CN108809851A - 基于gpon系统的业务带宽分配方法及装置 - Google Patents

基于gpon系统的业务带宽分配方法及装置 Download PDF

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Abstract

本申请实施例提供的基于GPON系统的业务带宽分配方法及装置，有助于ONU根据分配的带宽传输业务流的过程中满足业务的时延要求。该方法中，所述网元根据所述时延敏感业务的业务传输参数，获得第二数据量，所述第二数据量为所述ONU在所述第1个上行周期采用固定带宽传输的数据量；当第一数据量大于所述第二数据量时，所述网元确定需配置第一动态带宽，所述第一动态带宽为所述ONU在所述第1个上行周期所需的动态带宽；所述网元根据所述第一数据量和所述第二数据量，获得第三数据量，所述第三数据量为所述ONU在所述第1个上行周期采用所述第一动态带宽传输的数据量；所述网元根据所述第二数据量和所述第三数量，完成所述固定带宽和所述第一动态带宽的配置。

Description

基于GPON系统的业务带宽分配方法及装置
技术领域
本发明属于通信技术领域，尤其涉及一种基于千兆比特无源光网络(gigabit–capable passive optical network，GPON)系统的业务带宽分配方法及装置。
背景技术
图1示出了一种GPON网络的结构示意图。如图1所示，GPON系统包括光网络单元(optical network unit，ONU)、光线路终端(optical line terminal，OLT)和光分配网(optical distribution network，ODN)。OLT为接入网提供网络侧与核心网之间的接口。OLT具有集中带宽分配、控制ONU、实时监控和运行维护管理GPON系统的功能。ONU为接入网提供用户侧的接口。OLT可通过光分配网(optical distribution network，ODN)连接一个或多个ONU。ODN至少包括一个或多个无源分光器(passive optical splitter，POS)以及多条光纤。光纤可用于连接OLT和POS，或POS和ONU。
在GPON系统中，ONU向OLT发送上行数据时，多个ONU共享信道资源向OLT传输数据。OLT使用时分多址(Time Division Multiple Access，TDMA)机制来控制各个ONU发送数据的起止时间，避免来自多个ONU的数据在上行过程中发生冲突。动态带宽分配(dynamicbandwidth allocation，DBA)技术就是基于TDMA机制实现。DBA的实现机制是每个ONU对自己的缓存数据量进行实时监控，并且定期向OLT报告自己的缓存信息。OLT根据各个ONU上报的缓存信息，得出各个ONU实时分配到的总带宽，以及在每个上行周期，比如125us，里各个ONU允许发送数据的起止时间。OLT把允许发送数据的起止时间通过控制信令发送给相应的ONU。由上述过程可见，DBA是基于业务的带宽需求来进行动态的带宽分配，在带宽分配的过程中并没有考虑业务的时延要求。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于GPON系统的业务带宽分配方法及装置，有助于ONU根据分配的带宽传输业务流的过程中满足业务的时延要求。
第一方面，本申请提供一种基于千兆比特无源光网络GPON系统的带宽分配方法，应用于承载时延敏感业务的网元，包括：所述网元根据所述时延敏感业务的业务传输参数，获得第二数据量，所述业务传输参数包括：最大传输单元MTU、第一数值、第二数值和第三数值，所述第一数值为所述时延敏感业务允许的传输时延所对应的上行周期的数量，所述第二数值为动态带宽生效所等待的时长所对应的上行周期的数量，所述第三数值为光网络单元ONU在一个上行周期接收到数据量是MTU的业务数据包的数量，所述第二数据量为所述ONU在所述第1个上行周期采用固定带宽传输的数据量；当第一数据量大于所述第二数据量时，所述网元确定需配置第一动态带宽，所述第一数据量为所述ONU在第1个上行周期接收到的数据量，所述第一动态带宽为所述ONU在所述第1个上行周期所需的动态带宽；所述网元根据所述第一数据量和所述第二数据量，获得第三数据量，所述第三数据量为所述ONU在所述第1个上行周期采用所述第一动态带宽传输的数据量，所述第三数据量大于或等于所述第一数据量与所述第二数据量的差值；所述网元根据所述第二数据量和所述第三数量，完成所述固定带宽和所述第一动态带宽的配置。
第一方面提供的基于GPON系统的业务带宽分配方法，动态带宽从申请到生效需要一定的时间，因此，为保证承载时延敏感业务的时延要求，为ONU分配固定带宽。当ONU和OLT建立连接后，首先利用固定带宽传输所述时延敏感业务的数据包。当固定带宽无法满足所述时延敏感业务的传输需求时，ONU需要向OLT申请动态带宽，当动态带宽生效后，利用固定带宽和动态带宽传输所述时延敏感业务，以满足时延敏感业务的时延要求。
在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述方法还包括：当第四数据量大于第五数据量时，所述网元确定需配置第二动态带宽，所述第二动态带宽为所述ONU在第i个上行周期所需的动态带宽，i为大于1的整数，所述第四数据量为所述ONU从所述第1个上行周期至第i个上行周期接收到的总数据量，所述第五数据量为所述ONU从所述第1个上行周期至第i个上行周期采用所述固定带宽传输的数据量与从所述第1个上行周期至第i-1个上行周期采用所申请的动态带宽传输的数据量之和；所述网元根据所述第四数据量和所述第五数据量，计算第六数据量，所述第六数据量为所述ONU在所述第i个上行周期采用所述第二动态带宽传输的数据量，所述第六数量大于或等于所述第四数据量与所述第五数据量的差值；所述网元根据所述第六数据量完成所述第二动态带宽的配置。
在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述网元根据所述时延敏感业务的业务传输参数，获得第二数据量包括：所述网元根据公式获得所述第二数据量；其中，公式中的b表示所述第二数据量，N表示所述第二数值，d表示所述第一数值，m表示所述MTU，n表示所述第三数值，所述第二数值大于或等于所述第一数值。
在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述方法还包括：所述网元根据所述时延敏感业务的业务类型，确定所述时延敏感业务采用第一模式进行传输，所述第一模式为所述ONU在每个上行周期接收到的数据量相同；所述网元根据所述第一模式，获得所述ONU在第j个上行周期接收到的数据量，j为大于等于1的整数，所述ONU在所述第j个上行周期接收到的数据量为所述MTU与所述第三数值的乘积。
在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述方法还包括：所述网元根据所述时延敏感业务的业务类型，确定所述时延敏感业务采用第二模式进行传输，所述第二模式为所述ONU在至少一个上行周期接收到的数据量不等于所述MTU与所述第三数值的乘积；所述网元根据所述第二模式，获得所述ONU在第j个上行周期接收到的数据量，j为大于或等于1的整数，所述ONU在所述第j个上行周期接收到的数据量小于或等于所述MTU与所述第三数值的乘积。
在第一方面的第五种可能的实现方式中，所述方法还包括：当第四数据量小于第五数据量，所述网元确定无需配置第二动态带宽，所述第二动态带宽为所述ONU在第i个上行周期所需的动态带宽，i为大于1的整数，所述第四数据量为所述ONU从所述第1个上行周期至第i个上行周期接收到的总数据量，所述第五数据量为所述ONU从所述第1个上行周期至第i个上行周期采用所述固定带宽传输的数据量与从所述第1个上行周期至第i-1个上行周期采用所申请的动态带宽传输的数据量之和；所述网元将所述第i+1个上行周期设置为所述第1个上行周期，所述第i+1个上行周期为所述第i个上行周期之后所述ONU接收到所述时延敏感业务的数据的首个上行周期。
