CN103281218B - Xg-pon系统中上行流量的估计方法及估计装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种XG‑PON系统中上行流量的估计方法及估计装置，涉及XG‑PON领域，该估计方法为：获取DBRu中上报的缓存占用值r；获取上行XGTC突发带宽分配时隙中的带宽分配时隙长度g、空闲帧长度i、非空闲帧头长度h，当前上行突发带宽分配时隙发送后ONU缓存中的流量b=r‑g+1+i+h，将b送入存储器进行缓存；读取存储器中缓存的上一个上行突发带宽分配时隙发送后ONU缓存中的流量b_last，最后流量的估计值a=r‑b_last，将a作为该条数据流在每个DBA计算周期之内到达ONU逻辑缓存的流量，发送给DBA计算电路，作为该条数据流的上行带宽需求。本发明能根据上行流量需求的DBRu报告来对上行流量发送负荷进行估计，提高估计准确度。

Description

XG-PON系统中上行流量的估计方法及估计装置

技术领域

本发明涉及XG-PON（10-Gigabit-capable Passive OpticalNetwork，10吉比特容量无源光网络）领域，特别是涉及一种XG-PON系统中上行流量的估计方法及估计装置。

背景技术

Internet的飞速发展带来了数据业务的迅速增长，对宽带接入技术的需求也越来越高。而PON（Passive Optical Network，无源光网络）因其成本低、可靠性高、维护少、带宽高等优点而得到了广泛的应用，其中XG-PON（10-Gigabit-capable Passive Optical Network，10吉比特容量无源光网络）将数据传输速率提高到了10吉比特等级，具有较好的发展前景。

在XG-PON系统中，OLT（Optical Line Termination，光线路终端）使用DBA（Dynamic Bandwidth Assignment，动态带宽分配）技术将上行流量发送机会分配给ONU（Optical Network Unit，光网络单元）中的流量承载实体。ITU-T（International Telecommunication UnionTelecommunication Standardization Sector，国际电信联盟电信标准化部门，负责制定通信领域的标准）关于XG-PON的G.987.3建议中对于DBA的参考模型以及上行流量需求上报的接口进行了明确的定义。在DBA的参考模型中，和上行流量需求相关的输入参数是流量发送负荷，是一个动态的特性参数，是指为了保证ONU中的某条流对应的逻辑缓存在某个确定的时间段内被清空所必须执行的平均读取速率。

G.987.3建议中对上行流量需求上报信息的定义参见图1所示，主要内容为图1中DBRu（Dynamic Bandwidth Report upstream，上行动态带宽报告）报告中3个字节的BufOcc（缓存占用）字段，该字段为对应的ONU数据流对应的逻辑缓存的报告值，这个报告值应该是在该报告发送时最为准确的缓存占用预计值。

但是，对于上行流量需求上报的接口数据报告值如何转换为DBA所需要的流量发送负荷输入参数，G.987.3建议中没有进行规定。G.987.3建议中提到：“实际情况中，OLT的DBA算法并不能掌握完整的系统状态信息。特别是对于实际的流量负载，算法中实际使用的是估计值，该估计值从DBRu报告和流量监控报告中得出，具体方法不在本部分的范围内。”此外，上行流量发送负荷的估计值应该尽可能的接近实际情况，上行流量估计不同的实现方式可能会导致估计的准确度的差异，这将直接影响到DBA的性能。

因此，如何根据上行流量需求的DBRu报告得出上行流量发送负荷的估计值，即如何进行上行流量估计和如何尽量提高估计的准确度，是本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种XG-PON系统中上行流量的估计方法及估计装置，能根据上行流量需求的DBRu报告来对上行流量发送负荷进行估计，提高估计的准确度。

本发明提供的XG-PON系统中上行流量的估计方法，包括以下步骤：

S1：在OLT的XG-PON传输汇聚层XGTC子层电路中提取上行XGTC突发带宽分配时隙中所携带的上行动态带宽报告DBRu中的缓存占用BufOcc字段，获取上行动态带宽报告DBRu中上报的缓存占用值r；

S2：OLT的XGTC子层电路和XGEM子层电路计算出上行XGTC突发带宽分配时隙中的带宽分配时隙长度g、空闲帧长度i、非空闲帧头长度h，获取这3个输入参数；

S3：根据上述4个参数：缓存占用值r、带宽分配时隙长度g、空闲帧长度i、非空闲帧头长度h进行运算，首先计算当前上行突发带宽分配时隙发送后ONU缓存中的流量b：b=r-g+1+i+h，将计算的结果b送入存储器进行缓存；

