無源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)仿真及其動態(tài)帶寬分配算法的研究.pdf

1、無源光網(wǎng)絡(luò)(PON，Passive Optical Network)技術(shù)是光接入網(wǎng)的主要解決方案之一，具有成本低、可靠性高、維護(hù)簡單等優(yōu)點(diǎn)。隨著用戶寬帶業(yè)務(wù)需求的不斷增長，現(xiàn)有EPON(Ethernet PON)和GPON(Gigabit PON)技術(shù)均難以滿足業(yè)務(wù)長期發(fā)展的需求，因此發(fā)展下一代的無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已成為國內(nèi)外的研究熱點(diǎn)。
　　 本論文從高帶寬、長距離、大容量以及本地化組網(wǎng)等方面，對下一代無源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)架構(gòu)及其媒質(zhì)接

2、入控制(MAC，Media Access Control)協(xié)議進(jìn)行了系統(tǒng)地研究，并對相關(guān)的動態(tài)帶寬分配(DBA，Dynamic Bandwidth Allocation)算法進(jìn)行了仿真與分析。主要研究成果如下：
　　 (1)針對各種樹型無源光網(wǎng)絡(luò)，提出了一種通用的網(wǎng)絡(luò)建模與算法仿真的方法。
　　 主要基于Opnet Modeler 仿真軟件，實現(xiàn)了光線路終端 (OLT，Optical Line Terminal)、光網(wǎng)絡(luò)

3、單元(ONU，Optical Network Unit)、業(yè)務(wù)源等節(jié)點(diǎn)模型，從而搭建了一個PON網(wǎng)絡(luò)的仿真平臺，為網(wǎng)絡(luò)帶寬分配算法的深入研究奠定了基礎(chǔ)。
　　 (2)針對波分復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)(WDM-PON)，提出了一種高效的帶寬分配策略。在固定服務(wù)、限制服務(wù)、開門服務(wù)三種帶寬分配策略下對Online算法的性能進(jìn)行了測試，結(jié)果表明開門服務(wù)策略可以有效減小數(shù)據(jù)傳輸延時。
　　 (3)針對長距無源光網(wǎng)絡(luò)(LR-PON)，提出了

4、一種基于流水周期輪詢的動態(tài)帶寬分配算法，能夠有效消除周期間的調(diào)度間隙，降低數(shù)據(jù)包的端到端延時；并且能夠有效支持各種不同等級的業(yè)務(wù)，特別是實時性較高的語音業(yè)務(wù)。
　　 (4)針對提供本地互聯(lián)功能的副載波復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)，提出了分布式的多點(diǎn)接入?yún)f(xié)議和DBA算法。在所提算法下，各個ONU 利用遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)處3×N 耦合器或者光纖布拉格光柵(FBG)對上行光信號的反射作用，實現(xiàn)光域的互聯(lián)互通，從而使得整個帶寬分配過程無需OLT 介入，僅由各個

5、ONU 協(xié)調(diào)完成，從而有效降低了控制平面延時；
　　 另外所提算法在ONU 處對局域網(wǎng)(LAN)業(yè)務(wù)與上行業(yè)務(wù)進(jìn)行了分離，分別采用無線(RF，Radio Frequency)信號與基帶信號進(jìn)行同步傳輸，從而提高了上下行信道的可用帶寬。
　　 (5)針對基于周期陣列波導(dǎo)光柵(AWG)的波分時分混合復(fù)用無源光網(wǎng)絡(luò)(HybridWDM/TDM-PON)，提出了物理子PON與邏輯子PON的概念；針對單個邏輯子PON，基于最早可利