基于NC的PON中保障QoS的ONU內(nèi)部調(diào)度方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于網(wǎng)絡(luò)編碼的無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)中保障服務(wù)質(zhì)量的光網(wǎng)絡(luò)單元內(nèi)部調(diào)度機(jī)制，從各種業(yè)務(wù)的QoS需求出發(fā)，針對(duì)NC在PON引入對(duì)網(wǎng)絡(luò)中QoS的影響，設(shè)計(jì)了一種包括OLT調(diào)度與ONU調(diào)度的QoS保障機(jī)制，可以在基于NC的PON中為保障編碼包QoS提供支持，避免了NC對(duì)內(nèi)部業(yè)務(wù)傳輸產(chǎn)生的不良影響，并有效保障各等級(jí)業(yè)務(wù)的QoS。另外，避免了SPS中高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)壟斷帶寬情況，提高了低等級(jí)業(yè)務(wù)的QoS，進(jìn)而減少了其對(duì)NC傳輸?shù)挠绊憽?br> 【專利說(shuō)明】基于NC的PON中保障QoS的ONU內(nèi)部調(diào)度方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于網(wǎng)絡(luò)編碼(Network Coding, NC)的無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)(PassiveOptical Network, PON)中的保障服務(wù)質(zhì)量(Quality of Service, QoS)的光網(wǎng)絡(luò)單元(Optical Network Unit, 0NU)內(nèi)部調(diào)度方法，包括在光線路終端(Optical Line Terminal,0LT)實(shí)現(xiàn)針對(duì)單個(gè)ONU的下行傳輸調(diào)度，和在該ONU中實(shí)現(xiàn)針對(duì)同一 ONU的上行傳輸調(diào)度。涉及到網(wǎng)絡(luò)中QoS保障問(wèn)題，針對(duì)基于NC的PON中QoS需求劃分業(yè)務(wù)的傳輸優(yōu)先級(jí)，對(duì)ONU內(nèi)部調(diào)度進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，屬于光纖接入網(wǎng)【技術(shù)領(lǐng)域】。
[0002]
【背景技術(shù)】
[0003]隨著對(duì)等(Peer-to-peer，P2P)網(wǎng)絡(luò)文件共享、視頻點(diǎn)播、高清電視和社區(qū)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)等業(yè)務(wù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)本地化趨勢(shì)已經(jīng)日趨明顯，為NC技術(shù)在PON的引入提供了條件。NC技術(shù)已經(jīng)被應(yīng)用于Ρ0Ν，即在內(nèi)部業(yè)務(wù)的傳輸過(guò)程中，結(jié)合PON中光分路器的組播特性，可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)實(shí)現(xiàn)OLT的節(jié)能，提升網(wǎng)絡(luò)傳輸性能。PON中NC的實(shí)現(xiàn)上無(wú)需硬件擴(kuò)展與開發(fā)，只需擴(kuò)展已有的傳輸協(xié)議，最大可以實(shí)現(xiàn)50%的下行吞吐量。而隨著近幾年來(lái)各種新型業(yè)務(wù)與服務(wù)的出現(xiàn)，QoS已成為PON中的重要指標(biāo)，NC技術(shù)的引入更是對(duì)QoS產(chǎn)生了新的影響。
[0004]目前，在PON中，由于下行傳輸采取廣播的方式，數(shù)據(jù)包到達(dá)OLT后直接被廣播，所以只有上行方向采取ONU內(nèi)部調(diào)度，主要采用了嚴(yán)格優(yōu)先級(jí)調(diào)度(Strict PriorityScheduler, SPS),即嚴(yán)格按照優(yōu)先級(jí)順序，先傳輸高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)，當(dāng)ONU緩存中沒有高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)時(shí)才能傳輸?shù)偷燃?jí)業(yè)務(wù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]目前還沒有專門針對(duì)NC的ONU內(nèi)部調(diào)度機(jī)制。在基于NC的PON中，現(xiàn)有ONU內(nèi)部調(diào)度主要存在以下缺點(diǎn):
