本发明涉及光通信、无源光网络、接入网技术领域，具体涉及一种基于olt缓存的pon节能方法。
背景技术：
无源光网络(passiveopticalnetwork，pon)是光纤宽带接入的主流技术，主要由局端的光线路终端(opticallineterminal，olt)、用户端的光网络单元(opticalnetworkunit，onu)以及光分配网络(opticaldistributionnetwork，odn)组成。传统的pon系统侧于上下行带宽分配，较少考虑pon系统的能耗问题，且pon系统中主要使用的轮询机制也不支持onu的睡眠和待机模式。因此，随着pon系统部署规模的迅速增加造成了网络能耗的急剧增长，因此从降低网络能耗和节约网络运营成本角度而言，pon网络的节能已经成为学术界和工业界关注的焦点。
学术界针对pon节能技术已经提出了一些解决策略。itu-tg.984标准中提出了4种onu节能方案，分别称为onu减负、onu假寐、onu快速/周期睡眠和onu深度睡眠，其中后三种又可称为onu睡眠技术。减负是指当一条光链路在全速运行时，有些不必要的功能和服务可以断开。睡眠是指可以使onu在业务空闲时转入睡眠状态，待有数据需要发送/接收时才唤醒。针对g.984方案，yyan等人提出了一种改进节能方案，即上行中心调度(upstreamcentricscheduling，ucs)机制。ucs机制规定下行数据业务必须等到onu授权的上行时隙才能进行传输，因此ucs节能效果较好，但缺点是会引入了较大的下行时延，影响系统的服务质量。dungphamvan等人提出了另一种休眠感知动态带宽分配算法(sleep-awaredynamicbandwidthallocation，sdba)，通过改变sdba的轮询周期来尽可能延长onu休眠时间，缺点是轮询周期的设定复杂，需要按照不同类型的业务中最严格的要求对所有业务进行轮询周期的分配。dungphamvan等人在sdba的基础上，提出增强的休眠感知动态带宽分配算法(advancedsleep-awaredynamicbandwidthallocation，asdba)，asdba进一步利用传输控制帧的时间，改变传统节能动态带宽分配的调度顺序，虽然能够有效降低onu的能量消耗，但该算法不能准确计算业务所需带宽的大小，没有有效利用report帧的信息。现有无源光网络中单纯引入onu睡眠方法均存在不能同时解决节能与降低时延的缺点。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种在降低pon系统的能耗的同时，又能够有效降低下行数据业务时延的基于olt缓存的pon节能方法。
为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：所述的一种基于olt缓存的pon节能方法，包括以下步骤：
步骤(1)：先在olt端设置一个缓存器，同时为缓存器设定一个门限值，olt能够实时检测到缓存器中缓存数据业务的大小是否超过了门限值；
步骤(2)：olt查询轮询表；
步骤(3)：判断是否到达向onui发送gate帧的时间，如果到达向onui发送gate帧的时间，则执行步骤(4)，如果没有到达向onui发送gate帧的时间，则跳转执行步骤(2)；
步骤(4)：olt检测此时缓存器中下行数据业务的大小是否超过门限值，如果缓存器中下行数据业务的大小超过门限值，则执行步骤(5)，如果缓存器中下行数据业务的大小没有超过门限值，olt在onui的授权时隙内不发送下行数据业务；
步骤(5)：判断olt的缓存器中下行数据业务的大小或onui向olt申请发送的上行数据业务的大小是否超过olt规定onui在授权时隙内发送数据业务的最大值，如果olt的缓存器中下行数据业务的大小或onui向olt申请发送的上行数据业务的大小超过olt规定onui在授权时隙内发送数据业务的最大值，则跳转执行步骤(9)，如果olt的缓存器中下行数据业务的大小和onui向olt申请发送的上行数据业务的大小均没有超过olt规定onui在授权时隙内发送数据业务的最大值，则执行步骤(6)；
步骤(6)：判断olt的缓存器中下行数据业务的大小是否超过onui向olt申请发送的上行数据业务的大小，如果olt的缓存器中下行数据业务的大小超过onui向olt申请发送的上行数据业务的大小，则执行步骤(7)；如果olt的缓存器中下行数据业务的大小没有超过onui向olt申请发送的上行数据业务的大小，则跳转执行步骤(8)；
步骤(7)：olt向onui发送gate帧，onui在授权时隙内所能发送的数据业务大小为olt的缓存器中下行数据的大小；
步骤(8)：olt向onui发送gate帧，onui在授权时隙内所能发送的数据业务大小为onui向olt申请发送的上行数据的大小；
步骤(9)：olt向onui发送gate帧，onui在授权时隙内所能发送的数据业务大小为olt规定onui在授权时隙内发送数据的最大值。
