CN104348551B - 一种光突发传送环网的动态带宽调度方法和装置 - Google Patents

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Abstract

一种光突发传送环网（OBTN）的动态带宽调度方法和装置，所述方法应用于OBTN中的每一个节点，包括：在该节点作为主节点时，对于每一个源节点，在为该源节点到某一目的节点的连接分配时隙时，在存在尚未下路的OB的各时隙中，优先选用与当前配置的目的节点跳数最小的目的节点所占用的时隙；在该节点作为主节点时，将时隙分配结果转化为带宽地图的形式发送给OBTN中各从节点。本发明可实现OBTN高效且无冲突的动态资源调度，在不中断业务的情况下完全解决跨主节点业务的冲突问题。本发明不仅能公平合理地分配带宽资源并快速响应突发业务的带宽需求，而且能实现数据无冲突交换、信道空间重用、严格QoS保证及获得较高的带宽利用率。

Description

一种光突发传送环网的动态带宽调度方法和装置
技术领域
本发明涉及网络通信技术领域，特别涉及一种光突发传送环网的动态带宽调度方法和装置。
背景技术
随着通信业务的高速拓展，促成越来越多的用户接入和使用层出不穷的宽带服务。与此同时，呈***式增长的IP业务在通信网络中所占的比重不断增加，使得通信网络的流量特征发生了明显的变化，流量相对平稳的传统语音业务在通信业务中的主流地位逐渐被具有流量突发性高的数据分组业务所取代，极大的增加了网络对大容量和灵活带宽分配的需求。从业务接口和光收发技术的发展趋势来看，未来光网络应能够动态灵活地提供不同的传输速率、不同带宽粒度的子波长级全光交换能力。
新型的光突发传送环网（Optical Burst Transport ring-Network，简称为OBTN）不仅能够友好地适应数据业务的突发性，而且能有效降低全光网络对光器件的苛刻要求，具有灵活的组网能力和充分的可行性。OBTN的网络拓扑如图1所示，其中数据信道由若干波长组成（其中波长分别为：λ0、λ1、…λN，其中N为正整数），用于承载光突发数据；控制信道采用独立波长λc，用于承载带宽分配、时隙同步等控制信息；数据帧与控制帧在各网络节点处单独处理，网络节点根据控制信息对数据帧进行相应的业务接收、发送操作。可选地，OBTN各网络节点采用固定波长发射机、可调谐波长接收机。
OBTN以突发（burst）作为最小的网络交换单元，每个突发由控制分组（BurstControl Packet，简称为BCP）和突发数据分组（Burst Data Packet，简称为BDP）两部分组成，两者在物理信道上分离传输，网络节点获取控制信息后无需等待确认即可直接实现数据分组的全光交换或透明传输。这种控制信道与数据信道分离的方式不仅在很大程度上简化了突发数据的交换处理，而且规避了目前光缓存技术尚未成熟的缺点，降低了网络节点的实现复杂度。
基于媒质共享的光突发传送环网，其实现的关键在于具有高效的媒质接入控制（Media Access Control，简称为MAC）技术，即动态资源调度机制。目前，光突发传送环网普遍采用令牌接入或是基于冲突检测的随机接入方式。从技术层面而言，两者均属于分布式的控制管理。但分布式的MAC技术容易引起突发数据分组的竞争冲突，造成光突发环网的带宽资源浪费。此外，由于分布式的媒质接入技术还要额外添加适当的控制协议以提供公平性保证，进一步地增加了网络节点对控制信息的处理时延。
事实上，基于时隙划分的集中式MAC技术可以更好地提高网络性能：在环网中选择一个节点作为主节点，其余节点作为从节点。主节点负责控制平面的主要功能，主要包括：收集全网节点带宽请求、根据现有资源分配带宽、更新并下发带宽地图等；从节点根据主节点下发的带宽地图做相应的接收发送操作。在集中控制方案中，所有的带宽调度策略都由主节点控制，这样可以全局统筹网络资源、最大限度的提高带宽利用率、提供公平性保证并减小冲突竞争。
由于OBTN的环网特性，主节点处的动态带宽资源调度需要考虑跨主节点业务的冲突影响。其中，跨主节点业务是指从源节点上路传送至相应目的节点下路之前，需要经过主节点的数据分组；而非跨主节点业务是指从源节点上路传送至相应目的节点下路之前，无需经过主节点的数据分组。以图2为例，在某时刻T1，从节点Node5按照当前的带宽地图在时隙m上路发往目的节点Node3的数据业务，经过δ时间后，包含带宽地图的控制帧重新到达主节点Node1。此时，主节点根据新的带宽请求进行带宽分配。那么，包括最新带宽地图的控制帧从Node1下发后，Node2将可能根据最新的带宽地图同样在时隙m上路发往目的节点Node3的数据业务。然而，此时数据帧时隙m上由Node5发往Node3的数据业务仍未下路，两者势必会造成冲突。即使Node2在时隙m并不上路发往Node3的数据业务，当控制帧和数据帧到达Node3时，Node3也会根据新的带宽地图进行业务接收，同样有可能得不到在时隙T1由Node5发出的数据业务。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种光突发传送环网的动态带宽调度方法和装置，以解决基于时隙划分、集中式控制的光突发传送环网动态资源调度冲突的问题。
为解决上述问题，本发明提供了一种光突发传送环网的动态带宽调度方法，应用于光突发传送环网（OBTN）中的每一个节点，包括：
在该节点作为主节点时，对于每一个源节点，在为该源节点到某一目的节点的连接分配时隙时，在存在尚未下路的OB的各时隙中，优先选用与当前配置的目的节点跳数最小的目的节点所占用的时隙；
在该节点作为主节点时，将时隙分配结果转化为带宽地图的形式发送给所述光突发传送环网中各从节点。
进一步地，所述方法还包括：
在该节点作为主节点时，根据全网节点的带宽请求，为各源节点到目的节点间的连接进行带宽授权。
进一步地，
所述根据全网节点的带宽请求，为各源节点到目的节点间的连接进行带宽授权，具体包括：
所述主节点根据全网节点的带宽请求，得到带宽请求矩阵；其中，所述带宽请求矩阵中的元素Aij表示该OBTN中节点i对节点j的带宽请求，i和j分别为小于等于N的正整数，N为该OBTN中的节点总数；
所述主节点根据现有带宽资源对所述带宽请求矩阵进行裁减授权，得到带宽授权矩阵；其中，所述带宽授权矩阵中的元素Bij表示该OBTN中节点i对节点j的授权带宽，i和j分别为小于等于N的正整数，N为该OBTN中的节点总数；所述带宽授权矩阵中，每一行元素的授权带宽总和小于等于最大线速率；对于所述带宽授权矩阵中的每一列，该列的上三角部分中的所有元素的授权带宽总和与在一个环长周期前接收到的带宽授权矩阵中同一列的下三角部分中的所有元素的授权带宽总和的和小于等于所述最大线速率。
进一步地，
所述主节点根据现有带宽资源对所述带宽请求矩阵进行裁减授权，具体包括：
所述主节点对所述带宽请求矩阵进行行裁减，包括：对于所述带宽请求矩阵中的每一行，判断该行中各元素的和是否超过所述最大线速率；若超过，则重新对该行中的各元素进行带宽分配，直至得到的该行中的各元素的和小于等于所述最大线速率；
所述主节点对经过行裁减后得到的矩阵进行列裁减，包括：对于所述经过行裁减后得到的矩阵中的每一列，一方面，判断该列的下三角部分中的各元素的和是否超过最大线速率与为该列预设的带宽预留量之差；若超过，则重新对该列的下三角部分中的各元素进行带宽分配，直至得到的该列的下三角部分中各元素的和小于等于所述最大线速率与为该列预设的带宽预留量之差；另一方面，判断该列的上三角部分中的各元素的和是否超过该列的上三角部分的最大带宽授权量；若超过，则重新对该列的上三角部分中的各元素进行带宽分配，直至得到的该列中上三角部分中各元素的和小于等于所述该列的上三角部分的最大带宽授权量；其中，该列的上三角部分的最大带宽授权量为所述最大线速率与在一个环长周期前接收到的带宽授权矩阵中的相同列的下三角部分的实际带宽授权量之差。
