专利名称：基于带宽借贷的以太网无源光网络动态带宽分配方法
技术领域：
本发明涉及光通信领域，尤其涉及一种基于带宽借货的以太网无源光网 络动态带宽分配方法。
背景技术：
无源光网络技术一直被认为是宽带光接入网中最具应用前景的技术，它 打破了传统的点到点光纤接入解决方法，为网络用户提供了一种经济的、面向未来的、多业务宽带接入方案。PON作为宽带接入网技术的发展方向，深 得通信行业专家和广大运营商的认可。自从20世纪80年代被标准化并投入 使用至今为止，无源光网络技术已经历经几个发展阶段，国际电信标准化组 织和设备制造商开发了多种协议和技术，以便使PON解决方案能更好的满足 接入网市场要求，形成了 APON/BPON、 EPON、 GPON等一系列标准规范。 其中，EPON技术由于既具有以太网的广泛使用和低成本优势，又具有无源光 网络的简便易维护、高带宽优势，因此和其他类型的PON技术相比具有更好 的性价比，而得到越来越多的关注和应用。图1是一个典型的EPON以太网无源光网络接入网络，它由局端设备光 线路终端(OLT) 101、光分支器无源光分路器(POS) 102、以及远端设备光网络单元(ONU) 103-n(n=l, 2， 3, 4......)、终端用户104-n(n=l, 2, 3,4......)和若千光纤组成，构成一个点到多点的树型拓朴结构，实现一个局端设备(OLT)通过一根光纤与多个远端设备(ONU)进行双向高速通信。其 下行通信为连续方式，OLT发送的以太网数据帧中带有各个ONU的逻辑链路 标识(Logic Link Identifier, LLID ),通过ODN网络广播发送给每个ONU， 在ONU设备中根据LLID来选择性接收其中发给自己的数据帧，而丟弃不属于自己的数据帧；上行通信为突发方式，各个ONU采用时分复用访问(Time Division Multiple Access, TDMA)方式进行传输，每个ONU在由OLT统一 调度分配的时隙中发送数据帧，从而避免了各个ONU之间的数据碰撞。例如， 在图1中下行方向，ONU103-1接收到具有LLID二1、 2、 3标识的数据帧，但 只将LLID=1的数据帧发送给终端用户104-1;反之在上行方向，ONU103-1 根据OLT101的调度，安排在某个时隙内发送其LLID=1的数据帧，而 ONU103-2和ONU103-3的数据帧只能等待其传送完毕后再进行发送。OLT通过对ONU的上行传输时隙的控制，实现了 EPON网络上行的有 效传输，这种机制称为带宽分配方法。在EPON系统的上行带宽分配过程中， 为有效利用系统带宽，往往采取动态带宽分配(Dynamic Bandwidth Allocation, DBA)进行时隙的动态调整和分配，以提高带宽的利用效率。在动态带宽分 配过程中，各个ONU将其需要上行传输的数据量等状态信息上报给OLT, OLT根据这些状态信息进行DBA计算，安排每个ONU的具体传输时间和传 输时长，然后给每个ONU发送下行授权信息。每个ONU根据收到的授权信在实际应用过程中，每个ONU在向OLT注册时会报告其购买带宽(即 保证带宽)，但由于动态带宽分配的关系，每个周期中ONU实际请求得到的 带宽有可能会大于其购买带宽。因此在实际网络中，若某个ONU总是请求超 过其实际购买的带宽，将可能导致其他ONU无法保证其购买带宽，带来公平 性问题。发明内容为了解决现有技术中存在的ONU会请求超过其实际购买的带宽导致 其他ONU无法保证其购买带宽的问题，本发明提供了一种基于带宽借货 的以太网无源光网络动态带宽分配方法，从而实现带宽的相互借货，保证 ONU都能公平的得到购买带宽。为了实现上述目的，本发明提供了 一种基于带宽借货的以太网无源光网络带宽分配方法，该方法包括OLT接收ONU上报的带宽分配请求，当确定所述ONU的负载是轻 载且历史借货量大于零时，执行第一带宽分配；当确定所述ONU的负载 是重载时，执行第二带宽分配。进一步地，所述ONU的负载是轻载是根据所述ONU上报的带宽分配 请求和所述ONU购买的带宽进行比较结果为小于等于来确定的。进一步地，所述ONU的负载是重载是根据所述ONU上报的带宽分配 请求和所述ONU购买的带宽进行比较结果为大于来确定的。进一步地，所述执行第一带宽分配为所述OLT向所述ONU发送带宽 授权。进一步地，所述执行第二带宽分配为所述OLT将轻载的ONU的可借带宽借货给重载的所述ONU，并分别 统计和更新各个ONU的可借带宽和历史借货量。进一步地，在统计和更新各个ONU的可借带宽和历史借货量之后还 包括确定还存在重载ONU,并且所述ONU的历史借货量大于零时，所述 OLT将安排负债的所述ONU将偿还带宽；所述OLT顺序给每一个所述ONU下发带宽授权。进一步地，所述OLT给安排偿还带宽的负债的所述ONU下发的带宽 授权为保障带宽大小的带宽。因此，通过轻载ONU将带宽借货给重载ONU或者通过重载ONU将 收回借货出的带宽来满足每一个ONU的带宽授权，从而实现每一个ONU 公平接收带宽授权。
图1是基本EPON网络拓朴图；图2是本发明基于带宽借货的以太网无源光网络带宽分配方法的流程图。
具体实施方式
