CПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ ПОЛОСЫ ПРОПУСКАНИЯ И ТЕРМИНАЛ ОПТИЧЕСКОЙ ЛИНИИ
BANDWIDTH ALLOCATION METHOD AND OPTICAL LINE TERMINAL

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение имеет отношение к области связи и, в частности к способу выделения полосы пропускания и терминалу оптической линии.
Уровень техники
Гигабитная пассивная оптическая сеть (коротко GPON) представляет собой протокол связи пассивной оптической сети, регулируемый Сектором по стандартизации телекоммуникаций в составе Международного совета по телекоммуникациям (коротко ITU-T) G.984, при этом GPON использует многоточечную топологию. Фиг.1 иллюстрирует схематическую диаграмму топологии сети GPON в данной области техники. Как показано на Фиг.1, терминал 101 оптической линии (коротко OLT) является основным узлом, соединенным с множеством устройств оптической сети (коротко ONU), таких как ONU 103, ONU 104 и ONU 105, которые представляют собой второстепенные узлы, каждый из которых содержит один или более транспортных контейнеров (коротко TCONT), таких как TCONT1-TCONT4. Используя сообщение с отчетом о динамике полосы пропускания в восходящем потоке (коротко DBRU), TCONT информируют OLT о количестве данных, которые буферизованы посредством TCONT и должны быть переданы в OLT, а затем данные восходящей линии связи передаются в соответствии с полосой пропускания, выделенной посредством OLT.
Фиг.2 иллюстрирует схематическую диаграмму, показывающую структуру кадра восходящей линии связи в данной области техники. Как показано на Фиг.2, структура кадра восходящей линии связи содержит служебные сигналы физического уровня (PLOU), ОАМ физического уровня (PLOAM), DBRU, заголовок инкапсуляции GPON (заголовок GEM), полезную информацию, пустой кадр и т.д. Следует особенно подчеркнуть, что поле PLOU может совместно использоваться всеми TCONT в одном и том же ONU. Другими словами, когда разные TCONT в одном и том же ONU выделяются с полосами пропускания, они могут использоваться непрерывно или периодически.
В оптической сети существуют два типа технологий для выделения полосы пропускания, а именно: статическое выделение полосы пропускания (коротко SBA) и динамическое выделение полосы пропускания (коротко DBA). Что касается SBA, то TCONT выделяются с фиксированными временными слотами для обновления данных, при этом такой механизм бесспорно приводит к ненадлежащему использованию некоторых временных слотов. Что касается DBA, то OLT динамически выделяет полосу пропускания в соответствии с отчетами DBRU от TCONT и статистическим значением трафика восходящего потока вместе с договором об уровне обслуживания (коротко SLA), и алгоритм DBA может динамически регулировать выделение полосы пропускания в соответствии с изменением этого трафика.
В настоящее время в данной области техники уже известно множество алгоритмов DBA, например традиционным алгоритмом является так называемый алгоритм чередующегося упорядоченного опроса с адаптивным временем цикла (коротко IPACT), который опрашивает все TCONT и при этом получает отчеты DBRU от каждого TCONT, чтобы получать информацию о состоянии TCONT, буферизующих данные, и затем определять величину полосы пропускания, которая должна быть выделена.
Однако алгоритм IPACT все еще обладает собственными недостатками. Первый недостаток заключается в том, что OLT не способен определять точно трафик данных, передаваемый TCONT от абонентского оконечного оборудования (коротко СРЕ) в одном цикле DBA. Второй недостаток состоит в том, что алгоритм IPACT не может точно оценивать служебные сигналы трафика восходящей линии связи, в котором служебные сигналы содержат DBRU, PLOAM, заголовок GEM и пустой кадр, и т.д.
Раскрытие изобретения
Настоящее изобретение предложено в связи с упомянутыми проблемами в данной области техники, связанными с тем, что алгоритм IPACT не способен давать информацию о трафике, передаваемом TCONT от абонентского оконечного оборудования, или точно оценивать служебные сигналы трафика восходящей линии связи. Следовательно, один аспект настоящего изобретения состоит в том, чтобы предоставить решение по выделению полосы пропускания для преодоления по меньшей мере одной из вышеупомянутых проблем.
Для достижения вышеуказанной цели предложен способ выделения полосы пропускания в соответствии с одним аспектом настоящего изобретения.
Способ выделения полосы пропускания согласно настоящему изобретению используется для терминала оптической линии (OLT) для выделения полосы пропускания устройству оптической сети (ONU). Упомянутый способ содержит этапы, на которых: оценивают входной трафик ONU в соответствии с информацией от ONU; устанавливают сигнал изменения входного трафика, который используется для указания изменения входного трафика двух смежных циклов динамического выделения полосы пропускания (DBA) ONU; и выделяют полосу пропускания ONU в соответствии с входным трафиком ONU и сигналом изменения входного трафика.
Этап оценивания входного трафика ONU предпочтительно состоит в том, что оценивают входной трафик ONU в соответствии с отчетом о динамике полосы пропускания в восходящем потоке (DBRU) и трафиком данных восходящей линии связи от ONU, причем DBRU содержит количество данных, буферизованных посредством ONU.