进一步地，
所述主节点根据现有带宽资源对所述带宽请求矩阵进行裁减授权，具体包括：
所述主节点对所述带宽请求矩阵进行列裁减，包括：对于所述带宽请求矩阵中的每一列，一方面，判断该列的下三角部分中的各元素的和是否超过最大线速率与为该列预设的带宽预留量之差；若超过，则重新对该列中的各元素进行带宽分配，直至得到的该列的下三角部分中各元素的和小于等于所述最大线速率与为该列预设的带宽预留量之差；另一方面，判断该列的上三角部分中的各元素的和是否超过该列的上三角部分的最大带宽授权量；若超过，则重新对该列的上三角部分中的各元素进行带宽分配，直至得到的该列的上三角部分中各元素的和小于等于所述该列的上三角部分的最大带宽授权量；其中，该列的上三角部分的最大带宽授权量为所述最大线速率与在一个环长周期前接收到的带宽授权矩阵中的相同列的下三角部分的实际带宽授权量之差；
所述主节点对经过列裁减后得到的矩阵进行行裁减，包括：对于所述经过列裁减后得到的矩阵中的每一行，判断该行中各元素的和是否超过所述最大线速率；若超过，则重新对该行中的各元素进行带宽分配，直至得到的该行中的各元素的和小于等于所述最大线速率。
进一步地，
所述主节点根据现有带宽资源对所述带宽请求矩阵进行裁减授权，具体包括：
所述主节点对所述带宽请求矩阵进行行裁减，包括：对于所述带宽请求矩阵中的每一行，判断该行中各元素的和是否超过所述最大线速率；若超过，则重新对该行中的各元素进行带宽分配，直至得到的该行中的各元素的和小于等于所述最大线速率；
所述主节点对所述带宽请求矩阵进行列裁减，包括：对于所述带宽请求矩阵中的每一列，一方面，判断该列的下三角部分中的各元素的和是否超过最大线速率与为该列预设的带宽预留量之差；若超过，则重新对该列的下三角部分中的各元素进行带宽分配，直至得到的该列的下三角部分中各元素的和小于等于所述最大线速率与为该列预设的带宽预留量之差；另一方面，判断该列的上三角部分中的各元素的和是否超过该列的上三角部分的最大带宽授权量；若超过，则重新对该列的上三角部分中的各元素进行带宽分配，直至得到的该列中上三角部分中各元素的和小于等于所述该列的上三角部分的最大带宽授权量；其中，该列的上三角部分的最大带宽授权量为所述最大线速率与在一个环长周期前接收到的带宽授权矩阵中的相同列的下三角部分的实际带宽授权量之差；
在确定所述带宽授权矩阵时，取经过行裁减后得到的矩阵与经过列裁减后得到的矩阵中位置相同的元素的值中较小的一个，作为所述带宽授权矩阵中相应位置的元素的值。
进一步地，
在确定了所述带宽授权矩阵中每一个元素的取值之后，所述主节点逐行及逐列对所述带宽授权矩阵进行扫描，对于行中各元素的和小于所述最大线速率的行及列中上三角部分中的各元素的和小于所述该列的上三角部分的最大带宽授权量的列的交汇点处的元素的值进行增加，在增加后，该元素所在行中各元素的和不超过所述最大线速率，该元素所在列的上三角部分中的各元素的和不超过所述该列的上三角部分的最大带宽授权量；对于行中各元素的和小于所述最大线速率的行及列中下三角部分中的各元素的和小于所述最大线速率与为该列预设的带宽预留量之差的列的交汇点处的元素的值进行增加，在增加后，该元素所在行中各元素的和不超过所述最大线速率，该元素所在列中下三角部分中的各元素的和不超过所述最大线速率与为该列预设的带宽预留量之差。
进一步地，
所述重新对该列/行中的各元素进行带宽分配，具体包括：
按照固定带宽分配方式的优先级最高、保证带宽分配方式的优先级次之、及非保证带宽分配方式的优先级最低的次序，采用当前可用的优先级最高的带宽分配方式相应地对该列/行中的各元素进行带宽分配。
进一步地，
在采用非保证带宽分配方式对某列或行中的元素进行带宽分配后，若该列或行中仍有剩余带宽，则相应地将剩余带宽轮询分配至该列或行上未饱和的连接，每次轮询分配1个OB；其中，未饱和的连接为既有带宽授权量小于实际带宽请求量的连接。
进一步地，
在进行时隙分配时，所述主节点根据OBTN环中的节点排列顺序，从本节点开始将各节点依次作为源节点按序进行时隙配置；
每个源节点下各目的节点的配置顺序为：根据OBTN环中的节点排列顺序，按照各目的节点距离该源节点的跳数由小到大的顺序依次进行时隙配置序。
进一步地，
在为源节点到某一目的节点的连接分配时隙时，若在存在尚未下路的OB的各时隙中，同时存在2个以上的与当前配置的目的节点跳数最小的目的节点所占用的时隙，则优先选用其中时隙序号最小的时隙。
进一步地，
在该节点作为从节点时，该节点对本次接收到的带宽地图与跨环带宽地图及进行合成得到接收地图，并根据所述接收地图对相应数据帧进行接收；其中，所述跨环带宽地图为本节点在一个环长周期前接收到的带宽地图；在所述接收地图中，元素Rnm=j表示目的节点n在时隙m接收源节点j发出的OB；在素数带宽地图中，元素Anm=i表示源节点n在时隙m发送OB至目的节点i；m、n、i及j均为正整数；
对本次接收到的带宽地图与跨环带宽地图及进行合成得到接收地图，具体包括：
逐行或逐列扫描所述跨环带宽地图，针对所述跨环带宽地图中的每一个元素，若该元素的取值小于该元素所在行号，则将该元素的行号作为所述接收带宽地图中以该元素的取值及列号分别作为行号和列号的元素的取值；
逐行或逐列扫描本次接收到的带宽地图，针对该带宽地图中的每一个元素，若该元素的取值大于该元素所在行号，则将该元素的行号作为接收带宽地图中以该元素的取值及列号分别作为行号和列号的元素的取值。
进一步地，
当控制帧和对应的数据帧同时到达所述光突发传送环网中的节点时，该节点通过光纤延时线对接收到的所述数据帧进行延迟；其中，延迟时间大于等于本节点对所述控制帧的处理时间。
相应地，本发明还提供了一种光突发传送环网的动态带宽调度装置，应用于光突发传送环网（OBTN）中的主节点上，包括：
时隙配置模块，用于对于每一个源节点，在为该源节点到某一目的节点的连接分配时隙时，在存在尚未下路的OB的各时隙中，优先选用与当前配置的目的节点跳数最小的目的节点所占用的时隙；
带宽地图转化模块，用于将所述时隙配置模块得到的时隙分配结果转化为带宽地图的形式发送给所述光突发传送环网中各从节点。
进一步地，所述装置还包括：
带宽授权矩阵生成模块，用于根据全网节点的带宽请求，得到带宽请求矩阵；其中，所述带宽请求矩阵中的元素Aij表示该OBTN中节点i对节点j的带宽请求，i和j分别为小于等于N的正整数，N为该OBTN中的节点总数；
所述裁减授权模块，用于根据现有带宽资源对所述带宽请求矩阵进行裁减授权，得到带宽授权矩阵；其中，所述带宽授权矩阵中的元素Bij表示该OBTN中节点i对节点j的授权带宽，i和j分别为小于等于N的正整数，N为该OBTN中的节点总数；所述带宽授权矩阵中，每一行元素的授权带宽总和小于等于最大线速率；对于所述带宽授权矩阵中的每一列，该列的上三角部分中的所有元素的授权带宽总和与在一个环长周期前接收到的带宽授权矩阵中同一列的下三角部分中的所有元素的授权带宽总和的和小于等于所述最大线速率。
进一步地，
所述裁减授权模块中包括：
行裁减单元，用于对所述带宽请求矩阵进行行裁减，包括：对于所述带宽请求矩阵中的每一行，判断该行中各元素的和是否超过所述最大线速率；若超过，则重新对该行中的各元素进行带宽分配，直至得到的该行中的各元素的和小于等于所述最大线速率；