1)已有的ONU內(nèi)部調(diào)度只存在于上行業(yè)務(wù)的傳輸，而缺乏下行方向的調(diào)度機(jī)制。引入NC的PON中的下行傳輸同上行傳輸相似，需要將下行業(yè)務(wù)匯聚并緩存在OLT中，因此，下行方向同樣需要針對(duì)單個(gè)ONU的內(nèi)部調(diào)度；
2)已有的調(diào)度機(jī)制將各個(gè)業(yè)務(wù)劃分為不同的服務(wù)優(yōu)先級(jí)，但是，編碼包由不同數(shù)據(jù)包編碼生成，缺少對(duì)其服務(wù)優(yōu)先級(jí)的明確定義，因此，現(xiàn)有的調(diào)度機(jī)制無(wú)法針對(duì)編碼包提供有效的QoS保障；
3)已有調(diào)度機(jī)制采用了SPS機(jī)制，在基于NC的PON中，由于高等級(jí)業(yè)務(wù)將占用低等級(jí)業(yè)務(wù)的帶寬，甚至造成了高等級(jí)業(yè)務(wù)壟斷帶寬的現(xiàn)象，低等級(jí)業(yè)務(wù)將不得不忍受較長(zhǎng)的隊(duì)列延時(shí)；如果在OLT低等級(jí)業(yè)務(wù)編碼包的延時(shí)過(guò)長(zhǎng)，將導(dǎo)致ONU過(guò)早刪除解碼包造成無(wú)法解碼，或者解碼包在ONU中大量堆積，造成ONU緩存的占用增加，影響其他業(yè)務(wù)的傳輸。
[0006]鑒于此，如何在基于NC的PON中定義編碼包的優(yōu)先級(jí)、減少編碼包的延時(shí)進(jìn)而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中業(yè)務(wù)QoS的有效保障，已成為該領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。
[0007]本發(fā)明的主要目的是在基于NC的PON中設(shè)計(jì)一種ONU內(nèi)部調(diào)度機(jī)制，其中定義編碼包的服務(wù)優(yōu)先級(jí)，同時(shí)保障上下行業(yè)務(wù)的QoS，并減少NC對(duì)于其他業(yè)務(wù)傳輸?shù)牟涣加绊憽?br> [0008]本發(fā)明采用下述的技術(shù)方案:
一種基于NC的PON中保障QoS的ONU內(nèi)部調(diào)度方法，包括在OLT實(shí)現(xiàn)針對(duì)單個(gè)ONU的下行傳輸調(diào)度，和在該ONU中實(shí)現(xiàn)針對(duì)同一 ONU的上行傳輸調(diào)度。本方法將網(wǎng)絡(luò)中的業(yè)務(wù)分為三個(gè)服務(wù)優(yōu)先等級(jí)，分別為快速轉(zhuǎn)發(fā)業(yè)務(wù)(Expedited Forwarding, EF)、有保障轉(zhuǎn)發(fā)業(yè)務(wù)(Assured Forwarding, AF)和盡力而為業(yè)務(wù)(Best Effort, BE);在 OLT 和 ONU 進(jìn)行調(diào)度之前，首先確定編碼包業(yè)務(wù)的優(yōu)先級(jí):首先，具有相同優(yōu)先級(jí)的數(shù)據(jù)包優(yōu)先編碼并保持優(yōu)先級(jí)不變；其次，EF優(yōu)先級(jí)的數(shù)據(jù)包只可以與同優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)包進(jìn)行編碼；最后，當(dāng)兩個(gè)編碼源包的優(yōu)先級(jí)分別為AF和BE時(shí)，可以進(jìn)行編碼，產(chǎn)生的編碼包的服務(wù)優(yōu)先級(jí)為AF等級(jí)。