Предпочтительно, чтобы входной трафик ONU оценивался с использованием следующей формулы: Est(n)=DBRU(n-1)-DBRU(n-2)+pm(n-2), где Est(n) представляет собой оценочное значение входного трафика ONU, pm(n-2) представляет собой трафик данных восходящий линии связи, переданный на OLT от ONU в (n-2)-м цикле DBA, и DBRU(n-1) и DBRU(n-2) представляют собой количество данных, буферизованных посредством ONU в (n-1)-м цикле DBA и (n-2)-м цикле DBA, соответственно.
Этап выделения полосы пропускания ONU в соответствии с входным трафиком ONU и сигналом изменения входного трафика предпочтительно состоит в том, что, когда сигнал изменения входного трафика указывает, что происходит резкое изменение входного трафика двух смежных циклов DBA ONU, выделяют ONU посредством OLT полосу пропускания большую, чем полоса пропускания, выделяемая ONU посредством OLT, когда не происходит резкого изменения входного трафика двух смежных циклов DBA ONU.
Предпочтительно, чтобы в случае резкого изменения входного трафика двух смежных циклов DBA ONU полосу пропускания, выделенную ONU, вычисляли, используя следующую формулу: Grant(n)=DBRU(n-1)+coef1*Est(n), где Est(n) представляет собой оценочное значение входного трафика ONU, DBRU(n-1) представляет собой количество данных, буферизованных ONU в (n-1)-м цикле DBA, Grant(n) представляет собой полосу пропускания, выделенную ONU в n-м цикле DBA, и coef1 представляет собой заранее определенное значение.
Предпочтительно, чтобы в случае отсутствия резкого изменения входного трафика двух смежных циклов DBA ONU полоса пропускания выделялась ONU посредством OLT в соответствии с оценочным значением входного трафика ONU и служебными сигналами.
Этап оценивания входного трафика ONU предпочтительно состоит в том, что оценивают входной трафик ONU в соответствии с трафиком данных восходящей линии связи от ONU.
Предпочтительно, чтобы резкое изменение сигнала изменения входного трафика происходило, когда трафик данных восходящей линии связи ONU изменяется от значения ниже порогового значения до значения выше порогового значения и когда OLT выделяет ONU максимальную полосу пропускания восходящей линии связи; и чтобы резкое изменение сигнала изменения входного трафика происходило, когда трафик данных восходящей линии связи ONU изменяется от значения выше порогового значения до значения ниже порогового значения и когда OLT не выделяет ONU полосу пропускания восходящей линии связи.
Предпочтительно, чтобы в случае отсутствия резкого изменения входного трафика двух смежных циклов DBA ONU полосу пропускания, выделенную ONU, вычисляли с использованием следующей формулы: Grant(n)=alpha*Grant(n-1)+(1-alpha)*(Est(n)+overhead(n)), где Est(n) представляет собой оценочное значение входного трафика ONU, Grant(n) представляет собой полосу пропускания, выделенную ONU в n-м цикле DBA, Grant(n-1) представляет собой полосу пропускания, выделенную ONU в (n-1)-м цикле DBA, и значение alpha больше или равно 0 и меньше или равно 1, при этом overhead(n) представляет собой количество служебных сигналов в n-м цикле DBA.
Этап вычисления количества служебных сигналов предпочтительно состоит в том, что: если цикл ответа DBA состоит из двух циклов, вычисляют служебные сигналы, используя следующую формулу: overhead(n+1)=Grant(n-1)-(pm(n+1)+idle(n+1)), где overhead(n+1) представляет собой количество служебных сигналов в (n+1)-м цикле DBA, Grant(n-1) представляет собой полосу пропускания, выделенную ONU в (n-1)-м цикле DBA, pm(n+1) представляет собой трафик данных восходящей линии связи, переданный на OLT от ONU в (n+1)-м цикле DBA, и idle(n+1) представляет собой статистическое значение свободных данных, переданных от ONU в (n+1)-м цикле DBA; если цикл ответа DBA состоит из одного цикла, вычисляют служебные сигналы, используя следующую формулу: overhead(n+1)=Grant(n)-(pm(n+1)+idle(n+1)); и если цикл ответа DBA состоит из трех циклов, вычисляют служебные сигналы, используя следующую формулу: overhead(n+1)=Grant(n-3)-(pm(n+1)+idle(n+1)).
Предпочтительно, чтобы упомянутый способ дополнительно содержал этап, на котором добавляют идентификатор к информации о протоколе договора об уровне обслуживания (SLA), причем идентификатор используется для определения, выделять ли полосу пропускания текущему TCONT согласно местоположению текущего TCONT ONU в связном списке TCONT.
Для достижения вышеуказанной цели также предложен терминал оптической линии в соответствии с другим аспектом настоящего изобретения.
