專(zhuān)利名稱(chēng)：無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)帶寬分配裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光通信領(lǐng)域，特別涉及無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)帶寬分配裝置及方法。
背景技術(shù)：
無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)(Passive Optical Network，簡(jiǎn)稱(chēng)″PON″)是指光配線網(wǎng)中不含有任何電子器件及電子電源，全部由光分路器等無(wú)源器件組成，不需要貴重的有源電子設(shè)備的一種光接入網(wǎng)。PON作為一種新興的覆蓋最后一公里的寬帶接入光纖技術(shù)，其在光分支點(diǎn)不需要節(jié)點(diǎn)設(shè)備，只需安裝一個(gè)簡(jiǎn)單的光分支器即可，因此具有節(jié)省光纜資源、帶寬資源共享、節(jié)省機(jī)房投資、設(shè)備安全性高、建網(wǎng)速度快、綜合建網(wǎng)成本低等優(yōu)點(diǎn)。PON的低成本已經(jīng)使其成為光纖到大樓(Fiber To The Building，簡(jiǎn)稱(chēng)″FTTB″)、光纖到路邊(FiberTo The Curb，簡(jiǎn)稱(chēng)″FTTC″)、光纖到家庭(Fiber To The Home，簡(jiǎn)稱(chēng)″FTTH″)等FTTx網(wǎng)絡(luò)的最理想的寬帶接入方式。
PON作為目前光接入網(wǎng)的主要類(lèi)型，主要分為異步傳輸模式無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)(ATM Passive Optical Network，簡(jiǎn)稱(chēng)″APON″)和以太網(wǎng)無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)(Ethernet Passive Optical Network，簡(jiǎn)稱(chēng)″EPON″)，是點(diǎn)到多點(diǎn)的主從控制結(jié)構(gòu)，如圖1所示，光纖線路終端(Optical Line Terminal，簡(jiǎn)稱(chēng)″OLT″)為主結(jié)點(diǎn)設(shè)備，通過(guò)光分路器與多個(gè)光纖網(wǎng)絡(luò)單元(Optical Network Unit，簡(jiǎn)稱(chēng)″ONU″)相連，并進(jìn)行ONU注冊(cè)、待發(fā)數(shù)據(jù)授權(quán)、媒體接入控制子層(MediaAccess Control sub layer，簡(jiǎn)稱(chēng)″MAC″)消息交互等處理；ONU為從結(jié)點(diǎn)設(shè)備，響應(yīng)OLT發(fā)現(xiàn)消息，上報(bào)待發(fā)數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，根據(jù)授權(quán)信息進(jìn)行各端口數(shù)據(jù)的發(fā)送，并且下掛多個(gè)用戶(hù)終端，支持多業(yè)務(wù)并行。在光接入網(wǎng)的此種框架結(jié)構(gòu)下，如何合理分配帶寬、有效利用網(wǎng)絡(luò)資源并滿(mǎn)足業(yè)務(wù)需求，成為PON MAC方案中很重要的內(nèi)容。
光接入網(wǎng)中，帶寬分配有兩種方式靜態(tài)帶寬分配(Static BandwidthAllocation，簡(jiǎn)稱(chēng)″SBA″)和動(dòng)態(tài)帶寬分配(Dynamic Bandwidth Allocation，簡(jiǎn)稱(chēng)″DBA″)。靜態(tài)帶寬分配固定分配各ONU或其端口的帶寬，未用時(shí)隙不能被搶占，帶寬利用率比較低，并且對(duì)高突發(fā)率的自似然業(yè)務(wù)適應(yīng)力不強(qiáng)。動(dòng)態(tài)帶寬分配算法是一種基于當(dāng)前用戶(hù)業(yè)務(wù)需求進(jìn)行快速帶寬重分配的機(jī)制或算法，可根據(jù)ONU突發(fā)業(yè)務(wù)的要求，通過(guò)在ONU之間動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)帶寬來(lái)提高PON帶寬利用率。
目前有多種動(dòng)態(tài)帶寬分配方法，比如，以加州大學(xué)Davis分校、Alloptic公司雇員Glen Kramer為主提出的稱(chēng)為周期自適應(yīng)交叉輪循(InterleavedPolling with Adaptive Cycle Time，簡(jiǎn)稱(chēng)″IPACT″)的PON動(dòng)態(tài)帶寬分配方法；國(guó)際電信聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)部(International Telecommunication Union-Telecommunication Standardization Sector，簡(jiǎn)稱(chēng)″ITU-T″)的G.983.4標(biāo)準(zhǔn)提出的一種特別針對(duì)APON的DBA協(xié)議等。
在美國(guó)專(zhuān)利US6546014中描述的IPACT方法的主要思路是來(lái)自前一ONU的發(fā)送數(shù)據(jù)到達(dá)OLT之前就輪循下一ONU以確定是否授權(quán)及授權(quán)額度等信息。下面參照?qǐng)D2描述這一方法的某些細(xì)節(jié)，圖中以一個(gè)OLT與三個(gè)OUN通信為例進(jìn)行方法描述。假定某輪詢(xún)周期開(kāi)始時(shí)刻t0，OLT有每個(gè)ONU的待發(fā)數(shù)據(jù)長(zhǎng)度及環(huán)路傳輸時(shí)延(Round Trip Time，簡(jiǎn)稱(chēng)″RTT″)信息，并存儲(chǔ)在輪詢(xún)表(Polling Table)中。
如圖2中(a)所示，OLT在輪詢(xún)周期開(kāi)始時(shí)，給ONU1發(fā)送授權(quán)信息，允許其發(fā)送6000字節(jié)。收到授權(quán)信息后，ONU發(fā)送數(shù)據(jù)直到授權(quán)窗口結(jié)束。在向OLT發(fā)送數(shù)據(jù)的同時(shí)，ONU一直從下掛的用戶(hù)終端接收數(shù)據(jù)，并做緩存。在發(fā)送數(shù)據(jù)的最后，ONU產(chǎn)生下一輪待發(fā)數(shù)據(jù)信息，并上報(bào)。圖中為550字節(jié)。
如圖2中(b)所示，在收到前一個(gè)ONU的響應(yīng)之前，OLT計(jì)算前一個(gè)ONU數(shù)據(jù)的最后一個(gè)比特到達(dá)的時(shí)間第一比特的到達(dá)時(shí)間(該ONU的RTT)加上該ONU授權(quán)的發(fā)送數(shù)據(jù)長(zhǎng)度。于是OLT便可根據(jù)下一ONU的RTT信息，在確切的時(shí)刻發(fā)送下一ONU的授權(quán)信息，使得前后兩個(gè)ONU的數(shù)據(jù)發(fā)送窗口僅相差一個(gè)保護(hù)帶。
如圖2中(c)所示，當(dāng)ONU1的數(shù)據(jù)全部被OLT接收以后，OLT根據(jù)附帶的下一輪待發(fā)數(shù)據(jù)信息更新輪詢(xún)表中的信息，作為下一輪輪詢(xún)周期的參考數(shù)據(jù)。對(duì)于RTT信息的更新，OLT通過(guò)對(duì)授權(quán)信息發(fā)送和數(shù)據(jù)接收的跟蹤獲取。
如圖2中(d)所示，OLT對(duì)ONU2、ONU3做同樣處理。
當(dāng)某個(gè)ONU中緩存數(shù)據(jù)為空時(shí)，上報(bào)的下一輪待發(fā)數(shù)據(jù)置為零，這樣授權(quán)的窗口為零，ONU照樣可以在下次上報(bào)的待發(fā)數(shù)據(jù)請(qǐng)求中申請(qǐng)授權(quán)窗口。
如果OLT授權(quán)每個(gè)ONU在一次發(fā)送過(guò)程中發(fā)送完其所有緩存中的內(nèi)容，則數(shù)據(jù)量大的那些ONU可能會(huì)獨(dú)占整個(gè)帶寬。為避免這一點(diǎn)，OLT將限制最大發(fā)送量。每個(gè)ONU將被授權(quán)發(fā)送其前一周期請(qǐng)求的數(shù)據(jù)量，但不超過(guò)預(yù)定的最大限制，即最大發(fā)送窗口尺寸。對(duì)數(shù)據(jù)發(fā)送量最大限制的不同設(shè)定，將產(chǎn)生若干不同的方案。比如是固定的，基于服務(wù)水平協(xié)議(ServiceLevel Agreement，簡(jiǎn)稱(chēng)″SLA″)，這種方案忽略請(qǐng)求窗口大小而總是授予最大發(fā)送窗口；或者受限的，其授權(quán)請(qǐng)求字節(jié)數(shù)但不超過(guò)最大發(fā)送窗口；或者常量信用額度(Constant Credit)，其在請(qǐng)求窗口之上加一常量信用額度；或者線性信用額度(Linear Credit)，其在請(qǐng)求窗口之上加一與請(qǐng)求窗口成線性比例關(guān)系的信用額度；或者彈性的，其試圖去除固定最大窗口的限制，唯一限制因素為最大周期時(shí)間。