下面通过附图和实施例，对本发明实施例的技术方案做进 一 步的详细 描述。本发明提供了一种以太网无源光网络中使用的上行动态带宽分配方 法，基于带宽借货的公平性动态带宽分配方法。OLT根据各ONU上报的 带宽分配请求，将ONU分成轻载ONU,其中轻载为实际请求带宽小于等 于其购买带宽和重载ONU，其中重载为实际请求带宽大于其购买带宽两 类。在每个轮询周期(Cycle Time)内，OLT将轻载ONU的多余带宽"借 货"给同一周期内的重载ONU。 OLT对各个ONU的借货情况进行记录， 并统计各个ONU的历史借货量，即该ONU货出带宽减去借入带宽的差值， 将借货量为正的ONU记为债权ONU，借货量为负的ONU记为负债ONU， 借货量为零的ONU记为正常ONU。若在某一个轮询周期内，轻载ONU 的多余带宽不足以满足重载ONU的带宽需求，则OLT将安排负债ONU 偿还带宽给债权ONU，以保证债权ONU的带宽请求。当负债ONU的借 货量变为零时，该ONU成为正常ONU。下面将详细介绍以太网无源光网络带宽分配方法的详细流程，如图2 所示，为本发明基于带宽借货的以太网无源光网络带宽分配方法的流程图。 如图所示，该方法包括步骤201, OLT接收ONU上才艮的带宽分配请求W';步骤202,确定所述ONU的负载情况，当确定所述ONU的负载是轻 载即可借带宽《"、=5'—化=5二.、、》0，且历史借货量丄'大于零时，执行步骤 203第一带宽分配；当确定所述ONU的负载是重载《"、<0时，执行步骤 204第二带宽分配；步骤203,所述OLT向所述ONU发送带宽授权G';i ';其中，还包 括当带宽分配请求W、《一时，其中8一为ONU保障带宽，满足《一<6';执行步骤203;步骤204,所述OLT将轻载5,、>0的ONU的可借带宽借货给重载 5，、 < 0的所述ONU,并分别统计和更新各个ONU的可借带宽《'、、和历史 借货量Z';步骤205,确定还存在重载《，、、0ONU，并且所述ONU的历史借货 量丄'大于零时，即该ONU为债权ONU,所述OLT将安排负债丄、0的所述 ONU将偿还带宽；步骤206,根据上述两个步骤可计算出所有ONU的带宽授权G'，然后 按照序号i从小到大逐一给每个ONU下发带宽授权G'。其中注意，被安排 偿还带宽的负债ONU的带宽授权G' = 5—。本发明为EPON网络提供一种动态带宽分配方法，基于带宽借货的以 太网无源光网络动态带宽分配方法。该EPON网络包括一个局端设备OLT (光线路终端)和经由ODN (光分配网络)连接到OLT的多个ONU (光 网络单元)，OLT和ONU之间的最大距离为20Km。本发明的方法用来 控制OLT根据ONU的购买带宽和实际请求带宽给每个ONU进行带宽分 配，实现有效的上行数据传输。因此，本发明提供一种基于带宽借货的以太网无源光网络动态带宽分 配方法，该方法能够有效解决上述提到的带宽分配公平性问题，是一种实 用性很强的动态带宽分配算法。最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明实施例的4支术方案 而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明实施例进行了详细说明，本领域 的普通技术人员应当理解，可以对本发明实施例的技术方案进行修改或者 等同替换，而不脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。
权利要求
1、一种基于带宽借贷的以太网无源光网络带宽分配方法，其特征在于包括OLT接收ONU上报的带宽分配请求，根据ONU的负载情况进行带宽分配。
2、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述根据ONU的负载情况 进行带宽分配具体为当确定所述ONU的负载是轻载且历史借货量大于零时， 执行第一带宽分配；当确定所述ONU的负载是重载时，执行第二带宽分配。
3、 根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述ONU的负载是轻载是 根据所述ONU上报的带宽分配请求和所述ONU购买的带宽进行比较结果为小于等于来确定的。
4、 根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述ONU的负载是重载是 根据所述ONU上报的带宽分配请求和所述ONU购买的带宽进行比较结果为 大于来确定的。
5、 根据权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于所述执行第一带宽 分配为所述OLT向所述ONU发送带宽授权。
6、 根据权利要求1或2或4所述的方法，其特征在于所述执行第二带宽 分配为所述OLT将轻载的ONU的可借带宽借货给重载的所述ONU,并分别统 计和更新各个ONU的可借带宽和历史借货量。
7、 根据权利要求6所述的方法，其特征在于在统计和更新各个ONU的 可借带宽和历史借货量之后还包括确定还存在重载ONU,并且所述ONU的历史借货量大于零时，所述OLT 将安排负债的所述ONU将偿还带宽；所述OLT顺序给每一个所述ONU下发带宽授权。
8、 根据权利要求7所述的方法，其特征在于所述OLT给安排偿还带宽 的负债的所述ONU下发的带宽授权为保障带宽大小的带宽。9、根据权利要求8所述的方法，其特征在于所述历史借货量为所述ONU 的货出带宽减去借入带宽的差值。
全文摘要
本发明提供了一种基于带宽借贷的以太网无源光网络带宽分配方法，包括OLT接收ONU上报的带宽分配请求，根据ONU的负载情况进行带宽分配。因此，通过轻载ONU将带宽借贷给重载ONU或者通过重载ONU将收回借贷出的带宽来满足每一个ONU的带宽授权，从而实现每一个ONU公平接收带宽授权。
文档编号H04L12/56GK101217459SQ200710169028
公开日2008年7月9日 申请日期2007年12月27日 优先权日2007年12月27日
发明者炜 何, 海 刘, 刘德明, 成 曾, 谭哲元, 晶 黄 申请人:华中科技大学