發(fā)布時(shí)間：2020-07-05 06:10

【摘要】：無源光網(wǎng)絡(luò)(Passive Optical Network,PON)的平滑演進(jìn)是以按需升級(jí)(pay-as-you-grow)的方式進(jìn)行的。在過去幾十年中,TDM-PON占據(jù)了接入網(wǎng)市場的主導(dǎo)地位;TDM-PON,如EPON和GPON,均為單波長系統(tǒng),TDM-PON中ONU也有著固定的上下行波長,OLT和ONU之間以點(diǎn)到多點(diǎn)(P2MP)的方式連接與通信。為了滿足用戶和業(yè)務(wù)激增的帶寬需求,WDM技術(shù)被引入接入網(wǎng)中;WDM-PON的波長數(shù)即等于ONU數(shù),且ONU均采用波長可調(diào)諧收發(fā)器,以實(shí)現(xiàn)OLT和ONU之間的點(diǎn)到點(diǎn)(P2P)通信連接。從TDM-PON平滑演進(jìn)到WDM-PON的過程中,由于按需升級(jí),已升級(jí)和待升級(jí)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備將不可避免地共存在同一個(gè)PON中,形成了不同類型的混合WDM/TDM-PON�；旌蟇DM/TDM-PON為多波長系統(tǒng),其波長數(shù)介于TDM-PON和WDM-PON之間;WDM/TDM-PON中部分ONU被率先升級(jí),升級(jí)方式包括采用可調(diào)諧收發(fā)器、擴(kuò)大ONU波長調(diào)諧范圍、增加ONU收發(fā)器數(shù)量等等,我們將傳輸性能不同的ONU稱為異類ONU,也就是說,隨著PON平滑演進(jìn)的推進(jìn),混合WDM/TDM-PON中將產(chǎn)生多種類型的異類ONU共存。異類ONU共存是PON平滑演進(jìn)的必經(jīng)之路,因此能夠?qū)崿F(xiàn)在異類ONU之間充分且公平地分配帶寬的動(dòng)態(tài)帶寬算法(Dynamic Bandwidth Allocation,DBA)是支持PON平滑演進(jìn)順利進(jìn)行的關(guān)鍵。我們對異類ONU共存網(wǎng)絡(luò)場景進(jìn)行了分類和定義:第一種,可調(diào)諧性型異類ONU共存,即具有/不具有波長可調(diào)諧性O(shè)NU的共存;第二種,多調(diào)諧范圍型異類ONU共存,指的是固定單波長調(diào)諧ONU、多波長可調(diào)諧ONU和全波長可調(diào)諧ONU的共存;第三種,多收發(fā)型異類ONU共存,則為具有不同收發(fā)器數(shù)量ONU的共存。針對不同的異類ONU共存場景的DBA研究內(nèi)容如下:1)針對混合WDM/TDM-PON中可調(diào)諧性型異類ONU共存的網(wǎng)絡(luò)場景,建立了相對應(yīng)的帶寬分配數(shù)學(xué)模型。面向異類ONU不同的網(wǎng)絡(luò)帶寬需求,提出差異化帶寬分配算法,不僅保證了調(diào)諧性型異類ONU之間還保證了過載和欠載ONU之間的帶寬利用公平性。綜合考慮到異類ONU在波長時(shí)隙分配方面的靈活性差異,提出一種面向波長間負(fù)載均衡的波長時(shí)隙分配算法,大幅縮短調(diào)度周期時(shí)長和傳輸延時(shí)水平;2)針對由多收發(fā)型異類ONU構(gòu)成的NG-EPON中多類型用戶和多類型業(yè)務(wù)共存的網(wǎng)絡(luò)場景,提出了多用戶多業(yè)務(wù)二維優(yōu)先隊(duì)列來實(shí)現(xiàn)緩存區(qū)分管理。提出了新型帶寬分配算法,以同時(shí)滿足多類型用戶的差異化SLA需求以及多類型業(yè)務(wù)的差異化Qo S需求。提出時(shí)序填充、波序填充兩種波長時(shí)隙分配算法,綜合兩者進(jìn)行協(xié)同調(diào)度以滿足多用戶多業(yè)務(wù)差異化需求以及實(shí)現(xiàn)波長間負(fù)載均衡;3)針對WDM/TDM-PON中多調(diào)諧范圍型異類ONU共存場景建立了帶寬分配數(shù)學(xué)模型。提出將該模型下的ONU聚合問題映射到帶背包限制的多背包問題上進(jìn)行求解。提出了新型ONU聚合算法,該算法以分支定界子算法為框架,分別采用松弛算法和貪婪算法作為上/下界逼近子算法。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)低負(fù)載時(shí),該算法能大幅減少時(shí)占用波長數(shù),且保持ONU帶寬請求滿足率在較高水平;當(dāng)網(wǎng)絡(luò)高負(fù)載時(shí),該算法通過提高每根波長上帶寬利用率而為ONU提供更高的網(wǎng)絡(luò)吞吐量。
【學(xué)位授予單位】：上海大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TN929.1
【圖文】：

（b）下行方向圖2.1 EPON上下行傳輸模型下行傳輸主要基于廣播的方式將信號(hào)傳送給所有的ONU，ONU基于數(shù)據(jù)包中的ONU標(biāo)識(shí)符來辨別是否為屬于自己的數(shù)據(jù)包。然而在上行傳輸中，OLT基于MAC層發(fā)現(xiàn)并且進(jìn)行ONU注冊，同時(shí)可以接收到ONU發(fā)出的帶寬請求信息，OLT需要根據(jù)ONU的帶寬請求信息來判定有限的帶寬資源如何在ONU之間進(jìn)行分配并且發(fā)送帶寬分配結(jié)果到每個(gè)ONU。OLT判定帶寬資源如何在ONU之間分配的過程就是動(dòng)態(tài)帶寬分配（DBA）。2.1.2 WDM-PONWDM-PON 的是通過波分復(fù)用（Wavelength Division Multiplexing，WDM）

圖 2.2 WDM PON 傳輸模型2.1.3 WDM/TDM-PON混合WDM/TDM-PON為從TDM-PON平滑升級(jí)到WDM-PON的過渡形態(tài)。如圖 2.3 所示[7]，混合 WDM/TDM-PON 也為多波長 PON，然而每個(gè) ONU 并不獨(dú)占波長，而是需要和部分 ONU 以 TDM 形式共享某一根波長，然后，多波長之間通過 WDM 耦合傳輸。也就是說混合 WDM/TDM-PON 結(jié)合了 TDM-PON 的WDM-PON 的優(yōu)點(diǎn)，大幅度增加了網(wǎng)絡(luò)容量和網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展性，而且降低了網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和維護(hù)的成本。值得注意的是，混合 WDM/TDM-PON 中在上行方向共享同一根波長的 ONU 可被為一個(gè)子 PON，子 PON 中仍然可以使用 EPON 的 IEEE802.3ah 標(biāo)準(zhǔn)，這也是混合 WDM/TDM-PON 可以作為 PON 平滑升級(jí)過程中的過渡 PON 形式的重要原因。

【相似文獻(xiàn)】

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5 陳彪;袁亮;;以太無源光網(wǎng)絡(luò)單級(jí)多功能ONU內(nèi)調(diào)度算法[J];光電工程;2007年09期

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本文編號(hào)：2742201