IPACT的控制消息不是標(biāo)準(zhǔn)的APON或EPON規(guī)定消息，其在數(shù)據(jù)流中插入轉(zhuǎn)義碼(Escape，簡(jiǎn)稱(chēng)″ESC″)字符以標(biāo)識(shí)后面為控制消息數(shù)據(jù)，后跟隨ONU結(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)(Node Identifier，簡(jiǎn)稱(chēng)″NID″)和請(qǐng)求授權(quán)窗口尺寸(Window Size，簡(jiǎn)稱(chēng)″WS″)。
另外，在ITU-T G.983.4標(biāo)準(zhǔn)提出的DBA協(xié)議中，把來(lái)自O(shè)NU的業(yè)務(wù)分成幾種類(lèi)型的傳輸適配容器(Transmission Container，簡(jiǎn)稱(chēng)″T-CONT″)，本質(zhì)上為承載異步傳輸模式(Asynchronous Transfer Mode，簡(jiǎn)稱(chēng)″ATM″)的虛通路(Virtual Path，簡(jiǎn)稱(chēng)″VP″)或虛通道(Virtual Channel，簡(jiǎn)稱(chēng)″VC″)的″管道″，具有不同服務(wù)質(zhì)量(Quality of Service，簡(jiǎn)稱(chēng)″QoS″)要求的VP和VC到T-CONT的復(fù)用為可編程的。每種T-CONT類(lèi)型有其特定的帶寬分配要求。按照處理業(yè)務(wù)的優(yōu)先級(jí)由高到低分為4類(lèi)適配器，分別為T(mén)-CONT1、T-CONT2、T-CONT3和T-CONT4，T-CONT5可以對(duì)所有的業(yè)務(wù)適配，其目的是為了減少傳輸適配容器的數(shù)量。而帶寬分配要求有四種類(lèi)型固定帶寬，保證帶寬，非保證帶寬和盡力傳輸帶寬。
該DBA協(xié)議有三種策略非狀態(tài)上報(bào)(Non-Status-Reporting，簡(jiǎn)稱(chēng)″NSR″)，狀態(tài)上報(bào)(Status-Reporting，簡(jiǎn)稱(chēng)″SR″)和混合類(lèi)型。對(duì)于NSR策略，OLT要進(jìn)行業(yè)務(wù)監(jiān)控；對(duì)于SR策略，ONU和光網(wǎng)絡(luò)終端(OpticalNetwork Terminal，簡(jiǎn)稱(chēng)″ONT″)要發(fā)送狀態(tài)報(bào)告給OLT；對(duì)于混合策略，OLT既要進(jìn)行業(yè)務(wù)監(jiān)控，又要處理來(lái)自O(shè)NU/ONT的狀態(tài)報(bào)告。
SR策略中，ONU采集除T-CONT1之外傳輸適配器的狀態(tài)，通過(guò)物理層操作管理維護(hù)(Physical Layer Operation、Administration、Maintenance，簡(jiǎn)稱(chēng)″PLOAM″)信息幀上報(bào)給OLT。OLT根據(jù)上行PLOAM信息得出ONU中各容器的狀態(tài)，根據(jù)算法分配確保帶寬、未確保帶寬和盡力傳輸帶寬給各容器其中，帶寬分配采用了各種調(diào)度方法來(lái)實(shí)現(xiàn)其公平性。比如有無(wú)記憶、逐步遞增、逐步增減等算法。
這些算法的帶寬更新區(qū)別為，當(dāng)檢測(cè)到某T-CONT有擁塞時(shí)，無(wú)記憶算法分配更多資源給該組，分配的資源與先前分配資源無(wú)關(guān)；逐步遞增算法則在先前分配資源的基礎(chǔ)上，漸次增加更多資源分配給該組；逐步增減算法在先前分配資源的基礎(chǔ)上，逐步減少其他組資源，以增加分配給該組的資源。
在實(shí)際應(yīng)用中，上述方案存在以下問(wèn)題只能應(yīng)用在單一性質(zhì)的系統(tǒng)，不能根據(jù)不同策略區(qū)分處理不同類(lèi)型的業(yè)務(wù)，無(wú)法滿(mǎn)足多種業(yè)務(wù)類(lèi)型的QoS需求，無(wú)法按照用戶(hù)業(yè)務(wù)端口進(jìn)行帶寬分配，無(wú)法動(dòng)態(tài)處理ONU離線的情況。
造成這種情況的一個(gè)主要原因在于，均沒(méi)有對(duì)不同業(yè)務(wù)設(shè)置不同的分配策略；技術(shù)方案一中輪詢(xún)周期是隨著數(shù)據(jù)量自適應(yīng)變化的，導(dǎo)致同一業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)發(fā)送不定時(shí)，不能滿(mǎn)足時(shí)延均勻的實(shí)時(shí)性業(yè)務(wù)的需求；技術(shù)方案二中采取Round-Robin式固定順序輪循，是專(zhuān)門(mén)針對(duì)面向連接的、協(xié)議數(shù)據(jù)單元(Protocol Data Unit，簡(jiǎn)稱(chēng)″PDU″)定長(zhǎng)的APON應(yīng)用，而帶寬更新機(jī)制針對(duì)的是T-CONT，不能按照不同端口進(jìn)行帶寬分配處理。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)帶寬分配裝置及方法，使得動(dòng)態(tài)帶寬分配方法實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)透明，能適應(yīng)不同類(lèi)型業(yè)務(wù)需求，提高帶寬利用率，實(shí)現(xiàn)帶寬公平分配，健壯性好，實(shí)時(shí)性強(qiáng)，并且能對(duì)不同端口進(jìn)行帶寬分配，同時(shí)支持ONU的離線帶寬釋放。
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)帶寬分配裝置，包含上行業(yè)務(wù)激活光纖網(wǎng)絡(luò)單元位映射寄存器，用于存儲(chǔ)各類(lèi)業(yè)務(wù)的光纖網(wǎng)絡(luò)單元激活信息；上行業(yè)務(wù)激活端口位映射表，用于存儲(chǔ)各類(lèi)業(yè)務(wù)的端口激活信息；上行虛擬媒體接入控制子層上報(bào)信息表，用于存儲(chǔ)光纖網(wǎng)絡(luò)單元上報(bào)的各業(yè)務(wù)端口的待發(fā)數(shù)據(jù)長(zhǎng)度信息；上行虛擬媒體接入控制子層授權(quán)信息表，用于存儲(chǔ)各個(gè)業(yè)務(wù)端口的授權(quán)信息；
所述動(dòng)態(tài)帶寬分配裝置，參考所述的光纖網(wǎng)絡(luò)單元激活信息、端口激活信息及待發(fā)數(shù)據(jù)長(zhǎng)度信息，依據(jù)不同的業(yè)務(wù)類(lèi)型預(yù)先設(shè)定優(yōu)先級(jí)，根據(jù)所述預(yù)先設(shè)定的優(yōu)先級(jí)，對(duì)各業(yè)務(wù)流按優(yōu)先級(jí)高低分別進(jìn)行處理，以端口為單位進(jìn)行動(dòng)態(tài)帶寬分配，將相應(yīng)的授權(quán)信息存儲(chǔ)于所述的授權(quán)信息表中，根據(jù)所述的授權(quán)信息為相應(yīng)的光纖網(wǎng)絡(luò)單元生成授權(quán)消息，并發(fā)送給所述的光纖網(wǎng)絡(luò)單元。
其中，還包括光纖網(wǎng)絡(luò)單元狀態(tài)信息表，用于記錄各光纖網(wǎng)絡(luò)單元的狀態(tài)信息；光纖網(wǎng)絡(luò)單元激活超時(shí)計(jì)數(shù)表，用于記錄各光纖網(wǎng)絡(luò)單元的超時(shí)信息；所述動(dòng)態(tài)帶寬分配裝置根據(jù)所述的狀態(tài)信息和超時(shí)信息，判斷光纖網(wǎng)絡(luò)單元是否離線，對(duì)于離線的光纖網(wǎng)絡(luò)單元釋放其相關(guān)的資源。
其中，所述上行業(yè)務(wù)激活光纖網(wǎng)絡(luò)單元位映射寄存器包含各光纖網(wǎng)絡(luò)單元相應(yīng)的比特，用于指示該類(lèi)業(yè)務(wù)的光纖網(wǎng)絡(luò)單元激活信息；所述上行業(yè)務(wù)激活端口位映射表包含每個(gè)光纖網(wǎng)絡(luò)單元相應(yīng)的表項(xiàng)，由光纖網(wǎng)絡(luò)單元標(biāo)識(shí)符索引，表項(xiàng)包含該光纖網(wǎng)絡(luò)單元的該類(lèi)業(yè)務(wù)端口的激活信息；所述上行虛擬媒體接入控制子層上報(bào)信息表包含每個(gè)光纖網(wǎng)絡(luò)單元端口相應(yīng)的表項(xiàng)，由光纖網(wǎng)絡(luò)單元標(biāo)識(shí)符加端口偏移索引，表項(xiàng)包含上報(bào)標(biāo)志、上報(bào)信息；所述上行虛擬媒體接入控制子層授權(quán)信息表包含每個(gè)光纖網(wǎng)絡(luò)單元端口相應(yīng)的表項(xiàng)，由光纖網(wǎng)絡(luò)單元標(biāo)識(shí)符加端口偏移索引，表項(xiàng)包含授權(quán)標(biāo)志、授權(quán)信息；所述光纖網(wǎng)絡(luò)單元狀態(tài)信息表包含每個(gè)光纖網(wǎng)絡(luò)單元相應(yīng)的表項(xiàng)，由光纖網(wǎng)絡(luò)單元標(biāo)識(shí)符索引，表項(xiàng)包含光纖網(wǎng)絡(luò)單元狀態(tài)信息；
