池灏[1]2001年在《宽带无源光网络介质访问控制协议研究与设计》文中研究说明目前多种宽带接入技术可供选择，从xDSL到HFC等。但是从长远来讲，它们只是过渡性方案。在有线接入领域，由于光纤的带宽优势，无源光网络(PON)技术有着良好的市场前景。尤其是基于ATM的无源光网络(ATM-PON或称APON)被誉为面向二十一世纪的宽带接入解决方案，它结合了ATM的多业务、多比特率支持能力和无源光网络的带宽、成本优势。 本文的工作集中于宽带无源光网络系统介质访问控制(MAC)协议的研究和设计、协议性能分析以及其他与MAC协议相关内容的研究。 首先讨论了IP与ATM之争，并研究了APON上传递IP包的可能方式。作为介质共享的树形网络，APON需要介质访问控制协议(MAC)协调各终端对上行信道的访问，避免冲突。MAC协议在整个通信系统中扮演着重要的角色，对系统的性能有着深刻的影响，在APON中居于核心地位。ITU-TG.983建议的推出使APON的发展走上了标准化之路，但它并未对MAC协议作出明确规定，并指明尚需进一步研究，因此本文的工作具有现实意义。 与其他介质共享网络相比，APON的树性结构具有特殊性，这对MAC协议提出了特殊要求。随机接入控制方法虽然具有简单和易于扩展的特点，但是无法满足电信级的时延和吞吐量要求，因而不适用于APON系统。中央控制基于预约的带宽分配算法是APON的首选，它具有良好的时延和吞吐量特性。作为整个ATM网络的一部分，APON必须能与ATM网络的流量监控措施保持协调一致，其要求是尽量降低信元流的时延抖动。各类协议都有各自的带宽分配和抖动控制策略。本文给出分段均匀间隔MAC协议，均匀间隔和分段分配带宽的策略可以使协议自动地随负载状况变化而调整，既很好地控制了抖动，又提高了带宽效率。排队理论和计算机仿真是研究通信系统性能的重要手段，本文对几类典型协议作了成功的分析和研究，分析结果也表明了分段均匀间隔协议的有效性。 SuperPON是APON的扩展，它支持更多的用户，覆盖更广的范围并提供更高的比特率。由于其多用户和大时延的特点，APON的MAC协议并不适用于SuperPON。作者设计的协议中，根据不同时延要求，提供半静态和动态的带宽分配方法，满足不同业务的需求。动态带宽分配算法自适应于系统的负载状况，最大限度改善了非实时业务的性能。 最后还探讨了PON的发展趋势，以及将WDM技术引入PON的几种可行方案。 本文的主要贡献可简单归纳为： 1．采用理论分析和计算机仿真的手段对各类MAC协议(包括作者为APON设计的分段均匀间隔MAC协议和和为SuperPON设计的分优先级自适应MAC协议)及其确定的网络性能进行了较为系统的研究； 2．在综合分析各类带宽分配算法的基础上，首次提出了一套符合ITU-T规范的APON系统MAC协议一分段均匀间隔MAC协议，均匀间隔和分段分配带宽的策略既能很好地控制抖动，又提高了带宽。并对该协议的性能进行了计算机仿真分析，结果表明在总负载为0.8的情况下,CBR流的时延值和抖动值分别被控制在1ms和0.36ms以内(在10~(-5)分位点上)；浙江大学搏士学位论文 3．针对SaperPON系统多用户、大时延的特点，完整地提出了一套S呷rPON 的MAC协议一分优先级自适应MAC协议，不同优先级满足不同的业务 需求，对于实时业务采用无须预约的半静态带宽分配法，而非实时业务的 申请微时隙接入自适应于系统的负载状况，在固定分配和随机接入间动态 切换，兼顾了系统吞吐量和时延特性的要求。计算机仿真结果表明，当系 统负载为0石时，实时业务的接入时延和时延抖动几乎可以忽略以0．lins＼ 而非实时业务的时延和抖动亦基本上被控制在2．sins和1．4ms以内。
