專利名稱：Band allocation method and passive optical communication network system的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無源光通信網(wǎng)中的動(dòng)態(tài)地分配上行通信的通信時(shí)間(頻帶)的頻帶分 配方法以及實(shí)施了該方法的無源光通信網(wǎng)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近年來，隨著因特網(wǎng)的發(fā)展，F(xiàn)TTH (Fiber To The Home，光纖到戶)服務(wù)的利用 者逐漸增加。P0N(PaSSiVe Optical Network 無源光通信網(wǎng))是包括設(shè)置在通信運(yùn)營商 站中的OLT(Optical Line Terminal 光局端裝置)、和設(shè)置在用戶住宅中的ONU(Optical Network Unit 效果入射裝置)的FTTH的一種形式。PON是經(jīng)由光纖或無源光分路器等光傳送路徑連接了 OLT與多個(gè)ONU的光網(wǎng)絡(luò)，根 據(jù)其經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)越性，得到了廣泛利用。在OLT與ONU通過以太網(wǎng)(注冊(cè)商標(biāo))幀來進(jìn)行通信的EPON(Ethernet (注冊(cè)商 標(biāo))Ρ0Ν)中，傳送速度為IGbps的GE-PON(Gigabit Ethernet (注冊(cè)商標(biāo))Ρ0Ν)由于可以提 供高速并且廉價(jià)的FTTH服務(wù)，所以特別在國內(nèi)被廣泛使用。另外，最近，研究了將傳送速度 高速化為IOGbps的10G-EP0N的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格。一般情況下，在PON中，將從OLT向ONU的通信方向稱為下行方向，將與其相反的 方向稱為上行方向。在以GE-PON為首的大部分的PON中，通過時(shí)分多址連接來進(jìn)行上行方 向的通信。通過由OLT對(duì)各個(gè)ONU的發(fā)送定時(shí)進(jìn)行控制，由此使得多個(gè)ONU可以與OLT進(jìn) 行時(shí)分通信。10G-EP0N的上行通信也同樣地通過時(shí)分多址連接來進(jìn)行。在10G-EP0N中，研究著 可以對(duì)1臺(tái)OLT連接上行傳送速度不同的多個(gè)ONU的方式。此時(shí)，在與不同速度的ONU之 間，也通過時(shí)分多址連接來實(shí)現(xiàn)上行通信。在通過時(shí)分多址連接來進(jìn)行上行方向的通信的大部分的PON中，為了高效地使用 上行頻帶，動(dòng)態(tài)頻帶分配是重要的，所述動(dòng)態(tài)頻帶分配是指針對(duì)各個(gè)0NU，根據(jù)通信的狀 況動(dòng)態(tài)地變更許可上行通信的時(shí)間的長度。此處，通過針對(duì)各ONU計(jì)算出發(fā)送許可量，排他 地確保其發(fā)送時(shí)間帶，來分配頻帶。在GE-PON 中，制定了被稱為 MPCP (Multi Point-Control Protocol，多點(diǎn)控制協(xié) 議)的、對(duì)多個(gè)ONU的發(fā)送定時(shí)進(jìn)行控制的協(xié)議。OLT使用MPCP來執(zhí)行動(dòng)態(tài)頻帶分配。ONU將等待發(fā)送的上行數(shù)據(jù)量作為發(fā)送待機(jī)量而記載于發(fā)送請(qǐng)求信號(hào)中，并發(fā)送 到0LT。OLT接收發(fā)送請(qǐng)求信號(hào)，參照發(fā)送請(qǐng)求量，針對(duì)每個(gè)ONU計(jì)算出許可發(fā)送的量與發(fā) 送開始時(shí)刻，將它們記載于發(fā)送許可信號(hào)中，并發(fā)送到各0NU。此時(shí)，進(jìn)行控制以使各個(gè)ONU 的發(fā)送信號(hào)在時(shí)間上不重復(fù)。ONU按照所接收到的發(fā)送許可信號(hào)，從所指定的發(fā)送開始時(shí)刻 起開始發(fā)送，按照所指定的發(fā)送許可量的時(shí)間，發(fā)送積蓄在上行緩沖器中的信號(hào)。動(dòng)態(tài)頻帶分配的方法在確定PON系統(tǒng)的性能上是重要的。對(duì)于PON系統(tǒng)的性能， 可以以頻帶利用效率、實(shí)際的分配頻帶向目標(biāo)頻帶的收斂速度等為指標(biāo)來進(jìn)行評(píng)價(jià)。在動(dòng) 態(tài)頻帶分配中，重要的是在保持高的頻帶利用效率的同時(shí)，根據(jù)各ONU的通信狀態(tài)來計(jì)算出目標(biāo)頻帶，使實(shí)際的分配頻帶接近該目標(biāo)頻帶。此處，實(shí)際的上行分配頻帶向目標(biāo)頻帶的 收斂速度根據(jù)動(dòng)態(tài)頻帶分配的方法而受到較大的影響。在PON系統(tǒng)中，可以說是使實(shí)際的時(shí)間平均分配頻帶更快地收斂于目標(biāo)頻帶是高 性能。因此，作為動(dòng)態(tài)頻帶分配的方法，有如下方法0LT向ONU提供發(fā)送請(qǐng)求量的閾值 即請(qǐng)求量閾值，以從ONU向OLT報(bào)告小于等于閾值的緩沖器積蓄量作為發(fā)送請(qǐng)求量，OLT通 知與從ONU報(bào)告的小于等于閾值的發(fā)送請(qǐng)求量一致的發(fā)送許可量。