一种基于休眠节能机制的接入网带宽调度方法技术

本发明专利技术公开了一种基于休眠节能机制的接入网带宽调度方法，针对系统总业务带宽无法完全满足三种类型业务请求的总带宽的情况，优先完全满足EF业务，再将剩余总带宽分配给AF业务和BE业务，对于AF业务和BE业务的ONU带宽分配，通过ONU带宽请求计算得到每个ONU的休眠效益因子，再计算得到每个ONU在不同剩余带宽时的休眠效益值，在进行ONU带宽分配时，通过比较给ONU分配带宽和不给ONU分配带宽的休眠效益值来判断是否给该ONU分配带宽，从而得到最佳休眠效益。在进行剩余总带宽分配时，还可通过设置优先级平衡因子来保证QoS，从而提高系统综合性能。并且，本发明专利技术完全采用软控制的方式来达到节能效果，没有增加硬件成本。

Bandwidth scheduling method for access network based on dormancy energy saving mechanism

The invention discloses an access network bandwidth scheduling method based on the energy saving mechanism of dormancy, the total bandwidth business system can not fully meet the three types of service requests of the total bandwidth priority, fully meet the EF business, then the remaining total bandwidth allocated to AF service and BE service, the ONU bandwidth allocation for AF and BE service the request is calculated for each ONU sleep benefit factor through ONU bandwidth, then calculated the residual bandwidth for each ONU in different sleep efficiency values in ONU bandwidth allocation, by comparing to the ONU bandwidth and not to sleep the benefit of ONU bandwidth allocation value to determine whether the allocation of bandwidth to ONU, in order to get the best sleep benefit. When the remaining total bandwidth is allocated, the QoS can also be guaranteed by setting the priority balance factor so as to improve the overall performance of the system. Moreover, the invention adopts the soft control method to achieve the energy saving effect without increasing the hardware cost.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于接入网
，更为具体地讲，涉及。
技术介绍
光纤宽带接入网中的PON (Passive Optical Network,无源光网络)系统结构主要由中心局的光线路终端(0LT:0ptical Line Terminal)、包含无源光器件的光分配网(0DN:0ptical Distribution Network)、用户端的光网络单兀(ONU:0ptical NetworkUnit)组成，通常采用点到多点的树型拓扑结构。在下行方向，IP数据、语音、视频等多种业务由位于中心局的0LT，采用广播方式通过ODN中的1:N无源光分配器分配到PON上的所有ONU单元。在上行方向，来自各个ONU的多种业务信息互不干扰地通过ODN中的1:N无源光合路器稱合到同一根光纤，最终传输到位于局端的OLT接收端,类似于点到点的结构。在高速率、大带宽需求的驱动下，接入网带宽的需求量呈指数增长，这导致采用PON技术的光纤宽带接入网取得了迅猛的发展，但其系统过高的能耗问题也逐渐引起了广泛的关注。目前国内外研究主要集中在物理层节能方式和数据链路层节能方式，具体如下:a)基于物理层的节能方式基于物理层的节能方式无需改变上层协议，通常改进一些物理层的设备或器件结构，如 Claudio BIANCO, Flavio CUCCHIETTI 等在“Energy consumption trends in theNext Generation Access Network-a Telco perspective”一文中通过不断改进集成电路技术达到节能效果；EITETSU IGAffA, MASAMICHI NOGAMI 等在 “SymmetriclOG-EPON ONUBurst-Mode Transceiver Employing Dynamic Power Save Control Circuit，，一文中米用更好的节能装置，如突发模式的激光器等。