在第一方面的第六种可能的实现方式中，所述网元为所述ONU，所述网元根据所述第三数量和所述第二数据量，完成所述固定带宽和所述第一动态带宽的配置包括：所述ONU向光线路终端OLT发送所述第二数据量；所述ONU接收所述OLT发送的第一起始时刻和第一终止时刻，所述第一起始时刻为采用所述固定带宽传输数据的起始时刻，所述第一终止时刻为采用所述固定带宽传输数据的终止时刻；所述ONU向所述OLT发送所述第三数据量；所述ONU接收所述OLT发送的第二起始时刻和第二终止时刻，所述第二起始时刻为采用所述第一动态带宽传输数据的起始时刻，所述第二终止时刻为采用所述第一动态带宽传输数据的终止时刻。
在第一方面的第七种可能的实现方式中，所述网元为OLT，所述网元根据所述第三数量和所述第二数据量，完成所述固定带宽和所述第一动态带宽的配置包括：所述OLT根据所述第二数据量和线路带宽，获得第一起始时刻和第一终止时刻，所述第一起始时刻为采用所述固定带宽传输数据的起始时刻，所述第一终止时刻为采用所述固定带宽传输数据的终止时刻；所述OLT向所述ONU发送所述第一起始时刻和所述第一终止时刻；所述OLT根据所述第三数据量和所述线路带宽，获得第二起始时刻和第二终止时刻，所述第二起始时刻为采用所述第一动态带宽传输数据的起始时刻，所述第二终止时刻为采用所述第一动态带宽传输数据的终止时刻；所述OLT向所述ONU发送所述第二起始时刻和所述第二终止时刻。
在第一方面的第八种可能的实现方式中，所述网元为所述OLT，在所述网元计算所述固定带宽之前，所述方法还包括：所述OLT接收所述ONU发送的所述业务传输参数。
在第一方面的第九种可能的实现方式中，所述网元为所述ONU，所述网元根据所述第六数据量完成所述第二动态带宽的配置包括：所述ONU向所述OLT发送所述第六数据量；所述ONU接收所述OLT发送的第三起始时刻和第三终止时刻，所述第三起始时刻为采用所述第二动态带宽传输数据的起始时刻，所述第三终止时刻为采用所述第二动态带宽传输数据的终止时刻。
在第一方面的第十种可能的实现方式中，所述网元为所述OLT，所述网元根据所述第六数据量完成所述第二动态带宽的配置，包括：所述OLT根据所述第六数据量和线路带宽获得第三起始时刻和第三终止时刻，所述第三起始时刻为采用所述第二动态带宽传输数据的起始时刻，所述第三终止时刻为采用所述第二动态带宽传输数据的终止时刻；所述OLT向所述ONU发送所述第三起始时刻和所述第三终止时刻。
上述方法中，所述时延敏感业务(delay sensitive applications)可以是要求报文传输过程中产生的时延为预设值的业务，所述预设值为毫秒级或微秒级。上行周期可以是OLT要求的ONU发送上行数据的周期。
第二方面，本申请还提供一种基于千兆比特无源光网络GPON系统的带宽分配装置，应用于承载时延敏感业务的网元，包括：固定带宽确定模块，用于根据所述时延敏感业务的业务传输参数，获得第二数据量，所述业务传输参数包括：最大传输单元MTU、第一数值、第二数值和第三数值，所述第一数值为所述时延敏感业务允许的传输时延所对应的上行周期的数量，所述第二数值为动态带宽生效所等待的时长所对应的上行周期的数量，所述第三数值为光网络单元ONU在一个上行周期接收到数据量是MTU的业务数据包的数量，所述第二数据量为所述ONU在所述第1个上行周期采用固定带宽传输的数据量；第一动态带宽确定模块，用于当第一数据量大于所述第二数据量时，确定需配置第一动态带宽，并根据所述第一数据量和所述第二数据量，获得第三数据量，所述第三数据量大于或等于所述第一数据量与所述第二数据量的差值，所述第一数据量为所述ONU在第1个上行周期接收到的数据量，所述第三数据量为所述ONU在所述第1个上行周期采用所述第一动态带宽传输的数据量；第一带宽配置模块，用于根据所述第三数量和所述第二数据量，完成所述固定带宽和所述第一动态带宽的配置。
第二方面提供的基于GPON系统的业务带宽分配装置，动态带宽从申请到生效需要一定的时间，因此，为保证承载时延敏感业务的时延要求，为ONU分配固定带宽，当ONU和OLT建立连接后，首先利用固定带宽传输所述时延敏感业务的数据包。当固定带宽无法满足所述时延敏感业务的传输需求时，ONU需要向OLT申请动态带宽，当动态带宽生效后，利用固定带宽和动态带宽传输所述时延敏感业务，以满足时延敏感业务的时延要求。
在第二方面的第一种可能的实现方式，所述装置还包括：第二动态带宽确定模块，用于当第四数据量大于第五数据量时，确定需配置第二动态带宽，并根据所述第四数据量和所述第五数据量，获得第六数据量，所述第六数据量为所述ONU在所述第i个上行周期采用所述第二动态带宽传输的数据量；所述第六数据量大于或等于所述第四数据量与所述第五数据量的差值，所述第二动态带宽为所述ONU在第i个上行周期所需的动态带宽，i为大于1的整数，所述第四数据量为所述ONU从所述第1个上行周期至第i个上行周期接收到的总数据量，所述第五数据量为所述ONU从所述第1个上行周期至第i个上行周期采用所述固定带宽传输的数据量与从所述第1个上行周期至第i-1个上行周期采用所申请的动态带宽传输的数据量之和；第二带宽配置模块，用于根据所述第六数据量完成所述第二动态带宽的配置。
在第二方面第二种可能的实现方式中，所述固定带宽确定模块具体用于：
根据公式计算所述第二数据量；其中，公式中的b表示所述第二数据量，N表示所述第二数值，d表示所述第一数值，m表示所述MTU，n表示所述第三数值，所述第二数值大于或等于所述第一数值。
在第二方面第三种可能的实现方式中，所述装置还包括：第一传输模式确定模块，用于根据所述时延敏感业务的业务类型，确定所述时延敏感业务采用第一模式进行传输，所述第一模式为所述ONU在每个上行周期接收到的数据量相同；第一获取模块，用于根据所述第一模式，获得所述ONU在第j个上行周期接收到的数据量，j为大于等于1的整数，所述ONU在所述第j个上行周期接收到的数据量为所述MTU与所述第三数值的乘积。
在第二方面第四种可能的实现方式中，所述装置还包括：第二传输模式确定模块，用于根据所述时延敏感业务的业务类型，确定所述时延敏感业务采用第二模式进行传输，所述第二模式为所述ONU在至少一个上行周期接收到的数据量不等于所述MTU与所述第三数值的乘积；第二获取模块，用于根据所述第二模式，获得所述ONU在第j个上行周期接收到的数据量，j为大于或等于1的整数，所述ONU在所述第j个上行周期接收到的数据量小于或等于所述MTU与所述第三数值的乘积。
在第二方面第五种可能的实现方式中，所述装置还包括：第一确定模块，用于当第四数据量小于第五数据量，确定无需配置第二动态带宽，所述第二动态带宽为所述ONU在第i个上行周期所需的动态带宽，i为大于1的整数，所述第四数据量为所述ONU从所述第1个上行周期至第i个上行周期接收到的总数据量，所述第五数据量为所述ONU从所述第1个上行周期至第i个上行周期采用所述固定带宽传输的数据量与从所述第1个上行周期至第i-1个上行周期采用所申请的动态带宽传输的数据量之和；上行周期设置模块，用于将所述第i+1个上行周期设置为所述第1个上行周期，所述第i+1个上行周期为所述第i个上行周期之后所述ONU接收到所述时延敏感业务的数据的首个上行周期。
在第二方面第六种可能的实现方式中，所述网元为所述ONU，所述第一带宽配置模块具体用于：向光线路终端OLT发送所述第二数据量；接收所述OLT发送的第一起始时刻和第一终止时刻，所述第一起始时刻为采用所述固定带宽传输数据的起始时刻，所述第一终止时刻为采用所述固定带宽传输数据的终止时刻；向所述OLT发送所述第三数据量；接收所述OLT发送的第二起始时刻和第二终止时刻，所述第二起始时刻为采用所述第一动态带宽传输数据的起始时刻，所述第二终止时刻为采用所述第一动态带宽传输数据的终止时刻。