在專利文獻(xiàn)1中，公開了通過對(duì)各ONU的上行發(fā)送請(qǐng)求量設(shè)置上限值，來控制上行 分配頻帶的方法。根據(jù)該專利文獻(xiàn)1，各ONU將發(fā)送請(qǐng)求量通知給OLT，OLT許可發(fā)送與被 通知到的發(fā)送請(qǐng)求量一致的量，從而消除剩余頻帶并提高頻帶利用效率。此時(shí)，防止對(duì)與其 他ONU相比業(yè)務(wù)量更大的ONU獨(dú)占地分配頻帶的狀態(tài)，進(jìn)而，為了實(shí)現(xiàn)SLA (Service Level Agreement，服務(wù)等級(jí)協(xié)議)，對(duì)各ONU的發(fā)送請(qǐng)求量設(shè)定了上限值。通過此上限值設(shè)定，可 以控制分配頻帶。專利文獻(xiàn)1 日本特表2004-528740號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
但是，在上述以往的方法中，存在如下問題發(fā)送請(qǐng)求量的上限值相對(duì)于分配頻帶 向目標(biāo)頻帶的迅速收斂不適合；以及無法對(duì)分配頻帶向目標(biāo)頻帶的收斂進(jìn)行控制。即，在專利文獻(xiàn)1中，以避免由特定的ONU獨(dú)占頻帶、以及實(shí)現(xiàn)SLA為目的，通過設(shè) 定發(fā)送請(qǐng)求量的上限值，來進(jìn)行分配頻帶的控制，所以發(fā)送請(qǐng)求量的上限值被固定為相對(duì) 于分配頻帶的控制而言不適合的值，所以無法實(shí)現(xiàn)分配頻帶向目標(biāo)頻帶的迅速收斂，也無 法控制收斂的方式。另外，在專利文獻(xiàn)1中，除了上述方法以外，還提出了根據(jù)從所連接的 終端等向ONU的輸入業(yè)務(wù)，動(dòng)態(tài)地調(diào)整發(fā)送請(qǐng)求量的上限值的方法，但沒有公開任何調(diào)整 發(fā)送請(qǐng)求量的上限值的具體步驟。本發(fā)明的目的在于提供一種頻帶分配方法以及實(shí)施了該方法的無源光通信網(wǎng)系 統(tǒng)，在動(dòng)態(tài)地分配PON的上行頻帶時(shí)，可以使時(shí)間平均分配頻帶迅速地收斂于目標(biāo)頻帶，并 且可以控制收斂的方式。為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的頻帶分配方法，在光局端裝置與多個(gè)光加入者裝置 經(jīng)由光傳送路徑連接的無源光通信網(wǎng)中，動(dòng)態(tài)地分配從上述各光加入者裝置向上述光局端 裝置的通信頻帶，其特征在于，包括上述光局端裝置針對(duì)上述各光加入者裝置的每一個(gè)， 根據(jù)過去的規(guī)定循環(huán)數(shù)的分配頻帶，求出時(shí)間平均分配頻帶，根據(jù)每個(gè)上述光加入者裝置 的上述時(shí)間平均分配頻帶與針對(duì)每個(gè)上述光加入者裝置決定的目標(biāo)頻帶的差分，計(jì)算出每 個(gè)上述光加入者裝置的請(qǐng)求量閾值，將該計(jì)算出的請(qǐng)求量閾值通知給相應(yīng)的光加入者裝置 的步驟；上述相應(yīng)的光加入者裝置將小于等于被通知到的上述請(qǐng)求量閾值且能成為最大的 發(fā)送量的達(dá)到數(shù)據(jù)區(qū)分的相當(dāng)數(shù)據(jù)量，作為發(fā)送請(qǐng)求量而通知給上述光局端裝置的步驟； 上述光局端裝置將與被通知到的上述發(fā)送請(qǐng)求量對(duì)應(yīng)的發(fā)送許可量，通知給上述相應(yīng)的光 加入者裝置的步驟；以及上述相應(yīng)的光加入者裝置發(fā)送與上述發(fā)送許可量對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)量的 步驟。在本發(fā)明的頻帶分配方法中，優(yōu)選地，將上述差分的比例運(yùn)算結(jié)果、上述差分的時(shí)
6間積分運(yùn)算結(jié)果、以及上述差分的時(shí)間微分運(yùn)算結(jié)果之和作為PID計(jì)算量，根據(jù)該P(yáng)ID計(jì)算 量，計(jì)算出閾值控制量，根據(jù)該閾值控制量，計(jì)算出上述相應(yīng)的光加入者裝置的上述請(qǐng)求量 閾值。在本發(fā)明的頻帶分配方法中，優(yōu)選地，在上述PID計(jì)算量為負(fù)時(shí)，將上述閾值控制
量設(shè)為零。在本發(fā)明的頻帶分配方法中，優(yōu)選地，對(duì)上述PID計(jì)算量加上預(yù)先決定的值而計(jì) 算出上述閾值控制量。在本發(fā)明的頻帶分配方法中，優(yōu)選地，在上述多個(gè)光加入者裝置中，將最小的上述 PID計(jì)算量作為最小PID計(jì)算量，計(jì)算出上述相應(yīng)的光加入者裝置的上述PID計(jì)算量與上述 最小PID計(jì)算量的差分作為PID差分，計(jì)算出上述多個(gè)光加入者裝置的上述PID差分的合 計(jì)作為PID差分合計(jì)，計(jì)算出上述相應(yīng)的光加入者裝置的上述PID差分除以上述PID差分 合計(jì)而得到的值作為PID差分比例，根據(jù)上述PID差分比例，計(jì)算出上述閾值控制量。在本發(fā)明的頻帶分配方法中，優(yōu)選地，將上述請(qǐng)求量閾值作為與上述閾值控制量 相同的值而計(jì)算出。在本發(fā)明的頻帶分配方法中，優(yōu)選地，對(duì)上述閾值控制量加上規(guī)定的最低分配量 而計(jì)算出上述請(qǐng)求量閾值。