[0009]進(jìn)一步地，在ONU中實(shí)現(xiàn)的上行傳輸調(diào)度包括:在每個(gè)ONU中根據(jù)不同的業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)，按優(yōu)先級(jí)順序?yàn)楦鱾€(gè)等級(jí)業(yè)務(wù)授權(quán)傳輸帶寬。將各個(gè)優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)按業(yè)務(wù)目的節(jié)點(diǎn)再次進(jìn)行區(qū)分，分為內(nèi)部業(yè)務(wù)與外部業(yè)務(wù)，并根據(jù)業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)與類型將業(yè)務(wù)分別緩存在6個(gè)緩存隊(duì)列。ONU通過(guò)R印ort包向OLT報(bào)告上行傳輸需要帶寬，OLT根據(jù)帶寬請(qǐng)求通過(guò)Gate包授權(quán)傳輸帶寬；0NU根據(jù)優(yōu)先級(jí)授權(quán)帶寬分配給各個(gè)等級(jí)業(yè)務(wù)，優(yōu)先將帶寬分配高等級(jí)業(yè)務(wù)，同等級(jí)業(yè)務(wù)中,優(yōu)先滿足內(nèi)部業(yè)務(wù)帶寬需求。在申請(qǐng)帶寬時(shí),額外為高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)申請(qǐng)一部分帶寬，用于傳輸ONU在上傳R印ort包后等待傳輸期間到達(dá)的高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)。為BE優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)按總傳輸需求比例提供一部分動(dòng)態(tài)保障帶寬。
[0010]進(jìn)一步地，在OLT中實(shí)現(xiàn)的下行傳輸調(diào)度包括:在OLT中建立3n+3個(gè)緩存隊(duì)列用來(lái)緩存不同類型不同目的節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)包，η為ONU數(shù)量，其中:對(duì)應(yīng)于每個(gè)0NU，OLT中都需要建立一組包括三個(gè)隊(duì)列的緩存隊(duì)列組，用來(lái)緩存到達(dá)特定ONU的三個(gè)等級(jí)待發(fā)送業(yè)務(wù)，內(nèi)部業(yè)務(wù)及外部下行業(yè)務(wù)到達(dá)后，根據(jù)其目的0NU，被緩存在相應(yīng)的隊(duì)列中；編碼源包的挑揀通過(guò)查詢對(duì)應(yīng)的隊(duì)列來(lái)實(shí)現(xiàn)，被挑揀出的可編碼數(shù)據(jù)包，將被移出其所在隊(duì)列，并將編碼后生成的編碼包放入編碼包的相應(yīng)等級(jí)的緩存隊(duì)列。首先按編碼包傳輸帶寬需求，將帶寬分配給編碼包傳輸；然后將剩下的帶寬按各個(gè)ONU帶寬需求比例分配給各個(gè)ONU的下行業(yè)務(wù)；各個(gè)緩存隊(duì)列組中業(yè)務(wù)均對(duì)應(yīng)相同的0NU，根據(jù)分配到的下行帶寬，對(duì)下行業(yè)務(wù)進(jìn)行調(diào)度，對(duì)于同一 0NU，按照優(yōu)先級(jí)順序傳輸三個(gè)緩存隊(duì)列的業(yè)務(wù)，并為低優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)設(shè)置保障帶寬。
[0011]
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1示出了不同等級(jí)包編碼后服務(wù)優(yōu)先級(jí)定義；
圖2示出了 OLT調(diào)度與ONU調(diào)度的聯(lián)合調(diào)度；
圖3為傳輸相同上行業(yè)務(wù)量時(shí)，ONU中業(yè)務(wù)傳輸情況的對(duì)比圖；以及 圖4為傳輸相同上行業(yè)務(wù)量時(shí)，OLT中業(yè)務(wù)傳輸情況的對(duì)比圖。
[0013]【具體實(shí)施方式】[0014]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0015]1.編碼包業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)定義
根據(jù)服務(wù)區(qū)分框架，本文將網(wǎng)絡(luò)中的業(yè)務(wù)分為以下三個(gè)服務(wù)優(yōu)先等級(jí)，分別為快速轉(zhuǎn)發(fā)業(yè)務(wù)(Expedited Forwarding, EF)、有保障轉(zhuǎn)發(fā)業(yè)務(wù)(Assured Forwarding, AF)和盡力而為業(yè)務(wù)(Best Effort，BE)。其中，EF業(yè)務(wù)為最高等級(jí)業(yè)務(wù)，主要包括高延時(shí)敏感度并具有恒定比特率的業(yè)務(wù)，例如:雙向視頻流/音頻流與交互式游戲等等。AF業(yè)務(wù)為中優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)，具有可變的比特率，有較大的帶寬需求，需要提供帶寬保障，例如:單向音頻流/視頻流。而BE業(yè)務(wù)則由無(wú)需延時(shí)、帶寬和幀丟失率保障的最低等級(jí)業(yè)務(wù)組成，包括文件傳輸、電子郵件和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信等業(yè)務(wù)。
