自动优化PON系统确定性时延的方法、OLT设备和ONU设备与流程

本发明属于无源光纤网络，更具体地，涉及一种自动优化pon系统确定性时延的方法、olt设备和onu设备。

背景技术：

1、确定性时延pon系统实现方法：olt固定周期分配时隙，onu在固定时隙发送缓存中的数据，由于每个onu的上行发送时隙固定，数据从onu到olt的时延也是确定的。

2、确定性时延pon系统的上行业务时延由以下几部分组成：上行数据从onu下挂设备传输到onu的时间t0，上行数据在onu内部的等待时间t1，上行数据从onu传输到olt的时间t2。其中t0和t2取决于物理传输介质长度，t1取决于数据在onu缓存中的等待时间。

技术实现思路

1、要解决的技术问题：

2、虽然确定性时延pon系统的时延是确定的，但是每个onu的发送时隙和数据到达onu的时间点之间无必然的联系，错过当前时隙的数据就需要存储在onu缓存中，等待下一个时隙。如果时隙间隔较大，就会导致数据在onu缓存中等待时间过长，系统时延过大。

3、本发明通过onu上报数据在缓存中的等待时间给olt，olt根据onu上报的时延调整onu时隙位置，减小上行业务在onu缓存的等待时间，从而减小上行延时。

4、为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种自动优化pon系统确定性时延的方法，包括：

5、olt接收onu上报的数据在缓存中的时延信息；

6、olt根据onu上报的时延信息调整onu时隙位置；

7、其中，所述onu上报的数据在缓存中的时延信息具体为：onu在一个或多个时隙周期内数据在缓存中的平均等待时间。

8、本发明的一个实施例中，所述olt接收onu上报的数据在缓存中的时延信息，具体为：olt接收onu发送的上行数据帧，其中所述上行数据帧中填充有自定义的ploam消息，所述自定义的ploam消息是由所述onu将计算得到的时延信息封装得到的；其中，所述自定义的ploam消息，具体包括：onu编号、消息类型编码、消息序列号和onu数据时延信息。

9、本发明的一个实施例中，所述onu上报的数据在缓存中的时延信息的计算方法为：

10、设onu在两个发送时隙之间，缓存中累积了m个数据包，第i个数据包进入缓存的时间记为tin_i，一个时隙内缓存中数据的平均到达时间记为tave，onu每个时隙的数据开始发送的时间记为tout，当前时隙内的数据平均时延记为tdly，上一个时隙内的数据平均时延记为tdly_last，onu上报的时延信息记为trpt；

11、步骤a0：初始化，tdly_last＝0，tdly＝0，tave＝0，trpt＝0；

12、步骤a1：每写入缓存一个包，更新平均到达时间tave，第1个数据包写入onu缓存时tave＝tin_0，后续第i个数据包写入onu缓存时tave＝(tave+tin_i)/2；

13、步骤a2：每个onu发送时隙到达时，将要发送数据时判断当前能否上报时延信息，如果能报告则执行步骤a3，如果不能报告则执行步骤a4；

14、步骤a3：tdly＝tout-tave，trpt＝(tdly+tdly_last)/2，tdly_last＝0，tave＝0；

15、步骤a4：tdly＝tout-tave，trpt＝(tdly+tdly_last)/2，tdly_last＝tdly，tave＝0；

16、步骤a5：返回步骤a1。

17、本发明的一个实施例中，所述olt根据onu上报的时延信息调整onu时隙位置，具体包括：olt解析onu的上行数据帧得到时延信息，olt根据时延信息调整onu bwmap的starttime值，使得每个onu的发送时隙尽可能靠近数据到达时间点从而使得时延最小化。

18、本发明的一个实施例中，所述olt根据时延信息调整onu bwmap的starttime值，具体包括：

19、设确定性时延pon系统中有n个onu，第k个onu上报的时延为trpt_k，onu当前starttime为stk，onu时隙结束时间为endk，onu预调整的starttime为stadj_k，onu调整后下发的starttime为stdn_k；

