專(zhuān)利名稱(chēng)：一種無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)帶寬分配裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光通信技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種PON(無(wú)源光網(wǎng)絡(luò))通信，更具體地，本發(fā)明涉及一種無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)帶寬分配裝置及方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的PON技術(shù)有基于ATM(異步轉(zhuǎn)移模式)技術(shù)的APON(異步轉(zhuǎn)移模式無(wú)源光網(wǎng)絡(luò))、基于以太網(wǎng)的EPON(以太網(wǎng)無(wú)源光網(wǎng)絡(luò))和具有吉比特速率的GPON(吉比特?zé)o源光網(wǎng)絡(luò))。圖1是一個(gè)典型的PON寬帶接入網(wǎng)絡(luò)，它由局端OLT(光線路終端)10、ODN(光分布網(wǎng)絡(luò))11、以及用戶端ONU(光網(wǎng)絡(luò)單元)12i(i＝a、b、c、d......)組成，各ONU通過(guò)ODN中的無(wú)源光分束器11a共享傳輸介質(zhì)，該網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)典型的點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)。其下行數(shù)據(jù)通過(guò)廣播方式、上行數(shù)據(jù)通過(guò)TDMA(時(shí)分復(fù)用訪問(wèn))方式進(jìn)行傳輸，OLT10對(duì)各ONU12i進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度，分配帶寬。當(dāng)ONU12i接收到數(shù)據(jù)流時(shí)，根據(jù)數(shù)據(jù)包標(biāo)識(shí)只提取發(fā)給自己的數(shù)據(jù)包，將發(fā)給其他ONU的數(shù)據(jù)包丟棄，例如ONU12a接收到具有1、2、3數(shù)據(jù)包標(biāo)識(shí)的數(shù)據(jù)包，但只將數(shù)據(jù)包標(biāo)識(shí)為1的數(shù)據(jù)包發(fā)送給終端用戶13a。上行數(shù)據(jù)流采用TDMA技術(shù)，每個(gè)ONU只能在OLT分配給自己的時(shí)隙上向OLT傳送信息，在其它ONU的時(shí)隙上，此ONU只能等待。ONU的上行傳輸時(shí)隙是由OLT控制的，OLT通過(guò)發(fā)送授權(quán)信息給ONU以通知其何時(shí)開(kāi)始傳輸上行數(shù)據(jù)和傳輸時(shí)長(zhǎng)(對(duì)應(yīng)上行帶寬量)。OLT通過(guò)對(duì)時(shí)隙的控制，實(shí)現(xiàn)了在各ONU之間的上行帶寬分配。
在PON系統(tǒng)的上行帶寬分配過(guò)程中，為有效地利用帶寬并能使各ONU得到公平對(duì)待，往往采用DBA(動(dòng)態(tài)帶寬分配)策略，即OLT根據(jù)ONU的實(shí)際業(yè)務(wù)狀態(tài)去動(dòng)態(tài)調(diào)整分配給ONU的上行帶寬量。DBA帶寬分配過(guò)程為首先，OLT需要了解每個(gè)ONU的業(yè)務(wù)狀態(tài)，并利用這些狀態(tài)信息完成DBA計(jì)算，得到每個(gè)ONU應(yīng)獲得的帶寬量；然后，將帶寬量轉(zhuǎn)換成ONU的上行傳輸時(shí)隙大小，并通過(guò)下行授權(quán)消息通知ONU；ONU根據(jù)該授權(quán)消息在指定的時(shí)隙位置按照分配時(shí)隙大小傳輸上行數(shù)據(jù)。因此，OLT在完成動(dòng)態(tài)帶寬分配的前提是獲取ONU的業(yè)務(wù)狀態(tài)信息。
通常，OLT通過(guò)兩種方法來(lái)獲取各ONU的業(yè)務(wù)狀態(tài)信息第一種方法是OLT自行監(jiān)測(cè)ONU的業(yè)務(wù)流，即通過(guò)檢測(cè)ONU對(duì)其時(shí)隙的利用情況來(lái)判斷各ONU的實(shí)際業(yè)務(wù)量，據(jù)此，OLT中的DBA機(jī)構(gòu)將完成帶寬分配。這種方法的特點(diǎn)是ONU不必向OLT報(bào)告自己的業(yè)務(wù)狀態(tài)信息(即隊(duì)列長(zhǎng)度信息)，節(jié)省了上行帶寬，簡(jiǎn)化了ONU的設(shè)計(jì)，降低其實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度。同時(shí)DBA計(jì)算不依賴(lài)于ONU的隊(duì)列長(zhǎng)度報(bào)告，因此對(duì)ONU可能存在的虛報(bào)隊(duì)列長(zhǎng)度現(xiàn)象，帶寬分配不會(huì)受到任何影響。但是，這種方法也存在不足之處，由于監(jiān)測(cè)是在OLT中完成的，對(duì)于ONU中的業(yè)務(wù)量變化，OLT不太敏感，使帶寬分配不能快速有效地根據(jù)ONU的業(yè)務(wù)變化來(lái)進(jìn)行合理的調(diào)整。這將影響PON網(wǎng)絡(luò)中上行帶寬的使用效率，也影響PON網(wǎng)絡(luò)上行業(yè)務(wù)的傳輸質(zhì)量。例如OLT已經(jīng)分配給每個(gè)ONU相應(yīng)的帶寬，當(dāng)某個(gè)ONU接受到大量的突發(fā)業(yè)務(wù)而需要更多的帶寬時(shí)，而其它ONU的業(yè)務(wù)量沒(méi)有增加，甚至有減少的趨勢(shì)。如果OLT不能及時(shí)監(jiān)測(cè)到這一情況來(lái)重新調(diào)整帶寬分配，則那個(gè)ONU將得不到足夠的帶寬，而此時(shí)，其它的ONU卻可能在浪費(fèi)帶寬。
第二種方法是ONU主動(dòng)地向OLT報(bào)告自己的隊(duì)列長(zhǎng)度信息，OLT將利用這些報(bào)告信息完成上行帶寬分配。如圖2所示的ONU業(yè)務(wù)監(jiān)測(cè)和控制部分結(jié)構(gòu)示意圖，其中隊(duì)列監(jiān)測(cè)單元122檢測(cè)ONU緩沖區(qū)121業(yè)務(wù)隊(duì)列；ONU解復(fù)用單元125從OLT下行數(shù)據(jù)流獲得本ONU授權(quán)消息，其傳輸控制單元124根據(jù)該授權(quán)消息，等待它自己的時(shí)隙，在ONU上行數(shù)據(jù)流中插入包含業(yè)務(wù)隊(duì)列信息在內(nèi)的帶寬請(qǐng)求報(bào)告和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。在圖3所示的OLT動(dòng)態(tài)帶寬分配結(jié)構(gòu)示意圖中，OLT解復(fù)用單元101從ONU上行數(shù)據(jù)流中獲得各ONU帶寬請(qǐng)求報(bào)告并提供給動(dòng)態(tài)帶寬分配單元106，該動(dòng)態(tài)帶寬分配單元106生成包括時(shí)隙位置、分配時(shí)隙大小等在內(nèi)的帶寬分配授權(quán)消息，通過(guò)OLT復(fù)用單元107復(fù)用到OLT下行數(shù)據(jù)流中。這種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是由于ONU能夠及時(shí)報(bào)告自己的隊(duì)列長(zhǎng)度信息，使OLT總能對(duì)ONU的業(yè)務(wù)變化作出快速的反應(yīng)，及時(shí)有效地調(diào)整上行帶寬分配，使上行帶寬能夠得到有效而公平的利用。但是，這種動(dòng)態(tài)帶寬分配存在一個(gè)嚴(yán)重的問(wèn)題，即如何保證各ONU帶寬請(qǐng)求報(bào)告中業(yè)務(wù)隊(duì)列信息的準(zhǔn)確性。
