本發(fā)明屬于無源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體的涉及一種基于GPON系統(tǒng)的動態(tài)帶寬分配裝置及方法。

背景技術(shù)：

GPON標(biāo)準(zhǔn)的制訂和提出，標(biāo)志著向全光網(wǎng)又邁進(jìn)了一步。通過GPON系統(tǒng)，既可以傳輸ATM(高速分組交換技術(shù))信元，也可以傳輸基于分組的信元流。GPON致力于提供更高的數(shù)據(jù)傳輸效率和業(yè)務(wù)服務(wù)等級(QoS)，而這些都是有效支持多媒體業(yè)務(wù)所必須的。ITU國際電信聯(lián)盟建議明確了物理媒質(zhì)層和傳輸匯聚層的基本要求，與MAC協(xié)議最相關(guān)的部分是該建議明確了信息流的幀格式、開銷字節(jié)的安排以及物理層維護(hù)著信元的分配。但是對于MAC協(xié)議中最關(guān)鍵的帶寬分配方法沒有做出規(guī)定，因此對MAC協(xié)議帶寬分配算法的研究具有現(xiàn)實(shí)意義。

分組網(wǎng)絡(luò)中，由于各種業(yè)務(wù)對業(yè)務(wù)質(zhì)量的要求不盡相同，有的業(yè)務(wù)類型對時延很敏感(如話音)，有的則只對信元丟失率敏感(如FTP或e-mail)，若將不同類型業(yè)務(wù)不加區(qū)別地對待，會導(dǎo)致QoS的惡化，甚至?xí)斐尚旁獊G失。吉比特?zé)o源光網(wǎng)絡(luò)(GPON)帶寬分配的公平性降低網(wǎng)絡(luò)的傳輸延時，并提高了帶寬利用率。在GPON系統(tǒng)中，能夠有效的實(shí)現(xiàn)底層MAC協(xié)議帶寬分配的裝置及方法，成為了一種新的技術(shù)需求。

針對以上缺點(diǎn)，本發(fā)明在GPON系統(tǒng)傳輸匯聚層的幀結(jié)構(gòu)及動態(tài)帶寬分配的實(shí)現(xiàn)方法上進(jìn)行了改進(jìn)，提出了一種基于GPON系統(tǒng)的動態(tài)帶寬分配裝置及方法。本發(fā)明裝置簡單，魯棒性強(qiáng)，能夠?qū)PON系統(tǒng)中底層MAC協(xié)議的帶寬進(jìn)行自適應(yīng)動態(tài)分配，具有較強(qiáng)的工程應(yīng)用價值。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供了一種基于GPON系統(tǒng)的動態(tài)帶寬分配裝置及方法。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種基于GPON系統(tǒng)的動態(tài)帶寬分配裝置，所述裝置包括帶寬請求單元、帶寬管理單元和帶寬執(zhí)行單元。

優(yōu)選的，所述的帶寬請求單元根據(jù)三網(wǎng)合一需求，形成ONU帶寬需求矩陣R。

進(jìn)一步的，所述的帶寬請求單元中三網(wǎng)合一包括電信網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)。

進(jìn)一步的，所述的帶寬需求矩陣R是以數(shù)據(jù)幀為基本時間統(tǒng)計單位，將ONU中各隊列的長度轉(zhuǎn)換為字節(jié)數(shù)或以53字節(jié)為單位的信元數(shù)，構(gòu)成帶寬需求矩陣R。

優(yōu)選的，所述的ONU是光網(wǎng)絡(luò)單元，包括A、B、C、D四類等級業(yè)務(wù)，所述的帶寬需求矩陣R中的元素R_i，j(1≤i≤N，1≤j≤4)是ONU_i中第j個隊列累計帶寬需求，N代表光網(wǎng)絡(luò)單元的統(tǒng)計值，N是正整數(shù)，且N的最大值為128。

進(jìn)一步的，所述的A、B、C、D四類等級業(yè)務(wù)中，根據(jù)各隊列業(yè)務(wù)對實(shí)時性要求的高低確定各隊列輪詢的優(yōu)先級順序，從高到低排列，依次為A等級業(yè)務(wù)、B等級業(yè)務(wù)、C等級業(yè)務(wù)和D等級業(yè)務(wù)。

