光网络的节能动态带宽分配制造技术

本发明专利技术提供用于调度无源光网络PON中的业务交换以降低能量消耗的装置和方法。该方法包括下列步骤：指示PON中的光网络终端ONU和光线路终端OLT通过交换开始上行和下行通信的预定将来时间(t2)，使上行与下行通信之间的重叠为最大的步骤；向ONU发送在其期间ONU需要使发射器和接收器接通的预定时间间隔(G)的步骤；以及向从OLT发送给ONU的控制消息添加标志(MPSMP)的步骤，其指示是否从OLT接收其它消息。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光网络的节能动态带宽分配
一般来说，本专利技术涉及系统、软件和方法，以及更具体来说，涉及用于光网络中的节能动态带宽分配的机制和技术。
技术介绍
在过去数年期间，越来越多的内容用户将需要的内容下载到智能电话、平板、个人计算机以及甚至传统电视机中。另外，用户之间交换的信息量急剧增加。通信网络运营商对这个增加业务的响应之一是部署光纤来代替传统铜线(其已知为具有较大传送能力)。使用光纤的网络的示例是无源光网络(PON)。PON是点对多点、光纤到驻地网络架构，其中未加电分光器用于使单个光纤能够服务于多个驻地。PON10在图1中示出，并且包括例如在服务提供商的中心局的光线路终端(OLT)12以及例如在最终用户附近的多个光网络单元(ONU)14(又称作光网络终端(ONT))。分离器16沿光纤18设置，以便为ONU分离来自OLT的信号。与点对点架构相比，PON配置减少所需光纤和中心局设备的数量。无源光网络是一种形式的光纤接入网。PON利用在单个光纤上将一个波长用于下行业务(从OLT到ONU)以及将另一个用于上行业务(从ONU到OLT)。由于OLT能够向ONU连续传送信息、同时ONU需要用于传送其数据的特定时间分配的事实，实现了各种机制以用于使ONU设备在某些时间接通和关断，以适应上行业务。例如，这种机制是多点控制协议(MPCP)，对于该多点控制协议，在点对多点下行方向，因分光器/光组合器的定向性质，OLT能够向所有ONU广播数据，以及在上行方向，由于ONU无法相互直接通信，所以每个ONU能够按照多点对点方式仅向OLT发送数据。但是，这些机制不是如随后所述节能的。进行了许多工作以降低有线和无线接入网的能量消耗。PON因其除了提供大容量、小衰减、低运行开支和耐久性之外还提供宽带接入的最低能量消耗解决方案的能力，而受到关注。本领域所报导的各种结果(例如Tucker等人的“EvolutionofWDMOpticalIPNetworks:ACostandEnergyPerspective”，IEEE/OSAJournalofLightwaveTechnology，vol.27，no.3，第243–252页，2009年2月)表明，与基于混合光纤-铜的接入技术、例如光纤到节点(FTTN)以及无线接入解决方案、例如WiMAX相比，PON每个比特消耗更少能量。此外表明(例如，Lange和Gladisch，“OnEnergyConsumptionofTelecommunicationNetworks-ANetworkOperator’sView”，Proc.，OFC/NFOEC，WorkshoponEnergyFootprintofICT，SanDiego，CA，USA，2009年3月，第1–3页)，与光纤到户(FTTH)网络技术、例如点对点和有源光接入网相比，PON也更加节能。这个性质确保响应与因特网的温室效应有关的问题的将来PON部署。针对图1所示的PON10，要注意，在点对多点下行方向，由于分光器/光组合器的定向性质，OLT能够向所有ONU广播数据。但是，在上行方向，ONU无法相互直接通信。每个ONU而是能够按照多点对点方式仅向OLT发送数据。为了允许所有ONU在没有信道冲突的情况下共享任一个波长，考虑时分复用(TDM)。在IEEE以太网PON(EPON)和ITU-T千兆位PON(GPON)中，提出轮询机制以促进带宽分配。