S4：读取存储器中缓存的上一个上行突发带宽分配时隙发送后ONU缓存中的流量b_last，用本次的上行动态带宽报告DBRu中上报的缓存占用值r减去b_last，计算出最后流量的估计值a，即a=r-b_last；

S5：将计算出的最后流量的估计值a作为该条数据流在每个动态带宽分配DBA计算周期之内到达ONU逻辑缓存的流量，发送给动态带宽分配DBA的计算电路，作为该条数据流的上行带宽需求。

在上述技术方案的基础上，所述带宽分配时隙包括上行动态带宽报告DBRu、XG-PON封装模式XGEM帧和空闲帧。

在上述技术方案的基础上，所述XGEM帧包括XGEM帧头和XGEM净荷。

在上述技术方案的基础上，所述XGEM净荷之和为实际发送流量的长度。

在上述技术方案的基础上，所述存储器为随机存取存储器。

本发明还提供一种XG-PON系统中上行流量的估计装置，包括缓存占用值获取模块、输入参数获取模块、第一计算模块、存储器、第二计算模块、发送模块，其中：

所述缓存占用值获取模块，用于：在OLT的XGTC子层电路中提取上行XGTC突发带宽分配时隙中所携带的上行动态带宽报告DBRu中的缓存占用BufOcc字段，获取上行动态带宽报告DBRu中上报的缓存占用值r；

所述输入参数获取模块，用于：OLT的XGTC子层电路和XGEM子层电路计算出上行XGTC突发带宽分配时隙中的带宽分配时隙长度g、空闲帧长度i、非空闲帧头长度h，获取这3个输入参数；

所述第一计算模块，用于：根据上述4个参数：缓存占用值r、带宽分配时隙长度g、空闲帧长度i、非空闲帧头长度h进行运算，首先计算当前上行突发带宽分配时隙发送后ONU缓存中的流量b：b=r-g+1+i+h，将计算的结果b送入存储器；

所述存储器，用于：缓存计算模块发来的计算结果b；

所述第二计算模块，用于：读取存储器中缓存的上一个上行突发带宽分配时隙发送后ONU缓存中的流量b_last，用本次的上行动态带宽报告DBRu中上报的缓存占用值r减去b_last，计算出最后流量的估计值a，即a=r-b_last，并将最后流量的估计值a送入发送模块；

所述发送模块，用于：将最后流量的估计值a作为该条数据流在每个动态带宽分配DBA计算周期之内到达ONU逻辑缓存的流量，发送给动态带宽分配DBA的计算电路，作为该条数据流的上行带宽需求。

在上述技术方案的基础上，所述带宽分配时隙包括上行动态带宽报告DBRu、XG-PON封装模式XGEM帧和空闲帧。

在上述技术方案的基础上，所述XGEM帧包括XGEM帧头和XGEM净荷。

在上述技术方案的基础上，所述XGEM净荷之和为实际发送流量的长度。

在上述技术方案的基础上，所述存储器为随机存取存储器。

与现有技术相比，本发明的优点如下：

（1）本发明能够实现10吉比特容量无源光网络系统中上行流量估计功能，能够根据上行流量需求的DBRu报告得出上行流量发送负荷的估计值。

（2）本发明在G.987.3建议规定的DBRu报告信息的基础上，在上行流量估计的计算过程中增加了带宽分配时隙长度、空闲帧长度、非空闲帧头长度3个变量，增加计算的精确度，从而提高估计的准确度。

（3）本发明的所增加的几个变量的获取都可以在OLT侧实现，不需要在ONU侧增加额外的设计，能够提高XG-PON系统对ONU的兼容性，特别适用于需要兼容多个厂商ONU的OLT系统。

附图说明

图1是G.987.3建议中定义的上行流量需求上报信息格式。

图2是本发明实施例中计算方法的示意图。

图3是G.987.3建议所规定的上行XGTC突发的结构示意图。

图4是本发明实施例中估计装置的硬件实现结构图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细描述。

本发明实施例提供一种XG-PON系统中上行流量的估计方法，包括以下步骤：

S1：在OLT的XGTC（XG-PON Transmission Convergence layer，XG-PON传输汇聚层）子层电路中提取上行XGTC突发带宽分配时隙中所携带的上行动态带宽报告DBRu中的缓存占用BufOcc字段，获取上行动态带宽报告DBRu中上报的缓存占用值r；

S2：OLT的XGTC子层电路和XGEM子层电路计算出上行XGTC突发带宽分配时隙中的带宽分配时隙长度g、空闲帧长度i、非空闲帧头长度h，获取这3个输入参数；

S3：根据上述4个参数：缓存占用值r、带宽分配时隙长度g、空闲帧长度i、非空闲帧头长度h进行运算，首先计算当前上行突发带宽分配时隙发送后ONU缓存中的流量b：b=r-g+1+i+h，将计算的结果b送入随机存取存储器进行缓存；

