，本发明采取的技术方案是：
所述TWDM-PON系统中OLT的节能方法，其在时分复用和波分复用混合无源光网络TWDM-PON中，通过在线用户ONU在不同活跃波长上的迁移，即对不同波长上的ONU进行整合，进而关闭空闲的活跃波长，从而降低OLT的能耗，具体包括如下步骤：
步骤(a)：OLT周期性地检测活跃波长的占有率，判断是否可以通过对在线用户的迁移来关闭空闲的波长；
步骤(b)：如果通过在线用户的迁移可以关闭至少一条空闲波长，则实施用户迁移，并关闭空闲的波长；否则，等待下一次的检测时刻；
步骤(c)：如果有新用户上线，则进行注册，在用户高峰期时，OLT根据实际情况，增开波长数。
优选地，步骤（a）中OLT周期性地检测活跃波长的占有率，其中周期T根据实际情况，在不影响用户服务质量的前提下设定；所述活跃波长的占有率为：全部在线用户n/(活跃的波长数w*每个波长的最大负载数N)；所述的判决条件为：在线用户迁移后至少可以关闭一条活跃的波长，即(w-1)*N>n。
优选地，在步骤(b)中，当判决条件成立时，触发迁移机制，实施在线用户在不同波长之间的迁移；所述的迁移机制，首先对活跃的波长进行动态的编号为1,2…m,迁移时，为了方便管理，对编号较大的波长上用户进行迁移；迁移时，OLT会根据多点控制协议，要求被迁移的用户退出注册，然后再重新申请注册到新的活跃波长上，此时新的用户被依次分配在波长编号由小到大的活跃波长上。
优选地，OLT在ONU发现注册的过程中获得每个ONU所在波长的占有率的信息；并根据多点控制协议（MPCP）向需要迁移的用户发送MAC控制帧，ONU收到被要求退出的信息后，自动退出并且完成下一次注册。
与现有技术相比，本发明在不影响用户服务质量的前提下，通过对ONU在不同波长之间进行迁移（即对不同波长上的ONU进行整合），进而关闭空闲的波长，从而降低OLT的能耗。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为系统结构图；
图2为用户迁移流程图；
图3为用户迁移示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
本发明是一种TWDM-PON系统中OLT的节能方法,如图1，TWDM-PON系统由多对波长（{λ1,λw+1},{λ2,λw+2}……）堆叠而成，每对波长可以承载多个ONU，所有的波长对则由OLT统一调控；而且，每个ONU的接收机和发射机均是可调谐的，在OLT的控制下，能够任意地改变所在的波长。在不影响用户服务质量的前提下，通过不同活跃波长上的在线用户的迁移，进而关闭一些空闲的活跃波长，进而降低OLT的能耗。
本发明主要包括两个部分：
(a)判断何时进行在线用户在不同波长之间的迁移；
(b)当判决条件成立时，如何实现在线用户在不同波长之间的迁移，进而关闭空闲的波长。
如图2，OLT周期性地监测活跃波长上的在线用户数，统计活跃波长数和在线用户数，进而获得每个活跃波长的占用率。假设实际的在线用户总数n，实际的活跃波长数w，每条波长最大的负载N；若(w-1)*N>n,则可以通过将不同活跃波长上的在线用户进行迁移，将在线用户集中在少数活跃波长，进而关闭空闲的波长。否则等待下一次监测时刻。
如图3，每个长矩形代表一个波长，每个小矩形代表一个用户（有阴影的矩形代表在线用户，无阴影的矩形代表无用户，其中，为了更清楚地辨识，有阴影的矩形的线条较粗，无阴影的矩形的线条较细），为了便于说明，故对用户进行了编号，实际情况中用户可以按照特定的算法分配到任意的活跃的波长上。该系统中假定有m条波长，分别编号为1,2…m-1,m,每个波长的最大承载用户数为N。某一时刻，波长1承载N个在线用户，波长2承载N-2个在线用户…波长m-1承载N-1个在线用户，波长m有N-3个在线用户；此时，统计波长的利用率，满足迁移的条件；OLT会根据迁移机制要求编号为m，m-1,…2,1的波长上的用户依次退出注册，直至其他波长均满载或本波长上用户全部退出注册；而退出的用户会根据多点控制协议重新申请注册到其它活跃波长上，然后它们会依次被分配在波长编号由小到大的活跃波长上。经过迁移之后，波长1…m-2上承载N个在线用户，波长m-1上承载i个用户，而波长m此时空载，被关闭。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (4)