同任何其它網(wǎng)絡(luò)一樣，PON網(wǎng)絡(luò)也面對(duì)很多威脅，這些威脅會(huì)破壞其正常的網(wǎng)絡(luò)操作。比如，惡意用戶可能會(huì)竊取網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，或破壞其它合法用戶的正常工作。不象OLT位于局端，可以得到網(wǎng)絡(luò)管理者的有效保護(hù)，ONU位于用戶端，它可以輕易地被訪問(wèn)或被控制，從而有可能成為網(wǎng)絡(luò)攻擊的一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)。通過(guò)控制或修改ONU的隊(duì)列長(zhǎng)度報(bào)告消息，惡意用戶就可以影響DBA算法，從而達(dá)到非法占有網(wǎng)絡(luò)帶寬或破壞網(wǎng)絡(luò)帶寬分配機(jī)制的目的。由于DBA分配算法是根據(jù)各ONU的業(yè)務(wù)狀態(tài)來(lái)分配上行帶寬的，一般具有較長(zhǎng)隊(duì)列長(zhǎng)度的ONU將獲得更多的帶寬，這樣可以實(shí)現(xiàn)帶寬在ONU之間的按需分配，不僅保證了上行傳輸?shù)姆?wù)質(zhì)量，也提高了帶寬利用率。如果惡意用戶報(bào)告的隊(duì)列長(zhǎng)度比其實(shí)際的隊(duì)列長(zhǎng)度大，他們就有可能欺騙DBA機(jī)構(gòu)而非法占用更多的帶寬。其結(jié)果是，該ONU可以傳輸更多的業(yè)務(wù)，也可以提高其對(duì)業(yè)務(wù)變化的反應(yīng)能力，獲得更好的服務(wù)質(zhì)量。但是如果此惡意用戶在騙取了多余的帶寬又沒(méi)有那么多的業(yè)務(wù)需要傳輸，則會(huì)造成一部分帶寬浪費(fèi)。此外，由于惡意用戶騙取了更多的帶寬，必然使其它合法ONU獲得的帶寬減小，進(jìn)而影響這些ONU上行傳輸?shù)姆?wù)質(zhì)量。可見(jiàn)，通過(guò)虛報(bào)隊(duì)列長(zhǎng)度，惡意用戶就可以達(dá)到破壞帶寬分配，獲取非法帶寬，或影響合法用戶正常工作的目的。
PON系統(tǒng)除了受到可能來(lái)自惡意用戶攻擊的威脅外，某些ONU故障和傳輸故障也會(huì)引起ONU隊(duì)列長(zhǎng)度報(bào)告信息的錯(cuò)誤。另外，不同設(shè)備商的ONU設(shè)備可能具有不同的隊(duì)列長(zhǎng)度報(bào)告機(jī)制，如隊(duì)列長(zhǎng)度整形或帶寬預(yù)留操作。這些情況會(huì)引起不一致的隊(duì)列長(zhǎng)度報(bào)告，其結(jié)果與虛假隊(duì)列長(zhǎng)度報(bào)告相同，會(huì)導(dǎo)致DBA機(jī)構(gòu)的不正常工作，引起不合理帶寬分配。
下面通過(guò)一個(gè)實(shí)例分析來(lái)說(shuō)明錯(cuò)誤或虛假隊(duì)列長(zhǎng)度報(bào)告信息是如何影響DBA帶寬分配的以及產(chǎn)生了怎樣的后果我們做如下一些假設(shè)1)系統(tǒng)中共有4個(gè)ONU-i(i＝1，2，3，4)，其中，ONU-4向OLT虛報(bào)隊(duì)列長(zhǎng)度，即報(bào)告的隊(duì)列長(zhǎng)度總是大于其實(shí)際的隊(duì)列長(zhǎng)度值。
2)對(duì)于OLT DBA算法，參考2002年12月ETRI(Electronics andTelecommunications Research Institute)雜志第24卷6期第465-468頁(yè)公開(kāi)的一篇作者為Su-il Choi and Jae-doo Huh、文章標(biāo)題為“EPON中多業(yè)務(wù)動(dòng)態(tài)帶寬分配算法”(Dynamic bandwidth allocation algorithm for multimedia services over EthernetPONs)中給出的根據(jù)隊(duì)列長(zhǎng)度按比例分配帶寬的算法，不僅具有很好的分配效率，也可以保證各ONU之間的公平性BONU-i=RQLONU-IΣj=1nRQLONU-j×Btotal·······(1)]]>其中BONU-i表示第i個(gè)ONU獲得的帶寬；Btotal表示總的上行可用帶寬；RQLONU-i表示第j個(gè)ONU報(bào)告的隊(duì)列長(zhǎng)度。
3)PON系統(tǒng)Btotal為1.24416Gbps，OLT帶寬分配周期為125微秒，在一個(gè)帶寬分配周期中，可傳輸19440字節(jié)的業(yè)務(wù)量(這里忽略各種協(xié)議開(kāi)銷(xiāo))。這里以在一個(gè)帶寬分配周期(125微秒)內(nèi)ONU可以傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)代表其獲得的帶寬量。
4)每個(gè)ONU實(shí)際的隊(duì)列長(zhǎng)度為RQLONU-1為6000字節(jié)，RQLONU-2為4000字節(jié)，RQLONU-3為5000字節(jié)，RQLONU-4為5000字節(jié)；總的業(yè)務(wù)量為20000字節(jié)，大于一個(gè)調(diào)度周期中的帶寬量。
首先，如果每個(gè)ONU的隊(duì)列長(zhǎng)度報(bào)告信息都是正確的，則根據(jù)參考的DBA算法(1)各ONU在一個(gè)調(diào)度周期中獲得的帶寬量為BONU-1＝5832字節(jié)，BONT-2＝3888字節(jié)，BONU-3＝4860字節(jié)，BONU-4＝4860字節(jié)。此時(shí)ONU-3和ONU-4獲得相同的帶寬，帶寬分配是公平的；全部上行帶寬都被利用了，沒(méi)有帶寬被浪費(fèi)，分配也是高效的。
但是，如果此時(shí)ONU-4報(bào)告的隊(duì)列長(zhǎng)度信息不正確，報(bào)告12000字節(jié)，大于其實(shí)際的隊(duì)列長(zhǎng)度5000字節(jié)。在這種情況下，根據(jù)DBA算法(1)各ONU獲得的帶寬為BONU-1′＝4320字節(jié)；BONT-2′＝2880字節(jié)；BONU-3′＝3600字節(jié)；BONU-4′＝8640字節(jié)。顯然，ONU-4獲得的帶寬遠(yuǎn)大于ONU-3，甚至大于ONU-1，帶寬分配非常不公平。另外，在ONU-4的傳輸時(shí)隙中，只有5000字節(jié)的業(yè)務(wù)量，其余的帶寬將被浪費(fèi)掉，可見(jiàn)，帶寬分配的效率也是非常低的。
通過(guò)以上的分析可知，對(duì)ONU業(yè)務(wù)狀態(tài)報(bào)告信息的管理控制是非常必要的。防止PON系統(tǒng)中存在的隊(duì)列長(zhǎng)度虛報(bào)現(xiàn)象，是保證DBA算法公平性和有效性的前提，也是保證PON系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性的前提。