在第二方面第七种可能的实现方式中，所述网元为OLT，所述第二带宽配置模块具体用于：根据所述第二数据量和线路带宽，获得第一起始时刻和第一终止时刻，所述第一起始时刻为采用所述固定带宽传输数据的起始时刻，所述第一终止时刻为采用所述固定带宽传输数据的终止时刻；向所述ONU发送所述第一起始时刻和所述第一终止时刻；根据所述第三数据量和所述线路带宽，获得第二起始时刻和第二终止时刻，所述第二起始时刻为采用所述第一动态带宽传输数据的起始时刻，所述第二终止时刻为采用所述第一动态带宽传输数据的终止时刻；向所述ONU发送所述第二起始时刻和所述第二终止时刻。
第三方面，本申请还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述第一方面所述的方法。
本申请实施例提供的基于GPON系统的业务带宽分配方法，根据ONU承载时延敏感业务的业务传输参数确定第二数据量，第二数量是所述ONU在所述第1个上行周期采用固定带宽传输的数据量；以及，在第1个上行周期，当第一数据量大于第二数据量时，确定需要配置第一动态带宽，并根据所述第一数据量和第二数据量获得第三数据量，第一数据量是ONU在第1个上行周期接收到的数据量；第三数据量为所述ONU在所述第1个上行周期采用所述第一动态带宽传输的数据量，所述第三数据量大于或等于所述第一数据量与所述第二数据量的差值；最后，根据第二数据量和第三数据量完成固定带宽和第一动态带宽的配置。其中，所述业务传输参数包括：MTU、第一数值、第二数值和第三数值，第一数值为时延敏感业务允许的传输时延所对应的上行周期的数量，第二数值为动态带宽生效所等待的时长所对应的上行周期的数量，第三数值为光网络单元ONU在一个上行周期接收到数据量是MTU的业务数据包的数量。动态带宽从申请到生效需要一定的时间，因此，为保证承载时延敏感业务的时延要求，为ONU分配固定带宽。当ONU和OLT建立连接后，首先利用固定带宽传输所述时延敏感业务的数据包。当固定带宽无法满足所述时延敏感业务的传输需求时，ONU需要向OLT申请动态带宽，当动态带宽生效后，利用固定带宽和动态带宽传输所述时延敏感业务，以满足时延敏感业务的时延要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1示出了一种GPON网络的结构示意图；
图2示出了本申请实施例一种基于GPON系统的业务带宽分配方法的流程图；
图3示出了本申请实施例另一种基于GPON系统的业务带宽分配方法的流程图；
图4示出了本申请实施例一种基于GPON系统的业务传输方法的流程图；
图5示出了本申请实施例一种基于GPON系统的业务带宽分配装置的框图；
图6示出了本申请实施例一种网元设备的框图。
具体实施方式
DBA支持三种分配带宽类型分别是固定带宽、保证带宽和尽力而为带宽。固定带宽是完全预留给特定ONU或者ONU的特定业务的，即使在ONU没有上行固定带宽业务流的情况下，OLT仍然为该ONU分配该固定带宽，这部分带宽不能为其它ONU使用。保证带宽是保证ONU可获得的带宽，由OLT根据ONU上报的缓存数据量动态分配。尽力而为带宽由OLT根据GPON系统中全部在线ONU上报的缓存数据量为各个ONU分配动态带宽，系统不保证该ONU或ONU的特定业务获得带宽的数量。
对于保证带宽和最大带宽(或称为尽力而为带宽)模式，从ONU向OLT上报缓存数据量到OLT为该ONU分配的动态带宽生效，至少需要3个上行周期，这3个上行周期分别用于DBA数据收集、DBA带宽计算和DBA带宽下发，实际需要的上行周期数与ONU和OLT之间的光纤长度以及系统配置的参数有关。缓存数据上报和动态带宽分配结果生效具有滞后性，这可能会导致在动态带宽分配结果生效之前，时延敏感业务数据包已经超过了最大时延要求，即此种动态带宽分配机制无法满足时延敏感业务的时延要求。本申请提供的基于GPON系统的业务带宽分配方法，为具有时延敏感业务的ONU分配固定带宽，在动态带宽生效之前ONU利用固定带宽上传业务数据；然后，根据ONU在当前上行周期接收到的数据量和固定带宽确定所需申请的动态带宽；当申请的动态带宽生效后，利用动态带宽和固定带宽上传业务数据，从而满足时延敏感业务的时延要求。本申请实施例中的动态带宽是除固定带宽之外的用于转发接收到的数据的带宽。本申请实施例中的采用固定带宽传输数据为在上行周期的某个时间段内采用线路带宽传输数据，采用动态带宽传输数据为在上行周期的另一个时间段内采用所述线路带宽传输数据。采用固定带宽传输的数据量和采用动态带宽传输的数据量之和为需要传输的总数据量。本申请实施例用动态带宽和固定带宽来表示网元在传输过程中所采用的不同的带宽资源。
请参见图2，示出了本申请实施例一种基于GPON系统的业务带宽分配方法的流程图，该方法应用于承载时延敏感业务的网元中，本实施例中的网元为ONU，ONU根据自己传输的时延敏感业务计算保证该时延敏感业务的时延要求所需的带宽资源。
如图2所示，该方法包括以下步骤：
S110，ONU获取当前承载业务的业务传输参数。
所述业务传输参数包括最大传输单元(Maximum Transmission Unit，MTU)、第一数值、第二数值和第三数值。MTU可用m表示，所述第一数据可用d表示，所述第二数值可用N表示，所述第三数值可用n表示。第一数值表示ONU当前承载业务在传输过程中所允许产生的最大延迟时长所对应的上行周期数。第二数值表示ONU申请动态带宽到所述动态带宽在该ONU上生效需要经过的上行周期个数。所述第二数值可取值为大于或等于3的整数。所述第二数值的数值与ONU和OLT之间的光纤长度以及系统配置的参数有关。
当d＜N时，表明ONU无法在时延敏感业务允许的第一数值对应的时延范围内申请到足够的动态带宽将该时延敏感业务数据包发送完，因此，ONU需要采用本实施例提供的带宽分配方法申请带宽资源。
由于不同业务的MTU大小不同，例如，语音业务的MTU较小，视频业务的MTU较大，为了保证一个MTU大小的低时延数据包能够在超过延时要求之前发送出去，ONU需要从当前承载业务的业务参数中提取MTU，以便计算需要申请的带宽资源。在一种应用场景中，ONU所承载业务的业务传输参数通过OLT配置，即OLT向ONU直接发送业务配置信息告知ONU所承载业务的业务传输参数，ONU通过解析该业务配置信息获知当前承载业务的业务传输参数。在另一种应用场景中对于某些业务(例如，固定电话业务)，在ONU出厂前就在ONU中配置好所承载业务的业务传输参数。
S120，ONU根据业务传输参数获得第二数据量，所述第二数据量为ONU在一个上行周期内采用固定带宽传输的数据量。
在本申请一种可能的实现方式中，为了保证ONU在第一数值对应的时延内完成数据包的发送，在业务建立时，ONU根据当前承载业务向OLT发送采用固定带宽传输的数据量，在OLT分配的动态带宽生效之前，ONU在OLT发送的第一起始时刻和第一终止时刻间利用所述固定带宽传输业务数据包。所述第一起始时刻为采用所述固定带宽传输数据的起始时刻。所述第一终止时刻为采用所述固定带宽传输数据的终止时刻。
在本申请另一种可能的实现方式中，网络管理员或GPON系统中的控制器根据ONU所承载业务的业务类型确定需要为该ONU分配固定带宽。网络管理员或GPON系统中的控制器根据业务传输参数获得一个上行周期内该ONU采用固定带宽传输的数据量。网络管理员或GPON系统中的控制器将所述一个上行周期内该ONU采用所述固定带宽传输的数据量发送给OLT。
在一种应用场景中，ONU每个上行周期接收到的业务数据包的数据量都是mn，且后续每个上行周期都会收到mn的数据量，即ONU所承载的业务基于恒定最大突发数据量传输。在另一种应用场景中，ONU在不同上行周期接收到的数据量是可变的，且该数据量小于或等于mn，因为不可能事先确定ONU每个上行周期实际接收到的数据量，为了保证时延敏感业务的时延要求，按照最大接收数据量mn来计算固定带宽。
为了保证ONU传输所述时延敏感业务的数据包的过程中能够满足第一数值对应的时延要求，则从第1个上行周期到第d个上行周期结束，ONU至少要发送mn个字节的所述时延敏感业务的数据包，所述第一数值对应的时延表示为d*T，T为一个上行周期的时长。
从第1个上行周期到第d+1个上行周期结束，ONU至少要发送完2mn个字节；
