TWDM-PON系统中的DBA带宽配置方法

摘要

本发明公开了一种TWDM‑PON系统中的DBA带宽配置方法，涉及TWDM‑PON领域。本发明针对TWDM‑PON系统设备的特点，提出一种TWDM‑PON系统设备在OLT MAC上配置ONU带宽的方法。本发明在OLT上分配ONU的带宽，在ONU去激活或不在线后释放；OLT周期性监测PON口波长子通道MAC上ONU的实际带宽，计算出波长子通道上的剩余可用带宽；根据新上线ONU的带宽配置需求，决定是否进行ONU的迁移操作，以满足新上线ONU的带宽需求。本发明能充分利用TWDM‑PON各个波长子通道的上行带宽，OLT通过DBA配置，为ONU的各项业务分配带宽，在满足ONU的带宽要求的前提下，尽可能的充分利用OLT的总带宽。

说明书

技术领域

本发明涉及TWDM-PON(TimeWavelengthDivisionMultiplexing -PassiveOpticalNetwork，时分波分复用-无源光网络)领域，具体是 涉及一种TWDM-PON系统中的DBA带宽配置方法。

背景技术

DBA(DynamicallyBandwidthAssignment，动态带宽分配)是 PON(PassiveOpticalNetwork，无源光网络)系统中一种能在微秒或 毫秒级的时间间隔内，完成对ONU(OpticalNetworkUnit，光网络单 元)上行带宽的动态分配机制。与静态带宽分配相比，通过DBA动 态分配带宽，OLT(OpticalLineTerminal，光线路终端)可以提高PON 端口的上行线路带宽利用率，可以在PON口上增加更多的用户，用 户可以享受到更高带宽的服务，特别是那些带宽突变比较大的业务。

OLT分配到ONU上的带宽有固定带宽、保证带宽及最大带宽3 种，也可以任意2种进行组合，或3种进行组合，其中固定带宽是分 配给ONU，无论该ONU的用户是否使用该带宽，这一部分带宽都会 预留，不会释放给其他ONU用户使用；保证带宽在该ONU用户需 要使用时，这部分带宽可以得到保证，但是当ONU用户不使用这部 分带宽时，这部分带宽可以释放给其他用户使用；最大带宽是分配给 用户的最大带宽，一般而言，固定带宽+保证带宽小于或等于最大带 宽，超出固定带宽+保证带宽的那一部分带宽，OLT不能保证分配到 该ONU。

在PON系统中，这三种带宽的组合，形成了五种常见的DBA类 型：TYPE1、TYPE2、TYPE3、TYPE4、TYPE5，其中：

TYPE1：只需要配置固定带宽；

TYPE2：配置固定带宽和保证带宽；

TYPE3：配置保证带宽和最大带宽；

TYPE4：只需要最大带宽；

TYPE5：配置固定带宽、保证带宽、最大带宽，最大带宽大于等 于固定带宽和保证带之和。

在TWDM-PON(TimeWavelengthDivisionMultiplexing-Passive OpticalNetwork，时分波分复用-无源光网络)系统中，为达到每PON 口下行40Gbps、上行10Gbps的接入能力，TWDM-PON系统采用了 波分复用技术，每个TWDM-PON口由4个承载在不同的波长上的 PONMAC(MediaAccessControl，媒体访问控制)堆叠而成。一个 波长通道对应一个物理MAC。这4个物理MAC组成一个逻辑上的 PONMAC。每个波长上行可提供2.5Gbps速率的传输能力。这样， 每个TWDM-PON口提供下行4×10G、上行4×2.5G的上行接入能 力。

如同GPON(Gigabit-CapablePassiveOpticalNetwork，吉比特无 源光网络)、XGPON(XG-PassiveOpticalNetwork，万兆吉比特无源 光网络)系统一样，TWDMONU需要在OLT的PON口下被发现、 测距、激活。所不同的是，在GPON或XGPON系统中，GPON或 XGPON每个PON口对应一个物理MAC，同一个ONU一般只能在 一个PON注册、授权及配置业务。而在TWDM-PON系统中，一个 OLTPON口对应4个波长通道MAC，ONU和波长通道并不是一一 对应关系，ONU并不和OLT某个特定的波长通道MAC关联。OLT 可以根据需要(例如节能需要、避免拥塞、流量均衡或充分利用带宽 等)调整ONU的上下行波长，使ONU工作到PON口下的特定的波 长通道MAC上。