列裁减单元，用于对经过行裁减后得到的矩阵进行列裁减，包括：对于所述经过行裁减后得到的矩阵中的每一列，一方面，判断该列的下三角部分中的各元素的和是否超过最大线速率与为该列预设的带宽预留量之差；若超过，则重新对该列的下三角部分中的各元素进行带宽分配，直至得到的该列的下三角部分中各元素的和小于等于所述最大线速率与为该列预设的带宽预留量之差；另一方面，判断该列的上三角部分中的各元素的和是否超过该列的上三角部分的最大带宽授权量；若超过，则重新对该列的上三角部分中的各元素进行带宽分配，直至得到的该列中上三角部分中各元素的和小于等于所述该列的上三角部分的最大带宽授权量；其中，该列的上三角部分的最大带宽授权量为所述最大线速率与在一个环长周期前接收到的带宽授权矩阵中的相同列的下三角部分的实际带宽授权量之差。
进一步地，
所述裁减授权模块中包括：
列裁减单元，用于对所述带宽请求矩阵进行列裁减，包括：对于所述带宽请求矩阵中的每一列，一方面，判断该列的下三角部分中的各元素的和是否超过最大线速率与为该列预设的带宽预留量之差；若超过，则重新对该列中的各元素进行带宽分配，直至得到的该列的下三角部分中各元素的和小于等于所述最大线速率与为该列预设的带宽预留量之差；另一方面，判断该列的上三角部分中的各元素的和是否超过该列的上三角部分的最大带宽授权量；若超过，则重新对该列的上三角部分中的各元素进行带宽分配，直至得到的该列的上三角部分中各元素的和小于等于所述该列的上三角部分的最大带宽授权量；其中，该列的上三角部分的最大带宽授权量为所述最大线速率与在一个环长周期前接收到的带宽授权矩阵中的相同列的下三角部分的实际带宽授权量之差；
行裁减单元，用于对于所述经过列裁减后得到的矩阵中的每一行，判断该行中各元素的和是否超过所述最大线速率；若超过，则重新对该行中的各元素进行带宽分配，直至得到的该行中的各元素的和小于等于所述最大线速率。
进一步地，
所述裁减授权模块中包括：
行裁减单元，用于对所述带宽请求矩阵进行行裁减，包括：对于所述带宽请求矩阵中的每一行，判断该行中各元素的和是否超过所述最大线速率；若超过，则重新对该行中的各元素进行带宽分配，直至得到的该行中的各元素的和小于等于所述最大线速率；
列裁减单元，用于对所述带宽请求矩阵进行列裁减，包括：对于所述带宽请求矩阵中的每一列，一方面，判断该列的下三角部分中的各元素的和是否超过最大线速率与为该列预设的带宽预留量之差；若超过，则重新对该列的下三角部分中的各元素进行带宽分配，直至得到的该列的下三角部分中各元素的和小于等于所述最大线速率与为该列预设的带宽预留量之差；另一方面，判断该列的上三角部分中的各元素的和是否超过该列的上三角部分的最大带宽授权量；若超过，则重新对该列的上三角部分中的各元素进行带宽分配，直至得到的该列中上三角部分中各元素的和小于等于所述该列的上三角部分的最大带宽授权量；其中，该列的上三角部分的最大带宽授权量为所述最大线速率与在一个环长周期前接收到的带宽授权矩阵中的相同列的下三角部分的实际带宽授权量之差；
授权合成单元，用于在确定所述带宽授权矩阵时，取经过行裁减后得到的矩阵与经过列裁减后得到的矩阵中位置相同的元素的值中较小的一个，作为所述带宽授权矩阵中相应位置的元素的值。
进一步地，
所述授权合成单元还用于在确定了所述带宽授权矩阵中每一个元素的取值之后，逐行及逐列对所述带宽授权矩阵进行扫描，对于行中各元素的和小于所述最大线速率的行及列中上三角部分中的各元素的和小于所述该列的上三角部分的最大带宽授权量的列的交汇点处的元素的值进行增加，在增加后，该元素所在行中各元素的和不超过所述最大线速率，该元素所在列的上三角部分中的各元素的和不超过所述该列的上三角部分的最大带宽授权量；对于行中各元素的和小于所述最大线速率的行及列中下三角部分中的各元素的和小于所述最大线速率与为该列预设的带宽预留量之差的列的交汇点处的元素的值进行增加，在增加后，该元素所在行中各元素的和不超过所述最大线速率，该元素所在列中下三角部分中的各元素的和不超过所述最大线速率与为该列预设的带宽预留量之差。
进一步地，
所述行裁减单元或列裁减单元用于重新对该列/行中的各元素进行带宽分配，具体包括：
所述行裁减单元或列裁减单元用于按照固定带宽分配方式的优先级最高、保证带宽分配方式的优先级次之、及非保证带宽分配方式的优先级最低的次序，采用当前可用的优先级最高的带宽分配方式相应地对该列/行中的各元素进行带宽分配。
进一步地，
所述行裁减单元或列裁减单元还用于在采用非保证带宽分配方式对某列或行中的元素进行带宽分配后，若该列或行中仍有剩余带宽，则相应地将剩余带宽轮询分配至该列或行上未饱和的连接，每次轮询分配1个OB；其中，未饱和的连接为既有带宽授权量小于实际带宽请求量的连接。
进一步地，
所述时隙配置模块用于在进行时隙分配时，根据OBTN环中的节点排列顺序，从本节点开始将各节点依次作为源节点按序进行时隙配置；还用于确定每个源节点下各目的节点的配置顺序为：根据OBTN环中的节点排列顺序，按照各目的节点距离该源节点的跳数由小到大的顺序依次进行时隙配置序。
进一步地，
所述时隙配置模块还用于在为源节点到某一目的节点的连接分配时隙时，若在存在尚未下路的OB的各时隙中，同时存在2个以上的与当前配置的目的节点跳数最小的目的节点所占用的时隙，则优先选用其中时隙序号最小的时隙。
采用本发明后，可以实现光突发传送环网高效且无冲突的动态资源调度，在不中断业务的情况下完全解决跨主节点业务的冲突问题。本发明不仅能公平合理地分配带宽资源并快速响应突发业务的带宽需求，而且能实现数据无冲突交换、信道空间重用、严格QoS（Quality of Service，服务质量）保证以及获得较高的带宽利用率。
附图说明
图1是现有技术中光突发传送环网示意图；
图2是现有技术中5节点光突发传送环网拓扑结构图；
图3是本发明实施例中光突发传送环网的动态带宽调度方法的流程图；
图4是本发明实施例的数据帧与带宽地图的图形表示；
图5是光突发环网动态带宽调度方法的流程图；
图6是本发明实施例的接收带宽地图的合成流程示意图；
图7是本发明实施例中光突发传送环网的动态带宽调度装置结构图；
图8是本发明实施例中裁减授权模块示意图；
图9（a）和图9（b）分别是本发明实施例中行裁减流程和列裁减流程图；
图10是本发明实施例中带宽授权矩阵中跨主节点业务与非跨主节点业务的区域示意图；
图11是本发明实施例中授权合成流程图；
图12是本发明实施例中时隙配置模块示意图；
图13（a）和图13（b）分别是本发明实施例的时隙优先级排序示例说明及时隙选取优先级图形表示。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
在本实施例中，一种光突发传送环网的动态带宽调度方法，应用于OBTN中的每一个节点，如图3所示，包括：
在该节点作为主节点时，对于每一个源节点，在为该源节点到某一目的节点的连接分配时隙时，在存在尚未下路的OB（Optical Burst，突发时隙）的各时隙中，优先选用与当前配置的目的节点跳数最小的目的节点所占用的时隙；
在该节点作为主节点时，将时隙分配结果转化为带宽地图的形式发送给所述光突发传送环网中各从节点。
此外，在该节点作为主节点时，还根据全网节点的带宽请求，为各源节点到目的节点间的连接进行带宽授权。
具体地，一种光突发传送环网的动态带宽调度方法，包括：
步骤10：主节点利用从控制帧信息中获取到的各从节点的带宽请求，组合得到带宽请求矩阵。其中，该带宽请求矩阵中的元素Aij表示该OBTN中节点i对节点j的带宽请求，i和j分别为小于等于N的正整数，N为该OBTN中的节点总数。则在该带宽请求矩阵中，第i行元素表示该OBTN中节点i对该OBTN中的各节点的带宽请求，第i列元素表示该OBTN中各节点对节点i的带宽请求；