優(yōu)選的，所述的帶寬管理單元根據(jù)R矩陣進(jìn)行動態(tài)帶寬分配。

進(jìn)一步的，所述的帶寬管理單元中動態(tài)帶寬分配，將每個數(shù)據(jù)幀中隊列的發(fā)送授權(quán)固定，為W_j(1≤j≤4)，其中滿足以數(shù)據(jù)幀為基本時間統(tǒng)計單位，將系統(tǒng)中總的可分配帶寬轉(zhuǎn)換為字節(jié)數(shù)或以53字節(jié)為單位的信元數(shù)M。

進(jìn)一步的，所述的信元數(shù)M是將可分配給ONU_i的帶寬轉(zhuǎn)換為字節(jié)數(shù)或以53字節(jié)為單位的信元數(shù)，滿足將可為ONU_i的各個隊列分配的帶寬轉(zhuǎn)換為字節(jié)數(shù)或以53字節(jié)為單位的信元數(shù)，滿足并進(jìn)一步分配帶寬分配矩陣。

進(jìn)一步的，所述的帶寬分配矩陣是將ONU_i每個等級業(yè)務(wù)隊列的許可帶寬轉(zhuǎn)換為字節(jié)數(shù)或以53字節(jié)為單位的信元數(shù)G_i，j，構(gòu)成帶寬分配矩陣，其中，滿足G_i，j＝min(R_i，j，M_i，j)(1≤i≤N，1≤j≤4)。

優(yōu)選的，所述的帶寬執(zhí)行單元執(zhí)行最終數(shù)據(jù)、語音、視頻等信息的傳輸。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種基于GPON系統(tǒng)的動態(tài)帶寬分配方法，所述方法包括如下步驟：

步驟S1：在帶寬分配時間的第1幀時間內(nèi)估算系統(tǒng)總的可分配帶寬為M，MAC協(xié)議控制器輪詢帶寬需求矩陣R，1幀時間內(nèi)總的帶寬需求為

步驟S2：根據(jù)ONU_i的負(fù)載計算為其分配的帶寬M_i＝(Q′/Q)M；

步驟S3：根據(jù)業(yè)務(wù)權(quán)值和步驟S2，可得分配給ONU_i各業(yè)務(wù)隊列的帶寬

步驟S4：根據(jù)步驟S2輪詢的結(jié)果和步驟S3計算的結(jié)果，為ONU_i的業(yè)務(wù)隊列分配帶寬；

步驟S5：為所有包含帶寬請求的ONU分配帶寬；

步驟S6：更新帶寬需求矩陣，計算剩余帶寬并判斷是否回到步驟S1；

步驟S7：對帶寬需求矩陣R進(jìn)行更新，等待下一幀的分配。

優(yōu)選的，所述步驟S3中，所述的業(yè)務(wù)權(quán)值為權(quán)利要求5中數(shù)據(jù)幀隊列的發(fā)送授權(quán)權(quán)值W_j(1≤j≤4)。

可選的，所述步驟S4中，ONU_i業(yè)務(wù)隊列中分配的帶寬分為以下四種情況：

如果R_i，1＞0，為ONU_i的A類業(yè)務(wù)分配帶寬，并計算帶寬剩余：

G_i，1＝min(R_i，1，M_i，1)

M_i＝M_i-G_i，1

如果R_i，2＞0，為ONU_i的B類業(yè)務(wù)分配帶寬，并計算帶寬剩余：

G_i，2＝min(R_i，2，M_i，2)

M_i＝M_i-G_i，2

如果R_i，3＞0，為ONU_i的C類業(yè)務(wù)分配帶寬，并計算帶寬剩余：

G_i，3＝min(R_i，3，M_i，3)

M_i＝M_i-G_i，3

如果R_i，4＞0，為ONU_i的D類業(yè)務(wù)分配帶寬，并計算帶寬剩余：

G_i，4＝min(R_i，4，M_i，4)

M_i＝M_i-G_i，4

優(yōu)選的，所述步驟S6中，經(jīng)過初始帶寬授權(quán)分配后，在出現(xiàn)剩余帶寬的前提下，此時沒有發(fā)送許可的隊列中會出現(xiàn)累積信元，為了提高帶寬利用率，需要依照權(quán)利要求8中步驟S1到S5，對剩余的上行帶寬進(jìn)行再次處理。

本發(fā)明提出的基于GPON系統(tǒng)的動態(tài)帶寬分配裝置及方法，能夠產(chǎn)生積極的有益效果，具有以下三個方面的優(yōu)點(diǎn)：

(1)裝置簡單，魯棒性強(qiáng)，能夠?qū)PON系統(tǒng)中底層MAC協(xié)議的帶寬進(jìn)行自適應(yīng)動態(tài)分配，具有較強(qiáng)的工程應(yīng)用價值。

