本文選題：長距離無源光網(wǎng)絡(luò) + 動態(tài)帶寬分配　； 參考：《大連海事大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：長距離無源光網(wǎng)絡(luò)(Long Reach Passive Optical Network,LR-PON)簡化了網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),能夠以較低成本為更多用戶提供寬帶接入服務(wù),是下一代無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的重要發(fā)展方向。LR-PON中光線路終端(Optical Line Terminal,OLT)與光網(wǎng)絡(luò)單元(Optical Network Unit,ONU)之間的傳輸距離擴(kuò)展到100kmm甚至更遠(yuǎn),導(dǎo)致傳播時延增加。為了充分利用上行信道帶寬,減少上行數(shù)據(jù)包傳輸時延,如何設(shè)計有效的動態(tài)帶寬分配算法(Dynamic Bandwidth Allocation,DBA)已成為LR-PON中迫切需要解決的關(guān)鍵問題之一。本文首先介紹了LR-PON網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展由來、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和研究現(xiàn)狀,隨后對LR-PON中幾種主要DBA算法進(jìn)行了歸納和總結(jié),分析了已有算法的優(yōu)點(diǎn)和不足,然后針對LR-PON中ONU與OLT之間的傳播時延差異性較大的特點(diǎn),在多線程輪詢調(diào)度算法(Multi-thread Polling,MTP)的基礎(chǔ)上,考慮如何減少傳播時延差導(dǎo)致的上行信道空閑時間,提出一種改進(jìn)的多線程輪詢調(diào)度算法(Improved Multi-thread Polling,IMTP).該算法依據(jù)ONU與OLT的傳輸距離將ONU分為長距離ONU和短距離ONU,針對從短距離ONU上傳數(shù)據(jù)結(jié)束到OLT收到長距離ONU的第一個數(shù)據(jù)包之間的空閑時間,在短距離ONU之間依據(jù)其帶寬請求比例進(jìn)行分配,從而可以減少上行信道空閑時間,提高上行帶寬利用率,降低上行數(shù)據(jù)包時延。其次,針對MTP算法采用固定的線程數(shù)目,無法依據(jù)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載的變化動態(tài)調(diào)整以提高信道利用率的局限性,提出一種基于上行數(shù)據(jù)包時延的自適應(yīng)多線程輪詢算法(Adaptive Multi-Thread Polling,AMTP)。在AMTP算法中,OLT根據(jù)上行數(shù)據(jù)包時延情況動態(tài)調(diào)整使用的線程數(shù)目,在低負(fù)載條件下如果上行數(shù)據(jù)包時延過大,則增加輪詢周期的線程數(shù)目,否則減少線程數(shù)目：在高負(fù)載條件下,若上行數(shù)據(jù)包時延過大,則減少輪詢周期的線程數(shù)目。這樣可以進(jìn)一步提高上行信道利用率,降低上行數(shù)據(jù)包時延。最后,通過OPNET仿真軟件搭建LR-PON仿真平臺,對IMTP和AMTP算法進(jìn)行仿真研究,并與文獻(xiàn)中已有算法進(jìn)行對比。仿真結(jié)果表明：所提出的算法具有較小的平均上行數(shù)據(jù)包時延和數(shù)據(jù)包時延抖動以及較高的上行信道利用率,優(yōu)于已有算法。
[Abstract]:Long reach passive Optical Network (LR-PON) simplifies the network structure and provides broadband access to more users at lower cost. LR-PON is an important development direction of the next generation passive optical network technology. The transmission distance between optical line terminal and optical network unit extends to 100kmm or more, resulting in the increase of propagation delay. In order to make full use of uplink channel bandwidth and reduce uplink packet transmission delay, how to design an effective dynamic bandwidth allocation algorithm (DBA) has become one of the key problems in LR-PON. This paper first introduces the origin, network structure and research status of LR-PON network, then summarizes several main DBA algorithms in LR-PON, and analyzes the advantages and disadvantages of existing algorithms. Then considering the difference of propagation delay between ONU and OLT in LR-PON, on the basis of Multi-thread polling scheduling algorithm (MTP), how to reduce the idle time of uplink channel caused by propagation delay difference is considered. An improved Multi-thread polling scheduling algorithm (IMTP) is proposed. According to the transmission distance between ONU and OLT, the algorithm divides ONU into long distance ONU and short distance ONUN, aiming at the idle time between the end of uploading data from short distance ONU and OLT receiving the first packet of long distance ONU. In order to reduce the idle time of uplink channel, improve the utilization of uplink bandwidth and reduce the delay of uplink data packet, the short distance ONU can be allocated according to the proportion of bandwidth request. Secondly, aiming at the limitation that the Adaptive algorithm adopts a fixed number of threads and can not dynamically adjust the network load to improve the channel utilization, an adaptive multi-thread polling algorithm (Adaptive Multi-Thread polling algorithm) based on uplink packet delay is proposed. In the AMTP algorithm, OLT dynamically adjusts the number of threads used according to the uplink packet delay, and increases the number of threads in the polling period if the uplink packet delay is too large under low load conditions. Otherwise, reduce the number of threads: under the condition of high load, if the uplink packet delay is too large, then reduce the number of threads in polling period. This can further improve the utilization of the uplink channel and reduce the uplink packet delay. Finally, the LR-PON simulation platform is built by OPNET, and the IMTP and AMTP algorithms are simulated and compared with the existing algorithms in the literature. Simulation results show that the proposed algorithm has smaller average uplink packet delay, packet delay jitter and higher uplink channel utilization than the existing algorithms.
【學(xué)位授予單位】：大連海事大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN929.1

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本文編號：2080711