Терминал оптической линии настоящего изобретения содержит: модуль вычисления, выполненный с возможностью оценивать входной трафик устройства оптической сети (ONU) в соответствии с информацией от ONU; модуль установки, выполненный с возможностью устанавливать сигнал изменения входного трафика, причем входной трафик используется для указания изменения входного трафика двух смежных циклов динамического выделения полосы пропускания (DBA) ONU; и модуль выделения, выполненный с возможностью выделять полосу пропускания ONU в соответствии с входным трафиком ONU и сигналом изменения входного трафика.
Предпочтительно, чтобы модуль вычисления был дополнительно выполнен с возможностью оценивать входной трафик ONU в соответствии с отчетом о динамике полосы пропускания в восходящем потоке (DBRU) и трафиком данных восходящей линии связи от ONU, причем DBRU содержит количество данных, буферизованных посредством ONU.
Предпочтительно, чтобы модуль вычисления был дополнительно выполнен с возможностью оценивать входной трафик ONU в соответствии с трафиком данных восходящей линии связи от ONU.
Благодаря настоящему изобретению вышеупомянутые проблемы в данной области техники, связанные с тем, что алгоритм IPACT не способен давать информацию о трафике, передаваемом TCONT от абонентского оконечного оборудования, или точно оценивать служебные сигналы трафика восходящей линии связи разрешаются за счет выделения ONU полосы пропускания в соответствии с входным трафиком ONU и сигналом изменения входного трафика; при этом также достигается надежное выделение полосы пропускания, приемлемая задержка передачи и надлежащее использование полосы пропускания восходящей линии связи.
Краткое описание чертежей
Чертежи обеспечивают дополнительное понимание настоящего изобретения и формируют часть настоящего применения. Примерные варианты осуществления и их описание используются для пояснения настоящего изобретения, не выходя за рамки настоящего изобретения; при этом чертежи включают в себя:
Фиг.1, иллюстрирующую схематическую диаграмму топологии сети GPON в данной области техники;
Фиг.2, иллюстрирующую схематическую диаграмму структуры кадра восходящей линии связи в данной области техники;
Фиг.3, иллюстрирующую блок-схему последовательности этапов способа выделения полосы пропускания в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;
Фиг.4, иллюстрирующую полную блок-схему решения по динамическому выделению полосы пропускания GPON в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;
Фиг.5, иллюстрирующую схематическую диаграмму структуры связи между OLT и ONU в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;
Фиг.6, иллюстрирующую схематическую диаграмму временной последовательности связи между OLT и ONU в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;
Фиг.7, иллюстрирующую блок-схему последовательности этапов алгоритма SR-DBA в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;
Фиг.8, иллюстрирующую блок-схему последовательности этапов алгоритма NSR-DBA в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;
Фиг.9(a), иллюстрирующую схематическую диаграмму, показывающую, что разные TCONT в одном и том же ONU совместно используют служебные сигналы PLOU, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения;
Фиг.9(b), иллюстрирующую схематическую диаграмму, показывающую, что разные TCONT в одном и том же ONU не используют совместно служебные сигналы PLOU, в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения; и
Фиг.10, иллюстрирующую структурную блок-схему OLT в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
Осуществление изобретения
Следует пояснить, что варианты осуществления настоящего изобретения и его признаки могут быть объединены друг с другом, если это не вызывает никаких противоречий. Настоящее изобретение будет далее подробно описано в сочетании с чертежами и вариантами осуществления.
В последующих вариантах осуществления этапы, показанные в блок-схемах, могут выполняться в компьютерной системе с использованием набора машиночитаемых команд. Кроме того, хотя в блок-схемах показаны логические последовательности этапов, в некоторых случаях проиллюстрированные или описанные этапы могут выполняться в порядке, отличном от указанного.
Первый вариант осуществления
В связи с вышеупомянутыми проблемами в данной области техники, связанными с тем, что алгоритм IPACT не способен давать информацию о трафике, передаваемом TCONT от абонентского оконечного оборудования, или точно оценивать служебные сигналы трафика в восходящем потоке, настоящий вариант осуществления предоставляет решение по выделению полосы пропускания. Принцип работы этого решения состоит в том, что: оценивают входной трафик ONU в соответствии с информацией от ONU; устанавливают сигнал изменения входного трафика, который используется для указания изменения входного трафика двух смежных циклов динамического выделения полосы пропускания (DBA) ONU; и выделяют полосу пропускания ONU в соответствии с входным трафиком ONU и сигналом изменения входного трафика. Это решение предоставляет единую схему DBA, содержащую алгоритмы динамического выделения полосы пропускания на основании отчетов DBRU (DBA с информированием о статусе - коротко SR-DBA) и динамического выделения полосы пропускания не на основании отчетов DBRU (DBA с не информированием о статусе - коротко NSR-DBA).