S4：读取随机存取存储器中缓存的上一个上行突发带宽分配时隙发送后ONU缓存中的流量b_last，用本次的上行动态带宽报告DBRu中上报的缓存占用值r减去b_last，计算出最后流量的估计值a，即a=r-b_last；

S5：将计算出的最后流量的估计值a作为该条数据流在每个动态带宽分配DBA计算周期之内到达ONU逻辑缓存的流量，发送给动态带宽分配DBA的计算电路，作为该条数据流的上行带宽需求。

本发明实施例还提供一种XG-PON系统中上行流量的估计装置，包括缓存占用值获取模块、输入参数获取模块、第一计算模块、随机存取存储器、第二计算模块、发送模块，其中：

缓存占用值获取模块，用于：在OLT的XGTC子层电路中提取上行XGTC突发带宽分配时隙中所携带的上行动态带宽报告DBRu中的缓存占用BufOcc字段，获取上行动态带宽报告DBRu中上报的缓存占用值r；

输入参数获取模块，用于：OLT的XGTC子层电路和XGEM子层电路计算出上行XGTC突发带宽分配时隙中的带宽分配时隙长度g、空闲帧长度i、非空闲帧头长度h，获取这3个输入参数；

第一计算模块，用于：根据上述4个参数：缓存占用值r、带宽分配时隙长度g、空闲帧长度i、非空闲帧头长度h进行运算，首先计算当前上行突发带宽分配时隙发送后ONU缓存中的流量b：b=r-g+1+i+h，将计算的结果b送入随机存取存储器；

随机存取存储器，用于：缓存计算模块发来的计算结果b；

第二计算模块，用于：读取存储器中缓存的上一个上行突发带宽分配时隙发送后ONU缓存中的流量b_last，用本次的上行动态带宽报告DBRu中上报的缓存占用值r减去b_last，计算出最后流量的估计值a，即a=r-b_last，并将最后流量的估计值a送入发送模块；

发送模块，用于：将最后流量的估计值a作为该条数据流在每个动态带宽分配DBA计算周期之内到达ONU逻辑缓存的流量，发送给动态带宽分配DBA的计算电路，作为该条数据流的上行带宽需求。

本发明实施例的原理详细阐述如下：

本发明实施例的基本思路是：统计一个DBA计算周期内到达ONU中某条流的逻辑缓存的流量之和，作为计算该条流所要求的带宽的依据。参见图2所示，r_xx表示t_xx时刻收到的上行XGTC突发带宽分配时隙所携带的DBRu中上报的缓存的占用值，g_xx表示t_xx时刻收到的上行XGTC突发带宽分配时隙的长度，即grantsize（授权大小），i_xx表示t_xx时刻收到的上行XGTC突发带宽分配时隙中包含的空闲帧长度，h_xx表示t_xx时刻收到的上行XGTC突发带宽分配时隙张包含的非空闲帧头长度，b_xx表示t_xx时刻对应的上行突发带宽分配时隙发送后，ONU的缓存中的流量数量，a_xx表示t_xx时刻之前的一个DBA计算周期中ONU实际接收到的流量，假设在t_xx时刻接收到某条上行数据流的XGTC突发带宽分配时隙，带宽分配时隙中将携带DBRu报告以及该条数据流的上行数据，在DBA计算周期固定的情况下，某条上行数据流的XGTC突发带宽分配时隙是周期性的产生的。

根据G.987.3建议的规定，一个上行XGTC突发的结构参见图3所示，一个带宽分配时隙的总长度为grantsize，它包含以下部分：DBRu、一些XGEM（XG-PON Encapsulation Method，XG-PON封装模式）帧、空闲帧，XGEM帧包括XGEM帧头和XGEM净荷，XGEM净荷之和就是实际发送流量的长度，因此一个带宽分配时隙中数据流量的长度应该等于grantsize减去DBRu长度、XGEM帧头长度之和、空闲帧长度，用公式表示就是：g_xx-1-i_xx-h_xx。参见图4所示，如果r₀₀表示t₀₀时刻收到的上行XGTC突发带宽分配时隙所携带的DBRu中上报的缓存的占用值，那么在该带宽分配时隙发送完毕之后，该数据流所对应的ONU逻辑缓存的占用数b₀₀=r₀₀-（g₀₀-1-i₀₀-h₀₀）。在该数据流对应的下一个XGTC突发带宽分配时隙到来的时刻t₀₁，r₀₁表示在这一带宽分配时隙发送之前，该数据流所对应的占用数。因此可以认为：在2次XGTC突发带宽分配时隙之间到达ONU逻辑缓存的流量a₀₁=r₀₁-b₀₀。由于每个DBA的计算周期会产生一个XGTC突发带宽分配时隙，因此a_xx可以近似的代表该条数据流在每个DBA计算周期之内到达ONU逻辑缓存的流量，这实际上可以反映该条数据流的上行带宽需求。因此本发明实施例能够实现上行流量估计的功能，同时对于带宽的估计也较为准确。

