田真[1]2004年在《宽带无源光网络中的MAC算法研究》文中研究说明对高速Internet的接入和多媒体应用的需求，极大地促进了宽带接入网络的发展。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，它们只是过渡方案。在有线接入领域，由于光纤的宽带优势，无源光网络(PON)技术有着良好的市场前景。 APON将ATM的统计复用功能与PON的宽带透明传输结合起来。APON具有容量大、性价比和易于升级的特点。与ATM技术相比以太网技术具有更多的灵活性。但是APON和EPON都存在测距、上行突发光接收、上行突发同步和宽带带宽分配等技术和理论难题。本文主要研究无源光网络系统的媒质接入控制协议。 首先，对现代通信网络和宽带接入网的发展趋势进行了综述，指出研究无源光网络的必要性和现实意义。第二章介绍了PON系统的结构和要求，然后对接入网中的叁大块的功能进行较为详细的介绍，并对PON所需解决的关键技术进行了描述。 APON的树型结构与其它介质共享网络相比具有特殊性，这对MAC协议提出了特殊要求。作为介质共享的树型网络，PON需要媒质接入控制协议(MAC)来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发挥着非常重要的作用，在PON中处于核心地位。本文针对这种特殊要求提出了一种媒质接入控制协议中的A-BPP算法，通过采用这种算法，不仅能够满足非实时业务的需要，而且对于接入时延要求比较苛刻的实时业务，也能满足需要。实时业务对信元时延和时延变化要求严格，而非实时业务则对信元丢失率要求苛刻。 在第四章中，对EPON中的媒质接入控制协议进行研究，并在理论广西人学硕:t:论文上提出了成帧预约方案。并且展望未来无源光网络发展的前景。 本文的研究主要集中在以下两个方面:(l)首先从理论上分析了适应APON的树型拓扑结构的不对称轮询带 MAC算法，并对这种算法进行计算机仿真。结果标明该算法在负 载为0.75到0.94之间时，数据流的时延都被控制在0.sms以内， 时延值控制在0.15ms之内。(2)结合EPON中采用以太网技术的特点，提出适合EPON的MAC 算法。
王利村[2]2005年在《以太无源光网络（EPON）MAC协议研究》文中研究说明信息社会的到来,IP 业务迅猛发展,用户对数据量的要求与日俱增,2002 年,数据业务已经超过传统的电话业务。以双绞线和同轴电缆为主的接入网越来越不能适应目前网络的发展,迫切需要一种新的接入网技术来满足目前用户对带宽的需求。无源光网络因具有不采用有源节点、成本共享、对业务透明、易于升级和运行维护费用低等优点, 深受电信部门的青睐,成为解决最后一公里的优选方案。无源光网络技术中,MAC 协议是一项非常关键的技术,长期以来备受研究者的关注。如何设计一种公平、高效、支持不同业务QoS的MAC 协议是无源光网络实现综合接入的关键。本文在研究APON的基础上,对EPON 的MAC 协议进行了深入的研究,提出了较有新意的上行接入算法。通过仿真验证表明,我们提出的MAC 协议具有很好的接入性能。论文第一章主要介绍了接入网的发展现状、无源光网络的主要技术类型以及接入网的发展前景。第二章介绍了EPON 系统结构、参考模型、工作原理和关键技术。第叁章给出了EPON 的多点控制协议以及目前已有的带宽分配算法。详细地介绍了固定带宽分配算法和动态带宽分配算法。第四章深入地研究了EPON 的MAC 协议。传统的上行接入算法是基于OLT 集中控制的,本章中提出了基于OLT 和ONU 的上行接入算法,ONU 参与上行接入计算,并且将授权信息集中于一个授权帧中,具有良好的性能。再此基础上提出了支持QoS 的上行接入算法,仿真结果表明,高优先级业务具有很好的时延和时延抖动性能。接合APON 的优势,提出了一种固定帧长的EPON MAC 协议,并且给出了仿真结果。最后,在第五章中,我们对本文的工作和所得到的结论进行了总结。