Для лучшего понимания настоящего варианта осуществления сначала будет описана его схема. Эта схема содержит: модуль оценивания полосы пропускания, который выполнен с возможностью оценивать входной трафик на терминале ONU и к которому применяются алгоритмы SR-DBA и NSR-DBA, обеспеченные в вариантах осуществления настоящего изобретения; модуль вычисления полосы пропускания, который выполнен с возможностью вычислять полосу пропускания, которая должна быть получена конкретным TCONT, в соответствии с SLA, сконфигурированным конфигурационным программным обеспечением, и входным трафиком на терминале ONU, оцененным модулем оценивания полосы пропускания; модуль формирования записей в таблице BWMAP, который выполнен с возможностью формировать запись в таблице BWMAP конкретного TCONT в соответствии с полосой пропускания, вычисленной модулем вычисления полосы пропускания, причем содержимое записи включает в себя начальное время и конечное время и т.д., при которых конкретному TCONT разрешено передавать трафик восходящей линии связи; и модуль составления таблицы BWMAP, который выполнен с возможностью хранить информацию о записях в таблице BWMAP от всех TCONT. Настоящий вариант осуществления будет далее пояснен на основании этой схемы.
Способ выделения полосы пропускания, предоставленный в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, применяется к OLT для выделения полосы пропускания ONU. Фиг.3 иллюстрирует блок-схему последовательности этапов способа выделения полосы пропускания в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Как показано на Фиг.3, способ содержит этапы S302-S306, которые заключаются в следующем.
Этап S302: оценивают входной трафик ONU в соответствии с информацией от ONU.
Этап S304: устанавливают сигнал скачкообразного изменения входного трафика, который используется для указания изменения входного трафика двух смежных циклов динамического выделения полосы пропускания (DBA) ONU. Например, сигнал изменения входного трафика задается на основании оценочного значения входного трафика ONU и изменения двух смежных циклов DBA, при этом сигнал может сохраняться для нескольких циклов DBA до тех пор, пока изменение статистического значения появления пустого кадра не начнет достигать определенного значения.
Этап S306: выделяют полосу пропускания ONU в соответствии с входным трафиком ONU и сигналом изменения входного трафика.
Благодаря вариантам осуществления настоящего изобретения недостатки алгоритма IPACT исключаются за счет выделения полосы пропускания ONU на основании входного трафика ONU и сигнала изменения входного трафика, при этом достигается надежное выделение полосы пропускания, приемлемая задержка передачи и надлежащее использование полосы пропускания восходящей линии связи.
После этапа S306 могут быть сохранены различные величины сигнала, используемые в указанном алгоритме, в том числе оценочное значение входного трафика, значение DBRU и значение выделенной полосы пропускания.
Упомянутый выше этап S302 может выполняться двумя способами: первым способом является SR-DBA, а вторым способом - NSR-DBA. Эти два способа будут далее описаны соответствующим образом.
Первый способ
Входной трафик ONU оценивают в соответствии с отчетом DBRU и трафиком восходящей линии связи от ONU, при этом отчет DBRU содержит количество данных, буферизованных посредством ONU (следует отметить, что именно это количество данных, буферизованных в отчете DBRU, используется в настоящем варианте осуществления, и другое содержимое этого отчета, включающее в себя, например, идентификационный бит, не будет подробно описано в данном документе, поскольку оно не имеет отношения к оцениванию входного трафика), т.е. входной трафик ONU оценивают в соответствии с отчетом DBRU и трафиком восходящей линии связи, переданным от ONU, при этом входной трафик ONU может быть оценен с использованием следующей формулы:
Est(n)=DBRU(n-1)-DBRU(n-2)+pm(n-2), где Est(n) представляет собой оценочное значение входного трафика, pm(n-2) представляет собой трафик данных восходящий линии связи, переданный на OLT от ONU в (n-2)-м цикле, и DBRU(n-1) и DBRU(n-2) представляют собой количество данных, буферизованных ONU в (n-1)-м цикле DBA и (n-2)-м цикле DBA, соответственно; и если отчет DBRU не содержит данных, которые должны быть немедленно переданы от TCONT, pm(n-2) в вышеуказанной формуле заменяется pm(n-1).
Таким образом, в случае выделения полосы пропускания полоса пропускания, выделенная ONU посредством OLT, когда сигнал изменения входного трафика указывает появление резкого изменения входного трафика двух смежных циклов DBA ONU, больше полосы пропускания, выделенной ONU посредством OLT, когда нет резкого изменения входного трафика двух смежных циклов DBA ONU, т.е. в случае изменения входного трафика OLT требуется выделить ONU большую полосу пропускания, потому что ответ OLT на запрос полосы пропускания от ONU должен быть задержан на несколько циклов DBA, и в случае отсутствия изменения входного трафика выделяется оценочное значение входного трафика и служебных сигналов, при этом, когда происходит резкое изменение входного трафика двух смежных циклов DBA ONU, полоса пропускания, выделенная ONU, может быть вычислена на основании следующей формулы:
Grant(n)=DBRU(n-1)+coef1*Est(n), где Est(n) представляет собой оценочное значение входного трафика, DBRU(n-1) представляет собой количество данных, буферизованных ONU в (n-1)-м цикле DBA, Grant(n) представляет собой полосу пропускания, выделенную ONU в n-м цикле DBA, и coef1 может определяться в течение отладки в соответствии с практическими ситуациями.
