[發明專利]面向移動中傳的無源光網絡帶寬資源調度方法及系統

有效

• 申請號: 202210629276.0
• 申請日: 2022-06-01
• 公開（公告）號: CN115175024B
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發明（設計）人: 李軍;陸鄉;沈綱祥
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: H04Q11/00
• 分類號: H04Q11/00
• 代理公司: 蘇州市中南偉業知識產權代理事務所(普通合伙) 32257
• 代理人: 朱振德

本發明提供的一種面向移動中傳的無源光網絡帶寬資源調度方法及系統，方法包括：上行數據經處理后以數據包的形式存儲在ONU緩沖區內；通過對緩沖區的數據包進行優先級分類；所有ONU向OLT發送REPORT信號，上報緩沖區內的情況和帶寬請求，OLT收到REPORT信號后向各ONU發送GRANT信號進行帶寬授權；各ONU收到GRANT信號后依據輪詢次序開始依次對各ONU進行第一優先級數據包的傳輸；在進行第二優先級數據包的傳輸過程中，判斷新一輪調度周期的GRANT信號到達ONU時，第二優先級數據包的傳輸是否結束；對所有上行傳輸完畢的數據包進行上行時延計算。本發明通過先完成系統內所有第一優先級業務的輪詢來保證它的低時延和高可靠性要求，更好地滿足多業務共存網絡中各業務的特性需求。

技術領域

本發明屬于光通信技術領域，尤其涉及一種面向移動中傳的無源光網絡帶寬資源調度方法及系統。

背景技術

隨著第五代移動通信系統(5G)的到來，移動數據流量的井噴式增長、各類新業務的出現、用戶需求在數據速率、傳輸時延、可擴展性等方面的持續遞增，這對現有的無線接入網絡提出了新的挑戰。為了減輕前傳網絡的帶寬壓力，在云無線接入網(Cloud?RadioAccess?Network,簡稱為C-RAN)基帶池化的基礎上，不同的功能分割選項將移動前傳網絡重新劃分基帶處理單元(Base?Band?Unit,簡稱為BBU)和射頻拉遠單元(Radio?RemoteUnit,簡稱為RRU)的功能。5G的無線接入網從4G/LTE的BBU-RRU兩級結構演變成集中式單元(Centralized?Unit,簡稱為CU)、分布式單元(Distributed?Unit,簡稱為DU)、射頻單元(Radio?Unit,簡稱為RU)的三級結構。RU和DU之間的網絡被稱為移動前傳網絡，而DU和CU之前的網絡被稱為移動中傳網絡。其中，移動中傳網絡對于帶寬及時延的要求與承載業務有關。

在5G中有三種主要的業務應用場景，分別是增強型移動帶寬(enhanced?MobileBroadBand,簡稱為eMBB)、大規模機器類通信(massive?Machine?Type?Communication,簡稱為mMTC)和超低時延高可靠通信(ultra-Reliable?and?Low?Latency?Communication,簡稱為uRLLC)。其中uRLLC業務對時延要求非常高，端到端通信時延要達到毫秒級，且通信可靠性需達到99.999％以上；eMBB業務則對移動中傳網絡的速率有著較高的要求，對時延和可靠性的要求不高。因此，移動中傳網絡如何在多業務共存的網絡環境下同時滿足不同通信業務的特性需求成為目前研究的重點之一。

由于移動中傳網絡對低時延和大帶寬的需求，進而對于移動中傳的傳輸網技術的要求也隨之提高。在諸多候選方案中，無源光網絡(Passive?Optical?Network,簡稱為PON)因其低成本、大容量的特點，被認為是一種可行的無源解決方案。PON系統由一個光線路終端(Optical?Link?Terminal，簡稱為OLT)和多個光網絡單元(Optical?Network?Unit，簡稱為ONU)組成，OLT被安置在中心局，而ONU則被設置在近用戶端用以用戶端的數據接收和發送。由于PON的樹形拓撲的結構特點，在上行傳輸過程中，來自不同ONU的上行傳輸數據勢必會在光分路器中發生沖突。因此，對于PON系統而言，一個優秀的多點控制協議(Multi-point?Control?Protocol，簡稱為MPCP)用以控制上行傳輸顯得尤為重要。

為了解決上文提到的關于時分復用TDM-PON系統在上行傳輸過程會發生的沖突問題，OLT必須通過動態帶寬分配(Dynamic?Bandwidth?Allocation，簡稱為DBA)算法來給系統內的ONU分配上行傳輸帶寬，保證每個ONU都只能在被分配的傳輸窗口內進行數據傳輸。DBA算法主要依賴于MPCP的兩個信息單元，REPORT和GRANT。ONU通過上傳REPORT信息來匯報當前緩沖區內的情況和帶寬請求，OLT根據ONU上報的帶寬請求信息進行DBA計算，然后發送GRANT信號給ONUs給每個ONU分配帶寬。然而，目前現存的DBA算法對于多業務共存的PON系統并沒有太好的解決方案，很難同時很好地滿足不同業務的特性需求。