更具体来说，每个ONU向OLT报告其所需带宽(即，队列占用)，以及OLT在下行帧中通知ONU关于其所指配的上行传输窗口。EPON在其上行和下行方向引入报告消息（REPORTmessage）和选通消息（GATEmessage），以便分别报告和指定ONU上行传输准许。在GPON中，各上行和下行帧包含动态带宽报告(DBRu)和物理控制块(PDBd)。DBRu用于由ONU报告所需带宽。PCBd包括带宽图(BWmap)字段，以便指定ONU上行传输准许。注意，文献中提出了各种动态带宽分配(DBA)算法，而在IEEEEPON和ITU-TGPON标准中没有规定特定DBA算法。XG-PON标准引入下列低功率操作模式：(i)减载，(ii)睡眠(或者称作循环睡眠)，以及(iii)浅睡。在ONU功率减载模式中，关断或者减少非必要功能。在睡眠模式中关断ONU的发射器和接收器模块的同时，浅睡模式仅在相当多的时间周期内关断发射器部分。睡眠模式进一步细分为速睡和深睡。在速睡模式中，功率节省状态停留由一系列睡眠循环(每个由睡眠周期和有源周期组成)组成。在深睡模式中，发射器和接收器对于功率节省状态停留的整个持续时间保持关断。循环睡眠和浅睡操作模式的评估表明，循环睡眠遇到更大的功率节省。但是，循环睡眠对于较长睡眠间隔引起服务质量(QoS)性能的降低。当部署浅睡模式时，PON的功率消耗降低，而没有引起任何QoS损失。IEEE803.3az节能以太网(EEE)标准引入用于对以太网链路进行唤醒和睡眠的开销，其中在不存在要传送的分组时定义低功率空闲模式。在EEE中，分组聚结(其在发送多个分组之前对它们进行组装)能够通过减少唤醒和睡眠时间间隔的数量，进一步改进信道和能量效率。但是，各种研究表明，聚结增加延迟，并且甚至引起下行缓冲器中的丢包。相应地，将期望提供在降低对QoS的负面影响的同时更加节能的装置、系统和方法。
技术实现思路
期望尽可能快并且以最小能量消耗将资产、例如内容提供给用户。光无源网络能够实现这些目标。由于PON的特定结构、即来自多个ONU的上行业务部分按照到OLT的相同路径，提出各种协议，以在传送数据的同时使能量使用为最小。但是，现有协议使ONU在不需要时是有源的或者在不合需要时是无源的(在睡眠模式中)。按照一个示范实施例，存在一种用于调度无源光网络PON中的业务交换以降低能量消耗的方法。该方法包括下列步骤：指示PON中的光网络单元ONU和光线路终端OLT通过交换开始上行和下行通信的预定将来时间(t2)，使上行与下行通信之间的重叠为最大的步骤；向ONU发送在其期间ONU需要使发射器和接收器接通的预定时间间隔(G)的步骤；以及向从OLT发送给ONU的控制消息添加标志(MPSMP)的步骤，该标志指示是否从OLT接收其它消息。按照另一个示范实施例，存在一种光网络单元ONU，其与无源光网络PON中的光线路终端OLT交换业务。ONU包括：光接口，其配置成连接到光纤；以及控制器，其控制ONU与OLT之间的沿光纤的业务交换。控制器配置成通过接收开始上行通信的预定将来时间(t2)和在其期间ONU需要使发射器和接收器接通的预定时间间隔(G)，来使ONU与OLT间的上行与下行通信之间的重叠为最大，以及分析控制消息，向从OLT发送给ONU的控制消息添加了标志(MPSMP)，所述标志指示是否从OLT接收其它消息。按照又一个示范实施例，存在一种光线路终端OLT，其连接到无源光网络PON中的多个光网络单元ONU。OLT配置成调度PON中的业务交换，以便降低能量消耗。OLT包括：光接口，其配置成连接到光缆(其与ONU进行通信)；以及控制器。