(2)帶寬映射管理器實(shí)現(xiàn)邏輯功能由算法實(shí)現(xiàn)，完成帶寬的動態(tài)分配，成本低廉，方法高效。

(3)對于分組信元流的管理、維護(hù)以及健壯性而言，本發(fā)明提出的方法是非常有效的。

附圖說明

圖1顯示了現(xiàn)有技術(shù)中GPON系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2顯示了現(xiàn)有技術(shù)中GPON系統(tǒng)MAC上行幀傳輸幀結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3顯示了現(xiàn)有技術(shù)中GPON系統(tǒng)MAC下行幀傳輸幀結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4顯示了本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的分組數(shù)據(jù)在GPON系統(tǒng)中傳輸幀結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5顯示了本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的基于GPON系統(tǒng)的動態(tài)帶寬分配裝置示意圖；

圖6顯示了本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的基于GPON系統(tǒng)的MAC控制器結(jié)構(gòu)；

圖7顯示了本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的基于GPON系統(tǒng)的動態(tài)帶寬分配方法示意圖；

圖8顯示了本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的基于GPON系統(tǒng)的動態(tài)帶寬分配方法流程圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明了，下面結(jié)合具體實(shí)施方式并參照附圖，對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)該理解，這些描述只是示例性的，而并非要限制本發(fā)明的范圍。此外，在以下說明中，省略了對公知結(jié)構(gòu)和技術(shù)的描述，以避免不必要地混淆本發(fā)明的概念。

圖1顯示了現(xiàn)有技術(shù)中GPON系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)示意圖。

如圖1所示，GPON系統(tǒng)最主要的三部分包括位于局端的OLT(Optical Line Terminal，光線路終端)、終端ONU(Optical Network Unit，光網(wǎng)絡(luò)單元)以及ODN(Optical Distribution Network，光配線網(wǎng))。PON即無源光網(wǎng)絡(luò)中的“無源”是指ODN全部由光分路器等無源器件組成，不含有任何電子器件及電源，下面對OLT、ODN和ONU功能進(jìn)行具體介紹。

OLT為接入網(wǎng)提供網(wǎng)絡(luò)側(cè)與核心網(wǎng)之間的接口，通過ODN與各ONU連接。圖1中，OLT連通Internet互聯(lián)網(wǎng)，PSTN公共交換電話網(wǎng)絡(luò)，CATV社區(qū)公共電視天線系統(tǒng)，作為PON系統(tǒng)的核心功能設(shè)備，OLT具有集中帶寬分配、控制各ONU、實(shí)時監(jiān)控、運(yùn)行維護(hù)管理PON系統(tǒng)的功能。ONU為接入網(wǎng)提供用戶側(cè)的接口，提供話音、數(shù)據(jù)、視頻等多業(yè)務(wù)流與ODN的接入，同時受OLT集中控制。系統(tǒng)支持的分支比為1∶16/32/64，隨著光收發(fā)模塊的發(fā)展演進(jìn)，支持的分支比將達(dá)到1∶128。在同一根光纖上，GPON可使用波分復(fù)用(WDM)技術(shù)實(shí)現(xiàn)信號的雙向傳輸。根據(jù)實(shí)際需要，還可以在傳統(tǒng)的樹型拓?fù)涞幕A(chǔ)上采用相應(yīng)的PON保護(hù)結(jié)構(gòu)來提高網(wǎng)絡(luò)的生存性。GPON技術(shù)是基于ITU-TG.984.x標(biāo)準(zhǔn)的最新一代寬帶無源光綜合接入標(biāo)準(zhǔn)，具有高帶寬，高效率，大覆蓋范圍，用戶接口豐富等眾多優(yōu)點(diǎn)。

圖2顯示了現(xiàn)有技術(shù)中GPON系統(tǒng)MAC上行幀傳輸幀結(jié)構(gòu)示意圖，圖3顯示了現(xiàn)有技術(shù)中GPON系統(tǒng)MAC下行幀傳輸幀結(jié)構(gòu)示意圖。