[0016]在一個(gè)具有編碼功能的EPON系統(tǒng)中，包之間編碼是由兩個(gè)數(shù)據(jù)包的異或操作來(lái)實(shí)現(xiàn)的，編碼包為新生成的數(shù)據(jù)包，其編碼行為可以分為兩種情況。第一種情況，構(gòu)成編碼包的兩個(gè)編碼源包屬于同一優(yōu)先級(jí)，即同優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)編碼。這種情況下，直接定義編碼包為相同的服務(wù)優(yōu)先級(jí)，根據(jù)該等級(jí)QoS要求對(duì)編碼包進(jìn)行QoS保障。第二種情況，兩個(gè)編碼源包處于不同優(yōu)先級(jí)，在該情況下，需要保障兩個(gè)編碼源包的QoS，所以需要將編碼包的服務(wù)優(yōu)先級(jí)重新定義。為了保障較高優(yōu)先級(jí)的編碼源包的QoS，將編碼包的優(yōu)先級(jí)重新定義為與編碼過(guò)程中較高優(yōu)先級(jí)的編碼源包相同的服務(wù)優(yōu)先級(jí)，這樣一個(gè)低優(yōu)先級(jí)的數(shù)據(jù)包將會(huì)得到高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)的QoS保障，必然可以滿足其對(duì)于QoS的要求，從而可以同時(shí)保障兩個(gè)編碼源包的QoS。
[0017]當(dāng)兩個(gè)編碼源包進(jìn)行編碼過(guò)程時(shí)，需要遵循以下原則。
[0018]首先，具有相同優(yōu)先級(jí)的數(shù)據(jù)包應(yīng)該優(yōu)先編碼，保持優(yōu)先級(jí)不變；同時(shí)允許不同優(yōu)先等級(jí)業(yè)務(wù)之間的編碼。
[0019]由于網(wǎng)絡(luò)中編碼源包眾多，在較高優(yōu)先級(jí)的數(shù)據(jù)包沒有進(jìn)行編碼的時(shí)候出現(xiàn)不同優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)包編碼的情況，將會(huì)導(dǎo)致高優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)包的編碼機(jī)會(huì)被較低優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)包占用，從而影響了高優(yōu)先級(jí)編碼源包的傳輸。不同業(yè)務(wù)包之間的編碼、以及低優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)包的等級(jí)躍遷也會(huì)導(dǎo)致QoS受到影響。
[0020]同時(shí)，數(shù)據(jù)包的優(yōu)先級(jí)躍遷相對(duì)于只能同等級(jí)業(yè)務(wù)之間編碼的方式，可以使更多的業(yè)務(wù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)編碼方式傳輸，由此提高編碼效率，在同等級(jí)業(yè)務(wù)中實(shí)現(xiàn)第一次編碼包挑揀后，通過(guò)不同等級(jí)業(yè)務(wù)之間的編碼，可以實(shí)現(xiàn)第二次編碼源包挑揀。相對(duì)于只有同等級(jí)業(yè)務(wù)之間的編碼策略，實(shí)現(xiàn)不同等級(jí)業(yè)務(wù)的編碼，并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)包優(yōu)先級(jí)躍遷，可以增加總的網(wǎng)絡(luò)編碼傳輸業(yè)務(wù)量，加強(qiáng)了對(duì)NC技術(shù)的利用。
[0021]其次，EF優(yōu)先級(jí)的數(shù)據(jù)包只可以與同優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)包進(jìn)行編碼，EF等級(jí)業(yè)務(wù)具有延時(shí)敏感性，并與其他等級(jí)業(yè)務(wù)在包格式與業(yè)務(wù)流性質(zhì)方面差異較大，因此，EF等級(jí)數(shù)據(jù)包與其他等級(jí)業(yè)務(wù)進(jìn)行編碼時(shí)對(duì)EF包傳輸?shù)姆?wù)質(zhì)量影響較大，不利于EF優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)的QoS保障。所以，EF等級(jí)數(shù)據(jù)包不與其他等級(jí)數(shù)據(jù)包編碼，并且對(duì)EF等級(jí)的編碼包需要延時(shí)保障。