所述光纖網(wǎng)絡(luò)單元激活超時(shí)計(jì)數(shù)表包含每個(gè)光纖網(wǎng)絡(luò)單元相應(yīng)的表項(xiàng)，由光纖網(wǎng)絡(luò)單元標(biāo)識(shí)符索引，表項(xiàng)包含上報(bào)標(biāo)志、激活超時(shí)計(jì)數(shù)器。
本發(fā)明還提供了一種無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)帶寬分配方法，包含以下步驟依據(jù)不同的業(yè)務(wù)類(lèi)型預(yù)先設(shè)定優(yōu)先級(jí)，為各光纖網(wǎng)絡(luò)單元的業(yè)務(wù)流分配優(yōu)先級(jí)，動(dòng)態(tài)帶寬分配對(duì)于各業(yè)務(wù)流按優(yōu)先級(jí)高低分別處理；以端口為單位進(jìn)行動(dòng)態(tài)帶寬分配。
還包含以下步驟通過(guò)光纖網(wǎng)絡(luò)單元信息老化方法，動(dòng)態(tài)處理離線光纖網(wǎng)絡(luò)單元，釋放所占用資源。
還包含以下步驟按照所述各業(yè)務(wù)的優(yōu)先級(jí)高低對(duì)各類(lèi)業(yè)務(wù)端口進(jìn)行授權(quán)，其中，每一類(lèi)業(yè)務(wù)端口的授權(quán)包含以下步驟，A根據(jù)上行業(yè)務(wù)激活信息確定當(dāng)前授權(quán)端口，或者根據(jù)啟動(dòng)計(jì)數(shù)器啟動(dòng)自動(dòng)發(fā)現(xiàn)多點(diǎn)控制協(xié)議消息，進(jìn)入步驟B；B在帶寬資源允許的情況下進(jìn)行授權(quán)，記錄授權(quán)信息或者下行多點(diǎn)控制協(xié)議類(lèi)型，進(jìn)入步驟C；C判斷是否有端口未授權(quán)，如果有，進(jìn)入步驟A，否則結(jié)束本來(lái)業(yè)務(wù)端口的授權(quán)，進(jìn)入下一優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)端口的授權(quán)。
還包含以下授權(quán)消息生成步驟D逐個(gè)讀取光纖網(wǎng)絡(luò)單元狀態(tài)信息表表項(xiàng)，進(jìn)入步驟E；E判斷當(dāng)前光纖網(wǎng)絡(luò)單元是否無(wú)效，如果是，進(jìn)入步驟D，否則進(jìn)入步驟F；F讀取該光纖網(wǎng)絡(luò)單元各端口對(duì)應(yīng)的上行虛擬媒體接入控制子層授權(quán)信息表表項(xiàng)，進(jìn)入步驟G；G根據(jù)授權(quán)信息生成承載授權(quán)消息的下行多點(diǎn)控制協(xié)議消息，進(jìn)入步驟H；H清除該上行虛擬媒體接入控制子層授權(quán)信息表表項(xiàng)授權(quán)標(biāo)志，進(jìn)入步驟I；I判斷是否已讀完所有光纖網(wǎng)絡(luò)單元狀態(tài)信息表表項(xiàng)，如果是，則表明已完成所有光纖網(wǎng)絡(luò)單元授權(quán)消息的生成，結(jié)束本周期的授權(quán)消息生成過(guò)程，否則返回步驟D繼續(xù)讀取光纖網(wǎng)絡(luò)單元狀態(tài)信息表。
還包含以下光纖網(wǎng)絡(luò)單元信息老化步驟J逐個(gè)讀取光纖網(wǎng)絡(luò)單元狀態(tài)信息表表項(xiàng)，進(jìn)入步驟K；K判斷當(dāng)前光纖網(wǎng)絡(luò)單元是否有效，如果是，則進(jìn)入步驟L，否則，返回步驟J；L讀取該光纖網(wǎng)絡(luò)單元對(duì)應(yīng)的光纖網(wǎng)絡(luò)單元激活超時(shí)計(jì)數(shù)表表項(xiàng)，進(jìn)入步驟M；M根據(jù)是否上報(bào)多點(diǎn)控制協(xié)議消息，對(duì)激活超時(shí)計(jì)數(shù)器進(jìn)行清零或遞增計(jì)數(shù)操作，并清除上報(bào)標(biāo)志，進(jìn)入步驟N；N判斷激活超時(shí)計(jì)數(shù)器是否超過(guò)離線閾值，如果是，表明該光纖網(wǎng)絡(luò)單元已離線，進(jìn)入步驟O；否則，表明該光纖網(wǎng)絡(luò)單元在線，進(jìn)入步驟P；O置該光纖網(wǎng)絡(luò)單元對(duì)應(yīng)的光纖網(wǎng)絡(luò)單元狀態(tài)信息表表項(xiàng)為無(wú)效狀態(tài)，并釋放該光纖網(wǎng)絡(luò)單元的相關(guān)資源，進(jìn)入步驟P；P判斷是否已讀完所有光纖網(wǎng)絡(luò)單元狀態(tài)信息表表項(xiàng)，如果是，則結(jié)束本周期的光纖網(wǎng)絡(luò)單元信息老化過(guò)程，否則返回步驟J繼續(xù)讀取光纖網(wǎng)絡(luò)單元狀態(tài)信息表。
通過(guò)比較可以發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)的區(qū)別在于，為各光纖網(wǎng)絡(luò)單元的業(yè)務(wù)流分配優(yōu)先級(jí)，動(dòng)態(tài)帶寬分配對(duì)于不同類(lèi)業(yè)務(wù)按優(yōu)先級(jí)高低分別處理；以端口為單位進(jìn)行動(dòng)態(tài)帶寬分配，同一光纖網(wǎng)絡(luò)單元下的端口進(jìn)行集中處理，減少保護(hù)帶寬；使用光纖網(wǎng)絡(luò)單元信息老化方法，動(dòng)態(tài)處理離線光纖網(wǎng)絡(luò)單元，釋放所占用資源。
這種技術(shù)方案上的區(qū)別，帶來(lái)了較為明顯的有益效果，即使得動(dòng)態(tài)帶寬分配對(duì)業(yè)務(wù)透明，能適應(yīng)TDM/EF、AF、DF及MPCP消息的必須轉(zhuǎn)發(fā)和CPU/OAM的確保轉(zhuǎn)發(fā)等多種業(yè)務(wù)需求，提高帶寬利用率，公平分配帶寬，健壯性好，實(shí)時(shí)性強(qiáng)，更加有效利用帶寬資源，避免資源浪費(fèi)。


圖1是無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是周期自適應(yīng)交叉輪循方法的原理示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的上行業(yè)務(wù)激活ONU Bitmap寄存器和相應(yīng)的上行業(yè)務(wù)激活端口Bitmap表的結(jié)構(gòu)圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的上行vMAC上報(bào)信息表結(jié)構(gòu)圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的各類(lèi)業(yè)務(wù)的授權(quán)方法流程圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的上行vMAC授權(quán)信息表結(jié)構(gòu)圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的ONU狀態(tài)信息表結(jié)構(gòu)圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的授權(quán)消息生成方法流程圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的ONU激活超時(shí)計(jì)數(shù)表結(jié)構(gòu)圖；圖10是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的ONU信息老化方法流程圖。
具體實(shí)施例方式
為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
首先需要指出，在本發(fā)明所提出的無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)帶寬分配方法中，包含業(yè)務(wù)注冊(cè)、帶寬分配、授權(quán)消息、ONU信息老化。本發(fā)明將各種業(yè)務(wù)進(jìn)行分類(lèi)，并且對(duì)于不同類(lèi)型的業(yè)務(wù)安排不同的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)行不同分配策略。本發(fā)明還將同一ONU下的不同端口分別處理。另外，本發(fā)明還對(duì)ONU狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，動(dòng)態(tài)釋放離線ONU的資源。下面詳細(xì)描述本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。
