专利名称：无源光网络中的上行带宽分配方法
技术领域：
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种无源光网络中的上行带宽分配方法。
背景技术：
吉比特无源光网络(Gigabit-Capable Passive Optical Network，简称为 GPON) 技术是无源光网络(PON)家族中一个重要的技术分支，和其它PON技术类似，GPON也是一种采用点到多点拓扑结构的无源光接入技术。GPON系统的拓扑结构如图1所示，GPON由局侧的光线路终端(Optical Line Terminal，简称为0LT)、用户侧的光网络单元(Optical Network Unit，简称为0NU)以及光分配网络(Optical Distributio Network，简称为0DN)组成，通常采用点到多点的网络结构。ODN由单模光纤、分光器、光连接器等无源光器件组成，为OLT和ONU之间的物理连接提供光传输媒质。随着互联网技术的发展，对大带宽的需求日益增加，以GPON技术为基础的下一代PON技术迅速发展，其中XG-PON技术普遍被认为是将来可能采用的下一代PON技术。 XG-P0N1技术的下行速率为10(ibit/S，上行速率为2. 5(ibit/S，这可以满足居民用户对带宽的需求。XG-PON系统下行方向(由OLT到0NU)的数据传输采用广播方式，每个ONU分别接收所有的帧，再根据0NU-ID、GEM-Port ID、Allocation-ID来获取属于自己的帧。对于上行方向(从ONU到0LT)的数据传输，由于各ONU需要共享传输媒质，ONU采用时分复用的方式在OLT的控制下发送上行数据，各个ONU在OLT通过带宽映射域(BWmap)分配给自己的时隙内传输上行数据。BWmap的结构如图2所示，BWmap域由N个分配结构(Allocation Structure)组成，每个分配结构由Alloc-ID域(Allocation Identif ier，带宽分配标识， 一般是T-CONT (Transmission Container，传输容器)标识)、Flags域(带宽分配的选项， 2位比特，一位比特用于指示是否ONU是否发送上行动态带宽报告(DBRu)，另一位比特用于指示ONU是否发送上行物理层操作、管理和维护(PLOAMu)消息)、开始时间(Mart Time, 表示ONU发送的XG-PON的传输汇聚突发(XGTC burst)的第一个字节在125us的上行帧中的位置)、授予尺寸(Grant Size)、强制苏醒指示(FWI)、突发开销参数(Bprofile)和混合纠错(HEC)组成。当 ONU 接收到一个 Allocation structure 时，如果 ONU 根据 Alloc-ID 判断此 Allocation structure是分配给自己的，则ONU对接收至Ij的Allocation structure中的数据进行HEC校验，如果校验结果正确，ONU将在Allocation structure指示的MartTime 时刻开始发送带宽分配标识为Alloc-ID的T-CONT中的数据，发送的数据长度为ONU根据 Grant size域携带的内容解析出的ONU可以发送的数据长度。现有技术中，无源光网络系统仅能接入一种上行速率(如2. 5Gbit/s)的0NU，但随着多样化需求的出现，如，商业用户需要更大的上行带宽，提出了 5(ibit/S的上行速率的需求，无源光网络系统需要能同时接入两种或两种以上速率的0NU，这种情况下，OLT如何进行上行带宽分配，提高上行带宽利用率是一个有待解决的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种无源光网络中的上行带宽分配方法及无源光网络系统，以提高上行带宽利用率。为解决以上技术问题，本发明提供了一种无源光网络中的上行带宽分配方法，该方法包括所述ONU根据所述OLT的请求或主动将其上行速率或上行速率相关信息发送给所述 OLT ；所述OLT根据所述上行速率或上行速率相关信息对应的上行速率为所述ONU进行上行带宽分配。进一步地，所述上行速率相关信息是与所述上行速率存在预设对应关系的逻辑信息、序列号信息、注册信息或定界信息。