專利名稱：一種改進的epon動態(tài)帶寬分配方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光接入網(wǎng)領(lǐng) 域，特別涉及以太光接入網(wǎng)(EPON)網(wǎng)絡(luò)中利用新型DBA算法解決帶寬分配問題。
背景技術(shù)：
EPON系統(tǒng)的推出時間早,技術(shù)成熟，相應(yīng)的設(shè)備、芯片、產(chǎn)業(yè)鏈健全，是目前主要光接入網(wǎng)技術(shù)之一，已經(jīng)在日本、韓國等亞洲國家大規(guī)模使用，在我國也漸入佳境。EPON上下行帶寬均為lGbps，下行采用廣播方式接入，上行采用TDMA方式接入。EPON系統(tǒng)一般是由光線路終端(0LT)、光分路器(POS)和光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)組成。OLT是EPON系統(tǒng)的核心，主要的分配算法在它里面實現(xiàn)，負責(zé)給各個用戶分配帶寬。POS相當于交換機的功能，主要實現(xiàn)上下行消息的互通交換；0NU主要用來緩沖存儲用戶的帶寬請求。由于EPON的上行帶寬有限，一直以來，上行帶寬分配算法的研究就一直是EPON系統(tǒng)的核心問題。目前主要的DBA算法主要是基于兩大類一種是基于IPACT算法，一種是基于CPFCT算法。IPACT算法主要是基于REPORT/GATE交互機制，OLT每收到一個ONU的帶寬請求REPORT，就馬上分配一個GATE，相鄰ONU之間只相差個保護時隙，這樣可以充分利用上行帶寬。但是它的輪詢周期不固定，隨負載的變化而變化，輕負載情況下，會存在大量的REPORT/GATE幀，造成帶寬浪費。另外，輪詢周期不固定，還會導(dǎo)致時延及時延抖動不穩(wěn)定，對于像EF業(yè)務(wù)這樣的敏感業(yè)務(wù)是不可容忍的。CPFCT算法也是基于REPORT/GATE交互機制，與IPACT不同的是，OLT并不是沒收到一個ONU的帶寬請求REPORT，就馬上分配一個GATE，而是等到收集到所有ONU的REPORT幀，在統(tǒng)一分配帶寬。CPFCT算法有固定的輪詢周期，遲延和抖動都比較恒定，成為了動態(tài)帶寬分配算法的首選，但由于DBA需要時間，存在一定的周期損耗。因此，研究一種更理想的CPFCT動態(tài)帶寬算法，使得新的CPFCT算法的周期損耗更小，仍然是一個值得研究的熱點問題。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述對目前CPFCT動態(tài)算法優(yōu)缺點的分析，本發(fā)明的目的是提供一種改進的EPON動態(tài)帶寬分配方法，用于光接入網(wǎng)的帶寬分配。本發(fā)明所述的改進的EPON動態(tài)帶寬分配方法，其特征為(I) EPON系統(tǒng)中最后一個0NU，先發(fā)送請求，后發(fā)送數(shù)據(jù)；(2)數(shù)據(jù)源預(yù)測模型；(3)帶寬二次分配。其中(I) EPON系統(tǒng)中最后一個0NU，先發(fā)送請求，后發(fā)送數(shù)據(jù)；是用于提前收集到所有請求，再利用傳遞數(shù)據(jù)的時間，來抵消一部分數(shù)據(jù)處理時間，這樣周期損耗必然減少，帶寬利用率自然提高。(2)數(shù)據(jù)源預(yù)測模型，是一種線性預(yù)測模型，用于對數(shù)據(jù)源進行預(yù)測；在ONU向OLT發(fā)送完請求到ONU收到OLT發(fā)送的授權(quán)這段時間，ONU還在收到用戶的請求，原來的授權(quán)請求機制中，這部分的請求要等到下個周期才能處理，這樣這部分的請求的時延就會很大，但引入了數(shù)據(jù)源預(yù)測模型后，這部分的請求可部分在本周期發(fā)送，時延自然減少了。(3)帶寬二次分配，用于對一次分配的碎片進行再次分配；傳統(tǒng)的動態(tài)分配方法中，對收到的請求只進行一次分配，這樣輕負載ONU 的帶寬剩余，而重負載ONU的帶寬不足，造成了帶寬的浪費，如何利用輕負載ONU的剩余帶寬，來彌補重負載ONU的帶寬不足，是二次分配引入的切入點。以上所述的改進的EPON動態(tài)帶寬分配方法，其特征在于(I)現(xiàn)有總帶寬為B=曼土:_土!.其中
權(quán)利要求
