LR‑EPON通信系统及基于LR‑EPON通信系统的通信方法技术方案

本发明专利技术提供的LR‑EPON通信系统以及基于LR‑EPON通信系统的通信方法中，在数据上行时，各个ONU可以向OLT上报REPORT帧，该REPORT帧包括该ONU下一轮询周期需要的带宽资源。OLT可以基于接收到的REPORT帧并根据实际情况动态地基于预设的算法为各个ONU分配下一轮询周期带宽资源；在数据下行时，OLT可以根据缓存的下行数据信息为各个待接收数据的ONU动态分配带宽资源；进而使得整个系统的功耗能够有效降低，此外还可以减少ONU端发射机和接收机的成本，又可以充分利用波长，提高带宽资源的利用率，降低延时。

LR EPON communication system and communication method of LR communication system based on EPON

LR EPON communication system provided by the invention, based on LR EPON communication method, data in the uplink, each ONU can report REPORT to the OLT frame, REPORT frame includes a polling cycle need bandwidth resources in the ONU. OLT REPORT frame based on the received and according to the actual situation of the dynamic based on preset algorithm for bandwidth allocation for each ONU polling cycle next; data in the downlink, OLT can be ONU dynamic bandwidth allocation for each received data according to the downlink data cache information; and the power consumption of the entire system can be effectively reduced. In addition can also reduce the ONU end of the transmitter and the receiver of the cost, but also can make full use of wavelength, improve the utilization rate of the network bandwidth resources, reduce delay.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于通信
，特别涉及一种LR-EPON通信系统及基于LR-EPON通信系统的通信方法。
技术介绍
随着社会的不断进步与全球经济的快速发展，气候变暖、能源危机等全球化问题日益加剧。由于现有网络系统的能源消耗很大，网络系统的节能减排已刻不容缓，网络能耗中占有较大比重的接入网成为节能技术的重要研究对象。近年来，以太网无源光网络(EthernetPassiveOpticalNetwork，EPON)快速发展，被大量部署，业界认为EPON是实现接入网“最后一公里”的最佳技术选择。然而，多媒体技术的普及和推广导致EPON网络中多播业务与日剧增，从而加剧了网络能量浪费。而其中，光网络单元(OpticalNetworkUnit，ONU)作为EPON系统中重要的耗能设备。由于ONU数量众多，且EPON系统无法根据各个ONU的网络情况进行合理的带宽资源分配，这使得一些需要上报大量资源的ONU无法得到较大的带宽资源，而一些此时不需要上报资源的ONU却持续保持工作状态，从而造成较大的能耗。因此，如何降低多播业务中众多光网络单元ONU的额外能耗成为EPON网络未来发展和演进过程中亟待解决的关键问题之一。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于，提供一种LR-EPON通信系统及基于LR-EPON通信系统的通信方法，用以实现如何在LR-EPON网络中结合WDM(波分复用)技术OFDM(正交频分复用)技术和TDM(时分复用)技术，提供一种LR-EPON通信系统，从而实现节约ONU能耗，降低传输延时以及增加带宽资源吞吐量，提高通信系统性能的目的。为达到上述目的，第一方面，本专利技术提供了一种LR-EPON通信系统，包括：OLT、WSS、ONU和分光器；在数据上行时：所述ONU，用于在本轮询周期内，将上行数据帧调制在指定波长指定子载波的指定时隙的上，并经由分光器以及WSS发送至OLT；其中，所述指定波长、指定子载波以及指定时隙均是由ONU接收到的GATE帧所指示的，所述GATE帧是由所述OLT在上一轮询周期内随下行数据帧一同下发给ONU的；所述ONU，还用于在发送上行数据帧的同时，经由分光器以及WSS向OLT发送REPORT帧；其中，所述REPORT帧包含所述ONU的标识信息以及该ONU在下一轮询周期请求分配的带宽资源；所述OLT，用于接收所述上行数据帧，还用于根据REPORT帧中该ONU请求分配的带宽资源，为该ONU分配下一轮询周期的带宽资源；其中，所述为该ONU分配下一轮询周期的带宽资源具体包括：根据所述REPORT帧中ONU的标识信息判断该ONU所属的分组以及所述分组所属的群落，并在预存的每一个群落对应的两组预设波长中选择至少一种波长作为该ONU指定的波长；基于预设的算法并根据该ONU请求分配的带宽资源，为该ONU分配所述指定波长的指定子载波的指定时隙；所述OLT，还用于将带宽资源的分配结果以GATE帧的形式随本轮询周期内的下行数据帧一同下发给ONU。