Когда нет резкого изменения входного трафика двух смежных циклов DBA ONU, OLT выделяет полосу пропускания ONU в соответствии с оценочным значением входного трафика и служебными сигналами.
Второй способ
Входной трафик ONU оценивается в соответствии с трафиком данных восходящей линии связи от ONU.
Резкое изменение сигнала изменения входного трафика происходит, когда трафик данных восходящей линии связи ONU изменяется от значения ниже порогового значения до значения выше порогового значения, и затем OLT выделяет максимальную полосу пропускания ONU. Резкое изменение сигнала изменения входного трафика происходит, когда трафик данных восходящей линии связи ONU изменяется от значения выше порогового значения до значения ниже порогового значения, и затем OLT не выделяет полосу пропускания восходящей линии связи ONU.
В вышеупомянутых двух способах, когда не происходит резкого изменения входного трафика двух смежных циклов DBA ONU, полосу пропускания, выделенную ONU, можно вычислить на основании следующей формулы:
Grant(n)=alpha*Grant(n-1)+(1-alpha)*(Est(n)+overhead(n)), где Est(n) представляет собой оценочное значение входного трафика, Grant(n) представляет собой полосу пропускания, выделенную ONU в n-м цикле DBA, Grant(n-1) представляет собой полосу пропускания, выделенную ONU в (n-1)-м цикле DBA, и значение alpha больше или равно 0 и меньше или равно 1.
В дальнейшем процесс реализации вариантов осуществления настоящего изобретения будет описан подробно в сочетании с примерами.
Фиг.4 иллюстрирует полную блок-схему решения по динамическому выделению полосы пропускания GPON в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Как показано на Фиг.4, модуль динамического выделения полосы пропускания в настоящем варианте осуществления содержит пять модулей.
Модуль 301 оценивания полосы пропускания (прогнозирования полосы пропускания) получает от других модулей чипа количество буферизованных данных, сообщенных посредством ONU (т.е. отчет DBRU), и статистическое значение трафика данных восходящей линии связи и затем оценивает входной трафик ONU, при этом оценочное значение передается модулю 302 вычисления полосы пропускания (вычисление полосы); конфигурационное программное обеспечение (программное обеспечение) 306 при этом также конфигурирует информацию SLA для модуля 302 вычисления полосы пропускания посредством модуля 304 основного управления (основное управление), при этом информация SLA содержит информацию, такую как максимальное значение полосы пропускания, которая может быть выделена текущему ONU, и уровень приоритета ONU; модуль 302 вычисления полосы пропускания реализует алгоритм вычисления полосы пропускания, оговоренный в протоколе G.984.3, в соответствии с информацией от модуля 301 оценивания полосы пропускания и конфигурационного программного обеспечения 306, чтобы получать полосы пропускания, выделенные каждому TCONT; выделенные полосы пропускания передаются в модуль 303 формирования записей в таблице BWMAP (осуществление доступа), причем модуль формирования записей последовательно распределяет полосу пропускания для каждого TCONT в полосе пропускания кадра восходящей линии связи, в том числе информацию, такую как начальное время и конечное время, при которых каждый TCONT может передавать данные восходящей линии связи; записи, сформированные модулем 303 формирования записей в таблице BWMAP, передаются и сохраняются в таблице 305 BWMAP и впоследствии становятся одной частью кадра нисходящей линии связи, который должен быть передан каждому ONU, чтобы информировать каждый ONU о передаче трафика восходящей линии связи в периоде времени, регулируемом OLT. Модуль 304 основного управления ответственен за координирование и управление порядком операций других модулей.
Вышеупомянутые алгоритмы в настоящем варианте осуществления далее будут описаны подробно в сочетании с Фиг.5 и 6. Фиг.5 иллюстрирует схематическую диаграмму структуры связи между OLT и ONU в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, и Фиг.6 иллюстрирует схематическую диаграмму временной последовательности связи между OLT и ONU в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
Как показано на Фиг.5, генератор 403 прямоугольных сигналов (генератор сигналов) представляет собой источник входных сигналов ONU 402, причем источник сигналов включает в себя поток постоянных данных (постоянная скорость потока данных - коротко CBR) и поток данных о резком изменении (переменная скорость потока данных - коротко VBR). Алгоритм SR-DBA применяется, но не ограничивается этим, к CBR/VBR и может быть сконфигурирован для произвольной формы входных сигналов. После приема входных данных от генератора 403 прямоугольных сигналов ONU 402 будет буферизовать эти данные в БУФЕР 404 и при этом отправлять отчет о количестве данных в БУФЕРЕ 404 на OLT 401, используя отчет DBRU. После того как OLT 401 получит отчет DBRU и данные трафика восходящей линии связи ONU, DBA 405 получает посредством алгоритма DBA полосу пропускания восходящей линии связи, выделенную каждому ONU. ONU 402 будет передавать определенное количество данных восходящей линии связи в соответствии с выделенной полосой пропускания восходящей линии связи и количеством данных, хранимых в БУФЕРЕ 404, при этом количество данных восходящей линии связи включает в себя количество данных, которое имеет малую величину в полосе пропускания восходящей линии связи, выделенной OLT, и все текущие данные в БУФЕРЕ 404.
