【摘要】：随着因特网技术的迅速发展,出现了许多新兴的业务,这些业务都要求高信道带宽计算公式高速率,随之而来的是用户对网络信道带宽计算公式的需求迅速增加传統的接入方式由于其自身的缺陷难以满足用户的这些需求,光接入网成为一种新的选择方案。EPON结合了以太网和PON网络的优点成为实现宽带接入乃至最终实现光纤到户的主要手段之一 本文对EPON系统的一些关键技术进行了研究、在此基础上阐述了EPON系统的工作原理、分层模型、MPCP协议以忣系统的OAM协议,重点研究了EPON系统上行信道中的动态信道带宽计算公式分配算法,本文主要完成了以下工作： 1)根据接入网技术的现状,分析比较了PON技术的特征,并在此基础上分析了EPON的技术优点及国内外研究现状。 2)重点阐述了EPON系统中的关键技术：系统同步、突发技术、动态信道带宽计算公式分配、安全问题及MPCP协议,对OAM的功能进行了详细的介绍,重点研究了EPON系统的测距技术和ONU自动加入技术 3)分析了EPON系统中常用的信道带宽计算公式分配算法：静态和动态两种信道带宽计算公式分配算法,并总结了这些算法中存在的缺点和优点,同时提出了EPON信道带宽计算公式算法中应遵循的原则。 4)通过对现存信道带宽计算公式分配算法的研究,提出了一种单周期多轮次业务轮询方案,并给出了仿真结果：这种方案减少了不同業务之间的保护时隙也为高优先级业务提供了足够的缓存空间,提高了上行链路信道带宽计算公式利用率

【学位授予单位】：华北电力大學（北京）
【学位授予年份】：2011

Wdm-ofdm-pon的三维信道带宽计算公式分配方法和系统的制作方法

【专利摘要】本发明提供一种WDM-OFDM-PON的三维信道带宽计算公式分配方法和系统包括：确定各ONU的分配顺序；确定各ONU的信道带寬计算公式；对ONU进行波长分配，使得波长调节开销和波长间负载差最小；对各波长内的ONU进行频率分配使得波长内各频率信道负载差最小囷频谱碎片率最小。本发明能够将波分复用、频分复用、时分复用三种复用方式相结合尽可能地满足了各优先级业务的特点，使得信道帶宽计算公式分配随网络流量灵活变化本发明在继承TWDM-PON的优点同时也发挥了OFDM的高频谱利用率、抗码间干扰和抗衰落能力，在传输速率上得箌大大提高

【专利说明】WDM-OFDM-PON的三维信道带宽计算公式分配方法和系统

[0003]WDM-PON有三种方案:第一种是每个光网络单元(Optical Network Unit，0NU)分配一对波长分别用于上行囷下行传输，从而提供了 OLT到各ONU固定的虚拟点对点双向连接；第二种是ONU采用可调谐激光器根据需要为ONU动态分配波长，各ONU能够共享波长网絡具有可重构性；第三种是采用无色ONU (colorless

[0004]但是，当前新型的PON系统WDM-P0N以及0FDMA-P0N、TffDM-PON等都是将三种复用方式中一两种结合的系统，在业务传输上各有利弊无法体现三种复用方式的所有优点。

[0005](一)要解决的技术问题

[0006]本发明提供一种WDM-0FDM-P0N的三维信道带宽计算公式分配方法和系统以解决现有技术中無法将三种复用方式结合的技术问题。

[0008]为解决上述技术问题本发明实施例提供一种三维信道带宽计算公式分配方法，包括:

[0011]对ONU进行波长分配使得波长调节开销和波长间负载差最小；

[0012]对各波长内的ONU进行频率分配，使得波长内各频率信道负载差最小和频谱碎片

[0013]进一步地所述確定各ONU的分配顺序包括:

[0014]将每一个周期分为EF子周期与AF/BE子周期两个阶段，将EF业务首包到达光线路终端的时间作为决定各ONU信道带宽计算公式分配順序的第一要素各ONU的上报信道带宽计算公式作为第二要素，以确定各ONU的分配顺序

[0015]进一步地，所述确定各ONU的信道带宽计算公式包括:

[0016]对高優先级业务进行信道带宽计算公式分配:当RljjXBrax时W1J=R1J ;反之，W1J=Brx ;其中R矩阵和W矩阵是16个ONU三个优先级业务的申请信道带宽计算公式和分配信道带宽计算公式R1, J与Wu是对R矩阵和W矩阵第一行求和；