在ONU切换到不同的波长通道MAC之前，ONU在OLT上的 各种业务配置需要在OLTPON口的各个波长通道MAC上保持相同 或同步。例如ONU的授权、状态、VLAN(VirtualLocalAreaNetwork， 虚拟局域网)转换、带宽、GEM流端口等配置。大部分配置都可以 在OLT不同的波长通道MAC之间复制，例如ONU的授权、 GEMPORT配置、VLAN操作等。

但是，带宽不能简单复制，如果仅仅是简单的复制，TWDM-PON 口上行带宽将不能到达10Gbps。例如，如果ONU_1的用户需要配置 2G的固定带宽，如果仅仅是简单的带宽复制，PON口的4个波长通 道都配置2G的带宽，该ONU_1将在每个通道MAC上都占用2G的 带宽，而ONU_1只会在其中的一个波长通道MAC上激活，这样一 来，PON口将浪费2G×3＝6G的带宽。TWDM-PON口的上行10G 的剩余可用带宽将大大减少。因此，带宽配置需要特殊的处理。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种 TWDM-PON系统中的DBA带宽配置方法，能够充分利用 TWDM-PON各个波长子通道的上行带宽，OLT通过DBA配置，为 ONU的各项业务分配带宽，在满足ONU的带宽要求的前提下，尽可 能的充分利用OLT的总带宽。

本发明提供一种TWDM-PON系统中的DBA带宽配置方法，该 TWDM-PON系统包括OLT和ONU，该方法包括以下步骤：

S1、OLT轮询波长子通道上ONUi的状态，ONUi代表 TWDM-PON系统中PON口下的第i个ONU，i为正整数；

S2、OLT判断ONUi是否已激活，如果已激活，则转到步骤S4； 否则，转到步骤S3；

S3、OLT上ONUi的带宽配置无效，转到步骤S11；

S4、OLT计算ONUi的固定带宽与保证带宽之和Bi1，转到步骤 S5；

S5、OLT判断ONUi的带宽配置是否已生效，如果已生效，则转 到步骤S9；否则，转到步骤S6；

S6、OLT判断ONUi的固定带宽与保证带宽之和Bi1是否大于波 长子通道的剩余带宽Bs，如果是，则转到步骤S7；否则，转到步骤 S8；

S7、OLT启动ONUi的迁移处理过程到另外一个波长子通道；

S8、OLT上ONUi的带宽配置生效，转到步骤S9；

S9、OLT监控ONUi的流量带宽，得到ONUi的实际流量带宽 Bi2，转到步骤S10；

S10、OLT取Bi1、Bi2中的最大值Bi＝MAX(Bi1，Bi2)，转到 步骤S11；

S11、OLT判断ONUi是否为最后一个激活的ONU，如果是，则 转到步骤S12；否则返回步骤S1；

S12、OLT计算该波长子通道的剩余可用带宽Bs＝B-B1-B2-...-Bn， B代表波长子通道的总带宽；Bi1代表第i个ONU的带宽配置中固定 带宽和保证带宽的和；Bi2代表第i个ONU实际占用的带宽；Bi为 宽配置已生效的各个ONU的带宽，即Bi1、Bi2中的最大值，Bn为 Bin、Bin中的最大值，i≤n，n为ONU的总数，n为正整数。

在上述技术方案的基础上，所述OLT上所有针对ONU的业务 带宽配置，只有ONU在相应波长子通道MAC上激活后，相应子通 道MAC上的业务带宽配置才生效，才能通过该MAC的带宽分配 BWmap给ONU分配相应带宽。

在上述技术方案的基础上，所述ONU去激活后，OLT释放该 波长子通道MAC上的带宽资源，即使是分配到该ONU的固定带宽， 在ONU去激活后，OLT也不会通过BWmap给ONU分配相应带宽。

在上述技术方案的基础上，新上线的ONU在TWDM-PON口 的任意一个波长通道激活。

在上述技术方案的基础上，所述新上线的ONU均匀分布到各 个波长通道MAC上。

在上述技术方案的基础上，所述新上线的ONU在相应的缺省 波长通道激活后，带宽配置并没有实际生效，OLT判断该缺省波长子 通道是否满足该ONU的带宽要求：OLT比较波长子通道的剩余带宽， 如果剩余带宽大于该ONU的“固定带宽+保证带宽的和”，即Bs>Bi1， 则该通道满足该新上线ONU的带宽需求，OLT使该ONU的带宽配 置在该通道生效，OLT通过该子通道MAC的带宽分配BWmap给该 ONU分配带宽；如果剩余带宽小于该ONU的“固定带宽+保证带宽 的和”，即Bs<Bi1，则OLT启动该ONU的迁移过程。