通过上述技术方案的实施，本发明的有益效果是：能够保证olt在onu的授权时隙内，发送完所有的下行数据业务，使得onu的睡眠时间最大化，在降低pon系统的能耗的同时，又能够降低下行数据业务的时延，提高pon系统的服务质量，优化了网络性能。
附图说明
图1为本发明所述的一种基于olt缓存的pon节能方法的流程框图。
图2为本发明所述的一种基于olt缓存的pon节能方法中olt向onu轮询的时序图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
如图1、图2所示，所述的一种基于olt缓存的pon节能方法，包括以下步骤：
步骤(1)：先在olt端设置一个缓存器，同时为缓存器设定一个门限值，olt能够实时检测到缓存器中缓存数据业务的大小是否超过了门限值；
步骤(2)：olt查询轮询表；
步骤(3)：判断是否到达向onui发送gate帧的时间，如果到达向onui发送gate帧的时间，则执行步骤(4)，如果没有到达向onui发送gate帧的时间，则跳转执行步骤(2)；
步骤(4)：olt检测此时缓存器中下行数据业务的大小是否超过门限值，如果缓存器中下行数据的大小超过门限值，则执行步骤(5)，如果缓存器中下行数据业务的大小没有超过门限值，olt在onui的授权时隙内不发送下行数据业务；
步骤(5)：判断olt的缓存器中下行数据业务的大小或onui向olt申请发送的上行数据业务的大小是否超过olt规定onui在授权时隙内发送数据业务的最大值，如果olt的缓存器中下行数据业务的大小或onui向olt申请发送的上行数据业务的大小超过olt规定onui在授权时隙内发送数据业务的最大值超过，则跳转执行步骤(9)，如果olt的缓存器中下行数据业务的大小和onui向olt申请发送的上行数据业务的大小均没有超过olt规定onui在授权时隙内发送数据业务的最大值，则执行步骤(6)；
步骤(6)：判断olt的缓存器中下行数据业务的大小是否超过onui向olt申请发送的上行数据业务的大小，如果olt的缓存器中下行数据业务的大小超过onui向olt申请发送的上行数据业务的大小，则执行步骤(7)；如果olt的缓存器中下行数据业务的大小没有超过onui向olt申请发送的上行数据业务的大小，则跳转执行步骤(8)；
步骤(7)：olt向onui发送gate帧，onui在授权时隙内所能发送的数据业务大小为olt的缓存器中下行数据业务的大小；
步骤(8)：olt向onui发送gate帧，onui在授权时隙内所能发送的数据业务大小为onui向olt申请发送的上行数据业务的大小；
步骤(9)：olt向onui发送gate帧，onui在授权时隙内所能发送的数据业务大小为olt规定onui在授权时隙内发送数据业务的最大值。
在本实施例中，定义dth为门限值、dolt为olt的缓存器中下行数据业务的大小、uni为onui向olt申请发送的上行数据业务的大小、umax为olt规定onui在授权时隙内发送数据业务的最大值；并假设该pon系统有3个onu，umax为轮询周期中olt允许各个onu在授权时隙内发送上行数据业务的最大值，满足|dth|<|umax|；以轮询周期tc1为例，描述了olt轮询各个onu，并为依次为各个onu授权时隙的过程，具体步骤如下：
在t0时刻，olt向onu1发送gate帧，向onu1授权时隙为t0到t1，在授权时隙内onu1向olt发送的上行数据大小是u11；与此同时，olt监测到缓存器中发给onu1下行数据业务的大小没有超过门限值dth，因此不向onu1发送下行数据；onu1在收到gate帧之后，立即关闭接收机，在t1时刻，上行数据发送完毕，onu1进入睡眠模式。
在t1时刻，olt监测到缓存器中下行数据业务的大小dolt超过门限值dth，同时将dolt与report帧中onu2向olt申请发送数据的大小u12相比较，如|u12|>|dolt|，则此时olt向onu2发送gate帧，授权时隙为t1到t2，在授权时隙内onu2向olt发送的上行数据大小是u12，olt向onu2发送的下行数据大小是dolt。onu2在接收完下行数据之后，立即关闭接收机，直到t2时刻，上行数据发送完毕，onu2进入睡眠模式。
在t2时刻，olt监测到缓存器中下行数据业务的大小dolt超过门限值dth，同时dolt与report帧中onu3向olt申请发送数据的大小u13相比较，如|u13|<|dolt|，则olt向onu3发送gate帧，授权时隙为t2到t4，在授权时隙内onu3向olt发送的上行数据大小是u13，olt向onu3发送的下行数据大小是dolt，onu3在发送完上行数据之后，立即关闭发送机，直到t4时刻，下行数据接收完毕，onu3进入睡眠模式。一个轮询周期结束，考虑到由睡眠模式转换到工作模式需要恢复时钟和同步网络，因此onu3内部的定时器需要在t3时刻将onu1唤醒。
本发明的优点是：能够保证olt在onu的授权时隙内，发送完所有的下行数据业务，使得onu的睡眠时间最大化，在降低pon系统的能耗的同时，又能够降低下行数据业务的时延，提高pon系统的服务质量，优化了网络性能。