為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的無源光通信網(wǎng)系統(tǒng)，光局端裝置與多個(gè)光加入者裝 置經(jīng)由光傳送路徑連接，動(dòng)態(tài)地分配從上述各光加入者裝置向上述光局端裝置的通信頻 帶，其特征在于，上述光局端裝置針對(duì)上述各光加入者裝置的每一個(gè)，根據(jù)過去的規(guī)定循環(huán) 數(shù)的分配頻帶，求出時(shí)間平均分配頻帶，根據(jù)每個(gè)上述光加入者裝置的上述時(shí)間平均分配 頻帶與針對(duì)每個(gè)上述光加入者裝置決定的目標(biāo)頻帶的差分，計(jì)算出每個(gè)上述光加入者裝置 的請(qǐng)求量閾值，將該計(jì)算出的請(qǐng)求量閾值通知給相應(yīng)的光加入者裝置，上述相應(yīng)的光加入 者裝置將小于等于被通知到的上述請(qǐng)求量閾值且能成為最大的發(fā)送量的達(dá)到數(shù)據(jù)區(qū)分的 相當(dāng)數(shù)據(jù)量，作為發(fā)送請(qǐng)求量而通知給上述光局端裝置，上述光局端裝置將與被通知到的 上述發(fā)送請(qǐng)求量對(duì)應(yīng)的發(fā)送許可量，通知給上述相應(yīng)的光加入者裝置，上述相應(yīng)的光加入 者裝置發(fā)送與上述發(fā)送許可量對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)量。為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的頻帶分配方法，在光局端裝置與多個(gè)光加入者裝置 經(jīng)由光傳送路徑連接的無源光通信網(wǎng)中，動(dòng)態(tài)地分配從上述各光加入者裝置向上述光局端 裝置的通信頻帶，其特征在于，包括上述各光加入者裝置根據(jù)過去的規(guī)定循環(huán)數(shù)的向該光 加入者裝置的分配頻帶，求出時(shí)間平均分配頻帶，根據(jù)上述時(shí)間平均分配頻帶與對(duì)該光加 入者裝置決定的目標(biāo)頻帶的差分，計(jì)算出該光加入者裝置的請(qǐng)求量閾值，將小于等于計(jì)算 出的上述請(qǐng)求量閾值且能成為最大的發(fā)送量的達(dá)到數(shù)據(jù)區(qū)分的相當(dāng)數(shù)據(jù)量，作為發(fā)送請(qǐng)求 量而通知給上述光局端裝置的步驟；上述光局端裝置將用于許可發(fā)送與被通知到的上述發(fā) 送請(qǐng)求量對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)量的發(fā)送許可量，通知給相應(yīng)的上述光加入者裝置的步驟；以及上述 相應(yīng)的光加入者裝置將與上述發(fā)送許可量對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)量，發(fā)送給上述光局端裝置的步驟。在本發(fā)明的頻帶分配方法中，優(yōu)選地，上述光局端裝置根據(jù)與上述光局端裝置連 接的所有光加入者裝置的通信狀況，計(jì)算出每個(gè)上述光加入者裝置的目標(biāo)頻帶，并通知給 上述各光加入者裝置。在本發(fā)明的頻帶分配方法中，優(yōu)選地，將上述差分的比例運(yùn)算結(jié)果、上述差分的時(shí)
7間積分運(yùn)算結(jié)果、以及上述差分的時(shí)間微分運(yùn)算結(jié)果之和作為PID計(jì)算量，根據(jù)該P(yáng)ID計(jì)算 量，計(jì)算出閾值控制量，根據(jù)該閾值控制量，計(jì)算出上述相應(yīng)的光加入者裝置的上述請(qǐng)求量 閾值。在本發(fā)明的頻帶分配方法中，優(yōu)選地，在上述PID計(jì)算量為負(fù)時(shí)，將上述閾值控制
量設(shè)為零。在本發(fā)明的頻帶分配方法中，優(yōu)選地，對(duì)上述PID計(jì)算量加上預(yù)先決定的值而計(jì) 算出上述閾值控制量。在本發(fā)明的頻帶分配方法中，優(yōu)選地，將上述請(qǐng)求量閾值作為與上述閾值控制量 相同的值而計(jì)算出。在本發(fā)明的頻帶分配方法中，優(yōu)選地，對(duì)上述閾值控制量加上規(guī)定的最低分配量 而計(jì)算出上述請(qǐng)求量閾值。為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的無源光通信網(wǎng)系統(tǒng)，光局端裝置與多個(gè)光加入者裝 置經(jīng)由光傳送路徑連接，動(dòng)態(tài)地分配從上述各光加入者裝置向上述光局端裝置的通信頻 帶，其特征在于，上述各光加入者裝置根據(jù)過去的規(guī)定循環(huán)數(shù)的分配頻帶，計(jì)算出時(shí)間平均 分配頻帶，并根據(jù)與針對(duì)每個(gè)上述光加入者裝置決定的目標(biāo)頻帶的差分，計(jì)算出每個(gè)上述 光加入者裝置的請(qǐng)求量閾值，上述相應(yīng)的光加入者裝置將小于等于計(jì)算出的上述請(qǐng)求量閾 值且能成為最大的發(fā)送量的達(dá)到數(shù)據(jù)區(qū)分的相當(dāng)數(shù)據(jù)量，作為發(fā)送請(qǐng)求量而通知給上述光 局端裝置，上述光局端裝置將用于許可發(fā)送與被通知到的上述發(fā)送請(qǐng)求量對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)量的 發(fā)送許可量，通知給上述相應(yīng)的光加入者裝置，上述相應(yīng)的光加入者裝置發(fā)送與上述發(fā)送 許可量對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)量。在本發(fā)明的頻帶分配方法中，優(yōu)選地，根據(jù)所設(shè)定的周期，更新請(qǐng)求量閾值。根據(jù)本發(fā)明，在動(dòng)態(tài)地分配PON的上行頻帶時(shí)，可以使發(fā)送請(qǐng)求量與發(fā)送許可量 的不一致成為最小限，并且由OLT對(duì)向各ONU的發(fā)送許可量的經(jīng)時(shí)變化進(jìn)行監(jiān)視，同時(shí)逐次 更新為適合于向目標(biāo)頻帶的收斂的請(qǐng)求量閾值，可以使時(shí)間平均分配頻帶迅速地收斂于目 標(biāo)頻帶。另外，通過調(diào)整用于計(jì)算請(qǐng)求量閾值的參數(shù)，由此可以控制收斂的方式。