步骤20：主节点根据现有带宽资源对上述带宽请求矩阵进行裁减授权，得到带宽授权矩阵。带宽授权矩阵确定了该OBTN中任意两节点间的授权带宽的大小，即授权的OB数量。其中，裁减授权包括行裁减和列裁减，行裁减为：逐行对带宽请求矩阵进行带宽约束，当某行的带宽请求总量超出该行最大线速率时，需要对该行中的元素重新进行带宽分配，使得经过行裁减后得到的该行中带宽请求总量小于等于最大线速率；带宽请求矩阵可以划分为上三角部分和下三角部分；其中，上三角部分为非跨主节点业务的带宽请求，下三角部分为跨主节点业务的带宽请求，则相应地，列裁减定义为：对于带宽请求矩阵中的每一列，对该列中上三角部分的带宽请求总量和下三角部分的带宽请求总量分别进行带宽约束，当该列中上三角部分或下三角部分的带宽请求总量超出最大带宽授权量时，需要相应的对该列中该部分中的各元素重新进行带宽分配，使得经过列裁减后得到的该列中该部分的带宽请求总量小于等于最大带宽授权量。裁减授权的目的是为了保证该OBTN中源节点的发送和目的节点的接收均不超过最大线速率限制。特别地，在进行行裁减及列裁减时，可采用的带宽分配方式包括：固定带宽分配、保证带宽分配和非保证带宽分配的组合，以提供充分的公平性保证和QoS保证。其中，对于带宽请求矩阵中的每一列，该列中的下三角部分的最大带宽授权量为最大线速率与为该列预设的带宽预留量之差；该列的上三角部分的最大带宽授权量为最大线速率与在一个环长周期前接收到的带宽授权矩阵中的相同列的下三角部分的实际带宽授权量之差；
步骤30：主节点通过时隙配置方法，将上述带宽授权矩阵映射为时隙分配表，即带宽地图。带宽地图的形式为二维矩阵，如图4所示，假设该二维矩阵中的某一元素Bmn的值为k，则表示节点m在时隙n上有发往节点k的OB。时隙配置方法为“按序配置”方法，其核心思想是：（1）顺序配置源节点，根据OBTN中的节点排列顺序，从主节点开始依次将各节点作为源节点按序进行时隙配置；（2）顺序配置目的节点，在针对每个源节点进行时隙配置时，按照该OBTN的运行方向，根据各目的节点距离该源节点的跳数由小到大的顺序，依次配置该源节点发往相应目的节点的OB所占用的时隙；（3）针对各目的节点的时隙选取，在存在尚未下路的OB的各时隙中，优先选用与当前配置的目的节点跳数最小的目的节点所占用的时隙。
一种光突发传送环网的动态带宽调度装置，应用于OBTN中的主节点上，包括：
带宽授权矩阵生成模块，用于根据全网节点的带宽请求，得到带宽请求矩阵；其中，所述带宽请求矩阵中的元素Aij表示该OBTN中节点i对节点j的带宽请求，i和j分别为小于等于N的正整数，N为该OBTN中的节点总数；
裁减授权模块：用于实现由带宽请求矩阵到带宽授权矩阵的计算过程。具体地，根据现有带宽资源和各从节点的实际带宽请求信息确定任意两节点间的带宽授权大小，裁减授权模块中主要包括：
行裁减单元，用于初步确定各源节点发往不同目的节点的带宽授权大小。实际上，带宽授权矩阵各行表示源节点的发送带宽授权，由于网络节点只装备一个承载数据业务的固定波长光发射机，每个时隙只能上路一个OB，因此，源节点的发送带宽受到最大线速率的限制；
列裁减单元，用于初步确定各目的节点接收来自不同源节点的业务的带宽授权大小。实际上，带宽授权矩阵各列表示对应目的节点的接收带宽授权，由于网络节点只装备一个波长可调谐光接收机，每个时隙只能下路一个OB，因此，目的节点的接收也受到最大线速率限制。
特别地，带宽请求矩阵的上三角部分和下三角部分分别对应数据帧的非跨主节点业务和跨主节点业务的带宽请求。为了防止跨主节点业务完全占用目的节点的接收能力，造成非跨主节点业务的饿死现象，需要引入最大带宽授权量计算子单元，该子单元用于确定带宽授权矩阵各列中上三角部分和下三角部分的最大带宽授权量。进一步地，最大带宽授权量计算子单元确定各列中上三角部分和下三角部分的最大带宽授权量的策略是：针对当前带宽请求矩阵中的每一列，将最大线速率与在一个环长周期前接收到的带宽授权矩阵中的相同列的下三角部分的实际带宽授权量的差，作为该列上三角部分的最大带宽授权量；而各列的下三角部分的最大带宽授权量为最大线速率与为所在列预设的带宽预留量的差。通常，为各列预设的带宽预留量至少能保证对应列上所有连接各自的保证带宽，且为各列预设的带宽预留量可以相同，也可以不同。
授权合成单元，用于合成各连接分别经过行裁减和列裁减后所得到的初步授权结果，最终确定带宽授权矩阵。实际上，OBTN基于集中式控制的带宽授权所面对的是多源多宿的带宽分配问题，需要同时考虑发送能力限制和接收能力限制。由于带宽请求矩阵分别经过行裁减和列裁减后，同一连接可能得到不同的授权结果。此时，针对该连接，授权合成单元可选取经过行裁减及列裁减得到授权的最小值，当某连接取值行裁减和列裁减授权的最小值后，其所在行和所在列可能存在盈余增量（即所在行的带宽总量小于最大线速率，且所在列的上三角部分或下三角部分的带宽总量小于对应的最大带宽授权量），可对盈余列与盈余行交汇点的连接增补带宽授权，进行带宽授权增补后的连接不能造成其所在行超出最大线速率的约束，且不能造成其所在列超出最大带宽授权量的约束。
可选地，在不明显降低带宽授权矩阵授权总量的情况下，裁减授权模块可省去授权合成单元。此时需要：在列裁减单元中，列裁减对象为已经过行裁减的带宽请求矩阵；或者，在行裁减单元中，行裁减的对象为已经过列裁减的带宽请求矩阵，即相当于裁减授权模块对带宽请求矩阵先后进行行裁减和列裁减，得到带宽授权矩阵。
时隙配置模块：用于实现由带宽授权矩阵到带宽地图的映射过程。具体地，用于确定各源节点发往不同目的节点的业务的授权时隙在数据帧中所处的位置，时隙配置模块主要包括：
时隙优先级排序单元，用于确定当前源节点发往不同目的节点的业务可占用的时隙的选择优先级。其中，时隙的选择优先级的排序原则是：在存在尚未下路的OB的各时隙中，与当前配置的目的节点的跳数最小（即距离最近）的节点作为目的节点所占用的时隙的选择优先级最高。特别地，如果2个以上的时隙同时存在与当前配置目的节点跳数相同的未下路OB，则这些时隙的选择优先级相等。
时隙配置单元，用于实现当前源节点发往不同目的节点的授权时隙配置。具体地，针对每一源节点，根据不同目的节点各自的时隙选择优先级逐一完成针对所有目的节点的发送时隙配置。对于每个目的节点的时隙配置而言，若存在2个以上的选择优先级相等的时隙，则原则上不固定时隙选择的顺序，一般地，可优先选用时隙序号较小的时隙。
特别地，按序配置的时隙配置方法要求按序配置各源节点的发送时隙，源节点配置顺序与OBTN运行方向一致。对于每个源节点的发送时隙配置都要包含时隙优先级排序单元和时隙配置单元的操作。
带宽地图转化模块，用于将时隙配置模块得到的时隙分配结果转化为带宽地图的形式发送给本光突发传送环网中各从节点。
综上所示，本实施例提出的光突发传送环网动态带宽调度方法的主要特点是：通过裁减授权步骤提供公平性保证及QoS保证；通过时隙配置步骤提供跨主节点业务冲突解决及信道空间重用。
为使本发明的技术方法及技术优点更加清楚，下面将结合附图对本发明技术方案做进一步的详细描述。需要指出的是，下述实施例不应成为对本发明的限制。
如图2所示，假设光突发传送环网包含顺时针分布的5个网络节点（实际上，网络节点数可按需设定，本实施例中以5个为例），其中，Node1为主节点，负责带宽分配等集中式控制管理，其余节点为从节点。每个DBA（Dynamic Bandwidth Allocation，动态带宽分配）周期内，主节点收集全网节点的带宽请求，再根据现有资源分配带宽、更新和下发带宽地图；从节点则根据主节点下发的带宽地图做相应的接收、发送操作。进一步地，DBA周期定义为主节点进行相邻两次动态带宽分配的更新间隔，在本实施例中，DBA周期可以等于或小于环长周期，保证了主节点能快速响应全网节点的动态带宽请求。