可选地，在数据下行时：所述OLT，用于根据自身缓存的城域网中的下行业务数据，为每一个待接收下行数据帧的ONU分配下一轮询周期的带宽资源；其中，所述为每一个待接收下行数据帧的ONU分配下一轮询周期的带宽资源具体包括：根据每一个待接收下行数据帧的ONU的所属分组以及该分组所属群落，从预存的每一个群落对应的两组预设波长中选择至少一种波长作为该ONU在下一轮询周期内的指定波长；基于预设的算法并根据向每一个ONU待发送的下行数据帧的数据量，为每一个ONU分配所述指定波长的指定子载波的指定时隙；所述OLT，还用于将待发送给各个ONU的下行业务帧调制到相应ONU对应的指定波长上并发送至WSS，同时将每个ONU的带宽资源的分配结果以GATE帧的形式经由WSS以及分光器发送至各个ONU；所述WSS，用于对接收到的多个波长进行选择滤波，以使经过滤波之后得到的各个指定波长发送至与各个指定波长对应的各个群落内的分光器上；其中，每一群落内包含两个ONU组，每一个ONU组对应接入一个分光器上；所述分光器，用于将接收到波长进行分光，并向该组内的ONU广播；所述ONU，用于根据接收到的GATE帧的指示，在指定波长的指定子载波的指定时隙获取待接收的下行业务帧。可选地，所述群落是根据各个ONU与OLT之间的距离进行划分的；所述群落中的两个ONU组中的其中一组ONU位于城市中的居民区，另一组ONU位于城市中的办公区。可选地，所述OLT，还用于判断各个ONU所属分组当前的状态；若判断获知该ONU所属分组运行在高峰时期，则在下发的GATE帧中携带周期内假寐休眠控制指令，以使接收到该GATE帧的ONU在下一轮询周期内在非接收或非发送数据时间段内进行假寐休眠；若判断获知该ONU所属分组运行在非高峰时期，则在下发的GATE帧中携带周期间休眠控制指令，以使接收到该GATE帧的ONU在接下来的几个整数的轮询周期内进行休眠。可选地，所述ONU还用于在进入周期间休眠状态时，检测数据量收发情况，当检测到需要收发数据时，退出周期间休眠状态，进行数据收发。第二方面，本法明提供了一种基于LR-EPON通信系统的通信方法，包括：在数据上行时：ONU在本轮询周期内，将上行数据帧调制在指定波长指定子载波的指定时隙上，并经由分光器以及WSS发送至OLT；其中，所述指定波长、指定子载波以及指定时隙均是由ONU接收到的GATE帧所指示的，所述GATE帧是由所述OLT在上一轮询周期内随下行数据帧一同下发给ONU的；ONU在发送上行数据帧的同时，经由分光器以及WSS向OLT发送REPORT帧；其中，所述REPORT帧包含所述ONU的标识信息以及该ONU在下一轮询周期请求分配的带宽资源；OLT接收所述上行数据帧，还用于根据REPORT帧中该ONU请求分配的带宽资源，为该ONU分配下一轮询周期的带宽资源；其中，所述为该ONU分配下一轮询周期的带宽资源具体包括：根据所述REPORT帧中ONU的标识信息判断该ONU所属的分组以及所述分组所属的群落，并在预存的每一个群落对应的两组预设波长中选择至少一种波长作为该ONU指定的波长；基于预设的算法并根据该ONU请求分配的带宽资源，为该ONU分配所述指定波长的指定子载波的指定时隙；OLT还将带宽资源的分配结果以GATE帧的形式随本轮询周期内的下行数据帧一同下发给ONU。可选地，所述方法还包括：在数据下行时：OLT根据自身缓存的城域网中的下行业务数据，为每一个待接收下行数据帧的ONU分配下一轮询周期的带宽资源；其中，所述为每一个待接收下行数据帧的ONU分配下一轮询周期的带宽资源具体包括：根据每一个待接收下行数据帧的ONU的所属分组以及该分组所属群落，从预存的每一个群落对应的两组预设波长中选择至少一种波长作为该ONU在下一轮询周期内的指定波长；基于预设的算法并根据向每一个ONU待发送的下行数据帧的数据量，为每一个ONU分配所述指定波长的指定子载波的指定时隙；OLT还将待发送给各个ONU的下行业务帧调制到相应ONU对应的指定波长上并发送至WSS，同时将每个ONU的带宽资源的分配结果以GATE帧的形式经由WSS以及分光器发送至各个ONU；WSS对接收到的多个波长进行选择滤波，以使经过滤波之后得到的各个指定波长发送至与各个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种LR‑EPON通信系统，其特征在于，包括：OLT、WSS、分光器和ONU；在数据上行时：所述ONU，用于在本轮询周期内，将上行数据帧调制在指定波长指定子载波的指定时隙上，并经由分光器以及WSS发送至OLT；其中，所述指定波长、指定子载波以及指定时隙均是由ONU接收到的GATE帧所指示的，所述GATE帧是由所述OLT在上一轮询周期内随下行数据帧一同下发给ONU的；所述ONU，还用于在发送上行数据帧的同时，经由分光器以及WSS向OLT发送REPORT帧；其中，所述REPORT帧包含所述ONU的标识信息以及该ONU在下一轮询周期请求分配的带宽资源；所述OLT，用于接收所述上行数据帧，还用于根据REPORT帧中该ONU请求分配的带宽资源，为该ONU分配下一轮询周期的带宽资源；其中，所述为该ONU分配下一轮询周期的带宽资源具体包括：根据所述REPORT帧中ONU的标识信息判断该ONU所属的分组以及所述分组所属的群落，并在预存的每一个群落对应的两组预设波长中选择至少一种波长作为该ONU指定的波长；基于预设的算法并根据该ONU请求分配的带宽资源，为该ONU分配所述指定波长的指定子载波的指定时隙；所述OLT，还用于将带宽资源的分配结果以GATE帧的形式随本轮询周期内的下行数据帧一同下发给ONU。...