进一步地，所述ONU发送上行速率或上行速率相关信息的方式包括利用新建的用于传输ONU上行速率的PLOAM消息、利用现有PLOAM消息的特定域、利用ONU管理控制接口消息或利用上行帧的指示域的特定比特位。进一步地，所述现有PLOAM消息指ONU序列号消息或注册消息。进一步地，所述OLT给不同上行速率的ONU分配上行带宽时采用的参数包括开始时间和授予尺寸，且参数的粒度相同，所述OLT依次循环为各个ONU分配带宽，包括根据当前ONU的开始时间、授予尺寸及其上行速率获得下一个ONU的开始时间。进一步地，所述OLT给不同上行速率的ONU分配上行带宽时采用的参数包括开始时间和授予尺寸；不同上行速率的ONU的开始时间的粒度相同，其授予尺寸的粒度与上行速率成正比，所述OLT依次为各个ONU分配带宽，包括根据当前ONU的开始时间、授予尺寸及基础上行速率获得下一个ONU的开始时间。进一步地，所述参数粒度由所述OLT在注册激活过程中通知给所述0NU，或为系统预设的默认值。为解决以上技术问题，本发明还提供了一种无源光网络系统，所述无源光网络系统包括所述0NU，用于根据光线路终端(OLT)的请求或主动将其上行速率或上行速率相关信息发送给所述OLT ；所述0LT，连接相同或不同上行速率的0NU，用于根据所述上行速率或上行速率相关信息对应的上行速率为所述ONU进行上行带宽分配。进一步地，所述上行速率相关信息是与所述上行速率存在预设对应关系的逻辑信息、序列号信息、注册信息或定界信息。进一步地，所述ONU发送上行速率或上行速率相关信息的方式包括利用新建的用于传输ONU上行速率的PLOAM消息、利用现有PLOAM消息的特定域、利用ONU管理控制接口消息或利用上行帧的指示域的特定比特位。进一步地，所述OLT给不同上行速率的ONU分配上行带宽时采用的参数包括开始时间和授予尺寸，且参数的粒度相同，所述OLT依次循环为各个ONU分配带宽，包括根据当前ONU的开始时间、授予尺寸及其上行速率获得下一个ONU的开始时间。
进一步地，所述OLT给不同上行速率的ONU分配上行带宽时采用的参数包括开始时间和授予尺寸；不同上行速率的ONU的开始时间的粒度相同，其授予尺寸的粒度与上行速率成正比，所述OLT依次为各个ONU分配带宽，包括根据当前ONU的开始时间、授予尺寸及基础上行速率获得下一个ONU的开始时间。进一步地，所述参数粒度由所述OLT在注册激活过程中通知给所述0NU，或为系统预设的默认值。本发明无源光网络中的上行带宽分配方法和无源光网络系统中，由ONU根据所述 OLT的请求或主动将其上行速率或上行速率相关信息发送给所述0LT，0LT根据ONU上报的上行速率或上行速率相关信息对应的上行速率为该ONU进行上行带宽分配。
图1是GPON系统的拓扑结构示意图；图2是GPON下行帧的结构示意图；图3是本发明无源光网络中的上行带宽分配方法的示意图。
具体实施例方式当一个下行速率为10(ibit/S的OLT通过ODN的不同光纤支路分别连接上行速率为2. 5Gbit/s和5(ibit/S的ONU时，两种速率的ONU采用时分复用的方式共享上行传输媒质。OLT通过BWmap命令每个ONU在特定的上行时隙发送上行数据，OLT的光探测器件根可以完成两种速率ONU发送的上行光信号的探测，并将探测的光信号转换为电信号，光信号转换为电信号后，OLT根据不同上行时隙对应的上行速率将上行速率为2. 5Gbit/s的信号送到2. 5Gbit/s的电路处理，将上行速率为5(ibit/S的信号送到5(ibit/S的电路处理。通过上述方法，OLT具有同时连接不同上行速率的ONU的能力。当OLT采用上述BWmap给各个ONU分配上行带宽时，Bffmap中的Mart time表示ONU发送的XG-PON的传输汇聚突发 (XGTC burst)的第一个字节在125us的上行帧中的位置，Grant size表示ONU发送的数据长度，对于相同的Grant size，5(ibit/s上行速率的ONU发送所述Grant size对应的数据的时间是2. 