GPON系統(tǒng)仿真與動(dòng)態(tài)帶寬分配算法研究.pdf

1、隨著 Internet的不斷發(fā)展及通信業(yè)務(wù)形式的改變,寬帶接入網(wǎng)技術(shù)得到了迅猛的發(fā)展。千兆無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)(Gigabit-Capable PON,GPON)作為一種典型的光纖接入技術(shù),憑借著其高帶寬、遠(yuǎn)距離傳輸、多業(yè)務(wù)接入等獨(dú)特優(yōu)勢(shì)成為了研究熱點(diǎn)。作為GPON關(guān)鍵技術(shù)之一的動(dòng)態(tài)帶寬分配(Dynamic Bandwidth,DBA),對(duì)提高接入端帶寬利用率、增加吞吐量、降低時(shí)延、保證網(wǎng)絡(luò)性能和業(yè)務(wù)質(zhì)量等有著重要的作用,因此GPON系統(tǒng)中DBA

2、技術(shù)的研究具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。針對(duì)現(xiàn)有 GPON系統(tǒng)的性能問(wèn)題,設(shè)計(jì)了一套仿真系統(tǒng),并基于該仿真系統(tǒng)提出了一種基于預(yù)測(cè)和分級(jí)輪詢的動(dòng)態(tài)帶寬分配算法:TP-DBA。本文的主要工作包括以下三方面:
　　(1)構(gòu)造了GPON仿真系統(tǒng)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括整體網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、業(yè)務(wù)源模型、光線路終端(Optical Line Terminal,OLT)模型、光網(wǎng)絡(luò)單元(Optical Network Unit,ONU)模型和光分配單元(Optic

3、al Distribution Network,ODN)模型五部分。此系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)在于:增加了ODN模塊,使GPON系統(tǒng)中數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳輸過(guò)程進(jìn)一步細(xì)化;并在ONU主處理模塊的進(jìn)程模型中引入了延時(shí)補(bǔ)償狀態(tài)機(jī),從而使GPON系統(tǒng)的時(shí)延性能更接近于現(xiàn)實(shí)環(huán)境。
　　(2)提出了TP-DBA算法。針對(duì)現(xiàn)有GPON系統(tǒng)中DBA算法存在的時(shí)延和帶寬利用率等問(wèn)題,提出了一種基于預(yù)測(cè)和分級(jí)輪詢機(jī)制的動(dòng)態(tài)帶寬分配算法——TP-DBA。該算法采用了狀態(tài)報(bào)告

4、型和非狀態(tài)報(bào)告型 DBA策略相結(jié)合的動(dòng)態(tài)帶寬分配方式,能夠根據(jù)緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)量和實(shí)際產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量,對(duì)當(dāng)前的流量進(jìn)行預(yù)測(cè),達(dá)到有效地降低時(shí)延的目的,同時(shí)采用周期輪詢和循環(huán)級(jí)聯(lián)的方式,提高了帶寬的利用率。
　　(3)給出了性能驗(yàn)證、對(duì)比實(shí)驗(yàn)。在GPON仿真系統(tǒng)中對(duì)TP-DBA算法進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括:時(shí)延驗(yàn)證,丟包率驗(yàn)證和帶寬利用率驗(yàn)證。與主流算法相比較,該 DBA算法具有較高的帶寬利用率,較低傳輸時(shí)延和丟包率,為全業(yè)務(wù)提供了