為了將業(yè)務(wù)進(jìn)行分類(lèi)，對(duì)不同端口分別處理，需要設(shè)置各種類(lèi)型業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和端口的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，以便系統(tǒng)進(jìn)行分類(lèi)處理。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，按照優(yōu)先級(jí)將業(yè)務(wù)分為以下幾類(lèi)快速轉(zhuǎn)發(fā)業(yè)務(wù)，如時(shí)分復(fù)用(Time Division Multiplex，簡(jiǎn)稱(chēng)″TDM″)、加速轉(zhuǎn)發(fā)(Expedited Forwarding，簡(jiǎn)稱(chēng)″EF″)等，這里統(tǒng)稱(chēng)為EF業(yè)務(wù)，此類(lèi)業(yè)務(wù)需要均勻延時(shí)的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)發(fā)，而且?guī)捇静皇芟拗?，因此?yōu)先級(jí)最高；多點(diǎn)控制協(xié)議(Multi-Point Control Protocol，簡(jiǎn)稱(chēng)″MPCP″)消息業(yè)務(wù)，MPCP消息是用于系統(tǒng)正常MPCP通信的，分為自動(dòng)發(fā)現(xiàn)MPCP消息和非自動(dòng)發(fā)現(xiàn)MPCP消息，MPCP消息的有關(guān)參數(shù)都是固定的，本發(fā)明還將根據(jù)ONU及時(shí)的MPCP消息判斷是否其在線；確保轉(zhuǎn)發(fā)(Must Forwarding，簡(jiǎn)稱(chēng)″MF″)業(yè)務(wù)，如中央處理單元(CentralProcess Unit，簡(jiǎn)稱(chēng)″CPU″)的消息、OAM的消息，此類(lèi)業(yè)務(wù)需要保證消息正確傳送，用于運(yùn)行、管理、維護(hù)和預(yù)置模塊(Operation Administration，Maintenance and Provisioning，簡(jiǎn)稱(chēng)″OAM&P″)及OLT與ONU間通訊，因此優(yōu)先級(jí)也較高；可靠轉(zhuǎn)發(fā)業(yè)務(wù)，即可靠轉(zhuǎn)發(fā)(Assured Forwarding，簡(jiǎn)稱(chēng)″AF″)，此類(lèi)業(yè)務(wù)需要保證指定的最低帶寬，但對(duì)實(shí)時(shí)性要求不高；盡力轉(zhuǎn)發(fā)業(yè)務(wù)，如缺省轉(zhuǎn)發(fā)(Default Forwarding，簡(jiǎn)稱(chēng)″DF″)，此類(lèi)沒(méi)有最低帶寬要求，所以?xún)?yōu)先級(jí)最低。
本發(fā)明采用集中控制上報(bào)信息的方式，OLT對(duì)每個(gè)ONU的狀態(tài)進(jìn)行管理。在本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例中，ONU的自動(dòng)發(fā)現(xiàn)和注冊(cè)過(guò)程的消息交互采用，國(guó)際電氣電子工程師協(xié)會(huì)IEEE802.3ah標(biāo)準(zhǔn)的消息交互過(guò)程。
為了在進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送授權(quán)時(shí)便于分業(yè)務(wù)、分優(yōu)先級(jí)地輪循，在本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例中，設(shè)置各種業(yè)務(wù)的上行業(yè)務(wù)激活ONU位映射(Bitmap)寄存器來(lái)保存各種業(yè)務(wù)的ONU激活信息，比如上行MPCP激活ONU Bitmap寄存器(Ingress MPCP Active Bitmap，簡(jiǎn)稱(chēng)″IMAB″)、上行MF業(yè)務(wù)激活ONU Bitmap寄存器(Ingress Must Forwarding Active Bitmap，簡(jiǎn)稱(chēng)″IMFAB″)、上行EF業(yè)務(wù)激活ONU Bitmap寄存器(Ingress Expedited Forwarding ActiveBitmap，簡(jiǎn)稱(chēng)″IEFAB″)、上行AF業(yè)務(wù)激活ONU Bitmap寄存器(IngressAssured Forwarding Active Bitmap，簡(jiǎn)稱(chēng)″IAFAB″)、上行DF業(yè)務(wù)激活ONUBitmap寄存器(Ingress Default Forwarding Active Bitmap，簡(jiǎn)稱(chēng)″IDFAB″)；同時(shí)以端口為單位的業(yè)務(wù)有EF、AF、DF等，這些業(yè)務(wù)還需設(shè)置上行業(yè)務(wù)激活端口位映射(Bitmap)表來(lái)保存這些業(yè)務(wù)在端口的激活信息，比如上行EF業(yè)務(wù)激活Bitmap表(Ingress Expedited Forwarding Active Bitmap Table，簡(jiǎn)稱(chēng)″IEFABT″)、上行DF業(yè)務(wù)激活Bitmap表(Ingress Assured ForwardingActive Bitmap Table，簡(jiǎn)稱(chēng)″IAFABT″)、上行AF業(yè)務(wù)激活Bitmap表(IngressDefault Forwarding Active Bitmap Table， 簡(jiǎn)稱(chēng)″IDFABT″)。
如圖3所示，上行業(yè)務(wù)激活ONU Bitmap寄存器包含N個(gè)ONU的相應(yīng)的位(bit)，用于指示該ONU的此類(lèi)業(yè)務(wù)是否被激活，比如1表示激活、0表示未激活；圖中右側(cè)的上行業(yè)務(wù)激活端口Bitmap表包含N個(gè)ONU的相應(yīng)的表項(xiàng)，每個(gè)表項(xiàng)的內(nèi)容(content)存儲(chǔ)著相應(yīng)的ONU所下掛的各個(gè)端口的此類(lèi)業(yè)務(wù)是否被激活的信息，比如是每個(gè)端口對(duì)應(yīng)著一位，1表示激活、0表示未激活，而系統(tǒng)將這些表存放在存儲(chǔ)器中，且可以根據(jù)相應(yīng)的光纖網(wǎng)絡(luò)單元標(biāo)識(shí)符(Optical Network Unit Identifier，簡(jiǎn)稱(chēng)″ONUID″)來(lái)索引(index)相應(yīng)的ONU的表項(xiàng)，以方便讀寫(xiě)端口業(yè)務(wù)激活信息。
需要說(shuō)明的是，在業(yè)務(wù)注冊(cè)過(guò)程中，為ONU分配的邏輯鏈路標(biāo)識(shí)符(Logical Link Identifier，簡(jiǎn)稱(chēng)″LLID″)為{ONUID，端口激活Bitmap}的形式，這種形式便于使用ONUID和各端口偏移(Offset)進(jìn)行各種業(yè)務(wù)激活信息、帶寬分配信息表的檢索，也便于組播業(yè)務(wù)的開(kāi)展。
ONU在注冊(cè)過(guò)程中其MPCP端口即被激活，激活信息加入IMAB中；ONU注冊(cè)后則MF端口激活，激活信息加入IMFAB中，這里每個(gè)ONU缺省都有CPU和OAM的業(yè)務(wù)。
ONU注冊(cè)成功后向OLT的CPU請(qǐng)求帶寬指配，網(wǎng)管通過(guò)與OLT的CPU的交互進(jìn)行帶寬信息的傳遞。帶寬信息包含EF業(yè)務(wù)端口的激活，AF及DF業(yè)務(wù)端口的激活及該端口的帶寬。EF、AF及DF業(yè)務(wù)端口的激活信息分別加入IEFAB、IAFAB、IDFAB中和IEFABT、IAFABT、IDFABT的相應(yīng)表項(xiàng)中，IEFAB、IAFAB、IDFAB的相應(yīng)位分別反映該ONU是否有EF、DF、AF業(yè)務(wù)激活的信息，IEFABT、IAFABT、IDFABT的相應(yīng)表項(xiàng)則標(biāo)識(shí)出該ONU的那些端口的EF、DF、AF業(yè)務(wù)被激活。