相反，如果ONU報(bào)告的隊(duì)列長(zhǎng)度小于其實(shí)際的隊(duì)列長(zhǎng)度，其對(duì)PON系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)帶寬分配影響不大，并且只影響其自身獲得的帶寬量，對(duì)其它ONU業(yè)務(wù)的傳輸質(zhì)量和整個(gè)PON系統(tǒng)的帶寬分配效率都不會(huì)產(chǎn)生太大的影響。
針對(duì)OLT獲取ONU業(yè)務(wù)狀態(tài)信息的兩種方法，在國(guó)際電信聯(lián)盟ITU-T G.983.4標(biāo)準(zhǔn)中，給出了APON的三種DBA策略。這些策略也被應(yīng)用到GPON和EPON系統(tǒng)中。這三種DBA策略分別是NSR(無(wú)狀態(tài)報(bào)告型)策略，SR(狀態(tài)報(bào)告型)策略和Hybrid(混合型)策略。在NSR策略中，DBA算法利用OLT監(jiān)測(cè)得到的ONU業(yè)務(wù)流狀態(tài)信息來(lái)完成帶寬分配計(jì)算。在SR策略中，DBA算法按照ONU報(bào)告的隊(duì)列長(zhǎng)度信息來(lái)完成帶寬分配計(jì)算。而在Hybrid策略中，對(duì)一部分ONU，DBA算法利用它們的隊(duì)列長(zhǎng)度報(bào)告信息；而對(duì)另一部分ONU，DBA算法則利用OLT對(duì)它們的監(jiān)測(cè)結(jié)果，通過(guò)這種混合方式DBA算法完成帶寬分配計(jì)算。在ITU-T G.983.4中給出了Hybrid策略的使用方式，即使ONU向OLT報(bào)告了其隊(duì)列長(zhǎng)度信息，OLT也可以不使用這些信息而自行監(jiān)測(cè)ONU的業(yè)務(wù)狀態(tài)信息來(lái)完成動(dòng)態(tài)帶寬分配。
顯然，Hybrid策略是比較靈活的DBA策略，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)管理員的事先設(shè)定，它可以有選擇性地使用不同ONU的隊(duì)列長(zhǎng)度信息，因此在一定程度上可以防止ONU虛報(bào)隊(duì)列長(zhǎng)度對(duì)DBA帶寬分配的影響?？梢?jiàn)，Hybrid策略對(duì)ONU報(bào)告的隊(duì)列長(zhǎng)度報(bào)告信息具有一定的選擇能力。但是，Hybrid策略所具有對(duì)ONU隊(duì)列長(zhǎng)度信息的選擇技術(shù)是一種靜態(tài)控制機(jī)制，需要PON系統(tǒng)管理員事先設(shè)定。它沒(méi)有相應(yīng)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和機(jī)構(gòu)，不能確定哪個(gè)ONU何時(shí)報(bào)告的隊(duì)列長(zhǎng)度與其實(shí)際隊(duì)列長(zhǎng)度不相符，PON系統(tǒng)管理員只能根據(jù)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的流量記錄來(lái)大致判斷是否存在有虛報(bào)隊(duì)列長(zhǎng)度的ONU，以采取相應(yīng)的控制措施。因此，Hybrid策略具有的對(duì)ONU隊(duì)列長(zhǎng)度信息的選擇技術(shù)不能及時(shí)有效地找出虛報(bào)隊(duì)列長(zhǎng)度的ONU，不能實(shí)時(shí)地保護(hù)PON系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)帶寬分配，對(duì)只在某一時(shí)間段上虛假隊(duì)列長(zhǎng)度的ONU也是無(wú)能為力。在某一時(shí)間段上，此類(lèi)ONU仍然能達(dá)到騙取更多的帶寬或攻擊破壞系統(tǒng)正常工作的目的。另外，Hybrid策略對(duì)那些報(bào)告虛假隊(duì)列長(zhǎng)度的ONU只是簡(jiǎn)單的拒絕，而沒(méi)有進(jìn)一步的控制甚至懲罰措施。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)帶寬分配裝置，光線路終端(OLT)根據(jù)各光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)的帶寬分配請(qǐng)求報(bào)告、各ONU實(shí)際發(fā)送業(yè)務(wù)量將光線路終端(OLT)與各光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)之間的帶寬公平地分配各光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)，它包括業(yè)務(wù)測(cè)量單元根據(jù)被測(cè)ONU帶寬分配請(qǐng)求報(bào)告內(nèi)容，測(cè)量所述ONU實(shí)際發(fā)送業(yè)務(wù)量，并將該測(cè)量結(jié)果、帶寬分配請(qǐng)求報(bào)告中的隊(duì)列長(zhǎng)度輸出給信譽(yù)評(píng)估單元；信譽(yù)評(píng)估單元其包括比較控制單元和用于存儲(chǔ)各ONU的信譽(yù)等級(jí)記錄的信譽(yù)表，其中該比較控制單元將ONU實(shí)際發(fā)送業(yè)務(wù)量測(cè)量結(jié)果與ONU帶寬請(qǐng)求報(bào)告中的隊(duì)列長(zhǎng)度進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果，作降低或維持或提高該ONU信譽(yù)等級(jí)記錄的處理，更新或維持所述信譽(yù)表內(nèi)該ONU信譽(yù)等級(jí)記錄；動(dòng)態(tài)帶寬分配單元在一個(gè)帶寬分配周期內(nèi)，OLT根據(jù)生成的各ONU信譽(yù)等級(jí)記錄、ONU帶寬分配請(qǐng)求報(bào)告完成動(dòng)態(tài)帶寬分配，輸出帶寬分配授權(quán)消息。
上述的無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)帶寬分配裝置，其中，業(yè)務(wù)測(cè)量單元采用輪循的方式分別對(duì)各ONU實(shí)際發(fā)送業(yè)務(wù)量進(jìn)行測(cè)量。
上述的無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)帶寬分配裝置，其中，信譽(yù)評(píng)估單元作降低或維持或提高該ONU信譽(yù)等級(jí)記錄處理的原則是，如果ONU帶寬分配請(qǐng)求報(bào)告中的隊(duì)列長(zhǎng)度大于該ONU實(shí)際發(fā)送業(yè)務(wù)量測(cè)量結(jié)果，則降低該ONU信譽(yù)等級(jí)記錄，否則，維持或提高該ONU信譽(yù)等級(jí)記錄。
上述的無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)帶寬分配裝置，其中，比較控制單元對(duì)具有最低信譽(yù)等級(jí)記錄的ONU向無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)發(fā)出告警信息。
上述的無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)帶寬分配裝置，其中，動(dòng)態(tài)帶寬分配單元包括第一加權(quán)控制單元根據(jù)各ONU信譽(yù)等級(jí)記錄，選擇與其信譽(yù)等級(jí)記錄相應(yīng)的加權(quán)因子對(duì)各ONU帶寬請(qǐng)求報(bào)告中的隊(duì)列長(zhǎng)度進(jìn)行加權(quán)處理；第一DBA計(jì)算單元根據(jù)加權(quán)處理后的ONU隊(duì)列長(zhǎng)度進(jìn)行動(dòng)態(tài)帶寬分配，產(chǎn)生各ONU的帶寬分配授權(quán)消息。
