本发明专利技术公开了一种混合时分波分无源光网络系统架构改进方法，尤其适用于城市中常见的商住混合楼宇应用场景。本发明专利技术提出的方案对现有的无源光网络(PON)的架构进行如下改进：在商业用户对波长带宽资源有较高需求的应用场景(如商住混合楼宇中的白天时段)，可将相对较为空闲的住宅区域的波长资源动态地分配给商业用户使用；反之，在住宅用户对波长带宽资源有较高需求的应用场景(如商住混合楼宇中的夜晚时段)，则可将商业区域的波长资源动态地分配给住宅用户使用，整个分配过程可根据两个区域的资源使用情况动态进行调整。使用本系统进行波长资源分配，可提高波长资源的利用率，并降低阻塞率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及了一种混合时分波分无源光网络系统架构改进方法，属于无源光网络、光纤通信、接入网领域。
技术介绍
波分复用无源光网络(WDM-PON)最早由美国朗讯贝尔实验室在1994年的RiteNet项目中提出，由于成本原因，直至波分复用器件价格逐渐下降后才得以发展。目前，PON技术的两个主要演进方向中：一个是单波长更高传输速率，另一个就是WDM-PON。由于目前已经大量部署了时分复用无源光网络(TDM-PON)，业界普遍认为在TDM-PON向未来WDM-PON过渡的时期，出于成本等因素的考虑，需要引入TDM-PON与WDM-PON相混合的技术，即TWDM-PON。TWDM-PON可以很大程度地改善现有网络资源的利用率，在保证较高用户接入带宽的前提下，实现较低的使用成本。同时，TWDM-PON吸收了两种已有PON的技术优点，拥有较高的安全性，并且有利于延长现有系统的生命周期。在目前城市中常见的商住混合楼宇应用场景中，商业用户组和住宅用户组有典型的资源需求时段性，在同一时段下对波长资源的需求量有着较为显著的区别。如今，资源的利用率和网络的时延成了运营商部署TWDM-PON系统的重要参考指标，在商住混合楼宇应用场景中用户对资源的需求特性使得TWDM-PON系统的应用具有其典型的必要性。本专利技术基于常见的商住混合楼宇应用场景，通过对现有的无源光网络(PON)的架构进行相应修改，可以实现时延性能的提升和系统整体带宽利用率的提高。
技术实现思路
本专利技术提出了一种基于波长资源共享的混合时分波分无源光网络系统架构改进方案，其结构如附图1所示，其资源分配基本流程如附图2所示。本专利技术提出的改进方案中，ONU被分为典型的商业用户组(ONU组1)和住宅用户组(ONU组2)。而下行波长被分为商业组波长A和住宅组波长B。场景一：当特定时间段内商业组(ONU组1)对默认波长A的资源需求超出限制而住宅组(ONU组2)的默认波长B有资源可用时，系统将切换并分配一部分波长资源B给商业组的部分ONU使用。场景二：当特定时间内住宅组(ONU组2)对默认波长B的资源需求超出限制而商业组(ONU组1)的默认波长A有资源可用时，系统将分配一部分波长资源A给住宅组的部分ONU使用。当其中一组(如ONU组1)有超出限制的波长资源需求而另一组(ONU组2)无剩余资源可用时则照常在本组波长资源A上进行分配。而每组的空闲状态定义则由初期流量统计决定并及时动态修改。在场景一中，OLT为ONU组1分配波长资源的具体实施过程为：步骤1-1)、所有在线ONU向OLT发送REPORT消息，ONU组1中使用默认波长A的ONU通过波长A向OLT发送REPORT消息，而使用波长B的ONU则通过波长B向OLT发送REPORT消息；步骤1-2)、OLT根据收到的REPORT信息，判断波长B下一时段是否空余资源。若波长B下一时段无空余资源，转步骤5，否则进行下一步；步骤1-3)、OLT判断ONU组1是否有超出带宽限制的请求。若不存在，转步骤5，否则进行下一步；步骤1-4)、OLT根据优先级，在ONU组1默认波长A上为ONU组1的各个ONU分配带宽，并在空闲的ONU组2默认波长B上为ONU组1超出带宽限制的部分ONU分配带宽并转步骤6；步骤1-5)、OLT根据优先级，在波长A上为ONU组1的各个ONU分配带宽；步骤1-6)、ONU根据授权帧，将上行发射波长调节到指定波长，开始业务的发送。在场景一中，OLT为ONU组2在其默认波长B上分配波长资源的具体实施过程为：步骤2-1)、所有在线ONU向OLT发送REPORT消息；步骤2-2)、OLT根据收到的REPORT信息和优先级，在ONU组2默认波长B上为ONU组2的各个ONU分配带宽；步骤2-3)、ONU根据授权帧，将上行发射波长调节到指定波长，开始业务的发送。附图说明图1是本专利技术提出的一种基于波长资源共享的TWDM-PON系统架构改进方案的系统结构图。图2是本专利技术提出的改进方案中波长资源分配方法流程图(以ONU组1为例)。图3是本专利技术改进的TWDM-PON系统中OLT的状态转移图。图4是本专利技术改进的TWDM-PON系统中ONU的状态转移图。(a)ONU组1；(b)ONU组2。有益效果在现有常见的商住混合楼宇应用场景中，采用本专利技术提出的一种基于波长资源共享的TWDM-PON系统架构改进方案，可以实现时延性能的提升和系统整体带宽利用率的提高，也有利于延长现有系统的生命周期。具体实施方式图1展示了TWDM-PON系统基本架构，下面结合图2对本专利技术的技术方案进行详细说明：在场景一中，OLT为ONU组1分配波长资源的具体实施过程为：步骤1-1)、所有在线ONU向OLT发送REPORT消息，ONU组1中使用默认波长A的ONU通过波长A向OLT发送REPORT消息，而使用波长B的ONU则通过波长B向OLT发送REPORT消息；步骤1-2)、OLT根据收到的REPORT信息，判断波长B下一时段是否空余资源。