控制器配置成指示ONU通过发送开始上行和下行通信的预定将来时间(t2)，使OLT与ONU间的上行与下行通信之间的重叠为最大；向ONU本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于调度无源光网络PON中的业务交换以降低能量消耗的方法，所述方法包括： 指示所述PON中的光网络单元ONU和光线路终端OLT通过交换开始上行和下行通信的预定将来时间(t2)使所述上行与下行通信之间的重叠为最大；向所述ONU发送在其期间所述ONU需要使发射器和接收器接通的预定时间间隔(G)；以及向从所述OLT发送给所述ONU的控制消息添加标志(MPSMP)，所述标志指示是否从所述OLT接收其它消息。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于调度无源光网络PON中的业务交换以降低能量消耗的方法，所述方法包括：指示所述PON中的光网络单元ONU和光线路终端OLT通过交换开始上行和下行通信的预定将来时间(t2)使所述上行与下行通信之间的重叠为最大；向所述ONU发送在其期间所述ONU需要使发射器和接收器接通的预定时间间隔(G)；以及向从所述OLT发送给所述ONU的控制消息添加标志(MPSMP)，所述标志指示是否从所述OLT接收其它消息。2.如权利要求1所述的方法，还包括：在所述ONU与所述OLT进行通信之前接通所述ONU的所述发射器和所述接收器；当所述ONU具有至少一个分组要传递给所述OLT时，将第一控制消息(30)从所述ONU传送给所述OLT，其中所述OLT连接到多个ONU；以及在所述ONU从所述OLT接收第二控制消息(40)，其中所述第二控制消息(40)包括指示是否从所述OLT接收其它消息的所述标志。3.如权利要求2所述的方法，还包括：如果所述标志指示预期没有来自所述OLT的其他通信，则关断所述ONU的所述接收器。4.如权利要求3所述的方法，还包括：在所述第一控制消息(30)发送给所述OLT之后，关断所述ONU的所述发射器。5.如权利要求4所述的方法，还包括：从所述第二控制消息(40)中提取所述ONU的所述发射器和所述接收器需要接通的所述预定将来时间(t2)以及还有所述发射器和接收器在接通之后需要保持接通的预定时间量。6.如权利要求5所述的方法，还包括：在所述预定将来时间(t2)接通所述ONU的所述发射器和所述接收器；以及在所述预定将来时间(t2)同时地将业务数据(50)从所述OLT发送给所述ONU以及将业务数据(60)从所述ONU发送给所述OLT。7.如权利要求6所述的方法，还包括：在所述预定时间间隔(G)之后关断所述ONU的所述发射器；以及如果随所述业务数据(50)从所述OLT接收的标志指示预期来自所述OLT的将来数据业务，则使所述ONU的所述接收器保持接通。8.如权利要求7所述的方法，还包括：在来自所述OLT的所述业务数据中接收的标志指示预期没有来自所述OLT的将来通信时，关断所述ONU的所述接收器。9.一种与无源光网络PON中的光线路终端OLT交换业务的光网络单元ONU，所述ONU包括：光接口，其配置成连接到光纤；以及控制器，其控制所述ONU与OLT之间沿所述光纤的业务交换，所述控制器配置成通过接收开始上行通信的预定将来时间(t2)以及在其期间所述ONU需要使发射器和接收器接通的预定时间间隔(G)，使所述ONU与OLT之间的上行与下行通信之间的重叠为最大，以及分析控制消息，向从所述OLT发送给所述ONU的控制消息添加了标志(MPSMP)，所述标志指示是否从所述OLT接收其它消息。10.如权利要求9所述的ONU，还包括：所述发射器，其配置成向所述OLT传送数据；以及所述接收器，其配置成从所述OLT接收数据，其中所述控制器还配置成：在所述ONU与所述OLT进行通信之前接通所述ONU的所述发射器和所述接收器，当所述ONU具有至少一个分组要传递给所述OLT时，指示所述发射器向所述OLT传送第一控制消息，以及从所述OLT接收第二控制消息，其中所述第二控制消息包括指示是否从所述OLT接收其它消息的标志。...

【专利技术属性】
技术研发人员：N格哈兹賽迪，
申请(专利权)人：瑞典爱立信有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞典;SE