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EPON上行带宽动态分配算法的研究

作　者: 吕锁柱
导　师: 付子义
学　校: 河南理工大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: PEM 动态带宽分配算法 EPON 带宽利用率
分类号: TN929.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 39次
引　用: 1次
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内容摘要


随着视频点播(VoD)、高清数字电视、互动游戏和网络电话等这样的业务的发展对带宽的要求越来越高,这必然涉及到“第一英里”问题,即连接端局与企业或居民用户直接的带宽连接。为了解决第一英里这一瓶颈问题,IEEE802.3ah成立了第一英里小组,提出了无源光网络技术(Ethernet Passive Optical Network,EPON)的接入方案。此方案用光纤直接连接端局到用户,因此有很多的优点,比如容量大、寿命长、低成本、高可靠性以及从用户到交换机之间不需要电力设备等。因此以太网无源光网络被认为是解决下一代接入网技术最具有吸引力的方案之一。但是对于EPON的设计者来说是一个挑战。不管怎样,设计一个高效的带宽分配算法是EPON技术中一个关键的问题。本文回顾了存在的各种带宽分配算法,并对每种算法进行了分析,得出其优点和缺点。在此基础之上,针对EPON系统中上行链路的时分复用机制,提出了一种支持流量预测与预分机制的动态带宽分配算法(PEM-DBA)。该算法能够对高优先级业务进行流量预测,并根据预测结果预先分配带宽。仿真结果表明,该算法能在保障高优先级业务优的同时,降低数据时延,提高带宽的利用率。

全文目录


致谢  4-5
摘要  5-6
Abstract  6-11
1 绪论  11-17
  1.1 引言  11-12
  1.2 光纤宽带接入  12-14
    1.2.1 FTTx (Fiber-To-The-Home, Curb, Office)  13
    1.2.2 PON 接入方式  13-14
  1.3 论文的主要贡献  14-15
  1.4 论文的结构和安排  15-17
2 PON 无源光网络  17-21
  2.1 PON 拓扑结构  17-18
    2.1.1 树型拓扑结构  17
    2.1.2 环型拓扑结构  17
    2.1.3 总线型拓扑结构  17-18
  2.2 PON 技术的标准化  18-21
    2.2.1 A/BPON 标准  18-19
    2.2.2 EPON 标准  19
    2.2.3 GPON 标准  19-20
    2.2.4 PON 光接入网的优点  20-21
3 EPON 体系结构  21-33
  3.1 EPON 层次结构  21-22
  3.2 EPON 中的数据传输  22-24
    3.2.1 EPON 下行传输  22-23
    3.2.2 EPON 上行 TDMA 传输  23
    3.2.3 TDMA 媒体接入方式  23-24
    3.2.4 EPON 的承载业务  24
  3.3 EPON 关键技术  24-33
    3.3.1 多点控制协议（MPCP）  24
    3.3.2 带宽分配  24-27
    3.3.3 ONU 的自动发现机制  27-28
    3.3.4 环路时延（RTT）的测量  28-29
    3.3.5 EPON 中的向前纠错（FEC）  29-31
    3.3.6 EPON 的操作、管理和维护（OAM）  31-33
4 EPON 的动态带宽分配算法  33-47
  4.1 EPON 的带宽管理  33-39
    4.1.1 带宽仲裁  33
    4.1.2 带宽分配机制  33-34
    4.1.3 MPCP 工作机制  34-35
    4.1.4 最大带宽限制  35
    4.1.5 轮询机制  35-37
    4.1.6 传输机制  37-38
    4.1.7 服务质量  38
    4.1.8 优先排队  38
    4.1.9 ONU 调度  38-39
  4.2 不具有 QoS 保证的各种 DBA 算法  39-42
    4.2.1 IPACT 算法  39-40
    4.2.2 E-DBA 算法  40-41
    4.2.3 IPACT-GE 算法  41
    4.2.4 BGP 算法  41-42
    4.2.5 多线程轮询算法  42
  4.3 具有 QoS 保证的各种 DBA 算法  42-47
    4.3.1 具有双层SLA 的公平算法（FSD-SLA）  42
    4.3.2 DBAM 算法  42-43
    4.3.3 LSTP 算法  43
    4.3.4 Fine scheduling 算法  43-44
    4.3.5 接纳控制算法  44
    4.3.6 LAED 算法（AC）  44-47
5 基于多业务预测的 EPON 动态带宽分配算法  47-53
  5.1 FSA 和 LBA 算法  47
  5.2 PEM-DBA 算法  47-53
    5.2.1 PEM-DBA 算法设计原理  47-48
    5.2.2 PEM-DBA 算法设计思路  48-49
    5.2.3 不同业务的预测值  49
    5.2.4 不同业务的带宽分配  49
    5.2.5 算法的流程  49-52
    5.2.6 PEM-DBA 算法设计实现  52-53
6 基于 OPNET 的 EPON 建模仿真  53-75
  6.1 OPNET 简介  53-54
    6.1.1 OPNET 用户类型  53
    6.1.2 基于OPNET 的网络建模机制  53-54
  6.2 OPNET 的三个建模域  54-56
    6.2.1 网络域  54
    6.2.2 节点域  54-55
    6.2.3 进程域  55
    6.2.4 仿真流程  55-56
  6.3 基于 OPNET 的仿真建模构建  56-60
    6.3.1 OLT 节点模型  56-58
    6.3.2 ONU 节点模型  58-59
    6.3.3 光分路器（ODN）节点模  59-60
  6.4 仿真实验与分析  60-64
    6.4.1 总体构建总参数设置  60-61
    6.4.2 仿真指标  61
    6.4.3 仿真流程  61-64
  6.5 仿真结果  64-75
    6.5.1 FSA、LSA 和PEM-DBA 算法性能比较  64-65
    6.5.2 没有QoS 保障的DBA 算法  65-68
    6.5.3 具有 QoS 保障的 DBA 算法  68-75
7 结论和研究展望  75-77
  7.1 总结  75
  7.2 研究展望  75-77
参考文献  77-81
作者简历  81-82
学位论文数据集  82

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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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