光接入網帶寬動態(tài)分配的方法和裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種光接入網中帶寬動態(tài)分配的方法和裝置，克服現(xiàn)有TDM-PON動態(tài)帶寬分配機制中的實時性差、且只局限在單個OLT內部的缺點，提出了一種面向光接入網全局的集中式靈活帶寬動態(tài)分配方法和裝置。本發(fā)明的裝置由控制層和被管理設備組成，其中控制層包括通信代理模塊、帶寬資源分析模塊、策略決策模塊。本發(fā)明帶寬動態(tài)分配的方法，循環(huán)監(jiān)測網絡流量，如果存在網絡繁忙熱點，則執(zhí)行帶寬動態(tài)分配機制。帶寬動態(tài)分配機制包括帶寬動態(tài)優(yōu)化機制和帶寬動態(tài)恢復機制。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，進行循環(huán)檢測并采取了全網聯(lián)合動態(tài)帶寬調度技術措施，使得光接入網帶寬資源管理智能化，極大提高了帶寬利用率，節(jié)省了接入網運營成本，提高了接入網用戶體驗。
【專利說明】光接入網帶寬動態(tài)分配的方法和裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種光接入網中帶寬動態(tài)分配的方法和裝置，尤其涉及時分復用的無 源光網絡中的多個光線路終端相結合的集中式靈活帶寬動態(tài)分配方法與裝置。
【背景技術】
[0002]隨著“三網融合”的持續(xù)推進和FTTx的迅猛發(fā)展，超大帶寬靈活分配是光接入網 發(fā)展的必然趨勢，同時對光接入網智能化管理提出了更高要求。如何通過對接入網智能控 制來提高資源利用率，對實現(xiàn)光接入網全面普及意義重大。
[0003]光接入網在上行方向是一個多點到點的拓撲結構，在時分復用的無源光網絡 (TDM-PON)中上行信道采用時分復用(TDM)方式實現(xiàn)帶寬資源共享，TDM-PON系統(tǒng)采用動態(tài) 帶寬分配機制(DBA)來提高系統(tǒng)上行帶寬利用率以及保證公平性和服務質量(QoS)，動態(tài) 帶寬分配機制可以實現(xiàn)單個光線路終端(OLT)與光網絡單元(ONU)之間的帶寬靈活高效分 配。ONU向OLT發(fā)送帶寬請求，說明需要發(fā)送的數(shù)據(jù)量，OLT處理來自所有ONU的帶寬請求， 并根據(jù)這些請求和預先制定的策略發(fā)送授權消息給各個ONU。ONU接收來自OLT的授權信 息，根據(jù)窗口大小發(fā)送數(shù)據(jù)，另外為了保證ONU之間的公平性，避免數(shù)據(jù)量過大的ONU長時 間的獨占整個帶寬，OLT限制了 ONU傳輸窗口的大小。
[0004]動態(tài)帶寬分配機制根據(jù)終端的帶寬需求以及預先制定的策略實現(xiàn)了光接入網局 部帶寬靈活配置。然而這種OLT內部的動態(tài)帶寬分配機制并不能滿足整個光接入網帶寬靈 活配置需求。一方面，傳統(tǒng)的動態(tài)帶寬分配機制依賴人工預先制定的參數(shù)策略，只能實現(xiàn)一 定范圍內的靈活性，實時性差，無法動態(tài)滿足終端帶寬需求；另一方面，傳統(tǒng)的動態(tài)帶寬分 配機制只局限在單個OLT內部，缺乏多個OLT之間的帶寬靈活配置，當同一個PON內部多個 ONU帶寬需求都增加時，傳統(tǒng)的動態(tài)帶寬分配機制由于OLT總上行帶寬限制無法滿足高帶 寬需求。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術問題是為了克服現(xiàn)有TDM-PON動態(tài)帶寬分配機制中的實時 性差、且只局限在單個OLT內部的缺點，提出了一種面向光接入網全局的集中式靈活帶寬 動態(tài)分配方法和裝置。