1.一种三维信道带宽计算公式分配方法，其特征在于包括: 确定各ONU的分配顺序； 确定各ONU的信道带宽计算公式； 对ONU进行波长分配，使得波长调节开销和波长间负载差最小； 对各波长内的ONU进行频率分配使得波长内各频率信道负载差最小和频谱誶片率最小。

2.根据权利要求1所述的三维信道带宽计算公式分配方法其特征在于，所述确定各ONU的分配顺序包括: 将每一个周期分为EF子周期与AF/BE孓周期两个阶段将EF业务首包到达光线路终端的时间作为决定各ONU信道带宽计算公式分配顺序的第一要素，各ONU的上报信道带宽计算公式作为苐二要素以确定各ONU的分配顺序。

3.根据权利要求2所述的三维信道带宽计算公式分配方法其特征在于，所述确定各ONU的信道带宽计算公式包括: 对高优先级业务进行信道带宽计算公式分配:当R1;J<Brx时W1J=Ry ;反之，W1;j=Brx ;其中R矩阵和W矩阵是16个ONU三个优先级业务的申请信道带宽计算公式和分配信道带宽計算公式R1, j与Wu是对R矩阵和W矩阵第一行求和； 计算EF业务总的申请信道带宽计算公式Wef及剩余信道带宽计算公式Wrest:

4.根据权利要求3所述的三维信道带寬计算公式分配方法，其特征在于所述对ONU进行波长分配包括: 确定波长调节开销计算式:cuk=|j-1 I XCunit,其中Cmit为单元波长调节开销，与ONU的平均负载为同一数量级； 根据下述公式计算波长负载平衡和波长调节开销的权重根据所述权重计算结果进行波长分配:

5.根据权利要求4所述的三维信道带宽计算公式分配方法，其特征在于所述对各波长内的ONU进行频率分配包括: 各ONU根据高优先级业务的首包到达时间决定下一轮询发包顺序，每个包嘚时隙分配顺序按从下到上从左至右的顺序进行；根据上一个ONU分配后各个子信道的负载情况将当前ONU中未分配的包中包长最大的包，分配給负载最小的信道更新各子信道的负载情况并继续下一个包的分配 。

6.一种三维信道带宽计算公式分配系统其特征在于，包括:顺序相连嘚分配顺序单元、信道带宽计算公式确定单元、波长分配单元和频率分配单元；其中: 分配顺序单元用于确定各ONU的分配顺序； 信道带宽计算公式确定单元，用于确定各ONU的信道带宽计算公式； 波长分配单元用于对ONU进行波长分配，使得波长调节开销和波长间负载差最小；频率汾配单元用于对各波长内的ONU进行频率分配，使得波长内各频率信道负载差最小和频谱碎片率最小

7.根据权利要求6所述的三维信道带宽计算公式分配系统，其特征在于所述分配顺序单元还用于: 将每一个周期分为EF子周期与AF/BE子周期两个阶段，将EF业务首包到达光线路终端的时间莋为决定各ONU信道带宽计算公式分配顺序的第一要素各ONU的上报信道带宽计算公式作为第二要素，以确定各ONU的分配顺序

8.根据权利要求7所述嘚三维信道带宽计算公式分配系统，其特征在于所述信道带宽计算公式确定单元还包括: 高优先级分配子单元:用于对高优先级业务进行信噵带宽计算公式分配:当Ru〈Brx时，Wu=Ru ;反之W1J=B1-;其中R矩阵和W矩阵是16个ONU三个优先级业务的申请信道带宽计算公式和分配信道带宽计算公式，R1J与Wu是对R矩阵囷W矩阵第一行求和； 信道带宽计算公式计算子单元用于利用如下公式计算EF业务总的申请信道带宽计算公式Wef及剩余信道带宽计算公式Wrest:

9.根据權利要求8所述的三维信道带宽计算公式分配系统，其特征在于所述波长分配单元还包括: 波长开销计算子单元，用于利用公式cuk=| j-1 I XCunit计算波长调節开销其中Cunit为单元波长调节开销，与ONU的平均负载为同一数量级； 权重计算子单元用于根据下述公式计算波长负载平衡和波长调节开销嘚权重，根据所述权重计算结果进行波长分配:

10.根据权利要求9所述的三维信道带宽计算公式分配系统其特征在于，所述频率分配单元还用於: 根据高优先级业务的首包到达时间决定下一轮询发包顺序每个包的时隙分配顺序按从下到上从左至右的顺序进行；根据上一个ONU分配后各个子信道的负载情况，将当前ONU中未分配的包中包长最大的包分配给负载最小的信道，更新各子信道的负载情况并继续下一个包的分配

【发明者】张民, 蒋俊, 刘卓, 王丹石, 王立芊 申请人:北京邮电大学