一种数据缓存方法、装置及光网络单元的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种数据缓存方法、装置及光网络单元，其中，数据缓存方法包括以下步骤：接收根据带宽申请返回的授权帧，其中，所述带宽申请包含的申请带宽值为二级缓存队列的长度，所述授权帧中包含授权带宽值；判断所述授权带宽值是否大于所述申请带宽值：当授权带宽值大于申请带宽值时，在授权发送时间窗口到来之前，将二级缓存队列的数据包读入三级缓存队列，并从一级缓存队列读取数据包补入三级缓存队列，使三级缓存队列的长度等于授权带宽值。本发明提出的数据缓存方法能够在授权带宽大于申请带宽时使用三级缓存，利用了多出的带宽，避免了浪费。
【专利说明】一种数据缓存方法、装置及光网络单元
【技术领域】
[0001]本发明涉及传输与IP【技术领域】，尤其涉及一种数据缓存方法、装置及光网络单
J Li ο
【背景技术】
[0002]作为电力系统的支撑和保障系统，电力通信网不仅承担着电力系统的生产指挥和调度，还为行政管理和自动化信息传输提供服务。综合考虑电力系统网络特点及业务要求，越来越多地采用EP0N(Bthernet Positive OpticalNetwork,以太无源光网络)技术实现电力系统的业务接入。EPON是一种新型的光纤接入网技术，它采用点到多点结构、无源光纤传输，在以太网之上提供多种业务。
[0003]在现有电力EPON系统中，针对多个不同优先级业务，QoS保障机制是采用多个队列的方式，不同优先级业务进入不同的队列。传输时，高优先级队列中的数据包优先发送，等高优先级队列清空后，才发送次高优先级队列数据包，待次高优先级队列被清空后，才发送低优先级队列中的数据包。具体过程如图1所示。
[0004]此外，在现有EPON系统中，采用二级缓存方式，如图2所示，0NU(0ptical NetworkUnit,光网络段元)向OLT (Optical Line Terminal,光线路终端)申请带宽时，根据一级缓存队列的业务优先级高低，把二级缓存队列填满，然后把二级缓存队列的长度Wmax作为申请带宽值，向OLT申请带宽。
[0005]ONU向OLT申请带宽为Wmax，OLT端采用动态带宽分配算法，即OLT对该ONU进行流量预测，一旦该ONU业务流量比较大时，OLT会在ONU申请的Wmax基础上，额外为ONU分配一个预测带宽Wp，因此，OLT为ONU分配的授权带宽Wg = ffmax+ffp,也即，授权带宽大于二级缓存队列的长度。当OLT分配给ONU的时间窗口到来后，ONU把二级缓存队列中的数据包发送出去，此时还有空余带宽Wp未使用，但是，EPON中的光链路速率为1.25Gbps，在如此短的时间窗口内，ONU根本来不及再从一级缓存队列读取数据包到二级缓存队列进行发送，因此，这就导致OLT分配给ONU的额外带宽Wp完全没有利用起来，造成了带宽浪费。
【发明内容】
[0006]有鉴于此，本发明的目的在于提出一种数据缓存方法、装置及光网络单元，其能够避免带宽浪费的问题。
[0007]为达此目的，本发明采用以下技术方案，一种数据缓存方法，包括以下步骤:
[0008]接收根据带宽申请返回的授权帧，其中，所述带宽申请包含的申请带宽值为二级缓存队列的长度，所述授权帧中包含授权带宽值；
[0009]判断所述授权带宽值是否大于所述申请带宽值:当授权带宽值大于申请带宽值时，在授权发送时间窗口到来之前，将二级缓存队列的数据包读入三级缓存队列，并从一级缓存队列读取数据包补入三级缓存队列，使三级缓存队列的长度等于授权带宽值。
[0010]本发明提出的数据缓存方法能够在授权带宽大于申请带宽时使用三级缓存，利用了多出的带宽，避免了浪费。
[0011]作为上述技术方案的优选，从一级缓存队列读取数据包补入三级缓存队列的步骤包括:根据一级缓存队列的优选级，从一级缓存队列读取数据包补入三级缓存队列。本方案可以根据优先级将数据包补入三级缓存队列。