5Gbit/s上行速率的ONU发送所述Grant size对应数据时间的二分之一，因此 OLT为两种或者两种以上上行速率的ONU分配上行带宽时，为了提高上行传输效率，OLT需要知道每个ONU的上行速率，在确定了 ONU的上行速率之后，OLT可以根据为该ONU分配的 Start time,Grant size和该ONU的上行速率计算出在该上行帧内该ONU完成上行数据发送的时间，从而，OLT可以计算下一个ONU开始发送上行数据的时间Marttime。因此，在提高上行传输效率的前提下，OLT下连接两种及两种以上上行速率的ONU 时，OLT需要获得每个ONU的上行速率后为各个ONU进行带宽分配。本发明无源光网络中的上行带宽分配方法和无源光网络系统的主要思想是，由 ONU根据所述OLT的请求或主动将其上行速率或上行速率相关信息发送给所述0LT，0LT根据ONU上报的上行速率或上行速率相关信息对应的上行速率为该ONU进行上行带宽分配。当无源光网络的OLT具有同时连接不同速率的ONU的能力时，其所连接的ONU的速率可能相同或不同，如图3所示，本发明无源光网络中的上行带宽分配方法包括步骤301 :0NU根据所述OLT的请求或主动将其上行速率或上行速率相关信息发送
6给所述OLT ；所述上行速率相关信息是与所述上行速率存在预设对应关系的逻辑信息、序列号信息、注册信息或定界信息。步骤302 所述OLT根据所述上行速率或上行速率相关信息对应的上行速率为所述ONU进行上行带宽分配。所述ONU发送上行速率或上行速率相关信息的方式包括利用新建的用于传输 ONU上行速率的PLOAM消息、利用现有PLOAM消息的特定域、利用OMCI消息或利用上行帧的指示域的特定比特位。所述现有PLOAM消息可以是ONU序列号消息或注册标识消息。详见后续实施例。所述OLT给不同上行速率的ONU分配上行带宽时采用的参数包括开始时间和授予尺寸，参数的粒度可相同或不同。参数的粒度均相同时，所述OLT依次循环为各个ONU分配带宽，包括根据当前ONU 的开始时间、授予尺寸及其上行速率获得下一个ONU的开始时间。相同的情况包括显示相同和隐式相同。参数粒度不同的实现方式如不同上行速率的ONU的开始时间的粒度相同，其授予尺寸的粒度与上行速率成正比，且基础上行速率的ONU的开始时间和授予尺寸的粒度相同或不同。引入参数粒度后，OLT依次为各个ONU分配带宽，根据当前ONU的开始时间、授予尺寸及基础上行速率获得下一个ONU的开始时间。如接入2. 5Gbit/s、5Gbit/s、10Gbit/s 三种速率的 0NU，如果 5Gbit/s 的 ONU 为基础上行速率，其开始时间和授予尺寸的粒度都为4，则2. 5Gbit/s的ONU的授予尺寸粒度为2，10Gbit/s的ONU的授予尺寸的粒度为8。如0LT给速率最低的ONU分配上行带宽的分配结构中的授予尺寸的粒度为常数 C, OLT给速率为最低速率η倍的ONU分配上行带宽的分配结构中的授予尺寸的粒度为常数 nXC ；速率最低的ONU收到OLT分配给自己的分配结构后，按照分配结构中的开始时间、 授予尺寸及粒度C确定OLT分配给自己的上行带宽在上行帧中的位置，速率为最低速率η 倍的ONU收到OLT分配给自己的分配结构后，按照分配结构中的开始时间、授予尺寸及粒度 nXC确定OLT分配给自己的上行带宽在上行帧中的位置。可理解地，ONU和OLT具有相同的开始时间粒度，以及相同的授予尺寸粒度。所述参数粒度可以由所述OLT在注册激活过程中通知给所述0NU，或为系统预设的默认值。本发明所涉及的上行带宽分配仅适用于与当前ONU的上行速率相关的上行数据的带宽分配。实施例一下行速率为10(ibit/S的OLT下连接两种上行速率的0NU，分别为上行速率为2. 5Gbit/s的ONUl和上行速率为5(ibit/S的0NU2，系统默认设置OLT给上行速率为 2. 5Gbit/s的ONUl分配上行带宽的分配结构中Mart time和Grant Size的值的粒度为 4，给上行速率为5(ibit/S的0NU2分配上行带宽的分配结构中Mart time的值的粒度为4， Grant Size的值的粒度为8。此处，将0NU2的Grant Size的值的粒度设为8的原因是，以 ONUl的上行速率为基础上行速率，将0NU2与ONUl的速率倍数关系体现在Grant Size的粒度上，即Grant Size的粒度与对应的上行速率成正比。