[0006]本發(fā)明所述光接入網中帶寬動態(tài)分配的裝置由控制層和被管理設備(包括OLT和 與之相連的城域匯聚層設備SR/BRAS)，其中控制層包括通信代理模塊、帶寬資源分析模塊、 策略決策模塊，帶寬資源分析模塊收集底層設備的實時流量信息并進行分析，將分析出的 全網流量情況發(fā)送給策略決策模塊，策略決策模塊根據(jù)全網流量分布情況以及全網帶寬分 配情況制定帶寬優(yōu)化策略，通信代理模塊負責協(xié)議解析、與被管理設備進行通信等，控制層 與被管理設備之間的信息流是雙向的，被管理設備向控制層上報流量狀態(tài)信息，控制層向 被管理設備下發(fā)帶寬優(yōu)化策略。
[0007]本發(fā)明所述光接入網中帶寬動態(tài)分配的方法如下:[0008]第I步:初始化。分配所有設備的初始帶寬，初始帶寬值是帶寬分配公平性的保 證。
[0009]第2步:監(jiān)測網絡流量。如果存在網絡繁忙熱點，則執(zhí)行帶寬動態(tài)分配機制。帶寬 動態(tài)分配機制包括帶寬動態(tài)優(yōu)化機制和帶寬動態(tài)恢復機制。
[0010]帶寬動態(tài)優(yōu)化機制涉及第3步和第4步。有三種方案:只包含第3步；只包含第4 步；包含第3步和第4步。
[0011]第3步:執(zhí)行OLT內部帶寬優(yōu)化策略。優(yōu)化同一 OLT下各個ONU之間的帶寬資源 分配。
[0012]第4步:執(zhí)行多OLT聯(lián)合帶寬優(yōu)化策略。優(yōu)化同一城域網接入交換機下各個OLT 之間的帶寬資源分配。
[0013]如果帶寬優(yōu)化機制無法滿足繁忙熱點帶寬需求，則執(zhí)行帶寬恢復機制。帶寬恢復 機制涉及第5步和第6步。與前述帶寬動態(tài)優(yōu)化機制相對應，有三種方案:只包含第5步； 只包含第6步；包含第5步和第6步。
[0014]第5步:執(zhí)行OLT內部帶寬恢復策略。通過調整OLT內部帶寬資源分配，將繁忙熱 點的帶寬分配值在初始帶寬值內強制恢復，以保證帶寬分配的公平性。
[0015]第6步:執(zhí)行多OLT聯(lián)合帶寬恢復策略。通過調整多個OLT之間帶寬資源分配，將 繁忙熱點的帶寬分配值在初始帶寬值內強制恢復，以保證帶寬分配的公平性。
[0016]第7步:按照第3?6步所確定的帶寬值更新設備的分配帶寬，然后回到第2步。
[0017]采用本發(fā)明所述方法和裝置，與現(xiàn)有技術相比，引入了多OLT聯(lián)合帶寬調整，并進 行循環(huán)檢測和調整。由于采取了全網聯(lián)合動態(tài)帶寬調度技術措施，使得光接入網帶寬資源 管理智能化，極大提高了帶寬利用率，節(jié)省了接入網運營成本，提高了接入網用戶體驗。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是傳統(tǒng)光接入網網絡管理架構。
[0019]圖2是光接入網中帶寬動態(tài)分配的裝置。
[0020]圖3是光接入網中以設備為直接管理對象的帶寬動態(tài)分配的裝置。
[0021]圖4是光接入網中以分布式網管服務器為直接管理對象的帶寬動態(tài)分配的裝置。
[0022]圖5是對光接入網和與之相連的城域網匯聚層設備進行帶寬動態(tài)分配的方法。
[0023]圖6是OLT內部帶寬動態(tài)分配的方法。
[0024]圖7是多OLT聯(lián)合帶寬動態(tài)分配的方法。
【具體實施方式】
[0025]圖1是傳統(tǒng)光接入網網絡管理架構，包括0LT、每個OLT下連接的多個0NU、與OLT 相連的城域網匯聚層設備(SR和BRAS)、網絡管理系統(tǒng)等。傳統(tǒng)的集中網管功能單一，僅能 實現(xiàn)單向信息流，即收集網絡拓撲等基本信息，不具備動態(tài)配置網絡狀態(tài)功能，而且傳統(tǒng)網 絡管理架構是分布式的，城域網與接入網是獨立的，這樣就導致傳統(tǒng)網絡管理的局限性，無 法面向整個接入網全局動態(tài)分配網絡資源。