對(duì)于需要進(jìn)行帶寬控制的業(yè)務(wù)端口，設(shè)置相應(yīng)的帶寬信息表(BandwidthInformation Table，簡(jiǎn)稱(chēng)″BIT″)，用于存放每個(gè)固定輪詢(xún)周期(即虛擬幀周期)內(nèi)發(fā)送的數(shù)據(jù)量，稱(chēng)為發(fā)送量子(Transmit Quantum)，其單位可以是字節(jié)(Byte)、字(Word)等。同樣的系統(tǒng)根據(jù)ONUID和各端口偏移(Offset)進(jìn)行表項(xiàng)檢索。
OLT通過(guò)與網(wǎng)管的交互，可以動(dòng)態(tài)操作修改上行業(yè)務(wù)激活ONU Bitmap寄存器相關(guān)位、激活端口Bitmap表相關(guān)表項(xiàng)及帶寬信息表相關(guān)表項(xiàng)的內(nèi)容，從而實(shí)現(xiàn)了ONU業(yè)務(wù)端口的動(dòng)態(tài)插入刪除和帶寬信息的重配置。
每個(gè)輪詢(xún)周期中，ONU通過(guò)IEEE802.3ah標(biāo)準(zhǔn)的REPORT消息向OLT上報(bào)待發(fā)數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，每個(gè)消息包含有8個(gè)隊(duì)列數(shù)據(jù)長(zhǎng)度上報(bào)項(xiàng)，并預(yù)定各個(gè)隊(duì)列和ONU端口間對(duì)應(yīng)關(guān)系，使得OLT能夠區(qū)分上報(bào)長(zhǎng)度來(lái)自哪個(gè)端口。同時(shí)設(shè)定各個(gè)隊(duì)列的有效標(biāo)志，比如劃分8個(gè)比特對(duì)應(yīng)的標(biāo)志8個(gè)隊(duì)列是否有效項(xiàng)、或者將無(wú)效隊(duì)列長(zhǎng)度置為零以標(biāo)志該項(xiàng)無(wú)效。當(dāng)ONU下掛端口大于8個(gè)時(shí)，采用多個(gè)REPORT消息表征，消息中附帶序號(hào)，以標(biāo)識(shí)一個(gè)周期中多個(gè)REPORT的連續(xù)性，使得OLT可以根據(jù)接收到的多個(gè)消息確定各上報(bào)項(xiàng)來(lái)自哪個(gè)端口。
為了對(duì)各個(gè)端口的上報(bào)信息進(jìn)行分別處理，OLT將上報(bào)待發(fā)數(shù)據(jù)長(zhǎng)度信息存儲(chǔ)于以虛擬MAC(Virtual MAC，簡(jiǎn)稱(chēng)″vMAC″)分類(lèi)的上行vMAC上報(bào)信息表(Report Information Table，簡(jiǎn)稱(chēng)″RIT″)中，圖4示出了該表的結(jié)構(gòu)各個(gè)表項(xiàng)相應(yīng)于各個(gè)ONU端口的上報(bào)信息，并且系統(tǒng)由ONUID索引；對(duì)于普通業(yè)務(wù)，如OAM、CPU及通常的轉(zhuǎn)發(fā)業(yè)務(wù)等數(shù)據(jù)，表項(xiàng)包含上報(bào)標(biāo)識(shí)(Reported Flag)、上報(bào)待發(fā)數(shù)據(jù)長(zhǎng)度(Report)，其中″上報(bào)標(biāo)識(shí)″標(biāo)志當(dāng)前虛擬幀周期內(nèi)該vMAC是否上報(bào)待發(fā)數(shù)據(jù)，″上報(bào)待發(fā)數(shù)據(jù)長(zhǎng)度″的數(shù)字單位與帶寬信息表中發(fā)送量子的單位保持一致；對(duì)于MPCP消息業(yè)務(wù)，表項(xiàng)包含上報(bào)標(biāo)識(shí)(Reported Flag)、上行MPCP消息類(lèi)型域(Type)、保留域(Reserved)，其中上行MPCP消息類(lèi)型域指明該上行MPCP消息的類(lèi)型，如″REGISTER REQ″、″REGISTER ACK″和″Normal REPORT″等，使得OLT能區(qū)分ONU所在注冊(cè)階段以便明確應(yīng)當(dāng)生成的下行MPCP消息類(lèi)型。由于EF業(yè)務(wù)在確定了虛擬幀周期后，端口在一個(gè)虛擬幀周期內(nèi)可發(fā)送的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度是一定的，因此無(wú)須進(jìn)行待發(fā)數(shù)據(jù)長(zhǎng)度上報(bào)。
帶寬分配，即業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)發(fā)送授權(quán)，是OLT根據(jù)業(yè)務(wù)ONU端口激活信息、帶寬分配信息、上報(bào)信息等按照業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)輪詢(xún)授權(quán)的過(guò)程。為了滿(mǎn)足EF業(yè)務(wù)的QoS保證，授權(quán)的周期為虛擬幀周期，其他的帶寬分配操作均按照虛擬幀周期進(jìn)行。下面參照?qǐng)D5詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的上行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)發(fā)送授權(quán)方法。
本發(fā)明按照業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)從高到低分別是EF業(yè)務(wù)、自動(dòng)發(fā)現(xiàn)MPCP、非自動(dòng)發(fā)現(xiàn)MPCP、MF業(yè)務(wù)、AF業(yè)務(wù)、DF業(yè)務(wù)的順序輪詢(xún)授權(quán)。
為了方便OLT對(duì)各類(lèi)上行業(yè)務(wù)發(fā)送授權(quán)消息，本發(fā)明設(shè)置上行vMAC授權(quán)信息表(Grant Information Table，簡(jiǎn)稱(chēng)GIT)，用于存儲(chǔ)業(yè)務(wù)發(fā)送授權(quán)產(chǎn)生的授權(quán)信息，當(dāng)在上行接收過(guò)程中，OLT讀取授權(quán)信息表中的數(shù)據(jù)，并產(chǎn)生授權(quán)消息，發(fā)送至相應(yīng)ONU，完成帶寬動(dòng)態(tài)分配過(guò)程。
圖5示出了各類(lèi)業(yè)務(wù)的授權(quán)方法流程。
在步驟501中，根據(jù)上行業(yè)務(wù)激活信息確定當(dāng)前授權(quán)端口，或者根據(jù)啟動(dòng)計(jì)數(shù)器啟動(dòng)自動(dòng)發(fā)現(xiàn)MPCP消息。對(duì)于EF、MF、AF、DF及非自動(dòng)發(fā)現(xiàn)MPCP等業(yè)務(wù)，所述上行業(yè)務(wù)激活信息包含各類(lèi)業(yè)務(wù)的上行業(yè)務(wù)激活ONUBitmap寄存器和上行業(yè)務(wù)激活端口Bitmap表，輪詢(xún)這些信息得到當(dāng)前需要操作的該類(lèi)業(yè)務(wù)端口。對(duì)于自動(dòng)發(fā)現(xiàn)MPCP，為了動(dòng)態(tài)注冊(cè)新上線的ONU，設(shè)定一個(gè)自動(dòng)發(fā)現(xiàn)MPCP的啟動(dòng)計(jì)數(shù)器，每次計(jì)滿(mǎn)則啟動(dòng)，實(shí)現(xiàn)周期啟動(dòng)自動(dòng)發(fā)現(xiàn)MPCP過(guò)程并不占用過(guò)多帶寬。
接著進(jìn)入步驟502，在帶寬資源允許的情況下進(jìn)行授權(quán)，記錄授權(quán)窗口信息或者下行MPCP類(lèi)型。帶寬資源是否允許的判斷是根據(jù)端口指配帶寬，即一個(gè)虛擬幀周期內(nèi)允許發(fā)送的數(shù)據(jù)量，或者M(jìn)PCP的固定數(shù)據(jù)量，以及當(dāng)前虛擬幀周期內(nèi)剩余帶寬來(lái)判斷，前者大于后者時(shí)，帶寬資源允許，可以進(jìn)行授權(quán)；或者對(duì)于AF業(yè)務(wù)，只有當(dāng)端口有待發(fā)數(shù)據(jù)上報(bào)，并且上報(bào)的待發(fā)數(shù)據(jù)量不大于剩余可發(fā)送數(shù)據(jù)量也不大于該端口帶寬指配發(fā)送數(shù)據(jù)量與虧欠量的和，才判斷為帶寬資源允許；或者對(duì)于DF業(yè)務(wù)，只有當(dāng)端口有待發(fā)數(shù)據(jù)上報(bào)并且剩余可發(fā)送數(shù)據(jù)量不小于上報(bào)數(shù)據(jù)量和帶寬指配最大可發(fā)送數(shù)據(jù)量?jī)烧咧凶畲笳?，才判斷為帶寬資源允許。
其中，對(duì)于EF業(yè)務(wù)，根據(jù)預(yù)定數(shù)據(jù)到達(dá)時(shí)間戳、與本虛擬幀周期內(nèi)的前一端口屬于不同ONU時(shí)需要加入的保護(hù)帶，確定其數(shù)據(jù)發(fā)送起始時(shí)間(Start Time)和數(shù)據(jù)發(fā)送長(zhǎng)度(Length)，并記錄到該類(lèi)業(yè)務(wù)的GIT的該端口的相應(yīng)表項(xiàng)中。其中所述預(yù)定數(shù)據(jù)到達(dá)時(shí)間戳是指預(yù)先確定的下一上行虛擬幀周期內(nèi)數(shù)據(jù)到達(dá)時(shí)間標(biāo)識(shí)，該時(shí)間標(biāo)識(shí)的參考標(biāo)準(zhǔn)為OLT處的自由振蕩時(shí)鐘。
