CN104768085B

CN104768085B - 用于动态资源分配的光线路终端业务处理系统及其方法

Info

Publication number: CN104768085B
Application number: CN201410005660.9A
Authority: CN
Inventors: 肖司淼; 张凯宾; 温海波; 宾梵翔
Original assignee: Nokia Shanghai Bell Co Ltd
Current assignee: Nokia Shanghai Bell Co Ltd
Priority date: 2014-01-07
Filing date: 2014-01-07
Publication date: 2019-01-01
Anticipated expiration: 2034-01-07
Also published as: CN104768085A

Abstract

本发明涉及一种在无源光网络中用于动态资源分配的光线路终端业务处理系统，该光线路终端业务处理系统包括：数量为第一数量n个的光收发器板，其中，每个光收发器板具有至少k个光收发器，光收发器用于与所述无源光网络的光网络单元通信；数量为第二数量m个的处理板，其中，每个处理板包括微控制器单元、至少k个无源光网络MAC单元以及以太网MAC单元；交叉点开关，该交叉点开关被配置为将n个光收发器板与m个处理板电气连接起来以便相互通信；以及控制器单元，控制器单元被配置为根据所述m个处理板所上报的负载信息指示交叉点开关将n个光收发器板上的数据路由至所述m个处理板中相应的处理板上的相应的无源光网络MAC中。

Description

用于动态资源分配的光线路终端业务处理系统及其方法

技术领域

本发明涉及通信技术，具体地，涉及一种在无源光网络中用于动态资源分配的光线路终端业务处理系统以及一种在无源光网络的光线路终端业务处理系统中用于动态资源分配的方法。

背景技术

FTTx被视作未来的有线宽带接入的趋势。在多种技术之中，无源光网络(PassiveOptical Network：PON)因其低成本、高带宽等特性，被选为“最后一公里”的首选解决方案。在无源光网络PON中，光线路终端(Optical Line Terminal：OLT)以及光网络单元(OpticalNetwork Unit：ONU)的光组件和电学处理能力需要被设计为支持该网络的最大负载。然而，实际中网络负载随着时间的变化会有很大的改变。例如，商业区的负载在白天和夜晚的变化会超过50％。

在当前的网络之中，一个无源光网络PON的光线路终端OLT针对重负载以及轻负载均采用相似的工作模式。多个光线路终端OLT被堆叠在一块线路终端LT板上，该线路终端LT板上的若干电学处理模块中有很大一部分被这多个OLT所共用。这些电学处理模块对于重负载和轻负载同样采用相似的工作模式。因此，线路终端LT板在上述的两种负载情况下所消耗的功率基本上不会有太大的区别。在中心机房(Central Office：CO)中所消耗的总功率近似和线路终端LT板的数量成比例，而不取决于网络中的实际负载量。当前，随着无源光网络的数量的爆炸式增长，其所消耗的功率也在爆炸式地增长，这也就导致了运营成本OPEX同样会爆炸式地增长。因此，如何来有效地降低中心机房CO的总的功率消耗已经成为运营商重点关注的问题之一。

根据本发明的发明人的调研，目前尚未有解决方案能够有效地解决上述问题。

在现有技术中，为了更好地管理和维护之目的，通常将多个无源光网络PON中的光线路终端OLT叠置在中心机房中的一个光接入平台之中。该光接入平台通常由m个(此处m通常为8或16个)线路终端LT板、两个网络终端NT板、共用的风扇以及电源组成。在每个线路终端LT板之中通常设置k个(此处k通常为4、8或者16个)卡槽，并且在这些卡槽中能够插入无源光网络PON的光收发器模块。每个光收发器能够发射无源光网络PON的下行光波长及数据并且接收无源光网络PON的上行光波长及数据。然后，每个光收发器的数据将由线路终端LT板上的与之对应且相互独立的无源光网络PON MAC模块来处理。线路终端LT板上的其他的处理模块将由所有的信道共享，这些处理模块包括VLAN桥、以太网MAC等。所有单元均由微控制器单元MCU加以控制。

如今，该架构被广泛运用，但是，本发明的发明人认为这种架构至少存在以下缺陷：

首先，由于图1中的无源光网络PON MAC模块专门用于处理与其相应的光收发器的数据，例如，编号为PON MAC1的无源光网络PON MAC只能处理与其对应的光收发器即编号为光收发器1的光收发器的数据，而编号为PON MAC2的无源光网络PON MAC只能处理与其对应的光收发器即编号为光收发器2的光收发器的数据，以此类推，在此不再赘述。这就意味着，这些光收发器的数据并不能被重新分配或者动态地由其他无源光网络PON MAC模块来加以处理，例如由在其他的线路终端LT板上的无源光网络PON MAC模块来加以处理。