[0026]圖2是光接入網中帶寬動態(tài)分配的裝置，包括控制層和被管理設備，其中被管理 設備包括OLT和與OLT直連的城域匯聚層設備(SR和BRAS)，其中控制層又包括通信代理模塊、帶寬資源分析模塊、策略決策模塊。控制層集成在服務器中，與被管理設備的管理接口 相連?？刂茖优c被管理設備之間可以選擇采用多種控制協(xié)議，例如SNMP協(xié)議、OpenFlow協(xié) 議等。帶寬資源分析模塊收集底層設備的實時流量信息并進行分析，將分析出的全網流量 情況發(fā)送給策略決策模塊。策略決策模塊根據(jù)全網流量分布情況以及全網帶寬分配情況制 定帶寬優(yōu)化策略。通信代理模塊負責與被管理設備的通信、協(xié)議解析等?？刂茖优c被管理 設備之間的信息流是雙向的:被管理設備向控制層上報流量狀態(tài)信息，控制層向被管理設 備下發(fā)帶寬優(yōu)化策略。所述控制層三個模塊可以集成在單一控制器中，也可以分離組成控 制集群。作為本發(fā)明體現(xiàn)相同構思的其它方案，通信代理模塊也可以與現(xiàn)有的被管理設備 集成，還可以與現(xiàn)有的分布式網管系統(tǒng)集成，可以適應不同的組網環(huán)境，并且屏蔽底層硬件 信息，為上層控制單元提供抽象接口，實現(xiàn)復雜異構接入網絡的統(tǒng)一控制與管理。
[0027]本發(fā)明裝置控制層收集全網網絡實時狀態(tài)信息，再將調整策略下發(fā)到對應的設 備。通過輪詢機制，實現(xiàn)網絡資源動態(tài)分配，提高了資源利用率。解決了傳統(tǒng)網絡管理架構 的局限性和實時性差的特點。
[0028]本發(fā)明提出的光接入網中帶寬動態(tài)分配的裝置的管理對象可以是設備，也可以是 網管服務器，前者網絡結構簡單，可靠性高。
[0029]圖3是光接入網中以設備為直接管理對象實現(xiàn)帶寬動態(tài)分配的裝置。本實施例中 通信代理模塊與被管理設備之間采用SNMP協(xié)議，此時接入網設備具有可識別SNMP協(xié)議的 管理接口。針對支持其他協(xié)議(如OpenFlow協(xié)議)的接入網設備，則需要采用其他協(xié)議(如 OpenFlow協(xié)議)的通信代理模塊。
[0030]實現(xiàn)控制層其它模塊(帶寬資源分析模塊、策略決策模塊)的一個方法是使用嵌入 式軟件；另一個方法是運用網絡操作系統(tǒng)(Network OS)，通過在該操作系統(tǒng)上開發(fā)應用軟 件來實現(xiàn)。網絡操作系統(tǒng)提供統(tǒng)一的南、北向接口，南向接口與通信代理模塊連接，通過通 信代理模塊與設備通信；網絡操作系統(tǒng)為應用層提高統(tǒng)一的北向接口，統(tǒng)一的北向接口可 以實現(xiàn)應用層的靈活擴展性，簡化網絡功能開發(fā)，這種開放式架構提高本發(fā)明裝置的可擴 展性和可靠性。
[0031]圖4是光接入網中以分布式網管服務器為直接管理對象實現(xiàn)帶寬動態(tài)分配的裝 置，與圖3的實現(xiàn)方式類似，主要是管理對象不同。這種實現(xiàn)方式借鑒了已經存在的傳統(tǒng) 網絡管理架構，通信代理模塊與接入網分布式網管服務器、城域網分布式網管服務器雙向 通信，直接讀取、修改服務器端的網絡狀態(tài)數(shù)據(jù)庫，控制層網絡操作系統(tǒng)讀取服務器端的網 絡狀態(tài)數(shù)據(jù)庫，通過分析和決策，下發(fā)帶寬優(yōu)化配置，再通過網管服務器更新被管理設備的 網絡配置，實現(xiàn)帶寬動態(tài)調整。通信代理模塊和網管服務器之間的通信接口，與網管客戶端 和網管服務器之間的通信接口使用的通信協(xié)議相同。
[0032]本發(fā)明方法各步驟通過上述通信代理模塊、帶寬資源分析模塊、策略決策模塊配 合完成，所述方法實施例主要步驟(第3?6步)通過策略決策模塊實現(xiàn)，方法實施例中的監(jiān) 測流量(第2步)通過帶寬資源分析模塊實現(xiàn)，設備帶寬配置(第I步、第7步)通過通信代 理模塊實現(xiàn)。
[0033]圖5是針對光接入網設備和與之相連的城域匯聚設備的帶寬動態(tài)分配的方法，工 作過程包含7個步驟。
[0034]第I步:設置所有設備的初始帶寬。此處，定義“初始帶寬”:是用戶簽約帶寬，或者運營商給用戶的最低保證帶寬。