[0012]作为上述技术方案的优选，根据一级缓存队列的优先级，将一级缓存队列的数据读入二级缓存队列获得二级缓存队列的长度。本方案限定了二级缓存队列的长度是根据具有优先级的一级缓存队列得来。
[0013]本发明的另一方面，提出一种电力EPON系统的QOS保障方法，包括以下步骤:
[0014]根据一级缓存队列的优先级，将一级缓存队列的数据包读入二级缓存队列；
[0015]发送带宽申请，所述带宽申请包含的申请带宽值为二级缓存队列的长度；
[0016]接收根据带宽申请返回的授权帧，判断授权帧中包含的授权带宽值是否大于所述申请带宽值:当授权带宽值大于申请带宽值时，在授权发送时间窗口到来之前，将二级缓存队列的数据包读入三级缓存队列，并从一级缓存队列读取数据包补入三级缓存队列，使三级缓存队列的长度等于授权带宽值；
[0017]在授权发送时间窗口中发送三级缓存队列的数据包。
[0018]本发明提出的QOS保障方法，由于采用了三级缓存的结构，很好地利用了分配而来的带宽，避免了带宽的浪费，更好地保障了 Q0S。
[0019]作为上述技术方案的优选，从一级缓存队列读取数据包补入三级缓存队列的步骤包括:根据一级缓存队列的优选级，从一级缓存队列读取数据包补入三级缓存队列。
[0020]本发明的另一方面，提出一种数据缓存装置，包括:
[0021]接收模块，用于接收根据带宽申请返回的授权帧，其中，所述带宽申请包含的申请带宽值为二级缓存队列的长度，所述授权帧中包含授权带宽值；
[0022]处理模块，用于判断所述授权带宽值是否大于所述申请带宽值:当授权带宽值大于申请带宽值时，在授权发送时间窗口到来之前，将二级缓存队列的数据包读入三级缓存队列，并从一级缓存队列读取数据包补入三级缓存队列，使三级缓存队列的长度等于授权带宽值。
[0023]作为上述技术方案的优选，所述处理模块还用于:根据一级缓存队列的优选级，从一级缓存队列读取数据包补入三级缓存队列。
[0024]作为上述技术方案的优选，根据一级缓存队列的优先级，将一级缓存队列的数据读入二级缓存队列获得二级缓存队列的长度。
[0025]本发明的另一方面，提出一种光网络单元，包括:
[0026]第一缓存装置，用于根据一级缓存队列的优先级，将一级缓存队列的数据包读入二级缓存队列；
[0027]发送申请装置，用于发送带宽申请，所述带宽申请包含的申请带宽值为二级缓存队列的长度；
[0028]第二缓存装置，用于接收根据带宽申请返回的授权帧，判断授权帧中包含的授权带宽值是否大于所述申请带宽值:当授权带宽值大于申请带宽值时，在授权发送时间窗口到来之前，将二级缓存队列的数据包读入三级缓存队列，并从一级缓存队列读取数据包补入三级缓存队列，使三级缓存队列的长度等于授权带宽值；[0029]发送数据装置，用于在授权发送时间窗口中发送三级缓存队列的数据包。
[0030]作为上述技术方案的优选，所述第二缓存装置还用于:根据一级缓存队列的优选级，从一级缓存队列读取数据包补入三级缓存队列。
[0031]本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
[0032]下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
【专利附图】
【附图说明】
[0033]附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中:
[0034]图1是现有技术中采用的优先级队列的示意图；
[0035]图2是现有技术中采用的二级缓存方法的示意图；
[0036]图3是本发明优选实施例提出的数据缓存方法的流程图；
[0037]图4是本发明一具体实施例提出的数据缓存方法的流程图；
[0038]图5是根据图4的数据缓存方法构建的三级缓存结构的示意图；
[0039]图6是本发明优选实施例提出的电力EPON系统的QOS保障方法的流程图；
[0040]图7是本发明一具体实施例提出的电力EPON系统的QOS保障方法的流程图；
[0041]图8是本发明优选实施例提出的数据缓存装置的结构示意图；