其次，无源光网络PON MAC只能处理来自其相对应的光收发器的数据，这便使得在例如夜晚的负载较轻的情况下，由于计算资源不能重新分配，这便造成了极大的资源浪费。

再者，由于线路终端LT板上的光源光网络PON MAC以及其他电学处理模块对轻的负载和重的负载基本上采用相似的工作模式，因此不管实际负载是轻还是重，线路终端LT板都必须是开着的，而且相应的风扇都必须是开着的而且是满负荷运行的，这便造成了较大的能源消耗。有统计表明，通常来说一个不含光收发器模块的线路终端LT板需要消耗几十瓦特的能耗(典型值为30-50瓦特，因设备提供商的不同而略有区别)，而每增加一个光收发器仅需增加约0.5瓦特的能耗，也就是说绝大部分能量消耗均消耗在电学处理模块以及微控制器单元MCU之上。而这部分能耗并不随负载的减轻而下降。最后，由于风扇的工作模式并不会针对负载的轻重有较大的变化而是取决于线路终端LT板的数量，这也导致了较大的能源消耗。

发明内容

根据上述对背景技术以及存在的技术问题的理解，本发明的发明人创新地将光收发器模块与在传统的解决方案中与其对应的无源光网络PON MAC模块实现解耦，进而为后续实现资源的动态分配等提供了条件。具体地，本发明的第一方面提出了一种在无源光网络中用于动态资源分配的光线路终端业务处理系统，其特征在于，所述光线路终端业务处理系统包括：

-数量为第一数量n个的光收发器板，其中，每个光收发器板具有至少k个光收发器，所述光收发器用于与所述无源光网络的光网络单元通信；

-数量为第二数量m个的处理板，其中，每个处理板包括微控制器单元、至少k个无源光网络MAC单元以及以太网MAC单元；

-交叉点开关，所述交叉点开关被配置为将所述n个光收发器板与所述m个处理板电气连接起来以便相互通信；以及

-控制器单元，所述控制器单元被配置为根据所述m个处理板所上报的负载信息指示所述交叉点开关将所述n个光收发器板上的数据路由至所述m个处理板中相应的处理板上的相应的无源光网络MAC中。

依据本发明所述的光线路终端业务处理系统通过交叉点开关将光收发器板与处理板电气连接起来以便相互通信，进而利用所设置的控制器单元根据处理板所上报的负载信息指示所述交叉点开关将光收发器板上的数据路由至处理板中相应的处理板上的相应的无源光网络PON MAC之中。借助于该控制器单元便能针对所连接的光网络单元的负载情况动态地实现有效的资源分配并且最大化上述的处理板的利用。

在依据本发明的一个实施例中，所述第一数量n大于或者等于所述第二数量m。

以这样的方式实现了处理板的高效利用，通常来说，处理板的数量能够小于或者等于上述光收发器板的数量，从而能够降低中心机房之中的光线路终端的制造成本、维护成本、和能耗。

在依据本发明的一个实施例中，所述控制器单元还被配置为根据所述m个处理板所上报的负载信息指示所述交叉点开关将所述n个光收发器板上的数据路由至所述m个处理板中相应的配属于集中的数量为第三数量p个的处理板上的无源光网络MAC中。

以这样的方式能够动态地根据负载情况将有限的负载集中于有限数量的处理板之上来加以处理，从而提高了处理板的利用效率，而且为后续的节能措施提供了有利的条件。

在依据本发明的一个实施例中，所述控制器单元还被配置为关闭其余的数量为(m-p)个的处理板或者将其余的数量为(m-p)个的处理板的工作状态设置为休眠状态，以便节约能耗。

以这样的方式，能够将暂时不用的其余的处理板的工作状态设置为休眠状态或关闭，从而节约能耗。

在依据本发明的一个实施例中，所述光线路终端业务处理系统还包括散热风扇，并且所述控制器单元还被配置为根据当前的散热需求重新设置所述散热风扇的工作参数。

如在背景技术中所阐述的那样，在依据本发明所述的光线路终端业务处理系统之中，其最主要的能源消耗也即散热需求取决于所启用的处理板的数量，也就是说，其散热需求取决于负载的轻重，从而能够有针对性地为依据本发明所述的光线路终端业务处理系统中的散热风扇配置合适的运行参数，进而达到其运行效率的最大化。