[0035]第2步:控制層周期性輪詢檢測流量分布情況，如果存在網絡繁忙熱點，則觸發(fā)帶 寬動態(tài)分配機制，否則繼續(xù)輪詢檢測。此處，預先設定一個“繁忙閾值”，當ONU (或0LT)的 實際流量和它的分配帶寬的比值大于該閾值時，判斷為該ONU (或0LT)處于繁忙狀態(tài)。
[0036]帶寬動態(tài)優(yōu)化機制分為OLT內部帶寬優(yōu)化策略(第3步)和多OLT聯(lián)合帶寬優(yōu)化策 略(第4步)。有三種方案:只包含第3步；只包含第4步；包含第3步和第4步。
[0037]第3步:0LT內部帶寬優(yōu)化策略只優(yōu)化單個OLT內部各個ONU的動態(tài)帶寬分配參 數(shù)，降低空閑ONU的分配帶寬，提高繁忙ONU的分配帶寬；
[0038]第4步:多OLT聯(lián)合帶寬優(yōu)化策略優(yōu)化多個OLT之間的帶寬分配，即OLT的上行帶 寬分配，降低空閑OLT的分配帶寬，提高繁忙OLT的分配帶寬。
[0039]當帶寬優(yōu)化機制執(zhí)行“第3步和第4步”方案時，一個最佳實施例是先執(zhí)行第3步， 如果歸屬于同一個OLT下各個ONU可用的空閑帶寬的總和大于帶寬需求，則通過第3步的 操作已經使帶寬需求得到滿足，就不執(zhí)行第4步；如果歸屬于同一個OLT下各個ONU可用的 空閑帶寬總和小于帶寬需求，則需要執(zhí)行第4步。
[0040]如果帶寬優(yōu)化機制無法滿足繁忙熱點帶寬需求，這表明空閑帶寬已經用盡，則執(zhí) 行帶寬恢復機制以保證帶寬分配的公平性。比如，存在用戶A和用戶B，當A帶寬需求大于 其初始帶寬、B帶寬需求小于其初始帶寬，上述帶寬優(yōu)化過程將A的分配帶寬增加、B的分配 帶寬降低。但隨著時間變化，當B的帶寬需求變大時，如果沒有其他空閑帶寬，B就只能享 受低于初始帶寬的服務，這是不公平的，因此需要使B的實際帶寬在初始帶寬范圍內補足。
[0041]定義“需求帶寬”，即用戶實際流量的帶寬需求超出所分配帶寬的部分。
[0042]定義“剩余帶寬”，即上例中A用戶通過優(yōu)化獲取到的比初始值高的那部分帶寬。 剩余帶寬是通過降低其他需求低的用戶的帶寬實現(xiàn)的。當用戶的需求都很大時，分配帶寬 至少滿足各自的初始帶寬以保證公平性。
[0043]帶寬恢復機制分為OLT內部帶寬恢復策略(第5步)和多OLT聯(lián)合帶寬恢復策略 (第6步)，與前述帶寬優(yōu)化機制相對應，有三種方案:只包含第5步；只包含第6步；包含第 5步和第6步。
[0044]第5步:0LT內部帶寬恢復策略根據(jù)初始化帶寬值調整單個OLT內部各個ONU的 分配帶寬，將繁忙熱點的帶寬值重新恢復成初始帶寬值；
[0045]第6步:多OLT聯(lián)合帶寬恢復策略根據(jù)初始化帶寬值調整各個OLT的分配帶寬，將 繁忙熱點的帶寬值重新恢復成初始帶寬值。最后控制層下發(fā)策略消息，更新設備的分配帶 寬。
[0046]當帶寬恢復機制執(zhí)行“第5步和第6步”方案時，一個最佳實施例是首先執(zhí)行第5 步，如果第5步可以滿足帶寬需求就跳過第6步。如果第5步不能滿足，則執(zhí)行第6步。
[0047]當本方法中帶寬優(yōu)化機制包含第3步和第4步時，對應的帶寬恢復機制應包含第5 步和第6步。只通過第5步不一定能夠恢復到初始值。比如1#0LT內有1.1、1.2、1.3三個 0NU，2#0LT有2.1,2.2,2.3三個0NU，t0?tl時間段內0NU2.1?2.3帶寬需求都很大，而 0NU1.1?1.3帶寬需求都比較小。這時就會執(zhí)行多OLT聯(lián)合帶寬優(yōu)化策略，導致1#0LT內 的ONU帶寬都低于初始帶寬。接著tl?t2時間段內如果0NU1.1?1.3的帶寬需求也變 大，顯然帶寬優(yōu)化策略不起作用，而且OLT內部帶寬恢復策略也不能滿足要求，因為1#0LT下的3個ONU都沒有剩余帶寬，只能通過多OLT聯(lián)合帶寬恢復策略才能滿足要求。
[0048]圖6在表示光接入網中OLT內部帶寬動態(tài)分配的方法。下文具體說明第3.1?