OBTN采用固定发送可调接收（Fixed Transmitter Tunable Receiver，简称为FTTR）的波长调谐机制，环网中各节点在固定数据波长上发送数据业务，在任意数据波长中调谐接收本地下路业务；此外，每个节点还装备一对固定波长的光收发机，用于收发控制信道上的控制信息。将上述数据波长划分为定长的OB，不同数据波长间的时隙保持同步，且若干个突发时隙内所有数据波长的OB构成一个数据帧。相应的，控制帧中携带的带宽地图用于指示数据帧各波长时隙上的OB归属，指示信息至少应包括OB的源节点和目的节点信息。
进一步地，为了防止包含带宽地图的控制帧和包含数据业务的数据帧同步到达环网中的每个节点，可通过光纤延时线（Fiber Delay Line，简称为FDL）对数据帧进行延迟，以保证当数据帧到达某节点时，该节点已完成对相应控制帧的处理。其中，光纤延时线的最佳延迟时间为节点对控制帧的处理时间。控制帧在节点处需要经过光电转换处理，至少包括：读取带宽地图，确定本节点对相应数据帧的收发操作；将本地待发送数据的缓存量写入控制帧的特定位置，用来上报带宽请求。本节点在完成对控制帧的读写处理及本地数据收发操作后，将数据帧和经过电光转换的控制帧同步发往环网中的下一跳节点。
需要指出的是：事实上，控制帧与数据帧可选择异步方式到达或离开节点。此时，在节点处可省去光纤延时线，但需要对控制帧设置合理的偏置时间并先于数据帧发送，使得对于环网中的每个节点而言，控制帧均先于对应的数据帧到达并在数据帧到达之前已完成对对应的控制帧的处理操作。
所述控制帧和数据帧绕环一周后再次回到主节点，主节点根据最新的全网节点带宽请求进行DBA，确定新的带宽地图并下发至全网节点。下面用应用示例对本发明进行进一步说明。
基于上述光突发传送环网的运行机制，本应用示例提供了一种光突发环网的动态带宽调度方法，如图5所示，包括：
401：主节点通过发送控制帧下发带宽地图，所述带宽地图至少包含各源节点的OB发送指示。具体地，在FTTR机制下，带宽地图各行分别表示每个源节点的时隙发送安排，时隙上的OB信息即为对应源节点下所要发送业务的目的节点。***刚启动时主节点下发预先设定的默认带宽地图，一般地，默认带宽地图把所有波长时隙均分至全网互联节点连接；
402：在带宽地图的下发过程中，途经节点根据接收到的带宽地图进行相应的业务接收操作；同时，途经节点还将本地带宽请求填写至控制帧的指定位置，并将该控制帧下发至下一跳节点；
进一步地，途经节点根据接收到的带宽地图进行相应的业务接收操作，具体包括：途径节点对跨环带宽地图和本次接收到的带宽地图进行合成得到接收地图，根据该接收地图进行相应的业务接收操作。其中，跨环带宽地图是指上一环长周期内主节点下发的带宽地图，该跨环带宽地图与当前带宽地图存在时隙重叠；在接收地图中，各行元素表示各目的节点的接收情况，若接收地图元素Rnm=j，则表示目的节点n在时隙m接收源节点j发出的OB。特别地，对本次接收到的带宽地图和跨环带宽地图进行合成的方法如图6所示，包括：假设每次接收到的带宽地图中元素Anm=i表示源节点n在时隙m发送OB至目的节点i，合成接收带宽地图时，一方面，逐行或逐列扫描跨环带宽地图，针对该跨环带宽地图中的每一个元素，若该元素的取值小于该元素所在行号，则将该元素的行号作为接收带宽地图中以该元素的取值及列号分别作为行号和列号的元素的取值；另一方面，逐行或逐列扫描本次接收到的带宽地图，针对该带宽地图中的每一个元素，若该元素的取值大于该元素所在行号，则将该元素的行号作为接收带宽地图中以该元素的取值及列号分别作为行号和列号的元素的取值。
403：包含所述带宽地图的控制帧绕环一周后重新回到主节点，主节点解析并收集全网节点的带宽请求，执行裁减授权步骤，制定带宽授权矩阵。
进一步地，裁减授权可包括行裁减、列裁减以及授权合成三个子步骤；
首先，行裁减是为了满足各源节点的发送能力限制；
其次，列裁减是为了满足各目的节点的接收能力限制；
最后，授权合成是为了任意两节点间连接在同时满足相应源节点发送能力限制和相应目的节点接收能力限制的情况下，其带宽授权的最大化。可选地，在不明显降低带宽授权总量的情况下，授权合成子步骤可省略。
404：带宽授权矩阵制定完毕后，主节点通过时隙配置将带宽授权矩阵映射为带宽地图的形式，即：通过时隙配置把各源节点发往不同目的节点的时隙授权配置在带宽地图合适的时隙内，特别地，时隙配置步骤要求实现数据分组的无冲突发送和接收。
进一步地，各源节点的时隙配置顺序与OBTN运行方向一致，并首先配置主节点的时隙发送。每个源节点下各目的节点的配置顺序亦与OBTN运行方向一致，优先配置与源节点跳数最小的目的节点，且针对该目的节点的所有授权配置完毕后才开始下一目的节点的时隙配置。
进一步地，时隙配置步骤包括时隙优先级排序子步骤和时隙配置子步骤。
首先，时隙优先级排序是为了确定各源节点下，发往不同目的节点的时隙选择优先级。其中，不同目的节点的时隙配置，优先选用那些含有与当前配置目的节点跳数最小、且尚未下路OB的时隙。
最后，按照所述时隙优先级排序所确定的不同目的节点的时隙选用优先级，为当前源节点发往不同目的节点的授权配置合适的时隙，最终得到带宽地图。
相应地，基于上述光突发传送环网的运行机制，本实施例提供一种光突发传送环网的动态带宽调度装置，如图7所示，具体地，光突发传送环网的动态带宽调度装置包括两大模块，分别是裁减授权模块和时隙配置模块。
图8是裁减授权模块的示意图，包括：
701：行裁减单元，行裁减是指对带宽请求矩阵各行进行裁减授权，保证各源节点的发送带宽总量不超出最大线速率限制，特别地，各源节点的发送能力限制值均为最大线速率。本发明实施例提供的行裁减流程如图9(a)所示。
进一步地，行裁减时为行上各连接分配的带宽授权类型包括：固定带宽、保证带宽以及非保证带宽。其中，非保证带宽的分配权重可为服务等级协定（Service-LevelAgreement，简称为SLA）或实际请求大小。
进一步地，由于本示例中，带宽授权的最小授权单位为1个OB，执行行裁减非保证带宽分配时，若基于分配权重分配的带宽授权值为非整数，则对基于分配权重分配的带宽授权值向下取整。当行上所有连接均完成基于分配权重的非保证带宽分配后，若仍有剩余带宽，则将剩余带宽轮询分配至行上未饱和的连接，每次轮询分配1个OB，其中，未饱和连接是指既有授权带宽小于实际请求带宽的连接。
702：列裁减单元，列裁减是指对带宽请求矩阵各列进行裁减授权，保证各目的节点的时隙接收总量不超出最大线速率限制。本示例提供的列裁减流程如图9(b)所示。
特别地，由于环网中各节点基于固定发送可调接收的波长调谐机制，每个时隙内只能调谐接收某一波长上的突发数据，即每个节点都存在最大接收能力的限制。因此，每次制定带宽授权矩阵时都需要考虑跨环帧中尚未下路业务的时隙占用情况。其中，跨环帧是指与当前带宽地图重叠的上一环长周期对应的数据帧。
分析表明，环网中各节点的业务接收都包括当前帧的非跨主节点业务和跨环帧对应的跨主节点业务。如图10所示，带宽授权矩阵各列的上三角部分和下三角部分分别表示非跨主节点业务区域和跨主节点业务区域。
进一步地，为了防止下一个跨环帧的非跨主节点业务出现“饿死”现象，每次制定带宽授权矩阵时都应为下一个跨环帧各列的上三角部分提供带宽预留，同时，把在一个环长周期前的带宽授权矩阵中各列的下三角部分未用尽的带宽顺延给当前带宽授权矩阵相应列的上三角部分使用。最大带宽授权量计算子单元703就是为了制定当前带宽授权矩阵时，得到带宽授权矩阵中各列上三角部分和下三角部分的最大带宽授权量。
