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GPON系统的DBA算法研究

作　者: 马涛
导　师: 龙华
学　校: 昆明理工大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: GPON 传输容器 GEM-port 动态带宽分配
分类号: TN929.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


近年来,随着科技的发展和人民生活水平的提高,人们对通信的业务需求已经从纯窄带到宽带进而发展到集合语音、上网、视频代表的Triple Play业务,而且这些业务正快速地由城市向农村蔓延。对于传统占主导地位的铜接入来说,虽然能够提供较好的宽带上网业务,但是面对今后如此多高带宽要求的业务,再加上“光进铜退”,“三网合一”等策略性的目标正在逐步实现,已经显得捉襟见肘了。而光接入被认为是接入技术发展的终极目标,正在如火如荼地发展当中。光接入又有多种方式,主要以无源光网络(PON)为主导,在PON这个大家族中,GPON由于其具有高带宽、高效率、全业务支撑、高QoS保证、将来可以平滑升级到10G GPON等优势,深得广大运营商的青睐。但是GPON作为一种新兴技术,在初步运营过程中还是暴露出了很多问题,随着用户数据量的剧增,如何接入更多用户必然成了运营商关注的问题。考虑到PON网络的特有结构,有限的上行带宽必然成为限制用户数量的重大制约因素。因此,研究GPON的关键技术,特别是上行带宽分配技术就具有现实意义。从而研究上行带宽分配也就成了本文研究的基本出发点。本论文首先讨论了GPON技术的研究背景、发展现状,对比其他PON特点分析了GPON的优势所在；然后介绍了GPON系统,分析了该系统的结构、网络要求及关键技术；第三章分析了GPON系统的协议栈、TC分层结构、关键概念以及研究TC层的上、下行帧结构,并简要讨论帧中各个字段的含义及作用。第四章主要分析了DBA算法的原理以及基于优先级分级轮询的分类和实现方法。第五章首先讨论了现有的DBA算法研究现状,并通过性能分析对一些有代表性的算法进行了优缺点的比较。对比已有算法,提出了一种基于T-CONT的复合权重的GPON的上行动态带宽分配算法DWCP。通过合理的建模和基于MATLAB仿真,最终验证这种算法在时延、带宽利用率、分配公平性等方面表现出良好的性能,是一种可以满足全业务服务质量的动态带宽分配方法。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-6
目录  6-8
图目录  8-9
第一章 绪论  9-14
  1.1 研究背景  9-10
  1.2 GPON技术优点  10-12
  1.3 国内外发展现状及趋势  12-13
  1.4 论文结构及主要工作  13-14
第二章 GPON系统分析与研究  14-22
  2.1 GPON系统特征  14-16
    2.1.1 GPON网络结构  14
    2.1.2 典型特征描述  14-15
    2.1.3 OLT和ONU的数据承载  15
    2.1.4 GPON基本原理  15-16
  2.2 GPON基本技术要求  16-17
  2.3 GPON的关键技术  17-22
    2.3.1 上行复用技术  17-18
    2.3.2 动态带宽分配  18
    2.3.3 测距和时延补偿  18-19
    2.3.4 突发同步  19-20
    2.3.5 信息加密  20-21
    2.3.6 网络保护  21-22
第三章 GPON协议及GTC层分析  22-30
  3.1 GPON标准简介  22-23
  3.2 GPON协议栈  23-26
  3.3 GPON的GEM封装  26-27
  3.4 GTC帧结构  27-30
    3.4.1 上行帧结构  27-28
    3.4.2 GPON下行帧结构  28-30
第四章 DBA原理分析  30-40
  4.1 DBA的定义  30-31
  4.2 T-CONT与GEM-PORT  31-32
  4.3 DBA实现  32-34
    4.3.1 DBA实现原理  32-33
    4.3.2 DBA实现方式  33-34
  4.4 DBA分类  34-36
  4.5 T-CONT与带宽的关系  36-37
  4.6 DBA与业务承载  37-38
  4.7 GPON OoS分析  38-40
第五章 GPON DBA算法研究  40-58
  5.1 OLT与ONU间DBA信息的动态交互  40-41
  5.2 DBA算法基本目标  41-42
  5.3 DBA研究现状  42-45
  5.4 DWCP算法简介  45-46
    5.4.1 算法背景  45
    5.4.2 算法借鉴机制  45-46
  5.5 DWCP原理  46-47
    5.5.1 权重系数计算原理  46-47
    5.5.2 需要说明的两个问题  47
  5.6 DWCP算法MATLAB仿真  47-58
    5.6.1 Matlab简介  47-48
    5.6.2 仿真过程分析  48-52
    5.6.3 仿真结果分析  52-58
总结与展望  58-59
致谢  59-60
参考文献  60-63
附录A (攻读硕士期间发表的论文)  63-64
附录B (仿真源程序代码)  64-73
附录C (缩略语)  73

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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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