3.3步、第5.1?5.2步的內容。
[0049]當檢測中發(fā)現(xiàn)同一 OLT中某個ONU處于繁忙狀態(tài)，則執(zhí)行第3.1步:查找同一 OLT 下的所有空閑0NU。此處預先設定一個“空閑閾值”，當ONU的實際流量和它的分配帶寬的 比值小于該閾值時，判斷為該ONU具備空閑帶寬。如果沒有空閑0NU，則無法滿足帶寬調整 需求，繼續(xù)執(zhí)行其它帶寬分配策略；
[0050]當有空閑ONU時，執(zhí)行第3.2步:根據(jù)上述“繁忙0NU”的需求帶寬、空閑ONU的空 閑帶寬，通過帶寬調度算法確定各ONU的新的分配帶寬，直到滿足該繁忙ONU的需求帶寬。 所述帶寬調度算法有很多種:例如簡單地按照空閑帶寬從大到小的順序統(tǒng)計調整帶寬；或 者先計算帶寬調整率(即需求帶寬除以空閑帶寬總和)，如果帶寬調整率大于1，則順序調整 (例如從大到小、從小到大、或隨機)各個ONU的空閑帶寬；如果帶寬調整率小于1，則按照帶 寬調整率，對各個空閑ONU的帶寬進行等比例地控制，每個ONU的調整帶寬等于帶寬調整率 乘以其空閑帶寬。各個ONU的新的分配帶寬是在原帶寬基礎上考慮調整值得到的。
[0051]第3.3步，判斷優(yōu)化后該繁忙ONU的狀態(tài)。繁忙問題解決則執(zhí)行第7步，否則表明 無法滿足帶寬調整需求，需要繼續(xù)執(zhí)行其它帶寬分配策略。注意步驟3.2的處理完成了帶 寬優(yōu)化策略但不一定滿足了帶寬需求。比如某一個ONU的流量/分配帶寬=9M/10M=0.9>0.7 (假設繁忙閾值為0.7)，經過優(yōu)化，調度了 2M帶寬給該0NU，新的比值是9M/12M=0.75仍然> 繁忙閾值，此時就需要執(zhí)行其它帶寬分配策略了。
[0052]當所調整的ONU從空閑狀態(tài)轉入繁忙狀態(tài)時，其帶寬分配量有可能小于初始帶 寬，從而影響了帶寬分配的公平性。為保證帶寬分配的公平性引入了 OLT內部帶寬恢復策 略,包含第5.1?5.2步。
[0053]當OLT內部帶寬分配策略失敗時(即執(zhí)行OLT內部帶寬優(yōu)化策略后，其他ONU空閑 帶寬用盡仍然不能完全滿足該繁忙ONU的實際需求帶寬X時)，執(zhí)行第5.1步:判斷繁忙ONU 的帶寬分配量是否小于初始帶寬，是則執(zhí)行第5.2步，否則執(zhí)行第7步。
[0054]第5.2步:首先確定實時帶寬小于初始帶寬的繁忙ONU在初始值內實現(xiàn)恢復所需 求的帶寬，接著統(tǒng)計實時帶寬大于初始帶寬的其它ONU并計算它們的剩余帶寬，按照帶寬 調度算法調整帶寬，更新對應ONU的分配帶寬，使繁忙ONU的需求帶寬得到滿足。例如以X 為需求帶寬，同前例ONU帶寬數(shù)據(jù)，X=9/0.7-10?2.9，需要執(zhí)行帶寬恢復策略將該ONU分 配帶寬恢復到12.9M。再例如以恢復到初始值的帶寬Y為需求帶寬，假設初始帶寬為15M， 那么該ONU的分配帶寬為IOM〈初始帶寬15M，Y=5M，需要執(zhí)行帶寬恢復策略將該ONU分配帶 寬恢復到15M。其他實施例還包括以min(X，Y)為需求帶寬。具體帶寬恢復算法有很多種: 比如簡單地按照剩余帶寬從大到小的順序統(tǒng)計調整帶寬；或者先計算帶寬調整率(等于需 求帶寬除以剩余帶寬總和)，再按照帶寬調整率，對各個分配帶寬大于初始帶寬的ONU的帶 寬進行等比例地控制，被調整ONU的調整帶寬等于帶寬調整率乘以其剩余帶寬。這樣就既 保證了網絡資源的充分利用，也不影響資源分配的公平性。
