专利名称：一种改进的epon动态带宽分配方法
技术领域：
本发明涉及光接入网领 域，特别涉及以太光接入网(EPON)网络中利用新型DBA算法解决带宽分配问题。
背景技术：
EPON系统的推出时间早,技术成熟，相应的设备、芯片、产业链健全，是目前主要光接入网技术之一，已经在日本、韩国等亚洲国家大规模使用，在我国也渐入佳境。EPON上下行带宽均为lGbps，下行采用广播方式接入，上行采用TDMA方式接入。EPON系统一般是由光线路终端(0LT)、光分路器(POS)和光网络单元(ONU)组成。OLT是EPON系统的核心，主要的分配算法在它里面实现，负责给各个用户分配带宽。POS相当于交换机的功能，主要实现上下行消息的互通交换；0NU主要用来缓冲存储用户的带宽请求。由于EPON的上行带宽有限，一直以来，上行带宽分配算法的研究就一直是EPON系统的核心问题。目前主要的DBA算法主要是基于两大类一种是基于IPACT算法，一种是基于CPFCT算法。IPACT算法主要是基于REPORT/GATE交互机制，OLT每收到一个ONU的带宽请求REPORT，就马上分配一个GATE，相邻ONU之间只相差个保护时隙，这样可以充分利用上行带宽。但是它的轮询周期不固定，随负载的变化而变化，轻负载情况下，会存在大量的REPORT/GATE帧，造成带宽浪费。另外，轮询周期不固定，还会导致时延及时延抖动不稳定，对于像EF业务这样的敏感业务是不可容忍的。CPFCT算法也是基于REPORT/GATE交互机制，与IPACT不同的是，OLT并不是没收到一个ONU的带宽请求REPORT，就马上分配一个GATE，而是等到收集到所有ONU的REPORT帧，在统一分配带宽。CPFCT算法有固定的轮询周期，迟延和抖动都比较恒定，成为了动态带宽分配算法的首选，但由于DBA需要时间，存在一定的周期损耗。因此，研究一种更理想的CPFCT动态带宽算法，使得新的CPFCT算法的周期损耗更小，仍然是一个值得研究的热点问题。
发明内容
针对上述对目前CPFCT动态算法优缺点的分析，本发明的目的是提供一种改进的EPON动态带宽分配方法，用于光接入网的带宽分配。本发明所述的改进的EPON动态带宽分配方法，其特征为(I) EPON系统中最后一个0NU，先发送请求，后发送数据；(2)数据源预测模型；(3)带宽二次分配。其中(I) EPON系统中最后一个0NU，先发送请求，后发送数据；是用于提前收集到所有请求，再利用传递数据的时间，来抵消一部分数据处理时间，这样周期损耗必然减少，带宽利用率自然提高。(2)数据源预测模型，是一种线性预测模型，用于对数据源进行预测；在ONU向OLT发送完请求到ONU收到OLT发送的授权这段时间，ONU还在收到用户的请求，原来的授权请求机制中，这部分的请求要等到下个周期才能处理，这样这部分的请求的时延就会很大，但引入了数据源预测模型后，这部分的请求可部分在本周期发送，时延自然减少了。(3)带宽二次分配，用于对一次分配的碎片进行再次分配；传统的动态分配方法中，对收到的请求只进行一次分配，这样轻负载ONU 的带宽剩余，而重负载ONU的带宽不足，造成了带宽的浪费，如何利用轻负载ONU的剩余带宽，来弥补重负载ONU的带宽不足，是二次分配引入的切入点。以上所述的改进的EPON动态带宽分配方法，其特征在于(I)现有总带宽为B=曼土:_土!.其中
权利要求
1.一种改进的EPON动态带宽分配方法，其特征为 (1)EPON系统中最后一个0NU，先发送请求，后发送数据； (2)数据源预测模型； (3)带宽二次分配。
2.如权利要求I所述的改进的EPON动态带宽分配方法，其特征在于所述EPON系统中最后一个0NU，先发送请求，后发送数据；用于提前收集到所有请求，再利用传递数据的时间，来抵消一部分数据处理时间，减少周期损耗，提高带宽利用率。
3.如权利要求I所述的改进的EPON动态带宽分配方法，其特征在于所述数据源预测模型，是一种线性预测模型，用于对数据源进行预测；在ONU向OLT发送完请求到ONU收到OLT发送的授权这段时间，ONU还在收到用户的请求，这部分的请求部分在本周期发送，减少时延。
4.如权利要求I所述的改进的EPON动态带宽分配方法，其特征在于所述带宽二次分配，用于对一次分配的碎片进行再次分配；利用轻负载ONU的剩余带宽，来弥补重负载ONU的带宽不足。
5.如权利要求I至4所述的改进的EPON动态带宽分配方法，其特征在于 (1)现有总带宽为B=;其中为轮询周期，T 为保护时隙，
6.如权利要求5所述的改进的EPON动态带宽分配方法，其特征在于所述的第i个ONU的三种业务(EF、AF、BE)被分配的带宽Gf、Gf、Gf ;EF业务被分配的带宽为Gf qSf = (1+石);其中gF表不EF业务请求带宽，3为在等待分配的过程中产生的请求系数,TWif为EF业务从发送请求到OLT发送授权之前的时间； 第i个ONU除去EF业务剩余带宽为5; = Bi-Gfr ；轻负载情况下，即(Pf ) (1+ 3 X 5 AF业务被分配的带宽为G严=(1+ 3 )* Bf ;其中^■为AF业务的请求带宽； BE业务被分配的带宽为Qs =(1+3 )* Rf ;其中式为BE业务的请求带宽； 分配三种业务后剩余的带宽为茗=K- Gf ； 重负载情况下，即(d迎B\ AF业务第一次被分配的带宽为qf =MIN{(1+ g ^ ); BE业务第一次被分配的带宽为=MIN [0, 5 - Gf } AF业务未被分配的带宽为Rfr = Rfp Gf BE业务未被分批的带宽为Rf￡' = Rfs - Gfs。
7.如权利要求I至6所述的改进的EPON动态带宽分配方法，其特征在于 (1)轻负载0NU，S卩(Rf) (1+ a X 5的0NU，其EF业务被分配的带宽为Gf=Pf (1+ d );其AF业务被分配的带宽为Gf =(1+9 )* ;其BE业务被分配的带宽为Gf =(1+9； (2)重负载0NU，S卩(Rf+R^s ) (1+ I )>乓的0NU，其EF业务被分配的带宽为Gf=RT (1+ I );其AF业务被分配的带宽为Gf =Gf +Gf ;其BE业务被分配的带宽为Cf = Gf + 。全文摘要
本发明提供了一种利用改进的DBA算法解决EPON系统中带宽分配问题，其特征是第一方面，每个周期内的最后一个带宽请求和数据帧，先发送带宽请求，这样就可以利用传送数据的时间来进行带宽分配，使得周期损耗减小。第二方面，引入线性预测系数，用以弥补等待授权时间内收到的数据请求。最后，对带宽进行二次分配，充分利用一次分配的带宽碎片。从上述的三种方法着手，可以大大减少周期损耗，提高带宽利用率，减少业务时延。
文档编号H04Q11/00GK102629916SQ20121013830
公开日2012年8月8日 申请日期2012年5月7日 优先权日2012年5月7日
发明者吴斌, 张振荣 申请人:广西大学