[0042]图9是本发明优选实施例提出的光网络单元的结构示意图。
【具体实施方式】
[0043]以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
[0044]如图3所示为本发明提出的数据缓存方法的优选实施例，包括以下步骤:
[0045]步骤S31:接收根据带宽申请返回的授权巾贞,其中，所述带宽申请包含的申请带宽值为二级缓存队列的长度，所述授权帧中包含授权带宽值；
[0046]步骤S32:判断所述授权带宽值是否大于所述申请带宽值:当授权带宽值大于申请带宽值时，在授权发送时间窗口到来之前，将二级缓存队列的数据包读入三级缓存队列，并从一级缓存队列读取数据包补入三级缓存队列，使三级缓存队列的长度等于授权带宽值。
[0047]本发明提出的数据缓存方法是在原有的二级缓存基础上，根据授权带宽值的大小动态地建立三级缓存，避免了授权带宽被浪费的现象。
[0048]下面通过具体实施例来对本发明提出的数据缓存方法进行详细说明。
[0049]具体实施例如图4所示,包括:
[0050]步骤S41 =ONU向OLT申请带宽时，根据一级缓存队列的业务优先级高低，把二级缓存队列填满，然后把二级缓存队列的长度Wmax作为申请带宽值，向OLT申请带宽；
[0051]步骤S42:0LT为ONU分配带宽，基本地，OLT会为ONU分配其所要求的带宽，当OLT采用动态带宽分配算法时，将对该ONU进行流量预测，一旦该ONU业务流量比较大时，OLT会在ONU申请的Wmax基础上，额外为ONU分配一个预测带宽Wp，因此，OLT为ONU分配的授权带宽 Wg = ffmax+ffp ；
[0052]步骤S43:接收OLT发送的包含授权带宽Wg的授权帧(Grant)；
[0053]步骤S44:判断授权带宽值是否大于所述申请带宽值，若是，执行步骤S45 ;若否，则冻结三级缓存队列；
[0054]步骤S45:在授权发送时间窗口到来之前，将二级缓存队列的数据包读入三级缓存队列，并从一级缓存队列读取数据包补入三级缓存队列，使三级缓存队列的长度等于授权带宽值，由此，建立起了三级缓存的结构，如图5所示；
[0055]在本步骤中，优选地，根据一级缓存队列的优选级，从一级缓存队列读取数据包补入二级缓存队列。
[0056]本实施例详细说明了三级缓存结构的建立过程，其中，ONU根据OLT授权帧给出的授权带宽大小，自适应控制三级缓存队列的状态，即当OLT不采用动态带宽预测算法时，把三级缓存队列冻结，只保留一级和二级缓存队列，当OLT采用动态带宽预测算法时，将三级缓存队列苏醒，并且，三级缓存队列的入队时间被严格控制在授权帧到达ONU之后及ONU发送时间窗口到达之前。该三级缓存结构克服了 OLT采用动态带宽预测算法分配给ONU的带宽时带来的浪费。并且，由于三级缓存队列的入队时间的入队时间严格控制在在授权帧到达ONU之后及ONU发送时间窗口到达之前，因此，三级缓存队列不带来任何网络传输延迟。
[0057]根据上述数据缓存方法，本发明还提出一种电力EPON系统的Q0S(Quality ofService,服务质量)保障方法,如图6所示,包括:
[0058]步骤S61:根据一级缓存队列的优先级，将一级缓存队列的数据包读入二级缓存队列；
[0059]步骤S62:发送带宽申请，所述带宽申请包含的申请带宽值为二级缓存队列的长度；
[0060]步骤S63:接收根据带宽申请返回的授权帧，判断授权帧中包含的授权带宽值是否大于所述申请带宽值:当授权带宽值大于申请带宽值时，在授权发送时间窗口到来之前，将二级缓存队列的数据包读入三级缓存队列，并从一级缓存队列读取数据包补入三级缓存队列，使三级缓存队列的长度等于授权带宽值；
[0061]步骤S64:在授权发送时间窗口中发送三级缓存队列的数据包。
[0062]本发明提出的QOS保障方法由于采用了三级缓存的结构，很好地利用了分配而来的带宽，避免了带宽的浪费。
[0063]下面通过具体实施例来对本发明提出的QOS保障方法进行详细说明。
