CN112350778A - 光网络单元与传送动态带宽报告上行信息的方法 - Google Patents

光网络单元与传送动态带宽报告上行信息的方法 Download PDF

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Abstract

本公开涉及光网络单元与传送动态带宽报告上行信息的方法。本发明公开了一种光网络单元,能够依据缓冲器中待传送的上行数据的数据量的变化,来回报当前动态带宽报告上行DBRu信息给光线路终端,该光网络单元包含:该缓冲器,用来暂存该待传送的上行数据;暂存器电路,用来记录先前数据量信息,其中该先前数据量信息相关于先前时间点该缓冲器的数据量,该先前时间点早于当前时间点;DBRu信息产生电路,用来依据当前数据量以及设定值产生该当前DBRu信息,其中该当前数据量代表于该当前时间点该缓冲器的数据量,该设定值依赖于当前数据量信息,该当前数据量信息依赖于该当前数据量;以及传送电路,用来传送该当前DBRu信息给该光线路终端。

Description

光网络单元与传送动态带宽报告上行信息的方法
技术领域
本发明是关于被动式光网络(Passive Optical Network,PON),尤其是关于用于PON的光网络单元与传送动态带宽报告上行信息的方法。
背景技术
图1显示一已知的千兆位被动式光网络(Gigabit Passive Optical Network,GPON)架构的示意图。图1的GPON架构100包含复数个光网络单元(Optical Network Unit,ONU)110、包含一个或多个被动式光分配器(Passive Optical Splitter)的光分配网络(Optical Distribution Network,ODN)120、以及光线路终端(Optical Line Terminal,OLT)130,其中光网络单元110连接至用户装置,光线路终端130连接至因特网。
在GPON架构100下,当光网络单元110要传送数据至光线路终端130时,该光网络单元110只能在光线路终端130提前许可的时隙内,依据光线路终端130所分配的带宽传送数据,以避免多个光网络单元110同时传送封包所导致的封包碰撞。更详细地说,如图2所示,在光线路终端210许可的时隙开始前,光网络单元220的上行数据须在光网络单元220的缓冲器230中等候(queue),在该时隙开始后,光网络单元220才能依据光线路终端210的分配带宽,送出缓冲器230中的数据。若光线路终端210的动态带宽分配(Dynamic BandwidthAllocation,DBA)的模式为状态回报(Status Report,SR)模式,光网络单元220须回报动态带宽分配上行(Dynamic Bandwidth Allocation upstream,DBRu)信息给光线路终端210,以供光线路终端210将此信息作为带宽分配的依据;若该DBRu信息所要求的数据量为0,光线路终端210可能分配最小带宽(例如:16字节(bytes))给光网络单元220。上述DBRu信息定义于国际电信组织的电信标准部门(International Telecommunications Union-Telecommunication Standardization Sector,ITU-T)的G.984.3标准规范。DBRu信息用来回报光网络单元220的上行数据量(封包总量)的信息;为便于了解,图2~3的DBRu信息所要求的数据量的单位为字节,然而实际DBRu信息所要求的数据量可能是以队列长度来表示,该队列长度等于缓冲器230的待传送的上行数据的数据量(封包总量)(例如:X个字节)除以回报区块大小(Reporting Block Size)(例如:48字节)。