[0022]最后，當(dāng)兩個(gè)編碼源包的優(yōu)先級(jí)分別為AF和BE時(shí)，可以進(jìn)行編碼，此時(shí)，為了保障兩個(gè)編碼源包的QoS需求，應(yīng)將兩個(gè)編碼源包QoS需求較高的作為編碼包的QoS保障標(biāo)準(zhǔn)，所以，將產(chǎn)生的編碼包的服務(wù)優(yōu)先級(jí)定義為較高的AF等級(jí)。[0023]如圖1所示，數(shù)據(jù)包A屬于AF優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)，而數(shù)據(jù)包B屬于BE級(jí)業(yè)務(wù)，當(dāng)A、B兩個(gè)包進(jìn)行編碼過(guò)程時(shí)，生成的編碼包優(yōu)先級(jí)為AF，在傳輸過(guò)程中，需要保障其QoS滿足AF優(yōu)先級(jí)的傳輸要求。由此數(shù)據(jù)包A和數(shù)據(jù)包B的QoS都得到了有效保障，并且與只有同等級(jí)業(yè)務(wù)編碼時(shí)相比，可以有更多的業(yè)務(wù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)編碼的方式傳播，提高了編碼效率，加強(qiáng)了對(duì)NC技術(shù)的利用。
[0024]2.0NU 調(diào)度
本發(fā)明設(shè)計(jì)了兩種調(diào)度，分別是OLT調(diào)度與ONU調(diào)度，他們分別設(shè)置在OLT的下行待發(fā)送隊(duì)列與ONU的上行待發(fā)送隊(duì)列。OLT調(diào)度主要針對(duì)下行傳輸業(yè)務(wù)，ONU調(diào)度對(duì)象為上行傳輸業(yè)務(wù)，所以QoS保障機(jī)制由OLT與ONU聯(lián)合控制并實(shí)現(xiàn)。
[0025]圖2所示為兩種調(diào)度的聯(lián)合調(diào)度圖。
[0026]在ONU內(nèi)部進(jìn)行的為ONU調(diào)度，主要針對(duì)上行業(yè)務(wù)的傳輸。在每個(gè)ONU中根據(jù)不同的業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)，按優(yōu)先級(jí)順序?yàn)楦鱾€(gè)等級(jí)業(yè)務(wù)授權(quán)傳輸帶寬，可以實(shí)現(xiàn)不同等級(jí)業(yè)務(wù)的區(qū)別對(duì)待，并保障不同等級(jí)業(yè)務(wù)的QoS。在SPS基礎(chǔ)上，本發(fā)明進(jìn)行如下優(yōu)化。
[0027]將各個(gè)優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)按業(yè)務(wù)目的節(jié)點(diǎn)再次進(jìn)行區(qū)分，分為內(nèi)部業(yè)務(wù)與外部業(yè)務(wù)，內(nèi)部業(yè)務(wù)的目的節(jié)點(diǎn)為PON內(nèi)部ONU節(jié)點(diǎn)，外部業(yè)務(wù)的目的地址為PON外部。并根據(jù)業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)與類型將業(yè)務(wù)分別緩存在6個(gè)緩存隊(duì)列，分別是外部業(yè)務(wù)EF、AF和BE等級(jí)的業(yè)務(wù)以及內(nèi)部業(yè)務(wù)的三個(gè)等級(jí)業(yè)務(wù)。
[0028]ONU通過(guò)R印ort包向OLT報(bào)告上行傳輸需要帶寬，OLT根據(jù)帶寬請(qǐng)求通過(guò)Gate包授權(quán)傳輸帶寬。ONU將根據(jù)優(yōu)先級(jí)授權(quán)帶寬分配給各個(gè)等級(jí)業(yè)務(wù)，優(yōu)先將帶寬分配高等級(jí)業(yè)務(wù)，同等級(jí)業(yè)務(wù)中，通過(guò)優(yōu)先滿足內(nèi)部業(yè)務(wù)帶寬需求來(lái)減少NC傳輸對(duì)于內(nèi)部業(yè)務(wù)的影響。為了減少高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)對(duì)低優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)的帶寬的過(guò)度占用，在申請(qǐng)帶寬時(shí)，額外為高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)申請(qǐng)一部分帶寬，用于傳輸ONU在上傳R印ort包后等待傳輸期間到達(dá)的高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)。