[0064]具体实施例如图7所示,包括:
[0065]步骤S71:根据优先级，将不同优先级的业务读入不同的一级缓存队列中；发送数据时，高优先级队列中的数据包优先发送，等高优先级队列清空后，才发送次高优先级队列数据包，待次高优先级队列被清空后，才发送低优先级队列中的数据包；
[0066]步骤S72:根据一级缓存队列的优先级，将一级缓存队列的数据包读入二级缓存队列；
[0067]步骤S73:向OLT发送带宽申请，带宽申请中申请的带宽值为二级缓存队列的长度；[0068]步骤S74:0LT接收带宽申请后开始分配带宽，基本地，OLT会为ONU分配其所要求的带宽，当OLT采用动态带宽分配算法时，将对该ONU进行流量预测，一旦该ONU业务流量比较大时，OLT会在ONU申请的Wmax基础上，额外为ONU分配一个预测带宽Wp，因此，OLT为ONU分配的授权带宽Wg = ffmax+ffp ；
[0069]步骤S75 =OLT发送授权帧，授权帧中包含授权带宽值；
[0070]步骤S76:接收授权帧，判断授权帧中的授权带宽值是否大于所述申请带宽值，若是，执行步骤S76 ;若否，则冻结三级缓存队列；
[0071]步骤S76:在授权发送时间窗口到来之前，将二级缓存队列的数据包读入三级缓存队列，并根据优选级从一级缓存队列读取数据包补入三级缓存队列，使三级缓存队列的长度等于授权带宽值；
[0072]步骤S77:在授权发送时间窗口中发送三级缓存队列的数据包。
[0073]相应地，本发明提出一种数据缓存装置，如图8所示，包括:
[0074]接收模块801，用于接收根据带宽申请返回的授权帧，其中，所述带宽申请包含的申请带宽值为二级缓存队列的长度，所述授权帧中包含授权带宽值；
[0075]处理模块802，用于判断所述授权带宽值是否大于所述申请带宽值:当授权带宽值大于申请带宽值时，在授权发送时间窗口到来之前，将二级缓存队列的数据包读入三级缓存队列，并从一级缓存队列读取数据包补入三级缓存队列，使三级缓存队列的长度等于授权带宽值。
[0076]其中，处理模块802还用于:根据一级缓存队列的优选级，从一级缓存队列读取数据包补入三级缓存队列。
[0077]其中，可以根据一级缓存队列的优先级，将一级缓存队列的数据读入二级缓存队列，从而获得二级缓存队列的长度。
[0078]本发明还提出一种光网络单元，如图9所示，包括:
[0079]第一缓存装置901，用于根据一级缓存队列的优先级，将一级缓存队列的数据包读入二级缓存队列；
[0080]发送申请装置902，用于发送带宽申请，所述带宽申请包含的申请带宽值为二级缓存队列的长度；
[0081]第二缓存装置903，用于接收根据带宽申请返回的授权帧，判断授权帧中包含的授权带宽值是否大于所述申请带宽值:当授权带宽值大于申请带宽值时，在授权发送时间窗口到来之前，将二级缓存队列的数据包读入三级缓存队列，并从一级缓存队列读取数据包补入三级缓存队列，使三级缓存队列的长度等于授权带宽值；
[0082]发送数据装置904，用于在授权发送时间窗口中发送三级缓存队列的数据包。
[0083]其中，第二缓存装置903还用于根据一级缓存队列的优选级，从一级缓存队列读取数据包补入三级缓存队列。
[0084]本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可周程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。[0085]本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0086]这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0087]这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0088]显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