在依据本发明的一个实施例中，所述控制器单元还被配置为将至少两个光收发器中的数据以第一合并方式汇聚以后路由至同一个无源光网络MAC中。

以这样的方式能够降低所需启用的处理板的数量，从而实现能源消耗的降低。

在依据本发明的一个实施例中，所述第一合并方式为所述至少两个光收发器中的数据以不同的时隙汇聚至所述同一个无源光网络MAC中。

此外，本发明的第二方面提出了一种在无源光网络的光线路终端业务处理系统中用于动态资源分配的方法，所述方法包括：

-控制器单元从所管辖的第i个和第j个无源光网络MAC中收集其负载报告；

-所述控制器单元根据所收集的所述负载报告决定将所述第i个无源光网络MAC所对应的光网络单元中的业务切换至所述第j个无源光网络MAC中；

-所述第i个无源光网络MAC去激活与其相对应的光网络单元并且所述控制器单元通知所述第j个无源光网络MAC将与所述第i个无源光网络MAC相对应的光网络单元的业务切换至其上；

-所述控制器单元通知交叉点开关建立所述第j个无源光网络MAC和与所述第i个无源光网络MAC相对应的光网络单元之间的通信路径；以及

-所述第j个无源光网络MAC激活与所述第i个无源光网络MAC相对应的光网络单元并且与其建立通信，并且所述第j个无源光网络MAC被配置为以第二方式处理与其相对应的光网络单元和与所述第i个无源光网络MAC相对应的光网络单元的数据。

依据本发明所述的在无源光网络的光线路终端业务处理系统中用于动态资源分配的方法实现了根据负载的轻重而动态地将后端的光收发器的数据路由至集中的几个无源光网络PON MAC之中的方法，从而实现了资源的最大化有效利用。

在依据本发明的一个实施例中，所述第二方式为所述第j个无源光网络MAC被配置为在不同的时隙上处理与其相对应的光网络单元和与所述第i个无源光网络MAC相对应的光网络单元的数据。

依据本发明所述的光线路终端业务处理系统及其方法通过交叉点开关将光收发器板与处理板电气连接起来以便相互通信，进而利用所设置的控制器单元根据处理板所上报的负载信息指示所述交叉点开关将光收发器板上的数据路由至处理板中相应的处理板上的相应的无源光网络PON MAC之中。借助于该控制器单元便能针对所连接的光网络单元的负载情况动态地实现有效的资源分配并且最大化上述的处理板的利用。

附图说明

通过参照附图阅读以下所作的对非限制性实施例的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显。

图1示出了依据现有技术的光线路终端业务处理系统的结构示意图100；

图2示出了依据本发明所述的光线路终端业务处理系统的结构示意图200；

图3示出了依据本发明所述的光线路终端业务处理系统的资源动态分配示意图300；以及

图4示出了依据本发明的在无源光网络的光线路终端业务处理系统中用于动态资源分配的方法流程图400。

在图中，贯穿不同的示图，相同或类似的附图标记表示相同或相似的装置(模块)或步骤。

具体实施方式

在以下优选的实施例的具体描述中，将参考构成本发明一部分的所附的附图。所附的附图通过示例的方式示出了能够实现本发明的特定的实施例。示例的实施例并不旨在穷尽根据本发明的所有实施例。可以理解，在不偏离本发明的范围的前提下，可以利用其他实施例，也可以进行结构性或者逻辑性的修改。因此，以下的具体描述并非限制性的，且本发明的范围由所附的权利要求所限定。

图1示出了依据现有技术的光线路终端业务处理系统的结构示意图100，该现有技术的结构示意图在背景技术部分已详尽地描述过，在此不再赘述。

图2示出了依据本发明所述的光线路终端业务处理系统的结构示意图200。本发明的发明人创新地将收发器模块与在传统的解决方案中与其对应的无源光网络PON MAC模块实现解耦，进而为后续实现资源的动态分配等提供了条件。具体地，如图2所示，依据本发明的在无源光网络中用于动态资源分配的光线路终端业务处理系统200包括：

-数量为第一数量n个的光收发器板210，其中，每个光收发器板具有至少k个光收发器，光收发器用于与无源光网络的光网络单元通信；

-数量为第二数量m个的处理板220，其中，每个处理板包括微控制器单元、至少k个无源光网络MAC单元以及以太网MAC单元；

-交叉点开关230，所述交叉点开关被配置为将n个光收发器板与m个处理板电气连接起来以便相互通信；以及

-控制器单元240，控制器单元被配置为根据m个处理板所上报的负载信息指示交叉点开关将n个光收发器板上的数据路由至m个处理板中相应的处理板上的相应的无源光网络MAC中。

具体地，例如，图2中的控制器单元240被配置为根据m个处理板220所上报的负载信息指示交叉点开关将n个光收发器板210上的数据路由至m个处理板220中相应的处理板上的相应的无源光网络MAC中。例如经过分析，图2中的处理板220所上报的负载信息仅仅需要3个处理板便能完成，那么，控制器单元240则指示将光收发器板210所收集的数据集中地传输至对应的所选择的三个处理板之上，然后，将其他的处理板设置为空闲或者休眠状态，从而达到解决电能之目的。