若波长B下一时段无空余资源，转步骤5，否则进行下一步；步骤1-3)、OLT判断ONU组1是否有超出带宽限制的请求。若不存在，转步骤5，否则进行下一步；步骤1-4)、OLT根据优先级，在ONU组1默认波长A上为ONU组1的各个ONU分配带宽，并在空闲的ONU组2默认波长B上为ONU组1超出带宽限制的部分ONU分配带宽并转步骤6；步骤1-5)、OLT根据优先级，在波长A上为ONU组1的各个ONU分配带宽；步骤1-6)、ONU根据授权帧，将上行发射波长调节到指定波长，开始业务的发送。在场景一中，OLT为ONU组2在其默认波长B上分配波长资源的具体实施过程为：步骤2-1)、所有在线ONU向OLT发送REPORT消息；步骤2-2)、OLT根据收到的REPORT信息和优先级，在ONU组2默认波长B上为ONU组2的各个ONU分配带宽；步骤2-3)、ONU根据授权帧，将上行发射波长调节到指定波长，开始业务的发送。图3中展示了OLT的三种资源分配选择状态，即：①波长A只分配给ONU组1、波长B只分配给ONU组2；②波长A只分配给ONU组1、波长B(由于ONU组2状态空闲)分配给ONU组1和组2；③波长A(由于ONU组1状态空闲)分配给ONU组1和组2、波长B只分配给ONU组1。图中展示了系统整体在不同条件(状态)下OLT对波长资源的动态分配情况。图4中展示了ONU组1(图(b)为对应的ONU组2)上行波长选择的两种状态，即：①ONU组1只使用波长A传输上行数据；②ONU组1中不超出带宽限制的ONU直接使用波长A传输上行数据，有超出带宽限制请求的ONU按照OLT的分配使用波长B传输上行数据。图中展示了系统整体在不同条件(状态)下两个ONU组动态调整使用两个波长资源的情况。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种混合时分波分无源光网络系统架构改进方法，其特征在于，ONU被分为典型的商业用户组即ONU组1和住宅用户组即ONU组2，对应的上行波长被分为商业组波长A和住宅组波长B；场景一：当特定时间段内ONU组1对默认波长A的资源需求超出限制而ONU组2的默认波长B有资源可用时，系统将切换并分配一部分波长资源B给商业组的部分ONU使用；场景二：当特定时间内ONU组2对默认波长B的资源需求超出限制而ONU组1的默认波长A有资源可用时，系统将分配一部分波长资源A给住宅组的部分ONU使用；当其中一组有超出限制的波长资源需求而另一组无剩余资源可用时则照常在本组波长资源A上进行分配，而每组的空闲状态定义则由初期流量统计决定并及时动态修改；在场景一中，OLT为ONU组1分配波长资源的具体实施过程为：步骤1‑1)、所有在线ONU向OLT发送REPORT消息，ONU组1中使用默认波长A的ONU通过波长A向OLT发送REPORT消息，而使用波长B的ONU则通过波长B向OLT发送REPORT消息；步骤1‑2)、OLT根据收到的REPORT信息，判断波长B下一时段是否空余资源。若波长B下一时段无空余资源，转步骤5，否则进行下一步；步骤1‑3)、OLT判断ONU组1是否有超出带宽限制的请求。若不存在，转步骤5，否则进行下一步；步骤1‑4)、OLT根据优先级，在ONU组1默认波长A上为ONU组1的各个ONU分配带宽，并在空闲的ONU组2默认波长B上为ONU组1超出带宽限制的部分ONU分配带宽并转步骤6；步骤1‑5)、OLT根据优先级，在波长A上为ONU组1的各个ONU分配带宽；步骤1‑6)、ONU根据授权帧，将上行发射波长调节到指定波长，开始业务的发送；在场景一中，OLT为ONU组2在其默认波长B上分配波长资源的具体实施过程为：步骤2‑1)、所有在线ONU向OLT发送REPORT消息；步骤2‑2)、OLT根据收到的REPORT信息和优先级，在ONU组2默认波长B上为ONU组2的各个ONU分配带宽；步骤2‑3、ONU根据授权帧，将上行发射波长调节到指定波长，开始业务的发送。...
【技术特征摘要】
1.一种混合时分波分无源光网络系统架构改进方法，其特征在于，ONU被分为典型的商业用户组即ONU组1和住宅用户组即ONU组2，对应的上行波长被分为商业组波长A和住宅组波长B；场景一：当特定时间段内ONU组1对默认波长A的资源需求超出限制而ONU组2的默认波长B有资源可用时，系统将切换并分配一部分波长资源B给商业组的部分ONU使用；场景二：当特定时间内ONU组2对默认波长B的资源需求超出限制而ONU组1的默认波长A有资源可用时，系统将分配一部分波长资源A给住宅组的部分ONU使用；当其中一组有超出限制的波长资源需求而另一组无剩余资源可用时则照常在本组波长资源A上进行分配，而每组的空闲状态定义则由初期流量统计决定并及时动态修改；在场景一中，OLT为ONU组1分配波长资源的具体实施过程为：步骤1-1)、所有在线ONU向OLT发送REPORT消息，ONU组1中使用默认波长A的ONU通过波长A向OLT发送REPORT消息，而使用波长B的ONU则通过波长B向OLT发送REPORT消息；...
【专利技术属性】
技术研发人员：沈建华，徐赟昊，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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