[发明专利]以太无源光网络中自适应保证服务质量动态带宽分配方法

说明书

技术领域

本发明涉及以太无源光网络通信中的实时业务传输质量保证。具体讲，涉及以太无源光 网络中自适应保证服务质量的动态带宽分配方法。

技术背景

(1)接入网和以太无源光网络(FPON)相关背景知识。

接入网中各种业务对时延或时延抖动的要求不同，为满足各自的需求，将业务划分为不 同的优先级，一般对时延和时延抖动要求较高的业务具有较高的优先级。服务质量(QOS)保 证是指对所承载的不同优先级业提供不同的服务，以满足它们不同的要求。

EPON中通过报告(REPORT)-授权(GATE)控制消息机制，在上行链路上实现多个光网 络单元(ONU)的时分复用。对ONU的时隙分配有静态和动态两种方式，其中动态方式能够更 好的提高系统性能(吞吐量，时延等)，为实际应用中普遍采用的方式。

(2)现有动态带宽分配(DBA)策略的相关背景。

现有的DBA策略普遍采用轮询方式实现各ONU的时隙分配，根据轮询周期是否固定分为 自适应周期轮询机制和固定周期轮询机制[1]。自适应周期轮询机制的特点是周期长度随上行 负载量的变化而变化，轻载和中等负载时所承载业务的延时小，重载时带宽利用率高；而固 定周期轮询机制的特点是周期不随上行负载量而改变，因而引起的时延和时延抖动较固定， 适合承载对时延和时延抖动敏感的业务。

(3)现有DBA策略的不足。

自适应周期轮询机制，以IPACT算法[2]为例主要的不足在于：①轮询周期长度不固定， 由此引起的时延和时延抖动也不固定。②上行处于轻载时，轮询周期缩短、频率提高，GATE 消息占用的下行带宽增加。针对这些问题，又提出了一种剩余带宽再分配机制[3]，其基本思 想是将轻载ONU的富余带宽分配给重载ONU，以减小重载ONU业务的时延，增强系统的统计 复用效率，但这种机制并没有完全解决上述两个问题，同时由于引起了周期间空闲损失问题 [4]，降低了带宽利用率。而固定周期轮询机制，如CPFCT算法[1]，的主要缺点在于：无论下 行是否轻载，上行业务的延时几乎不变，即便上行轻载时也是如此，这样额外增加了业务的 时延和时延抖动，同时它也存在周期间空闲损失问题。

另外，现有DBA策略普遍存在的一个问题就是采用限制接入时，最大轮询周期这一重要 参数的选择具有随意性，并没有确切的现实依据，不能够使系统的性能达到最佳。

发明内容

为克服现有技术的不足，针对现有DBA机制存在的问题，本发明的目的是在保证系统承 诺的服务质量(如：实时业务的最大时延和时延抖动)的前提下，根据系统上下行的负载量， 自动调整轮询周期，使系统的性能(吞吐量，时延以及时延抖动)达到最佳。

本发明采用的技术方案是，包括下列步骤：

(一)根据以太无源光网络EPON系统承喏能够保证的实时业务的最大时延和时延抖动确 定系统的最大轮询周期；

(二)根据系统的下行负载量确定最小轮询周期；

(三)对光网络单元ONU的流量预测；

(四)带宽分配；

其中，

(1)所述的最大轮询周期T_cycle^max由以太无源光网络EPON系统承诺能够保证的实时业务的 最大时延D_max和时延抖动J_max确定，且上述Tcyclemax=min(Dmax,Jmax);]]>

(2)所述的最小轮询周期T_cycle^min(n)由下行负载量R_download(n)确定，且上述