【技术特征摘要】
1.一种LR-EPON通信系统，其特征在于，包括：OLT、WSS、分光器和ONU；在数据上行时：所述ONU，用于在本轮询周期内，将上行数据帧调制在指定波长指定子载波的指定时隙上，并经由分光器以及WSS发送至OLT；其中，所述指定波长、指定子载波以及指定时隙均是由ONU接收到的GATE帧所指示的，所述GATE帧是由所述OLT在上一轮询周期内随下行数据帧一同下发给ONU的；所述ONU，还用于在发送上行数据帧的同时，经由分光器以及WSS向OLT发送REPORT帧；其中，所述REPORT帧包含所述ONU的标识信息以及该ONU在下一轮询周期请求分配的带宽资源；所述OLT，用于接收所述上行数据帧，还用于根据REPORT帧中该ONU请求分配的带宽资源，为该ONU分配下一轮询周期的带宽资源；其中，所述为该ONU分配下一轮询周期的带宽资源具体包括：根据所述REPORT帧中ONU的标识信息判断该ONU所属的分组以及所述分组所属的群落，并在预存的每一个群落对应的两组预设波长中选择至少一种波长作为该ONU指定的波长；基于预设的算法并根据该ONU请求分配的带宽资源，为该ONU分配所述指定波长的指定子载波的指定时隙；所述OLT，还用于将带宽资源的分配结果以GATE帧的形式随本轮询周期内的下行数据帧一同下发给ONU。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，在数据下行时：所述OLT，用于根据自身缓存的城域网中的下行业务数据，为每一个待接收下行数据帧的ONU分配下一轮询周期的带宽资源；其中，所述为每一个待接收下行数据帧的ONU分配下一轮询周期的带宽资源具体包括：根据每一个待接收下行数据帧的ONU的所属分组以及该分组所属群落，从预存的每一个群落对应的两组预设波长中选择至少一种波长作为该ONU在下一轮询周期内的指定波长；基于预设的算法并根据向每一个ONU待发送的下行数据帧的数据量，为每一个ONU分配所述指定波长的指定子载波的指定时隙；所述OLT，还用于将待发送给各个ONU的下行业务帧调制到相应ONU对应的指定波长上并经由WSS以及分光器发送至各个ONU；同时将每个ONU的带宽资源的分配结果以GATE帧的形式经由WSS以及分光器发送至各个ONU；所述WSS，用于对接收到的多个波长进行选择滤波，以使经过滤波之后得到的各个指定波长发送至与各个指定波长对应的各个群落内的分光器上；其中，每一群落内包含两个ONU组，每一个ONU组对应接入一个分光器上；所述分光器，用于将接收到波长进行分光，并向该组内的ONU广播；所述ONU，用于根据接收到的GATE帧的指示，在指定波长的指定子载波的指定时隙获取待接收的下行业务帧。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述群落是根据各个ONU与OLT之间的距离进行划分的；所述群落中的两个ONU组中的其中一组ONU位于城市中的居民区，另一组ONU位于城市中的办公区。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述OLT，还用于判断各个ONU所属分组当前的状态；若判断获知该ONU所属分组运行在高峰时期，则在下发的GATE帧中携带周期内假寐休眠控制指令，以使接收到该GATE帧的ONU在下一轮询周期内在非接收或非发送数据时间段内进行假寐休眠；若判断获知该ONU所属分组运行在非高峰时期，则在下发的GATE帧中携带周期间休眠控制指令，以使接收到该GATE帧的ONU在接下来的几个整数的轮询周期内进行休眠。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述ONU还用于在进入周期间休眠状态时，检测数据量收发情况，当检测...

【专利技术属性】
技术研发人员：张民，刘雪芳，张赫，王丹石，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：北京;11