进一步地，列裁减时为列上各连接分配的带宽授权类型包括固定带宽、保证带宽以及非保证带宽。其中，非保证带宽的分配权重可为SLA或实际请求大小。
进一步地，由于本示例中的带宽授权的最小授权单位为1个OB，执行所述列裁减非保证带宽分配时，若基于分配权重分配的带宽授权值为非整数，则对基于分配权重分配的带宽授权值向下取整。当列上所有连接均完成基于分配权重的非保证带宽分配后，若仍有剩余带宽，则将剩余带宽轮询分配至列上未饱和的连接，每次轮询分配1个OB，其中，未饱和连接是指既有授权带宽小于实际请求的连接。
704：授权合成单元，分别经过行裁减和列裁减后，带宽请求矩阵均已满足各行对应源节点的发送能力限制和各列目的节点的接收能力限制。然而，由于光突发传送环网为多源多宿的逻辑全互联，每个连接的授权都会直接影响相应源节点的发送能力限制和相应目的节点的接收能力限制。因此，需要合成经由行裁减得到的行授权矩阵和经由列裁减得到的列授权矩阵。本示例提供的授权合成的流程如图11所示，具体包括：逐行或逐列扫描行授权矩阵和列授权矩阵，对应的同一连接其带宽授权应取所述行授权矩阵和列授权矩阵中的最小授权值，使得该连接的带宽授权同时满足所在行的发送能力限制和所在列的接收能力限制。
进一步地，经过上述授权合成过程，初步得到的带宽授权矩阵必然同时满足源节点的发送能力限制和目的节点的接收能力限制。但是，由于同一连接仅取行授权矩阵和列授权矩阵的最小授权值，此时的带宽授权矩阵中各行和各列均可能存在盈余带宽。为了充分利用带宽资源，可进一步地逐行及逐列扫描所述带宽授权矩阵的各个连接，若某连接所在行和列均有盈余带宽，则为该连接增补带宽授权，其中，最大增补量可为该连接所在行和所在列两者间的最小盈余量。特别地，某连接所在列的盈余量是该连接所在上三角部分或下三角部分的盈余量。
进一步地，若裁减授权模块包含授权合成单元，则行裁减和列裁减不区分先后顺序，两者的作用对象均为当前的带宽请求矩阵；
进一步地，在不明显降低带宽授权总量的情况下，可省略授权合成单元。需要指出的是，为了严格保证各源节点的发送能力限制和各目的节点的接收能力限制，省略授权合成单元时，要求行裁减的对象是经过列裁减的带宽请求矩阵，或平等地，列裁减的对象是经过行裁减的带宽请求矩阵。
图12是时隙配置模块的示意图，包括：
1101：时隙优先级排序单元，时隙优先级排序是为了确定各源节点发往不同目的节点的时隙选择优先级。特别地，每个源节点下各目的节点的时隙配置在存在尚未下路的OB的各时隙中，优先选用与当前配置的目的节点的跳数最小的节点作为目的节点所占用的时隙。这样做的目的是为了最大可能的不占用其他待配置目的节点的候选时隙。
进一步地，数据帧到达每个源节点时各时隙上都可能存在不同的未下路OB的组合，而这些未下路OB的组合直接影响源节点发往不同目的节点的时隙选择优先级。具体地，以图13为例进行说明：配置源节点A的发送时隙时，数据帧未下路OB的分布情况如图13(a)所示。按序配置的时隙配置方法要求，源节点A发往目的节点B的时隙配置优先选用时隙上存在与B跳数最小且尚未下路OB的时隙，即优先选取时隙上存在发往目的节点C的未下路OB的时隙，如图例中的时隙{1,2,6}；其次，再优先选取时隙上存在与当前配置目的节点B跳数第二小的发往目的节点D未下路OB的时隙，如图例中的时隙{7}。特别地，在时隙优先级排序时，可按照跳数大小设置不同的优先等级，时隙上存在与配置目的节点跳数最小的未下路OB的时隙其选择优先等级最高。上述源节点A发往目的节点B的时隙选取中，时隙{1,2,6}属于第一选择优先等级，时隙{7}属于第二选择优先等级。
进一步地，若时隙上同时存在与当前配置目的节点跳数不同的2个以上的未下路OB，则所述时隙应属于与当前配置目的节点间的跳数最小未下路OB对应的优先等级，但在该优先等级内，该所述时隙的选取顺序延后，如图13(a)中源节点A发往目的节点B的时隙配置，时隙{1,2,6}均属于第一选择优先等级，但6号时隙除了存在与节点B跳数最小且未下路发往节点C的OB外，还存在发往节点D的未下路OB，故6号时隙在第一选择优先级内的选取顺序靠后。
进一步地，若时隙上存在发往当前配置目的节点的未下路OB，则该时隙对于所述当前配置目的节点而言为不可用。
进一步地，所述时隙选取优先级的图形表示可为图13(b)所示：各行表示当前源节点可能发往的不同目的节点，各列表示数据帧中的时隙序号，特别地，各行元素填写的数值表征对应目的节点的时隙选取优先级，在本实施例中，元素数值越小表示优先级越高。图13（b）中：“-1”表示时隙不可用，“kM+x”表示该时隙选择的优先级为第k等级的第x个选择顺序。
1102：时隙配置单元，对于带宽授权矩阵的每个源节点而言，时隙的选择优先级排序执行完毕后，得到当前源节点发往不同目的节点的时隙选则优先级。随后，将按照该选择优先级为当前源节点到不同目的节点的业务配置发送时隙。
进一步地，当前源节点下每个目的节点的时隙配置优先选取选择优先级最高的时隙。
进一步地，若候选时隙已被当前源节点的其他目的节点所使用，则为当前目的节点选取下一选择优先级的时隙。特别地，若当前待配置目的节点遍历优先级从高到低的所有候选时隙均被其他目的节点所使用，则将该待配置目的节点的授权置零。
特别地，若当前源节点下的所有目的节点均按照时隙选择优先级完成时隙配置后，执行下一源节点的发送时隙配置。在所有源节点的发送时隙均配置完毕后，带宽地图更新过程结束，得到新的带宽地图。
本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现。相应地，上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本发明不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。根据本发明的发明内容，还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (23)

1.一种光突发传送环网的动态带宽调度方法，应用于光突发传送环网OBTN中的每一个节点，包括：
在该节点作为主节点时，对于每一个源节点，在为该源节点到某一目的节点的连接分配时隙时，在存在尚未下路的突发时隙OB的各时隙中，选用与当前配置的目的节点跳数最小的目的节点所占用的时隙；
在该节点作为主节点时，将时隙分配结果转化为带宽地图的形式发送给所述光突发传送环网中各从节点。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
在该节点作为主节点时，根据全网节点的带宽请求，为各源节点到目的节点间的连接进行带宽授权。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：
所述根据全网节点的带宽请求，为各源节点到目的节点间的连接进行带宽授权，具体包括：
所述主节点根据全网节点的带宽请求，得到带宽请求矩阵；其中，所述带宽请求矩阵中的元素Aij表示该OBTN中节点i对节点j的带宽请求，i和j分别为小于等于N的正整数，N为该OBTN中的节点总数；