上述的無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)帶寬分配裝置，其中，動(dòng)態(tài)帶寬分配單元也可以包括第二加權(quán)控制單元根據(jù)各ONU信譽(yù)等級(jí)記錄，選擇與其信譽(yù)等級(jí)記錄相應(yīng)的加權(quán)因子；第二DBA計(jì)算單元根據(jù)各ONU帶寬請(qǐng)求報(bào)告進(jìn)行動(dòng)態(tài)帶寬分配，并予以加權(quán)后，產(chǎn)生各ONU的帶寬分配授權(quán)消息。
此外，本發(fā)明還提供一種無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)(PON)動(dòng)態(tài)帶寬分配方法，以確保各ONU帶寬分配請(qǐng)求報(bào)告的真實(shí)性，使上行帶寬得到公平有效的分配利用，包括如下步驟a)、業(yè)務(wù)測(cè)量步驟OLT根據(jù)被測(cè)ONU帶寬分配請(qǐng)求報(bào)告內(nèi)容，測(cè)量所述ONU實(shí)際發(fā)送業(yè)務(wù)量，輸出該ONU帶寬分配請(qǐng)求報(bào)告中的隊(duì)列長(zhǎng)度、測(cè)量結(jié)果；b)、信譽(yù)評(píng)估步驟將步驟a)中輸出的ONU帶寬分配請(qǐng)求報(bào)告隊(duì)列中的長(zhǎng)度與該ONU實(shí)際發(fā)送業(yè)務(wù)量測(cè)量結(jié)果進(jìn)行比較如果ONU帶寬分配請(qǐng)求報(bào)告中的隊(duì)列長(zhǎng)度大于實(shí)際發(fā)送業(yè)務(wù)量測(cè)量結(jié)果，則降低該ONU信譽(yù)等級(jí)記錄，否則，維持/提高該ONU信譽(yù)等級(jí)記錄，并用該信譽(yù)等級(jí)記錄來(lái)更新或維持該ONU原信譽(yù)等級(jí)記錄；c)、帶寬分配步驟在一個(gè)帶寬分配周期內(nèi)，OLT根據(jù)b)信譽(yù)評(píng)估步驟生成的各ONU信譽(yù)等級(jí)記錄、ONU帶寬分配請(qǐng)求報(bào)告完成帶寬分配，并輸出帶寬分配授權(quán)消息。
優(yōu)選地，所述的a)業(yè)務(wù)測(cè)量步驟中，對(duì)各ONU實(shí)際發(fā)送業(yè)務(wù)量的測(cè)量是采用輪循的方式逐一進(jìn)行的。
優(yōu)選地，所述的b)信譽(yù)評(píng)估步驟中，對(duì)最低信譽(yù)等級(jí)記錄的ONU向無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)發(fā)出告警信息。
優(yōu)選地，所述c)帶寬分配步驟中，完成帶寬分配是根據(jù)各ONU信譽(yù)等級(jí)記錄對(duì)各ONU帶寬分配請(qǐng)求報(bào)告中的隊(duì)列長(zhǎng)度分別進(jìn)行加權(quán)處理后，再對(duì)經(jīng)加權(quán)處理過(guò)的隊(duì)列長(zhǎng)度的計(jì)算來(lái)完成動(dòng)態(tài)帶寬分配。
優(yōu)選地，所述c)帶寬分配步驟中，完成帶寬分配是根據(jù)各ONU帶寬分配請(qǐng)求報(bào)告中的隊(duì)列長(zhǎng)度和各ONU信譽(yù)等級(jí)記錄對(duì)各ONU授權(quán)帶寬分別進(jìn)行加權(quán)計(jì)算后，來(lái)完成動(dòng)態(tài)帶寬分配。
本發(fā)明中，OLT監(jiān)測(cè)的結(jié)果不直接用于DBA計(jì)算，而只作為判斷ONU隊(duì)列長(zhǎng)度報(bào)告信息可信度的依據(jù)，可以防止惡意用戶對(duì)系統(tǒng)和合法用戶的影響，保護(hù)系統(tǒng)的正常工作和合法用戶的服務(wù)質(zhì)量要求，保證系統(tǒng)上行帶寬的利用率和帶寬分配的公平性。
另外，本發(fā)明可以保證個(gè)別ONU的操作故障和PON系統(tǒng)傳輸故障不會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的帶寬分配。并能使不同生產(chǎn)廠商的ONU公平有效地工作在同一個(gè)PON系統(tǒng)上。
而且，PON網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)通過(guò)各ONU信譽(yù)等級(jí)記錄，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)和控制惡意用戶，ONU操作故障和PON系統(tǒng)傳輸故障，以及新加入ONU隊(duì)列長(zhǎng)度報(bào)告機(jī)構(gòu)的不一致等問(wèn)題。
與現(xiàn)有的混合型DBA策略下的ONU隊(duì)列長(zhǎng)度信息選擇技術(shù)相比在混合型DBA策略下，只能由PON系統(tǒng)管理員事先判斷哪些ONU的隊(duì)列長(zhǎng)度信息是不可信的，對(duì)于不可信的ONU，在帶寬分配過(guò)程中不使用它們的隊(duì)列長(zhǎng)度報(bào)告信息，由OLT自行監(jiān)測(cè)它們的業(yè)務(wù)流，獲取業(yè)務(wù)狀態(tài)信息，完成DBA運(yùn)算。而本發(fā)明是動(dòng)態(tài)判斷每個(gè)ONU隊(duì)列長(zhǎng)度信息是否真實(shí)可信，對(duì)不可信的隊(duì)列長(zhǎng)度信息進(jìn)行加權(quán)處理，將處理后的隊(duì)列長(zhǎng)度信息送給DBA算法完成帶寬分配計(jì)算。
在混合型DBA策略下，DBA算法使用一部分ONU的隊(duì)列長(zhǎng)度報(bào)告信息，同時(shí)也使用另外一部分ONU的業(yè)務(wù)流監(jiān)測(cè)信息，以這種混合方式來(lái)完成帶寬分配。而本發(fā)明下，DBA算法只使用ONU隊(duì)列長(zhǎng)度信息(盡管有些是經(jīng)過(guò)加權(quán)處理過(guò)的)作為其輸入條件，保證了使帶寬分配對(duì)ONU的業(yè)務(wù)變化作出快速響應(yīng)。
在混合型DBA策略下，OLT需要同時(shí)監(jiān)測(cè)多個(gè)ONU的業(yè)務(wù)流，而在本發(fā)明中，OLT以輪循方式來(lái)監(jiān)測(cè)ONU的業(yè)務(wù)流，在任意時(shí)刻O(píng)LT只監(jiān)測(cè)一個(gè)ONU的業(yè)務(wù)流。


圖1是典型的PON寬帶接入網(wǎng)絡(luò)；圖2是ONU業(yè)務(wù)監(jiān)測(cè)和控制部分結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是典型的OLT動(dòng)態(tài)帶寬分配結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明OLT動(dòng)態(tài)帶寬分配裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是ONU在分配得到的時(shí)隙上業(yè)務(wù)傳輸?shù)姆绞?；圖6是根據(jù)本發(fā)明動(dòng)態(tài)帶寬分配裝置的信譽(yù)評(píng)估單元結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明動(dòng)態(tài)帶寬分配裝置的DBA分配單元結(jié)構(gòu)示意圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明動(dòng)態(tài)帶寬分配裝置的DBA分配單元另一結(jié)構(gòu)示意圖；以及圖9是本發(fā)明OLT動(dòng)態(tài)帶寬分配流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面，結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明技術(shù)內(nèi)容作進(jìn)一步說(shuō)明。