對(duì)于MPCP消息業(yè)務(wù)，根據(jù)當(dāng)前MPCP端口的RIT上行消息類(lèi)型確定下行MPCP消息類(lèi)型，自動(dòng)發(fā)現(xiàn)MPCP為固定類(lèi)型，并將所述MPCP類(lèi)型和授權(quán)標(biāo)志寫(xiě)入MPCP端口相應(yīng)GIT表項(xiàng)中。
對(duì)于MF、DF業(yè)務(wù)，根據(jù)端口RIT中上報(bào)數(shù)據(jù)長(zhǎng)度信息、已有授權(quán)虧欠量對(duì)其授權(quán)對(duì)應(yīng)長(zhǎng)度窗口，并寫(xiě)入相應(yīng)GIT表項(xiàng)中。
對(duì)于AF業(yè)務(wù)，根據(jù)端口RIT中上報(bào)數(shù)據(jù)長(zhǎng)度信息和已有授權(quán)虧欠量對(duì)其授權(quán)對(duì)應(yīng)長(zhǎng)度窗口，同時(shí)計(jì)算新的授權(quán)虧欠量，并寫(xiě)入相應(yīng)GIT表項(xiàng)中。
接著進(jìn)入步驟503，更新相關(guān)信息。更新相關(guān)信息的操作包含，更新當(dāng)前虛擬幀周期內(nèi)剩余帶寬，更新EF業(yè)務(wù)中當(dāng)前預(yù)定數(shù)據(jù)到達(dá)時(shí)間戳及虛擬幀周期內(nèi)剩余帶寬，清零自動(dòng)發(fā)現(xiàn)MPCP的啟動(dòng)計(jì)數(shù)器，清除MF、AF、DF中對(duì)應(yīng)RIT表中上報(bào)標(biāo)志等，其中清除RIT表中的上報(bào)標(biāo)志是為了避免下一虛擬幀周期不發(fā)生重復(fù)授權(quán)。
在本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例中，AF業(yè)務(wù)的授權(quán)調(diào)度方法采用漏桶型算法。熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，AF業(yè)務(wù)的授權(quán)調(diào)度也可以采用加權(quán)輪詢(xún)算法，而不影響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍。
接著進(jìn)入步驟504，判斷是否有端口未授權(quán)，如果有，進(jìn)入步驟501，否則結(jié)束本來(lái)業(yè)務(wù)端口的授權(quán)，進(jìn)入下一優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)端口的授權(quán)。其中，自動(dòng)發(fā)現(xiàn)MPCP每周期最多只有一次授權(quán)，所以直接進(jìn)入下一優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)端口的授權(quán)。
圖6示出了上行vMAC授權(quán)信息表的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，各個(gè)表項(xiàng)相應(yīng)于各個(gè)ONU端口的授權(quán)信息，并且系統(tǒng)由ONUID索引；對(duì)于上行EF業(yè)務(wù)，表項(xiàng)包含授權(quán)標(biāo)志(Granted Flag)、數(shù)據(jù)發(fā)送起始時(shí)間(StartTime)、數(shù)據(jù)發(fā)送長(zhǎng)度(Length)，其中授權(quán)標(biāo)志指示該業(yè)務(wù)端口是否被授權(quán)，數(shù)據(jù)發(fā)送起始時(shí)間即該端口被授權(quán)可以開(kāi)始發(fā)送的時(shí)間，數(shù)據(jù)發(fā)送長(zhǎng)度即該端口被授權(quán)可以發(fā)送數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度；對(duì)于上行MF業(yè)務(wù)，表項(xiàng)包含授權(quán)標(biāo)志(Granted Flag)、預(yù)留域(Reserved)、數(shù)據(jù)發(fā)送長(zhǎng)度(Length)，預(yù)留域即尚未定義的部分；對(duì)于MPCP端口，表項(xiàng)包含授權(quán)標(biāo)志(Granted Flag)、下行MPCP消息類(lèi)型(Type)、預(yù)留域(Reserved)，其中下行MPCP消息類(lèi)型包含″DiscoveryGATE″、″Normal GATE″、″REGISTER&GATE″，這里″GATE″類(lèi)型的下行MPCP專(zhuān)門(mén)用于承載授權(quán)消息；對(duì)于其他業(yè)務(wù)，表項(xiàng)包含授權(quán)標(biāo)志(GrantedFlag)、虧欠計(jì)數(shù)器(Deficit Cnt)、數(shù)據(jù)發(fā)送長(zhǎng)度(Length)，其中虧欠計(jì)數(shù)器用于記錄該端口的授權(quán)虧欠量，授權(quán)虧欠量反映該業(yè)務(wù)端口在以前的上行業(yè)務(wù)周期中累計(jì)的授權(quán)帶寬多于上報(bào)帶寬的程度，系統(tǒng)通過(guò)授權(quán)虧欠量來(lái)平衡AF、DF業(yè)務(wù)的QoS保證。在業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)發(fā)送授權(quán)階段，只對(duì)EF業(yè)務(wù)授權(quán)數(shù)據(jù)發(fā)送起始時(shí)間，其他業(yè)務(wù)中自動(dòng)發(fā)現(xiàn)MPCP的注冊(cè)窗口對(duì)ONU數(shù)目及最長(zhǎng)擴(kuò)展距離確定的PON系統(tǒng)來(lái)說(shuō)也是確定的，非自動(dòng)發(fā)現(xiàn)MPCP由于MPCP消息長(zhǎng)度是固定的故其授權(quán)長(zhǎng)度也是固定的，它們的授權(quán)長(zhǎng)度不再寫(xiě)入授權(quán)信息表，AF和DF業(yè)務(wù)端口的授權(quán)長(zhǎng)度由于不固定要寫(xiě)入授權(quán)信息表。
為了便于管理ONU，本發(fā)明還設(shè)置了ONU狀態(tài)信息表(StatusInformation Table，簡(jiǎn)稱(chēng)″SIT″)，用于表征ONU的狀態(tài)信息。ONU狀態(tài)信息表是在MPCP消息交互過(guò)程中生成的，ONU所處狀態(tài)根據(jù)當(dāng)前OLT與ONU間所交互的消息類(lèi)型確定。圖7示出了狀態(tài)信息表的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，每個(gè)ONU對(duì)應(yīng)一個(gè)表項(xiàng)，系統(tǒng)由ONUID索引，表項(xiàng)包含ONU狀態(tài)信息(ONUStatus)。在本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例中，用2個(gè)比特表示ONU狀態(tài)信息，分別是無(wú)效(Invalid Entry)、已注冊(cè)(Registered ONU)、注冊(cè)中(RegisteringONU)，其中無(wú)效表示該ONUID未分配給任何ONU，已注冊(cè)表示該ONU已完成注冊(cè)過(guò)程可以正常進(jìn)行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，注冊(cè)中表示該ONU正處在注冊(cè)過(guò)程中，注冊(cè)中的ONU的具體當(dāng)前交互消息可通過(guò)該ONU的MPCP端口上報(bào)信息表(RIT)表項(xiàng)和授權(quán)信息表(GIT)表項(xiàng)得知。
在完成業(yè)務(wù)發(fā)送授權(quán)操作以后，OLT將在虛擬幀周期中生成授權(quán)消息并在一定的時(shí)刻發(fā)送授權(quán)消息至相應(yīng)ONU。授權(quán)消息生成的原則是為了對(duì)每個(gè)ONU的端口業(yè)務(wù)生成盡量少的授權(quán)消息，同時(shí)也是為了在上行數(shù)據(jù)流中少插入ONU間保護(hù)帶及同步時(shí)間段，除了EF外其他端口業(yè)務(wù)的授權(quán)發(fā)送窗口是前后緊鄰的，所以除EF外的其他端口的授權(quán)數(shù)據(jù)發(fā)送起始時(shí)間是在授權(quán)消息生成階段確定并寫(xiě)入授權(quán)消息中的。
圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的授權(quán)消息生成方法的流程。