Фиг.6 иллюстрирует отношение временной последовательности связи между OLT и ONU. Как показано на Фиг.6, в (n-1)-м цикле DBA ONU будет отправлять отчет DBRU и передавать трафик восходящей линии связи; в n-м цикле DBA алгоритм DBA будет выполнять операцию DBA в соответствии с отчетом DBRU и статистическим значением трафика восходящей линии связи, чтобы получать полосу пропускания восходящей линии связи, выделенную каждому ONU, так что ONU передает данные восходящей линии связи в (n+1)-м цикле DBA. Очевидно, что ответ на запрос DBRU, отправленный ONU, будет получен после двух циклов DBA.
В процессе осуществления связи между OLT и ONU формула (а) применяется к ONU.
<mrow><mi>D</mi><mi>B</mi><mi>R</mi><mi>U</mi><mo stretchy="false">(</mo><mi>n</mi><mo>−</mo><mn>1</mn><mo stretchy="false">)</mo><mo>=</mo><mi>D</mi><mi>B</mi><mi>R</mi><mi>U</mi><mo stretchy="false">(</mo><mi>n</mi><mo>−</mo><mn>2</mn><mo stretchy="false">)</mo><mo>+</mo><mi>I</mi><mi>N</mi><mo stretchy="false">(</mo><mi>n</mi><mo>−</mo><mn>1</mn><mo stretchy="false">)</mo><mo>−</mo><mi>p</mi><mi>m</mi><mo stretchy="false">(</mo><mi>n</mi><mo>−</mo><mn>2</mn><mo stretchy="false">)</mo><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mi>ф</mi><mi>о</mi><mi>р</mi><mi>м</mi><mi>у</mi><mi>л</mi><mi>а</mi><mtext>  </mtext><mo stretchy="false">(</mo><mi>а</mi><mo stretchy="false">)</mo></mrow>
В вышеприведенной формуле IN(n-1) представляет собой количество данных, принятое ONU от генератора 403 прямоугольных сигналов в (п-1)-м цикле DBA, pm(n-2) представляет собой трафик данных восходящей линии связи, переданный OLT от ONU в (n-2)-м цикле DBA, и DBRU(n-1) и DBRU(n-2) представляют собой количество данных, буферизованных в (n-1)-м цикле DBA и (n-2)-м цикле DBA, соответственно. На терминале OLT может быть получено каждое из pm(n-2), DBRU(n-1) и DBRU(n-2), так что оценочное значение Est(n) входного значения потока данных IN(n-1) на терминале OLT для терминала ONU получается из формулы (b):
<mrow><mtext>Est(n)</mtext><mo>=</mo><mtext>DBRU(n-1)-DBRU(n-2)</mtext><mo>+</mo><mtext>pm(n-2) </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext>формула (b)</mtext></mrow>
В процессе осуществления связи между OLT и ONU, применяется формула (с) в соответствии с Фиг.6.
<mrow><mtext>Grant(n-1)</mtext><mo>=</mo><mtext>pm(n</mtext><mo>+</mo><mtext>1)</mtext><mo>+</mo><mtext>idle(n</mtext><mo>+</mo><mtext>1)</mtext><mo>+</mo><mtext>overhead(n</mtext><mo>+</mo><mtext>1) </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext>формула(с)</mtext></mrow>
В формуле (с) Grant(n-l) представляет собой полосу пропускания, в действительности выделенную TCONT модулем 302 вычисления полосы пропускания в (n-1)-м цикле DBA, pm(n+l) представляет собой статистическое значение трафика данных восходящей линии связи, переданного OLT от ONU в (n+1)-м цикле DBA, и idle(n+1) и overhead(n+1) представляют собой статистическое значение свободных данных, переданных от ONU, и количество служебных сигналов в (n+1)-м цикле DBA, соответственно. На терминале OLT может быть получено каждое из Grant(n-1), pm(n+1) и idle(n+1), так что вычисляемое значение служебных сигналов overhead(n+1) к терминалу ONU на терминале OLT может быть получено из формулы (d):
<mrow><mtext>overhead(n</mtext><mo>+</mo><mtext>1)</mtext><mo>=</mo><mtext>Grant(n-1)-(pm(n</mtext><mo>+</mo><mtext>1)</mtext><mo>+</mo><mtext>idle(n</mtext><mo>+</mo><mtext>1)) </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext> </mtext><mtext>формула (d)</mtext></mrow>
Следует подчеркнуть, что, когда цикл ответа состоит из одного или трех циклов DBA, Grant(n-1) в вышеприведенной формуле может изменяться до Grant(n) или Grant(n-2).
Далее будет описана работа алгоритмов SR-DBA и NSR-DBA в настоящем варианте осуществления.