所述主节点根据现有带宽资源对所述带宽请求矩阵进行裁减授权，得到带宽授权矩阵；其中，所述带宽授权矩阵中的元素Bij表示该OBTN中节点i对节点j的授权带宽，i和j分别为小于等于N的正整数，N为该OBTN中的节点总数；所述带宽授权矩阵中，每一行元素的授权带宽总和小于等于最大线速率；对于所述带宽授权矩阵中的每一列，该列的上三角部分中的所有元素的授权带宽总和与在一个环长周期前接收到的带宽授权矩阵中同一列的下三角部分中的所有元素的授权带宽总和的和小于等于所述最大线速率。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于：
所述主节点根据现有带宽资源对所述带宽请求矩阵进行裁减授权，具体包括：
所述主节点对所述带宽请求矩阵进行行裁减，包括：对于所述带宽请求矩阵中的每一行，判断该行中各元素的和是否超过所述最大线速率；若超过，则重新对该行中的各元素进行带宽分配，直至得到的该行中的各元素的和小于等于所述最大线速率；
所述主节点对经过行裁减后得到的矩阵进行列裁减，包括：对于所述经过行裁减后得到的矩阵中的每一列，一方面，判断该列的下三角部分中的各元素的和是否超过最大线速率与为该列预设的带宽预留量之差；若超过，则重新对该列的下三角部分中的各元素进行带宽分配，直至得到的该列的下三角部分中各元素的和小于等于所述最大线速率与为该列预设的带宽预留量之差；另一方面，判断该列的上三角部分中的各元素的和是否超过该列的上三角部分的最大带宽授权量；若超过，则重新对该列的上三角部分中的各元素进行带宽分配，直至得到的该列中上三角部分中各元素的和小于等于所述该列的上三角部分的最大带宽授权量；其中，该列的上三角部分的最大带宽授权量为所述最大线速率与在一个环长周期前接收到的带宽授权矩阵中的相同列的下三角部分的实际带宽授权量之差。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于：
所述主节点根据现有带宽资源对所述带宽请求矩阵进行裁减授权，具体包括：
所述主节点对所述带宽请求矩阵进行列裁减，包括：对于所述带宽请求矩阵中的每一列，一方面，判断该列的下三角部分中的各元素的和是否超过最大线速率与为该列预设的带宽预留量之差；若超过，则重新对该列中的各元素进行带宽分配，直至得到的该列的下三角部分中各元素的和小于等于所述最大线速率与为该列预设的带宽预留量之差；另一方面，判断该列的上三角部分中的各元素的和是否超过该列的上三角部分的最大带宽授权量；若超过，则重新对该列的上三角部分中的各元素进行带宽分配，直至得到的该列的上三角部分中各元素的和小于等于所述该列的上三角部分的最大带宽授权量；其中，该列的上三角部分的最大带宽授权量为所述最大线速率与在一个环长周期前接收到的带宽授权矩阵中的相同列的下三角部分的实际带宽授权量之差；
所述主节点对经过列裁减后得到的矩阵进行行裁减，包括：对于经过列裁减后得到的矩阵中的每一行，判断该行中各元素的和是否超过所述最大线速率；若超过，则重新对该行中的各元素进行带宽分配，直至得到的该行中的各元素的和小于等于所述最大线速率。
6.如权利要求3所述的方法，其特征在于：
所述主节点根据现有带宽资源对所述带宽请求矩阵进行裁减授权，具体包括：
所述主节点对所述带宽请求矩阵进行行裁减，包括：对于所述带宽请求矩阵中的每一行，判断该行中各元素的和是否超过所述最大线速率；若超过，则重新对该行中的各元素进行带宽分配，直至得到的该行中的各元素的和小于等于所述最大线速率；
所述主节点对所述带宽请求矩阵进行列裁减，包括：对于所述带宽请求矩阵中的每一列，一方面，判断该列的下三角部分中的各元素的和是否超过最大线速率与为该列预设的带宽预留量之差；若超过，则重新对该列的下三角部分中的各元素进行带宽分配，直至得到的该列的下三角部分中各元素的和小于等于所述最大线速率与为该列预设的带宽预留量之差；另一方面，判断该列的上三角部分中的各元素的和是否超过该列的上三角部分的最大带宽授权量；若超过，则重新对该列的上三角部分中的各元素进行带宽分配，直至得到的该列中上三角部分中各元素的和小于等于所述该列的上三角部分的最大带宽授权量；其中，该列的上三角部分的最大带宽授权量为所述最大线速率与在一个环长周期前接收到的带宽授权矩阵中的相同列的下三角部分的实际带宽授权量之差；
在确定所述带宽授权矩阵时，取经过行裁减后得到的矩阵与经过列裁减后得到的矩阵中位置相同的元素的值中较小的一个，作为所述带宽授权矩阵中相应位置的元素的值。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于：
在确定了所述带宽授权矩阵中每一个元素的取值之后，所述主节点逐行及逐列对所述带宽授权矩阵进行扫描，对于行中各元素的和小于所述最大线速率的行及列中上三角部分中的各元素的和小于所述该列的上三角部分的最大带宽授权量的列的交汇点处的元素的值进行增加，在增加后，该元素所在行中各元素的和不超过所述最大线速率，该元素所在列的上三角部分中的各元素的和不超过所述该列的上三角部分的最大带宽授权量；对于行中各元素的和小于所述最大线速率的行及列中下三角部分中的各元素的和小于所述最大线速率与为该列预设的带宽预留量之差的列的交汇点处的元素的值进行增加，在增加后，该元素所在行中各元素的和不超过所述最大线速率，该元素所在列中下三角部分中的各元素的和不超过所述最大线速率与为该列预设的带宽预留量之差。
8.如权利要求4、5或6所述的方法，其特征在于：
所述重新对该列/行中的各元素进行带宽分配，具体包括：
按照固定带宽分配方式的优先级最高、保证带宽分配方式的优先级次之、及非保证带宽分配方式的优先级最低的次序，采用当前可用的优先级最高的带宽分配方式相应地对该列/行中的各元素进行带宽分配。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于：
在采用非保证带宽分配方式对某列或行中的元素进行带宽分配后，若该列或行中仍有剩余带宽，则相应地将剩余带宽轮询分配至该列或行上未饱和的连接，每次轮询分配1个OB；其中，未饱和的连接为既有带宽授权量小于实际带宽请求量的连接。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于：
在进行时隙分配时，所述主节点根据OBTN环中的节点排列顺序，从本节点开始将各节点依次作为源节点按序进行时隙配置；
每个源节点下各目的节点的配置顺序为：根据OBTN环中的节点排列顺序，按照各目的节点距离该源节点的跳数由小到大的顺序依次进行时隙配置序。
11.如权利要求1或10所述的方法，其特征在于：
在为源节点到某一目的节点的连接分配时隙时，若在存在尚未下路的OB的各时隙中，同时存在2个以上的与当前配置的目的节点跳数最小的目的节点所占用的时隙，则选用其中时隙序号最小的时隙。
12.如权利要求1所述的方法，其特征在于：
在该节点作为从节点时，该节点对本次接收到的带宽地图与跨环带宽地图及进行合成得到接收地图，并根据所述接收地图对相应数据帧进行接收；其中，所述跨环带宽地图为本节点在一个环长周期前接收到的带宽地图；在所述接收地图中，元素Rnm＝j表示目的节点n在时隙m接收源节点j发出的OB；在素数带宽地图中，元素Anm＝i表示源节点n在时隙m发送OB至目的节点i；m、n、i及j均为正整数；
对本次接收到的带宽地图与跨环带宽地图及进行合成得到接收地图，具体包括：
逐行或逐列扫描所述跨环带宽地图，针对所述跨环带宽地图中的每一个元素，若该元素的取值小于该元素所在行号，则将该元素的行号作为所述接收带宽地图中以该元素的取值及列号分别作为行号和列号的元素的取值；
逐行或逐列扫描本次接收到的带宽地图，针对该带宽地图中的每一个元素，若该元素的取值大于该元素所在行号，则将该元素的行号作为接收带宽地图中以该元素的取值及列号分别作为行号和列号的元素的取值。
13.如权利要求1所述的方法，其特征在于：