如圖2和圖3所示，分組網(wǎng)絡(luò)中，由于各種業(yè)務(wù)對業(yè)務(wù)質(zhì)量的要求不盡相同，有的業(yè)務(wù)類型對時延很敏感(如話音)，有的則只對信元丟失率敏感(如FTP\e-mail)，若將不同類型業(yè)務(wù)不加區(qū)別地對待，會導(dǎo)致QoS的惡化，甚至?xí)斐尚旁獊G失。接入GPON系統(tǒng)的5類業(yè)務(wù)流按其對實(shí)時性要求的不同分成4類：A類業(yè)務(wù)、B類業(yè)務(wù)、C類業(yè)務(wù)和D類業(yè)務(wù)，對不同類型的業(yè)務(wù)采用不同的帶寬分配機(jī)制。根據(jù)對不同優(yōu)先級業(yè)務(wù)提供不同QoS的原則，采取將業(yè)務(wù)等級在網(wǎng)絡(luò)邊緣分類的方法，即在ONUs側(cè)，將有相同QoS要求的業(yè)務(wù)組成一個隊列，每個等級的業(yè)務(wù)隊列緩存在一個隊列緩存器中，因此在ONUs側(cè)，每個ONU需要設(shè)置4個隊列緩存器，緩存器的填充狀況反映了業(yè)務(wù)的瞬時特性，這個信息通過上行幀的特定信息字節(jié)發(fā)送到media access control(MAC控制器)，這樣MAC控制器就可以了解整個系統(tǒng)的負(fù)荷情況。

GPON系統(tǒng)傳輸幀的上下行幀長均為125微秒，圖1中幀結(jié)構(gòu)中PLOu、PLOAMu、PLSu和PCBu為上行幀開銷，DBA(dynamic bandwidth allocation)動態(tài)帶寬分配的長度為12bit，ONU利用DBA將其隊列緩存器中的隊列信息向OLT報告，以申請帶寬資源，而ITU國際電信聯(lián)盟建議中未對DBA的格式和內(nèi)容進(jìn)行定義。本發(fā)明中將DBA分成2個部分：2bit的Frag和10bit的BWRF，帶寬請求區(qū)Frag表示ONUs側(cè)隊列緩存器中業(yè)務(wù)隊列的等級，其中，00表示隊列中緩存的是A類，優(yōu)先級為1；01表示隊列中緩存的是B類業(yè)務(wù)，優(yōu)先級為2，10表示隊列中緩存的是C類業(yè)務(wù)，優(yōu)先級為3，11表示隊列中緩存的是D類業(yè)務(wù)，優(yōu)先級為4。BWRF長為10bit，表示隊列緩存器中業(yè)務(wù)隊列的長度，ONUs每幀可以向OLT報告0～1024個信元或以53byte為單位的業(yè)務(wù)流的等待情況。OLT根據(jù)ONUs報告的隊列業(yè)務(wù)等級以及系統(tǒng)資源為ONUs分配帶寬。PCBu的最后一個字節(jié)的前4bit作為健壯控制區(qū)，3個置位bit和預(yù)留區(qū)，1bit預(yù)留，用于增加GPON系統(tǒng)的健壯性和可升級性，最后4bit用于CRC校驗(yàn)，完成對請求信息的保護(hù)。圖3中GPON系統(tǒng)下行幀傳輸幀結(jié)構(gòu)，MAC控制器利用下行幀中的US BW map為ONUs分配帶寬。通過GPON系統(tǒng)既可以傳輸ATM信元，也可以傳輸基于分組的信元流。

圖4顯示了本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的分組數(shù)據(jù)在GPON系統(tǒng)中傳輸幀結(jié)構(gòu)示意圖。

如圖4所示，GPON傳送幀的數(shù)據(jù)負(fù)荷部分由m個分組幀組成，每個分組幀有5byte的幀頭，其后是長度可變的負(fù)荷數(shù)據(jù)，其長度由2byte的分組長度指示器標(biāo)志，每個分組幀可以傳送0*65536個信元或以53byte為單位的業(yè)務(wù)流。幀頭中有2bit的Frag，00為分組數(shù)據(jù)是分組幀的全部，01為分組數(shù)據(jù)是分組幀的第1段，10為分組數(shù)據(jù)是分組幀的最后一段，11為分組數(shù)據(jù)是分組幀的中間部分。每個分組幀由分組結(jié)束標(biāo)志結(jié)束，對分組信元流，每個分組幀有21byte的開銷。

圖5顯示了本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的基于GPON系統(tǒng)的動態(tài)帶寬分配裝置示意圖。