1.一种TWDM-PON系统中OLT的节能方法，其特征在于，在时分复用和波分复用混合无源光网络TWDM-PON中，通过在线用户ONU在不同活跃波长上的迁移，即对不同波长上的ONU进行整合，进而关闭空闲的活跃波长，从而降低OLT的能耗，具体包括如下步骤：
步骤(a)：OLT周期性地检测活跃波长的占有率，判断是否可以通过对在线用户的迁移来关闭空闲的波长；
步骤(b)：如果通过在线用户的迁移可以关闭至少一条空闲波长，则实施用户迁移，并关闭空闲的波长；否则，等待下一次的检测时刻；
步骤(c)：如果有新用户上线，则进行注册，在用户高峰期时，OLT根据实际情况，增开波长数。
2.根据权利要求1所述的TWDM-PON系统中OLT的节能方法，其特征在于，步骤（a）中OLT周期性地检测活跃波长的占有率，其中周期T根据实际情况，在不影响用户服务质量的前提下设定；所述活跃波长的占有率为：全部在线用户n/(活跃的波长数w*每个波长的最大负载数N)；所述的判决条件为：在线用户迁移后至少可以关闭一条活跃的波长，即(w-1)*N>n。
3.根据权利要求1所述的TWDM-PON系统中OLT的节能方法，其特征在于，在步骤(b)中，当判决条件成立时，触发迁移机制，实施在线用户在不同波长之间的迁移；所述的迁移机制，首先对活跃的波长进行动态的编号为1,2…m,迁移时，为了方便管理，对编号较大的波长上用户进行迁移；迁移时，OLT会根据多点控制协议，要求被迁移的用户退出注册，然后再重新申请注册到新的活跃波长上，此时新的用户被依次分配在波长编号由小到大的活跃波长上。
4.根据权利要求1所述的TWDM-PON系统中OLT的节能方法，其特征在于，OLT在ONU发现注册的过程中获得每个ONU所在波长的占有率的信息；并根据多点控制协议向需要迁移的用户发送MAC控制帧，ONU收到被要求退出的信息后，自动退出并且完成下一次注册。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104010234A (zh) * 2014-05-19 2014-08-27 上海交通大学 一种时分波分复用无源光网络间收发机共享系统及方法
CN105450326A (zh) * 2014-09-02 2016-03-30 上海贝尔股份有限公司 保证onu服务连续性的方法和olt
CN105610724A (zh) * 2016-01-08 2016-05-25 烽火通信科技股份有限公司 时波分复用无源光网络系统中实现负载均衡的方法及装置
WO2016169407A1 (zh) * 2015-04-20 2016-10-27 中兴通讯股份有限公司 控制通道终端的运行状态的方法和装置
CN114979841A (zh) * 2022-05-12 2022-08-30 苏州大学 无源光网络中提高上行带宽利用率的方法、装置及系统
CN116319134A (zh) * 2023-02-01 2023-06-23 苏州大学 集中式PON与Wi-Fi融合接入网架构及其管控方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101207443A (zh) * 2007-11-29 2008-06-25 华为技术有限公司 一种光源注入锁定的方法、系统和装置
US20100008667A1 (en) * 2006-09-29 2010-01-14 Sung-Chang Kim Automatic optical power control method for olt in pon
CN101877611A (zh) * 2009-04-30 2010-11-03 华为技术有限公司 降低无源光网络线路功耗的方法、光网络单元设备及终端
CN102045610A (zh) * 2011-01-13 2011-05-04 中兴通讯股份有限公司 光信号传输方法、装置及无源光网络
US20120087652A1 (en) * 2009-06-16 2012-04-12 Fujitsu Optical Components Limited Optical communication device and power-saving control method of optical communication device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100008667A1 (en) * 2006-09-29 2010-01-14 Sung-Chang Kim Automatic optical power control method for olt in pon
CN101207443A (zh) * 2007-11-29 2008-06-25 华为技术有限公司 一种光源注入锁定的方法、系统和装置
CN101877611A (zh) * 2009-04-30 2010-11-03 华为技术有限公司 降低无源光网络线路功耗的方法、光网络单元设备及终端
US20120087652A1 (en) * 2009-06-16 2012-04-12 Fujitsu Optical Components Limited Optical communication device and power-saving control method of optical communication device
CN102045610A (zh) * 2011-01-13 2011-05-04 中兴通讯股份有限公司 光信号传输方法、装置及无源光网络

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104010234A (zh) * 2014-05-19 2014-08-27 上海交通大学 一种时分波分复用无源光网络间收发机共享系统及方法
CN105450326A (zh) * 2014-09-02 2016-03-30 上海贝尔股份有限公司 保证onu服务连续性的方法和olt
WO2016169407A1 (zh) * 2015-04-20 2016-10-27 中兴通讯股份有限公司 控制通道终端的运行状态的方法和装置
CN106162385A (zh) * 2015-04-20 2016-11-23 中兴通讯股份有限公司 控制通道终端的运行状态的方法和装置
CN105610724A (zh) * 2016-01-08 2016-05-25 烽火通信科技股份有限公司 时波分复用无源光网络系统中实现负载均衡的方法及装置
CN105610724B (zh) * 2016-01-08 2018-10-09 烽火通信科技股份有限公司 时波分复用无源光网络系统中实现负载均衡的方法及装置
CN114979841A (zh) * 2022-05-12 2022-08-30 苏州大学 无源光网络中提高上行带宽利用率的方法、装置及系统
CN116319134A (zh) * 2023-02-01 2023-06-23 苏州大学 集中式PON与Wi-Fi融合接入网架构及其管控方法
CN116319134B (zh) * 2023-02-01 2024-08-20 苏州大学 集中式PON与Wi-Fi融合接入网架构管控方法

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