一种光与无线融合的接入网架构、资源分配方法及接入网组成比例

本发明专利技术涉及一种光与无线融合的接入网架构、资源分配方法及接入网，包括：依次设置的站点、无线接入点、光网络单元和光线路终端；接入网构架的无线段的无线接入点只部署物理层功能，无线接入点的媒介访问控制层及其上层被集中到光线路终端的MAC层，形成联合MAC层；站点拥有所有的Wi

【技术实现步骤摘要】
一种光与无线融合的接入网架构、资源分配方法及接入网


[0001]本专利技术涉及无线局域网
，尤其是指一种光与无线融合的接入网架构、资源分配方法及接入网。

技术介绍

[0002]基于IEEE 802.11ax的无线局域网(WiFi
‑
6)已经运用正交频分多址(Orthogonal frequency division multiple access,OFDMA)技术来为用户提供千兆网络接入。为了更好的保证服务质量(Quality of service,QoS)，多接入点(Access point，AP)协作已经在下一代Wi
‑
Fi网络中被提出。为了更好的支持多AP协作，一个有前景的方法是把媒介访问控制层(MAC)及其上层移到一个集中式的结构当中，形成一个集中的Wi
‑
Fi接入网络(Centralized Wi
‑
Fi access network，C
‑
WAN)。C
‑
WAN与蜂窝网络中云无线接入的(Cloud radio access network,C
‑
RAN)有相似点，其前传网络有严格的高带宽和低时延需求。在C
‑
WAN中，前传的时延需要低于16微妙，是远小于C
‑
RAN的前传时延需求的。然而，时分复用的无源光网络(TDM
‑
PON)很难满足时延的严格需求。此外，即使波分复用的无源光网络(WDM
‑
PON)可以实现低时延，但给每个AP分配一个确定的波长会导致很高的消耗。因此，正交频分复用的无源光网络(OFDM
‑
PON)被认为是一种有前景的支持前传的技术，它的子载波可以根据需求被分配给每个AP。然而，在严格时延要求下基于OFDM
‑
PON融合的C
‑
WAN架构还有待进一步研究。
[0003]现有的PON与Wi
‑
Fi融合架构中，PON与Wi
‑
Fi是独立工作的，缺乏联合的资源调度机制。
[0004]此外，现有的Wi
‑
Fi仍然采取基于竞争的接入方式，在现有的PON与Wi
‑
Fi接入架构中，为了保证数据的传输，光与无线子载波分配比例≥1，由于无线接入的不确定性，会导致无线资源的浪费，进而导致OFDM
‑
PON子载波资源利用率的下降。

