CN101420359B - 一种无源光网络中的带宽分配***和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无源光网络中的带宽分配***和方法，所述方法包括：(1)在局端设备和用户端设备上根据数据的业务类型把数据影射到相应的数据缓冲区，用户端设备向局端设备发送报告信息，报告所述数据缓冲区的占用比例；(2)局端设备接收到所述报告信息，根据信息中的数据缓冲区的占用比例和数据缓冲区对应的业务等级，调整分配给用户端设备的带宽；(3)局端设备发送带宽授权给用户端设备，完成对用户端设备的带宽调整。本发明提供的无源光网络中的带宽分配***和方法，根据ONT上报的数据缓冲区的占用情况及不同业务对应带宽的需要，动态分配所述业务的占用带宽，既能保证较高优先级业务的带宽需求，又可以保证带宽利用率。

Description

一种无源光网络中的带宽分配***和方法
技术领域
本发明涉及互联网中的宽带接入通信技术领域，更具体地说，涉及一种PON(Passive Optical Network，无源光网络)网络带宽的分配***和方法。
背景技术
光网络就是通常说的光纤网，它的传输介质是光纤。在普通的网络里，数据信号是以电为载体的，通过电压的高低来区分0和1，而在光网络里，承载数据的是激光，通过激光发射器，发射不同强度的激光来区分0和1。由于普通的双绞线使用的是电信号，传输距离受限制，例如5类线的理论最大传输距离100米左右。使用光纤的网络，光信号在光导纤维上传送，根据光纤的类型和信号发生器的功率，单模光纤的传输距离可以达到几十公里。一般城市的主干网络都是光纤网。
随着接入网的不断发展和光进铜退的演进，光接入网络越来越普及，其中点到多点的光网络***最适合用户的实际业务需求，有着广阔的发展前景。
PON是利用点到多点的光网络实现多用户接入的宽带接入技术，可以给用户提供较高的接入带宽。PON网络包括局端设备(Optical LineTerminal，OLT)和用户终端设备(Optical Network Terminal，ONT)，一个OLT的PON端口可以连接多个ONT，OLT和ONT之间通过光纤和光分路器构成光纤网络连接，多个ONT共享一个OLT的PON端口带宽，ONT发送给OLT的数据分为不同服务等级的业务，为了保证优先级高的业务带宽能够优先保证，而又使多个ONT可以高效的使用共享带宽，需要保证较高优先级服务的带宽，同时其他带宽能够有效地利用。所以如何达到上述目的，是带宽分配时需要考虑的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种无源光网络中的带宽分配***和方法，即能保证较高优先级业务的带宽，又可以保证带宽利用率，并具有简单高效的特点。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种无源光网络中的带宽分配***，包括用户端设备和局端设备，所述用户端设备包括：
数据缓冲区情况发送模块，用于将用户端设备接口的数据缓冲区的占用比例发送报告给局端设备；
带宽分配请求模块，用于向所述局端设备发送业务请求，请求带宽的分配；
所述局端设备包括：带宽分配模块，用于完成对带宽的管理控制，根据所述带宽分配请求模块的请求，并根据带宽利用情况动态调整用户端设备的发送带宽。
进一步的，所述局端设备还包括：
数据缓冲区阈值设定模块，用于为用户端设备接口的数据缓冲区设置阈值；
数据缓冲区情况判断模块，用于将用户端设备接口的数据缓冲区的占用情况与所述阈值相比较，并将比较结果发送至所述带宽分配模块。
本发明还提供了一种无源光网络中的带宽分配方法，所述方法包括以下步骤：
(1)在局端设备和用户端设备上根据数据的业务类型把数据影射到相应的数据缓冲区，用户端设备向局端设备发送报告信息，报告所述数据缓冲区的占用比例；
(2)局端设备接收到所述报告信息，根据信息中的数据缓冲区的占用比例和数据缓冲区对应的业务等级，调整分配给用户端设备的带宽；
(3)局端设备发送带宽授权给用户端设备，完成对用户端设备的带宽调整。
进一步的，步骤(1)中所述用户端向局端设备发送报告信息，包括：所述用户端设备周期性地向局端设备发送报告信息。
进一步的，步骤(1)中还包括：将所述数据缓冲区分组，相应的，所述用户端设备周期性地向局端设备发送报告信息，分组报告数据缓冲区的占用比例。
进一步的，步骤(1)中还包括：在局端设备上为每个数据缓冲区设置占用比例阈值；相应的，
步骤(2)中根据信息中的数据缓冲区的占用比例与所述数据缓冲区的占用比例阈值相比较的结果和数据缓冲区对应的业务等级，调整分配给用户端设备的带宽。
