長距離無源光網(wǎng)絡(luò)節(jié)能動(dòng)態(tài)帶寬分配算法研究.pdf

1、長距離無源光網(wǎng)絡(luò)（Long Reach Passive Optical Network，LR-PON）將以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)(Ethernet Passive Optical Network，EPON)的覆蓋距離提高到100公里及以上，能夠以較低的成本為更多用戶提供更高的帶寬。LR-PON的上行方向?yàn)槎帱c(diǎn)到點(diǎn)結(jié)構(gòu)，在一個(gè)輪詢周期內(nèi)，光網(wǎng)絡(luò)單元（Optical Network Unit，ONU）輪流占用上行信道。由于每個(gè)ONU的發(fā)送時(shí)隙有限，

2、在相當(dāng)長時(shí)間內(nèi)都處于空閑狀態(tài)，而LR-PON較長的環(huán)路時(shí)延又進(jìn)一步增加了空閑時(shí)間，此時(shí)ONU的收發(fā)機(jī)保持開啟狀態(tài)，無疑會造成能量的浪費(fèi)。因此，在設(shè)計(jì)動(dòng)態(tài)帶寬分配(DynamicBandwidth Allocation，DBA)算法時(shí)，應(yīng)該考慮使處于空閑狀態(tài)的ONU盡可能進(jìn)入低功耗狀態(tài)（關(guān)閉接收機(jī)或發(fā)射機(jī)），從而降低網(wǎng)絡(luò)能耗。近年來，節(jié)能的DBA算法也逐漸成為LR-PON研究的熱點(diǎn)問題之一。
　　本文首先介紹了LR-PON的產(chǎn)生背景

3、、組成結(jié)構(gòu)以及研究現(xiàn)狀，然后，從PON的節(jié)能策略入手，概述了EPON和LR-PON中典型的節(jié)能算法;隨后，針對LR-PON中現(xiàn)有節(jié)能動(dòng)態(tài)帶寬分配算法不能充分利用ONU空閑時(shí)間的問題，提出一種改進(jìn)的節(jié)能DBA(Improved Energy-efficient Dynamic Bandwidth Allocation,IEDBA)算法。該算法通過重新分配授權(quán)幀的發(fā)送時(shí)間，使得ONU在上下行數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束后能夠立刻進(jìn)入休眠狀態(tài)，而不需要等待授

4、權(quán)幀到達(dá)后才休眠，可以進(jìn)一步減少ONU的能耗，同時(shí)降低了下行數(shù)據(jù)的平均時(shí)延。此外，本文還分析了LR-PON中經(jīng)典的多線程輪詢(Multi-Thread Polling，MTP)算法及其改進(jìn)算法的主要思想，鑒于已有改進(jìn)算法大多針對MTP的時(shí)延性能進(jìn)行優(yōu)化，而忽略了ONU的節(jié)能問題，本文提出一種能量感知的多線程輪詢(Energy-Aware Multi-Thread Polling，EAMTP)算法。該算法在不影響ONU正常傳輸?shù)幕A(chǔ)上，在