[0029]另外，在ONU調(diào)度中，也為BE優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)按總傳輸需求比例提供一部分動(dòng)態(tài)保障帶寬。保障帶寬是為最低優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)的傳輸提供最小傳輸保障，即分配給BE等級(jí)業(yè)務(wù)的帶寬不能小于保障帶寬，以此來(lái)為最低等級(jí)業(yè)務(wù)提供最低最小的吞吐量，防止阻塞與高延時(shí)。因此，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的延時(shí)被減小了，同時(shí)也抑制了高等級(jí)業(yè)務(wù)對(duì)帶寬的壟斷。
[0030]3.0LT 調(diào)度
如圖2所示，在OLT中進(jìn)行的傳輸調(diào)度，為OLT調(diào)度。
[0031]在OLT中將為編碼包建立三個(gè)緩存隊(duì)列用來(lái)緩存待發(fā)送的編碼包，而對(duì)應(yīng)于每個(gè)ONU, OLT中都需要建立一組包括三個(gè)隊(duì)列的緩存隊(duì)列組，用來(lái)緩存到達(dá)特定ONU的三個(gè)等級(jí)待發(fā)送業(yè)務(wù)，內(nèi)部業(yè)務(wù)及外部下行業(yè)務(wù)到達(dá)后，根據(jù)其目的0NU，被緩存在相應(yīng)的隊(duì)列中。而編碼源包的挑揀通過(guò)查詢對(duì)應(yīng)的隊(duì)列來(lái)實(shí)現(xiàn)，被挑揀出的可編碼數(shù)據(jù)包，將被移出其所在隊(duì)列，并將編碼后生成的編碼包放入編碼包相應(yīng)等級(jí)的緩存隊(duì)列。所以，在OLT中需要建立3n+3個(gè)緩存隊(duì)列用來(lái)緩存不同類型不同目的節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)包，其中η為ONU數(shù)量。
[0032]以一個(gè)周期時(shí)間發(fā)射機(jī)可利用傳輸帶寬為下行帶寬總量，首先按編碼包傳輸帶寬需求，將帶寬分配給編碼包傳輸。然后將剩下的帶寬按各個(gè)ONU帶寬需求比例分配給各個(gè)ONU的下行業(yè)務(wù)。由此，可以保障編碼包在當(dāng)前周期完成下行傳輸，避免了編碼包高時(shí)延導(dǎo)致的ONU解碼包丟失或緩存占用問(wèn)題。而各個(gè)緩存隊(duì)列組中業(yè)務(wù)均對(duì)應(yīng)相同的0NU，根據(jù)分配到的下行帶寬，對(duì)下行業(yè)務(wù)進(jìn)行調(diào)度，對(duì)于同一 ONU，按照優(yōu)先級(jí)順序傳輸三個(gè)緩存隊(duì)列的業(yè)務(wù)，并為低優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)設(shè)置保障帶寬。
[0033]圖3為傳輸相同上行業(yè)務(wù)量時(shí)，ONU中傳輸情況的對(duì)比圖，圖3 Ca)示出了在ONU中采用SPS調(diào)度后的傳輸情況。由圖3 (a)可以看出，ONU中采用SPS調(diào)度時(shí)，內(nèi)部業(yè)務(wù)與外部業(yè)務(wù)沒有區(qū)分，會(huì)導(dǎo)致延時(shí)的增加，同時(shí)會(huì)造成帶寬被高等級(jí)業(yè)務(wù)壟斷，而低等級(jí)業(yè)務(wù)無(wú)法傳輸?shù)那闆r，嚴(yán)重影響了低等級(jí)業(yè)務(wù)的QoS。在圖3 (b)中，采用了本發(fā)明中的ONU調(diào)度后，內(nèi)部業(yè)務(wù)被盡可能的傳輸，由于為高等級(jí)業(yè)務(wù)預(yù)留帶寬，當(dāng)前周期可傳輸數(shù)據(jù)量增力口，并保障了一部分BE等級(jí)業(yè)務(wù)可以傳輸，有效地實(shí)現(xiàn)了低等級(jí)業(yè)務(wù)的最小帶寬保障并減少了對(duì)域內(nèi)業(yè)務(wù)的影響，實(shí)現(xiàn)了各個(gè)等級(jí)業(yè)務(wù)的QoS保障。