从第1个上行周期到第d+2个上行周期结束，ONU至少要发送完3mn个字节；
从第1个上行周期到第N个上行周期结束，ONU至少要发送完(N-d+1)mn个字节；
如果在第N个上行周期结束时，ONU实际发送的字节数是N*b。b表示每个上行周期利用固定带宽传输的数据量)。为了保证在第N个上行周期结束时，达到ONU的低时延的业务数据包中有超时可能的业务数据包都能够在第一数值范围内发送完毕，则需要满足以下条件：
N×b≥(N-d+1)×m×n (公式1)
根据公式1可以推出，ONU在一个上行周期采用所述固定带宽传输的数据量b满足公式2：
公式1和公式2中，d表示第一数值，N表示第二数值，n表示第三数值，m是当前业务的MTU的大小，b表示第二数据量。
S130，ONU根据当前承载业务的业务类型确定当前承载业务是基于第一模式传输还是基于第二模式传输；如果基于第一模式传输，则执行S140；如果基于第二模式传输，则执行S150。
ONU所承载业务的业务类型不同，传输过程所基于的数据量也可能不同，例如，物联网，或者，工业互联网中传感器实时传递的数据等都是基于恒定最大突发数据量传输。视频或虚拟现实传输的数据基于可变数据量传输。ONU所承载时延敏感业务的业务类型不同，对应的业务传输模式也不相同。不同的业务传输模式对应的动态带宽计算方式不同。在一种应用场景中，ONU承载的业务基于最大突发数据量mn传输，即ONU每个上行周期都会接收到数据量为mn的数据包。在另一种应用场景中，ONU承载的业务基于可变数据量传输，而且不一定在每个上行周期内都能接收到最大突发数据量。
因此，在确定ONU所需的动态带宽之前，需要先确定当前承载业务的业务传输模式。所述业务传输模式为第一模式或第二模式。所述第一模式为所述ONU在每个上行周期接收到的数据量相同。所述第二模式为所述ONU在至少一个上行周期接收到的数据量不等于所述MTU与所述第三数值的乘积。第一模式是指ONU在每个上行周期接收到的数据量相同，且都为mn。第二模式是指ONU在每个上行周期接收到的数据量并不恒定为mn，即ONU在至少一个上行周期接收到数据量不等于所述MTU与所述第三数值的乘积。
S140，ONU根据每个上行周期接收到的数据量，以及每个上行周期采用固定带宽所传输的数据量，确定每个上行周期采用动态带宽传输的数据量。
在ONU当前承载业务基于第一模式传输的应用场景中，ONU被分配的固定带宽无法满足业务传输需求，因此，ONU需要动态带宽来完成部分业务传输，即采用动态带宽完成固定带宽无法完成的业务传输。ONU在第1个上行周期申请的动态带宽，在第N+1个上行周期才生效。从第N+1个上行周期开始，ONU利用固定带宽和在第1个上行周期申请的动态带宽发送所承载的时延敏感业务的数据包。
为了使这两部分的带宽能够保证所有低时延的数据包都满足时延要求，则需要满足如下公式：
Bi＝(b+Ri)≥mn，即Ri≥mn-b (公式3)
其中，Bi为ONU在第i个上行周期利用第i个上行周期被分配的总带宽传输的数据量。Ri为ONU在第i个上行周期利用第i个上行周期被分配的动态带宽传输的数据量。b为在一个上行周期利用固定带宽传输的数据量。mn为ONU在每个上行周期接收到所述时延敏感业务数据的数量。
S150，ONU根据第一数据量和第二数据量获得第三数据量；所述第三数据量为第1个上行周期采用第一动态带宽传输的数据量。
所述第一数据量是ONU在第1个上行周期接收到的数据量。所述第二数据量是ONU在第1个上行周期采用固定带宽传输的数据量。
在ONU所承载业务基于可变数据量传输的应用场景中，ONU在第i个上行周期接收到的数据量表示为Ki。根据N可知，ONU在第1个上行周期申请的动态带宽，在第N+1个上行周期才会生效。ONU在第i个上行周期申请的动态带宽，在第N+i个上行周期才会生效。其中，ONU在无数据待发的状态下首次接收到所述时延敏感业务的数据包，ONU将该周期记为第1个上行周期。
ONU在第1个上行周期接收到的数据量记为K1。如果K1不超过ONU在第1个上行周期利用固定带宽传输的数据量，即所述第一数据量小于或等于所述第二数据量，则ONU不必申请动态带宽。如果K1超过了利用固定带宽传输的数据量，即所述第一数据量大于所述第二数据量，K1中有一部分数据需要推迟到后续的上行周期进行发送，ONU在第1个上行周期需要申请分配动态带宽。在第N+1个上行周期结束时，GPON系统所提供的总带宽传输的数据量不低于第1个上行周期到第N+1个上行周期对应的时长内传输的数据量，即满足公式4：
BN+1+Nb≥K1+(N-d+1)mn (公式4)
其中，BN+1表示第N+1个上行周期采用总带宽传输的数据量，N为第二数值，d为第一数值，m为MTU，n为第三数值。
将公式2代入公式4中，得到BN+1≥K1；
因为第1个上行周期申请的动态带宽在第N+1个上行周期才生效，因此BN+1＝R1+b，其中，R1为所述第三数据量，因此，R1的计算公式如下：
R1≥K1-b (公式5)
S160，ONU利用第四数据量和第五数据量获得第六数据量；所述第六数据量为ONU在第i个上行周期采用第二动态带宽传输的数据量。
所述第四数据量是ONU从第1个上行周期至第i个上行周期接收到的总数据量。i为大于1的整数。所述第五数据量是ONU从第1个上行周期至第i个上行周期采用固定带宽传输的数据量以及从第1个上行周期至第i-1个上行周期采用所申请的动态带宽能传输的数据量之和。
GPON系统所提供的总带宽传输的数据量不低于第1个上行周期到第i个上行周期对应的时长内传输的数据量，即满足公式6：
BN+1+BN+2+…+BN+i+Nb≥K1+K2+…+Ki+(N-d+1)mn(公式6)
公式6中，BN+i表示利用第N+i个上行周期的总带宽所能传输的数据量，Ki表示ONU在第i个上行周期接收到的数据量。由于第i个上行周期所申请的第二动态带宽在第N+i个上行周期才生效，因此，BN+i＝Ri+b，其中，Ri表示ONU在第i个上行周期利用第二动态带宽传输的数据量。
将公式6简化得到如下所示的公式7：
公式7中，即所述第四数据量，即所述第五数据量。
如果ONU在第i个上行周期接收的数据量Ki满足表示ONU从第1个上行周期到第i-1个上行周期的时长内采用动态带宽和固定带宽能够在时延要求内完成接收到的所有数据量的传输。ONU在第i个上行周期不需要申请动态带宽。ONU将第i个上行周期之后首次接收到时延敏感业务的数据包的上行周期重新记为第1个上行周期。如果ONU在第i个上行周期接收到的数据量Ki满足表示ONU从第1个上行周期到第i-1个上行周期的时长内采用动态带宽和固定带宽无法在时延要求内完成接收到的所有数据量的传输。ONU在第i个上行周期需要申请动态带宽。ONU采用公式8计算所述第六数据量。
本实施例提供的基于GPON系统的业务带宽分配方法，动态带宽从申请到生效需要一定的时间，因此，为保证承载时延敏感业务的时延要求，为ONU分配固定带宽。当ONU和OLT建立业务连接后，首先利用固定带宽传输所述时延敏感业务的数据包。当固定带宽无法满足所述时延敏感业务的传输需求时，ONU需要向OLT申请动态带宽，当动态带宽生效后，利用固定带宽和动态带宽传输所述时延敏感业务，以满足时延敏感业务的时延要求。
S140或S160之后，本申请实施例提供的方法还包括：所述ONU根据所述第三数量和所述第二数据量，完成所述固定带宽和所述第一动态带宽的配置。所述ONU根据所述第三数量和所述第二数据量，完成所述固定带宽和所述第一动态带宽的配置包括：所述ONU向OLT发送所述第二数据量；所述ONU接收所述OLT发送的第一起始时刻和第一终止时刻，所述第一起始时刻为采用所述固定带宽传输数据的起始时刻，所述第一终止时刻为采用所述固定带宽传输数据的终止时刻；所述ONU向所述OLT发送所述第三数据量；所述ONU接收所述OLT发送的第二起始时刻和第二终止时刻，所述第二起始时刻为采用所述第一动态带宽传输数据的起始时刻，所述第二终止时刻为采用所述第一动态带宽传输数据的终止时刻。