一、本發(fā)明無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)帶寬分配裝置如圖4所示，本發(fā)明OLT動(dòng)態(tài)帶寬分配裝置包括業(yè)務(wù)測(cè)量單元102、信譽(yù)評(píng)估單元103、帶寬分配單元106’。
在業(yè)務(wù)測(cè)量單元102中，OLT以輪循方式測(cè)量每個(gè)ONU的業(yè)務(wù)流。業(yè)務(wù)測(cè)量單元102先獲取被測(cè)ONU最新的帶寬分配請(qǐng)求報(bào)告，然后，根據(jù)該報(bào)告開(kāi)始記錄該ONU的實(shí)際發(fā)送業(yè)務(wù)流。對(duì)每個(gè)ONU業(yè)務(wù)流的監(jiān)測(cè)時(shí)間取決于帶寬分配請(qǐng)求報(bào)告中的隊(duì)列長(zhǎng)度信息和該ONU的實(shí)際突發(fā)業(yè)務(wù)長(zhǎng)度(即不間斷傳輸?shù)淖止?jié)數(shù))。進(jìn)一步參見(jiàn)圖5ONU在分配得到的時(shí)隙上業(yè)務(wù)傳輸?shù)姆绞綀D5(a)中ONU1的一次突發(fā)傳輸在一個(gè)時(shí)隙內(nèi)完成，那么，一次測(cè)量可能在此ONU的一個(gè)傳輸時(shí)隙內(nèi)完成；圖5(b)中，ONU1的一次突發(fā)傳輸跨越2個(gè)時(shí)隙，那么，一次測(cè)量也必須跨越2個(gè)時(shí)隙。其中，調(diào)度周期是指一次帶寬分配周期，在此時(shí)間段內(nèi)，所有ONU都獲得一個(gè)傳輸時(shí)隙，傳輸時(shí)隙的長(zhǎng)短取決于OLT帶寬分配單元106’分配給相應(yīng)ONU的帶寬。在PON系統(tǒng)工作過(guò)程中，調(diào)度周期一般是固定不變的。當(dāng)一次突發(fā)業(yè)務(wù)結(jié)束或記錄的字節(jié)數(shù)達(dá)到該ONU報(bào)告的隊(duì)列長(zhǎng)度時(shí)，則本次業(yè)務(wù)測(cè)量結(jié)束。測(cè)量結(jié)果--實(shí)際發(fā)送業(yè)務(wù)量和寬分配請(qǐng)求報(bào)告中的隊(duì)列長(zhǎng)度信息將被送給信譽(yù)評(píng)估單元103以待進(jìn)一步處理。然后開(kāi)始對(duì)下一個(gè)ONU進(jìn)行測(cè)量。
在信譽(yù)評(píng)估單元103中，OLT將來(lái)自業(yè)務(wù)測(cè)量單元102被測(cè)ONU實(shí)際發(fā)送業(yè)務(wù)量和寬分配請(qǐng)求報(bào)告中中隊(duì)列長(zhǎng)度信息進(jìn)行比較，并更新該ONU信譽(yù)等級(jí)記錄。假設(shè)信譽(yù)等級(jí)具有N個(gè)等級(jí)0、1......N級(jí)，0級(jí)為最高信譽(yù)等級(jí)。當(dāng)系統(tǒng)上電啟動(dòng)，ONU注冊(cè)加入PON系統(tǒng)后，每個(gè)ONU的信譽(yù)等級(jí)處于最高級(jí)(0級(jí))。當(dāng)ONU帶寬分配請(qǐng)求報(bào)告中隊(duì)列長(zhǎng)度小于或等于該ONU實(shí)際發(fā)送業(yè)務(wù)量，說(shuō)明此ONU報(bào)告的隊(duì)列長(zhǎng)度是可信的，將該ONU的信譽(yù)等級(jí)減1，以提高其信譽(yù)級(jí)別，如果信譽(yù)等級(jí)減1操作的結(jié)果小于0，則將其信譽(yù)級(jí)別維持為0；當(dāng)ONU帶寬分配請(qǐng)求報(bào)告中的隊(duì)列長(zhǎng)度大于該ONU實(shí)際發(fā)送業(yè)務(wù)量，說(shuō)明此ONU虛報(bào)了其隊(duì)列長(zhǎng)度，該ONU是不可信的，將該ONU的信譽(yù)值加1，以降低信譽(yù)等級(jí)，如果信譽(yù)值加1操作的結(jié)果大于N，則將其信譽(yù)級(jí)別維持為N。當(dāng)一個(gè)ONU出現(xiàn)信譽(yù)等級(jí)等于M(由OLT系統(tǒng)設(shè)定)的情況，信譽(yù)評(píng)估單元103將向PON網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)(NMS)發(fā)出報(bào)警信息，以通知網(wǎng)絡(luò)管理員系統(tǒng)中存在虛報(bào)隊(duì)列長(zhǎng)度的ONU，由網(wǎng)絡(luò)管理員進(jìn)行相應(yīng)的處理。信譽(yù)評(píng)估單元103輸出的各ONU信譽(yù)等級(jí)將作為OLT帶寬分配單元106’對(duì)各ONU帶寬分配進(jìn)行控制管理的依據(jù)。
在DBA分配單元106’中，OLT根據(jù)信譽(yù)評(píng)估單元103生成的各ONU信譽(yù)記錄對(duì)各ONU帶寬分配請(qǐng)求報(bào)告中的隊(duì)列長(zhǎng)度分別進(jìn)行加權(quán)處理，根據(jù)加權(quán)后各ONU隊(duì)列長(zhǎng)度進(jìn)行帶寬分配，產(chǎn)生各ONU的帶寬分配授權(quán)消息。
如圖6所示，信譽(yù)評(píng)估單元103可以包括比較控制單元103a、信譽(yù)表103b，信譽(yù)表103b存放著當(dāng)前PON系統(tǒng)所有ONU的信譽(yù)等級(jí)，假設(shè)信譽(yù)等級(jí)具有3個(gè)等級(jí)0、1、2級(jí)，0級(jí)為最高信譽(yù)等級(jí)。當(dāng)系統(tǒng)上電啟動(dòng)，ONU注冊(cè)加入PON系統(tǒng)后，每個(gè)ONU的信譽(yù)等級(jí)處于最高級(jí)(0級(jí))。比較控制單元103a接收當(dāng)前ONU隊(duì)列報(bào)告、業(yè)務(wù)測(cè)量結(jié)果并進(jìn)行比較。當(dāng)ONU帶寬分配請(qǐng)求報(bào)告中的隊(duì)列長(zhǎng)度小于或等于該ONU實(shí)際發(fā)送業(yè)務(wù)量，說(shuō)明此ONU報(bào)告的隊(duì)長(zhǎng)度是可信的，將信譽(yù)表103b中該ONU的信譽(yù)等級(jí)減1，以提高其信譽(yù)級(jí)別，如果信譽(yù)等級(jí)減1操作的結(jié)果小于0，則將其信譽(yù)級(jí)別維持為0；當(dāng)ONU帶寬分配請(qǐng)求報(bào)告中的隊(duì)列長(zhǎng)度大于該ONU實(shí)際發(fā)送業(yè)務(wù)量，說(shuō)明此ONU虛報(bào)了其隊(duì)列長(zhǎng)度，該ONU是不可信的，將信譽(yù)表103b中存放的該ONU的信譽(yù)值加1，以降低信譽(yù)等級(jí)，如果信譽(yù)值加1操作的結(jié)果大于2，則將其信譽(yù)級(jí)別維持為2。當(dāng)一個(gè)ONU出現(xiàn)信譽(yù)等級(jí)等于2的情況，比較控制單元103a將向PON網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)(NMS)發(fā)出報(bào)警信息，以通知網(wǎng)絡(luò)管理員系統(tǒng)中存在虛報(bào)隊(duì)列長(zhǎng)度的ONU，由網(wǎng)絡(luò)管理員進(jìn)行相應(yīng)的處理。
