[发明专利]用于无源光网络系统的动态带宽分配装置及其实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，具体来说，本发明涉及一种用于实现无源光网络系统(XPON)例如千兆比特无源光网络(GPON)的动态带宽分配(DBA)装置及其实现方法。

背景技术

GPON技术是新兴的支持千兆比特速率的宽带无源光网络技术。GPON在物理拓扑上是一对多结构，逻辑上则为一对一结构。其下行数据传送为广播方式，所有光网络终端(ONT)都能在其物理PON口上接收到所有的下行数据帧。而上行则采用时分多址(TDMA)方式，每个ONT只在光线路终端(OLT)为其分配的上行授权时隙内才能发送上行数据。

在GPON中，带宽分配的授权对象是“传输容器”(T-CONT)。一个ONT中可以包含多个T-CONT。T-CONT有5类：T-CONT1、T-CONT2、T-CONT3、T-CONT4和T-CONT5。其中T-CONT类型1为固定带宽类型不需要参与动态带宽分配，其他类型的T-CONT都可以通过动态分配的方式来获取带宽。在OLT处，负责为每个T-CONT分配上行带宽的功能单元称为动态带宽分配(DBA)。GPON的DBA分为两种：状态报告DBA(SR-DBA)和无状态报告DBA(NSR-DBA)。SR-DBA因更能准确反映T-CONT的带宽需求情况，因而带宽利用率更高。采用SR-DBA时，为T-CONT分配上行带宽时除了考虑每个T-CONT上报的带宽请求(DBRu)外，还要考虑网管为每个T-CONT配置的服务级别约定(SLA)参数。这些参数的内容视不同类型的T-CONT而不同。

作为GPON的关键技术之一，DBA的实现需要权衡各方面的因素，进行仔细设计。一般来说，对带宽分配有吞吐量、时延、抖动和公平性的要求。对算法本身的要求还有算法的运行效率和资源占用率。此外，由于DBA是GPON系统中非常活跃的部分，关系到业务的服务质量(Qos)，需要经常调整，因此DBA装置的设计必需考虑到可扩展性。目前，对GPON DBA的研究比较少，而且多数都集中在算法研究上，很少有DBA实现设计方面的研究报道。在已知的研究报道中，“Efficient medium arbitration ofFSAN-compliant GPONs”(作者H.C.Leligou，发表在Int.J.Commun.Syst.2006；19：603-617)提出了一个DBA设计方案。该方案的一个显著特点是将带宽分配与带宽分配图(BWMap)中时隙位置和长度分配在一个算法中实现。这样做的不足之处是两者的耦合较紧，导致可扩展性不强。因此有必要研究新的DBA实现方法。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种用于无源光网络系统的动态带宽分配装置及其实现方法。

根据本发明的一方面，提供了一种用于无源光网络系统的动态带宽分配装置，包括：带宽分配子单元，其用于在每个调度周期内依次为无源光网络系统中的每个传输容器分配总的传送字节数，并保存生成的传输容器带宽分配表；以及带宽分布策略控制子单元，其用于在每个调度周期内读取传输容器带宽分配表，然后将总的传送字节数分配到调度周期内的各个定时帧中，最终生成带宽分配图。

在上述的动态带宽分配装置中，带宽分配子单元与带宽分布策略控制子单元相互独立，分别运行不同的算法。

在上述的动态带宽分配装置中，带宽分配子单元用于运行带宽分配算法，根据上行带宽请求信息和用户配置的传输容器服务级别约定信息，计算出总的传送字节数。

在上述的动态带宽分配装置中，带宽分布策略控制子单元用于在考虑开销安排的基础上应用网管配置的带宽分布策略，以将总的传送字节数分配到各个定时帧中，以得到各个定时帧的时隙位置和长度。

在上述的动态带宽分配装置中，还包括：带宽请求和统计查询子单元，其用于查询上一个周期内光线路终端接收到的各个传输容器发送来的上行带宽请求信息，以及查询上一个周期的各个传输容器实际发送的非空闲字节数统计，并对其进行处理，然后通过数据维护子单元提供的接口保存起来供带宽分配子单元使用；数据维护子单元，其用于向带宽请求和统计查询子单元提供接口以保存上行带宽请求信息，用于向带宽分配子单元提供接口以保存传输容器带宽分配表，以及用于向带宽分布策略控制子单元提供接口以供其访问传输容器带宽分配表；以及定时服务子单元，用于为动态带宽分配装置中的各个子单元提供定时服务。