[0055]圖7表示針對與OLT相連的城域網匯聚層設備的多OLT聯(lián)合帶寬動態(tài)分配的方 法。多OLT聯(lián)合帶寬動態(tài)分配的方法與圖60LT內部帶寬動態(tài)分配的方法基本原理相同，區(qū) 別是管理對象為多個0LT，下文具體說明第4.1?4.3步、第6.1?6.2步的內容。[0056]第4.1步:查找同一 BRAS/SR下的空閑0LT，如果沒有空閑0LT，則無法滿足帶寬調 整需求，繼續(xù)執(zhí)行其它帶寬分配策略；
[0057]當有空閑OLT時，執(zhí)行第4.2步:計算繁忙OLT的需求帶寬，計算空閑OLT空閑帶 寬總和，按照帶寬調度算法更新對應繁忙OLT的分配帶寬。具體帶寬調度算法有很多種，比 如簡單的按照空閑帶寬從大到小的順序統(tǒng)計調整帶寬，或者先計算帶寬調整率(等于需求 帶寬除以空閑帶寬總和)，如果帶寬調整率大于1，則直接按照空閑帶寬從大到小的順序統(tǒng) 計調整帶寬，如果帶寬調整率小于1，則按照帶寬調整率統(tǒng)計調整帶寬(每個OLT的調整帶 寬等于帶寬調整率乘以其空閑帶寬)。
[0058]第4.3步，判斷優(yōu)化后該繁忙OLT的狀態(tài)。繁忙問題解決則執(zhí)行第7步，否則表明 無法滿足帶寬調整需求，需要繼續(xù)執(zhí)行其它帶寬分配策略。
[0059]為了保證帶寬分配的公平性引入了多OLT聯(lián)合帶寬恢復策略，當多OLT聯(lián)合帶寬 分配失敗時，第6.1步:實時帶寬小于初始帶寬時，則執(zhí)行第6.2步，否則執(zhí)行第7步。
[0060]第6.2步:首先計算繁忙OLT的實際需求帶寬X，和恢復到初始值的需求帶寬Y， 接著統(tǒng)計實時帶寬大于初始帶寬的0LT，并計算其恢復到初始值的剩余帶寬，以Y或者 min(X, Y)為需求帶寬，按照帶寬調度算法計算和更新對應OLT的分配帶寬。與帶寬分配策 略的調度算法一樣，具體帶寬恢復算法有很多種:比如簡單地按照剩余帶寬從大到小的順 序統(tǒng)計調整帶寬；或者先計算帶寬調整率(等于需求帶寬除以剩余帶寬總和)，再按照帶寬 調整率，對各個分配帶寬大于初始帶寬的OLT的帶寬進行等比例地控制，被調整OLT的調整 帶寬等于帶寬調整率乘以其剩余帶寬。這樣就既保證了網絡資源的充分利用，也不影響資 源分配的公平性。然后執(zhí)行第7步。
[0061]關于第7步，在圖5?圖7實施例中，OLT內帶寬分配機制的控制對象是OLT的帶 寬屬性，OLT約束與之相連的多個ONU ;多OLT聯(lián)合帶寬分配機制的控制對象是SR/BRAS的 帶寬屬性，SR/BRAS約束與之相連的多個0LT。多OLT聯(lián)合帶寬分配機制中OLT獲得的帶寬 或被減少的帶寬是SR/BRAS分配給每個OLT的總上行帶寬，OLT應實時地根據(jù)總上行帶寬 去分配內部ONU的帶寬。
[0062]本發(fā)明的方案不限定OLT的總上行帶寬被如何分配到各個0NU。特殊情況下，OLT 分配給各個ONU的帶寬之和小于BRAS/SR分配給OLT的總上行帶寬，造成OLT“冗余帶寬”。 基于本說明書圖5?圖6所示帶寬動態(tài)分配方法的教導，也能夠啟發(fā)實施者對該部分冗余 帶寬(當存在時，可視為ONU的空閑帶寬)進行有效利用。
【權利要求】