如圖7所示，DBA分配單元106’包括第一加權(quán)控制單元106a，對(duì)進(jìn)入DBA分配單元的各個(gè)ONU的隊(duì)列長(zhǎng)度進(jìn)行加權(quán)處理。第一DBA計(jì)算單元106b，根據(jù)加權(quán)處理后的隊(duì)列長(zhǎng)度進(jìn)行帶寬分配。
加權(quán)處理的方法是根據(jù)為每個(gè)信譽(yù)等級(jí)提供一個(gè)加權(quán)因子，假設(shè)信譽(yù)等級(jí)具有3個(gè)等級(jí)，加權(quán)因子選擇如表1所示表1

其中，加權(quán)因子P1和P2是一個(gè)可設(shè)置的變量，由PON系統(tǒng)管理員控制。加權(quán)控制單元106a將根據(jù)ONU的信譽(yù)等級(jí)選擇加權(quán)因子，用加權(quán)因子乘上ONU報(bào)告的隊(duì)列長(zhǎng)度信息，完成加權(quán)控制。信譽(yù)等級(jí)為0級(jí)的ONU，由于加權(quán)因子為1，經(jīng)過(guò)加權(quán)控制單元106a后，其送給DBA計(jì)算單元106b的隊(duì)列長(zhǎng)度值不變。而信譽(yù)等級(jí)為1或2級(jí)的ONU，經(jīng)過(guò)加權(quán)單元后，其送給DBA計(jì)算單元106b的隊(duì)列長(zhǎng)度值將變小。經(jīng)過(guò)加權(quán)處理后，將會(huì)把ONU虛報(bào)隊(duì)列長(zhǎng)度對(duì)DBA帶寬分配的影響降為最低。
作為DBA分配單元另一實(shí)施例，如圖8所示，DBA分配單元106’包括第二加權(quán)控制單元106a’，對(duì)根據(jù)各ONU信譽(yù)等級(jí)選擇相應(yīng)的加權(quán)因子，第二DBA計(jì)算單元106b’，根據(jù)各ONU帶寬分配隊(duì)列報(bào)告、加權(quán)因子進(jìn)行帶寬分配，它在DBA計(jì)算中綜合考慮加權(quán)因子，以實(shí)現(xiàn)高效公平的帶寬分配。
二、本發(fā)明無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)帶寬分配方法圖9是本發(fā)明OLT動(dòng)態(tài)帶寬分配方法流程圖，它包括業(yè)務(wù)測(cè)量步驟201、信譽(yù)評(píng)估步驟202和帶寬分配步驟203，其中步驟201，OLT根據(jù)被測(cè)ONU帶寬分配請(qǐng)求報(bào)告內(nèi)容，測(cè)量所述ONU實(shí)際發(fā)送業(yè)務(wù)量。OLT可以從ONU上行數(shù)據(jù)流獲取被測(cè)ONU最新的帶寬分配請(qǐng)求報(bào)告，然后，根據(jù)該報(bào)告開(kāi)始記錄該ONU的實(shí)際發(fā)送業(yè)務(wù)流，對(duì)每個(gè)ONU業(yè)務(wù)流的監(jiān)測(cè)時(shí)間取決于帶寬分配請(qǐng)求報(bào)告中的隊(duì)列長(zhǎng)度信息和該ONU的實(shí)際突發(fā)業(yè)務(wù)長(zhǎng)度(即不間斷傳輸?shù)淖止?jié)數(shù))。每次ONU測(cè)量結(jié)束時(shí)，其測(cè)量結(jié)果--實(shí)際發(fā)送業(yè)務(wù)量和寬分配請(qǐng)求報(bào)告中的隊(duì)列長(zhǎng)度信息將被輸出。然后開(kāi)始對(duì)下一個(gè)ONU進(jìn)行測(cè)量。
步驟202包括步驟2021和步驟2022。在步驟2021，OLT將ONU帶寬分配請(qǐng)求報(bào)告中的隊(duì)列長(zhǎng)度與步驟201該ONU實(shí)際發(fā)送業(yè)務(wù)量測(cè)量結(jié)果進(jìn)行比較，之后，步驟2022根據(jù)比較結(jié)果更新或維持該ONU信譽(yù)等級(jí)記錄。如果ONU帶寬分配請(qǐng)求報(bào)告中的隊(duì)列長(zhǎng)度大于實(shí)際發(fā)送業(yè)務(wù)量測(cè)量結(jié)果，則降低該ONU信譽(yù)等級(jí)，否則，維持/提高該光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)信譽(yù)等級(jí)。該信譽(yù)評(píng)估步驟可進(jìn)一步包括對(duì)最低信譽(yù)等級(jí)的光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)就向無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)(PON)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)發(fā)出告警信息的步驟。
步驟203，在一個(gè)帶寬分配周期內(nèi)，OLT根據(jù)步驟2022生成的各ONU信譽(yù)等級(jí)記錄、ONU帶寬分配請(qǐng)求報(bào)告完成帶寬分配，并輸出帶寬分配授權(quán)消息。作為帶寬分配一實(shí)施方式，在步驟2031中，OLT根據(jù)步驟2022生成的各ONU信譽(yù)等級(jí)記錄對(duì)各ONU帶寬分配請(qǐng)求報(bào)告中的隊(duì)列長(zhǎng)度分別進(jìn)行加權(quán)處理，之后，在步驟2032中，DBA計(jì)算根據(jù)這些經(jīng)加權(quán)處理過(guò)的隊(duì)列長(zhǎng)度完成帶寬分配，輸出帶寬分配授權(quán)消息。作為帶寬分配另外一種實(shí)施方式，在步驟2031中，OLT根據(jù)步驟2022生成的各ONU信譽(yù)等級(jí)記錄進(jìn)行加權(quán)因子選擇，之后，在步驟2032中，DBA計(jì)算根據(jù)這些加權(quán)因子、各ONU帶寬分配請(qǐng)求報(bào)告中的隊(duì)列長(zhǎng)度信息完成帶寬分配，輸出帶寬分配授權(quán)消息。
根據(jù)本發(fā)明用于無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)(PON)的動(dòng)態(tài)帶寬分配方法及其裝置，下面分三種情況來(lái)分析本發(fā)明對(duì)PON系統(tǒng)帶寬分配所產(chǎn)生的效果這里，我們先做如下一些假設(shè)1)系統(tǒng)中共有4個(gè)ONU-i(i＝1，2，3，4)，其中ONU-4為惡意用戶，向OLT虛報(bào)隊(duì)列長(zhǎng)度，即報(bào)告的隊(duì)列長(zhǎng)度總是大于其實(shí)際的隊(duì)列長(zhǎng)度值。
2)OLT DBA算法上述等式(1)3)PON系統(tǒng)上行帶寬1.24416Gbps，OLT帶寬分配周期為125微秒，在一個(gè)分配周期中，可傳輸19440字節(jié)的業(yè)務(wù)量(這里忽略各種協(xié)議開(kāi)銷(xiāo))。這里以在一個(gè)分配周期(125微秒)內(nèi)ONU可以傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)代表其獲得的帶寬量。
