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WDM/TDM-EPON系统动态波长带宽分配算法研究

作　者: 林明锐
导　师: 付晓梅
学　校: 天津大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 以太网无源光网络波分复用动态波长带宽分配多点控制协议
分类号: TN929.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

EPON成熟的技术和独特的优势使其在全球接入网得到广泛的应用,但随着社会的进一步信息化,同时“三网合一”的高度融合,接入网的流量在加速增长,现行的单信道EPON系统的容量局限性越发明显,因此有学者提出在EPON中引入波分复用(WDM)技术。引入后的WDM/TDM-EPON如何在波长和时间上进行合理的统计复用成为现今的研究热点之一。本文以研究WDM/TDM-EPON中的动态波长带宽分配(Dynamic Wavelength and Bandwidth Allocation,DWBA)为重点:首先介绍了TDM-EPON的系统结构、工作原理和关键技术,然后对TDM-EPON的两类动态带宽分配算法:IPACT和CPFCT进行分析总结;在此基础之上,详细介绍了WDM/TDM-EPON对TDM-EPON扩展,包括协议的更改和扩展,并介绍了WDM/TDM-EPON的两类DWBA算法:在线轮询(Online Scheduling)和离线轮询(Offline Scheduling)。接着在分析总结两种轮询方式和已有授权机制的基础上提出一种基于组同步的带有预测的公平带宽分配算法,该算法利用组同步的轮询方式,弥补了在线轮询的帧间空闲和离线轮询的周期空闲,提高了带宽利用率。同时算法采用的授权机制考虑了各ONU间的公平性,并在带宽有剩余的情况下,对负载有增长趋势的ONU提前适当地增大授权长度以改善其时延特性。OPNET仿真结果表明该算法在带宽利用率、时延特性方面有一定的改善。最后对本文的工作和所得到的结论进行了总结,并对今后的工作进行了展望。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章绪论  7-12
  1.1 引言  7
  1.2 EPON——接入网的演化  7-9
  1.3 TDM-EPON 向WDM/TDM-EPON 的过渡  9-10
  1.4 动态波长带宽分配——WDM/TDM-EPON 的关键技术  10
  1.5 本文的主要工作  10-12
第二章 TDM-EPON 系统原理与动态带宽分配  12-33
  2.1 系统原理  12-26
    2.1.1 拓扑结构  12-13
    2.1.2 分层结构  13-14
    2.1.3 逻辑链路标示(LLID)的引入  14-16
    2.1.4 多点控制协议  16-26
      2.1.4.1 多点控制协议帧结构  17-18
      2.1.4.2 多点控制协议中的报告/授权机制  18-25
      2.1.4.3 多点控制协议主要控制流程  25-26
  2.2 DBA 算法分析总结  26-32
    2.2.1 间插轮询自适应周期长度(IPACT)算法  27-30
    2.2.2 周期轮询固定周期长度(CPFCT)算法  30-32
  2.3 本章小结  32-33
第三章 WDM/TDM-EPON 系统原理和动态波长带宽分配  33-43
  3.1 TDM-EPON 的带宽局限  33
  3.2 WDM/TDM-EPON 的引入  33-37
    3.2.1 WDM/TDM-EPON 对现有帧格式的扩展  34-36
      3.2.1.1 对注册帧的扩展  34-35
      3.2.1.2 对授权帧的扩展  35-36
    3.2.2 新控制帧的引入  36-37
  3.3 扩展后的MPCP 操作流程  37-38
  3.4 WDM/TDM-EPON 两类DWBA 算法  38-42
    3.4.1 在线轮询（Online Scheduling）算法  38-40
    3.4.2 离线轮询(Offline Scheduling) 算法  40-42
  3.5 本章小结  42-43
第四章基于组同步的带有预测的公平带宽分配算法  43-63
  4.1 算法理论分析  43-48
    4.1.1 算法轮询方式  43-45
    4.1.2 算法授权机制  45-47
    4.1.3 算法性能分析  47-48
  4.2 仿真建模与分析  48-59
    4.2.1 OPNET 平台介绍  48-49
    4.2.2 仿真模型设计  49-59
      4.2.2.1 数据帧格式  49-50
      4.2.2.2 数据线路模型  50
      4.2.2.3 光分路器模型  50-53
      4.2.2.4 ONU 模型  53-55
      4.2.2.5 OLT 模型  55-58
      4.2.2.6 网络模型  58-59
  4.3 算法仿真与分析  59-63
第五章总结与展望  63-65
  5.1 研究总结  63
  5.2 研究展望  63-65
参考文献  65-68
致谢  68

WDM/TDM-EPON系统动态波长带宽分配算法研究

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