在依据本发明的一个实施例中，第一数量n大于或者等于第二数量m。以这样的方式实现了处理板的高效利用，通常来说，处理板的数量能够小于或者等于上述光收发器板的数量，从而能够降低中心机房之中的光线路终端的制造成本、维护成本、和能耗。

在依据本发明的一个实施例中，控制器单元240还被配置为根据所述m个处理板所上报的负载信息指示所述交叉点开关将所述n个光收发器板上的数据路由至所述m个处理板中相应的配属于集中的数量为第三数量p个的处理板上的无源光网络MAC中。

图3示出了依据本发明所述的光线路终端业务处理系统的资源动态分配示意图300。

从图中可以看出，在传统的业务处理系统之中，即便有两个光收发器模块312、313处于轻载状态之下，而且收发器模块314处于空载状态，但是与其对应的无源光网络PONMAC均处于打开状态，然而，依据本发明所述的业务处理系统则能够将处于轻载状态之下的光收发器模块312、313的数据通过交叉点开关230合并至无源光网络PON MAC322之中，并且将无源光网络PON MAC323、324设置为空闲状态或者休眠状态，进而降低依据本发明所述的业务处理系统的能源消耗。

图4示出了依据本发明的在无源光网络的光线路终端业务处理系统中用于动态资源分配的方法流程图400。本发明的第二方面提出了一种在无源光网络的光线路终端业务处理系统中用于动态资源分配的方法，该方法包括：

-在步骤410之中，控制器单元从所管辖的第i个和第j个无源光网络MAC中收集其负载报告；

-在步骤420之中，所述控制器单元根据所收集的所述负载报告决定将所述第i个无源光网络MAC所对应的光网络单元中的业务切换至所述第j个无源光网络MAC中；

-在步骤430之中，所述第i个无源光网络MAC去激活与其相对应的光网络单元并且所述控制器单元通知所述第j个无源光网络MAC将与所述第i个无源光网络MAC相对应的光网络单元的业务切换至其上；

-在步骤440之中，所述控制器单元通知交叉点开关建立所述第j个无源光网络MAC和与所述第i个无源光网络MAC相对应的光网络单元之间的通信路径；以及

-在步骤450之中，所述第j个无源光网络MAC激活与所述第i个无源光网络MAC相对应的光网络单元并且与其建立通信，并且所述第j个无源光网络MAC被配置为以第二方式处理与其相对应的光网络单元和与所述第i个无源光网络MAC相对应的光网络单元的数据。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论如何来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的。此外，明显的，“包括”一词不排除其他元素和步骤，并且措辞“一个”不排除复数。装置权利要求中陈述的多个元件也可以由一个元件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。

Claims

1.一种在无源光网络中用于动态资源分配的光线路终端业务处理系统，其特征在于，所述光线路终端业务处理系统包括：

-交叉点开关，所述交叉点开关被配置为将所述n个光收发器板与所述m个处理板电气连接起来以便相互通信，其中所述第一数量n大于所述第二数量m；以及

2.根据权利要求1所述的光线路终端业务处理系统，其特征在于，所述控制器单元还被配置为根据所述m个处理板所上报的负载信息指示所述交叉点开关将所述n个光收发器板上的数据路由至所述m个处理板中相应的配属于集中的数量为第三数量p个的处理板上的无源光网络MAC中。

3.根据权利要求2所述的光线路终端业务处理系统，其特征在于，所述控制器单元还被配置为关闭其余的数量为(m-p)个的处理板或者将其余的数量为(m-p)个的处理板的工作状态设置为休眠状态，以便节约电能。

4.根据权利要求2所述的光线路终端业务处理系统，其特征在于，所述光线路终端业务处理系统还包括散热风扇，并且所述控制器单元还被配置为根据当前的散热需求重新设置所述散热风扇的工作参数。

5.根据权利要求1所述的光线路终端业务处理系统，其特征在于，所述控制器单元还被配置为将至少两个光收发器中的数据以第一合并方式汇聚以后路由至同一个无源光网络MAC中。

6.根据权利要求5所述的光线路终端业务处理系统，其特征在于，所述第一合并方式为所述至少两个光收发器中的数据以不同的时隙汇聚至所述同一个无源光网络MAC中。

7.一种在无源光网络的光线路终端业务处理系统中用于动态资源分配的方法，所述方法包括：

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述第二方式为所述第j个无源光网络MAC被配置为在不同的时隙上处理与其相对应的光网络单元和与所述第i个无源光网络MAC相对应的光网络单元的数据。