刘洋[3]2011年在《无源光网络技术及带宽分配算法研究》文中研究表明光纤通信自20世纪70年代问世至今,光纤的应用已经逐步覆盖了世界的每一个角落。目前,我国的光传输网大型节点总容量已经超过5Tb/s。由于骨干网的传输速率已经达到了Tbit级,接入网的速率已成为全网发展的瓶颈。随着以太网的大范围普及和宽带应用的发展,光纤到户(FTTH)被普遍认为是一种最理想的综合接入方案。宽带接入发展趋势止从传统的铜线接入向“有线铜退光进,无线宽带移动化,有线无线相互补充,实现无缝接入”的目标演进。光纤传输技术在接入网中的运用已经越来越重要,光纤宽带接入方式将是固网宽带接入发展的必然选择。无源光网络是光接入网中最适合应用于FTTH的一种光接入技术,无源光网络的发展经过了早期的APON/BPON,到日前应用最广泛的EPON和GPON。传统无源光网络采用时分复用方式,网络中所有ONU共享同一个波长,在不同的时隙里进行数据业务的传输。随着波分复用技术在接入网中的应用,为适应今后传输量的增长和新应用的不断产生,波分复用无源光网络将成为传统EPON和GPON的发展方向。基于波分复用技术的无源光网络是一种具有大容量、网络安全性高和便于升级的光接入网技术,因为对于各个ONU都采用了特定的波长,所以实现了点到点的连接,为每个用户提供了特有波长,已成为未来宽带接入的代表性技术之一。本论文围绕无源光网络中常用的复用技术、传统GPON技术、WDM-PON技术以及WDM-TDM混合无源光网络技术展开了系统深入的理论和实验研究。论文主要内容如下：(1)对无源光网络中常用的复用技术进行分析。对时分复用、波分复用、频分复用、空分复用和统计复用等各种信道复用技术进行了详细分析,并分别展开了讨论。(2)对无源光网络系统中的带宽资源分配进行分析。针对当前业务的特点和各种带宽分配策略的优缺点进行详细讨论。(3)对基于时分复用技术的传统无源光网络中的最具代表性的吉比特级无源光网络(GPON)进行深入分析。对GPON中OLT和ONU两大模块的功能结构进行设计。在对现有时分无源光网络的带宽分配策略进行分析的基础上,提出一套完整的基于全业务的动态带宽分配策略,并建立仿真模型进行仿真计算。仿真结果证明该算法在对各业务类型的QoS保障等方面具有一定的优势。(4)对波分复用技术在光网络中的应用做了详细研究。对波分复用光网络中任意跳基本单元阻塞率的计算方法进行了理论推导,通过公式推导的方式,得到计算任意跳基本单元阻塞率的方法,并进行了仿真计算。对基于波分复用的无源光网络和WDM-TDM混合无源光网络的网络构架进行深入分析,提出一种科学的分类方法,该方法基于WDM-TDM混合PON中靠近OLT侧的子系统和上行流所采用的复用技术类型,将WDM-TDM混合PON分为两个大类,并分别展开了详细讨论。(5)对WDM-TDM混合GPON进行研究。对当前流行的业务类型进行分析,在此基础上以新业务的使用频率高低为依据,提出了一套全新的业务优先级划分方式。对WDM-TDM GPON的网络结构进行研究,针对其技术特点,提出了基于新业务使用频率和用户数量的动态带宽分配算法,建立仿真模型进行仿真实验。仿真结果表明使用频率高的业务的QoS得到了明显提升,并且优于传统划分方式。(6)对10G PON标准进行了描述。
苏素燕[4]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。
陈伟[5]2007年在《以太无源光网络（EPON）MAC层算法优化研究》文中研究表明在信息社会对通信网络带宽的需求不断增长的今天，骨干网上的带宽已经基本可以满足高带宽业务的需要，但是接入网技术却成了宽带网络发展的瓶颈，制约了信息高速公路的发展。以太无源光网络(Ethernet-based Passive Optical Network，EPON)是基于以太网的无源光纤接入网，由于目前宽带骨干网大多基于以太网协议，EPON本身也具有高带宽，性能稳定，低故障率，低维护成本等优点，EPON技术成为宽带业务综合接入的重要手段，也被普遍认为是最有前途的下一代宽带接入网技术。IEEE正式提出的EPON802.3ah标准[1]对EPON MAC层定义了多点控制协议(Multiple Points Control Protocol，MPCP)，但并没有进一步对具体的算法进行规定，因此EPON的MAC层算法优化研究成为目前宽带接入技术最有意义的研究热点之一。EPON系统具有一点对多点的网络拓扑结构，在EPON MAC层，上行链路通信采用TDMA[2]的方式避免不同用户数据的冲突，因此有效的上行链路带宽分配算法决定了整个网络的性能[3]。