OFDMA-PON動態(tài)帶寬分配機制研究.pdf

1、互聯(lián)網(wǎng)突飛猛進的創(chuàng)新和發(fā)展，推動著大量新業(yè)務如 HDTV、視頻流媒體、3D打印、遠程醫(yī)療、云計算的不斷涌現(xiàn)，促進著下一代網(wǎng)絡(luò)朝向高速率、高帶寬的方向發(fā)展，這也為下一代接入網(wǎng)(NG-PON2)提出了嚴峻的考驗。
　　無源光網(wǎng)絡(luò)PON一方面利用光纖可以提供高質(zhì)量、高帶寬的數(shù)據(jù)傳輸，另一方面網(wǎng)絡(luò)中無源光器件的使用避免了維修及電力供應等諸多問題。因此PON技術(shù)逐漸取代傳統(tǒng)低速率ADSL，成為最后一公里的解決方案。正交頻分復用（OFDM）技

2、術(shù)原本使用在無線通信系統(tǒng)，是一種先進的多載波調(diào)制技術(shù)。將OFDM引入光纖通信，是一種偉大的嘗試和創(chuàng)新。OFDM技術(shù)與PON結(jié)合，凸顯出接入方式靈活、頻譜效率高、支持有線無線融合接入、系統(tǒng)成本低等優(yōu)勢，OFDMA-PON已成為面向下一代接入網(wǎng)中最具競爭力和代表性的方案。
　　本論文對OFDMA-PON的動態(tài)帶寬分配機制進行了研究。對以往的動態(tài)帶寬分配機制進行了分析比較，結(jié)合下一代OFDMA-PON的架構(gòu)和傳輸特性，重點解決ONU接入

3、公平性、多業(yè)務的支持和QoS的保障等問題。
　　本論文主要工作內(nèi)容有：
　　1、提出基于非支配排序遺傳算法NSGA-II的OFDMA-PON動態(tài)帶寬分配機制。首先，我們對下一代OFDMA-PON系統(tǒng)的傳輸特性進行分析，發(fā)現(xiàn)如果沒有合適的帶寬分配機制，該架構(gòu)中下游ONU的QoS無法得到保障，進而帶來ONU接入公平性問題。然后，我們提出傳輸配額容量TQC和傳輸配額TQ兩個參數(shù)來協(xié)調(diào)進行帶寬分配，并將復雜的帶寬分配問題轉(zhuǎn)化為較易處

4、理的最優(yōu)化問題。最后，我們仿效大自然中適者生存的法則，借助多目標遺傳算法 NSGA-II，獲取最優(yōu)帕累托解集，即（TQ，TQC）組合，用于 ONU上傳數(shù)據(jù)。仿真結(jié)果表明，該算法能實現(xiàn)動態(tài)高效的帶寬分配，實現(xiàn)ONU用戶的公平接入和QoS保障。
　　2、提出支持不同類型業(yè)務并保障QoS的FUNS(First User Next Service)動態(tài)帶寬分配機制。在分析現(xiàn)有的支持不同類型業(yè)務 TLBA算法基礎(chǔ)上，我們提出“先用戶后業(yè)務”

5、的 FUNS帶寬分配機制，即 Inter-ONU和 Intra-ONU兩個階段。在Inter-ONU階段，OLT根據(jù)ONU的總權(quán)重值TW和平均權(quán)重AW，分配子載波給對應的ONU用戶，即“先用戶”階段；在Intra-ONU階段，優(yōu)先保證EF業(yè)務帶寬，再將剩余子載波按 AF、BE業(yè)務所占權(quán)重進行分配，即“后業(yè)務”階段。仿真結(jié)果表明，F(xiàn)UNS在網(wǎng)絡(luò)吞吐量、排隊時延和信道利用率方面比TLBA算法有不錯的表現(xiàn)。
　　本論文的主要創(chuàng)新點在于：