1.一種改進的EPON動態(tài)帶寬分配方法，其特征為 (1)EPON系統(tǒng)中最后一個0NU，先發(fā)送請求，后發(fā)送數(shù)據(jù)； (2)數(shù)據(jù)源預(yù)測模型； (3)帶寬二次分配。
2.如權(quán)利要求I所述的改進的EPON動態(tài)帶寬分配方法，其特征在于所述EPON系統(tǒng)中最后一個0NU，先發(fā)送請求，后發(fā)送數(shù)據(jù)；用于提前收集到所有請求，再利用傳遞數(shù)據(jù)的時間，來抵消一部分數(shù)據(jù)處理時間，減少周期損耗，提高帶寬利用率。
3.如權(quán)利要求I所述的改進的EPON動態(tài)帶寬分配方法，其特征在于所述數(shù)據(jù)源預(yù)測模型，是一種線性預(yù)測模型，用于對數(shù)據(jù)源進行預(yù)測；在ONU向OLT發(fā)送完請求到ONU收到OLT發(fā)送的授權(quán)這段時間，ONU還在收到用戶的請求，這部分的請求部分在本周期發(fā)送，減少時延。
4.如權(quán)利要求I所述的改進的EPON動態(tài)帶寬分配方法，其特征在于所述帶寬二次分配，用于對一次分配的碎片進行再次分配；利用輕負載ONU的剩余帶寬，來彌補重負載ONU的帶寬不足。
5.如權(quán)利要求I至4所述的改進的EPON動態(tài)帶寬分配方法，其特征在于 (1)現(xiàn)有總帶寬為B=;其中為輪詢周期，T 為保護時隙，
6.如權(quán)利要求5所述的改進的EPON動態(tài)帶寬分配方法，其特征在于所述的第i個ONU的三種業(yè)務(wù)(EF、AF、BE)被分配的帶寬Gf、Gf、Gf ;EF業(yè)務(wù)被分配的帶寬為Gf qSf = (1+石);其中g(shù)F表不EF業(yè)務(wù)請求帶寬，3為在等待分配的過程中產(chǎn)生的請求系數(shù),TWif為EF業(yè)務(wù)從發(fā)送請求到OLT發(fā)送授權(quán)之前的時間； 第i個ONU除去EF業(yè)務(wù)剩余帶寬為5; = Bi-Gfr ；輕負載情況下，即(Pf ) (1+ 3 X 5 AF業(yè)務(wù)被分配的帶寬為G嚴=(1+ 3 )* Bf ;其中^■為AF業(yè)務(wù)的請求帶寬； BE業(yè)務(wù)被分配的帶寬為Qs =(1+3 )* Rf ;其中式為BE業(yè)務(wù)的請求帶寬； 分配三種業(yè)務(wù)后剩余的帶寬為茗=K- Gf ； 重負載情況下，即(d迎B\ AF業(yè)務(wù)第一次被分配的帶寬為qf =MIN{(1+ g ^ ); BE業(yè)務(wù)第一次被分配的帶寬為=MIN [0, 5 - Gf } AF業(yè)務(wù)未被分配的帶寬為Rfr = Rfp Gf BE業(yè)務(wù)未被分批的帶寬為Rf￡' = Rfs - Gfs。
7.如權(quán)利要求I至6所述的改進的EPON動態(tài)帶寬分配方法，其特征在于 (1)輕負載0NU，S卩(Rf) (1+ a X 5的0NU，其EF業(yè)務(wù)被分配的帶寬為Gf=Pf (1+ d );其AF業(yè)務(wù)被分配的帶寬為Gf =(1+9 )* ;其BE業(yè)務(wù)被分配的帶寬為Gf =(1+9； (2)重負載0NU，S卩(Rf+R^s ) (1+ I )>乓的0NU，其EF業(yè)務(wù)被分配的帶寬為Gf=RT (1+ I );其AF業(yè)務(wù)被分配的帶寬為Gf =Gf +Gf ;其BE業(yè)務(wù)被分配的帶寬為Cf = Gf + 。全文摘要
本發(fā)明提供了一種利用改進的DBA算法解決EPON系統(tǒng)中帶寬分配問題，其特征是第一方面，每個周期內(nèi)的最后一個帶寬請求和數(shù)據(jù)幀，先發(fā)送帶寬請求，這樣就可以利用傳送數(shù)據(jù)的時間來進行帶寬分配，使得周期損耗減小。第二方面，引入線性預(yù)測系數(shù)，用以彌補等待授權(quán)時間內(nèi)收到的數(shù)據(jù)請求。最后，對帶寬進行二次分配，充分利用一次分配的帶寬碎片。從上述的三種方法著手，可以大大減少周期損耗，提高帶寬利用率，減少業(yè)務(wù)時延。
文檔編號H04Q11/00GK102629916SQ20121013830
公開日2012年8月8日 申請日期2012年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月7日
發(fā)明者吳斌, 張振榮 申請人:廣西大學(xué)