圖1是在OLT與各ONU之間進(jìn)行的通信的說明圖。圖2是示出ONU的發(fā)送緩沖器的內(nèi)容的說明圖。圖3是示出ONU的發(fā)送緩沖器的第2內(nèi)容的說明圖。圖4是示出第1實(shí)施方式的頻帶分配方法的一個(gè)例子的順序圖。圖5是示出第2實(shí)施方式的頻帶分配方法的一個(gè)例子的順序圖。(符號(hào)說明)Ri Rn 報(bào)告幀而 Gn 選通幀-,Zi 請(qǐng)求量閾值； 發(fā)送請(qǐng)求量屯已發(fā)送許可 數(shù)據(jù)量；Ci 發(fā)送待機(jī)量噸發(fā)送許可量A 數(shù)據(jù)。
具體實(shí)施例方式(第1實(shí)施方式)示出如下方法的例子，即，OLT根據(jù)從ONU的過去的規(guī)定循環(huán)(cycle)數(shù)的分配頻帶求出的時(shí)間平均分配頻帶，計(jì)算出請(qǐng)求量閾值的方法。另外，在數(shù)據(jù)傳送的比特率一定的 情況下，對(duì)于以下說明的量或者頻帶等，既可以用數(shù)據(jù)量處理，也可以用時(shí)間處理。將第i 個(gè)ONU設(shè)為ONUi,對(duì)以后ONUi的參數(shù)附加下標(biāo)i。計(jì)算出ONUi的時(shí)間平均分配頻帶與根據(jù) 各ONU的通信狀態(tài)求出的目標(biāo)頻帶的差分，并將其作為ei。通過下式(1)計(jì)算出PID(比例 /時(shí)間積分/時(shí)間微分)計(jì)算量Xi。X1 = P,{e, + Λ je,df + A^r)(1)此處，Pp IpDi是預(yù)先決定的參數(shù)。OLT可以通過調(diào)節(jié)Pp IpDi的值(例如，通過 實(shí)測等求出最佳值)，來控制分配頻帶向目標(biāo)頻帶的收斂方式。示出根據(jù)PID的計(jì)算量Xi來計(jì)算出閾值控制量Yi的3種方法。第1方法是將PID
計(jì)算量Xi的正的值作為閾值控制量Yi而計(jì)算的方法，通過下式(2)計(jì)算。 [_] 二 ⑵由此，在PID計(jì)算量Xi是負(fù)時(shí)，可以將閾值控制量71設(shè)為零，在正時(shí)，可以將其設(shè) 為閾值控制量Yi。通過使用第1方法來進(jìn)行閾值控制量yi的計(jì)算，可以提高運(yùn)算處理速度。計(jì)算閾值控制量yi的第2方法是對(duì)PID計(jì)算量Xi加上預(yù)先決定的值Bi的方法， 通過下式(3)計(jì)算?！?‘ kJ(3) { O-(X1S-B1)由此，閾值控制量71可取的值的范圍變寬，可以得到比第1方法高的控制性能。關(guān)于預(yù)先決定的值Bi,例如以使時(shí)間平均分配頻帶收斂于目標(biāo)頻帶的方式?jīng)Q定。 由此，可以提高向目標(biāo)頻帶的收斂速度。計(jì)算閾值控制量yi的第3方法是如下方法在所有ONU中，計(jì)算出PID計(jì)算量χ最 小的ONU的PID計(jì)算量，作為最小PID計(jì)算量Xmin，計(jì)算出ONUi的PID計(jì)算量Xi與最小PID 計(jì)算量Xmin的差分“x「xmin”，作為PID差分，計(jì)算出ONUi的PID差分"Xi-Xmin”除以所有ONU 的PID差分的合計(jì)而得到的值，作為PID差分比例，將PID差分比例與分配1個(gè)循環(huán)的數(shù)據(jù)
字節(jié)數(shù)T之積作為閾值控制量通過下式(4)計(jì)算。 [。_ (4)由此，具有如下效果可以將閾值控制量Yi為零的ONU的臺(tái)數(shù)抑制為最多1臺(tái)，可 以縮短最大延遲時(shí)間。接下來，示出由在上述中求出的閾值控制量Ji來計(jì)算出請(qǐng)求量閾值ζ的兩種方 法。求出請(qǐng)求量閾值ζ的第1方法是將請(qǐng)求量閾值Zi設(shè)為與閾值控制量Yi同樣的值的方 法。求出請(qǐng)求量閾值ζ的第2方法是對(duì)閾值控制量yi加上預(yù)先決定的最低保證分配量Ai 來計(jì)算出請(qǐng)求量閾值Zi的方法，通過下式(5)計(jì)算。Zi = Yi+Aj(5)由此，具有如下效果可以將閾值控制量Yi為零的ONU的臺(tái)數(shù)設(shè)為0臺(tái)，可以縮短 最大延遲時(shí)間。例如，為了維持通信服務(wù)，通過在各循環(huán)中保證的數(shù)據(jù)量來決定最低保證分配量
