PON系统睡眠节能方式 - 通信人家园

PON系统由一个OLT（光线路终端）和多个ONU组成，OLT须控制和和服务多个ONU，因此PON的睡眠节能主要通过ONU的睡眠节能来进行。ONU睡眠节能方式主要有ONU减负、ONU假寐、块速睡眠和深度睡眠4种。

ONU在AC（交流电源）停电而运转电池供电时，可对不重要的功能模块停止或减少供能，减少ONU的负荷，降低ONU功耗，称之为ONU减负。ONU减负由功率减负管理实体控制。它定义了系列减负的级，每个等级均有一个端口与之对应，且定义了每个接口的供能时长，即AC电源停电打开相应接口至关闭接口之间的时长。目前，ONU只在停电时使用减负，可在ME中定义新属性，让ONU在正常供电时就可使用ONU减负。

ONU减负无需增加通信机制，对数据平面上层标准没有影响，故先以被ONU支持。针对当前北美所用的ONU，在AC停电时，关掉模拟视频和数据部分，只保留关键的POST（普通的电话业务），可节能将近70％的能耗。

ONU工作于假寐节能方式下，ONU仅在需要发上行数据时打开发射机和相关模块，其余时刻关闭，其他模块在任何时刻均正常工作。ONU的发射机关闭时称该ONU进入了假寐状态。此方式会让ONU在无上行数据时自动进入假寐状态。

ONU进入假寐状态后，OLT发送下行流量给ONU，ONU接收确认所有下行流量并传给用户。同时，OLT及ONU要维持光链路的正常，以下动作不可少：首先，OLT要连续给所有传输容量发上行授权，但只有有上行流量的ONU才会响应，若一个ONU连续收到超过1个传输容器授权时，要么全部相应，要么不响应，这可使ONU在需发送上行数据时立刻获得带宽；其次，OLT还可下发动态带宽分配状态请求，但它们不会唤醒处于假寐状态的ONU。

假寐ONU在两种情况下会苏醒，一是所分配到的上行时隙开始时须触发ONU苏醒，二是接收到从用户网络侧接口或者内部产生的上行流量时也须触发ONU立刻苏醒。

为支持假寐，多点控制协议层或传输汇聚层要增加假寐协议。协议规定OLT仰制处于假寐状态的ONU的带宽及ONU响应频率。周期性地要求ONU响应是为了及时调整ONU的时延，防止假寐ONU的重新测距。

ONU工作于快速睡眠方式，ONU周期性地在睡眠状态和激活状态转换，其中从睡眠状态往激活状态转换时还要经历一个等待同步状态。睡眠时，停止对所有不重要的模块和光收发模块供能，只对定时和动作检测功能保持供能；等待同步时，接收机及其相关模块恢复正常；激活时，所有模块正常。

ONU正常处理完成后，OLT发睡眠消息给ONU。其中包含激活时上行首帧或同步时钟的开使时刻。此消息可为物理层管理维护信元，用30bit的超帧计数器来指示激活时上行首帧的开始时刻，或带有睡眠指示和睡眠时长的授权帧。

ONU收到睡眠消息后，即根据当有无上行流量来决定自己是否接受睡眠指令，若无，则同意睡眠，否则拒绝睡眠。睡眠时，ONU维持一个自由运转时钟，在指定的激活时刻到来之前唤醒光收发一体模块的接收机电源。接收机提前醒来的时间要足够早，使ONU在指定的上行首帧开始时刻之前完成对OLT的同步。

某ONU睡眠时，OLT必须缓存发往该ONU的帧，待ONU醒来后再将帧下发给ONU，保证ONU不会额外丢失业务。ONU在两种情况下苏醒，一是睡眠定时结束，二是ONU检测到上行数据。不论ONU睡眠还是苏醒，OLT必须为ONU提供足够带宽的授权。

工作于深度睡眠方式的ONU有睡眠、等待重新测距与同步和激活3种状态。在睡眠状态，ONU关闭包括收发机在内的所有模块，除了动作检测模块，ONU只被本地事件激活，如ONU电源打开、周围条件改变和本地计时器超时等；当ONU睡眠睡眠结束时，ONU要重新测距与同步，处于等待重新测距与同步和激活状态的ONU的所有模块恢复正常；当绝大部分功能都关闭时称该ONU处于深度睡眠状态。OLT判定某ONU符合深度睡眠条件后，下发深度睡眠指令给该ONU。ONU收到深度指示后，可同意或拒绝执行。若同意，则须启动本地计时器让ONU在睡眠结束时醒来，且通过修改过的断电告警消息、OUN管理和控制接口握手消息等告知OLT，辟免不必要的告警和维护。

当某ONU处于深度睡眠时，OLT应仰制对其告警，但保留其GPON传输汇聚层和管理信息块配置。OLT可继续向睡眠ONU分配上行带宽（也可不分配），但应清楚此ONU无上行数据是正常的。同时，为支持ONU被本地事件唤醒，OLT还应经常为睡眠ONU分配窄的测距窗口。ONU进入睡眠后，OLT丢弃下发给该ONU的帧，ONU也会忽略上行数据。

以上几种睡眠方式分别在一定时段内关掉部分模块。ONU减负是关掉不重要的模块，ONU假寐则在减负的基础上还关掉了未分配上行时隙的ONU的上行相关模块，快速睡眠周期性地关闭收发模块及部分其他模块，而深度睡眠只保留极少模块。很显然，这几种方式的能耗和对业务的影响不一样，分别适用于不同业务。

ONU减负降低约60％能耗，ONU假寐在可控上行链路丢失时节约70％能耗，快速睡眠和深度睡眠均可节约80％以上的能耗，但带来了时延和业务丢失，容易恶化用户体验，增加了协议和算法的复杂度。