OLT为两种速率的ONU分别分配上行带宽的主要步骤如下步骤401 :0LT为未注册激活状态中的序列号状态(0NU有多种状态，序列号状态为其中一种状态)的ONU分配用于发送序列号消息的共享带宽，所述共享带宽对应的分配结构的Mart time的值的x，Grant size的值为y ；此处分配的序列号消息带宽是分配给两种速率ONU的共同的上行带宽，即两种速率的注册激活的ONU都可以利用这个带宽发送上行数据。此带宽按照低速率的ONU的需求来分配，这样高速率的ONU解析的时候相当于获得了超出实际需要的带宽。因为前面已经描述了 ONU处系统默认了 Grantsize的粒度值，所以ONUl和0NU2的Grantsize不同。步骤402 处于序列号状态的ONU收到上述用于发送序列号信息的带宽后，根据 Start time和Grant size的值及系统默认的Mart time和Grant size的粒度得到发送序列号信息的带宽，即上行速率为2. 5Gbit/s的ONUl根据Mart time和Grant size的粒度 4得到发送序列号信息的带宽，上行速率为5(ibit/S的0NU2根据Mart time和Grant size 的粒度4和8得到发送序列号信息的带宽，ONU根据解析出的发送序列号信息的带宽发送自身的序列号消息给0LT，同时ONU将自身的上行速率写在序列号信息的填充域(Padding) 上报给OLT ；步骤403 =OLT接收到ONU在步骤2中发送的序列号消息后，获得该ONU的序列号信息和上行速率信息，OLT根据所述上行速率信息为该ONU分配上行带宽，当为某个ONU分配传输上行数据的字节数为ζ时，如果该ONU的上行速率为2. 5(ibit/S，则为该ONU分配的分配结构中的Grant size的值为z/4，如果该ONU的上行速率为5(ibit/s，则为该ONU分配的分配结构中的Grant size的值为z/8，OLT为两种速率的ONU分配的上行带宽的分配结构中的Mart time的值都是按照上行速率为2. 5Gbit/s的ONU的粒度4的值进行分配的， Start time的取值范围为0到9719 ；即，OLT根据当前ONU的开始时间、授予尺寸及基础上行速率获得下一个ONU的开始时间。步骤404 上行速率为2. 5Gbit/s的ONUl收到OLT在步骤3中发送的分配结构后， 按照粒度4解析OLT分配给自己的分配结构中的Mart time和Grant size值，获得自己的上行带宽在上行帧中的位置，上行速率为5(ibit/S的0NU2收到OLT在步骤3中发送的分配结构后，按照粒度4获得Mart time的值，按照粒度8获得Grant size值，获得自己的上行带宽在上行帧中的位置。以下再给出几种OLT获得ONU的上行速率的方式实施例二实施例二与实施例一的不同之处在于，OLT存储ONU的注册标识与ONU的上行速率的对应关系，OLT通过以下方式获得ONU的上行速率步骤501 =OLT为未注册激活状态中的测距状态的ONU分配用于发送注册消息的上行带宽；步骤502 处于测距状态的ONU收到上述用于发送注册消息的带宽后，ONU在所述带宽内发送注册消息给0LT;步骤503 =OLT接收到ONU在步骤2中发送的注册消息后，根据存储的ONU的注册标识与ONU的上行速率的对应关系获得该ONU的上行速率。其他步骤与实例一相同，此处不再赘述。实施例三实施例三与实施例一的不同之处在于，OLT通过以下方式获得ONU的上行速率步骤601 =OLT为ONU分配用于发送上行速率消息的上行带宽；步骤602 :0NU收到上述用于发送上行速率消息的带宽后，ONU在所述带宽内发送上行速率消息给0LT，如下表所示，所述上行速率消息由5部分组成，分别为ONU标识(0NU ID)、消息标识(message ID)、顺序号(SeqNo)、包含上行数率相关信息的数据(Data)和消息完整性检查(MIC)，ONU在所述Data中写入了 ONU的上行速率。
权利要求
