專利名稱：一種改進(jìn)的epon動(dòng)態(tài)帶寬分配方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光接入網(wǎng)領(lǐng) 域，特別涉及以太光接入網(wǎng)(EPON)網(wǎng)絡(luò)中利用新型DBA算法解決帶寬分配問(wèn)題。
背景技術(shù)：
EPON系統(tǒng)的推出時(shí)間早,技術(shù)成熟，相應(yīng)的設(shè)備、芯片、產(chǎn)業(yè)鏈健全，是目前主要光接入網(wǎng)技術(shù)之一，已經(jīng)在日本、韓國(guó)等亞洲國(guó)家大規(guī)模使用，在我國(guó)也漸入佳境。EPON上下行帶寬均為lGbps，下行采用廣播方式接入，上行采用TDMA方式接入。EPON系統(tǒng)一般是由光線路終端(0LT)、光分路器(POS)和光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)組成。OLT是EPON系統(tǒng)的核心，主要的分配算法在它里面實(shí)現(xiàn)，負(fù)責(zé)給各個(gè)用戶分配帶寬。POS相當(dāng)于交換機(jī)的功能，主要實(shí)現(xiàn)上下行消息的互通交換；0NU主要用來(lái)緩沖存儲(chǔ)用戶的帶寬請(qǐng)求。由于EPON的上行帶寬有限，一直以來(lái)，上行帶寬分配算法的研究就一直是EPON系統(tǒng)的核心問(wèn)題。目前主要的DBA算法主要是基于兩大類一種是基于IPACT算法，一種是基于CPFCT算法。IPACT算法主要是基于REPORT/GATE交互機(jī)制，OLT每收到一個(gè)ONU的帶寬請(qǐng)求REPORT，就馬上分配一個(gè)GATE，相鄰ONU之間只相差個(gè)保護(hù)時(shí)隙，這樣可以充分利用上行帶寬。但是它的輪詢周期不固定，隨負(fù)載的變化而變化，輕負(fù)載情況下，會(huì)存在大量的REPORT/GATE幀，造成帶寬浪費(fèi)。另外，輪詢周期不固定，還會(huì)導(dǎo)致時(shí)延及時(shí)延抖動(dòng)不穩(wěn)定，對(duì)于像EF業(yè)務(wù)這樣的敏感業(yè)務(wù)是不可容忍的。CPFCT算法也是基于REPORT/GATE交互機(jī)制，與IPACT不同的是，OLT并不是沒(méi)收到一個(gè)ONU的帶寬請(qǐng)求REPORT，就馬上分配一個(gè)GATE，而是等到收集到所有ONU的REPORT幀，在統(tǒng)一分配帶寬。CPFCT算法有固定的輪詢周期，遲延和抖動(dòng)都比較恒定，成為了動(dòng)態(tài)帶寬分配算法的首選，但由于DBA需要時(shí)間，存在一定的周期損耗。因此，研究一種更理想的CPFCT動(dòng)態(tài)帶寬算法，使得新的CPFCT算法的周期損耗更小，仍然是一個(gè)值得研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述對(duì)目前CPFCT動(dòng)態(tài)算法優(yōu)缺點(diǎn)的分析，本發(fā)明的目的是提供一種改進(jìn)的EPON動(dòng)態(tài)帶寬分配方法，用于光接入網(wǎng)的帶寬分配。本發(fā)明所述的改進(jìn)的EPON動(dòng)態(tài)帶寬分配方法，其特征為(I) EPON系統(tǒng)中最后一個(gè)0NU，先發(fā)送請(qǐng)求，后發(fā)送數(shù)據(jù)；(2)數(shù)據(jù)源預(yù)測(cè)模型；(3)帶寬二次分配。其中(I) EPON系統(tǒng)中最后一個(gè)0NU，先發(fā)送請(qǐng)求，后發(fā)送數(shù)據(jù)；是用于提前收集到所有請(qǐng)求，再利用傳遞數(shù)據(jù)的時(shí)間，來(lái)抵消一部分?jǐn)?shù)據(jù)處理時(shí)間，這樣周期損耗必然減少，帶寬利用率自然提高。(2)數(shù)據(jù)源預(yù)測(cè)模型，是一種線性預(yù)測(cè)模型，用于對(duì)數(shù)據(jù)源進(jìn)行預(yù)測(cè)；在ONU向OLT發(fā)送完請(qǐng)求到ONU收到OLT發(fā)送的授權(quán)這段時(shí)間，ONU還在收到用戶的請(qǐng)求，原來(lái)的授權(quán)請(qǐng)求機(jī)制中，這部分的請(qǐng)求要等到下個(gè)周期才能處理，這樣這部分的請(qǐng)求的時(shí)延就會(huì)很大，但引入了數(shù)據(jù)源預(yù)測(cè)模型后，這部分的請(qǐng)求可部分在本周期發(fā)送，時(shí)延自然減少了。(3)帶寬二次分配，用于對(duì)一次分配的碎片進(jìn)行再次分配；傳統(tǒng)的動(dòng)態(tài)分配方法中，對(duì)收到的請(qǐng)求只進(jìn)行一次分配，這樣輕負(fù)載ONU 的帶寬剩余，而重負(fù)載ONU的帶寬不足，造成了帶寬的浪費(fèi)，如何利用輕負(fù)載ONU的剩余帶寬，來(lái)彌補(bǔ)重負(fù)載ONU的帶寬不足，是二次分配引入的切入點(diǎn)。以上所述的改進(jìn)的EPON動(dòng)態(tài)帶寬分配方法，其特征在于(I)現(xiàn)有總帶寬為B=曼土:_土!.其中