【权利要求】
1.一种数据缓存方法，其特征在于，包括以下步骤: 接收根据带宽申请返回的授权帧，其中，所述带宽申请包含的申请带宽值为二级缓存队列的长度，所述授权帧中包含授权带宽值； 判断所述授权带宽值是否大于所述申请带宽值:当授权带宽值大于申请带宽值时，在授权发送时间窗口到来之前，将二级缓存队列的数据包读入三级缓存队列，并从一级缓存队列读取数据包补入三级缓存队列，使三级缓存队列的长度等于授权带宽值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，从一级缓存队列读取数据包补入三级缓存队列的步骤包括:根据一级缓存队列的优选级，从一级缓存队列读取数据包补入三级缓存队列。
3.根据权利要求1或2所述的数据缓存方法，其特征在于，根据一级缓存队列的优先级，将一级缓存队列的数据读入二级缓存队列获得二级缓存队列的长度。
4.一种电力EPON系统的QOS保障方法，其特征在于，包括以下步骤: 根据一级缓存队列的优先级，将一级缓存队列的数据包读入二级缓存队列； 发送带宽申请，所述带宽申请包含的申请带宽值为二级缓存队列的长度； 接收根据带宽申请返回的授权帧，判断授权帧中包含的授权带宽值是否大于所述申请带宽值:当授权带宽值大于申请带宽值时，在授权发送时间窗口到来之前，将二级缓存队列的数据包读入三级缓存队列，并从一级缓存队列读取数据包补入三级缓存队列，使三级缓存队列的长度等于授权带宽值； 在授权发送时间窗口中发送三级缓存队列的数据包。
5.根据权利要求4所述`的方法，其特征在于，从一级缓存队列读取数据包补入三级缓存队列的步骤包括:根据一级缓存队列的优选级，从一级缓存队列读取数据包补入三级缓存队列。
6.一种数据缓存装置，其特征在于，包括: 接收模块，用于接收根据带宽申请返回的授权帧，其中，所述带宽申请包含的申请带宽值为二级缓存队列的长度，所述授权帧中包含授权带宽值； 处理模块，用于判断所述授权带宽值是否大于所述申请带宽值:当授权带宽值大于申请带宽值时，在授权发送时间窗口到来之前，将二级缓存队列的数据包读入三级缓存队列，并从一级缓存队列读取数据包补入三级缓存队列，使三级缓存队列的长度等于授权带宽值。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述处理模块还用于:根据一级缓存队列的优选级，从一级缓存队列读取数据包补入三级缓存队列。
8.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，根据一级缓存队列的优先级，将一级缓存队列的数据读入二级缓存队列获得二级缓存队列的长度。
9.一种光网络单元，其特征在于，包括: 第一缓存装置，用于根据一级缓存队列的优先级，将一级缓存队列的数据包读入二级缓存队列； 发送申请装置，用于发送带宽申请，所述带宽申请包含的申请带宽值为二级缓存队列的长度； 第二缓存装置，用于接收根据带宽申请返回的授权帧，判断授权帧中包含的授权带宽值是否大于所述申请带宽值:当授权带宽值大于申请带宽值时，在授权发送时间窗口到来之前，将二级缓存队列的数据包读入三级缓存队列，并从一级缓存队列读取数据包补入三级缓存队列，使三级缓存队列的长度等于授权带宽值； 发送数据装置，用于在授权发送时间窗口中发送三级缓存队列的数据包。
10.根据权利要求9所述的光网络单元，其特征在于，所述第二缓存装置还用于:根据一级缓存队列的优选 级，从一级缓存队列读取数据包补入三级缓存队列。
【文档编号】H04L12/927GK103795653SQ201210421254
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2012年10月30日 优先权日:2012年10月30日
【发明者】熊晓方, 吴国良, 王东山, 王凯睿, 周寒冰, 汪波涛, 陈雨新 申请人:江西南昌供电公司, 国网电力科学研究院, 国家电网公司