第一種情況在一個(gè)帶寬分配周期內(nèi)，系統(tǒng)當(dāng)前ONU實(shí)際業(yè)務(wù)量的總和小于上行帶寬，即系統(tǒng)處于欠負(fù)荷狀態(tài)。而所有ONU報(bào)告的隊(duì)列長(zhǎng)度之和也小于上行帶寬。
表2

對(duì)于第一種情況，如果按ONU-4虛報(bào)的隊(duì)列長(zhǎng)度分配帶寬而沒(méi)有任何加權(quán)處理，ONU-4會(huì)獲得比其它ONU更多的帶寬，如ONU-4獲得5718字節(jié)，而ONU-3僅獲得3430字節(jié)(如果ONU-4不虛報(bào)隊(duì)列長(zhǎng)度，它們應(yīng)該獲得相同的帶寬)。ONU-4獲得更多的帶寬，就可以使它有機(jī)會(huì)傳輸更多的業(yè)務(wù)，并獲得更好的傳輸特性。例如當(dāng)ONU-4向OLT報(bào)告隊(duì)列長(zhǎng)度信息之后，馬上又接送到來(lái)自UNI接口上的突發(fā)業(yè)務(wù)，那么其獲得的上行傳輸時(shí)隙中，這些新到的突發(fā)業(yè)務(wù)也有機(jī)會(huì)被傳輸出去，獲得很好的傳輸特性。而對(duì)于其它ONU來(lái)說(shuō)，就沒(méi)有這種優(yōu)勢(shì)，顯然這是不公平的。
但是，如果OLT采用了加權(quán)機(jī)制對(duì)ONU-4的隊(duì)列長(zhǎng)度報(bào)告信息進(jìn)行控制，則DBA的帶寬分配就會(huì)變得比較公平，并接近無(wú)虛報(bào)隊(duì)列長(zhǎng)度下的正常值。而如果加權(quán)因子比較大，甚至可以達(dá)到懲罰惡意用戶的目的，使其僅獲得有限的帶寬。
第二種情況在一個(gè)帶寬分配周期內(nèi)，系統(tǒng)當(dāng)前ONU實(shí)際業(yè)務(wù)量的總和小于上行帶寬，而ONU報(bào)告的隊(duì)列長(zhǎng)度之和大于上行帶寬。
表3

在這種情況下，如果ONU-4不虛報(bào)隊(duì)列長(zhǎng)度信息，那么每個(gè)ONU都可以得到足夠的帶寬去傳送自己的業(yè)務(wù)。
但是，當(dāng)ONU-4報(bào)告虛假隊(duì)列長(zhǎng)度時(shí)，而OLT又沒(méi)有采取任何加權(quán)措施，則ONU-4將獲得更多的帶寬分配。這將導(dǎo)致其它ONU獲得的帶寬減少，使它們不能及時(shí)傳輸當(dāng)前隊(duì)列中的業(yè)務(wù)。如ONU-4的實(shí)際業(yè)務(wù)量只有5000字節(jié)，但它獲得了7953字節(jié)，這些多余的帶寬有可能被浪費(fèi)掉。而此時(shí)，ONU-1，ONU-2和ONU-3都沒(méi)獲得足夠的帶寬去傳輸它們的業(yè)務(wù)。此時(shí)的帶寬分配是不公平的也是低效的。
如果在ONU-4報(bào)告虛假隊(duì)列長(zhǎng)度時(shí)，OLT采用加權(quán)控制機(jī)制，帶寬分配的效果就會(huì)改善，帶寬分配就會(huì)趨于公平，效率也會(huì)有所提高。在加權(quán)因子等于P2＝0.50時(shí)，惡意用戶所獲得的帶寬量將被限制在一個(gè)較低的水平上，保證了合法用戶的正常工作。當(dāng)選擇適當(dāng)?shù)募訖?quán)因子后，可以達(dá)到無(wú)虛報(bào)隊(duì)列長(zhǎng)度時(shí)的分配效果。
第三種情況在一個(gè)帶寬分配周期內(nèi)，系統(tǒng)中ONU當(dāng)前的實(shí)際業(yè)務(wù)量的總和大于上行帶寬，而ONU報(bào)告的隊(duì)列長(zhǎng)度之和也大于上行帶寬。
表4

在這種情況下，由于系統(tǒng)中ONU的實(shí)際業(yè)務(wù)量之和大于上行帶寬，所以每個(gè)ONU獲得的帶寬都滿足不了其當(dāng)前的帶寬需求。如果沒(méi)有ONU虛報(bào)隊(duì)列長(zhǎng)度，則DBA算法將按比例分配給各ONU相應(yīng)的帶寬。這是一種公平的帶寬分配方案。
但是，如果ONU-4虛報(bào)隊(duì)列長(zhǎng)度信息而不采取加權(quán)控制，則上述公平的帶寬分配就實(shí)現(xiàn)不了。在上表中，ONU-4獲得了比它實(shí)際需求多得多的的帶寬，可能會(huì)造成了帶寬浪費(fèi)，相反其它合法ONU獲得的帶寬則非常少。顯然，在這種情況下，ONU-4強(qiáng)占了其它ONU應(yīng)得的帶寬，這極大地影響了其它合法ONU的工作。
當(dāng)系統(tǒng)采用加權(quán)控制后，情況得到了極大改善，在加權(quán)因子為P2＝0.50的情況下，帶寬分配幾乎達(dá)到了無(wú)虛報(bào)隊(duì)列長(zhǎng)度情況下的分配效果，保證了系統(tǒng)帶寬分配的公平性和有效性。
通過(guò)以上的分析，說(shuō)明本發(fā)明對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)帶寬分配的保護(hù)作用，使系統(tǒng)帶寬分配在受到惡意用戶攻擊或其它存在虛報(bào)隊(duì)列長(zhǎng)度的情況下仍能達(dá)到理想的分配效果。
以上結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的裝置及方法進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域中普通技術(shù)人員根據(jù)以上說(shuō)明能對(duì)本發(fā)明作出種種變化和修改，因此，所描述的細(xì)節(jié)不應(yīng)當(dāng)構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限定。本發(fā)明應(yīng)以所附權(quán)利要求書(shū)加以限定。
權(quán)利要求
1.一種用于無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)帶寬分配裝置，用于OLT根據(jù)各ONU帶寬分配請(qǐng)求報(bào)告、各ONU實(shí)際發(fā)送業(yè)務(wù)量將OLT與各ONU之間的帶寬公平地分配給各ONU，其特征在于它包括業(yè)務(wù)測(cè)量單元根據(jù)被測(cè)ONU帶寬分配請(qǐng)求報(bào)告內(nèi)容，測(cè)量所述ONU實(shí)際發(fā)送業(yè)務(wù)量，并將該測(cè)量結(jié)果、帶寬分配請(qǐng)求報(bào)告中的隊(duì)列長(zhǎng)度輸出給信譽(yù)評(píng)估單元；信譽(yù)評(píng)估單元其包括比較控制單元和用于存儲(chǔ)各ONU的信譽(yù)等級(jí)記錄的信譽(yù)表，其中該比較控制單元將ONU實(shí)際發(fā)送業(yè)務(wù)量測(cè)量結(jié)果與ONU帶寬請(qǐng)求報(bào)告中的隊(duì)列長(zhǎng)度進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果，作降低或維持或提高該ONU信譽(yù)等級(jí)記錄的處理，更新或維持所述信譽(yù)表內(nèi)該ONU信譽(yù)等級(jí)記錄；動(dòng)態(tài)帶寬分配單元在一個(gè)帶寬分配周期內(nèi)，OLT根據(jù)生成的各ONU信譽(yù)等級(jí)記錄、ONU帶寬分配請(qǐng)求報(bào)告完成動(dòng)態(tài)帶寬分配，輸出帶寬分配授權(quán)消息。
2.如權(quán)利要求1所述的一種用于無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)帶寬分配裝置，其特征在于所述業(yè)務(wù)測(cè)量單元采用輪循的方式分別對(duì)各ONU實(shí)際發(fā)送業(yè)務(wù)量進(jìn)行測(cè)量。
