一种无源光网络下行分组方法及数据调度方法

本发明涉及无源光网络，尤其是指一种无源光网络下行分组方法及数据调度方法。

背景技术：

1、无源光网络系统pon(passive optical network)作为接入网中最后一公里的技术得到高度重视，并且在商业上得到了广泛的应用。吉比特无源光网络(gpon)作为pon技术中的一种，由国际电信联盟(itu)提出并不断发展完善；从2004年提出2.5gbit/s速率的gpon系统到后面的10gbit/s、多波长系统再到近年的更高速率的无源光网络系统(hsp)，其系统速率高达到50gbit/s；不仅如此，在hsp系统中还首次引入了数字信号处理(dsp)技术，使传输方式灵活，可以通过不同的调制格式和不同的前向纠错方案来匹配不同的信道条件。随着dsp技术的使用，hsp系统的速率不再局限于50gbit/s，相关的研究中甚至能达到100gbit/s的速率；究其原因在于，所有的信道线速率是基于最差的系统信道条件进行匹配，而实际中，并不是所有的信道质量都很差；就接收光功率而言，多数的olt-onu对能承载更高的速率，这样就出现了系统中速率的多样化，dsp参数的多样化，以及系统吞吐量的最优化。

2、在无源光网络pon系统中有上行和下行之分，上行指从光网络单元onu(opticalnetwork unit)到光线路终端olt(optical line terminal)，下行指从olt到onu，无论是上行还是下行，在olt端和onu端的tc层都有三个子层，即服务适配子层、成帧子层、物理适配子层，不同的子层有不同的帧头信息封装和功能。服务适配子层将来自上层的服务数据单元(sdu)进行封装、复用等操作，具体操作是将xgem port-id分配给sdu或sdu片段，并应用xgem封装方法获得xgem帧，该端口id(port-id)在一个系统中是独一无二的，分属于不同的onu；其功能以下行为例，下行帧以广播方式发送给所有的onu，onu便通过端口id对帧进行过滤处理，得到属于特定onu的sdu数据。成帧子层将来自服务适配子层的所有xgem帧作为一个整体为其添加成帧子层的帧头(fs帧头)，形成fs帧；fs帧头中包含着主要的调度和控制信息，如带宽映射(bwmap)、物理层操作、管理和维护消息(ploam)、缓存占用信息(dbru)等；其中的bwmap消息对动态带宽分配(dba)机制非常重要，在下行fs帧的bwmap中的starttime和grantsize标志位决定了从每个onu来的上行突发数据之间互不冲突，保证上行数据的正常传输；而dba的存在，使得带宽资源被更合理的利用，用户端的服务质量(qos)也被保证；ploam消息支持onu注册、onu激活、onu波长管理、功耗管理等tc层管理功能；最后，fs帧会被递送到物理适配子层进行物理帧头(phy帧头)的添加；该子层的功能在于物理同步、前向纠错、扰乱/解扰。

3、在现有的hsp系统协议中并未涉及到onu分组的设计，下行olt与onu之间采用的是一种广播方式，所有的onu都会接收自己以及不属于自己的数据，对其进行处理后选择性地接收端口id对应的数据。dsp技术的引进极大的增加了系统配置的灵活性，在dsp参数多样化的前提下，这将导致onu处理数据的复杂度上升，增加系统的处理负担和设计复杂度。

技术实现思路

1、为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中下行数据的传输过程中，所有的onu都会接收自己以及不属于自己的数据，导致数据处理复杂度上升的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明提供了一种无源光网络下行分组方法，包括：

3、olt向所有的onu广播分组信息请求ploam消息；

4、onu识别到消息类型为分组信息请求ploam消息的消息后，响应一个分组上行ploam消息，所述分组上行ploam消息携带olt所需的分组信息；

5、olt接收到来自所有onu的分组上行ploam消息后，根据其分组信息，进行分组决策及dsp参数配置；

6、将包含所述分组决策与所述dsp参数配置的下行分组确认ploam消息广播至所有的onu，为所有onu添加组号，完成onu分组。

7、在本发明的一个实施例中，所述分组信息请求ploam消息、分组上行ploam消息与下行分组确认ploam消息均包括接收方与发送方的身份onu-id、信息类型message typeid、序列号计数seqno、信息主要内容message_content与信息校验mic。

8、在本发明的一个实施例中，所述分组信息请求ploam消息与下行分组确认ploam消息的message_content包括：

9、onu组号group_id_value，用于表示需要接收所述分组信息请求ploam消息或所述下行分组确认ploam消息的onu组；

10、分组消息类型group_id_type，用于表示当前消息为分组信息请求ploam消息还是下行分组确认ploam消息；

11、dsp参数配置dsp set，用于利用不同的值表示不同的dsp参数配置；

12、保留字段padding，由发射机设置为0×00。

13、在本发明的一个实施例中，所述下行分组确认ploam消息的onu-id字段使用特定的onu-id索引进行消息传输。

14、在本发明的一个实施例中，所述分组上行ploam消息的message_content包括：接收光功率received optical power、实际传输物理距离distance与保留字段padding。

15、在本发明的一个实施例中，olt向所有的onu广播分组信息请求ploam消息的触发条件包括：经过预设时间和/或监测到有新的onu加入，触发olt向所有的onu广播分组信息请求ploam消息，对onu进行重新分组。

16、本发明实施例还提供了一种数据调度方法，包括：

17、基于如上述所述的无源光网络下行分组方法实现onu分组；

18、在第n周期，olt向所有的onu广播通知消息，所述通知消息用于指示onu进行数据处理的时间；

19、在第n+1周期，olt向所有的onu广播数据帧，基于所述通知消息，由当前处于数据处理时间的onu对所述数据帧进行接收处理。

20、在本发明的一个实施例中，所述在第n+1周期，olt向所有的onu广播数据帧前，包括：

21、在服务适配子层对接收到的服务数据单元sdu进行封装，装配xgem头，生成xgem帧；

22、多个xgem帧在成帧子层聚合作为fs帧的净荷，净荷装配fs头，生成fs帧；

23、将来自服务适配子层的所述净荷按照不同的组别划分成多个子帧；

24、每个子帧与所述fs头和预设新增字段group tag，封装为fs子帧，进行传输。

25、在本发明的一个实施例中，所述预设新增字段group tag包括onu组索引group-id、数据首位比特开始时间groupstart、数据持续时间长度grouplength、保留字段r与混合错误纠正字段hec。

26、在本发明的一个实施例中，所述fs头包括带宽映射bwmap与ploam消息。

27、本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

28、1、本发明所述的无源光网络下行分组方法利用ploam消息在olt与onu之间交互，为每个onu设置分组id，为每个onu组设置dsp参数配置；由于olt与onu之间的物理信道条件是相对固定的，在长时间内信道质量波动性较小，所以onu分组也是相对固定，不需要短时性的快速变化，且ploam消息主要用于对物理层设备进行操作、管理和维护，而且对其进行添加和修改对整个帧结构的影响最小；因此，本发明利用ploam消息实现onu分组。

29、2、本发明在进行数据调度时，根据onu分组对传输数据帧进行分割，第n周期广播通知消息，以便所有的onu获取自己进行数据处理的时间，第n+1周期广播待传输数据帧，使处于数据处理时间的onu接收并进行数据处理；通过onu分组，采用合理的分组数量对应其dsp参数，每组onu只解析属于他们的数据，实现了逻辑上的单播，实现了组间处理数据上的分割，降低了系统处理数据的复杂度。