一种无源光网络的带宽分配方法_2

文档序号:8416090阅读:来源:国知局
NU进行分组,得到光网络单元分组。
[0054]本实施例中,所述中心光网络单元CONU发送的请求带宽分配数据包,包括:
[0055]中心光网络单元CONU通过光配线网络ODN发送的请求带宽分配数据包;
[0056]其中,所述CONU为有源光网络单元;
[0057]其中,所述ODN包括:阵列波导光栅AWG和无源分光器;
[0058]其中,所述AWG用于对预设波长资源解复用,得到波长,所述波长的个数由所述AffG确定;
[0059]其中,所述无源分光器用于将所述光链路终端OLT发送的数据包和/或控制包发送到所述C0NU,以及将所述CONU发送的数据包和/或控制包发送到所述光链路终端0LT。
[0060]本实施例中,所述CONU包括:
[0061]第一先入先出FIFO存储器,用于存储第一业务数据;
[0062]第二先入先出FIFO存储器,用于存储第二业务数据;
[0063]第三先入先出FIFO存储器,用于存储第三业务数据;
[0064]其中,所述第一业务数据、第二业务数据以及第三业务数据的优先级依次降低。
[0065]在具体应用中,无源光网络PON可同时承载包括TDM数据专线,Vo IP语音,IPTV视频和Internet上网业务在内的多种业务。ONU会根据业务类型的不同通过802.1P技术为数据帧添加不同的优先级标识。本实施例的CONU会根据数据帧中不同的优先级标识将数据放入相应的队列中。如语音业务对延时具有严格要求,数据帧中优先级标识为0,Web浏览类延时要求次之,数据帧中优先级标识为1,电子邮件类延时要求更次,数据帧中优先级标识为2。
[0066]本实施例中,根据预设的动态带宽分配DBA规则进行带宽分配,具体包括:
[0067]首先根据请求带宽分配数据包及预设的第一业务数据保证带宽,分配所述第一业务数据的带宽;如果请求带宽分配数据包中请求的带宽小于预设的第一业务数据保证带宽,则可以给第一业务数据分配请求的带宽,如果请求的带宽大于预设的第一业务数据保证带宽,则给第一业务数据分配的带宽为保证带宽;
[0068]其次根据请求带宽分配数据包,分配所述第二业务数据的带宽;为了降低第二业务数据时延,在周期K中除了分配周期K-1中未预测分配的带宽请求外,还要加上预测的周期K+1的中优先级带宽请求。虽然业务具有突发性,但是可以对△时间内的轮询周期对第二业务数据带宽的分配情况求均值以得出预测带宽;
[0069]再次分配所述第三业务数据预设基本带宽,并根据请求带宽分配数据包,分配所述第三业务数据的带宽。本实施例中为了避免第三业务数据由于优先级最低而始终得不到带宽,设置了一个min值(即基本带宽),在这个基础上根据带宽请求分配带宽。
[0070]在具体应用中,每个光网络单元分组的中心是一个C0NU,以该CONU为圆心,以D为半径接入M个0NU。每个ONU连接到各个终端用户,为用户提供语音、视频、数据各类业务。即该拓扑中包含一个OLT,N*M个0NU。
[0071]本实施例提出一种按照距离和物理位置对ONU进行分组的方法、多点控制协议(Mult1-Point Control Protocol,MPCP)+以太网承载点到点协议(Point to PointProtocol over Ethernet,PPPoE)的两级控制机制实现动态带宽分配、双重逻辑链路标识机制,在传统ODN的基础上添加CONU实现了一种智能光配线网络(Optical Distribut1nNetwork, 0DN)的方案。
[0072](I)本实施例中提出了一种根据OLT和ONU之间的距离以及各个ONU的物理位置对ONU进行分组的方法,具体的分组方法将在下面的实施例中介绍。
[0073](2)本实施例提出的双重逻辑链路标识和两级控制机制如图2所示:
[0074]Stepl:上行方向的数据包和控制包首先在ONU处添加标签LLID1,然后上传至CONU ;
[0075]Step2:本分组内的ONU的上行包汇聚到本分组的CONU处,经过统一的封包添加链路标识LLID2,所有包经过传统ODN上传至OLT端;
[0076]其中,LLID2用传统MPCP协议中的16位二进制数的逻辑链路标签标识,同时为了节省开销,LLIDl用m位二进制数标识(假如每组内的ONU数目是M, 2m^ M, m取满足条件的最小值)。这样就可以区分每一个ONU以及确定该ONU属于哪个分组。
[0077]Step3:0LT 端收到 Report 包后进行动态带宽分配(Dynamically BandwidthAssignment,DBA)算法,向ONU发送Gate包,每一个Gate包同样具有LLIDl和LLID2双重链路标识;Gate包被OLT用来向ONU传输带宽分配信息;Iteport包被ONU用来向OLT传输带宽请求信息;