1.一种无源光网络中的上行带宽分配方法，其特征在于该方法包括所述ONU根据所述OLT的请求或主动将其上行速率或上行速率相关信息发送给所述OLT ；所述OLT根据所述上行速率或上行速率相关信息对应的上行速率为所述ONU进行上行带宽分配。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述上行速率相关信息是与所述上行速率存在预设对应关系的逻辑信息、序列号信息、注册信息或定界信息。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述ONU发送上行速率或上行速率相关信息的方式包括利用新建的用于传输ONU上行速率的PLOAM消息、利用现有PLOAM消息的特定域、利用ONU管理控制接口消息或利用上行帧的指示域的特定比特位。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于所述现有PLOAM消息指ONU序列号消息或注册消息。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述OLT给不同上行速率的ONU分配上行带宽时采用的参数包括开始时间和授予尺寸，且参数的粒度相同，所述OLT依次循环为各个ONU分配带宽，包括根据当前ONU的开始时间、授予尺寸及其上行速率获得下一个ONU的开始时间。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述OLT给不同上行速率的ONU分配上行带宽时采用的参数包括开始时间和授予尺寸；不同上行速率的ONU的开始时间的粒度相同， 其授予尺寸的粒度与上行速率成正比，所述OLT依次为各个ONU分配带宽，包括根据当前 ONU的开始时间、授予尺寸及基础上行速率获得下一个ONU的开始时间。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述参数粒度由所述OLT在注册激活过程中通知给所述0NU，或为系统预设的默认值。
8.一种无源光网络系统，其特征在于所述无源光网络系统包括所述0NU，用于根据光线路终端(OLT)的请求或主动将其上行速率或上行速率相关信息发送给所述OLT ；所述0LT，连接相同或不同上行速率的0NU，用于根据所述上行速率或上行速率相关信息对应的上行速率为所述ONU进行上行带宽分配。
9.如权利要求8所述的无源光网络系统，其特征在于所述上行速率相关信息是与所述上行速率存在预设对应关系的逻辑信息、序列号信息、注册信息或定界信息。
10.如权利要求8所述的无源光网络系统，其特征在于所述ONU发送上行速率或上行速率相关信息的方式包括利用新建的用于传输ONU上行速率的PLOAM消息、利用现有 PLOAM消息的特定域、利用ONU管理控制接口消息或利用上行帧的指示域的特定比特位。
11.如权利要求8所述的无源光网络系统，其特征在于所述OLT给不同上行速率的 ONU分配上行带宽时采用的参数包括开始时间和授予尺寸，且参数的粒度相同，所述OLT依次循环为各个ONU分配带宽，包括根据当前ONU的开始时间、授予尺寸及其上行速率获得下一个ONU的开始时间。
12.如权利要求8所述的无源光网络系统，其特征在于所述OLT给不同上行速率的 ONU分配上行带宽时采用的参数包括开始时间和授予尺寸；不同上行速率的ONU的开始时间的粒度相同，其授予尺寸的粒度与上行速率成正比，所述OLT依次为各个ONU分配带宽，包括根据当前ONU的开始时间、授予尺寸及基础上行速率获得下一个ONU的开始时间。
13.如权利要求8所述的无源光网络系统，其特征在于所述参数粒度由所述OLT在注册激活过程中通知给所述0NU，或为系统预设的默认值。
全文摘要
本发明涉及无源光网络中的上行带宽分配方法及无源光网络系统，无源光网络(PON)中光线路终端(OLT)具有连接不同上行速率的光网络单元(ONU)的能力，该方法包括所述ONU根据所述OLT的请求或主动将其上行速率或上行速率相关信息发送给所述OLT；所述OLT根据所述上行速率或上行速率相关信息对应的上行速率为所述ONU进行上行带宽分配。无源光网络中的上行带宽分配方法及无源光网络系统，以提高上行带宽利用率。
文档编号H04Q11/00GK102387426SQ201010276070
公开日2012年3月21日 申请日期2010年9月1日 优先权日2010年9月1日
发明者张伟良, 耿丹 申请人:中兴通讯股份有限公司