宁顺卫[2]2002年在《宽带无源光网络的媒质接入控制协议设计》文中研究说明在国家骨干通信网建成之后，目前面临如何用这个骨干网随时随地为用户提供包括宽带业务在内的所需业务，这就是接入网需要解决的问题。在各种可能的接入方案中，长远看基于ATM的无源光接入网(APON)是最具市场潜力的接入方案，它支持宽带接入业务，业务透明，结合了ATM的多业务、多比特率技术和无源光接入网的宽带宽、低成本优势。 结合ATM技术的PON我们在第二章中进行了研究，讨论了APON的网络结构、分层模型和各组成单元等问题，设计了一个光分配网并提出了基于波分的时分复用接入技术方案。 APON是一个树形媒质共享网络，上行用户间信元在OLT处有可能发生碰撞。我们在本论文研究的重点就是设计一个媒质接入控制协议，使得用户上行信元有序到达OLT而不发生碰撞，同时保证各业务所要求的传输时延(TD)和信元时延抖动(CDV)。经过理论分析和计算机仿真，可以证明我们提出的双控制写入顺序读出媒质接入控制协议(D-MAC)是一个非常有效的，比典型的GlobalFIFOMAC协议具有更小的传输时延和信元时延抖动。 另外我们还设计了一个可以让多个用户共享同一ONU的交换式集线器。它允许多用户共享同一ONU并且其总带宽在用户间动态分配。交换式集线器在解决居民用户和小商业用户尽可能早地享受宽带服务提供了强有力的支持，能充分利用有些用户已有的局域网资源。 最后我们探讨了PON的发展趋势，认为多用户通过低价位、高性能的交换设备共享ONU的接入方式和WDM接入方式为今后有线接入的具有竞争力的接入方式。
张碧莹[3]2010年在《以太网无源光网络光线路终端的设计与实现》文中提出随着通信技术的迅速发展,用户对带宽的需求越来越高。以成熟的以太网技术为基础的以太无源光网络(Ethernet Passive OpticalNetwork,EPON)采用点到多点结构、无源光纤传输,能够在以太网之上提供多种业务。它综合了无源光网络技术和以太网技术的优点,具有成本低、兼容性好、技术成熟、便于维护、承载业务灵活等特点,成为下一代宽带接入网的最佳候选之一。本文从用户角度出发,围绕实现EPON系统最优性能与最佳操作的目标,主要对EPON系统中的局端设备光线路终端(Optical LineTerminal,OLT)进行了深入的研究和设计,包括OLT的整体架构、主要业务模型、设备管理系统等,并针对上行带宽的分配算法做出研究与改进。本文主要研究工作如下:首先,从EPON系统的体系结构入手,对EPON系统的工作原理及其技术特点进行了分析,确定了OLT的功能需求和总体设计方案。其次,根据中国电信EPON设备技术要求,提出了一组OLT的设备架构与业务模型的设计方案,并给出了主要模块的实现方法。OLT设备的主要模块包括电源模块、管理模块和交换模块等,业务模型主要包括高速上网业务和组播业务。接着,通过对各种网络管理协议、软件架构模式和开发工具的比较和选择,确定并实现了一套采用B/S结构和MVC设计模式的OLT设备专用网元管理系统(Element Management System,EMS)。该系统由Flash、PHP和Java共同组合开发,包括配置、性能、故障、安全等功能模块。客户在客户机平台上可通过浏览器方便地访问各网元,整套系统各部分相对独立,可移植性强。最后,针对EPON系统在工业网络通信中的具体应用场景,对现有的动态带宽分配(Dynamic Bandwidth Allocation,DBA)算法进行了分析和改进,以保证监控和报警等特殊业务的实时送达,消除间插轮询的带宽浪费,并对改进的算法在OPNET平台上进行了仿真实验。仿真结果表明,该算法的带宽利用率高,业务时延抖动低,并且在低负载时无轻载惩罚现象。