承上所述,在SR模式下,光线路终端210依据各个光网络单元220的DBRu信息来分配带宽给各光网络单元220。然而,如图3所示,当光网络单元220要连续地传送大量数据(例如:19000字节3×19000字节→4×19000字节)给光线路终端210,且待传送数据的增加率无法及时反应于最近一次的DBRu信息时,该待传送数据的总量可能会超过光网络单元220的缓冲器230的容量,导致封包遗失(packet loss)。图3的代号DBRu信息所要求的数据量“max”代表缓冲器230的最大储存量。
为解决上述问题,目前的GPON系统通常采用下列作法的其中之一:(1)加快光线路终端的动态带宽分配的计算与分配速度;(2)光线路终端使用预测爆发性增量(burst)的算法;(3)加大光网络单元的缓冲器容量。然而,对已部署完成的GPON系统而言,光线路终端通常不便升级,因此难以采用上述作法(1)、(2);至于上述作法(3),其会造成光网络单元的成本与耗电量增加。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种光网络单元与传送动态带宽报告上行信息的方法,以避免先前技术的问题。
本发明公开了一种光网络单元,能够依据缓冲器中待传送的上行数据的数据量的变化,来回报当前动态带宽报告上行(Dynamic Bandwidth Report upstream,DBRu)信息给光线路终端,该光网络单元的一个实施例包含该缓冲器、暂存器电路、DBRu信息产生电路、以及传送电路。该缓冲器用来暂存该待传送的上行数据。该暂存器电路包含第一暂存器,该第一暂存器用来记录先前数据量信息,其中该先前数据量信息依赖于先前数据量,该先前数据量代表于先前时间点该缓冲器的数据量,该先前时间点早于当前时间点。该DBRu信息产生电路用来依据当前数据量以及设定值产生该当前DBRu信息,其中该当前数据量代表于该当前时间点该缓冲器的数据量,该设定值依赖于当前数据量信息与该先前数据量信息之间的差异,该当前数据量信息依赖于该当前数据量。该传送电路用来传送该当前DBRu信息给该光线路终端。
本发明另公开一种传送DBRu信息给光线路终端的方法,是由光网络单元来执行,该方法的一个实施例包含下列步骤:使用缓冲器,以暂存待传送的上行数据;记录先前数据量信息,其中该先前数据量信息依赖于先前数据量,该先前数据量代表于先前时间点该缓冲器的数据量,该先前时间点早于当前时间点;依据当前数据量以及设定值产生当前DBRu信息,其中该当前数据量代表于该当前时间点该缓冲器的数据量,该设定值依赖于当前数据量信息与该先前数据量信息之间的差异,该当前数据量信息依赖于该当前数据量;以及传送该当前DBRu信息给该光线路终端。
有关本发明的特征、实作与功效,兹配合附图作较佳实施例详细说明如下。
附图说明
图1显示GPON架构;
图2显示GPON架构的运作;
图3显示GPON架构的运作发生封包遗失;
图4显示本发明的光网络单元的一个实施例;
图5显示本发明的光网络单元的另一实施例;
图6显示本发明的光网络单元的又一实施例;以及
图7显示本发明的传送DBRu信息的方法的一个实施例。
具体实施方式
本发明的公开内容包含光网络单元(Optical Network Unit,ONU)与传送动态带宽报告上行(Dynamic Bandwidth Report upstream,DBRu)信息的方法,该光网络单元与方法能够依据缓冲器中待传送的上行数据的数据量的变化,来回报DBRu信息给光线路终端(Optical Line Terminal,OLT),从而避免该待传送的上行数据的爆量(burst)造成该缓冲器无法储存所有待传送的上行数据。
图4显示本发明的光网络单元的一个实施例。图4的光网络单元400包含缓冲器410、暂存器电路420、DBRu信息产生电路430、以及传送电路440。
请参阅图4。缓冲器410(例如:先进先出储存电路)用来暂存待传送的上行数据。暂存器电路420包含第一暂存器422、第二暂存器424、与第三暂存器426。第一暂存器422用来记录先前数据量信息,该先前数据量信息依赖于先前数据量,该先前数据量代表于先前时间点缓冲器410的待传送的上行数据的数据量;第二暂存器424用来记录当前数据量信息,该当前数据量信息依赖于当前数据量,该当前数据量代表于当前时间点缓冲器410的待传送的上行数据的数据量,该当前时间点晚于该先前时间点;第三暂存器426用来记录该当前数据量信息与该先前数据量信息之间的信息差异。在其他实施例中,若该当前数据量信息可实时地被取得及/或该信息差异可实时地被求出,第二暂存器424及/或第三暂存器426可选择性地被省略。由于本领域技术人员可依本公开利用已知或自行开发的电路来实现缓冲器410与暂存器电路420,冗余的说明在此省略。