1.一種實現(xiàn)光接入網中帶寬動態(tài)分配的裝置，包括控制層和被管理設備(包括OLT和城域網匯聚層設備SR、BRAS)，其特征在于，控制層包括通信代理模塊、帶寬資源分析模塊、策略決策模塊；帶寬資源分析模塊收集底層設備的實時流量信息并進行分析，將分析出的全網流量情況發(fā)送給策略決策模塊；策略決策模塊根據(jù)全網流量分布情況以及全網帶寬分配情況制定帶寬優(yōu)化策略； 通信代理模塊包括消息解析轉換、協(xié)議棧功能，與被管理設備進行通信；控制層與被管理設備之間的信息流是雙向的，被管理設備向控制層上報流量狀態(tài)信息，控制層向被管理設備下發(fā)帶寬優(yōu)化策略。
2.如權利要求1所述的實現(xiàn)光接入網中帶寬動態(tài)分配的裝置，其特征在于，還包括分布式網管服務器，所述分布式網管服務器包括接入網分布式網管服務器、城域網分布式網管服務器，通信代理模塊通過網管服務器與被管理設備進行雙向通信，控制層讀取服務器端的網絡狀態(tài)數(shù)據(jù)庫，通過分析和決策，下發(fā)帶寬優(yōu)化配置，再通過網管服務器更新被管理設備的網絡配置，實現(xiàn)帶寬動態(tài)調整，通信代理模塊和網管服務器之間的通信接口，與網管客戶端和網管服務器之間的通信接口使用的通信協(xié)議相同。
3.如權利要求1所述的實現(xiàn)光接入網中帶寬動態(tài)分配的裝置，其特征在于，所述控制層通信代理模塊與被管理的設備集成。
4.如權利要求2所述的實現(xiàn)光接入網中帶寬動態(tài)分配的裝置，其特征在于，所述控制層的通信代理模塊與網管服務器集成。
5.如權利要求1~4所述的實現(xiàn)光接入網中帶寬動態(tài)分配的裝置，其特征在于，運用網絡操作系統(tǒng)(Network OS)，在操作系統(tǒng)上用應用軟件實現(xiàn)控制層的帶寬資源分析模塊、策略決策模塊；網絡操作系統(tǒng)提供統(tǒng)一的南、北向接口，南向接口與通信代理模塊連接，北向接口用于實現(xiàn)應用層擴展。
6.一種實現(xiàn)光接入網中帶寬動態(tài)分配的方法，用于權利要求1~5所述裝置，其特征在于，包括以下步驟:第I步:初始化，分配所有設備的初始帶寬；第2步:監(jiān)測網絡流量(0NU、0LT)，發(fā)現(xiàn)網絡繁忙熱點；第3步:執(zhí)行OLT內部帶寬優(yōu)化策略，優(yōu)化同一 OLT下各個ONU之間的帶寬資源分配； 第4步:執(zhí)行多OLT聯(lián)合帶寬優(yōu)化策略，優(yōu)化同一城域網接入交換機下各個OLT之間的帶寬資源分配；第5步:執(zhí)行OLT內部帶寬恢復策略，通過調整OLT內部帶寬資源分配，將繁忙熱點的帶寬分配值在初始帶寬值范圍內強制恢復，以保證帶寬分配的公平性；第6步:執(zhí)行多OLT聯(lián)合帶寬恢復策略，通過調整多個OLT之間帶寬資源分配，將繁忙熱點的帶寬分配值在初始帶寬值范圍內強制恢復，以保證帶寬分配的公平性；第7步:按照第3~6步所確定的帶寬值更新設備的分配帶寬，然后回到第2步； 上述步驟中第2~6步之間的關系為:如果第2步發(fā)現(xiàn)網絡繁忙熱點，則執(zhí)行帶寬動態(tài)分配機制，包括帶寬動態(tài)優(yōu)化機制和帶寬動態(tài)恢復機制；如果第2步未發(fā)現(xiàn)網絡繁忙熱點，則對網絡流量進行循環(huán)檢測；帶寬動態(tài)優(yōu)化機制涉及第3步和第4步，有三種方案:只包含第3步；只包含第4步； 包含第3步和第4步；如果帶寬優(yōu)化機制無法滿足繁忙熱點帶寬需求，則執(zhí)行帶寬恢復機制；帶寬恢復機制涉及第5步和第6步，與上述帶寬動態(tài)優(yōu)化機制相對應，帶寬恢復機制有三種方案:只包含第5步；只包含第6步；包含第5步和第6步。