何炜[4]2010年在《混合波分时分复用无源光网络研究与技术实现》文中研究指明在叁网融合的大趋势背景下,无源光网络(Passive Optical Network, PON)技术已成为光纤到户(FTTH)接入方式的首要选择。因此,研究融合多种复用技术的下一代PON网络架构,开发新型成套无源光接入系统设备具有重要意义。本论文在国家“863”计划项目的基础之上,围绕构建混合波分时分复用无源光网络系统进行了深入的分析研究和技术创新,并详细阐述了其网元节点设备的设计与实现。所取得的主要研究成果如下：(1)深入研究了下一代无源光网络技术的发展趋势,在分析比较了两种混合波分时分复用无源光网络结构形态的基础之上,提出了一种融合TDM-PON、DWDM和AOWC叁项技术的混合波分时分复用无源光网络系统解决方案,对其进行了网络模拟仿真分析,从理论上验证了设计方案可行性。(2)基于ATCA标准设计了OLT硬件架构,提出了一种简单高效的分布式处理器方案,隔离管理和数据通道,使管理平面和数据平面独立运行,减轻了主处理器工作负荷,提升了系统稳定性。(3)采用分层设计方法构建了OLT软件架构,分离了硬件驱动、业务协议配置和管理应用叁部分功能,使系统软件可维护、可扩展和可移植,有效提升了系统可靠性。(4)在ODN设计中,基于SOA的增益饱和特性和交叉增益调制效应,创新性的提出采用双SOA结构构造全光波长转换模块,将系统下行波长信号光替代特定波长激光器用作交叉增益调制中的探测光,实现AOWC模块的“光无源”和系统上、下行信号光同波长。(5)研制出了混合波分时分复用无源光网络接入系统工程样机,设计了有效的功能和性能测试方案并进行大量测试及改进,系统各项指标均满足设计要求。
高晗雯[5]2007年在《GPON系统ONU MAC层上行链路的研究与实现》文中研究表明近些年来,接入网技术不断地发展。目前接入网主要有xDSL、混合接入、光纤接入、无线接入等。在有线接入领域,由于光纤技术带宽大、衰减少等优势,光纤接入逐渐成为接入网的主流技术。无源光网络(PON)是最受关注的光纤接入技术。PON经历了APON、EPON和GPON的发展历程,GPON拥有高效率、高速率、高带宽利用率、支持全业务等优点,被认为是最先进的PON技术。GPON的技术特征主要体现在介质访问控制层,很多GPON的关键技术如动态带宽分配、编码、测距等都是在介质访问控制层(MAC)实现的。本文的工作主要集中在GPON系统光网络单元(ONU)MAC层上行链路的研究和实现,对上行链路的模块用Verilog HDL语言其进行仿真实现,并研究了动态带宽分配算法。本文的主要工作和成果如下:1.介绍了接入网的现状和发展,以及叁种主要的无源光网络APON、EPON和GPON;2.从GPON的定义出发,阐明了GPON的标准、系统结构、协议模型、传输复用方式和帧结构;3.提出了ONU的MAC层整体结构图,介绍了各个模块的功能,设计了上行接入的解决方案;4.在详细分析上行链路的每个模块的基础上,在QuartusⅡ开发环境下用VerilogHDL语言对每个模块进行仿真实现;5.介绍了MAC层的关键技术动态带宽分配,提出了一种基于带宽需求的动态分配算法,提高了带宽利用率。6.最后,对全文进行总结,并对进一步的研究提出一些展望。