技术实现思路

[0005]为此，本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有技术中PON与Wi
‑
Fi是独立工作的，缺乏联合的资源调度机制的技术缺陷。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种光与无线融合的接入网架构，包括：
[0007]依次设置的站点、无线接入点、光网络单元和光线路终端，所述光线路终端与光网络单元通过光纤分配器连接，所述无线接入点与站点通过无线信号连接，所述无源光网络采用正交频分复用的无源光网络；
[0008]所述接入网构架的无线段的无线接入点上只部署物理层功能，其MAC层及上层被集中到光线路终端的MAC层，形成联合MAC层；
[0009]所述站点拥有所有的Wi
‑
Fi协议功能，所述站点的MAC帧被封装成物理帧；
[0010]其中，当站点成功接入到网络，所述站点的物理帧通过预设的子载波传输到无线接入点，之后通过正交频分复用的无源光网络的上行链路传输到Wi
‑
Fi服务器的媒介访问
控制层，联合MAC层将Wi
‑
Fi服务器的物理帧解封装以进行数据解析，并且发送确认帧给站点。
[0011]作为优选的，所述无线段的MAC层及上层集中到Wi
‑
Fi服务器上。
[0012]作为优选的，所述Wi
‑
Fi服务器与光线路终端部署在一起。
[0013]作为优选的，所述无线段的无线接入点和光网络单元只部署物理层功能。
[0014]本专利技术公开了一种资源分配方法，基于上述的光与无线融合的接入网架构，包括以下步骤：
[0015]周期性地调度光子载波资源和无线子信道资源；
[0016]在各个周期的开始，根据接入的用户数、分配的子载波单元的数量、竞争窗口和退避阶数，计算每个无线接入点中成功接入的站点的个数r
i
和分配给每个无线接入点的资源单元的个数g
i
；
[0017]依据每个无线接入点中成功接入的站点的个数r
i
和分配给每个无线接入点的资源单元的个数g
i
，计算分配给每个光网络单元的传输单元个数k
i
。
[0018]作为优选的，包括以下步骤：
[0019]根据接入的用户数n、分配的子载波单元的数量R、竞争窗口W和退避阶数m，计算Wi
‑
Fi段的成功接入率，计算成功接入的站点的个数和分配给每个无线接入点的资源单元的个数，计算给每个ONU
‑
AP分配的TU个数k
i
，然后计算出所有无线接入点所需要的传输单元总数TU；
[0020]在Wi
‑
Fi段，站点通过竞争的方式随机接入，若接入成功，站点的物理帧通过子载波单元传输到无线接入点的物理层；若发生了碰撞，接入失败，则站点重新竞争；
[0021]在无源光网络段，判断光载波资源是否足够，若光网络单元需要的传输单元总数U小于等于一个无源纤网络能够提供的传输单元总数T，即U≤T，光载波资源足够，则根据每个用户站点的需求，分配足够的光载波资源k
i
。若U>T，则根据每个用户站点的带宽需求按比例分配正交频分复用无源光网络的子载波资源,即给每个ONU
‑
AP分配成功接入的站点的物理帧通过正交频分复用的无源光网络子载波映射的方式传输到光网络单元的物理层；
[0022]成功传输到光网络单元的物理层的数据进一步向上行发送到联合MAC层，联合MAC层对其进行解封装，解析出WiFi的MAC帧，继而向下行发送确认帧。
[0023]本专利技术公开了一种接入网，包括上述的光与无线融合的接入网架构。
[0024]本专利技术公开了一种接入网，基于上述的资源分配方法进行资源分配。
[0025]本专利技术的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
[0026]1、本专利技术中，PON与Wi
‑
Fi融合架构可以进行统一管理，并对光
‑
无线子载波资源进行联合的调度。
[0027]2、本专利技术提出的一种联合的资源分配算法能够根据系统负载情况动态调整光载波资源和Wi
‑
Fi子信道资源的分配比例，提高资源利用率，从而支持更多的无线接入点AP接入。
附图说明
[0028]图1为本专利技术光与无线融合的接入网架构示意图，其中，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光与无线融合的接入网架构，其特征在于，包括：依次设置的站点、无线接入点、光网络单元和光线路终端，所述光线路终端与光网络单元通过光纤分配器连接，所述无线接入点与站点通过无线信号连接，所述无源光网络采用正交频分复用的无源光网络；所述接入网构架的无线段的无线接入点上只部署物理层功能，其MAC层及上层被集中到光线路终端的MAC层，形成联合MAC层；所述站点拥有所有的Wi
‑
Fi协议功能，所述站点的MAC帧被封装成物理帧；其中，当站点成功接入到网络，所述站点的物理帧通过预设的子载波传输到无线接入点，之后通过正交频分复用的无源光网络的上行链路传输到Wi
‑
Fi服务器的媒介访问控制层，联合MAC层将Wi
‑
Fi服务器的物理帧解封装以进行数据解析，并且发送确认帧给站点。2.根据权利要求1所述的光与无线融合的接入网架构，其特征在于，所述无线段的MAC层及上层集中到Wi
‑
Fi服务器上。3.根据权利要求2所述的光与无线融合的接入网架构，其特征在于，所述Wi
‑
Fi服务器与光线路终端部署在一起。4.根据权利要求2所述的光与无线融合的接入网架构，其特征在于，所述无线接入点与光网络单元仅使用物理层功能。5.一种资源分配方法，基于权利要求1
‑
4任一项所述的光与无线融合的接入网架构，其特征在于，包括以下步骤：周期性地调度子载波单元和传输单元；在各个周期的开始，根据接入的用户数、分配的子载波单元的数量、竞争窗口和退避阶数，计算每个无线接入点中成功接入的站点的个数r
i
和分配的无线资源单元个数g
i
；依据每个无线接入点中成功接入的站点的个数r
...

【专利技术属性】
技术研发人员：李军，陈雨轩，沈纲祥，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：