7.如權利要求6所述實現(xiàn)光接入網中帶寬動態(tài)分配的方法，所述帶寬動態(tài)優(yōu)化機制包含第3步和第4步，其特征在于，先執(zhí)行第3步，如果歸屬于同一個OLT下各個ONU可用的空閑帶寬的總和大于帶寬需求，則通過第3步的操作已經使帶寬需求得到滿足，就不執(zhí)行第4步；如果歸屬于同一個 OLT下各個ONU可用的空閑帶寬總和小于帶寬需求，則需要執(zhí)行第4步。
8.如權利要求7所述實現(xiàn)光接入網中帶寬動態(tài)分配的方法，所述帶寬動態(tài)恢復機制執(zhí)行第5步和第6步，其特征在于，首先執(zhí)行第5步，如果第5步可以滿足帶寬需求就跳過第6步；如果第5步不能滿足， 則執(zhí)行第6步。
9.如權利要求6~8所述的光接入網中帶寬動態(tài)分配的方法，其特征在于，所述OLT內部帶寬優(yōu)化策略包括第3.1步、第3.2步、第3.3步；所述OLT內部帶寬恢復策略包括第5.1 步、第5.2步，其中第3.1步:查找同一 OLT下的所有空閑0NU，當有空閑ONU時，執(zhí)行第3.2步；如果沒有空閑0NU，則無法滿足帶寬調整需求，繼續(xù)執(zhí)行其它帶寬分配策略；第3.2步:根據(jù)繁忙ONU的需求帶寬、空閑ONU的空閑帶寬，確定各ONU的新的分配帶寬，直到滿足該繁忙ONU的需求帶寬；第3.3步:判斷優(yōu)化后該繁忙ONU的狀態(tài)，繁忙問題解決則執(zhí)行第7步，否則表明無法滿足帶寬調整需求，繼續(xù)執(zhí)行其它帶寬分配策略； 第5.1步:判斷繁忙ONU的帶寬分配量是否小于初始帶寬，是則執(zhí)行第5.2步，否則跳過第5.2步；第5.2步:根據(jù)繁忙ONU的需求帶寬和其它ONU的剩余帶寬，確定各對應ONU的新的分配帶寬。
10.如權利要求6~8所述的光接入網中帶寬動態(tài)分配的方法，其特征在于，所述多 OLT聯(lián)合帶寬優(yōu)化策略包括第4.1步、第4.2步、第4.3步；所述多OLT聯(lián)合帶寬恢復策略包括第6.1步、第6.2步；其中第4.1步:查找同一 BRAS/SR下的所有空閑0LT，當有空閑OLT時，執(zhí)行第4.2步；如果沒有空閑0LT，則無法滿足帶寬調整需求，繼續(xù)執(zhí)行其它帶寬分配策略；第4.2步:根據(jù)繁忙OLT的需求帶寬、空閑OLT的空閑帶寬，確定各OLT的新的分配帶寬，直到滿足該繁忙OLT的需求帶寬；第4.3步:判斷優(yōu)化后該繁忙OLT的狀態(tài)，繁忙問題解決則執(zhí)行第7步，否則表明無法滿足帶寬調整需求，繼續(xù)執(zhí)行其它帶寬分配策略；第6.1步:判斷繁忙OLT的帶寬分配量是否小于初始帶寬，是則執(zhí)行第6.2步，否則執(zhí)行第7步；第6. 2步:根據(jù)繁忙OLT的需求帶寬和其它OLT的剩余帶寬，確定各對應OLT的新的分配帶寬。
【文檔編號】H04Q11/00GK103560978SQ201310477116
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年10月14日 優(yōu)先權日:2013年10月14日
【發(fā)明者】張 杰, 趙永利, 吳家林, 楊輝 申請人:北京郵電大學