陈红贵[6]2008年在《GPON系统ONU MAC层下行链路的研究与设计》文中认为接入网是连接用户网与城域网/骨干网的桥梁。随着社会信息化进程的加快,接入网已成为制约网络向宽带化发展的瓶颈。为了满足用户的需求,接入网的新技术不断涌现。目前接入网技术主要有xDSL、混合接入、光纤接入、无线接入等。在有线接入领域,由于光纤技术带宽高、衰减少等优势,光纤接入逐渐成为接入网的主流技术。无源光网络(PON)是最受关注的光纤接入技术。PON经历了APON、EPON和GPON的发展历程,GPON通过为用户提供吉比特的带宽,高效的IP、TDM承载模式,将成为FTTP/FTTH(光纤到户)领域中更为完善的解决方案。随着GPON技术的不断成熟和进步,相信GPON技术将会是未来宽带光接入网络的发展方向。GPON的技术特征主要体现在介质访问控制层(MAC层),很多GPON的关键技术如信道复用、动态带宽分配、加解密、测距等都是在介质访问控制层实现的,研究和设计GPON系统光网络单元(ONU)MAC层的下行链路对GPON技术的研究具有重要意义。本文首先介绍了光接入网技术,包括叁种主要的无源光网络APON、EPON和GPON,以及GPON技术的发展现状;其次从GPON的定义出发,阐明了GPON的标准、系统结构、分层结构和关键技术;然后重点介绍了GPON的传输汇聚层,包括系统协议栈、传输汇聚层的关键功能、子层结构和功能以及GTC帧结构;根据传输汇聚层的分析提出了ONU的MAC层整体设计结构图,并介绍了各个模块的功能;在详细分析下行链路的每个模块的基础上,用Verilog硬件描述语言在QuartusⅡ软件中对每个模块进行仿真设计,并给出了仿真结果图;最后对所做的研究工作进行了总结,指出了今后还需继续进行的研究工作,并对GPON技术的发展前景进行了展望。
唐文利[7]2009年在《某地市运营商宽带入网升级改造探讨》文中研究指明宽带网络是国家信息化的重要基础设施和战略资源,是社会信息化的基础和关键。加强宽带网络建设,可以有效支撑第叁代移动通信技术移动宽带和固定宽带业务的发展。宽带接入网是宽带网络最为重要的组成部分,对宽带业务的发展至关重要。为适应未来宽带移动互联网业务发展需要,规范宽带接入网建设工作,必然要求我们进一步发展宽带接入网,全面推进宽带接入网提速项目。宽带接入网建设是一项长期工作,必须统一规划,量质并重,循序渐进,分步实施,有计划有步骤地推进。宽带接入网涉及面广、技术复杂、投资巨大,为切实满足业务发展需求,避免重复改造,宽带接入网建设应满足3-5年业务需求,适度超前建设。宽带接入网建设应在细分业务发展需求和全面资源核查的基础上,依据发展需求和网络资源状况,制定科学合理的建设方案,提高投资效益。投资应优先满足业务重点城市和业务重点区域。宽带接入网的建设应充分利用现有的网络资源,充分发挥既有资源的协同效应。宽带接入网建设还应充分考虑各区域业务发展、网络资源的差异以及投资承受能力,根据业务需求的轻重缓急,因地制宜地实施差异化的发展策略和建设模式。接入网线路设备应具备良好的扩展性、平滑演进性和可维护性,能够平滑向下一代网络演进。本课题研究的主要内容涉及以下叁个方面：一是对厦门联通公司现有的宽带接入网进行分析研究,找出制约宽带提速的因素,明确现网升级存在的技术限制；二是结合厦门联通公司的现有资源,在满足业务发展需求及公司成本控制要求的基础上,研究制定厦门联通公司宽带接入网升级提速方案,即在厦门联通公司宽带接入网中引入无源光网络技术来达到接入速率提升的业务需求；叁是研究在宽带接入网中组建无源光网络的技术细节及制定实施规范。