9Ai οOLT將在上述中求出的請(qǐng)求量閾值Zi通知給ONUitl圖1示出利用選通幀(gate frame) Gi與報(bào)告幀Ri在OLT與多個(gè)ONU之間進(jìn)行的通信內(nèi)容。i = 1 η。OLT計(jì)算出在過去的規(guī)定循環(huán)數(shù)中分配的關(guān)于各ONU1 ONUn的各個(gè)頻帶的時(shí)間 平均作為時(shí)間平均分配頻帶，并將其進(jìn)行存儲(chǔ)。各ONU1 ONUJf積蓄在上行緩沖器中的發(fā)送數(shù)據(jù)量內(nèi)的沒有被發(fā)送許可的數(shù)據(jù) 量作為積蓄數(shù)據(jù)量(發(fā)送待機(jī)量)而記載于報(bào)告幀R1 Rn中，在通過來自O(shè)LT的選通幀 G1 Gn通知到的定時(shí)，通知給OLT。OLT根據(jù)各ONU1 ONUn的發(fā)送待機(jī)量，計(jì)算出目標(biāo)頻 帶。另外，OLT根據(jù)各ONU1 ONUn的上述存儲(chǔ)的時(shí)間平均分配頻帶和上述計(jì)算出的目標(biāo)頻 帶，求出PID計(jì)算量X1 χη，接下來求出閾值控制量yi yn，從而計(jì)算出請(qǐng)求量閾值Z1 zn,并通過選通幀G1 Gn，將該請(qǐng)求量閾值Z1 Zn通知給各ONU1 0NUn。各ONU1-ONUn計(jì)算出小于等于被通知到的請(qǐng)求量閾值Z1 zn并且能成為最大的 發(fā)送量的達(dá)到幀末端的緩沖器積蓄量，作為發(fā)送請(qǐng)求量，并通過報(bào)告幀R1 Rn通知給0LT。 OLT將與被通知到的發(fā)送請(qǐng)求量相同量的發(fā)送許可量通知給各ONU1 0NUn。各ONU1 ONUn 將與被通知到的發(fā)送許可量對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)發(fā)送給0LT。在圖2中，示出針對(duì)第i個(gè)ONUi,積蓄有數(shù)據(jù)Fil Fi7的發(fā)送緩沖器中的請(qǐng)求量 閾值Zi和發(fā)送請(qǐng)求量 以及已發(fā)送許可數(shù)據(jù)量b”第i個(gè)ONUi將請(qǐng)求量閾值Z1內(nèi)的發(fā) 送信請(qǐng)求量 和發(fā)送待機(jī)量(Fw Fi7)通過同一報(bào)告幀Ri通知給OLT。OLT決定與來自 ONUi的發(fā)送請(qǐng)求量 一致的發(fā)送許可量(= )和發(fā)送定時(shí)，并通過選通幀Gi通知給ONUitl 此時(shí)，OLT通過同一選通幀Gi,將發(fā)送許可量(=Bi)和下次用的請(qǐng)求量閾值Zi通知ONUitl ONUi按照從OLT通知到的發(fā)送許可量(=a,)和發(fā)送定時(shí)，發(fā)送上行數(shù)據(jù)Fi3。OLT決定的發(fā)送許可量不限于與發(fā)送請(qǐng)求量 同量或者一致的數(shù)據(jù)量。例如，OLT 優(yōu)選決定與來自O(shè)NUi的發(fā)送請(qǐng)求量％對(duì)應(yīng)的發(fā)送許可量。此處，與發(fā)送請(qǐng)求量對(duì)應(yīng)的 發(fā)送許可量包括突發(fā)開銷量、FEC (Forward Error Correction，前向糾錯(cuò))奇偶量等、用于 許可與發(fā)送請(qǐng)求量同量的發(fā)送而所需的信息。另外，OLT為了將請(qǐng)求量閾值Zi通知給ONUi,也可以不使用選通幀Gi,而使用OAM 幀。此時(shí)，選通幀Gi如以往那樣，用于通知發(fā)送許可量(=a,)和發(fā)送定時(shí)。OLT為了將請(qǐng)求量閾值Zi通知給ONUi,也可以新定義專用幀，并利用該專用幀來通 知。進(jìn)而，在 10G-EP0N (Ethernet (注冊(cè)商標(biāo))Passive Optical Network)中，也可以利用 擴(kuò)展MAC控制消息來通知。以上，說明了在發(fā)送請(qǐng)求量 中不包括已發(fā)送許可數(shù)據(jù)量h的情況的一個(gè)例子。 在該情況下，發(fā)送請(qǐng)求量％優(yōu)選為可以分割而發(fā)送接收數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)區(qū)分(區(qū)切>9 )中的 小于等于請(qǐng)求量閾值Zi并且最大的數(shù)據(jù)量。此處，數(shù)據(jù)區(qū)分是指，例如，Ethernet (注冊(cè) 商標(biāo))幀的幀末端、或者FEC的代碼字末端、B-PON (Broadband Ρ0Ν)的ATM (Asynchronous Transfer Mode,異步傳輸模式)信元末端、以及 G-PON(Gigabit Ρ0Ν)的 GEM(G_P0N Encapsulation Method，G-P0N 封裝方法)幀末端等。圖3是示出ONU的發(fā)送緩沖器的第2內(nèi)容的說明圖。在圖2中示出了在發(fā)送請(qǐng)求 量％中不包括已發(fā)送許可數(shù)據(jù)量h的情況，但如圖3所示，在發(fā)送請(qǐng)求量ai中也可以包括 已發(fā)送許可數(shù)據(jù)量Iv在該情況下，發(fā)送請(qǐng)求量是可以分割而發(fā)送接收數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)區(qū)分中的、小于等于請(qǐng)求量閾值Zi與已發(fā)送許可數(shù)據(jù)量h之和(ZJbi)的達(dá)到數(shù)據(jù)區(qū)分為止的 數(shù)據(jù)量。于是，OLT從由ONU通知的發(fā)送請(qǐng)求量ai中減去已發(fā)送許可數(shù)據(jù)量bi;來認(rèn)識(shí)實(shí)際 的發(fā)送請(qǐng)求量(％-bi)。圖4是示出本實(shí)施方式的無源光通信網(wǎng)系統(tǒng)執(zhí)行的頻帶分配方法的一個(gè)例子的 順序圖。