[0078]Step4:0LT发送的Gate包被复制成N份,在传统ODN处广播;每一个分组的CONU接收到Gate包后,通过验证LLID2判断该Gate包是否是发送到本组的Gate包;如果是,则根据LLIDl点对点发送到相应的ONU处;如果不是,则丢弃。
[0079](3)本实施例的智能ODN结合了传统ODN设备和CONU设备,在两级控制机制中起着重要作用。MPCP的功能包括ONU的自动发现和加入、ONU发送时隙的分配、向高层报告拥塞情况以便动态带宽分配。从OLT到CONU采用MPCP及其他以太网协议,从CONU到边缘ONU采用点到点方式传输。
[0080]本实施例中涉及的传统ODN部分是阵列波导光栅(Arrayed Waveguide Grating,AffG)和无源分光器等无源器件,AWG完成了多个波长的解复用,无源分光器的功能是分发下行数据,并集中上行数据;作为在分组拓扑中具有重要作用的CONU则是有源设备,该设备可以实现光电光的转换,因为CONU和ONU之间依然是光纤,所以CONU要实现光电光的转换,CONU与边缘ONU之间采用PPPoE协议。CONU在下行包传输中的作用是分析包的LLID2,如果LLID2与本分组的LLID2 —致,那么则根据LLIDl点对点将包发送给相应的ONU ;如果LLID2与本分组的LLID2不一致,则丢弃。CONU在上行传输中的作用是汇聚分组内的ONU的Iteport包和Data包,为每一个包添加LLID2,以表明该信息是来自于哪个分组。相对于OLT和传统ODN部分来说,CONU实现了 ONU的功能;相对于ONU来说,CONU实现了 ODN中对包的控制和分发的功能。
[0081](4)本实施例提出一种在一个OLT和多个ONU的网络中,利用多波长和多频隙进行带宽分配的方案。如(I)中所述将ONU分组后,将m个分组划分为一个群落,每一个波长为一个群落提供带宽资源,在一个群落中利用多频隙进行带宽分配。
[0082]本发明提出的方法以多点控制协议(MPCP)为基础,在长距离无源光网络(PON)中对ONU进行分组,利用双重LLID标识ONU以及该ONU所在的组别。在MPCP中,Gate信息被OLT用来向ONU传输带宽分配信息;Iteport信息被ONU用来向OLT传输带宽请求信息。对大量ONU进行分组,便于OLT的分组控制,这样会减少无用的下行包的复制和传送。利用传统的MPCP协议,如果OLT要控制N*M个0NU,下行方向广播式发送包时要复制N*M份,然后每一个ONU都要去检查该包是否是发送给自己的。利用本实施例中的分组方法、MPCP+PPPoE两级控制、双重逻辑链路标识和智能0DN,下行包仅仅被复制成N份,然后每一个CONU检查该包是否是发送给自己的,如果是则按照点到点的方式发送给ONU。总的来说每一个包进行了 N份的复制和一次点到点的发送。利用这样的机制可以实现一个OLT控制大量ONU时大大减少下行包的复制次数,节省带宽,降低延时。
[0083]本实施例解决了现有PON技术中大量复制下行包浪费带宽的问题,也会减少ONU处接收无效包的次数,节省开销。本实施例中提出的多波长和多频隙的带宽分配方案可以提供足够的带宽,满足高速大容量的要求。
[0084]如图3所示,本实施例给出一种光网络单元分组结构图,图3中以ODN为中心,以S为半径划分第一个群落,以L为半径划分最后一个群落。
[0085]每一个群落内有四个分组,每一个分组(图中的Mi,且i = 1,2....N)的中心ONU (即C0NU)和边缘ONU的分布都如图3中Mn所示,Mn中的CONU和ONU的最远距离是D。
[0086]图2中所举实例是一个基于波分复用及正交频分复用的无源光网络(WDM-OFDM-PON),波分复用(Wavelength Divis1n Multiplexing,WDM),正交频分复用(Orthogonal Frequency Divis1n Multiplexing,OFDM),共有四个波长,该网络中有一个0LT, 128个0NU。在长距离范围内(如100KM)将所有的ONU分为N = 16个分组,即16个CONU(图中的Ci,且i = 1,2-.吣,每个分组内有]? = 8个0NU。
[0087]每一个波长用于一个群落,SP λ $ M「-M4提供带宽,λ AM5-M8提供带宽,λ 3为M9—M12提供带宽,λ 4为M 13—M16提供带宽。
[0088]CONU1^ LLID2是1,该分组中的8个ONU的LLIDl分别是0
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