在上述技术方案的基础上，所述OLT查询其他波长子通道的剩 余带宽，选择一个满足该ONU带宽要求的波长通道，并启动ONU 的迁移过程。

在上述技术方案的基础上，所述ONU迁移到目的波长通道后， 使带宽配置在该MAC上生效，OLT在新的波长通道MAC上通过 BWmap给该ONU分配带宽。

在上述技术方案的基础上，所述ONU去激活后，对应的波长 通道MAC释放与该ONU相关的带宽，即使是固定带宽和保证带宽 也不保留，即在该波长通道上释放带宽，即Bil＝0，该ONU再次上 线后，作为新的ONU进行处理。

与现有技术相比，本发明的优点如下：

(1)本发明针对TWDM-PON系统设备的特点，提出一种 TWDM-PON系统设备在OLTMAC上配置ONU带宽的方法。本发 明在OLT上分配ONU的带宽，在ONU去激活或不在线后释放；OLT 周期性监测PON口波长子通道MAC上ONU的实际带宽，计算出波 长子通道上的剩余可用带宽；根据新上线ONU的带宽配置需求，决 定是否进行ONU的迁移操作，以满足新上线ONU的带宽需求。

(2)本发明能够充分利用TWDM-PON各个波长子通道的上行 带宽，OLT通过DBA配置，为ONU的各项业务分配带宽，在满足 ONU的带宽要求的前提下，尽可能的充分利用OLT的总带宽。

(3)本发明中的DBA带宽配置方法与GPON及XGPON通用 的DBA带宽配置方法兼容。

附图说明

图1是本发明实施例中OLT业务卡的带宽配置流程图。

图中，ONUi代表TWDM-PON系统中PON口下的第i个ONU， i为正整数；B代表波长子通道的总带宽；Bi1代表第i个ONU的带 宽配置中固定带宽和保证带宽的和；Bi2代表第i个ONU实际占用的 带宽；Bi为宽配置已生效的各个ONU的带宽，即Bi1、Bi2中的最 大值，Bn为Bin、Bin中的最大值，i≤n，n为ONU的总数，n为正 整数。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细描述。

参见图1所示，本发明实施例提供一种TWDM-PON系统中的 DBA带宽配置方法，该TWDM-PON系统包括OLT和ONU，该方法 包括以下步骤：

S1、OLT轮询波长子通道上ONUi的状态，ONUi代表 TWDM-PON系统中PON口下的第i个ONU，i为正整数；

S2、OLT判断ONUi是否已激活，如果已激活，则转到步骤S4； 否则，转到步骤S3；

S3、OLT上ONUi的带宽配置无效，转到步骤S11；

S4、OLT计算ONUi的固定带宽与保证带宽之和Bi1，转到步骤 S5；

S5、OLT判断ONUi的带宽配置是否已生效，如果已生效，则转 到步骤S9；否则，转到步骤S6；

S6、OLT判断ONUi的固定带宽与保证带宽之和Bi1是否大于波 长子通道的剩余带宽Bs，如果是，则转到步骤S7；否则，转到步骤 S8；

S7、OLT启动ONUi的迁移处理过程到另外一个波长子通道；

S8、OLT上ONUi的带宽配置生效，转到步骤S9；

S9、OLT监控ONUi的流量带宽，得到ONUi的实际流量带宽 Bi2，转到步骤S10；

S10、OLT取Bi1、Bi2中的最大值Bi＝MAX(Bi1，Bi2)，转到 步骤S11；

S11、OLT判断ONUi是否为最后一个激活的ONU，如果是，则 转到步骤S12；否则返回步骤S1；

S12、OLT计算该波长子通道的剩余可用带宽Bs＝B-B1-B2-...-Bn， B代表波长子通道的总带宽；Bi1代表第i个ONU的带宽配置中固定 带宽和保证带宽的和；Bi2代表第i个ONU实际占用的带宽；Bi为 宽配置已生效的各个ONU的带宽，即Bi1、Bi2中的最大值，Bn为 Bin、Bin中的最大值，i≤n，n为ONU的总数，n为正整数。

TWDM-PON将传统的时分复用PON技术和波分技术结合起来， TWDM-PON口一般支持4或8个波长通道，每个波长通道支持下行 方向10Gbps、上行方向10Gbps的对称接入能力；或下行方向10Gbps、 上行方向2.5Gbps的非对称接入能力。为简化起见，本文以40G TWDM-PON为例进行说明。每40GTWDM-PON口支持4个波长通 道，每个波长通道提供10Gbps、2.5Gbps的非对称接入能力。

