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以太网无源光网络光线路终端的设计与实现

作　者: 张碧莹
导　师: 王直杰
学　校: 东华大学
专　业: 模式识别与智能系统
关键词: 以太网无源光网络 光线路终端 设备业务架构 网元管理系统 动态带宽分配
分类号: TN929.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 180次
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内容摘要


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。

全文目录


摘要  5-7
ABSTRACT  7-11
第1章 绪论  11-21
  1.1 研究背景及意义  11
  1.2 国内外研究进展  11-18
    1.2.1 接入网概述  11-13
    1.2.2 无源光网络技术  13-15
    1.2.3 以太网无源光网络  15-17
    1.2.4 10G以太网无源光网络  17-18
  1.3 本文研究内容  18-19
  1.4 章节安排  19-21
第2章 EPON系统结构分析  21-27
  2.1 引言  21
  2.2 EPON应用结构  21-22
  2.3 EPON体系结构  22-24
    2.3.1 EPON结构模型  22
    2.3.2 EPON OLT功能需求  22-23
    2.3.3 EPON ODN功能需求  23
    2.3.4 EPON ONU功能需求  23-24
  2.4 EPON层次结构  24-25
  2.5 EPON OLT总体设计方案  25-26
  2.6 本章小结  26-27
第3章 OLT设备业务模型设计  27-54
  3.1 引言  27
  3.2 设备架构设计  27-36
    3.2.1 整体结构  27-28
    3.2.2 功能模块架构  28-34
    3.2.3 设备实现  34-36
  3.3 业务模型设计  36-53
    3.3.1 高速上网业务  36-45
    3.3.2 组播业务  45-53
  3.4 本章小结  53-54
第4章 OLT配置管理系统实现  54-89
  4.1 引言  54
  4.2 方案选择  54-57
    4.2.1 网络管理协议的选择  54-55
    4.2.2 软件架构模式的选择  55-56
    4.2.3 系统开发工具的选择  56-57
  4.3 总体设计  57-64
    4.3.1 设计的整体目标  57
    4.3.2 系统结构模型  57-58
    4.3.3 客户端主视图  58-60
    4.3.4 功能结构模块  60-63
    4.3.5 软件总体结构  63-64
  4.4 数据库设计与实现  64-70
    4.4.1 数据模型分析  64-66
    4.4.2 数据表设计方案  66
    4.4.3 私有MIB说明  66-68
    4.4.4 数据表设计  68-70
  4.5 界面设计与实现  70-73
    4.5.1 系统主界面  70-71
    4.5.2 拓扑图区功能说明  71-72
    4.5.3 其它区域功能说明  72-73
  4.6 模块设计与实现  73-87
    4.6.1 故障管理模块  73-76
    4.6.2 性能管理模块  76-81
    4.6.3 后台通信模块  81-85
    4.6.4 系统各模块接口  85-87
  4.7 本章小结  87-89
第5章 OLT带宽分配算法改进  89-102
  5.1 引言  89
  5.2 EPON上行工作原理  89-90
  5.3 现有DBA算法研究  90-96
    5.3.1 IPACT算法  90-93
    5.3.2 CPFCT算法  93-96
    5.3.3 其它DBA算法  96
  5.4 DBA算法改进  96-101
    5.4.1 算法研究改进  96-99
    5.4.2 仿真结果分析  99-101
  5.5 本章小结  101-102
第6章 总结与展望  102-104
  6.1 总结  102-103
  6.2 展望  103-104
参考文献  104-108
攻读学位期间发表的学术论文目录  108-109
致谢  109

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线通信 > 光波通信、激光通信
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