本實(shí)施方式的頻帶分配方法的特征在于，依次具有第1步驟、第2步驟、第3步驟、 以及第4步驟，在光局端裝置(以下，稱為0LT)與多個(gè)光加入者裝置(以下，稱為0NU)經(jīng) 由光傳送路徑連接的無源光通信網(wǎng)中，動(dòng)態(tài)地分配從各ONU向OLT的通信頻帶。首先，各ONU1 ONUn在通過來自O(shè)LT的選通幀G1 Gn通知到的定時(shí)，將發(fā)送待機(jī) 量4通知給OLT。在第1步驟中，OLT針對(duì)各ONUi,根據(jù)過去的規(guī)定循環(huán)數(shù)的分配頻帶，求出時(shí)間平 均分配頻帶，根據(jù)每個(gè)ONUi的時(shí)間平均分配頻帶與針對(duì)每個(gè)ONUi決定的目標(biāo)頻帶的差分， 計(jì)算出每個(gè)ONUi的請(qǐng)求量閾值Zi，將該計(jì)算出的請(qǐng)求量閾值Zi通知給相應(yīng)的ONUitl ONU將 請(qǐng)求量閾值Zi更新為被通知到的值。此處，ONU優(yōu)選根據(jù)所設(shè)定的周期(period)，將請(qǐng)求量閾值Zi更新為被通知到的 值。例如，OLT通知請(qǐng)求量閾值Zi，根據(jù)請(qǐng)求量閾值Zi的更新周期與頻帶的收斂速度的關(guān) 系，預(yù)先設(shè)定ONU所更新的周期。此時(shí)，也可以將請(qǐng)求量閾值Zi的更新周期設(shè)為與向ONU的 發(fā)送許可量Cli的分配周期相同的值，也可以設(shè)為分配周期的幾百倍。相對(duì)分配周期使請(qǐng)求 量閾值Zi的更新周期越大，越可以減輕每單位時(shí)間的計(jì)算處理的負(fù)擔(dān)。在第2步驟中，相應(yīng)的ONUi計(jì)算出小于等于被通知到的請(qǐng)求量閾值Zi且能成為最 大的發(fā)送量的達(dá)到數(shù)據(jù)區(qū)分的相當(dāng)數(shù)據(jù)量，作為發(fā)送請(qǐng)求量ai;并將該發(fā)送請(qǐng)求量ai通知 給 0LT。在第3步驟中，OLT計(jì)算出與被通知到的發(fā)送請(qǐng)求量 對(duì)應(yīng)的發(fā)送許可量Cli,將該 發(fā)送許可量Cli通知給相應(yīng)的ONUi。在第4步驟中，相應(yīng)的ONUi將與發(fā)送許可量Cli對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)量的數(shù)據(jù)Fi發(fā)送給0LT。如上所述，在本發(fā)明中，在動(dòng)態(tài)地分配PON的上行頻帶時(shí)，可以使發(fā)送請(qǐng)求量與發(fā) 送許可量的不一致為最小限，并且由OLT對(duì)向各ONU的發(fā)送許可量的經(jīng)時(shí)變化進(jìn)行監(jiān)視，同 時(shí)逐次更新為適合于向目標(biāo)頻帶的收斂的請(qǐng)求量閾值，可以使時(shí)間平均分配頻帶迅速地收 斂于目標(biāo)頻帶。另外，通過調(diào)整用于計(jì)算請(qǐng)求量閾值的參數(shù)，由此可以控制收斂的方式。因此，通過采用本實(shí)施方式的頻帶分配方法以及可以執(zhí)行該頻帶分配方法的無源 光通信網(wǎng)系統(tǒng)，由此可以使時(shí)間平均分配頻帶迅速地收斂于目標(biāo)頻帶。另外，通過調(diào)整用于 計(jì)算請(qǐng)求量閾值的參數(shù)，由此可以控制收斂的方式。(第2實(shí)施方式)圖5是示出本實(shí)施方式的無源光通信網(wǎng)系統(tǒng)執(zhí)行的頻帶分配方法的一個(gè)例子的 順序圖。在本實(shí)施方式中，其特征在于，依次具有第1步驟、第2步驟、以及第3步驟，ONU根 據(jù)從過去的規(guī)定循環(huán)數(shù)的分配頻帶求出的時(shí)間平均分配頻帶，計(jì)算出請(qǐng)求量閾值Zi。以下， 對(duì)與第1實(shí)施方式不同的點(diǎn)進(jìn)行具體說明。首先，各ONUi計(jì)算并存儲(chǔ)各個(gè)時(shí)間平均分配頻帶。各ONU1 ONUn將發(fā)送待機(jī)量 Ci記載于報(bào)告幀中，并在從OLT通知到的定時(shí)通知給OLT。OLT根據(jù)各ONU1 ONUn的發(fā)送 待機(jī)量Ci,計(jì)算出目標(biāo)頻帶&。OLT將所計(jì)算出的目標(biāo)頻帶&記載于選通幀G1 Gn中來通
11知給各ONUi。在第1步驟中，各ONUi根據(jù)過去的規(guī)定循環(huán)數(shù)的向該ONUi的分配頻帶，求出時(shí)間 平均分配頻帶，根據(jù)時(shí)間平均分配頻帶與對(duì)該ONUi決定的目標(biāo)頻帶A的差分，與第1實(shí)施 方式中的計(jì)算請(qǐng)求量閾值Zi的方法同樣地，計(jì)算出該ONUi的請(qǐng)求量閾值Zi。各ONUi計(jì)算 出小于等于所計(jì)算出的請(qǐng)求量閾值Zi且能發(fā)送最大的數(shù)據(jù)量的達(dá)到數(shù)據(jù)區(qū)分的數(shù)據(jù)量，作 為發(fā)送請(qǐng)求量 ，將該發(fā)送請(qǐng)求量 記載于報(bào)告幀中來通知給0LT。此處，各ONUi優(yōu)選根據(jù)所設(shè)定的周期，將請(qǐng)求量閾值Zi更新為所計(jì)算出的值。例 如，與實(shí)施方式1同樣地，優(yōu)選根據(jù)請(qǐng)求量閾值Zi的更新周期與頻帶的收斂速度的關(guān)系來 進(jìn)行設(shè)定。在第2步驟中，OLT計(jì)算出用于許可發(fā)送與被通知到的發(fā)送請(qǐng)求量 對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù) 量的發(fā)送許可量屯，通知給相應(yīng)的ONUitl在第3步驟中，相應(yīng)的ONUi將與被通知到的發(fā)送許可量Cli對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)量的數(shù)據(jù)Fi 發(fā)送給OLT。通過采用本實(shí)施方式的頻帶分配方法以及可以執(zhí)行該頻帶分配方法的無源光通 信網(wǎng)系統(tǒng)，由此可以使時(shí)間平均分配頻帶迅速地收斂于目標(biāo)頻帶f\。另外，通過調(diào)整用于計(jì) 算請(qǐng)求量閾值Zi的參數(shù)，由此可以控制收斂的方式。進(jìn)而，ONUi自律地計(jì)算并更新請(qǐng)求量 閾值Zi，所以可以降低整體的處理負(fù)荷。