Фиг.7 иллюстрирует блок-схему последовательности этапов алгоритма SR-DBA в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Как показано на Фиг.7, формула (b) составляет первый этап в блок-схеме алгоритма, показанного на Фиг.7. На этом этапе поток входных данных ONU может быть оценен с использованием нижеследующих процедур, в которых Est_avg представляет собой среднее значение Est и может получено на основании следующих кодов:
На втором этапе, показанном на Фиг.7, задается сигнал Trans, который характеризует резкое изменение оценочного значения Est. Сигнал Trans будет сохраняться, пока появление пустых кадров незначительно по отношению к появлению трафика. Этот этап может быть реализован с использованием следующих программных кодов:
На третьем этапе, показанном на Фиг.7, OLT выполняет оценивание полосы пропускания, запрошенной текущим ONU. Если происходит резкое изменение Trans, OLT будет выделять большую полосу пропускания, поскольку, как видно из Фиг.6, ответ на запрос DBRU, отправляемый ONU, будет получен после двух циклов DBA, в то время как такая задержка приведет к накоплению данных в БУФЕРЕ 404 ONU; если не происходит резкого изменения Trans, ONU будет выделяться трафик в количестве, равном трафику данных, принятых ONU от генератора 403, плюс служебные сигналы. Когда не происходит резкого изменения Est, к выделенному трафику Grant применяется низкочастотный фильтр первого порядка с бесконечной импульсной характеристикой (IIR), главным образом для использования функции сглаживания для Grant. Диапазон значений коэффициента сглаживания alpha указанного фильтра лежит в следующих пределах: 0<=alpha<=1. Чем больше alpha, тем лучше эффект сглаживания низкочастотного фильтра. Этот этап может быть реализован с использованием следующих кодов:
Четвертый этап, показанный на Фиг.7, состоит в том, что сохраняют различные сигналы, которые необходимо использовать в указанных алгоритмах. Этот этап может быть реализован с использованием следующих кодов:
После того как указанные четыре этапа завершатся, они могут снова выполняться циклически для вычисления следующего TCONT.
Фиг.8 иллюстрирует блок-схему последовательности этапов алгоритма NSR-DBA в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Как показано на Фиг.8, на первом этапе, показанном на Фиг.8, вычисляется среднее значение трафика Estavg двух смежных циклов DBA, и при этом трафик используется в качестве оценочного значения трафика Est алгоритма NSR-DBA. Этот этап может быть реализован с использованием следующих кодов:
На втором этапе задается сигнал Trans, который характеризует резкое изменение значения трафика Est. Этот сигнал Trans будет находиться на высоком уровне, когда трафик изменяется от значения ниже порогового значения ТН до значения выше порогового значения ТН или уменьшается от значения выше порогового значения до значения ниже порогового значения. Сигнал Trans сохраняется на высоком уровне до тех пор, пока статистическое значение idle свободных данных не будет в течение продолжительного времени превышать 2-SHT Est_avg и не достигнет времени IDLECNTTH, т.е. времени, при котором сигнал Trans перейдет на нижний уровень. Этот этап может быть реализован с использованием следующих кодов:
На третьем этапе OLT выполняет оценку полосы пропускания, запрошенной текущим ONU. Если происходит резкое изменение Trans, изменяющегося от значения ниже порогового значения ТН до значения выше порогового значения ТН, OLT будет выделять максимальную полосу пропускания; если происходит резкое изменение Trans, уменьшающегося от значения выше порогового значения ТН до значения ниже порогового значения ТН, OLT не будет выделять полосу пропускания TCONT; если не происходит резкого изменения Trans, значение выделенной полосы пропускания будет стремиться к сумме статистического значения трафика и служебных сигналов (Est(n)+overhead(n)) и конкретный способ вычисления служебных сигналов может ссылаться на формулу (d); когда не происходит резкого изменения Est, алгоритм использует низкочастотный фильтр первого порядка с бесконечной импульсной характеристикой (коротко - IIR) для выделенного трафика Grant, главным образом для использования функции сглаживания и прогнозирования Grant. Диапазон значений коэффициента сглаживания alpha указанного фильтра лежит в следующих пределах: 0<=alpha<=1. Чем больше alpha, тем лучше эффект сглаживания низкочастотного фильтра. Этот этап может быть реализован с использованием следующих кодов:
Четвертый этап состоит в том, что сохраняют различные сигналы, которые должны быть использованы в указанных алгоритмах, причем этот этап может быть реализован с использованием следующих кодов:
После того как упомянутые четыре этапа завершатся, они снова выполняются циклически для вычисления следующего TCONT.
Далее будет описан способ, в котором различные TCONT в одном и том же ONU совместно используют служебные сигналы PLOU в настоящем варианте осуществления.
Способ, в котором различные TCONT в одном и том же ONU совместно используют служебные сигналы PLOU, также предусмотрен в настоящем варианте осуществления. Этот способ содержит этап, на котором добавляют идентификатор к информации SLA, причем идентификатор используется для определения, выделять ли текущую полосу пропускания TCONT ONU для служебных сигналов PLOU, в соответствии с местоположением текущего TCONT ONU в связном списке TCONT. Указанный способ будет подробно описан далее.