用户通过网管或命令行下发ONU的上行带宽配置，ONU的上行 带宽配置被实时下发到OLT的TWDM-PONMAC的所有波长子通道 MAC上，与GPON和XGPON设备不同，这些配置并不立即生效， 即使是分配到该ONU的固定带宽，波长子通道MAC也不会预留带 宽资源，MAC也不会通过BWmap(BandWidthmappartition，带宽 分配)给ONU分配相应带宽，OLT上所有针对ONU的业务带宽配 置，只有ONU在相应波长子通道MAC上激活后，相应子通道MAC 上的业务带宽配置才生效，才能通过该MAC的BWmap给ONU分 配相应带宽。ONU去激活后，OLT释放该波长子通道MAC上的带 宽资源，即使是分配到该ONU的固定带宽，在ONU去激活后，OLT 也不会通过BWmap给ONU分配相应带宽，这是TWDM-PON与 GPON、XGPON的不同之处。

OLT需要保证新上线的ONU的业务需求，特别是在ONU激活 的波长子通道上，该子通道MAC必须能够满足ONU的带宽需求。 而每个波长子通道MAC的上行总带宽是有限的，只能提供2.5Gbps 的上行传输能力。基于上述原因，OLT需要从四个波长子通道选择一 个合适的，作为ONU的工作波长通道。为达到上述目的，OLT需要 获取每个波长子通道的剩余带宽。为了获取波长子通道的剩余带宽， OLT需要周期性监视各个波长通道上ONU的流量及平均带宽。

ONU的带宽配置包含固定带宽、保证带宽和最大带宽，参见图 1，图1中的ONUi代表TWDM-PON系统中PON口下的第i个ONU， i为正整数；B代表波长子通道的总带宽；Bi1代表第i个ONU的带 宽配置中固定带宽和保证带宽的和；Bi2代表第i个ONU实际占用的 带宽；Bs代表波长子通道的剩余带宽。固定带宽、保证带宽是必须 保证的，即图1中的Bi1是必须保证的。OLT监控ONU的流量带宽， 即图1中的Bi2，在ONU数据流量大时，实际流量带宽可能大于固 定带宽与保证带宽的和，ONU实际流量小时，实际流量可能小于固 定带宽与保证带宽的和。为了使波长子通道MAC上新加入的ONU 对现有ONU的影响尽可能小或没有影响，取实际流量带宽、“固定 带宽+保证带宽的和”二者中的最大者作为现有ONU的带宽Bi，图 1中Bi＝MAX(Bi1，Bi2)，表示取Bi1和Bi2中的最大值。

TWDM-PON口每个波长子通道总带宽B(2.5Gbps)减去带宽配 置已生效的各个ONU的带宽Bi，得到该波长子通道的剩余带宽Bs， 即Bs＝B-B1-B2-...-Bn，剩余带宽Bs可用于新上线的ONU带宽分配。

新上线的ONU可以在TWDM-PON口的任意一个波长通道激 活，为减少ONU的迁移次数，新上线的ONU尽可能均匀分布到各 个波长通道MAC上。新上线的ONU在相应的缺省波长通道激活后， 带宽配置并没有实际生效。OLT判断该缺省波长子通道是否满足该 ONU的带宽要求：OLT比较波长子通道的剩余带宽，如果剩余带宽 大于该ONU的“固定带宽+保证带宽的和”，即Bs>Bi1，则该通道能 满足该新上线ONU的带宽需求，OLT使该ONU的带宽配置在该通 道生效，OLT通过该子通道MAC的BWmap给该ONU分配带宽。 如果剩余带宽小于该ONU的“固定带宽+保证带宽的和”，即Bs<Bi1， 则OLT需要启动该ONU的迁移过程。

OLT查询其他波长子通道的剩余带宽，选择一个能满足该ONU 带宽要求的波长通道，并启动ONU的迁移过程。

ONU迁移到目的波长通道后，使带宽配置在该MAC上生效， OLT在新的波长通道MAC上通过BWmap给该ONU分配带宽。

ONU去激活后，对应的波长通道MAC释放与该ONU相关的带 宽，即使是固定带宽和保证带宽也不保留，即在该波长通道上释放带 宽，即Bil＝0，该ONU再次上线后，作为新的ONU进行处理。

本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种修改和变型，倘 若这些修改和变型在本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则这 些修改和变型也在本发明的保护范围之内。

说明书中未详细描述的内容为本领域技术人员公知的现有技术。