如何在802.3ah的基础上对EPON MAC层算法进行优化，设计出高带宽利用率，低端到端延迟和延迟抖动，支持业务QoS[4]，公平分配带宽，实时性强，可移植性强的上行链路带宽分配算法，成为决定下一代宽带接入网性能的关键。在这种背景下，本文针对EPON MAC层算法的优化进行研究。在介绍EPON的体系结构，MPCP协议控制帧格式，EPON系统同步，测距，延迟补偿，ONU注册，QoS保证等关键技术和EPON上行链路带宽分配原理的基础上，本文首次全面具体地分析了EPON上行链路通信周期中的各种时隙损耗因素，从而阐明了EPON MAC层上行链路带宽分配算法优化所要削弱和消除的几个具体的时隙损耗因素；在介绍经典的EPON上行链路动态分配算法IPACT[5]的基础上，提出了两种新的IPACT的优化方案：1．IPACT在下载模式的优化与改进，该优化方案解决了传统IPACT算法下载模式中可能存在的一些问题；2．基于先产生先发送的IPACT算法，该优化算法减小了传统IPACT算法的最大端到端延迟，同时减小了传统IPACT算法的端到端延迟抖动，提高了IPACT算法支持业务QoS的能力；本文还首次对IPACT算法不同用户之间数据的端到端延迟的比较做了分析。另外，对于区分业务等级的EPON上行链路带宽分配算法，本文在详细总结和分析近年来主流的基于比例分配的带宽分配算法的基础上，介绍了一种基于令牌转换的带宽分配算法，并且通过仿真结果对比例分配算法和令牌转换算法的优缺点进行了全面的分析。为了向终端用户提供更好的实时业务QoS，本文对目前处理实时业务的最新研究成果——混合授权方式算法(Hybrid GrantingAlgorithm，HG)和高带宽利用率混合授权方式算法(High Utilization and Hybrid Granting Algorithm，HUHG)进行了介绍和分析，并在此基础上提出了一种全新的基于令牌转换的高带宽利用率混合授权方式算法(Token Switching-based High Utilization and Hybrid Granting Algorithm，TSHUHG)。TSHUHG是一种高带宽利用率且能满足特定实时业务QoS要求的性能优越的算法。该算法不仅能提供非常良好的实时业务端到端延迟和延迟抖动性能，符合特定的实时业务QoS需要，还能最大限度的消除上行链路通信周期中的闲置时间和未利用时隙碎片，从而具有较高的带宽利用率。另外，本文将自适应网络流量预测的方法应用到IPACT中，实现和分析了一种基于自适应网络流量预测的DBA算法，并对介绍该自适应网络流量预测方法的原参考文献中对该方法的一些性能指标理论推导不完善的地方进行了重新推导，同时还通过仿真结果对该算法的优缺点进行了全面的评估，补充了原参考文献对预测算法缺点分析的空白。
熊伟成[6]2011年在《无源光网络规划与管理的关键技术研究》文中研究指明随着可视电话、互联网电视、视频点播、网络游戏等宽带业务的快速发展,用户对网络容量、速度、质量以及服务的要求也越来越高。传统基于铜线的ADSL技术、基于双绞线的局域以太网技术以及基于混合同轴缆的Cable技术等均不能完全满足网络发展的需要,带宽容量和传输距离具有巨大优势的光纤接入技术正逐渐成为了宽带接入网新的发展方向,“光进铜退”已成为一个必然趋势。无源光网络PON技术以光纤作为传输媒质,具备高接入带宽、线路全程无源、电信级管理等特点,成为当前最具优势的光接入技术。因此,本文对于PON技术研究,符合当前通信产业发展的大方向。由于环境变化、业务增长、技术更替等因素,已部署网络出现资源分布不平衡、利用效率低、维护成本高昂等问题。原因之一是人工网络规划效率低下且缺乏科学有效的数据分析,设计不利于后期扩容,导致重复建设。因此研究网络规划算法,并在此基础上开发网络规划工具具有重要的现实意义。目前PON网络规划的实用性软件在业界尚处于空白状态,虽有较多理论研究,但还没有一款成熟产品可真正用于实际工程设计。同时,作为叁网融合业务的热门承载技术,技术开放性和管理效率是PON网络管理面临的两大问题。多种PON标准带来的技术差异和管理不统一问题,增加了电信运营商技术选择的风险和运维管理的难度,现有带宽分配管理在实际应用中还存在诸如公平性差、轻负载、缺乏服务质量(QoS)差异化保证等问题。针对PON融合化管理和带宽分配技术的研究有利于提升网络承载效率和运维管理能力,对通信产业具有现实意义。