如圖所示，在步驟801中，逐個(gè)讀取ONU狀態(tài)信息表表項(xiàng)。系統(tǒng)以O(shè)NU為單位進(jìn)行授權(quán)消息生成，使得授權(quán)消息在類(lèi)型為″GATE″的下行MPCP消息中承載，并且可以處理同一ONU的業(yè)務(wù)端口的統(tǒng)一授權(quán)。
接著進(jìn)入步驟802，判斷當(dāng)前ONU是否無(wú)效，如果是，進(jìn)入步驟801，否則進(jìn)入步驟803。如果當(dāng)前ONUID對(duì)應(yīng)的ONU狀態(tài)信息為無(wú)效，則不進(jìn)行授權(quán)，繼續(xù)往下讀取狀態(tài)信息表。
在步驟803中，讀取該ONU各端口對(duì)應(yīng)的GIT表項(xiàng)。授權(quán)信息在授權(quán)過(guò)程中存儲(chǔ)于授權(quán)信息表中，讀取各端口對(duì)應(yīng)的表項(xiàng)可以獲取該端口授權(quán)信息。此后進(jìn)入步驟804。
在步驟804中，根據(jù)授權(quán)信息生成下行MPCP消息。系統(tǒng)將授權(quán)消息通過(guò)下行MPCP消息承載，首先根據(jù)ONU所處狀態(tài)及授權(quán)的MPCP消息類(lèi)型確定下行MPCP消息類(lèi)型，然后根據(jù)各vMAC端口授權(quán)情況和由業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)發(fā)送授權(quán)階段繼承來(lái)的已授權(quán)預(yù)定數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)間戳，來(lái)確定各vMAC端口的授權(quán)數(shù)據(jù)發(fā)送起始時(shí)間，并把授權(quán)相關(guān)信息寫(xiě)入生成的下行MPCP消息中。
接著進(jìn)入步驟805，清除該GIT表項(xiàng)授權(quán)標(biāo)志，以避免授權(quán)信息重復(fù)生成。
接著進(jìn)入步驟806，判斷是否已讀完所有狀態(tài)信息表表項(xiàng)，如果是，則表明已完成所有ONU授權(quán)消息的生成，結(jié)束本虛擬幀周期的授權(quán)消息生成過(guò)程，否則返回步驟81繼續(xù)讀取狀態(tài)信息表。
最后，本發(fā)明給出了處理離線ONU或者故障ONU的方法，即ONU信息老化過(guò)程。系統(tǒng)設(shè)置ONU激活超時(shí)計(jì)數(shù)表，給每個(gè)ONU的不響應(yīng)時(shí)間進(jìn)行計(jì)數(shù)，如果計(jì)數(shù)值超過(guò)規(guī)定的離線閾值，則判定該ONU已無(wú)效，釋放無(wú)效ONU的資源。
圖9示出了ONU激活超時(shí)計(jì)數(shù)表的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，每個(gè)ONU對(duì)應(yīng)一個(gè)表項(xiàng)，系統(tǒng)由ONUID索引，表項(xiàng)包含上報(bào)標(biāo)志(Reported)、激活超時(shí)計(jì)數(shù)器(Active Timeout Count，簡(jiǎn)稱(chēng)″ATC″)。
圖10示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的OUN信息老化方法流程，如圖所示，在步驟101中，逐個(gè)讀取ONU狀態(tài)信息表表項(xiàng)。系統(tǒng)根據(jù)ONUID索引。
接著進(jìn)入步驟102，判斷當(dāng)前ONU是否有效，如果是，則進(jìn)入步驟103，否則，返回步驟101，對(duì)無(wú)效ONU不予處理，繼續(xù)往下讀取。
在步驟103中，讀取該ONU對(duì)應(yīng)的激活超時(shí)計(jì)數(shù)表表項(xiàng)，用于判斷該ONU是否離線，此后進(jìn)入步驟104。
在步驟104中，根據(jù)是否上報(bào)MPCP消息，對(duì)激活超時(shí)計(jì)數(shù)器進(jìn)行清零或計(jì)數(shù)操作，并清除上報(bào)標(biāo)志。系統(tǒng)根據(jù)該ONU在本虛擬幀周期內(nèi)是否上報(bào)MPCP消息對(duì)激活超時(shí)計(jì)數(shù)器操作，如果是，則清零，否則計(jì)數(shù)。
接著進(jìn)入步驟105，判斷激活超時(shí)計(jì)數(shù)器是否超過(guò)離線閾值，如果是，表明該ONU已離線，進(jìn)入步驟106；否則，表明該ONU在線，進(jìn)入步驟107。
在步驟106中，置該ONU對(duì)應(yīng)的ONU狀態(tài)信息表表項(xiàng)為無(wú)效狀態(tài)，并釋放該ONU的相關(guān)資源，此后進(jìn)入步驟107。對(duì)于離線ONU，系統(tǒng)在狀態(tài)信息表設(shè)置無(wú)效，標(biāo)志該ONU不存在。該ONU的相關(guān)資源包含上行業(yè)務(wù)激活Bitmap寄存器IMPAB、IMFAB、IEFAB、IAFAB、IDFAB的相應(yīng)位，上行業(yè)務(wù)激活Bitmap表IEFAT、IAFAT、IDFAT的相應(yīng)表項(xiàng)，帶寬信息表的相應(yīng)表項(xiàng)，以及原先分配給該ONU的ONUID。
在步驟107中，判斷是否已讀完所有狀態(tài)信息表表項(xiàng)，如果是，則結(jié)束本虛擬幀周期的ONU信息老化過(guò)程，否則返回步驟101繼續(xù)讀取狀態(tài)信息表。
本發(fā)明適用于由OLT控制ONU接入的主從系統(tǒng)，OLT控制ONU的上行所有業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)接入包括MPCP或其他MAC消息，下行則為廣播模式，數(shù)據(jù)在ONU處進(jìn)行過(guò)濾接收，下行的發(fā)送調(diào)度也是基于優(yōu)先級(jí)的，以EF、MPCP、CPU/OAM、AF、DF的優(yōu)先級(jí)次序進(jìn)行下行調(diào)度轉(zhuǎn)發(fā)。
雖然通過(guò)參照本發(fā)明的某些優(yōu)選實(shí)施例，已經(jīng)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了圖示和描述，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該明白，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對(duì)其作各種各樣的改變，而不偏離所附權(quán)利要求書(shū)所限定的本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)帶寬分配裝置，其特征在于包含上行業(yè)務(wù)激活光纖網(wǎng)絡(luò)單元位映射寄存器，用于存儲(chǔ)各類(lèi)業(yè)務(wù)的光纖網(wǎng)絡(luò)單元激活信息；上行業(yè)務(wù)激活端口位映射表，用于存儲(chǔ)各類(lèi)業(yè)務(wù)的端口激活信息；上行虛擬媒體接入控制子層上報(bào)信息表，用于存儲(chǔ)光纖網(wǎng)絡(luò)單元上報(bào)的各業(yè)務(wù)端口的待發(fā)數(shù)據(jù)長(zhǎng)度信息；上行虛擬媒體接入控制子層授權(quán)信息表，用于存儲(chǔ)各個(gè)業(yè)務(wù)端口的授權(quán)信息；所述動(dòng)態(tài)帶寬分配裝置，參考所述的光纖網(wǎng)絡(luò)單元激活信息、端口激活信息及待發(fā)數(shù)據(jù)長(zhǎng)度信息，依據(jù)不同的業(yè)務(wù)類(lèi)型預(yù)先設(shè)定優(yōu)先級(jí)，根據(jù)所述預(yù)先設(shè)定的優(yōu)先級(jí)，對(duì)各業(yè)務(wù)流按優(yōu)先級(jí)高低分別進(jìn)行處理，以端口為單位進(jìn)行動(dòng)態(tài)帶寬分配，將相應(yīng)的授權(quán)信息存儲(chǔ)于所述的授權(quán)信息表中，根據(jù)所述的授權(quán)信息為相應(yīng)的光纖網(wǎng)絡(luò)單元生成授權(quán)消息，并發(fā)送給所述的光纖網(wǎng)絡(luò)單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)帶寬分配裝置，其特征在于，還包括光纖網(wǎng)絡(luò)單元狀態(tài)信息表，用于記錄各光纖網(wǎng)絡(luò)單元的狀態(tài)信息；光纖網(wǎng)絡(luò)單元激活超時(shí)計(jì)數(shù)表，用于記錄各光纖網(wǎng)絡(luò)單元的超時(shí)信息；所述動(dòng)態(tài)帶寬分配裝置根據(jù)所述的狀態(tài)信息和超時(shí)信息，判斷光纖網(wǎng)絡(luò)單元是否離線，對(duì)于離線的光纖網(wǎng)絡(luò)單元釋放其相關(guān)的資源。