[发明专利]一种动态带宽分配中对慢速带宽计算电路的适配方法

说明书

技术领域

本发明涉及10吉比特容量无源光网络计算电路，具体说是一种动态带宽分配中对慢速带宽计算电路的适配方法。尤指10吉比特容量无源光网络的动态带宽分配电路中，对慢速带宽计算电路的适配方法。

背景技术

Internet的飞速发展带来了数据业务的迅速增长，对宽带接入技术的需求也越来越高。而PON（Passive Optical Network，无源光网络）因其成本低、可靠性高、维护少、带宽高等优点而得到了广泛的应用。其中XG-PON（10-Gigabit-capable Passive Optical Network，10吉比特容量无源光网络）将数据传输速率提高到了10吉比特等级，具有较好的发展前景。

在XG-PON系统中，OLT（Optical Line Termination，光线路终端）是使用DBA（Dynamic Bandwidth Assignment，动态带宽分配）技术将上行流量发送机会分配给ONU（Optical Network Unit，光网络单元）中的流量承载实体的。

ITU-T（国际电信联盟电信标准化部门，负责制定通信领域的标准，International Telecommunication Union Telecommunication Standardization Sector）关于XG-PON的G.987.3建议中对于DBA的参考模型进行了明确的定义。定义包括参考模型的输入、输出和计算方法。其中：

输入包括两部分：第一部分为带宽配置参数输入，包含一系列参数用于描述每条上行数据流的带宽配置；第二部分为流量负荷输入，反映流量上报信息，随上行数据流所需要的流量带宽的变化而变化，记为R_L(t)，其单位为bit/s。

输出为已分配的带宽，描述DBA经过计算之后，能够分配给该上行数据流的流量带宽，记为R，其单位为bit/s。

计算方法则描述了如何根据输入数据（指带宽配置参数和流量负荷）得出输出数据的计算步骤。对于给定的带宽配置参数和流量负荷，根据建议可以得到确定的带宽输出值（指已分配的带宽）。

对于DBA参考模型计算方法的电路实现，其计算速度反映了由给定的输入数据计算出输出数据所需要耗费的时间，该计算速度有以下特点：

1）DBA参考模型的计算方法十分复杂，具体表现在其步骤较多，同时计算过程中包含较多的乘除法计算，这会导致其计算速度通常较慢；

2）为了增加电路的灵活性，同时针对DBA算法的特点，电路中通常会选择使用嵌入式处理器和软件的方式来实现DBA算法，而软件的计算速度通常远慢于硬件，同时嵌入式处理器的计算能力受面积和频率的限制较大，这进一步减慢了计算速度；

3）和1G速率的G-PON（Gigabit-capable Passive Optical Network，1吉比特容量无源光网络）或EPON（Ethernet Passive Optical Network，以太网无源光网络）系统相比，10G速率的XG-PON系统需要支持更多条上行数据流，而DBA计算时间和上行数据流的条数正相关，这导致同样条件下XG-PON系统中DBA计算速度会更慢；

4）由于系统中上行数据流的条数是不确定的，因此当系统中注册的上行数据流的条数不同的时候，DBA的计算时间是不确定的，当上行数据流条数较少的时候，计算速度较快，而当上行数据流条数较多的时候，计算速度较慢；

5）即使在上行数据流条数固定的情况下，根据算法定义，如果某些上行数据流的上行流量要求发生的变化，例如从流量为0增加到一个较大的流量，DBA的计算时间也会发生变化。

但是对于整个XG-PON系统的电路实现来说，DBA的计算速度是一个十分重要的问题。根据G.987.3建议，XG-PON电路对DBA的带宽下发存在一些限制和要求，这主要表现在以下几个方面：

1）G.987.3建议规定XG-PON系统的上行和下行物理帧的帧长为125us，同时一些相关的时间参数也基本处于同一数量级，因此DBA的带宽下发的周期不能和这一水平差的太远；

2）G.987.3建议中对DBA存在性能方面的要求，而如果DBA的计算速度太慢，会导致带宽下发对于流量上报的响应速度过慢，而导致电路无法达到性能要求；

3）DBA在XG-PON系统中对上行流量起到调度作用，作为调度器，其调度周期最好能较为固定，这样能带来更好的业务延时和抖动等性能；因此DBA的带宽下发的间隔最好不要随上行数据流的条数以及流量情况而变化。