本文对PON网络规划和管理的关键技术进行了深入研究,文章的主要研究内容和创新性工作包括以下几点：1.PON网络规划算法对PON网络规划的求解特征和算法要求进行研究。结合旅行商问题(TSP)及其搜索空间的特征,设计了伊藤算法的粒子半径确定方法、漂移算子、波动算子等。设计了一种结合局部搜索技术的伊藤算法,较大地提升了进行优化求解的算法性能,并将其作为PON网络规划的算法。2.CO划分和OLT部署的规划设计详细研究了CO区域的网格划分、业务预测的逻辑计算、CO区域机房选址以及OLT系统配置的规划方案和计算方法。提出了一套可实际应用的基于GIS的PON网络CO区域规划设计方案。通过建立数学模型和伊藤算法,在输入目标区域的GIS地理信息和相关参考值后,可以完成CO区域划分和机房选址、满足业务发展的OLT系统配置计算、光分配网络的分光器和线路方案的自动规划计算,并输出目标区域的规划地理图。3.ODN规划设计详细研究了光分配网ODN的分光方案选择、配线段和接入段光缆线路的规划设计方案以及ODN建设成本的评估方法。提出了一套基于GIS和伊藤算法的ODN网络规划设计方案。通过ODN馈线段区域网格划分、分光方案确定和接入段线路方案的分析计算,基于成本的最优原则输出目标区域的规划设计图。4.PON融合管理技术研究本文对多种PON技术混合组网的统一管理进行研究。提出了基于10GEPON技术来实现和EPON、GPON、XGPON共存于同一个ODN的融合架构和管理方案。主要基于以下叁个方面的设计实现：设计了一种效仿10GEPON物理编码技术的XGPON物理层,使得两者在物理层实现共存；设计了一种混合帧链路层协议,使得10GEPON和XGPON帧可同时被识别和管理；设计了一种基于以太网帧格式的OMCI管理通道,实现OMCI对EPON、10GEPON的管理。5.DBA算法优化针对多业务承载时QoS难以保证的问题,研究设计了一种通过子周期划分高效支持多优先级业务的MS-DBA算法,根据PON网络中承载业务的优先级将每个ONU的不同业务划分到PF、CF子周期里分别进行发送,从而降低高优先级业务的延时,同时解决了带宽分配的等待空闲时间问题。本文还提出一种可以动态调整轮询时间窗口的MSDCP算法,在轮询之前根据网络的负载轻重动态调整轮询周期的长短,避免了在网络负载轻时上行信道利用率低的问题。通过仿真实验与IPACT、T-DBA算法进行对比,MS-DBA算法和MSDCP算法在带宽分配效率上具有一定优势,可应用于对QoS要求较高或多种业务同时承载的应用场景。通过上述研究,解决了PON网络规划的设计方案和算法问题,解决了多种PON技术共存于同一个网络的融合化管理问题,以及带宽分配的效率和服务质量优化问题。文章最后还对ITO算法的进一步完善、XGPON使用10GEPON PCS层的效率问题、MSDCP的轮询周期窗口控制的准确性和效率等问题的后续研究方向进行展望。
郭通禄[7]2014年在《灵活高效的无源光网络系统设计及其DBA算法研究》文中指出随着因特网技术的兴起,社交网络和P2P业务蓬勃发展,流量本地化的趋势也日益加剧,这对接入网造成了极大的压力,而EPON作为“最后一公里”的最佳解决方案,提高其接入效率可以在一定程度上缓解P2P业务发展对接入网造成的压力。本论文提出了融合有网络编码的软件定义无源光网络(SDNC-PON)系统调度机制,将SDN和网络编码以及PON系统结合起来,系统具有内在的灵活性和高效性,可以很好的缓解P2P业务发展对接入网的冲击,通过仿真和部分平台实现验证了系统的可行性和高效性。本文以无源光网络、网络编码技术、软件定义网络技术相融合作为研究目标,主要提出融合有网络编码的软件定义无源光网络系统调度机制,并针对融合有网络编码的无源光网络进行DBA算法的设计,实现融合有网络编码的无源光网络的平台设计。本文主要取得的创新点及科研成果如下：主要创新点：(1)提出将网络编码应用在灵活的PON系统中。本文在PON网络中采用OLT资源池和ONU资源池的概念,并利用灵活光配线网(FODN, Flexible Optical Distribution Network)实现动态的资源调度,灵活的资源调度机制使得PON网络具有高带宽及良好的可重构性。同时网络编码机制引入树形拓扑的PON网络中,节省了下行带宽,PON系统效率获得50%提升。