当控制帧和对应的数据帧同时到达所述光突发传送环网中的节点时，该节点通过光纤延时线对接收到的所述数据帧进行延迟；其中，延迟时间大于等于本节点对所述控制帧的处理时间。
14.一种光突发传送环网的动态带宽调度装置，应用于光突发传送环网OBTN中的主节点上，包括：
时隙配置模块，用于对于每一个源节点，在为该源节点到某一目的节点的连接分配时隙时，在存在尚未下路的突发时隙OB的各时隙中，选用与当前配置的目的节点跳数最小的目的节点所占用的时隙；
带宽地图转化模块，用于将所述时隙配置模块得到的时隙分配结果转化为带宽地图的形式发送给所述光突发传送环网中各从节点。
15.如权利要求14所述的装置，其特征在于，还包括：
带宽授权矩阵生成模块，用于根据全网节点的带宽请求，得到带宽请求矩阵；其中，所述带宽请求矩阵中的元素Aij表示该OBTN中节点i对节点j的带宽请求，i和j分别为小于等于N的正整数，N为该OBTN中的节点总数；
裁减授权模块，用于根据现有带宽资源对所述带宽请求矩阵进行裁减授权，得到带宽授权矩阵；其中，所述带宽授权矩阵中的元素Bij表示该OBTN中节点i对节点j的授权带宽，i和j分别为小于等于N的正整数，N为该OBTN中的节点总数；所述带宽授权矩阵中，每一行元素的授权带宽总和小于等于最大线速率；对于所述带宽授权矩阵中的每一列，该列的上三角部分中的所有元素的授权带宽总和与在一个环长周期前接收到的带宽授权矩阵中同一列的下三角部分中的所有元素的授权带宽总和的和小于等于所述最大线速率。
16.如权利要求15所述的装置，其特征在于：
所述裁减授权模块中包括：
行裁减单元，用于对所述带宽请求矩阵进行行裁减，包括：对于所述带宽请求矩阵中的每一行，判断该行中各元素的和是否超过所述最大线速率；若超过，则重新对该行中的各元素进行带宽分配，直至得到的该行中的各元素的和小于等于所述最大线速率；
列裁减单元，用于对经过行裁减后得到的矩阵进行列裁减，包括：对于所述经过行裁减后得到的矩阵中的每一列，一方面，判断该列的下三角部分中的各元素的和是否超过最大线速率与为该列预设的带宽预留量之差；若超过，则重新对该列的下三角部分中的各元素进行带宽分配，直至得到的该列的下三角部分中各元素的和小于等于所述最大线速率与为该列预设的带宽预留量之差；另一方面，判断该列的上三角部分中的各元素的和是否超过该列的上三角部分的最大带宽授权量；若超过，则重新对该列的上三角部分中的各元素进行带宽分配，直至得到的该列中上三角部分中各元素的和小于等于所述该列的上三角部分的最大带宽授权量；其中，该列的上三角部分的最大带宽授权量为所述最大线速率与在一个环长周期前接收到的带宽授权矩阵中的相同列的下三角部分的实际带宽授权量之差。
17.如权利要求15所述的装置，其特征在于：
所述裁减授权模块中包括：
列裁减单元，用于对所述带宽请求矩阵进行列裁减，包括：对于所述带宽请求矩阵中的每一列，一方面，判断该列的下三角部分中的各元素的和是否超过最大线速率与为该列预设的带宽预留量之差；若超过，则重新对该列中的各元素进行带宽分配，直至得到的该列的下三角部分中各元素的和小于等于所述最大线速率与为该列预设的带宽预留量之差；另一方面，判断该列的上三角部分中的各元素的和是否超过该列的上三角部分的最大带宽授权量；若超过，则重新对该列的上三角部分中的各元素进行带宽分配，直至得到的该列的上三角部分中各元素的和小于等于所述该列的上三角部分的最大带宽授权量；其中，该列的上三角部分的最大带宽授权量为所述最大线速率与在一个环长周期前接收到的带宽授权矩阵中的相同列的下三角部分的实际带宽授权量之差；
行裁减单元，用于对于经过列裁减后得到的矩阵中的每一行，判断该行中各元素的和是否超过所述最大线速率；若超过，则重新对该行中的各元素进行带宽分配，直至得到的该行中的各元素的和小于等于所述最大线速率。
18.如权利要求15所述的装置，其特征在于：
所述裁减授权模块中包括：
行裁减单元，用于对所述带宽请求矩阵进行行裁减，包括：对于所述带宽请求矩阵中的每一行，判断该行中各元素的和是否超过所述最大线速率；若超过，则重新对该行中的各元素进行带宽分配，直至得到的该行中的各元素的和小于等于所述最大线速率；
列裁减单元，用于对所述带宽请求矩阵进行列裁减，包括：对于所述带宽请求矩阵中的每一列，一方面，判断该列的下三角部分中的各元素的和是否超过最大线速率与为该列预设的带宽预留量之差；若超过，则重新对该列的下三角部分中的各元素进行带宽分配，直至得到的该列的下三角部分中各元素的和小于等于所述最大线速率与为该列预设的带宽预留量之差；另一方面，判断该列的上三角部分中的各元素的和是否超过该列的上三角部分的最大带宽授权量；若超过，则重新对该列的上三角部分中的各元素进行带宽分配，直至得到的该列中上三角部分中各元素的和小于等于所述该列的上三角部分的最大带宽授权量；其中，该列的上三角部分的最大带宽授权量为所述最大线速率与在一个环长周期前接收到的带宽授权矩阵中的相同列的下三角部分的实际带宽授权量之差；
授权合成单元，用于在确定所述带宽授权矩阵时，取经过行裁减后得到的矩阵与经过列裁减后得到的矩阵中位置相同的元素的值中较小的一个，作为所述带宽授权矩阵中相应位置的元素的值。
19.如权利要求18所述的装置，其特征在于：
所述授权合成单元还用于在确定了所述带宽授权矩阵中每一个元素的取值之后，逐行及逐列对所述带宽授权矩阵进行扫描，对于行中各元素的和小于所述最大线速率的行及列中上三角部分中的各元素的和小于所述该列的上三角部分的最大带宽授权量的列的交汇点处的元素的值进行增加，在增加后，该元素所在行中各元素的和不超过所述最大线速率，该元素所在列的上三角部分中的各元素的和不超过所述该列的上三角部分的最大带宽授权量；对于行中各元素的和小于所述最大线速率的行及列中下三角部分中的各元素的和小于所述最大线速率与为该列预设的带宽预留量之差的列的交汇点处的元素的值进行增加，在增加后，该元素所在行中各元素的和不超过所述最大线速率，该元素所在列中下三角部分中的各元素的和不超过所述最大线速率与为该列预设的带宽预留量之差。
20.如权利要求16、17或18所述的装置，其特征在于：
所述行裁减单元或列裁减单元用于重新对该列/行中的各元素进行带宽分配，具体包括：
所述行裁减单元或列裁减单元用于按照固定带宽分配方式的优先级最高、保证带宽分配方式的优先级次之、及非保证带宽分配方式的优先级最低的次序，采用当前可用的优先级最高的带宽分配方式相应地对该列/行中的各元素进行带宽分配。
21.如权利要求20所述的装置，其特征在于：
所述行裁减单元或列裁减单元还用于在采用非保证带宽分配方式对某列或行中的元素进行带宽分配后，若该列或行中仍有剩余带宽，则相应地将剩余带宽轮询分配至该列或行上未饱和的连接，每次轮询分配1个OB；其中，未饱和的连接为既有带宽授权量小于实际带宽请求量的连接。
22.如权利要求14所述的装置，其特征在于：
所述时隙配置模块用于在进行时隙分配时，根据OBTN环中的节点排列顺序，从本节点开始将各节点依次作为源节点按序进行时隙配置；还用于确定每个源节点下各目的节点的配置顺序为：根据OBTN环中的节点排列顺序，按照各目的节点距离该源节点的跳数由小到大的顺序依次进行时隙配置序。
23.如权利要求14或22所述的装置，其特征在于：
所述时隙配置模块还用于在为源节点到某一目的节点的连接分配时隙时，若在存在尚未下路的OB的各时隙中，同时存在2个以上的与当前配置的目的节点跳数最小的目的节点所占用的时隙，则选用其中时隙序号最小的时隙。
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