请参见图3，示出了本申请实施例另一种基于GPON系统的业务带宽分配方法的流程图。本实施例中，ONU与OLT建立业务连接时，ONU向OLT上报业务传输参数，然后，由OLT根据ONU上报的业务传输参数确定需要为ONU分配的带宽。如图3所示的方法包括以下步骤：
S210，ONU获取当前承载业务的业务传输参数，并将该业务传输参数发送给OLT。
所述业务传输参数包括：最大传输单元、第一数值、第二数值和第三数值。其中，各个参数的含义与上述实施例中的含义相同，此处不再赘述。在本申请另一种实现方式中，GPON系统的其它设备能够获知ONU承载业务的业务传输参数并将业务传输参数告知OLT
S220，OLT根据所述业务传输参数，获得第一起始时刻和第一终止时刻；所述第一起始时刻为采用固定带宽传输数据的起始时刻，所述第一终止时刻为采用所述固定带宽传输数据的终止时刻。
其中，OLT可采用图2所示实施例中的方法获得第二数据量，所述第二数据量为所述ONU在所述第1个上行周期采用所述固定带宽传输的数据量。OLT根据所述第二数据量和线路带宽，获得第一时长，所述第一时长为采用所述固定带宽传输数据的时长，所述第一时长为所述第二数据量除以所述线路带宽获得的商。如果多个ONU采用GPON系统的同一线路进行数据传输，则OLT可根据每个ONU承载的业务的优先级及每个ONU被分配的采用固定带宽传输的时长，确定每个ONU采用固定带宽的时间段，比如所述第一起始时刻和所述第一终止时刻。如果一个ONU采用GPON系统的一条线路进行数据传输，则OLT可在该上行周期内选择所述第一起始时刻和所述第一终止时刻。所述OLT向所述ONU发送所述第一起始时刻和所述第一终止时刻。
S230，OLT根据ONU所承载业务的业务类型确定该业务是基于第一模式传输还是基于第二模式传输；如果基于第一模式传输，则执行S240；如果基于第二模式传输，则执行S250。
所述第一模式和所述第二模式的含义请参见图2对应的实施例的相应内容。
S240，OLT根据每个上行周期接收到的数据量，以及每个上行周期采用固定带宽所传输的数据量，确定每个上行周期采用动态带宽传输的数据量。
其中，S240中OLT采用的方法可参见S140中ONU采用的方法，在此不再赘述。
S250，OLT根据第一数据量和第二数据量获得第三数据量；所述第三数据量为第1个上行周期采用第一动态带宽传输的数据量。
第一数据量、第二数据量、第三数据量以及OLT采用的方法可参见S150中的相应内容，在此不再赘述。
S260，OLT利用第四数据量和第五数据量获得第六数据量；所述第六数据量为ONU在第i个上行周期采用第二动态带宽传输的数据量。
其中，i为大于1的整数。第四数据量、第五数据量、第六数据量以及OLT采用的方法可参见S160中的相应内容，在此不再赘述。
本实施例提供的基于GPON系统的业务带宽分配方法，OLT获取ONU所承载时延敏感业务的业务传输参数，并根据这些业务传输参数计算该ONU传输该时延敏感业务所需的固定带宽；以使该ONU在动态带宽生效之前利用固定带宽传输该低时延业务；若固定带宽无法满足该ONU传输所述时延敏感业务，则为该ONU分配动态带宽并在动态带宽生效之后，采用固定带宽和生效的动态带宽传输该低时延业务，以保证时延敏感业务的时延要求。
S240或S260之后，本申请实施例提供的方法还包括：所述OLT根据所述第三数量和所述第二数据量，完成所述固定带宽和所述第一动态带宽的配置。所述OLT根据所述第三数量和所述第二数据量，完成所述固定带宽和所述第一动态带宽的配置包括：所述OLT根据所述第二数据量和线路带宽，获得第一起始时刻和第一终止时刻，所述第一起始时刻为采用所述固定带宽传输数据的起始时刻，所述第一终止时刻为采用所述固定带宽传输数据的终止时刻；所述OLT向所述ONU发送所述第一起始时刻和所述第一终止时刻；所述OLT根据所述第三数据量和所述线路带宽，获得第二起始时刻和第二终止时刻，所述第二起始时刻为采用所述第一动态带宽传输数据的起始时刻，所述第二终止时刻为采用所述第一动态带宽传输数据的终止时刻；所述OLT向所述ONU发送所述第二起始时刻和所述第二终止时刻。
请参见图4，示出了本申请实施例又一种业务传输方法的流程图，本实施例应用于图1所示的系统中，如图4所示，该方法可以包括：
S310，ONU获取待发送业务数据。
ONU的低时延队列中存储的是ONU接收到的低时延业务数据，该低时延队列遵循先进先出的原则，即，先进入队列中的数据会先发送出去。
当ONU未接收到低时延业务时，即，没有低时延业务数据进入低时延队列，此时，低时延队列为空。当有低时延业务数据进入低时延队列后，低时延队列不为空。
S320，当ONU确定当前生效带宽为固定带宽时，在固定带宽有效时间段内向OLT发送所述待发送业务数据。
所述固定带宽有效时间段包括第一起始时刻和第一终止时刻，所述第一起始时刻和第一终止时刻由OLT根据ONU发送的第二数据量确定。
S330，当ONU确定当前生效带宽包括固定带宽和动态带宽时，在固定带宽有效时间段及动态带宽有效时间段向OLT发送所述待发送业务数据。
ONU在根据固定带宽的起始时刻终止时刻确定的有效时间段内，向OLT发送待发送业务数据，以及，在当前生效的动态带宽的起始时刻和终止时刻确定的有效时间段内，向OLT发送所述待发送业务数据。其中，当前生效的动态带宽的有效时间段与固定带宽的有效时间段不重合。
若ONU在第1个上行周期申请动态带宽，该动态带宽在第N+1个上行周期生效，因此，在第1个上行周期至第N个上行周期(N为上述的第二数值)，ONU利用固定带宽向OLT发送待发送业务数据；在第N+1个上行周期，动态带宽生效，则ONU可以利用固定带宽和固定带宽发送待发送业务数据。
本申请提供的基于GPON系统的业务传输方法，OTL为承载时延敏感业务的ONU分配固定带宽，并根据ONU所申请的动态带宽为该ONU分配动态带宽；ONU向OTL上传时延敏感业务时分两个阶段进行，第一个阶段是从第1个上行周期开始到OLT向该ONU下发为其分配的动态带宽结束，这段时间内ONU采用固定带宽上传时延敏感业务数据；从动态带宽生效开始ONU利用固定带宽和动态带宽上传时延敏感业务数据。通过上述的业务传输过程可知，该方法利用固定带宽和动态带宽相结合的方式来满足时延敏感业务的时延要求。
请参见图5，示出了本申请实施例一种基于GPON系统的业务带宽分配装置的框图，该装置可以应用于ONU或OLT中。所述装置包括：固定带宽确定模块110、第一传输模式确定模块120、第一获取模块130、第一模式动态带宽确定模块140、第二传输模式确定模块150、第二获取模块160、第一动态带宽确定模块170、第一带宽配置模块180、第二动态带宽确定模块190、第二带宽配置模块1100、第一确定模块1110和上行周期设置模块1120。
所述固定带宽确定模块110，用于根据所述时延敏感业务的业务传输参数，获得第二数据量，第二数据量为所述ONU在第1个上行周期采用固定带宽传输的数据量。
业务传输参数包括：MTU、第一数值、第二数值和第三数值，所述第一数值为所述时延敏感业务允许的传输时延所对应的上行周期的数量，所述第二数值为动态带宽生效所等待的时长所对应的上行周期的数量，所述第三数值为ONU在一个上行周期接收到数据量是MTU的业务数据包的数量。
在本申请一种可能的实现方式中，所述固定带宽确定模块具体用于：根据公式计算采用所述第二数据量；其中，公式中的b表示所述第二数据量，N表示所述第二数值，d表示所述第一数值，m表示所述MTU，n表示所述第三数值，所述第二数值大于或等于所述第一数值。
ONU所承载时延敏感业务的业务类型不同，对应的业务传输模式也不相同，业务传输模式包括第一模式和第二模式，所述第一模式为所述ONU在每个上行周期接收到的数据量相同。所述第二模式为所述ONU在至少一个上行周期接收到的数据量不等于所述MTU与所述第三数值的乘积。
不同的业务传输模式对应的动态带宽计算方式不同，因此，在确定ONU所需的动态带宽之前，需要先确定当前承载业务的业务传输模式。
第一传输模式确定模块120，用于根据时延敏感业务的业务类型，确定该时延敏感业务采用第一模式进行传输。