进一步的，所述将数据缓冲区分组，包括：根据业务等级将所述数据缓冲区分组，所述业务等级包括：固定带宽业务、保证带宽业务、和尽力而为带宽业务。
进一步的，所述固定带宽业务为时分复用数据的业务，所述保证带宽业务为视频业务，所述尽力而为带宽业务为网页浏览和下载业务。
进一步的，步骤(2)中所述调整分配给用户端设备的带宽，包括：
对于固定带宽业务，局端设备分配固定授权的带宽，不考虑用户端设备报告的数据缓冲区的占用情况；
对于保证带宽业务，根据不同用户端设备和业务申请的情况，尽力保证带宽，保证带宽业务带宽需要增加时，占用尽力而为带宽业务，保证带宽业务减小时，把这部分带宽分配给尽力而为带宽业务；
对于尽力而为带宽业务，除了固定带宽业务和保证带宽业务分配的带宽，剩余的带宽由所有的业务申请共享。
本发明提供的无源光网络中的带宽分配***和方法，根据ONT上报的数据缓冲区的占用情况及不同业务对应带宽的需要，动态分配所述业务的占用带宽，既能保证较高优先级业务的带宽需求，又可以保证带宽利用率。
附图说明
图1为本发明无源光网络的带宽调整***示意图。
图2为本发明带宽分配方法流程图。
具体实施方式
本发明通过OLT接收ONT周期上报的数据缓冲区状态，并结合所述数据缓冲区对应的业务等级，动态调整分配给ONT的带宽。
下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明，但不作为对本发明的限定。
参照图1所示，为本发明无源光网络的带宽调整***示意图。该***包括PON局端设备11和PON用户端设备12，它们之间通过光纤网络13连接。
用户端设备12包括：
数据缓冲区情况发送模块121，用于将数据缓冲区的占用情况发送报告给局端设备11；
带宽分配请求模块122，用于向所述局端设备11发送业务请求，请求带宽的分配。
所述的局端设备包括：
数据缓冲区阈值设定模块111，用于为用户端设备12的PON接口的数据缓冲区设置阈值；
数据缓冲区情况判断模块112，用于将接收到的用户端设备12的接口的数据缓冲区的占用情况与所述阈值相比较，并将比较结果发送至所述带宽分配模块；
带宽分配模块113，完成对带宽的管理控制，根据用户端设备12的带宽分配请求，并结合数据缓冲区的占用情况，根据带宽利用情况动态调整ONT的发送带宽。
所述的光纤网络13是点到多点的光纤连接网络，包括光纤和光分路器，光分路器把一根光纤和多根光纤连接起来构成光纤网络13，连接OLT和ONU。
参照图2所示，为本发明带宽分配方法流程图。所述方法包括以下步骤：
步骤201：在OLT和ONT上根据数据的业务类型把数据影射到相应的数据缓冲区，ONT周期性报告ONT的数据缓冲区组内数据缓冲区的占用情况，所述占用情况为占用比例；
其中ONT的数据缓冲区组是由多个数据缓冲区构成，数据缓冲区可以按照业务等级划分。一个ONT可以有多个数据缓冲区组。
步骤202：OLT接收到ONT的报告信息，根据信息中的数据缓冲区的占用情况和数据缓冲区对应的业务等级，动态调整分配给ONT的带宽；
所述数据缓冲区对应的业务等级，其业务等级由高到低包括：固定带宽业务、保证带宽的业务、尽力而为的业务三个等级。
具体来说，可以通过在OLT上根据缓冲区的占用比例设定相应的阈值来触发带宽分配。对于固定带宽业务，OLT分配固定授权的带宽，不用理会ONT报告的缓冲区状态；对于保证带宽的业务，根据不同数据缓冲区的阈值调整对于这个业务的占用的带宽，如果数据缓冲区的占用比例已经超过其自身的阈值，则增加该业务的带宽，当小于缓冲区的阈值，减小该业务的带宽，增加和减小带宽的方法可以通过缓冲区数据发送速率的调度算法完成。在调整的同时要结合业务申请的情况，调整策略为：尽力保证带宽，保证带宽的业务带宽需要增加时，如果此时其业务所相应的数据缓冲区的占用比例已经超过其自身阈值，则可以占用尽力而为的业务，但不能占用固定带宽业务。相应的，当保证带宽业务减小时，把这部分带宽给尽力而为的业务使用；对于尽力而为的业务，除了固定带宽业务和保证带宽业务分配的带宽，剩余的带宽由所有的业务申请共享。可见，在分配时是按照一定的优先级进行调整的。
步骤203：OLT发送带宽授权给ONT，完成对ONT的带宽调整。
下面通过具体应用中的实例来对本发明的技术方案进行示例性的说明。
首先进行如下配置：
一、根据需要确定如何划分业务等级，包括固定带宽，保证带宽，尽力而为的带宽，在本实施例中，时分复用数据的业务定义为固定带宽业务，视频等业务为保证带宽业务，一般网页浏览和下载业务为尽力而为业务。
二、在OLT和ONT上根据数据的业务类型把数据影射到相应的数据缓冲区。对于ONT不同的缓冲区，在OLT上可以设定缓冲区的占用比例阈值，根据所述阈值触发带宽调整，从而OLT可以根据缓冲区报告信息决定如何进行带宽分配。