请参阅图4。DBRu信息产生电路430用来依据该当前数据量以及设定值产生当前DBRu信息,该设定值依赖于该当前数据量信息与该先前数据量信息之间的信息差异,该当前DBRu信息用来要求光线路终端分配传输量,该传输量相当于该当前数据量加上额外数据量,该额外数据量依赖于该设定值(例如:该额外数据量等于该设定值乘以回报区块大小(Reporting Block Size)),且依实施需求可大于或不大于该当前数据量;在本实施例中,DBRu信息产生电路430可从暂存器电路420得知该当前数据量,因此DBRu信息产生电路430可不耦接缓冲器410,如图4的虚线所示,在其他实施例中,DBRu信息产生电路430可改由缓冲器410得知当前数据量。传送电路440用来传送该当前DBRu信息以及缓冲器410的待传送的上行数据给该光线路终端。由于本领域技术人员可依本公开利用已知或自行开发的电路来实现DBRu信息产生电路430与传送电路440,冗余的说明在此省略。
在一个实作范例中,前述先前时间点可选择性地被设定为DBRu信息产生电路430产生先前DBRu信息的时间点,因此,DBRu信息产生电路430是依据该先前数据量或依据该先前数据量与先前设定值,产生该先前DBRu信息,以供传送电路440传送该先前DBRu信息给该光线路终端。该先前设定值依赖于该先前数据量信息与在先数据量信息之间的差异,该在先数据量信息相关于在先时间点缓冲器410的待传送的上行数据的数据量,该在先时间点早于该先前时间点。在一个实作范例中,该先前与当前DBRu信息为连续的DBRu信息。
在一个实作范例中,缓冲器410的待传送的上行数据的数据量(例如:X个字节)等于队列长度(Queue Length)乘以回报区块大小(例如:48字节)。该队列长度落于底下表1的八个队列长度范围的其中之一,该八个队列长度范围规范于国际电信组织的电信标准部门(International Telecommunications Union-Telecommunication StandardizationSector,ITU-T)的G.984.3标准规范的Table 8-1。为能快速地依据该队列长度产生前述设定值,该八个队列长度范围可用八个回报等级(Report Level)来代表;因此,于此实作范例中,当前数据量信息与先前数据量信息分别以当前数据量等级与先前数据量等级来表示,例如当前数据量等级R_LevelCURRENT=5,且先前数据量等级R_LevelPREVIOUS=2,当前数据量信息与先前数据量信息之间的差异为该当前与先前数据量等级之间的等级差异(例如:R_LevelINCREASE=R_LevelCURRENT-R_LevelPREVIOUS=5-2=3);该设定值与该等级差异之间的关系如底下表2所示,其中当该等级差异为7时(亦即:该当前与先前数据量等级分别为7与0),该第七设定值为0。在其他实施例中,第七设定值与第一设定值都固定为0,以节省电路,这是因为光网络单元400光是依据该当前数据量(>8191)所回报的该当前DBRu信息的队列长度就已达到回报上限,如G.984.3标准规范的Table 8-1所示。在本实施例中,当“R_LevelCURRENT-R_LevelPREVIOUS<0”时,R_LevelINCREASE被设为0。本领域技术人员能够依实施需求来修改表1与表2;举例而言,队列长度范围可扩增为更多种范围,设定值也可被调整。
表1
队列长度范围 回报等级
0~127 0
128~255 1
256~511 2
512~1023 3
1024~2047 4
2048~4095 5
4096~8191 6
>8191 7
表2
等级差异(R_Level<sub>INCREASE</sub>) 设定值