第一获取模块130，用于根据所述第一模式，获得所述ONU在第j个上行周期接收到的数据量，j为大于等于1的整数。
所述ONU在所述第j个上行周期接收到的数据量为所述MTU与所述第三数值的乘积。
第一模式动态带宽确定模块140，用于根据每个上行周期接收到的数据量，以及所述第二数据量，确定每个上行收起采用动态带宽传输的数据量。
如果ONU当前承载业务采用第一模式传输，则每个上行周期ONU接收到的数据量都恒定为mn，则每个上行周期所需的动态带宽大于或等于接收到的数据量与一个上行周期内利用固定带宽所能传输的数据量的差值。
第二传输模式确定模块150，用于根据时延敏感业务的业务类型，确定该时延敏感业务采用第二模式进行传输。
第二获取模块160，用于根据所述第二模式，获得所述ONU在第j个上行周期接收到的数据量，j为大于或等于1的整数，所述ONU在所述第j个上行周期接收到的数据量小于或等于所述MTU与所述第三数值的乘积。
第一动态带宽确定模块170，用于当第一数据量大于第二数据量时，确定需配置第一动态带宽，并根据所述第一数据量和所述第二数据量获得第三数据量；
所述第一动态带宽为所述ONU在所述第1个上行周期所需的动态带宽；所述第一数据量为所述ONU在第1个上行周期接收到的数据量；所述第二数据量为所述ONU在所述第1个上行周期采用所述固定带宽传输的数据量；所述第三数据量为ONU在第1个上行周期采用第一动态带宽传输的数据量，所述第三数据量大于或等于所述第一数据量与所述第二数据量的差值。
第一带宽配置模块180，用于根据所述第二数据量和所述第三数据量完成所述固定带宽和所述第一动态带宽的配置。
若所述装置应用于ONU中，则所述第一带宽配置模块具体用于：向OLT发送第二数据量；接收OLT发送的第一起始时刻和第一终止时刻，第一起始时刻为采用所述固定带宽传输数据的起始时刻，第一终止时刻为采用所述固定带宽传输数据的终止时刻；向所述OLT发送所述第三数据量；接收所述OLT发送的第二起始时刻和第二终止时刻，所述第二起始时刻为采用所述第一动态带宽传输数据的起始时刻，所述第二终止时刻为采用所述第一动态带宽传输数据的终止时刻。
若所述装置应用于OLT中，则所述第一带宽配置模块具体用于：根据所述第二数据量和线路带宽，获得第一起始时刻和第一终止时刻，所述第一起始时刻为采用所述固定带宽传输数据的起始时刻，所述第一终止时刻为采用所述固定带宽传输数据的终止时刻；向所述ONU发送所述第一起始时刻和所述第一终止时刻；根据所述第三数据量和所述线路带宽，获得第二起始时刻和第二终止时刻，所述第二起始时刻为采用所述第一动态带宽传输数据的起始时刻，所述第二终止时刻为采用所述第一动态带宽传输数据的终止时刻；向所述ONU发送所述第二起始时刻和所述第二终止时刻。
第二动态带宽确定模块190，用于当第四数据量大于第五数据量时，确定需配置第二动态带宽，并根据所述第四数据量和所述第五数据量，获得第六数据量，所述第六数据量为所述ONU在所述第i个上行周期采用所述第二动态带宽传输的数据量；所述第六数据量大于或等于所述第四数据量与所述第五数据量的差值；
所述第二动态带宽为ONU在第i个上行周期所需的动态带宽，i为大于1的整数；所述第四数据量为所述ONU从所述第1个上行周期至第i个上行周期接收到的总数据量；所述第五数据量为所述ONU从所述第1个上行周期至第i个上行周期采用所述固定带宽传输的数据量与从所述第1个上行周期至第i-1个上行周期采用所申请的动态带宽传输的数据量之和；
第二带宽配置模块1100，用于根据所述第六数据量完成所述第二动态带宽的配置。
在一种应用场景中，该装置应用于ONU中，该第二带宽配置模块具体用于：所述ONU向所述OLT发送所述第六数据量；所述ONU接收所述OLT发送的第三起始时刻和第三终止时刻，所述第三起始时刻为采用所述第二动态带宽传输数据的起始时刻，所述第三终止时刻为采用所述第二动态带宽传输数据的终止时刻。
在另一种应用场景中，该装置应用于OLT中，该第二带宽配置模块具体用于：所述OLT根据所述第六数据量和线路带宽获得第三起始时刻和第三终止时刻，所述第三起始时刻为采用所述第二动态带宽传输数据的起始时刻，所述第三终止时刻为采用所述第二动态带宽传输数据的终止时刻；所述OLT向所述ONU发送所述第三起始时刻和所述第三终止时刻。
第一确定模块1110，用于当第四数据量小于第五数据量，确定无需配置第二动态带宽。
上行周期设置模块1120，用于将所述第i+1个上行周期设置为所述第1个上行周期，所述第i+1个上行周期为所述第i个上行周期之后所述ONU接收到所述时延敏感业务的数据的首个上行周期。
本实施例提供的基于GPON系统的业务带宽分配装置，根据ONU承载时延敏感业务的业务传输参数确定第二数据量，第二数量是所述ONU在所述第1个上行周期采用固定带宽传输的数据量；以及，在第1个上行周期，当第一数据量大于第二数据量时，确定需要配置第一动态带宽，并根据所述第一数据量和第二数据量获得第三数据量，第一数据量是ONU在第1个上行周期接收到的数据量；第三数据量为所述ONU在所述第1个上行周期采用所述第一动态带宽传输的数据量，所述第三数据量大于或等于所述第一数据量与所述第二数据量的差值；最后，根据第二数据量和第三数据量完成固定带宽和第一动态带宽的配置。其中，所述业务传输参数包括：MTU、第一数值、第二数值和第三数值，第一数值为时延敏感业务允许的传输时延所对应的上行周期的数量，第二数值为动态带宽生效所等待的时长所对应的上行周期的数量，第三数值为光网络单元ONU在一个上行周期接收到数据量是MTU的业务数据包的数量。为保证承载时延敏感业务的时延要求，为ONU分配固定带宽，当ONU和OLT建立连接后，首先利用固定带宽传输所述时延敏感业务的数据包。当固定带宽无法满足所述时延敏感业务的传输需求时，ONU需要向OLT申请动态带宽，当动态带宽生效后，利用固定带宽和动态带宽传输所述时延敏感业务，以满足时延敏感业务的时延要求。
请参见图6，示出了本申请实施例一种网元设备的框图，所述网元设备可以是ONU或OLT。如图6所示，该网元设备包括：处理器210和存储器220。
所述存储器220中存储有程序指令，所述处理器210通过执行存储器220中的存储指令实现以下功能步骤：
根据所述时延敏感业务的业务传输参数，获得第二数据量，所述业务传输参数包括：MTU、第一数值、第二数值和第三数值，所述第一数值为所述时延敏感业务允许的传输时延所对应的上行周期的数量，所述第二数值为动态带宽生效所等待的时长所对应的上行周期的数量，所述第三数值为ONU在一个上行周期接收到数据量是MTU的业务数据包的数量，所述第二数据量是ONU在第1个上行周期采用固定带宽传输的数据量；
当第一数据量大于第二数据量时，确定需配置第一动态带宽，所述第一数据量为所述ONU在第1个上行周期接收到的数据量，所述第一动态带宽为所述ONU在所述第1个上行周期所需的动态带宽；
根据所述第一数据量和所述第二数据量，获得第三数据量，所述第三数据量为所述ONU在所述第1个上行周期采用所述第一动态带宽传输的数据量，所述第三数据量大于或等于所述第一数据量与所述第二数据量的差值；
根据所述第二数据量和所述第三数据量完成所述固定带宽和所述第一动态带宽的配置。
在本申请一种可能的实现方式中，所述处理器210还用于：当第四数据量大于第五数据量时，确定需配置第二动态带宽，所述第二动态带宽为所述ONU在第i个上行周期所需的动态带宽，i为大于1的整数，所述第四数据量为所述ONU从所述第1个上行周期至第i个上行周期接收到的总数据量，所述第五数据量为所述ONU从所述第1个上行周期至第i个上行周期采用所述固定带宽传输的数据量与从所述第1个上行周期至第i-1个上行周期采用所申请的动态带宽传输的数据量之和；
根据所述第四数据量和所述第五数据量，计算第六数据量，所述第六数据量为ONU在所述第i个上行周期采用所述第二动态带宽传输的数据量，所述第六数据量大于或等于所述第三数据量与所述第四数据量的差值；
根据所述第六数据量完成所述第二动态带宽的配置。