吴广生[8]2009年在《无源光网络与电网络复合接入技术研究》文中进行了进一步梳理无源光网络技术已成为构筑新宽带的基础技术,全业务基于IP承载,大容量能力、光铜一体的宽带接入技术已经成为固网接入的趋势。因此,开发多业务融合的兼容各种PON协议的无源光接入系统,并对铜缆接入技术进行创新研究,具有重要意义。本论文在国家“十一五”“863”计划项目基础上,围绕无源光网络和无源电网络技术进行了深入的分析研究和技术创新,并详细阐述了系统的设计与实现。论文主要内容如下:(1)在分析各种无源光网络技术的基础上,对无源光网络共性的拓扑与保护技术、FEC功能、TDM业务承载等关键技术进行了深入研究。在PON网络可靠性与长距离方面,创新性的提出了基于SOA光开关的突发式长距离光纤保护技术。(2)详细阐述了无源光接入系统的总体设计与产品实现。系统局端设备基于ATCA架构设计,大容量、多业务融合接入,兼容多种PON协议。系统在多业务融合接入、PON协议实现、长距离、光链路保护等方面具有自主知识产权。系统已经量产,并规模商用,各项技术指标国内领先。(3)研究了现有的同轴以太网技术,提出了一种上行基于MPCP协议的以太无源电网络技术方案,对其物理层、数据链路层相关关键技术进行了研究,并进行了系统建模仿真分析,对带宽分配算法仿真的结果和理论分析相符合。(4)采用创新的数据链路层技术,进行了无源电网络系统的设计,开发了系统原型样机,并给出了系统测试结果。该系统具有独创性和先进性,相关核心技术已申请发明专利。(5)对无源光网络技术进行了集成创新和应用创新,研究了小区驻地网应用中基于无源光网络系统的叁网融合、网络视频监控、控制自动化等多业务融合的开放式集成系统架构,进行了集成系统开发并在某光纤智能小区项目中实施。
杨立伟[9]2009年在《无源光网络和混沌扩频码分多址光接入研究》文中提出随着全业务和互联网的迅速发展,光接入网已成为下一代接入网的重要组成部分和当前国际研究的热点。全世界都在致力于支持更多的用户、更远的距离和更大的带宽的接入网的研发,我国也正在实施“光进铜退”的战略。无源光网络(PON)是解决接入网带宽瓶颈、满足不断增长的带宽需求的理想宽带接入技术。本论文针对下一代光接入网中的无源光网络及混合接入系统进行了研究,获得的主要创新成果如下:1.结合国家自然科学基金项目“智能化光接入网关键技术研究”(项目编号为60672025),首次提出了多LLID EPON系统动态带宽分配及QoS性能改进方案。2.主笔起草了国家通信行业标准“接入网设备测试方法-基于以太网方式的无源光网络(EPON)”(国家通信行业标准编号为YD/T1531-2006,已发布)和通信行业研究课题“FTTH性能指标和测试方法”(项目编号为2006T27,已结题),参加起草了国家通信行业标准“接入网设备测试方法-吉比特的无源光网络(GPON)”(项目编号为2007H32,已报批)。3.作者结合所承担的国家自然科学基金重点项目“全业务光接入网系统的关键理论和技术”(项目编号为60132040),对全业务光接入网进行了研究。作者参与提出了WDM-PON全业务光接入网系统总体方案并首次研制了全业务宽带光接入网实验平台,在WDM-PON系统上实现了图像、数据、语音全业务通信。该项目的专家组验收评定为“国内领先,世界先进”。4.为解决多址问题,提出了大容量、大分支的OCDMA-WDM-PON系统方案,该方案克服了可用波长数和可用码字数对系统容量的限制,增加了地址码数和用户数量。对系统的误码性能进行了理论分析和仿真。5.首次在OCDMA系统中提出了基于混沌Logistic-map的两级扩频序列,在国际上未见报道。对此序列本身的相关特性进行了分析和仿真,对应用该序列的光码分多址系统的误码性能进行了理论分析,并与采用现有扩频码的方案进行了性能比较。6.在博士生第叁年参加教育部联合培养博士研究生公派项目,在日本电气通信大学对ROF技术进行了研究,提出了WDM-PON与ROF混合系统的方案,有效实现了单一平台同时传送有线和无线业务的技术方案。