如圖5所示，基于GPON系統(tǒng)的動態(tài)帶寬分配裝置包括帶寬請求單元、帶寬管理單元和帶寬執(zhí)行單元。

帶寬請求單元根據(jù)三網(wǎng)合一需求，形成ONU帶寬需求矩陣R。其中，帶寬請求單元中三網(wǎng)合一包括電信網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)。帶寬需求矩陣R是以數(shù)據(jù)幀為基本時間統(tǒng)計單位，將ONU中各隊列的長度轉(zhuǎn)換為字節(jié)數(shù)或以53字節(jié)為單位的信元數(shù)，構(gòu)成帶寬需求矩陣R。其中，ONU是光網(wǎng)絡(luò)單元，包括A、B、C、D四類等級業(yè)務(wù)，帶寬需求矩陣R中的元素R_i，j(1≤i≤N，1≤j≤4)是ONU_i中第j個隊列累計帶寬需求，N代表光網(wǎng)絡(luò)單元的統(tǒng)計值，N是正整數(shù)，且N的最大值為128。其中，A、B、C、D四類等級業(yè)務(wù)中，根據(jù)各隊列業(yè)務(wù)對實(shí)時性要求的高低確定各隊列輪詢的優(yōu)先級順序，從高到低排列，依次為A等級業(yè)務(wù)、B等級業(yè)務(wù)、C等級業(yè)務(wù)和D等級業(yè)務(wù)。

帶寬管理單元根據(jù)R矩陣進(jìn)行動態(tài)帶寬分配。帶寬管理單元中動態(tài)帶寬分配，將每個數(shù)據(jù)幀中隊列的發(fā)送授權(quán)固定，為W_j(1≤j≤4)，其中滿足以數(shù)據(jù)幀為基本時間統(tǒng)計單位，將系統(tǒng)中總的可分配帶寬轉(zhuǎn)換為字節(jié)數(shù)或以53字節(jié)為單位的信元數(shù)M。信元數(shù)M是將可分配給ONU_i的帶寬轉(zhuǎn)換為字節(jié)數(shù)或以53字節(jié)為單位的信元數(shù)，滿足將可為ONU_i的各個隊列分配的帶寬轉(zhuǎn)換為字節(jié)數(shù)或以53字節(jié)為單位的信元數(shù)，滿足并進(jìn)一步分配帶寬分配矩陣。帶寬分配矩陣是將ONU_i每個等級業(yè)務(wù)隊列的許可帶寬轉(zhuǎn)換為字節(jié)數(shù)或以53字節(jié)為單位的信元數(shù)G_i，j，構(gòu)成帶寬分配矩陣，其中，滿足G_i，j＝min(R_i，j，M_i，j)(1≤i≤N，1≤j≤4)。

帶寬執(zhí)行單元執(zhí)行最終數(shù)據(jù)、語音、視頻等信息的傳輸。

圖6顯示了本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的基于GPON系統(tǒng)的MAC控制器結(jié)構(gòu)。

如圖6所示，本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中，GPON系統(tǒng)可以管理的ONUs為N個(N的最大值為128)，本發(fā)明設(shè)計的位于OLT的MAC控制器結(jié)構(gòu)如圖6所示，其中帶寬分配參數(shù)中保存所有等級業(yè)務(wù)流的業(yè)務(wù)參數(shù)由帶寬分配算法確定。帶寬請求矩陣R接收OUNs所發(fā)送的DBA報告信息，是一個N×4的存儲矩陣，每行對應(yīng)一個ONU的隊列緩存器隊列狀態(tài)，矩陣的4個列分別對應(yīng)ONU的A、B、C和D類業(yè)務(wù)的隊列情況，其長度分別為2字節(jié)。本發(fā)明的BW map(帶寬映射管理器)的邏輯功能由算法實(shí)現(xiàn)，完成帶寬的動態(tài)分配。BW map管理器將帶寬分配結(jié)果送到BW map(FIFO寄存器)，BW map有H個存儲單元，H由系統(tǒng)的硬件決定，每個存儲單元為6byte，其作用是生成下一幀的BW map，MAC控制器利用下行幀的US BW map(上行帶寬映射區(qū))，用廣播的方式將其發(fā)送到各ONUs。

圖7顯示了本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的基于GPON系統(tǒng)的動態(tài)帶寬分配方法示意圖。