在本申请实施例的另一种可能的实现方式中，所述处理器210根据所述时延敏感业务的业务传输参数，获得第二数据量时，具体用于：根据公式计算采用所述固定带宽在一个上行周期所传输的数据量；
其中，公式中的b表示所述第二数据量，N表示所述第二数值，d表示所述第一数值，m表示所述MTU，n表示所述第三数值，所述第二数值大于或等于所述第一数值。
在本申请实施例又一种实现方式中，所述处理器210还用于：根据所述时延敏感业务的业务类型，确定所述时延敏感业务采用第一模式进行传输，所述第一模式为所述ONU在每个上行周期接收到的数据量相同；根据所述第一模式，获得所述ONU在第j个上行周期接收到的数据量，j为大于等于1的整数，所述ONU在所述第j个上行周期接收到的数据量为所述MTU与所述第三数值的乘积。
在本申请实施例一种可能的实现方式中，所述处理器210还用于：
根据所述时延敏感业务的业务类型，确定所述时延敏感业务采用第二模式进行传输，所述第二模式为所述ONU在至少一个上行周期接收到的数据量不等于所述MTU与所述第三数值的乘积；
所述网元根据所述第二模式，获得所述ONU在第j个上行周期接收到的数据量，j为大于或等于1的整数，所述ONU在所述第j个上行周期接收到的数据量小于或等于所述MTU与所述第三数值的乘积。
在本申请实施例一种可能的实现方式中，所述处理器210还用于：
当所述第四数据量小于所述第五数据量，所述网元确定无需配置第二动态带宽，所述第二动态带宽为所述ONU在第i个上行周期所需的动态带宽，i为大于1的整数；
将所述第i+1个上行周期设置为所述第1个上行周期，所述第i+1个上行周期为所述第i个上行周期之后所述ONU接收到所述时延敏感业务的数据的首个上行周期。
在本申请实施例一种可能的实现方式中，所述网元为所述ONU，如图6所示，所述网元设备还包括发送器230和接收器240；
所述处理器210用于根据所述第二数据量和所述第三数据量完成所述固定带宽和所述第一动态带宽的配置时，具体用于：
通过所述发送器230向OLT发送所述第二数据量；以及，通过所述接收器240接收所述OLT发送的第一起始时刻和第一终止时刻；所述第一起始时刻为ONU采用所述固定带宽传输数据的起始时刻，所述第一终止时刻为ONU采用所述固定带宽传输数据的终止时刻；通过所述发送器230向所述OLT发送所述第三数据量，以及，通过所述接收器240接收所述OLT发送的第二起始时刻和第二终止时刻；所述第二起始时刻为ONU采用所述第一动态带宽传输数据的起始时刻，所述第二终止时刻为ONU采用所述第一动态带宽传输数据的终止时刻。
在本申请实施例的另一种可能实现方式中，所述网元为OLT，所述处理器210用于根据所述第二数据量和所述第三数据量完成所述固定带宽和所述第一动态带宽的配置时，具体用于：
根据所述第二数据量和线路带宽，获得第一起始时刻和第一终止时刻；所述第一起始时刻为采用所述固定带宽传输数据的起始时刻，所述第一终止时刻为采用所述固定带宽传输数据的终止时刻；以及，通过所述发送器230向所述ONU发送所述第一起始时刻和所述第一终止时刻；
根据所述第三数据量和所述线路带宽，获得第二起始时刻和第二终止时刻，所述第二起始时刻为采用所述第一动态带宽传输数据的起始时刻，所述第二终止时刻为采用所述第一动态带宽传输数据的终止时刻；并通过所述发送器230向所述ONU发送所述第二起始时刻和所述第二终止时刻。
本申请实施例提供的网元设备，为保证承载时延敏感业务的时延要求，为ONU分配固定带宽，当ONU和OLT建立连接后，首先利用固定带宽传输所述时延敏感业务的数据包。当固定带宽无法满足所述时延敏感业务的传输需求时，ONU需要向OLT申请动态带宽，当动态带宽生效后，利用固定带宽和动态带宽传输所述时延敏感业务，以满足时延敏感业务的时延要求。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如，同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如，红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者，半导体介质(例如，固态硬盘Solid State Disk(SSD))等。
需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于装置类实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (16)

1.一种基于千兆比特无源光网络GPON系统的带宽分配方法，应用于承载时延敏感业务的网元，其特征在于，包括：
所述网元根据所述时延敏感业务的业务传输参数，获得第二数据量，所述业务传输参数包括：最大传输单元MTU、第一数值、第二数值和第三数值，所述第一数值为所述时延敏感业务允许的传输时延所对应的上行周期的数量，所述第二数值为动态带宽生效所等待的时长所对应的上行周期的数量，所述第三数值为光网络单元ONU在一个上行周期接收到数据量是MTU的业务数据包的数量，所述第二数据量为所述ONU在所述第1个上行周期采用固定带宽传输的数据量；
当第一数据量大于所述第二数据量时，所述网元确定需配置第一动态带宽，所述第一数据量为所述ONU在第1个上行周期接收到的数据量，所述第一动态带宽为所述ONU在所述第1个上行周期所需的动态带宽；
所述网元根据所述第一数据量和所述第二数据量，获得第三数据量，所述第三数据量为所述ONU在所述第1个上行周期采用所述第一动态带宽传输的数据量，所述第三数据量大于或等于所述第一数据量与所述第二数据量的差值；
所述网元根据所述第二数据量和所述第三数量，完成所述固定带宽和所述第一动态带宽的配置。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
当第四数据量大于第五数据量时，所述网元确定需配置第二动态带宽，所述第二动态带宽为所述ONU在第i个上行周期所需的动态带宽，i为大于1的整数，所述第四数据量为所述ONU从所述第1个上行周期至第i个上行周期接收到的总数据量，所述第五数据量为所述ONU从所述第1个上行周期至第i个上行周期采用所述固定带宽传输的数据量与从所述第1个上行周期至第i-1个上行周期采用所申请的动态带宽传输的数据量之和；
所述网元根据所述第四数据量和所述第五数据量，计算第六数据量，所述第六数据量为所述ONU在所述第i个上行周期采用所述第二动态带宽传输的数据量，所述第六数量大于或等于所述第四数据量与所述第五数据量的差值；
所述网元根据所述第六数据量完成所述第二动态带宽的配置。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述网元根据所述时延敏感业务的业务传输参数，获得第二数据量包括：
所述网元根据公式获得所述第二数据量；
其中，公式中的b表示所述第二数据量，N表示所述第二数值，d表示所述第一数值，m表示所述MTU，n表示所述第三数值，所述第二数值大于或等于所述第一数值。
4.根据权利要求1至3任一所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述网元根据所述时延敏感业务的业务类型，确定所述时延敏感业务采用第一模式进行传输，所述第一模式为所述ONU在每个上行周期接收到的数据量相同；
所述网元根据所述第一模式，获得所述ONU在第j个上行周期接收到的数据量，j为大于等于1的整数，所述ONU在所述第j个上行周期接收到的数据量为所述MTU与所述第三数值的乘积。
5.根据权利要求1至3任一所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述网元根据所述时延敏感业务的业务类型，确定所述时延敏感业务采用第二模式进行传输，所述第二模式为所述ONU在至少一个上行周期接收到的数据量不等于所述MTU与所述第三数值的乘积；
所述网元根据所述第二模式，获得所述ONU在第j个上行周期接收到的数据量，j为大于或等于1的整数，所述ONU在所述第j个上行周期接收到的数据量小于或等于所述MTU与所述第三数值的乘积。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
