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以太网无源光纤接入网动态带宽分配算法的研究

作　者: 郭红梅
导　师: 沈建华
学　校: 南京邮电大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 以太网无源光网络动态带宽分配服务质量空闲时间多点控制协议
分类号: TN929.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

以太网无源光网络(EPON)综合了以太网技术成熟、成本低、兼容性好以及无源光网络的高可靠性和便于运营维护等优点,成为目前最具吸引力的用户接入网解决方案。EPON采用的是点到多点的网络拓扑结构,上行方向多个光网络单元(ONU)属于同一个冲突区域,需要采取带宽分配算法来控制上行信道的分配,以避免多个ONU同时传送造成的冲突。动态带宽分配算法(DBA)能够根据网络负荷实时的分配带宽,提高上行信道的带宽利用率并保证业务的服务质量(Qos),是EPON最核心的技术之一。论文针对EPON系统中的动态带宽分配算法进行了深入的研究。论文首先介绍了接入网的现状和主要技术、EPON的技术特点和发展趋势,并给出了EPON的系统结构、工作原理和关键技术;而后深入研究和分析了两种经典算法:IPACT算法和cyclic-polling算法并比较了各自的优缺点;在对现有上行信道传输方案全面深入分析的基础上,提出了一种新的消除空闲时间的改进传输方案。针对不同的负载情况,论文给出了对应的分配方案并通过数值计算方法对比了改进方案的链路利用率,验证了改进方案的可行性;论文最后使用OPNET搭建了EPON仿真环境并对改进算法的性能进行了分析。仿真结果表明:改进算法不仅提高了上行带宽的利用率,而且保证了不同业务的服务质量,具有良好的时延特性。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第一章绪论  8-18
  1.1 引言  8
  1.2 接入网  8-14
    1.2.1 接入网概述  8-10
    1.2.2 接入网主要技术  10-13
    1.2.3 光纤接入网  13-14
  1.3 基于以太网的无源光网络  14-16
    1.3.1 EPON 产生背景  14-15
    1.3.2 EPON 技术特点  15
    1.3.3 EPON 发展趋势  15-16
  1.4 论文的主要工作和结构  16-18
第二章基于以太网的无源光接入网  18-29
  2.1 EPON 系统结构  18-21
    2.1.1 EPON 的功能模型  18-20
    2.1.2 EPON 的层次结构  20-21
  2.2 EPON 业务实现  21-23
    2.2.1 EPON 下行工作原理  21
    2.2.2 EPON 上行工作原理  21-22
    2.2.3 EPON 帧结构  22-23
  2.3 多点控制协议MPCP  23-25
    2.3.1 MPCP 控制帧格式  23-24
    2.3.2 MPCP 操作过程  24-25
  2.4 EPON 关键技术  25-28
    2.4.1 突发接收技术  25-26
    2.4.2 同步和测距  26-27
    2.4.3 上行带宽分配  27
    2.4.4 安全性和服务质量  27-28
  2.5 本章小结  28-29
第三章 EPON 动态带宽分配  29-39
  3.1 EPON 带宽分配原理  29-32
    3.1.1 服务等级协议SLA  29
    3.1.2 IEEE802.1D 对CoS 的支持  29-30
    3.1.3 带宽调度算法  30-32
  3.2 动态带宽分配算法  32-37
    3.2.1 IPACT 算法  32-35
    3.2.2 cyclic-polling 算法  35-37
  3.3 本章小结  37-39
第四章改进的动态带宽分配算法  39-51
  4.1 现有算法轮询方式分析  39-41
  4.2 消除idle time 的改进方案工作原理  41-46
    4.2.1 新轮询方式的链路开销  42-45
    4.2.2 新轮询方式的关键问题  45-46
  4.3 改进动态带宽分配算法流程  46-50
    4.3.1 ONU 间调度  46-49
    4.3.2 ONU 内调度  49-50
    4.3.3 另类ONU 的选定与更换问题  50
  4.4 本章小结  50-51
第五章改进的动态带宽分配算法性能分析  51-63
  5.1 OPNET 仿真平台简介  51-52
  5.2 EPON 仿真平台搭建  52-59
    5.2.1 网络模型  52-53
    5.2.2 节点模型  53-55
    5.2.3 进程模型  55-59
  5.3 改进算法性能分析  59-62
  5.4 本章小结  62-63
第六章总结  63-64
致谢  64-65
参考文献  65-68
攻读硕士学位期间发表的论文  68

以太网无源光纤接入网动态带宽分配算法的研究

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