如圖7所示，帶寬需求矩陣R是以數(shù)據(jù)幀為基本時間統(tǒng)計單位，將ONU中各隊列的長度轉(zhuǎn)換為字節(jié)數(shù)或以53字節(jié)為單位的信元數(shù)，構(gòu)成帶寬需求矩陣R，是一個N行4列的矩陣，N為系統(tǒng)ONU的數(shù)量，ONU包括A、B、C、D四類等級業(yè)務(wù)，帶寬需求矩陣R中的元素R_i，j(1≤i≤N，1≤j≤4)是ONU_i中第j個隊列累計帶寬需求，N代表光網(wǎng)絡(luò)單元的統(tǒng)計值，N是正整數(shù)，且N的最大值為128。A、B、C、D四類等級業(yè)務(wù)根據(jù)各隊列業(yè)務(wù)對實(shí)時性要求的高低確定各隊列輪詢的優(yōu)先級順序，從高到低排列，依次為A等級業(yè)務(wù)、B等級業(yè)務(wù)、C等級業(yè)務(wù)和D等級業(yè)務(wù)。每個等級業(yè)務(wù)中分配帶寬的權(quán)重按照每個數(shù)據(jù)幀中隊列的發(fā)送授權(quán)固定，為W_j(1≤j≤4)，并且滿足以數(shù)據(jù)幀為基本時間統(tǒng)計單位，將系統(tǒng)中總的可分配帶寬轉(zhuǎn)換為字節(jié)數(shù)或以53字節(jié)為單位的信元數(shù)M。其中，信元數(shù)M是將可分配給ONU_i的帶寬轉(zhuǎn)換為字節(jié)數(shù)或以53字節(jié)為單位的信元數(shù)，滿足將可為ONU_i的各個隊列分配的帶寬轉(zhuǎn)換為字節(jié)數(shù)或以53字節(jié)為單位的信元數(shù)，滿足并進(jìn)一步分配帶寬分配矩陣。其中，帶寬分配矩陣是將ONU_i每個等級業(yè)務(wù)隊列的許可帶寬轉(zhuǎn)換為字節(jié)數(shù)或以53字節(jié)為單位的信元數(shù)G_i，j，構(gòu)成帶寬分配矩陣，并且滿足G_i，j＝min(R_i，j，M_i，j)(1≤i≤N，1≤j≤4)，在分配好帶寬需求矩陣、帶寬分配矩陣后，進(jìn)行下行幀帶寬分配。

圖8顯示了本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的基于GPON系統(tǒng)的動態(tài)帶寬分配方法流程圖，該方法具體包括如下步驟：

步驟S1：在帶寬分配時間的第1幀時間內(nèi)估算系統(tǒng)總的可分配帶寬為M，MAC協(xié)議控制器輪詢帶寬需求矩陣R，1幀時間內(nèi)總的帶寬需求為

步驟S2：根據(jù)ONU_i的負(fù)載計算為其分配的帶寬M_i＝(Q′/Q)M；

步驟S3：根據(jù)業(yè)務(wù)權(quán)值和步驟S2，可得分配給ONU_i各業(yè)務(wù)隊列的帶寬其中業(yè)務(wù)權(quán)值為數(shù)據(jù)幀隊列的發(fā)送授權(quán)權(quán)值W_j(1≤j≤4)；

步驟S4：根據(jù)步驟S2輪詢的結(jié)果和步驟S3計算的結(jié)果，為ONU_i的業(yè)務(wù)隊列分配帶寬，ONU_i業(yè)務(wù)隊列中分配的帶寬具體分為以下四種情況：

如果R_i，1＞0，為ONU_i的A類業(yè)務(wù)分配帶寬，并計算帶寬剩余：

G_i，1＝min(R_i，1，M_i，1)

M_i＝M_i-G_i，1

如果R_i，2＞0，為ONU_i的B類業(yè)務(wù)分配帶寬，并計算帶寬剩余：

G_i，2＝min(R_i，2，M_i，2)

M_i＝M_i-G_i，2

如果R_i，3＞0，為ONU_i的C類業(yè)務(wù)分配帶寬，并計算帶寬剩余：

G_i，3＝min(R_i，3，M_i，3)

M_i＝M_i-G_i，3

如果R_i，4＞0，為ONU_i的D類業(yè)務(wù)分配帶寬，并計算帶寬剩余：

G_i，4＝min(R_i，4，M_i，4)

M_i＝M_i-G_i，4

步驟S5：為所有包含帶寬請求的ONU分配帶寬；

步驟S6：更新帶寬需求矩陣，計算剩余帶寬并判斷是否回到步驟S1；

步驟S7：對帶寬需求矩陣R進(jìn)行更新，等待下一幀的分配。

應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明的上述具體實(shí)施方式僅僅用于示例性說明或解釋本發(fā)明的原理，而不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。因此，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。此外，本發(fā)明所附權(quán)利要求旨在涵蓋落入所附權(quán)利要求范圍和邊界、或者這種范圍和邊界的等同形式內(nèi)的全部變化和修改例。