动态调整带宽的步骤如下：
步骤一：ONT周期性报告ONT的数据缓冲区组状态，每个数据缓冲区的占用情况都包含在ONT的报告中；
步骤二：OLT接收到ONT的报告信息，根据信息中的数据缓冲区组状态和数据缓冲区对应的业务等级的设定，动态调整分配给ONT的带宽。对于固定带宽业务，OLT分配固定授权的带宽，不用理会ONT报告的缓冲区状态；对于保证带宽的业务，根据不同ONT和业务申请的情况，尽力保证带宽，保证带宽的业务带宽需要增加时，可以占用尽力而为的业务，但不能占用固定带宽业务，保证带宽业务减小时，把这部分带宽给尽力而为的业务使用；对于尽力而为的业务，除了固定带宽业务和保证带宽业务分配的带宽，剩余的带宽由所有的业务申请共享；
步骤三：OLT发送带宽授权给ONT，ONT根据发送的带宽授权发送数据，完成对ONT的带宽调整。
OLT对于连接的多个ONT的报告进行解析，并根据不同ONT的不同业务对于带宽的不同要求，动态调整带宽分配，首先应满足固定带宽的业务，剩余的满足保证带宽业务，再剩余的带宽满足尽力而为的带宽业务。
当然，上述具体实施方式不是对本发明技术方案的进一步限定，任何熟悉本领域的技术人员对本发明技术特征所作的等同替换或相应改进，仍在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种无源光网络中的带宽分配***，包括用户端设备和局端设备，其特征在于，所述用户端设备包括：
数据缓冲区情况发送模块，用于将用户端设备接口的数据缓冲区的占用比例发送报告给局端设备；
带宽分配请求模块，用于向所述局端设备发送业务请求，请求带宽的分配；
所述局端设备包括：带宽分配模块，用于完成对带宽的管理控制，根据所述带宽分配请求模块的请求，结合数据缓冲区的占用情况，并根据带宽利用情况动态调整用户端设备的发送带宽。
2.如权利要求1所述的***，其特征在于，所述局端设备还包括：
数据缓冲区阈值设定模块，用于为用户端设备接口的数据缓冲区设置阈值；
数据缓冲区情况判断模块，用于将用户端设备接口的数据缓冲区的占用情况与所述阈值相比较，并将比较结果发送至所述带宽分配模块。
3.一种无源光网络中的带宽分配方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)在局端设备和用户端设备上根据数据的业务类型把数据影射到相应的数据缓冲区，用户端设备向局端设备发送报告信息，报告所述数据缓冲区的占用比例；
(2)局端设备接收到所述报告信息，根据信息中的数据缓冲区的占用比例和数据缓冲区对应的业务等级，调整分配给用户端设备的带宽；
(3)局端设备发送带宽授权给用户端设备，完成对用户端设备的带宽调整。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述用户端向局端设备发送报告信息，包括：所述用户端设备周期性地向局端设备发送报告信息。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(1)中还包括：将所述数据缓冲区分组，相应的，所述用户端设备周期性地向局端设备发送报告信息，分组报告数据缓冲区的占用比例。
6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(1)中还包括：在局端设备上为每个数据缓冲区设置占用比例阈值；相应的，
步骤(2)中根据信息中的数据缓冲区的占用比例与所述数据缓冲区的占用比例阈值相比较的结果和数据缓冲区对应的业务等级，调整分配给用户端设备的带宽。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述将数据缓冲区分组，包括：根据业务等级将所述数据缓冲区分组，所述业务等级包括：固定带宽业务、保证带宽业务、和尽力而为带宽业务。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述固定带宽业务为时分复用数据的业务，所述保证带宽业务为视频业务，所述尽力而为带宽业务为网页浏览和下载业务。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述调整分配给用户端设备的带宽，包括：
对于固定带宽业务，局端设备分配固定授权的带宽，不考虑用户端设备报告的数据缓冲区的占用情况；
对于保证带宽业务，根据不同用户端设备和业务申请的情况，尽力保证带宽，保证带宽业务带宽需要增加时，占用尽力而为带宽业务，保证带宽业务减小时，把这部分带宽分配给尽力而为带宽业务；
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