这种新型的灵活高效的无源光网络设计体现了软件定义网络的思想,拥有统一的硬件平台及基础设施,实现资源高效利用,并具有可平滑升级,保护投资,提高系统的效率等优势。(2)新型PON系统中的DBA算法优化。在融合网络编码的无源光网络中,任意ONU的上行带宽分配,会对其他多个ONU的数据及总体系统产生较大的影响。这是现有的DBA算法没有考虑到的。本文提出局部搜索法的新型DBA算法,该方法充分考虑到ONU之间的网络编码数据通信,从而减少数据时延、优化OLT和ONU的存储空间,提高网络编码效率。主要研究成果：(1)完成灵活高效的无源光网络系统调度机制设计本文提出一个灵活高效的无源光网络系统,命名为SDNC-PON。本文给出了该系统的基本调度策略和实现方法,并通过系统的仿真验证了系统的可行性和高效性。SDNC-PON系统可以实现统一的硬件基础设施,拥有FODN重用,平滑升级及保护投资等优势。(2)提出新型PON系统体系下的DBA优化算法本文基于新型SDNC-PON的特殊系统架构,提出了新的DBA算法——局部优化算法。该算法可以快速的寻找最优解。该算法的核心思想是针对OLT和ONU的平均时延进行优化。相对于普通的DBA算法,系统性能有了一定的提高,同时也节省了系统的存储空间和网络编码数据的时延。通过MATLAB仿真验证了系统的特性。本研究提出了新型的SDNC-PON系统实现机制,系统具有内在的高效性、安全性和灵活性。针对该系统设计适当的DBA算法,并通过仿真验证系统的可行性和高效性。本研究以实现具体平台为目标,通过系统数据链路层的设计,将网络编码合理的加入到无源光网络中,通过实际的硬件平台验证其可行性和高效性。
王秀章[8]2003年在《无源光网络中光网络单元设计》文中提出首先介绍了无源光网络(PON)的基本概念以及以太无源光网络(EPON)的基本概念，分析了国内外研究现状；然后，介绍了以太无源光网络的系统结构，重点讨论了EPON的接入技术、EPON的关键技术；针对EPON系统采用TDM／TDMA传输方式时上行通信遇到的若干问题，提出了一种基于动态分配带宽的接入控制方案，对不同时延特性业务采用不同的授权分配算法；研究了静态和动态测距技术，选择采用“时间标记”测距法完成静态测距，并对“时间标记”测距原理和测距过程做了详细分析，对运行中的系统测距提出了动态测距的思想，并给出了测距方案。最后对目前尚待解决的问题，作了简要的说明，对EPON的未来进行了展望。
罗必博[9]2010年在《以太无源光网络的MAC协议研究》文中研究表明随着通信技术的迅速发展,用户对带宽的需求越来越高。骨干网上的带宽基本能够满足高带宽业务的需要,但是接入网技术却成为宽带网络发展的瓶颈,制约着信息高速公路的发展。以太无源光网络(Ethernet-based Passive Optical Network,EPON)是基于以太网的无源光纤接入网,采用点到多点结构,能够在以太网上提供多种业务。由于目前宽带骨干网大多基于以太网协议,EPON本身也具有高带宽,兼容性好,技术成熟,低故障率,低维护成本,性能稳定,承载业务灵活等等优点。所以EPON技术成为宽带业务综合接入的重要手段之一,是解决接入网“最后一公里”问题的下一代宽带接入网的最佳方案之一在EPON MAC(Media Access Control)层,为了避免不同用户数据的冲突,上行链路通信采用TDMA的方式传输数据,因此一个好的上行链路带宽分配算法就决定了整个网络的性能。本文主要是研究EPOM的MAC层算法以及对其进行优化,来得到更好的带宽利用率,QoS保证以及更小端到端延迟和延迟抖动。第一章介绍了接入网的现状和发展,APON,EPON以及GPON,总结了由于目前EPON的优势,在不久的将来必定会是解决“最后一公里”的最佳方案之一第二章分析了EPON的体系结构,提出几种EPON关键技术,包括同步、测距、DBA算法(Dynamic Bandwidth Allocation algorithm).LLID(Logical Link ID).AES(Advanced Encryption Standard)加密、OAM(Operation Administration and Maintenance)以及QoS(Quality of Service)保证,并对各个技术进行分析研究。第叁章分析了EPON的MAC层MPCP协议的5个帧：GATE.REPORT. REGISTER-REQ.REGISTER和REGISTER-ACK,详细分析了OUN的自动发现过程,总结了影响带宽利用率的几个时隙损耗因素并对其进行研究。在第四章比较了静态宽带分配算法和动态宽带分配算法(DBA)算法,详细研究了其中一种经典算法IPACT,仿真证明了动态算法具有更高的宽带利用率和更好的QoS性能。最后对旧的IPACT算法进行优化并仿真,结果表明,经过算法优化,网络性能确实得到了有效的提高。
