[发明专利]动态带宽分配设备和方法以及PON中的光线路终端

说明书

技术领域

本发明涉及一种动态带宽分配设备和针对用户侧的端节点动态地分配上行带宽的方法，以及使用动态带宽分配设备的PON(无源光网络)系统中的光线路终端。

背景技术

已经实现了这样的PON系统，其包括：光线路终端；形成下述构造的光纤网络，在该构造中连接到光线路终端的光纤通过光耦合器被分割为多个光纤；和光网络单元，其连接到分开的光纤的各端部。

PON光线路终端按时分方式在上行方向将带宽动态地分配到多个光网络单元，从而防止上行信号之间干扰。根据执行时分的方式，为通信信道设置的上行信号通信带被动态地分配到每个光网络单元。

具体地说，光线路终端预先从各光网络单元接收针对将在上行方向发送的数据量的带宽请求，响应于该请求确定将被分配给各光网络单元的上行带宽，并提供发送许可带宽的通知(授权)。

由于每个授权包括发送开始时间和发送许可的长度(与一段时间对应的值)，因此每个光网络单元可在该授权中指定的预定的时间段中在上行方向发送预定量的数据(例如，见专利文献1和2)。

同时，关于上行传输带宽怎样响应于来自多个光网络单元的带宽请求进行分配，例如有如下方式：分散式DBA(动态带宽指配)，其中，当来自一个光网络单元的请求到达时，在需要时将带宽分配到该光网络单元；集中式DBA，其中以预定周期收集来自多个(通常，所有)光网络单元的带宽请求，并且基于这些带宽请求按集成的方式分配带宽。

在它们中，在集中式DBA中，基于用于上行方向的一个带宽分配周期(授权周期)，服务类别被分为低延迟类别，其中设置了延迟的最大值；和普通延迟类别，其中没有设置这种最大值。然后，通过将用于低延迟类别的带宽分配周期设置为小于用于普通延迟类别的带宽分配周期，实现低延迟和带宽的有效使用之间的协调性(见专利文献2)。

引用列表

专利文献

专利文献1：日本专利No.3768421

专利文献2：日本专利No.3734732

发明内容

技术问题

在上述PON系统中的光线路终端用作中继设备，该中继设备通过应用服务器-网络接口(SNI)或网络-网络接口(NNI)将从光网络单元接收的上行帧中继到上层网络。

但是，在常规PON系统中的动态带宽分配中，针对每个光网络单元分配上行传输的量是基于PON侧的接收速率(从光网络单元的上行传输的速率)以及光网络单元做出的带宽请求所要求的数据量来确定的。

因此，例如，在诸如以下(1)至(3)的情况中，在中继上行帧时，在用于发送到光线路终端的上侧的队列中可能发生缓存器溢出，并且因此上行帧的一部分可能被丢弃并因此不被发送到上侧。

(1)当由于在光线路终端上进行中继时将VLAN标签提供给上行帧导致上行帧的数据量增加时；

(2)当由于在光线路终端上进行中继时上行帧的MAC中的MAC封装导致上行帧的数据量增加时；以及

(3)当SNI侧的发送速率低于PON侧的接收速率时。

在这种情况下，当上行帧是诸如VoIP(因特网协议语音)或视频的高优先级帧时，发生诸如通话或视频中断的有害效果，损害了由光网络单元设置的QoS(服务质量)。

同时，对于用于解决上述不方便的方法，考虑通过在上侧的传输队列中采用大容量缓存器来增加上行帧的数据的累积量的部件。但是，这种部件具有导致设备的尺寸增加和成本增加的缺点。

鉴于这种常规问题，本发明的目的是提供一种动态带宽分配设备等，其避免了由于缓存器溢出而导致的上行帧的丢弃，并且能够因此执行允许上行帧被可靠地中继到上侧的带宽分配。

问题的解决方案

根据本发明的一方面，提供了一种动态带宽分配设备，其设置在执行与多个端节点的双向通信的中继节点中，其基于每个端节点的带宽请求动态地分配每个端节点的上行传输量，所述设备包括：管理单元，其针对每个端节点管理来自端节点的上行帧的接收速率、上行帧的中继目的地的发送速率、以及在进行中继时在上行帧中发生的数据量的变化；计算单元，其基于接收速率、发送速率和数据量的变化来计算分配带宽上限，在该分配带宽上限，即使数据量增加，上行帧也能被中继；以及分配执行单元，其在所计算的分配带宽上限的范围内，动态地分配端节点的上行传输量。

根据本发明的动态带宽分配设备，所述计算单元基于来自端节点的上行帧的接收速率、上行帧的中继目的地的发送速率以及在进行中继时在上行帧中发生的数据量的变化，计算分配带宽上限，在所述分配带宽上限，即使数据量增加，上行帧也能被中继。