Фиг.9(a) иллюстрирует схематическую диаграмму, показывающую, что различные TCONT в одном и том же ONU совместно используют служебные сигналы PLOU в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения; и Фиг.9(b) иллюстрирует схематическую диаграмму, показывающую, что различные TCONT в одном и том же ONU не используют совместно служебные сигналы PLOU в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Как показано на Фиг.9(a), когда информация SLA, сконфигурированная программным обеспечением 306, вводится в модуль 302 вычисления полосы пропускания, два бита и информация о качестве обслуживания (коротко - QOS) могут быть сконфигурированы вместе в памяти модуля 302 вычисления полосы пропускания. Из двух битов один представляет собой начальный бит данных о резком изменении (начало резкого изменения - коротко SOB), а другой - последний бит данных о резком изменении (конец резкого изменения - коротко LOB). Если предположить, что текущий TCONT находится на первом месте в связном списке TCONT ONU, то SOB должен быть сконфигурирован равным 1. Если предположить, что текущий TCONT находится на последнем месте в связном списке TCONT ONU, то LOB должен быть сконфигурирован равным 1. Наконец, если предположить, что текущий TCONT находится в середине связного списка TCONT ONU, то SOB и LOB должны быть сконфигурированы равными 0. В том и только в том случае, когда SOB сконфигурирован равным 1, модуль 302 вычисления полосы пропускания будет выделять полосу пропускания данному TCONT, и другие TCONT будут совместно использовать этот байт PLOU. Разумеется, различные TCONT в одном и том же ONU также могут делать SOB и LOB равными 1, как если бы они были от различных ONU, как показано на Фиг.9(b), но это приведет к избыточному расходу полосы пропускания. Второй вариант осуществления OLT предоставлен в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Фиг.10 иллюстрирует структурную блок-схему OLT в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. Как показано на Фиг.10, OLT содержит модуль 12 вычисления, модуль 14 установки и модуль 16 выделения. Данная структура будет далее описана подробнее.
Модуль 12 вычисления выполнен с возможностью оценивать входной трафик ONU в соответствии с информацией от устройства оптической сети (ONU). Модуль 14 установки соединен с модулем 12 вычисления и выполнен с возможностью устанавливать сигнал изменения входного трафика, который используется для указания изменения входного трафика двух смежных циклов DBA ONU. Модуль 16 выделения соединен с модулем 14 установки и модулем 12 вычисления и выполнен с возможностью выделять полосу пропускания ONU в соответствии с входным трафиком ONU и сигналом изменения входного трафика.
Модуль 12 вычисления может оценивать входной трафик ONU двумя способами, соответствующими упомянутому первому способу и упомянутому второму способу в вышеописанном первом варианте осуществления, соответственно. Далее будет описано функционирование модуля 12 вычисления с помощью указанных двух способов.
Более конкретно, при первом способе модуль 12 вычисления выполнен с возможностью оценивать входной трафик ONU в соответствии с отчетом о динамике полосы пропускания в восходящем потоке (DBRU) и трафиком данных восходящей линии связи от ONU, причем отчет DBRU содержит количество данных, буферизованных посредством ONU.
Более конкретно, при втором способе модуль 12 вычисления выполнен с возможностью оценивать входной трафик ONU в соответствии с входным трафиком данных от ONU.
Следует подчеркнуть, что конкретное вычисление полосы пропускания с помощью вышеупомянутых двух способов было подробно изложено при описании первого варианта осуществления, и лишние подробности не будут приведены в данном документе.
Таким образом, благодаря вариантам осуществления настоящего изобретения проблемы в данной области техники, связанные с тем, что алгоритм IPACT не способен давать информацию о трафике, переданном множеству TCONT от абонентского оконечного оборудования, или точно оценивать служебные сигналы трафика восходящей линии связи разрешаются за счет выделения полос пропускания ONU в соответствии с входным трафиком и сигналом изменения входного трафика, при этом также достигается надежное выделение полосы пропускания, приемлемая задержка передача и надлежащее использование полосы пропускания восходящей линии связи.
Специалистам в данном области техники будет несомненно понятно, что отдельные модули и этапы настоящего изобретения могут быть реализованы с использованием традиционных вычислительных устройств, причем они могут быть объединены в одном вычислительном устройстве или распределены в сети, сформированной множеством вычислительных устройств. Кроме того, отдельные модули и этапы настоящего изобретения могут быть дополнительно реализованы с использованием программных кодов, исполняемых вычислительными устройствами, при этом они могут быть сохранены в устройствах памяти для исполнения вычислительными устройствами или реализованы посредством их надлежащего воплощения в модуле интегральных схем, или воплощения нескольких модулей или этапов в модуле из одной интегральной схемы. Таким образом, настоящее изобретение не ограничено какой-либо конкретной комбинацией программного и аппаратного обеспечения.
Вышеизложенное представляет собой только предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения и не ограничивает его. Различные изменения или модификации настоящего изобретения должны быть очевидны специалистам в данной области техники. Любые модификации, эквивалентные замены, улучшения и т.д. в пределах сущности и принципа настоящего изобретения должны быть включены в объем притязаний, защищаемый настоящим изобретением.