0 0
1 第一设定值(例如:128)
2 第二设定值(例如:256)
3 第三设定值(例如:512)
4 第四设定值(例如:1024)
5 第五设定值(例如:2048)
6 第六设定值(例如:4096)
7 第七设定值(例如:0)
请参阅图4与表1~2。在一个实作范例中,于不同时间点(Time)缓冲器410的待传送的上行数据的数据量所对应的队列长度(QLINITIAL)如底下表3所示。随着表3的队列长度(QLINITIAL)的变化,前述当前数据量等级、先前数据量等级、等级差异、以及当前DBRu信息所记载的队列长度(QLFINAL)也会跟着变化,如表3所示。该当前DBRu信息所记载的队列长度代表光网络单元400向该光线路终端要求的传输量。
表3
Figure BDA0002160896040000081
图5显示本发明的光网络单元的另一实施例。相较于图4,图5的光网络单元500进一步包含转换电路510。转换电路510用来执行下列步骤的至少其中之一:依据该先前时间点缓冲器410的数据量产生该先前数据量信息(例如:表1的回报等级);依据该当前时间点缓冲器410的数据量产生该当前数据量信息(例如:表1的回报等级);依据该先前数据量信息与该当前数据量信息产生该信息差异(例如:表1的等级差异);以及依据该信息差异产生该设定值。值得注意的是,转换电路510可选择性地包含于DBRu信息产生电路430中。另值得注意的是,转换电路510可直接从缓冲器410得知该先前与当前时间点缓冲器410的数据量;暂存器电路420视实施需求可耦接或不耦接DBRu信息产生电路430,如图5的虚线所示。由于本领域技术人员可依本公开利用已知或自行开发的电路(例如:查表电路)来实现转换电路510,冗余的说明在此省略。
图6显示本发明的光网络单元的又一实施例。相较于图4,图6的光网络单元600进一步包含计算电路610。计算电路610用来执行下列步骤:依据该先前数据量信息与该当前数据量信息计算增加率(Burst Ratio);以及将该增加率乘以默认数据量以产生该设定值,其中该默认数据量为固定的或可调的。举例而言,该先前数据量信息为于该先前时间点缓冲器410的数据量所对应的队列长度(QLPREVIOUS),该当前数据量信息为于该当前时间点缓冲器410的数据量所对应的队列长度(QLCURRENT),该增加率为BurstRATIO=(QLCURRENT-QLPREVIOUS)/QLCURRENT,该默认资料量等于
Figure BDA0002160896040000091
其中M为正数,例如为不小于一的正整数。值得注意的是,计算电路610可选择性地包含于DBRu信息产生电路430中。另值得注意的是,计算电路610可直接从缓冲器410得知该先前与当前时间点缓冲器410的数据量,以产生该先前与当前数据量信息;暂存器电路420视实施需求可耦接或不耦接DBRu信息产生电路430,如图6的虚线所示。由于本领域技术人员可依本公开利用已知或自行开发的电路(例如:减法器、除法器、与乘法器)来实现计算电路510,冗余的说明在此省略。
图7显示本发明的传送DBRu信息的方法的一个实施例,是由光网络单元(例如:前述光网络单元400/500/600)来执行,该方法包含下列步骤:
步骤S710:使用缓冲器,以暂存待传送的上行数据;
步骤S720:记录先前数据量信息,其中该先前数据量信息依赖于先前数据量,该先前数据量代表于先前时间点该缓冲器的数据量,该先前时间点早于当前时间点;
步骤S730:依据当前数据量以及设定值产生当前DBRu信息,其中该当前数据量代表于该当前时间点该缓冲器的数据量,该设定值依赖于当前数据量信息与该先前数据量信息之间的差异,该当前数据量信息依赖于该当前数据量;以及
步骤S740:传送该当前DBRu信息给光线路终端。
由于本领域技术人员能够参酌图4~6的实施例的公开来了解图7的实施例的细节与变化,亦即图4~6的实施例的技术特征可合理应用于图7的实施例中,因此,重复及冗余的说明在此予以节略。
