[发明专利]异步转移模式无源光网络的部分反压传输技术

说明书

本发明一般涉及异步转移模式(ATM)通信系统，具体涉及利用无源光网络(PON)的ATM通信系统。

在光纤到家(FTTH)/先纤到大楼(FTTB)的环境下，异步转移模式-无源光网络(ATM-PON)被认为是解决光纤基接入网通信到终端用户的一个有前途的方法。许多ATM-PON利用树形布局，其中无源光分路器/合并器在下游方向提供广播，而在上游方向提供合并。光分路器/合并器通常在上游方向耦合到单个光线路终端单元(OLT)和在下游方向耦合到多个光网络终端单元(ONT)，因此产生树形布局。OLT提供光接入网的网络侧接口，而ONT提供到光接入网的客户侧接口。因为来自ONT的所有输入ATM信元组合成一个信元流，通过光合并器路由到OLT；除非利用适当的预防机构，在来自不同ONT的上游(ONT到OLT)信元中就可能发生冲突。

利用授权分配技术以控制来自各个ONT的上游信元转移，其中从OLT给ONT的允许授权是在特定的时隙发送一个上游信元。许多厂家和标准化组织所考虑的通用方法是per-QoS(服务质量)级业务控制，其中给ONT中的每个QoS级提供一个队列，简单的调度程序在各个队列中提供优先化的服务。一种现有技术ONT结构包括：ONT中有物理存储器的两个用户网络接口(UNI)卡，配置成若干个队列以适应不同的服务级。一个典型的优先级队列配置分配CBR(恒定比特率)业务给第一优先级队列，分配实时VBR(可变比特率)业务给第二优先级队列，分配非实时VBR业务给第三优先级队列，分配ABR(现有的比特率)业务给第四优先级队列，和分配UBR(未规定的比特率)给第五优先级队列。在接收到正常数据授权时，服务器扫描第一优先级队列，并发送任何现有的信元。否则，服务器扫描下一个队列，并重复扫描到第五优先级队列，直至它找到待发送的信元。按照这种方法，可以保证具有较高优先级的队列在较低优先级的队列之前接收到服务。若仅仅利用具有这种优先级队列方案的数据授权，则可能发生所谓的饥饿效应。例如，若出现任何非一致性的贪婪业务到达一个较高优先级的队列，则较低优先级队列中的信元不能接收到适当量的服务，即使它符合业务合同。为了避免这种饥饿效应和提供适当量的服务给较低优先级队列中的信元，可以利用带标记的授权(它是特殊的数据授权)。在从OLT接收到带标记的授权时，服务器开始扫描各个队列，例如，不是从第一优先级队列而是从第三优先级队列开始扫描。

与ONT中这种per-QoS级业务控制有关的一个问题是，当多个UNI用于相同的ONT中时，在各个UNI(例如，以太网UNI)之间缺乏公平性保证。因为具有相同QoS级(例如，ABR和UBR)的所有输入业务存储在相同的优先级队列，且在没有任何连接概念下由调度程序给以处理，可能会有这样一种情况，当其他终端用户的业务率非常高时，一些终端用户的业务不能得到有保证的服务量。所以，在ONT内部应当实现某种机构，使相同ONT中各个以太网UNI之间获得公平性。

基于上述ONT结构和利用带标记授权以解决公平性问题的一种技术，它有分配到不同优先级队列的两个以太网UNI的业务流，即，一个分配到高优先级队列，另一个分配到低优先级队列。利用两种不同的授权以隔离两个业务流，一种是正常数据授权，另一种是带标记授权。于是，OLT能够直接控制相同ONT中具有不同授权的两个以太网UNI，并在它们之间提供公平性。

这种二队列方案有若干个缺点。例如，二队列方案通常导致低效率和不对称的利用带宽。就是说，与较高优先级队列相关的业务流不能共享分配给其他业务流(即，带标记授权)的带宽，而较低优先级队列的业务流能够共享分配给较高优先级队列的业务流(即，数据授权)的带宽。所以，浪费了某些部分的带宽。即使具有相同的授权率，实际发射的两个业务流量可能是不同的，除非在接收到数据授权时，较高优先级队列中总是有信元。

另一个缺点是利用非标准化带标记授权。这种技术不能用于这样的情况，一个厂家的ONT与不支持带标记授权的其他厂家OLT结合使用。最后，二队列方案适合于差的缩放性。例如，二队列方案能够适用于一个ONT中两个以太网UNI卡，其中每个以太网UNI可能仅有一个业务流，即，虚信道。然而，若一个ONT支持多于两个以太网UNI卡，或每个以太网UNI卡能够支持多于一个业务流，则二队列方案不再适用。