[发明专利]混合无源光网络中提高上行业务服务质量的方法

说明书

技术领域

本发明涉及无源光网络(PON)技术领域，具体来讲涉及到波分时分混合无源光网络(WDM-TDM HPON)中如何提高上行业务服务质量(QoS)的方法。

背景技术

随着光纤通信技术的日益成熟，光纤、光器件等成本的大幅下降，基于光纤的无源光网络(PON)受到越来越多的关注。PON的基本结构如图1所示，包括位于中心局(Central Office)的光线路终端(OLT)、位于用户侧的多个光网络单元(ONU)以及用来连接OLT和ONU的光分配网(ODN)。ODN一般只包含无源设备，用来将OLT发来的数据分配给各ONU，它可以是光耦合器或是阵列波导光栅(AWG)。根据具体实现技术的不同，PON可分为TDM-PON、WDM-PON、CDMA-PON以及两种或两种以上所述技术的混合无源光网络(HPON)。

TDM-PON是目前应用得最广泛的PON技术，采用上下行均为时分复用的方式，但由于多用户共享一根光纤，上下行带宽被所有用户共享且所有用户均可接收光纤上传输的下行数据，造成TDM-PON存在每用户可分配带宽资源有限及下行网络用户安全等问题。

WDM-PON采用每ONU占用独立的上下行波长方式，为逻辑上的点对点接入方式，可避免TDM-PON存在的用户带宽不足及网络安全问题。但在发展初期，由于ONU需采用可调激光器等不固定波长激光器，造成成本居高不下，难以满足商用要求。

CDMA-PON采用码分多址(CDMA)技术进行上下行数据传输，也为逻辑上的点对点接入方式，目前有少量厂家及研究机构在进行研究，尚未标准化及规模商用。

HPON是采用以上两种或两种以上技术的PON，目前主要为混合WDM-PON和TDM-PON技术的HPON，HPON在下行方向上采用WDM技术，使每个ONU都拥有独立的下行波长，而上行方向上则采用TDM方式进行复用，一般只使用一个波长。

服务质量(QoS)历来是各种网络中研究的重点课题，良好的QoS可以保证在其上运行而某些实时服的服务拥有较小的延迟(delay)，务如电视电话会议(videoconference)、IP语音聊天(VoIP)、在线游戏(online gaming)等甚至需要确定的QoS(deterministic QoS，即最大延迟不超过某个上限)来保证其性能，否则就会因为丢帧而导致语音/画面不连续。在上述PON系统中，上行业务服务质量一般由动态带宽分配(DBA)算法来保证，算法越优良，上行业务QoS越好。目前适用于HPON的方法仍然较少，且大多数结论是基于排队论(Queueing Theory)计算出来的统计平均值，虽然能保证延迟的平均值，但不能保证延迟的上限，因此并不能保证确定的QoS。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种在混合无源光网络中提高上行业务服务质量的方法，可应用于共享上行波长的HPON系统中以获得确定的QoS，使之可以更好地支持实时服务。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：一种混合无源光网络中提高上行业务服务质量的方法，包括如下步骤：

a.当混合无源光网络HPON的光网络单元ONU产生新的上行数据流时，先通过控制信息将该数据流特征上报光线路终端OLT；

b.OLT根据预先设定的接纳控制算法对新到达的数据流进行判断，若系统剩余的上行带宽足够，则接纳所述数据流，否则拒绝接纳；

c.OLT在每个周期内根据已接纳的数据流参数计算分配给各个ONU的传输时间，即ONU可持续向OLT发送数据的时间，并通过控制信息告知相应的ONU；

d、ONU获得控制权后，根据OLT分配的时间传输上行数据。

在上述技术方案的基础上，所述步骤b中接纳控制算法对新到达的数据流进行判断为，每一个新的上行数据流都被一个令牌桶所限制，其具有ρ^new和σ^new两个参数，若满足D_i≤d^new＜D_i+1，则将该数据流划分至优先级i，其中D_i为每个优先级i的延迟约束，d^new为新到数据流的延迟约束。

在上述技术方案的基础上，当所述上行数据流(ρ^new，σ^new)满足和时，则接纳该数据流，其中为ONU j中已经被接纳的属于优先级i的数据流的令牌桶之和，N_w为该组中ONU的总数，j为任意整数，且1≤j≤N_w