苏素燕[10]2016年在《无源光接入网上行链路资源动态管理技术研究》文中研究表明随着“互联网+”概念的提出,互联网数据将迎来爆发式的增长。这些业务的增长带动了通信领域的快速发展,使得原有的铜线接入网已经不能满足用户量以及业务量增长带来的带宽需求,这使部署光纤接入网成为了一项重要的措施。而无源光网络因为其自身的优势成为了最具有应用前景的接入网技术。在无源光网络(PON)中,因为其结构是点到多点,因此在PON系统中,资源调度算法成为了一项关键技术。加上无源光网络结构的日益复杂,原有的媒体访问控制层(MAC层)上行链路的带宽分配算法也需要不断的改进。本文重点对长距离无源光网络(LR-PON)和时分波分复用无源光网络(TWDM-PON)中上行链路的波长和带宽分配算法做了深入的研究。论文的主要工作和研究内容如下:1)重点对LR-PON的带宽分配进行了研究,分析了 LR-PON的网络架构和现有在LR-PON中使用的多线程轮询(MTP)算法,总结了该算法存在的优点和不足,提出了适用于LR-PON的更加灵活的多线程算法-非固定多线程轮询动态带宽分配算法(IMTP-DBA算法),该算法分别对每个光网络单元(ONU)的线程进行统筹处理,对于重负载ONU,在一个周期分配更多的线程,而对于轻负载ONU,则分配较少的线程数量。与MTP算法相比,当整个系统的网络负载不均衡时,IMTP-DBA算法可以减少重负载ONU的数据延时,提高整个系统的带宽利用率。2)在分析了 TWDM-PON的系统结构和当前应用在时分复用/波分复用(TDM/WDM)混合PON的算法,大部分的算法没有考虑到TWDM-PON中的ONU和OLT的激光器是可调谐的,而且这个调谐的时间在某种程度上会对动态波长和带宽分配算法的性能产生很大的影响。为了减少激光调谐时间对算法的影响,提出了一种最少波长调谐动态波长和带宽分配算法(MWT-DWBA算法),该算法针对波长和ONU进行双重考虑的,对ONU的授权顺序进行优化,在得到最先空闲的波长后,优先授权上个轮询周期在该波长进行数据传输的ONU,可以减少ONU的波长调谐次数,仿真结果表明,该算法与按照请求的大小排序进行轮询的算法相比,提高了上行带宽的利用率,大大降低了数据的平均时延。
参考文献：
[1]. 宽带无源光网络介质访问控制协议研究与设计[D]. 池灏. 浙江大学. 2001
[2]. 宽带无源光网络的媒质接入控制协议设计[D]. 宁顺卫. 浙江大学. 2002
[3]. 以太网无源光网络光线路终端的设计与实现[D]. 张碧莹. 东华大学. 2010
[4]. 混合波分时分复用无源光网络研究与技术实现[D]. 何炜. 华中科技大学. 2010
[5]. GPON系统ONU MAC层上行链路的研究与实现[D]. 高晗雯. 浙江工业大学. 2007
[6]. GPON系统ONU MAC层下行链路的研究与设计[D]. 陈红贵. 浙江工业大学. 2008
[7]. 某地市运营商宽带入网升级改造探讨[D]. 唐文利. 北京邮电大学. 2009
[8]. 无源光网络与电网络复合接入技术研究[D]. 吴广生. 华中科技大学. 2009
[9]. 无源光网络和混沌扩频码分多址光接入研究[D]. 杨立伟. 北京邮电大学. 2009
[10]. 无源光接入网上行链路资源动态管理技术研究[D]. 苏素燕. 北京邮电大学. 2016
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