[0034]圖4為傳輸相同下行業(yè)務(wù)量時(shí)，OLT中傳輸情況的對(duì)比圖，由圖4 (a)，可以看出在下行方向采用SPS時(shí)，一部分低優(yōu)先級(jí)編碼包將會(huì)被推遲傳輸，將導(dǎo)致低等級(jí)業(yè)務(wù)編碼包解碼失敗。同時(shí)，也會(huì)出現(xiàn)高等級(jí)業(yè)務(wù)壟斷帶寬問(wèn)題，對(duì)低優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)的QoS造成了嚴(yán)重的影響。而在圖4 (b)中，采用本發(fā)明提出的OLT調(diào)度，編碼包在當(dāng)前周期就全部被傳輸，保障了編碼包的正常解碼，并為低優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)提供了最小帶寬保障，有效實(shí)現(xiàn)了各等級(jí)業(yè)務(wù)的QoS保障。
[0035]在基于NC的PON中，考慮各個(gè)等級(jí)業(yè)務(wù)QoS需求，以及NC傳輸需求，將編碼包傳輸優(yōu)先級(jí)定義為與編碼源包中較高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)相同優(yōu)先級(jí)，并提供QoS保障，并利用上行高優(yōu)先業(yè)務(wù)帶寬預(yù)留、低優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)最小傳輸帶寬保障、內(nèi)部業(yè)務(wù)與編碼包優(yōu)先發(fā)送等方法，有效保障網(wǎng)絡(luò)中各等級(jí)業(yè)務(wù)的QoS。
[0036]本發(fā)明針對(duì)基于NC的PON中QoS保障問(wèn)題，對(duì)編碼包優(yōu)先級(jí)進(jìn)行了定義，并對(duì)上下行業(yè)務(wù)的傳輸進(jìn)行調(diào)度，對(duì)各等級(jí)業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)QoS保障，具有以下優(yōu)點(diǎn):1、定義了編碼包服務(wù)優(yōu)先級(jí)，為保障編碼包QoS提供了支持。2、避免了 NC對(duì)內(nèi)部業(yè)務(wù)傳輸產(chǎn)生的不良影響，可以有效保障各等級(jí)業(yè)務(wù)的QoS。3、避免了 SPS中高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)壟斷帶寬情況，提高了低等級(jí)業(yè)務(wù)的QoS，進(jìn)而減少了其對(duì)NC傳輸?shù)挠绊憽?br> [0037]本發(fā)明適用于基于NC的任何PON架構(gòu)，需米用傳輸優(yōu)先級(jí)定義各種業(yè)務(wù)的QoS需求。
[0038]以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于NC的PON中保障QoS的ONU內(nèi)部調(diào)度方法，包括在OLT實(shí)現(xiàn)針對(duì)單個(gè)ONU的下行傳輸調(diào)度，和在該ONU中實(shí)現(xiàn)針對(duì)同一 ONU的上行傳輸調(diào)度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，在OLT和ONU進(jìn)行調(diào)度之前，首先確定編碼包業(yè)務(wù)的優(yōu)先級(jí)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，將網(wǎng)絡(luò)中的業(yè)務(wù)分為三個(gè)服務(wù)優(yōu)先等級(jí)，分別為快速轉(zhuǎn)發(fā)業(yè)務(wù)(Expedited Forwarding, EF)、有保障轉(zhuǎn)發(fā)業(yè)務(wù)(Assured Forwarding, AF)和盡力而為業(yè)務(wù)(Best Effort, BE),所述編碼包業(yè)務(wù)的優(yōu)先級(jí)這樣確定: 首先，具有相同優(yōu)先級(jí)的數(shù)據(jù)包優(yōu)先編碼并保持優(yōu)先級(jí)不變； 其次，EF優(yōu)先級(jí)的數(shù)據(jù)包只可以與同優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)包進(jìn)行編碼， 最后，當(dāng)兩個(gè)編碼源包的優(yōu)先級(jí)分別為AF和BE時(shí)，可以進(jìn)行編碼，產(chǎn)生的編碼包的服務(wù)優(yōu)先級(jí)為AF等級(jí)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，在ONU中實(shí)現(xiàn)的上行傳輸調(diào)度包括:在每個(gè)ONU中根據(jù)不同的業(yè)務(wù) 優(yōu)先級(jí),按優(yōu)先級(jí)順序?yàn)楦鱾€(gè)等級(jí)業(yè)務(wù)授權(quán)傳輸帶寬。