權(quán)利要求
1.一種改進(jìn)的EPON動(dòng)態(tài)帶寬分配方法，其特征為 (1)EPON系統(tǒng)中最后一個(gè)0NU，先發(fā)送請(qǐng)求，后發(fā)送數(shù)據(jù)； (2)數(shù)據(jù)源預(yù)測(cè)模型； (3)帶寬二次分配。
2.如權(quán)利要求I所述的改進(jìn)的EPON動(dòng)態(tài)帶寬分配方法，其特征在于所述EPON系統(tǒng)中最后一個(gè)0NU，先發(fā)送請(qǐng)求，后發(fā)送數(shù)據(jù)；用于提前收集到所有請(qǐng)求，再利用傳遞數(shù)據(jù)的時(shí)間，來(lái)抵消一部分?jǐn)?shù)據(jù)處理時(shí)間，減少周期損耗，提高帶寬利用率。
3.如權(quán)利要求I所述的改進(jìn)的EPON動(dòng)態(tài)帶寬分配方法，其特征在于所述數(shù)據(jù)源預(yù)測(cè)模型，是一種線性預(yù)測(cè)模型，用于對(duì)數(shù)據(jù)源進(jìn)行預(yù)測(cè)；在ONU向OLT發(fā)送完請(qǐng)求到ONU收到OLT發(fā)送的授權(quán)這段時(shí)間，ONU還在收到用戶的請(qǐng)求，這部分的請(qǐng)求部分在本周期發(fā)送，減少時(shí)延。
4.如權(quán)利要求I所述的改進(jìn)的EPON動(dòng)態(tài)帶寬分配方法，其特征在于所述帶寬二次分配，用于對(duì)一次分配的碎片進(jìn)行再次分配；利用輕負(fù)載ONU的剩余帶寬，來(lái)彌補(bǔ)重負(fù)載ONU的帶寬不足。
5.如權(quán)利要求I至4所述的改進(jìn)的EPON動(dòng)態(tài)帶寬分配方法，其特征在于 (1)現(xiàn)有總帶寬為B=;其中為輪詢周期，T 為保護(hù)時(shí)隙，
6.如權(quán)利要求5所述的改進(jìn)的EPON動(dòng)態(tài)帶寬分配方法，其特征在于所述的第i個(gè)ONU的三種業(yè)務(wù)(EF、AF、BE)被分配的帶寬Gf、Gf、Gf ;EF業(yè)務(wù)被分配的帶寬為Gf qSf = (1+石);其中g(shù)F表不EF業(yè)務(wù)請(qǐng)求帶寬，3為在等待分配的過(guò)程中產(chǎn)生的請(qǐng)求系數(shù),TWif為EF業(yè)務(wù)從發(fā)送請(qǐng)求到OLT發(fā)送授權(quán)之前的時(shí)間； 第i個(gè)ONU除去EF業(yè)務(wù)剩余帶寬為5; = Bi-Gfr ；輕負(fù)載情況下，即(Pf ) (1+ 3 X 5 AF業(yè)務(wù)被分配的帶寬為G嚴(yán)=(1+ 3 )* Bf ;其中^■為AF業(yè)務(wù)的請(qǐng)求帶寬； BE業(yè)務(wù)被分配的帶寬為Qs =(1+3 )* Rf ;其中式為BE業(yè)務(wù)的請(qǐng)求帶寬； 分配三種業(yè)務(wù)后剩余的帶寬為茗=K- Gf ； 重負(fù)載情況下，即(d迎B\ AF業(yè)務(wù)第一次被分配的帶寬為qf =MIN{(1+ g ^ ); BE業(yè)務(wù)第一次被分配的帶寬為=MIN [0, 5 - Gf } AF業(yè)務(wù)未被分配的帶寬為Rfr = Rfp Gf BE業(yè)務(wù)未被分批的帶寬為Rf￡' = Rfs - Gfs。
7.如權(quán)利要求I至6所述的改進(jìn)的EPON動(dòng)態(tài)帶寬分配方法，其特征在于 (1)輕負(fù)載0NU，S卩(Rf) (1+ a X 5的0NU，其EF業(yè)務(wù)被分配的帶寬為Gf=Pf (1+ d );其AF業(yè)務(wù)被分配的帶寬為Gf =(1+9 )* ;其BE業(yè)務(wù)被分配的帶寬為Gf =(1+9； (2)重負(fù)載0NU，S卩(Rf+R^s ) (1+ I )>乓的0NU，其EF業(yè)務(wù)被分配的帶寬為Gf=RT (1+ I );其AF業(yè)務(wù)被分配的帶寬為Gf =Gf +Gf ;其BE業(yè)務(wù)被分配的帶寬為Cf = Gf + 。全文摘要
本發(fā)明提供了一種利用改進(jìn)的DBA算法解決EPON系統(tǒng)中帶寬分配問(wèn)題，其特征是第一方面，每個(gè)周期內(nèi)的最后一個(gè)帶寬請(qǐng)求和數(shù)據(jù)幀，先發(fā)送帶寬請(qǐng)求，這樣就可以利用傳送數(shù)據(jù)的時(shí)間來(lái)進(jìn)行帶寬分配，使得周期損耗減小。第二方面，引入線性預(yù)測(cè)系數(shù)，用以彌補(bǔ)等待授權(quán)時(shí)間內(nèi)收到的數(shù)據(jù)請(qǐng)求。最后，對(duì)帶寬進(jìn)行二次分配，充分利用一次分配的帶寬碎片。從上述的三種方法著手，可以大大減少周期損耗，提高帶寬利用率，減少業(yè)務(wù)時(shí)延。
文檔編號(hào)H04Q11/00GK102629916SQ20121013830
公開(kāi)日2012年8月8日 申請(qǐng)日期2012年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月7日
發(fā)明者吳斌, 張振榮 申請(qǐng)人:廣西大學(xué)