20、步骤b0：以t为pon系统的下发周期，初始化时，一个周期内随机将m个onu的时隙均匀分布；

21、步骤b1：以一个或者多个下发周期为单位收集所有onu的时延，计算每个onu预调整的starttime stadj_k＝stk-trpt_k；

22、步骤b2：将onu序号按照stadj从小到大排序，根据排序后的onu顺序，对onu的时隙进行重新排列；

23、步骤b3：第一个时隙最终下发的starttime即最小的stadj；

24、步骤b4：从第二个时隙开始，依次判断当前时隙的stadj_k和前一个时隙结束时间的大小，如果当前时隙的stadj_k大于前一个时隙的结束时间endk-1，则执行步骤b5；如果当前时隙的stadj_k小于等于前一个时隙的结束时间endk-1，则执行步骤b6；

25、步骤b5：当前时隙下发的starttime直接等于当前时隙的stadj，即stdn_k＝stadj_k；

26、步骤6：当前时隙下发的starttime等于前一个时隙的结束时间加上一个预设的保护时间guardtime，即stdn_k＝endk+guardtime；

27、步骤b7：判断当前是否是排序后的最后一个onu，如果是则执行步骤b7，否则执行步骤b4；

28、步骤b8：时延优化结束。

29、按照本发明的另一方面，还提供了一种自动优化pon系统确定性时延的olt设备，包括至少一个处理器和存储器，所述至少一个处理器和存储器之间通过数据总线连接，所述存储器存储能被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令在被所述处理器执行后，用于完成权利要求1-5中任一项所述的自动优化pon系统确定性时延的方法。

30、按照本发明的另一方面，还提供了一种自动优化pon系统确定性时延的方法，包括：onu向olt上报数据在缓存中的时延信息，以使olt根据onu上报的时延信息调整onu时隙位置；其中，所述onu上报的数据在缓存中的时延信息，具体为：onu在一个或多个时隙周期内数据在缓存中的平均等待时间。

31、本发明的一个实施例中，所述onu上报的数据在缓存中的时延信息的计算方法为：

32、设onu在两个发送时隙之间，缓存中累积了m个数据包，第i个数据包进入缓存的时间记为tin_i，一个时隙内缓存中数据的平均到达时间记为tave，onu每个时隙的数据开始发送的时间记为tout，当前时隙内的数据平均时延记为tdly，上一个时隙内的数据平均时延记为tdly_last，onu上报的时延信息记为trpt；

33、步骤a0：初始化，tdly_last＝0，tdly＝0，tave＝0，trpt＝0；

34、步骤a1：每写入缓存一个包，更新平均到达时间tave，第1个数据包写入onu缓存时tave＝tin_0，后续第i个数据包写入onu缓存时tave＝(tave+tin_i)/2；

35、步骤a2：每个onu发送时隙到达时，将要发送数据时判断当前能否上报时延信息，如果能报告则执行步骤a3，如果不能报告则执行步骤a4；

36、步骤a3：tdly＝tout-tave，trpt＝(tdly+tdly_last)/2，tdly_last＝0，tave＝0；

37、步骤a4：tdly＝tout-tave，trpt＝(tdly+tdly_last)/2，tdly_last＝tdly，tave＝0；

38、步骤a5：返回步骤a1。

39、本发明的一个实施例中，所述onu向olt上报数据在缓存中的时延信息，具体为：onu将计算得到的时延信息封装成自定义的ploam消息，填充在上行数据帧中发送给olt；其中，所述自定义的ploam消息，具体包括：onu编号、消息类型编码、消息序列号和onu数据时延信息。

40、按照本发明的另一方面，还提供了一种自动优化pon系统确定性时延的onu设备，包括至少一个处理器和存储器，所述至少一个处理器和存储器之间通过数据总线连接，所述存储器存储能被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令在被所述处理器执行后，用于完成所述的自动优化pon系统确定性时延的方法。

41、总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有如下有益效果：

42、本发明引入了onu时延信息机制，通过onu上报时延，olt调整时隙位置的方法，形成反馈闭环控制，减小确定性时延pon系统的时延。