一種寬帶接入網(wǎng)的節(jié)能方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種寬帶接入網(wǎng)的節(jié)能方法，光線路終端OLT接收各光網(wǎng)絡(luò)單元ONU發(fā)送的上報幀，根據(jù)下行緩存大小和上報幀中各優(yōu)先級業(yè)務(wù)的帶寬請求值判斷ONU為深度休眠模式或普通休眠模式。對普通休眠模式的ONU，為其各優(yōu)先級業(yè)務(wù)分配上行帶寬并設(shè)置各上/下行數(shù)據(jù)的參數(shù)；OLT根據(jù)各ONU上行帶寬分配值降序排列，為各個ONU分別生成授權(quán)幀并發(fā)送，之后發(fā)送下行數(shù)據(jù)。普通休眠模式的ONU接收到GATE幀后即開始發(fā)送上行數(shù)據(jù)和新的上報幀，再根據(jù)下行數(shù)據(jù)的開始接收時間接收下行數(shù)據(jù)；深度休眠模式的ONU只發(fā)送上行數(shù)據(jù)和接收下行數(shù)據(jù)，不發(fā)送新的上報幀，各ONU根據(jù)休眠模式設(shè)置休眠喚醒時間。本發(fā)明通過減少ONU發(fā)送機(jī)和接收機(jī)的不必要工作時間來實(shí)現(xiàn)節(jié)能。
【專利說明】一種寬帶接入網(wǎng)的節(jié)能方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于寬帶接入網(wǎng)【技術(shù)領(lǐng)域】，更為具體地講，涉及一種寬帶接入網(wǎng)的節(jié)能方法。
【背景技術(shù)】
[0002]結(jié)合OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交頻分復(fù)用技術(shù))和PON (Passive Optical Network，無源光纖網(wǎng)絡(luò))的0FDM-P0N技術(shù)是下一代光網(wǎng)絡(luò)的主流技術(shù)。0FDM-P0N位于業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)接口(Service Network Interface，SNI)和用戶網(wǎng)絡(luò)接口(User Network Interface, UNI)之間，它主要由三部分構(gòu)成:光線路終端(OpticalLine Terminal，0LT)、光網(wǎng)絡(luò)單兀(Optical Network Unit, 0NU)和光分配網(wǎng)絡(luò)(OpticalDistribution Network, 0DN)。對于0FDM-P0N網(wǎng)絡(luò)，國內(nèi)外一些研究機(jī)構(gòu)做了大量的工作，如NEC公司W(wǎng)ei W等人最早提出了基于OFDM調(diào)制的IOOGbps光接入網(wǎng)(“MAC protocolsfor Optical Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA)-based passiveOptical Networks” 一文中體現(xiàn))，之后英國班戈大學(xué)的JINX，GIDDINGSP等人又相繼研制了 3Gbps 的實(shí)時 0FDM-P0N 系統(tǒng)驗(yàn)證平臺(“Real-Time3Gbps QAM-Encoded Optical OFDMTransmission over75km MetroCor SMFs with Negative Power Penalties，，一文中體現(xiàn))。但是，以上這些研究都是針對0FDM-P0N系統(tǒng)的整體性研究，并沒有具體到其內(nèi)部資源的調(diào)度及其能耗問題。
[0003]現(xiàn)有的PON技術(shù)的動態(tài)帶寬分配算法主要都是基于TDMA (Time DivisionMultiple Access，時分多址)而設(shè)計(jì)的，例如基于 EPON (Ethernet Passive OpticalNetwork，以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò))架構(gòu)的自適應(yīng)周期間插輪詢(IPACT，Interleaved Pollingwith Adaptive Cycle Time)算法，恒定比特流(CBR, Constants Bit Rate)算法等。而相應(yīng)的PON休眠節(jié)能控制機(jī)制主要體現(xiàn)在以下幾個方面:
[0004]a)上行中心調(diào)度機(jī)制與下行中心調(diào)度機(jī)制
[0005]Yan 等人在 EPON 中引入了 EMM (Energy Management Mechanism)機(jī)制并比較了兩種不同的控制休眠機(jī)制，即上行中心調(diào)度機(jī)制(UCS，Upstream Centric Scheduling)和下行中心調(diào)度機(jī)制(DCS，Downstream Centric Scheduling),該思想在 “Energy managementmechanism for ethernet passive optical networks (EPONs) [C]，，、“Analysis ofSleep-Mode Downlink Scheduling Operations in EPON Systems [C]，，、“Energyefficiency in ethernet passive optical networks (EPONs)!Protocol design andperformance evaluation [J] ”等文中均有體現(xiàn)。
[0006]b)實(shí)時休眠控制機(jī)制(JIT-SC，Just-1n-Time Sleep Control)
[0007]在考慮 休眠節(jié)能的EPON系統(tǒng)中，當(dāng)ONU (Optical Network Unit，光網(wǎng)絡(luò)單元)從休眠狀態(tài)到工作狀態(tài)不斷轉(zhuǎn)換時，網(wǎng)絡(luò)必須要進(jìn)行OLT (Optical Line Terminal，光線路終端)與ONU之間的時鐘同步，Wrong等人針對這一問題，通過在ONU中設(shè)計(jì)具有快速時鐘恢復(fù)能力的電路來減少ONU狀態(tài)轉(zhuǎn)換的時間開銷來達(dá)到節(jié)能的目的，這一思想在“Demonstration of Energy Conserving TDM-PON with Sleep Mode ONU Using FastClock Recovery Circuit，，一文中體現(xiàn)。
[0008]c)休眠和周期性喚醒機(jī)制
[0009]KuB0.R等人提出了在PON中具有可變睡眠周期的休眠和周期性喚醒機(jī)制(SPff, Sleep andPeriodic Wake-up)機(jī)制來實(shí)現(xiàn)對休眠周期的控制SPW機(jī)制已經(jīng)在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)能技術(shù)研究中得到了廣泛的應(yīng)用，該思想在“Adaptive power savingmechanism forlOgigabit class PON systems [J]”一文中體現(xiàn)。
[0010]但是以上這些算法都不能夠很好地適應(yīng)0FDM-P0N帶寬粒度小、多載波等特點(diǎn)，更重要的是無法達(dá)到一定的節(jié)能效果，所以開發(fā)一種新型的、能耗低的、能夠良好的適配0FDM-P0N系統(tǒng)的并且能夠滿足多業(yè)務(wù)接入服務(wù)質(zhì)量(QoS，Quality of Service)需求的綠色帶寬分配算法勢在必行。此外，0FDM-P0N技術(shù)具有大容量、大帶寬、大分光比的特性，由于這樣的特性，在可預(yù)期的未來，0FDM-P0N將大范圍地進(jìn)行商用的測試以及商用的部署。并且隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，網(wǎng)絡(luò)中的有源設(shè)備OLT和ONU的數(shù)量也會隨著增大。0FDM-P0N系統(tǒng)消耗的能量可能較現(xiàn)今的GP0N/EP0N大得多，因此非常有必要針對0FDM-P0N的新特點(diǎn)和新特性研究該類系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種寬帶接入網(wǎng)的節(jié)能方法，通過控制ONU發(fā)送機(jī)和接收機(jī)的開閉，從而控制ONU的整體功耗，實(shí)現(xiàn)寬帶接入網(wǎng)的節(jié)能。
[0012]為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明寬帶接入網(wǎng)的節(jié)能方法，包括以下步驟: [0013]SI =OFDM-PON寬帶接入網(wǎng)的MAC控制子層協(xié)議配置為多點(diǎn)控制協(xié)議，0FDM-P0N寬帶接入網(wǎng)正常運(yùn)行；