当第四数据量小于第五数据量，所述网元确定无需配置第二动态带宽，所述第二动态带宽为所述ONU在第i个上行周期所需的动态带宽，i为大于1的整数，所述第四数据量为所述ONU从所述第1个上行周期至第i个上行周期接收到的总数据量，所述第五数据量为所述ONU从所述第1个上行周期至第i个上行周期采用所述固定带宽传输的数据量与从所述第1个上行周期至第i-1个上行周期采用所申请的动态带宽传输的数据量之和；
所述网元将所述第i+1个上行周期设置为所述第1个上行周期，所述第i+1个上行周期为所述第i个上行周期之后所述ONU接收到所述时延敏感业务的数据的首个上行周期。
7.根据权利要求1至6任一所述的方法，其特征在于，所述网元为所述ONU，所述网元根据所述第三数量和所述第二数据量，完成所述固定带宽和所述第一动态带宽的配置包括：
所述ONU向光线路终端OLT发送所述第二数据量；
所述ONU接收所述OLT发送的第一起始时刻和第一终止时刻，所述第一起始时刻为采用所述固定带宽传输数据的起始时刻，所述第一终止时刻为采用所述固定带宽传输数据的终止时刻；
所述ONU向所述OLT发送所述第三数据量；
所述ONU接收所述OLT发送的第二起始时刻和第二终止时刻，所述第二起始时刻为采用所述第一动态带宽传输数据的起始时刻，所述第二终止时刻为采用所述第一动态带宽传输数据的终止时刻。
8.根据权利要求1至6任一所述的方法，其特征在于，所述网元为OLT，所述网元根据所述第三数量和所述第二数据量，完成所述固定带宽和所述第一动态带宽的配置包括：
所述OLT根据所述第二数据量和线路带宽，获得第一起始时刻和第一终止时刻，所述第一起始时刻为采用所述固定带宽传输数据的起始时刻，所述第一终止时刻为采用所述固定带宽传输数据的终止时刻；
所述OLT向所述ONU发送所述第一起始时刻和所述第一终止时刻；
所述OLT根据所述第三数据量和所述线路带宽，获得第二起始时刻和第二终止时刻，所述第二起始时刻为采用所述第一动态带宽传输数据的起始时刻，所述第二终止时刻为采用所述第一动态带宽传输数据的终止时刻；
所述OLT向所述ONU发送所述第二起始时刻和所述第二终止时刻。
9.一种基于千兆比特无源光网络GPON系统的带宽分配装置，应用于承载时延敏感业务的网元，其特征在于，包括：
固定带宽确定模块，用于根据所述时延敏感业务的业务传输参数，获得第二数据量，所述业务传输参数包括：最大传输单元MTU、第一数值、第二数值和第三数值，所述第一数值为所述时延敏感业务允许的传输时延所对应的上行周期的数量，所述第二数值为动态带宽生效所等待的时长所对应的上行周期的数量，所述第三数值为光网络单元ONU在一个上行周期接收到数据量是MTU的业务数据包的数量，所述第二数据量为所述ONU在所述第1个上行周期采用固定带宽传输的数据量；
第一动态带宽确定模块，用于当第一数据量大于所述第二数据量时，确定需配置第一动态带宽，并根据所述第一数据量和所述第二数据量，获得第三数据量，所述第三数据量大于或等于所述第一数据量与所述第二数据量的差值，所述第一数据量为所述ONU在第1个上行周期接收到的数据量，所述第三数据量为所述ONU在所述第1个上行周期采用所述第一动态带宽传输的数据量；
第一带宽配置模块，用于根据所述第三数量和所述第二数据量，完成所述固定带宽和所述第一动态带宽的配置。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
第二动态带宽确定模块，用于当第四数据量大于第五数据量时，确定需配置第二动态带宽，并根据所述第四数据量和所述第五数据量，获得第六数据量，所述第六数据量为所述ONU在所述第i个上行周期采用所述第二动态带宽传输的数据量；所述第六数据量大于或等于所述第四数据量与所述第五数据量的差值，所述第二动态带宽为所述ONU在第i个上行周期所需的动态带宽，i为大于1的整数，所述第四数据量为所述ONU从所述第1个上行周期至第i个上行周期接收到的总数据量，所述第五数据量为所述ONU从所述第1个上行周期至第i个上行周期采用所述固定带宽传输的数据量与从所述第1个上行周期至第i-1个上行周期采用所申请的动态带宽传输的数据量之和；
第二带宽配置模块，用于根据所述第六数据量完成所述第二动态带宽的配置。
11.根据权利要求9或10所述的装置，其特征在于，所述固定带宽确定模块具体用于：
根据公式获得所述第二数据量；
其中，公式中的b表示所述第二数据量，N表示所述第二数值，d表示所述第一数值，m表示所述MTU，n表示所述第三数值，所述第二数值大于或等于所述第一数值。
12.根据权利要求9至11任一所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
第一传输模式确定模块，用于根据所述时延敏感业务的业务类型，确定所述时延敏感业务采用第一模式进行传输，所述第一模式为所述ONU在每个上行周期接收到的数据量相同；
第一获取模块，用于根据所述第一模式，获得所述ONU在第j个上行周期接收到的数据量，j为大于等于1的整数，所述ONU在所述第j个上行周期接收到的数据量为所述MTU与所述第三数值的乘积。
13.根据权利要求9至11任一所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
第二传输模式确定模块，用于根据所述时延敏感业务的业务类型，确定所述时延敏感业务采用第二模式进行传输，所述第二模式为所述ONU在至少一个上行周期接收到的数据量不等于所述MTU与所述第三数值的乘积；
第二获取模块，用于根据所述第二模式，获得所述ONU在第j个上行周期接收到的数据量，j为大于或等于1的整数，所述ONU在所述第j个上行周期接收到的数据量小于或等于所述MTU与所述第三数值的乘积。
14.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：
第一确定模块，用于当第四数据量小于第五数据量，确定无需配置第二动态带宽，所述第二动态带宽为所述ONU在第i个上行周期所需的动态带宽，i为大于1的整数，所述第四数据量为所述ONU从所述第1个上行周期至第i个上行周期接收到的总数据量，所述第五数据量为所述ONU从所述第1个上行周期至第i个上行周期采用所述固定带宽传输的数据量与从所述第1个上行周期至第i-1个上行周期采用所申请的动态带宽传输的数据量之和；
上行周期设置模块，用于将所述第i+1个上行周期设置为所述第1个上行周期，所述第i+1个上行周期为所述第i个上行周期之后所述ONU接收到所述时延敏感业务的数据的首个上行周期。
15.根据权利要求9至14任一所述的装置，其特征在于，所述网元为所述ONU，所述第一带宽配置模块具体用于：
向光线路终端OLT发送所述第二数据量；
接收所述OLT发送的第一起始时刻和第一终止时刻，所述第一起始时刻为采用所述固定带宽传输数据的起始时刻，所述第一终止时刻为采用所述固定带宽传输数据的终止时刻；
向所述OLT发送所述第三数据量；
接收所述OLT发送的第二起始时刻和第二终止时刻，所述第二起始时刻为采用所述第一动态带宽传输数据的起始时刻，所述第二终止时刻为采用所述第一动态带宽传输数据的终止时刻。
16.根据权利要求9至14任一所述的装置，其特征在于，所述网元为OLT，所述第一带宽配置模块具体用于：
根据所述第二数据量和线路带宽，获得第一起始时刻和第一终止时刻，所述第一起始时刻为采用所述固定带宽传输数据的起始时刻，所述第一终止时刻为采用所述固定带宽传输数据的终止时刻；
向所述ONU发送所述第一起始时刻和所述第一终止时刻；
根据所述第三数据量和所述线路带宽，获得第二起始时刻和第二终止时刻，所述第二起始时刻为采用所述第一动态带宽传输数据的起始时刻，所述第二终止时刻为采用所述第一动态带宽传输数据的终止时刻；
向所述ONU发送所述第二起始时刻和所述第二终止时刻。
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