b)基于数据链路层的节能方式这种节能方式主要是在EPON (Ethernet Passive Optical Network,以太网无源光网络)的媒体接入控制(MAC, Media Access Control)层和 GPON(Gigabit-CapabIe PON,千兆无源光网络)的传输汇聚(TC, Transmission Convergence)层上设计高效的节能通信协议或算法。其中，ONU休眠方式，即当ONU端的业务流量比较少时使其处于休眠状态，是当前最重要的一种节能方式，在 JUN-1CHI KANI 的“Power Saving Techniques for OpticalAccess，，及 WONG S, VALCARENGHI L 的“Sleep Mode for Energy Saving PONs:Advantagesand Drawbacks”等文章中均有体现。以上两种方式均能达到一定的节能效果，但都不可避免的带来了一些负面影响，有的在一定程度上牺牲了系统的QoS (Quality of Service,服务质量),有的是通过对物理层设备和器件的改变增加了系统的成本。因此开发出一种既能适应现有物理层设备的要求，又能保证系统的QoS的性能优秀、复杂度低、易于实现的绿色带宽分配算法是极其重要的。目前在QoS技术中，为了支持多业务接入的需求，在提高节能效率的同时保证系统的QOS，最常用的是设置统一的优先级分类，并且经常将业务的优先级划分为不同类型，主要将业务的优先级划分为EF (Effort Forward,加速转发型)业务，AF (AssuredForwarding,确保转发型)业务,BE (Best Effort,尽力转发型)业务。EF业务一般都事先由用户和运营商之间进行预约，此类型业务的带宽申请大小是可以预期的，因此在进行系统带宽资源配置保证此类型业务，而剩余带宽不一定足够AF、BE两种业务，在这种情况下如何实现最优节能也是需要进行研究的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供，通过设置优先级平衡因子及休眠效益因子优化业务的带宽分配，从而在保证接入网系统的QoS的同时，获得良好的节能效果。为实现上述专利技术目的，本专利技术基于休眠节能机制的接入网带宽调度方法，包括以下步骤:S1:光线路终端OLT接收来自光网络单元ONU对各个业务的带宽请求，记为带宽请求矩阵B: 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于休眠节能机制的接入网带宽调度方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：光线路终端OLT接收来自光网络单元ONU对各个业务的带宽请求，记为带宽请求矩阵B：B=BEF,1···BEF,i···BEF,NBAF,1···BAF,i···BAF,NBBE,1···BBE,i···BBE,N其中，Bm,i表示第i个ONU对m类业务的带宽请求，m∈{EF,AF,BE}，EF表示该业务类型为加速转发型业务，AF表示该业务类型为确保转发型业务，BE表示该业务类型为尽力转发型业务，i＝1,2,…,N，N表示ONU的数量；系统总业务带宽记为Wt，并且Σi=1NBEF,i<Wt<Σi=1N(BEF,i+BAF,i+BBE,i);S2：按照业务类型分配业务总带宽，其中EF业务的总带宽此时剩余总带宽Wrest＝Wt?WEF，将剩余总带宽Wrest分配给AF业务和BE业务；S3：将各业务的总带宽分配给各个ONU，其中EF业务按照各ONU的带宽请求分配，即WEF,i＝BEF,i，对于AF业务和BE业务，分别采用以下带宽分配方法为各ONU分配带宽：S3.1：计算每个ONU的休眠效益因子再计算每个ONU在不同剩余带宽时的休眠效益值g(i,j)，j表示剩余带宽，取值范围为0≤j≤Wm，对于第i＝1个ONU，当j≥Bm,1时，g(1,j)＝p1，当j＜Bm,1时，g(1,j)＝0；对于第i＝2,3…,N个ONU，当j≥Bm,i并且g(i?1,j)≤g(i?1,j?Bm,i)+pi时，g(i,j)＝g(i?1,j?Bm,i)+pi，否则g(i,j)＝g(i?1,j)；S3.2：按照序号从N到1依次对每个ONU进行带宽分配，当前剩余带宽记为R，剩余带宽初始值为Wm，记最佳休眠效益为Q，初始值为0；对于第 i＝N,N?1,…,2个ONU，根据步骤3.2中得到的各ONU对应不同剩余带宽的休眠效益值，如果g(i,R)＞g(i?1,R)，则Wm,i＝Bm,i，更新R＝R?Bm,i，Q＝Q+pi，否则Wm,i＝0；对于第i＝1个ONU，如果g(N,Wm)?Q＝p1，则Wm,1＝Bm,1，Q＝Q+pi，否则Wm,1＝0；S4：根据步骤S2和步骤S3即可得到ONU的带宽分配矩阵：W=WEF,1···WEF,i···WEF,NWAF,1···WAF,i···WAF,NWBE,1···WBE,i···WBE,NOLT将带宽分配矩阵W向各ONU广播，完成接入网带宽调度。FDA0000400721370000013.jpg,FDA0000400721370000014.jpg...

【技术特征摘要】
1.一种基于休眠节能机制的接入网带宽调度方法，其特征在于，包括以下步骤: S1:光线路终端OLT接收来自光网络单元ONU对各个业务的带宽请求，记为带宽请求矩阵B: 2.根据权利要求1所述的基于休眠节能机制的接入网带宽调度方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张崇富，肖能武，邱昆，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：