3.如權(quán)利要求1所述的一種用于無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)帶寬分配裝置，其特征在于所述信譽(yù)評(píng)估單元作降低或維持或提高該ONU信譽(yù)等級(jí)記錄處理的原則是，如果ONU帶寬分配請(qǐng)求報(bào)告中的隊(duì)列長(zhǎng)度大于該ONU實(shí)際發(fā)送業(yè)務(wù)量測(cè)量結(jié)果，則降低該ONU信譽(yù)等級(jí)記錄，否則，維持或提高該ONU信譽(yù)等級(jí)記錄。
4.如權(quán)利要求3所述的一種用于無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)帶寬分配裝置，其特征在于所述比較控制單元對(duì)具有最低信譽(yù)等級(jí)記錄的ONU向無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)發(fā)出告警信息。
5.如權(quán)利要求1至4任一權(quán)利要求所述的一種用于無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)帶寬分配裝置，其特征在于所述動(dòng)態(tài)帶寬分配單元包括第一加權(quán)控制單元根據(jù)各ONU信譽(yù)等級(jí)記錄，選擇與其信譽(yù)等級(jí)記錄相應(yīng)的加權(quán)因子對(duì)各ONU帶寬請(qǐng)求報(bào)告中的隊(duì)列長(zhǎng)度進(jìn)行加權(quán)處理；第一DBA計(jì)算單元根據(jù)加權(quán)處理后的ONU隊(duì)列長(zhǎng)度進(jìn)行動(dòng)態(tài)帶寬分配，產(chǎn)生各ONU的帶寬分配授權(quán)消息。
6.如權(quán)利要求1至4任一權(quán)利要求所述的一種用于無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)帶寬分配裝置，其特征在于所述動(dòng)態(tài)帶寬分配單元包括第二加權(quán)控制單元根據(jù)各ONU信譽(yù)等級(jí)記錄，選擇與其信譽(yù)等級(jí)記錄相應(yīng)的加權(quán)因子；第二DBA計(jì)算單元根據(jù)各ONU帶寬請(qǐng)求報(bào)告進(jìn)行動(dòng)態(tài)帶寬分配，并予以加權(quán)后，產(chǎn)生各ONU的帶寬分配授權(quán)消息。
7.一種無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)帶寬分配方法，用于OLT根據(jù)各ONU的帶寬分配請(qǐng)求報(bào)告、各ONU實(shí)際發(fā)送業(yè)務(wù)量將OLT與各ONU之間的帶寬公平地分配各給ONU，包括如下步驟a)、業(yè)務(wù)測(cè)量步驟OLT根據(jù)被測(cè)ONU帶寬分配請(qǐng)求報(bào)告內(nèi)容，測(cè)量所述ONU實(shí)際發(fā)送業(yè)務(wù)量，輸出該ONU帶寬分配請(qǐng)求報(bào)告中的隊(duì)列長(zhǎng)度、測(cè)量結(jié)果；b)、信譽(yù)評(píng)估步驟將步驟a)中輸出的ONU帶寬分配請(qǐng)求報(bào)告中的隊(duì)列長(zhǎng)度與該ONU實(shí)際發(fā)送業(yè)務(wù)量測(cè)量結(jié)果進(jìn)行比較如果ONU帶寬分配請(qǐng)求報(bào)告中的隊(duì)列長(zhǎng)度大于實(shí)際發(fā)送業(yè)務(wù)量測(cè)量結(jié)果，則降低該ONU信譽(yù)等級(jí)記錄，否則，維持/提高該ONU信譽(yù)等級(jí)記錄，并用該信譽(yù)等級(jí)記錄來(lái)更新或維持該ONU原信譽(yù)等級(jí)記錄；c)、帶寬分配步驟在一個(gè)帶寬分配周期內(nèi)，OLT根據(jù)b)信譽(yù)評(píng)估步驟生成的各ONU信譽(yù)等級(jí)記錄、ONU帶寬分配請(qǐng)求報(bào)告完成帶寬分配，并輸出帶寬分配授權(quán)消息。
8.如權(quán)利要求7所述的一種無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)帶寬分配方法，其特征在于，在所述的a)業(yè)務(wù)測(cè)量步驟中，對(duì)各ONU實(shí)際發(fā)送業(yè)務(wù)量的測(cè)量是采用輪循的方式逐一進(jìn)行的。
9.如權(quán)利要求7所述的一種無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)帶寬分配方法，其特征在于，在所述的b)信譽(yù)評(píng)估步驟中，對(duì)最低信譽(yù)等級(jí)記錄的ONU向無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)發(fā)出告警信息。
10.如權(quán)利要求7至9任一權(quán)利要求所述的一種無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)帶寬分配方法，其特征在于，在所述c)帶寬分配步驟中，完成帶寬分配是根據(jù)各ONU信譽(yù)等級(jí)記錄對(duì)各ONU帶寬分配請(qǐng)求報(bào)告中的隊(duì)列長(zhǎng)度分別進(jìn)行加權(quán)處理后，再對(duì)經(jīng)加權(quán)處理過(guò)的隊(duì)列長(zhǎng)度的計(jì)算來(lái)完成動(dòng)態(tài)帶寬分配。
11.如權(quán)利要求7至9任一權(quán)利要求所述的一種無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)帶寬分配方法，其特征在于，在所述c)帶寬分配步驟中，完成帶寬分配是根據(jù)各ONU帶寬分配請(qǐng)求報(bào)告中的隊(duì)列長(zhǎng)度和各ONU信譽(yù)等級(jí)記錄對(duì)各ONU授權(quán)帶寬分別進(jìn)行加權(quán)計(jì)算后，來(lái)完成動(dòng)態(tài)帶寬分配。
全文摘要
一種無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)帶寬分配裝置及方法，包括業(yè)務(wù)測(cè)量單元根據(jù)被測(cè)ONU帶寬分配請(qǐng)求報(bào)告內(nèi)容，測(cè)量所述ONU實(shí)際發(fā)送業(yè)務(wù)量，并將該測(cè)量結(jié)果、帶寬分配請(qǐng)求報(bào)告中的隊(duì)列長(zhǎng)度輸出給信譽(yù)評(píng)估單元；信譽(yù)評(píng)估單元比較上述輸出結(jié)果，作降低或維持或提高該ONU信譽(yù)等級(jí)記錄的處理，動(dòng)態(tài)帶寬分配單元根據(jù)生成的各ONU信譽(yù)等級(jí)記錄、ONU帶寬分配請(qǐng)求報(bào)告完成動(dòng)態(tài)帶寬分配，輸出帶寬分配授權(quán)消息。本發(fā)明可以防止惡意用戶對(duì)系統(tǒng)和合法用戶的影響，保護(hù)系統(tǒng)的正常工作和合法用戶的服務(wù)質(zhì)量要求，保證系統(tǒng)上行帶寬的利用率和帶寬分配的公平性。
文檔編號(hào)H04L12/24GK1635739SQ20031012284
公開(kāi)日2005年7月6日 申請(qǐng)日期2003年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月26日
發(fā)明者冷曉冰, 穆罕默德·倪澤姆, 齊江, 趙巖 申請(qǐng)人:上海貝爾阿爾卡特股份有限公司