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，將各個(gè)優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)按業(yè)務(wù)目的節(jié)點(diǎn)再次進(jìn)行區(qū)分，分為內(nèi)部業(yè)務(wù)與外部業(yè)務(wù)，并根據(jù)業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)與類型將業(yè)務(wù)分別緩存在6個(gè)緩存隊(duì)列。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，ONU通過(guò)R印ort包向OLT報(bào)告上行傳輸需要帶寬，OLT根據(jù)帶寬請(qǐng)求通過(guò)Gate包授權(quán)傳輸帶寬；0NU根據(jù)優(yōu)先級(jí)授權(quán)帶寬分配給各個(gè)等級(jí)業(yè)務(wù)，優(yōu)先將帶寬分配高等級(jí)業(yè)務(wù)，同等級(jí)業(yè)務(wù)中，優(yōu)先滿足內(nèi)部業(yè)務(wù)帶寬需求。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，在申請(qǐng)帶寬時(shí)，額外為高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)申請(qǐng)一部分帶寬，用于傳輸ONU在上傳R印ort包后等待傳輸期間到達(dá)的高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，為BE優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)按總傳輸需求比例提供一部分動(dòng)態(tài)保障帶覽。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，在OLT中實(shí)現(xiàn)的下行傳輸調(diào)度包括:在OLT中建立3n+3個(gè)緩存隊(duì)列用來(lái)緩存不同類型不同目的節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)包，η為ONU數(shù)量，其中: 對(duì)應(yīng)于每個(gè)0NU，OLT中都需要建立一組包括三個(gè)隊(duì)列的緩存隊(duì)列組，用來(lái)緩存到達(dá)特定ONU的三個(gè)等級(jí)待發(fā)送業(yè)務(wù)，內(nèi)部業(yè)務(wù)及外部下行業(yè)務(wù)到達(dá)后，根據(jù)其目的0NU，被緩存在相應(yīng)的隊(duì)列中； 編碼源包的挑揀通過(guò)查詢對(duì)應(yīng)的隊(duì)列來(lái)實(shí)現(xiàn)，被挑揀出的可編碼數(shù)據(jù)包，將被移出其所在隊(duì)列，并將編碼后生成的編碼包放入編碼包相應(yīng)等級(jí)的緩存隊(duì)列。
10.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，首先按編碼包傳輸帶寬需求，將帶寬分配給編碼包傳輸；然后將剩下的帶寬按各個(gè)ONU帶寬需求比例分配給各個(gè)ONU的下行業(yè)務(wù)；各個(gè)緩存隊(duì)列組中業(yè)務(wù)均對(duì)應(yīng)相同的0NU，根據(jù)分配到的下行帶寬，對(duì)下行業(yè)務(wù)進(jìn)行調(diào)度，對(duì)于同一0NU,按照優(yōu)先級(jí)順序傳輸三個(gè)緩存隊(duì)列的業(yè)務(wù)，并為低優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)設(shè)置保障帶寬。
【文檔編號(hào)】H04Q11/00GK104022966SQ201410283055
【公開日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2014年6月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月24日
【發(fā)明者】劉心, 白巍, 李文竹, 任丹萍, 趙繼軍 申請(qǐng)人:河北工程大學(xué)