请注意,在实施为可能的前提下,本技术领域技术人员可选择性地实施前述任一实施例中部分或全部技术特征,或选择性地实施前述复数个实施例中部分或全部技术特征的组合,藉此增加本发明实施时的弹性。
综上所述,本发明能够依据缓冲器中待传送的上行数据的数据量的变化,来回报DBRu信息,藉此避免封包遗失。
虽然本发明的实施例如上所述,然而该些实施例并非用来限定本发明,本技术领域技术人员可依据本发明的明示或隐含的内容对本发明的技术特征施以变化,凡此种种变化均可能属于本发明所寻求的专利保护范畴,换言之,本发明的专利保护范围须视本说明书的申请专利范围所界定者为准。
附图标记说明
100 千兆位被动式光网络(GPON)架构
110 ONU(光网络单元)
120 ODN(光分配网络)
130 OLT(光线路终端)
210 OLT(光线路终端)
220 ONU(光网络单元)
230 缓冲器
max 缓冲器的最大储存量
400 光网络单元
410 缓冲器
420 暂存器电路
422 第一暂存器
424 第二暂存器
426 第三暂存器
430 DBRu信息产生电路
440 传送电路
500 光网络单元
510 转换电路
600 光网络单元
610 计算电路
S710~S740 步骤

Claims (10)

1.一种光网络单元,能够依据缓冲器中待传送的上行数据的数据量的变化,来回报当前动态带宽报告上行DBRu信息给光线路终端,所述光网络单元包含:
所述缓冲器,用来暂存所述待传送的上行数据;
暂存器电路,包含:
第一暂存器,用来记录先前数据量信息,其中所述先前数据量信息依赖于先前数据量,所述先前数据量代表于先前时间点所述缓冲器的数据量,所述先前时间点早于当前时间点;
DBRu信息产生电路,用来依据当前数据量以及设定值产生当前DBRu信息,其中所述当前数据量代表于所述当前时间点所述缓冲器的数据量,所述设定值依赖于当前数据量信息与所述先前数据量信息的间的差异,所述当前数据量信息依赖于所述当前数据量;以及
传送电路,用来传送所述当前DBRu信息给所述光线路终端。
2.根据权利要求1所述的光网络单元,其中所述暂存器电路进一步包含:第二暂存器,用来记录所述当前数据量信息,以供产生所述当前DBRu信息。
3.根据权利要求2所述的光网络单元,其中所述暂存器电路进一步包含:第三暂存器,用来记录所述当前数据量信息与所述先前数据量信息之间的差异,以供产生所述当前DBRu信息。
4.根据权利要求1所述的光网络单元,其中所述DBRu信息产生电路至少依据所述先前数据量产生先前DBRu信息,所述传送电路传送所述先前DBRu信息给所述光线路终端。
5.根据权利要求1所述的光网络单元,其中所述先前数据量信息与所述当前数据量信息分别为先前数据量等级与当前数据量等级,所述先前数据量等级与所述当前数据量等级的每一个为复数个默认等级的其中之一,所述设定值依赖于所述先前数据量等级与所述当前数据量等级之间的差值。
6.根据权利要求5所述的光网络单元,进一步包含:转换电路,用来依据所述先前时间点所述缓冲器的数据量产生所述先前数据量等级、依据所述当前时间点所述缓冲器的数据量产生所述当前数据量等级、以及依据所述先前数据量等级与所述当前数据量等级产生所述设定值。
7.根据权利要求5所述的光网络单元,其中当所述先前数据量等级与所述当前数据量等级非为所述复数个默认等级的最小等级与最大等级时,所述设定值正比于所述差值。
8.根据权利要求5所述的光网络单元,其中当所述先前数据量等级与所述当前数据量等级分别为所述复数个默认等级的最小等级与最大等级时,所述设定值为最小数据量。
9.根据权利要求5所述的光网络单元,其中所述复数个默认等级包含N个等级,所述N个等级的第(K+1)个等级的最大数据量等于所述N个等级的第K个等级的最大数据量的二倍再加一,所述N为大于一的整数,所述K为小于所述N的正整数。
10.根据权利要求1所述的光网络单元,进一步包含:计算电路,用来依据所述先前数据量信息与所述当前数据量信息计算增加率,再将所述增加率乘以默认数据量以产生所述设定值。
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