權(quán)利要求
一種頻帶分配方法，在光局端裝置與多個(gè)光加入者裝置經(jīng)由光傳送路徑連接的無源光通信網(wǎng)中，動(dòng)態(tài)地分配從上述各光加入者裝置向上述光局端裝置的通信頻帶，其特征在于，包括上述光局端裝置針對(duì)上述各光加入者裝置的每一個(gè)，根據(jù)過去的規(guī)定循環(huán)數(shù)的分配頻帶，求出時(shí)間平均分配頻帶，根據(jù)每個(gè)上述光加入者裝置的上述時(shí)間平均分配頻帶與針對(duì)每個(gè)上述光加入者裝置決定的目標(biāo)頻帶的差分，計(jì)算出每個(gè)上述光加入者裝置的請(qǐng)求量閾值，將該計(jì)算出的請(qǐng)求量閾值通知給相應(yīng)的光加入者裝置的步驟；上述相應(yīng)的光加入者裝置將小于等于被通知到的上述請(qǐng)求量閾值且能成為最大的發(fā)送量的達(dá)到數(shù)據(jù)區(qū)分的相當(dāng)數(shù)據(jù)量，作為發(fā)送請(qǐng)求量而通知給上述光局端裝置的步驟；上述光局端裝置將用于許可發(fā)送與被通知到的上述發(fā)送請(qǐng)求量對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)量的發(fā)送許可量，通知給上述相應(yīng)的光加入者裝置的步驟；以及上述相應(yīng)的光加入者裝置發(fā)送與上述發(fā)送許可量對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)量的步驟。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頻帶分配方法，其特征在于，將上述差分的比例運(yùn)算結(jié)果、上述差分的時(shí)間積分運(yùn)算結(jié)果、以及上述差分的時(shí)間微 分運(yùn)算結(jié)果之和作為PID計(jì)算量，根據(jù)該P(yáng)ID計(jì)算量，計(jì)算出閾值控制量，根據(jù)該閾值控制 量，計(jì)算出上述相應(yīng)的光加入者裝置的上述請(qǐng)求量閾值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的頻帶分配方法，其特征在于， 在上述PID計(jì)算量為負(fù)時(shí)，將上述閾值控制量設(shè)為零。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的頻帶分配方法，其特征在于， 對(duì)上述PID計(jì)算量加上預(yù)先決定的值，計(jì)算出上述閾值控制量。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的頻帶分配方法，其特征在于，在上述多個(gè)光加入者裝置中，將最小的上述PID計(jì)算量作為最小PID計(jì)算量，計(jì)算出上 述相應(yīng)的光加入者裝置的上述PID計(jì)算量與上述最小PID計(jì)算量的差分作為PID差分，計(jì) 算出上述多個(gè)光加入者裝置的上述PID差分的合計(jì)作為PID差分合計(jì)，計(jì)算出上述相應(yīng)的 光加入者裝置的上述PID差分除以上述PID差分合計(jì)而得到的值作為PID差分比例，根據(jù) 上述PID差分比例，計(jì)算出上述閾值控制量。
6.根據(jù)權(quán)利要求2 5中的任意一項(xiàng)所述的頻帶分配方法，其特征在于， 將上述請(qǐng)求量閾值作為與上述閾值控制量相同的值而計(jì)算出。
7.根據(jù)權(quán)利要求2 5中的任意一項(xiàng)所述的頻帶分配方法，其特征在于， 對(duì)上述閾值控制量加上規(guī)定的最低分配量而計(jì)算出上述請(qǐng)求量閾值。
8.一種無源光通信網(wǎng)系統(tǒng)，光局端裝置與多個(gè)光加入者裝置經(jīng)由光傳送路徑連接，動(dòng) 態(tài)地分配從上述各光加入者裝置向上述光局端裝置的通信頻帶，其特征在于，上述光局端裝置針對(duì)上述各光加入者裝置的每一個(gè)，根據(jù)過去的規(guī)定循環(huán)數(shù)的分配頻 帶，求出時(shí)間平均分配頻帶，根據(jù)每個(gè)上述光加入者裝置的上述時(shí)間平均分配頻帶與針對(duì) 每個(gè)上述光加入者裝置決定的目標(biāo)頻帶的差分，計(jì)算出每個(gè)上述光加入者裝置的請(qǐng)求量閾 值，將該計(jì)算出的請(qǐng)求量閾值通知給相應(yīng)的光加入者裝置，上述相應(yīng)的光加入者裝置將小于等于被通知到的上述請(qǐng)求量閾值且能成為最大的發(fā) 送量的達(dá)到數(shù)據(jù)區(qū)分的相當(dāng)數(shù)據(jù)量，作為發(fā)送請(qǐng)求量而通知給上述光局端裝置，上述光局端裝置將用于許可發(fā)送與被通知到的上述發(fā)送請(qǐng)求量對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)量的發(fā)送許可量，通知給上述相應(yīng)的光加入者裝置，上述相應(yīng)的光加入者裝置發(fā)送與上述發(fā)送許可量對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)量。