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)帶寬分配裝置，其特征在于，所述上行業(yè)務(wù)激活光纖網(wǎng)絡(luò)單元位映射寄存器包含各光纖網(wǎng)絡(luò)單元相應(yīng)的比特，用于指示該類(lèi)業(yè)務(wù)的光纖網(wǎng)絡(luò)單元激活信息；所述上行業(yè)務(wù)激活端口位映射表包含每個(gè)光纖網(wǎng)絡(luò)單元相應(yīng)的表項(xiàng)，由光纖網(wǎng)絡(luò)單元標(biāo)識(shí)符索引，表項(xiàng)包含該光纖網(wǎng)絡(luò)單元的該類(lèi)業(yè)務(wù)端口的激活信息；所述上行虛擬媒體接入控制子層上報(bào)信息表包含每個(gè)光纖網(wǎng)絡(luò)單元端口相應(yīng)的表項(xiàng)，由光纖網(wǎng)絡(luò)單元標(biāo)識(shí)符加端口偏移索引，表項(xiàng)包含上報(bào)標(biāo)志、上報(bào)信息；所述上行虛擬媒體接入控制子層授權(quán)信息表包含每個(gè)光纖網(wǎng)絡(luò)單元端口相應(yīng)的表項(xiàng)，由光纖網(wǎng)絡(luò)單元標(biāo)識(shí)符加端口偏移索引，表項(xiàng)包含授權(quán)標(biāo)志、授權(quán)信息；所述光纖網(wǎng)絡(luò)單元狀態(tài)信息表包含每個(gè)光纖網(wǎng)絡(luò)單元相應(yīng)的表項(xiàng)，由光纖網(wǎng)絡(luò)單元標(biāo)識(shí)符索引，表項(xiàng)包含光纖網(wǎng)絡(luò)單元狀態(tài)信息；所述光纖網(wǎng)絡(luò)單元激活超時(shí)計(jì)數(shù)表包含每個(gè)光纖網(wǎng)絡(luò)單元相應(yīng)的表項(xiàng)，由光纖網(wǎng)絡(luò)單元標(biāo)識(shí)符索引，表項(xiàng)包含上報(bào)標(biāo)志、激活超時(shí)計(jì)數(shù)器。
4.一種無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)帶寬分配方法，其特征在于包含以下步驟依據(jù)不同的業(yè)務(wù)類(lèi)型預(yù)先設(shè)定優(yōu)先級(jí)，為各光纖網(wǎng)絡(luò)單元的業(yè)務(wù)流分配優(yōu)先級(jí)，動(dòng)態(tài)帶寬分配對(duì)于各業(yè)務(wù)流按優(yōu)先級(jí)高低分別處理；以端口為單位進(jìn)行動(dòng)態(tài)帶寬分配。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)帶寬分配方法，其特征在于，還包含以下步驟通過(guò)光纖網(wǎng)絡(luò)單元信息老化方法，動(dòng)態(tài)處理離線光纖網(wǎng)絡(luò)單元，釋放所占用資源。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)帶寬分配方法，其特征在于還包含以下步驟按照所述各業(yè)務(wù)的優(yōu)先級(jí)高低對(duì)各類(lèi)業(yè)務(wù)端口進(jìn)行授權(quán)，其中，每一類(lèi)業(yè)務(wù)端口的授權(quán)包含以下步驟，A根據(jù)上行業(yè)務(wù)激活信息確定當(dāng)前授權(quán)端口，或者根據(jù)啟動(dòng)計(jì)數(shù)器啟動(dòng)自動(dòng)發(fā)現(xiàn)多點(diǎn)控制協(xié)議消息，進(jìn)入步驟B；B在帶寬資源允許的情況下進(jìn)行授權(quán)，記錄授權(quán)信息或者下行多點(diǎn)控制協(xié)議類(lèi)型，進(jìn)入步驟C；C判斷是否有端口未授權(quán)，如果有，進(jìn)入步驟A，否則結(jié)束本來(lái)業(yè)務(wù)端口的授權(quán)，進(jìn)入下一優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)端口的授權(quán)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)帶寬分配方法，其特征在于，還包含以下授權(quán)消息生成步驟D逐個(gè)讀取光纖網(wǎng)絡(luò)單元狀態(tài)信息表表項(xiàng)，進(jìn)入步驟E；E判斷當(dāng)前光纖網(wǎng)絡(luò)單元是否無(wú)效，如果是，進(jìn)入步驟D，否則進(jìn)入步驟F；F讀取該光纖網(wǎng)絡(luò)單元各端口對(duì)應(yīng)的上行虛擬媒體接入控制子層授權(quán)信息表表項(xiàng)，進(jìn)入步驟G；G根據(jù)授權(quán)信息生成承載授權(quán)消息的下行多點(diǎn)控制協(xié)議消息，進(jìn)入步驟H；H清除該上行虛擬媒體接入控制子層授權(quán)信息表表項(xiàng)授權(quán)標(biāo)志，進(jìn)入步驟I；I判斷是否已讀完所有光纖網(wǎng)絡(luò)單元狀態(tài)信息表表項(xiàng)，如果是，則表明已完成所有光纖網(wǎng)絡(luò)單元授權(quán)消息的生成，結(jié)束本周期的授權(quán)消息生成過(guò)程，否則返回步驟D繼續(xù)讀取光纖網(wǎng)絡(luò)單元狀態(tài)信息表。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)帶寬分配方法，其特征在于，還包含以下光纖網(wǎng)絡(luò)單元信息老化步驟J逐個(gè)讀取光纖網(wǎng)絡(luò)單元狀態(tài)信息表表項(xiàng)，進(jìn)入步驟K；K判斷當(dāng)前光纖網(wǎng)絡(luò)單元是否有效，如果是，則進(jìn)入步驟L，否則，返回步驟J；L讀取該光纖網(wǎng)絡(luò)單元對(duì)應(yīng)的光纖網(wǎng)絡(luò)單元激活超時(shí)計(jì)數(shù)表表項(xiàng)，進(jìn)入步驟M；M根據(jù)是否上報(bào)多點(diǎn)控制協(xié)議消息，對(duì)激活超時(shí)計(jì)數(shù)器進(jìn)行清零或遞增計(jì)數(shù)操作，并清除上報(bào)標(biāo)志，進(jìn)入步驟N；N判斷激活超時(shí)計(jì)數(shù)器是否超過(guò)離線閾值，如果是，表明該光纖網(wǎng)絡(luò)單元已離線，進(jìn)入步驟O；否則，表明該光纖網(wǎng)絡(luò)單元在線，進(jìn)入步驟P；O置該光纖網(wǎng)絡(luò)單元對(duì)應(yīng)的光纖網(wǎng)絡(luò)單元狀態(tài)信息表表項(xiàng)為無(wú)效狀態(tài)，并釋放該光纖網(wǎng)絡(luò)單元的相關(guān)資源，進(jìn)入步驟P；P判斷是否已讀完所有光纖網(wǎng)絡(luò)單元狀態(tài)信息表表項(xiàng)，如果是，則結(jié)束本周期的光纖網(wǎng)絡(luò)單元信息老化過(guò)程，否則返回步驟J繼續(xù)讀取光纖網(wǎng)絡(luò)單元狀態(tài)信息表。
全文摘要
本發(fā)明涉及光通信領(lǐng)域，公開(kāi)了一種無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)帶寬分配裝置及方法，使得動(dòng)態(tài)帶寬分配方法實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)透明，能適應(yīng)不同類(lèi)型業(yè)務(wù)需求，提高帶寬利用率，實(shí)現(xiàn)帶寬公平分配，健壯性好，實(shí)時(shí)性強(qiáng)，并且能對(duì)不同端口進(jìn)行帶寬分配，同時(shí)支持ONU的離線帶寬釋放。這種無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)帶寬分配裝置包含上行業(yè)務(wù)激活光纖網(wǎng)絡(luò)單元位映射寄存器、上行業(yè)務(wù)激活端口位映射表、上行虛擬媒體接入控制子層上報(bào)信息表、上行虛擬媒體接入控制子層授權(quán)信息表；所述動(dòng)態(tài)帶寬分配裝置，參考所述的光纖網(wǎng)絡(luò)單元激活信息、端口激活信息及待發(fā)數(shù)據(jù)長(zhǎng)度信息，依據(jù)不同的業(yè)務(wù)類(lèi)型預(yù)先設(shè)定優(yōu)先級(jí)，根據(jù)所述預(yù)先設(shè)定的優(yōu)先級(jí)，對(duì)各業(yè)務(wù)流按優(yōu)先級(jí)高低分別進(jìn)行處理，以端口為單位進(jìn)行動(dòng)態(tài)帶寬分配。
文檔編號(hào)H04L12/24GK101087238SQ20071010627
公開(kāi)日2007年12月12日 申請(qǐng)日期2003年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月21日
發(fā)明者譚培龍, 趙峻, 劉昱, 洪建明 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司