本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种修改和变型，倘若这些修改和变型属在本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则这些修改和变型也在本发明的保护范围之内。

说明书中未详细描述的内容为本领域技术人员公知的现有技术。

Claims (4)

1.一种10吉比特容量无源光网络XG-PON系统中上行流量的估计方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：在光线路终端OLT的XG-PON传输汇聚层XGTC子层电路中提取上行XGTC突发带宽分配时隙中所携带的上行动态带宽报告DBRu中的缓存占用BufOcc字段，获取上行动态带宽报告DBRu中上报的缓存占用值r；

S2：OLT的XGTC子层电路和XGEM子层电路计算出上行XGTC突发带宽分配时隙中的带宽分配时隙长度g、空闲帧长度i、非空闲帧头长度h，获取这3个输入参数；

S3：根据4个参数：缓存占用值r、带宽分配时隙长度g、空闲帧长度i、非空闲帧头长度h进行运算，首先计算当前上行突发带宽分配时隙发送后光网络单元ONU缓存中的流量b：b＝r-g+1+i+h，将计算的结果b送入存储器进行缓存；

S4：读取存储器中缓存的上一个上行突发带宽分配时隙发送后ONU缓存中的流量b_last，用本次的上行动态带宽报告DBRu中上报的缓存占用值r减去b_last，计算出最后流量的估计值a，即a＝r-b_last；

S5：将计算出的最后流量的估计值a作为数据流在每个动态带宽分配DBA计算周期之内到达ONU逻辑缓存的流量，发送给动态带宽分配DBA的计算电路，作为数据流的上行带宽需求；

所述带宽分配时隙包括上行动态带宽报告DBRu、XG-PON封装模式XGEM帧和空闲帧；所述XGEM帧包括XGEM帧头和XGEM净荷；所述XGEM净荷之和为实际发送流量的长度。

2.如权利要求1所述的10吉比特容量无源光网络XG-PON系统中上行流量的估计方法，其特征在于：所述存储器为随机存取存储器。

3.一种10吉比特容量无源光网络XG-PON系统中上行流量的估计装置，其特征在于：包括缓存占用值获取模块、输入参数获取模块、第一计算模块、存储器、第二计算模块、发送模块，其中：

所述缓存占用值获取模块，用于：在光线路终端OLT的XGTC子层电路中提取上行XGTC突发带宽分配时隙中所携带的上行动态带宽报告DBRu中的缓存占用BufOcc字段，获取上行动态带宽报告DBRu中上报的缓存占用值r；

所述输入参数获取模块，用于：OLT的XGTC子层电路和XGEM子层电路计算出上行XGTC突发带宽分配时隙中的带宽分配时隙长度g、空闲帧长度i、非空闲帧头长度h，获取这3个输入参数；

所述第一计算模块，用于：根据4个参数：缓存占用值r、带宽分配时隙长度g、空闲帧长度i、非空闲帧头长度h进行运算，首先计算当前上行突发带宽分配时隙发送后光网络单元ONU缓存中的流量b：b＝r-g+1+i+h，将计算的结果b送入存储器；

所述存储器，用于：缓存所述第一计算模块发来的计算结果b；

所述第二计算模块，用于：读取存储器中缓存的上一个上行突发带宽分配时隙发送后ONU缓存中的流量b_last，用本次的上行动态带宽报告DBRu中上报的缓存占用值r减去b_last，计算出最后流量的估计值a，即a＝r-b_last，并将最后流量的估计值a送入发送模块；

所述发送模块，用于：将最后流量的估计值a作为数据流在每个动态带宽分配DBA计算周期之内到达ONU逻辑缓存的流量，发送给动态带宽分配DBA的计算电路，作为数据流的上行带宽需求；

所述带宽分配时隙包括上行动态带宽报告DBRu、XG-PON封装模式XGEM帧和空闲帧；所述XGEM帧包括XGEM帧头和XGEM净荷；所述XGEM净荷之和为实际发送流量的长度。

4.如权利要求3所述的10吉比特容量无源光网络XG-PON系统中上行流量的估计装置，其特征在于：所述存储器为随机存取存储器。