9.一種頻帶分配方法，在光局端裝置與多個(gè)光加入者裝置經(jīng)由光傳送路徑連接的無源 光通信網(wǎng)中，動(dòng)態(tài)地分配從上述各光加入者裝置向上述光局端裝置的通信頻帶，其特征在 于，包括上述各光加入者裝置根據(jù)過去的規(guī)定循環(huán)數(shù)的向該光加入者裝置的分配頻帶，求出 時(shí)間平均分配頻帶，根據(jù)上述時(shí)間平均分配頻帶與對(duì)該光加入者裝置決定的目標(biāo)頻帶的差 分，計(jì)算出該光加入者裝置的請(qǐng)求量閾值，將小于等于計(jì)算出的上述請(qǐng)求量閾值且能成為 最大的發(fā)送量的達(dá)到數(shù)據(jù)區(qū)分的相當(dāng)數(shù)據(jù)量，作為發(fā)送請(qǐng)求量而通知給上述光局端裝置的 步驟；上述光局端裝置將用于許可發(fā)送與被通知到的上述發(fā)送請(qǐng)求量對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)量的發(fā)送 許可量，通知給相應(yīng)的上述光加入者裝置的步驟；以及上述相應(yīng)的光加入者裝置將與上述發(fā)送許可量對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)量，發(fā)送給上述光局端裝置 的步驟。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的頻帶分配方法，其特征在于，上述光局端裝置根據(jù)與上述光局端裝置連接的所有光加入者裝置的通信狀況，計(jì)算出 每個(gè)上述光加入者裝置的目標(biāo)頻帶，并通知給上述各光加入者裝置。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的頻帶分配方法，其特征在于，將上述差分的比例運(yùn)算結(jié)果、上述差分的時(shí)間積分運(yùn)算結(jié)果、以及上述差分的時(shí)間微 分運(yùn)算結(jié)果之和作為PID計(jì)算量，根據(jù)該P(yáng)ID計(jì)算量，計(jì)算出閾值控制量，根據(jù)該閾值控制 量，計(jì)算出上述相應(yīng)的光加入者裝置的上述請(qǐng)求量閾值。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的頻帶分配方法，其特征在于， 在上述PID計(jì)算量為負(fù)時(shí)，將上述閾值控制量設(shè)為零。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的頻帶分配方法，其特征在于， 對(duì)上述PID計(jì)算量加上預(yù)先決定的值而計(jì)算出上述閾值控制量。
14.根據(jù)權(quán)利要求11 13中的任意一項(xiàng)所述的頻帶分配方法，其特征在于， 將上述請(qǐng)求量閾值作為與上述閾值控制量相同的值而計(jì)算出。
15.根據(jù)權(quán)利要求11 13中的任意一項(xiàng)所述的頻帶分配方法，其特征在于， 對(duì)上述閾值控制量加上規(guī)定的最低分配量而計(jì)算出上述請(qǐng)求量閾值。
16.一種無源光通信網(wǎng)系統(tǒng)，光局端裝置與多個(gè)光加入者裝置經(jīng)由光傳送路徑連接，動(dòng) 態(tài)地分配從上述各光加入者裝置向上述光局端裝置的通信頻帶，其特征在于，上述各光加入者裝置根據(jù)過去的規(guī)定循環(huán)數(shù)的分配頻帶，計(jì)算出時(shí)間平均分配頻帶， 并根據(jù)與針對(duì)每個(gè)上述光加入者裝置決定的目標(biāo)頻帶的差分，計(jì)算出每個(gè)上述光加入者裝 置的請(qǐng)求量閾值，上述相應(yīng)的光加入者裝置將小于等于計(jì)算出的上述請(qǐng)求量閾值且能成為最大的發(fā)送 量的達(dá)到數(shù)據(jù)區(qū)分的相當(dāng)數(shù)據(jù)量，作為發(fā)送請(qǐng)求量而通知給上述光局端裝置，上述光局端裝置將用于許可發(fā)送與被通知到的上述發(fā)送請(qǐng)求量對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)量的發(fā)送 許可量，通知給上述相應(yīng)的光加入者裝置，上述相應(yīng)的光加入者裝置發(fā)送與上述發(fā)送許可量對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)量。
17.根據(jù)權(quán)利要求1 9中的任意一項(xiàng)所述的頻帶分配方法，其特征在于， 根據(jù)所設(shè)定的周期，更新請(qǐng)求量閾值。
全文摘要
文檔編號(hào)H04L12/44GK101953119SQ200980105080
公開日2011年1月19日 申請(qǐng)日期2009年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月26日
發(fā)明者Murayama Daisuke, Miki Noriki, Oota Noriyuki 申請(qǐng)人:Nippon Telegraph & Telephone