[0014]S2:光線路終端OLT接收每個光網(wǎng)絡(luò)單元ONU的上報幀，上報幀中包括不同優(yōu)先級業(yè)務(wù)的帶寬請求值，優(yōu)先級的級數(shù)為P，其中第I級表示必須滿足的業(yè)務(wù)，第η級業(yè)務(wù)的帶寬請求值記為Bn ；0LT統(tǒng)計(jì)各ONU的總帶寬請求值以及所有ONU中各優(yōu)先級業(yè)務(wù)的總帶寬請求值；
[0015]S3:進(jìn)入新一個輪詢周期，OLT將步驟S2接收到上報幀的ONU個數(shù)記為N，OLT檢測下行緩存大小Cache，如果Cache < Cth, Cth為預(yù)設(shè)的下行緩存閾值，進(jìn)入步驟S4，如果Cache≥Cth,將N個ONU均設(shè)置為普通休眠模式，進(jìn)入步驟S5 ；
[0016]S4:對于每個0NU，判斷其各優(yōu)先級業(yè)務(wù)的帶寬請求值是否已經(jīng)累計(jì)m次滿足:
【權(quán)利要求】
1.一種寬帶接入網(wǎng)的節(jié)能方法，其特征在于，包括以下步驟: 51=OFDM-PON寬帶接入網(wǎng)的MAC控制子層協(xié)議配置為多點(diǎn)控制協(xié)議，OFDM-PON寬帶接入網(wǎng)正常運(yùn)行； 52:光線路終端OLT接收每個光網(wǎng)絡(luò)單元ONU的上報幀，上報幀中包括不同優(yōu)先級業(yè)務(wù)的帶寬請求值，優(yōu)先級的級數(shù)為P，其中第I級表示必須滿足的業(yè)務(wù)，第η級業(yè)務(wù)的帶寬請求值記為Bn ；0LT統(tǒng)計(jì)各ONU的總帶寬請求值以及所有ONU中各優(yōu)先級業(yè)務(wù)的總帶寬請求值； 53:進(jìn)入新一個輪詢周期，OLT將步驟S2接收到上報幀的ONU個數(shù)記為N，OLT檢測下行緩存大小Cache，如果Cache < Cth, Cth為預(yù)設(shè)的下行緩存閾值，進(jìn)入步驟S4，如果Cache≤Cth,將N個ONU均設(shè)置為普通休眠模式，進(jìn)入步驟S5 ； 54:對于每個0NU，判斷其各優(yōu)先級業(yè)務(wù)的帶寬請求值是否已經(jīng)累計(jì)m次滿足:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接入網(wǎng)的節(jié)能方法，其特征在于，所述步驟S2中優(yōu)先級業(yè)務(wù)包括3級，第I級為加速轉(zhuǎn)發(fā)型業(yè)務(wù)，第2級為確保轉(zhuǎn)發(fā)型業(yè)務(wù)，第3級為盡力轉(zhuǎn)發(fā)型業(yè)務(wù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬帶接入網(wǎng)的節(jié)能方法，其特征在于，所述步驟S6中集合H中第j個ONU設(shè)置的下行數(shù)據(jù)接收時間Rd_」=Td_」+A \_，其中Td_」為OLT預(yù)計(jì)安排的該ONU的下行數(shù)據(jù)發(fā)送時間，為OLT發(fā)送下行數(shù)據(jù)到該ONU的傳輸時間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬帶接入網(wǎng)的節(jié)能方法，其特征在于，所述步驟S7中第i個ONU授權(quán)幀的發(fā)送時間Te」為:
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬帶接入網(wǎng)的節(jié)能方法，其特征在于，所述步驟S8中，普通休眠模式的ONU上報幀的開始發(fā)送時間為上行數(shù)據(jù)的開始發(fā)送時間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的寬帶接入網(wǎng)的節(jié)能方法，其特征在于，所述步驟S8中，普通休眠模式的ONU上報幀的開始發(fā)送時間Tm = Tup+tup-tM，其中Tup為上行數(shù)據(jù)的開始發(fā)送時間，tupS上行數(shù)據(jù)發(fā)送的持續(xù)時間，為上報幀發(fā)送的持續(xù)時間，如果上報幀發(fā)送時控制子信道被占用，則延遲再次嘗試發(fā)送。
【文檔編號】H04L12/24GK103595561SQ201310544830
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年11月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月6日
【發(fā)明者】張崇富, 肖能武, 江寧 申請人:電子科技大學(xué)