张勇[10]2007年在《PON无源光接入网上行链路调度算法研究》文中认为在当今社会信息通信技术迅猛发展的趋势下,铜线接入网已经不能满足人们日益增长的宽带接入需求,部署光纤接入网已经是势在必行。PON无源光网由于其本身具有的一系列优点,是光接入网技术当仁不让的选择。MAC层上行链路的多址接入访问控制机制和带宽分配算法在PON网络技术中占有重要地位,是决定PON性能以及实现多业务接入的关键。本文即在介绍PON接入网技术的基础上,重点研究能支持多种业务、并可提供Qos保证的PON MAC层上行链路控制机制和带宽分配算法。论文的主要工作和研究内容如下:本文对EPON技术标准和基本原理,特别是MPMC多点MAC控制子层和MPCP协议进行了较为深入的分析介绍,重点分析和研究了EPON上行链路的DBA算法,提出了一种综合增强的基于混合带宽分配的EPON上行链路DBA算法,也即IEHG-DBA。IEHG-DBA算法,采用了GAR和GBR相结合的混合带宽分配方法。并且,在整个网络级别内实现了基于区分业务模型的Qos保证支持,对EF类业务进行了优化支持,并可通过设置不同的权重值,来灵活的调节AF和BE类业务的所获得的带宽分配。此外,IEHG-DBA还通过采用迭代方式进行额外带宽分配,优化安排轮询调度次序以及对所需产生的AF类业务状态报告进行预测修正等方法对算法性能进行了优化。最后,论文通过仿真实验和分析,验证了IEHG-DBA算法的有效性和优越性。本文对GPON技术标准和基本原理,特别是GTC层上行链路DBA机制进行了较为深入的分析介绍。在此基础上,遵照ITU-T规范,提出了一种基于周期轮询的公平迭代GPON上行链路DBA算法。这种GPON上行链路DBA算法,具有如下特点优点:1)基于周期轮询,实现复杂度较低;2)保证公平性,公平进行动态带宽分配;3)动态带宽分配采用多次迭代进行分配,可提高带宽利用率避免浪费。本文还给出了利用OPNET Modeler对GPON上行链路DBA机制进行仿真模型构建的具体方法,并通过仿真实验,验证和分析了算法有效性和算法性能。SUCCESS-HPON是Stanford大学提出的一种下一代TDM/WDM混合PON技术,具有实现成本较低,可兼容现有TDM-PON,并可实现从TDM-PON向WDM-PON平滑过渡等优点。本文在对SUCCESS HPON架构和基本原理进行介绍的基础上,重点研究了其MAC层协议和调度算法,设计了一种既可实现对DWDM调谐器件和波长资源高效动态利用,又可提供公平性和Qos支持的MAC调度算法。并且,这种MAC调度算法,可以很容易的进行修改,以实现更复杂精细的Qos支持。
参考文献：
[1]. 宽带无源光网络中的MAC算法研究[D]. 田真. 广西大学. 2004
[2]. 以太无源光网络（EPON）MAC协议研究[D]. 王利村. 电子科技大学. 2005
[3]. 无源光网络技术及带宽分配算法研究[D]. 刘洋. 华中师范大学. 2011
[4]. 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
[5]. 以太无源光网络（EPON）MAC层算法优化研究[D]. 陈伟. 浙江大学. 2007
[6]. 无源光网络规划与管理的关键技术研究[D]. 熊伟成. 武汉大学. 2011
[7]. 灵活高效的无源光网络系统设计及其DBA算法研究[D]. 郭通禄. 北京邮电大学. 2014
[8]. 无源光网络中光网络单元设计[D]. 王秀章. 武汉理工大学. 2003
[9]. 以太无源光网络的MAC协议研究[D]. 罗必博. 武汉理工大学. 2010
[10]. PON无源光接入网上行链路调度算法研究[D]. 张勇. 北京邮电大学. 2007
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