無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及帶寬分配算法研究.pdf

1、光纖通信自20世紀(jì)70年代問(wèn)世至今,光纖的應(yīng)用已經(jīng)逐步覆蓋了世界的每一個(gè)角落。目前,我國(guó)的光傳輸網(wǎng)大型節(jié)點(diǎn)總?cè)萘恳呀?jīng)超過(guò)5Tb/s。由于骨干網(wǎng)的傳輸速率已經(jīng)達(dá)到了Tbit級(jí),接入網(wǎng)的速率已成為全網(wǎng)發(fā)展的瓶頸。隨著以太網(wǎng)的人范圍普及和寬帶應(yīng)用的發(fā)展,光纖到戶(FTTH)被普遍認(rèn)為是一種最理想的綜合接入方案。寬帶接入發(fā)展趨勢(shì)正從傳統(tǒng)的銅線接入向“有線銅退光進(jìn),無(wú)線寬帶移動(dòng)化,有線無(wú)線相互補(bǔ)充,實(shí)現(xiàn)無(wú)縫接入”的目標(biāo)演進(jìn)。光纖傳輸技術(shù)在接入網(wǎng)中

2、的運(yùn)川已經(jīng)越米越重要,光纖寬帶接入方式將是同網(wǎng)寬帶接入發(fā)展的必然選擇。
　　 無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)是光接入網(wǎng)中最適合應(yīng)用于FTTH的一種光接入技術(shù),無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展經(jīng)過(guò)了早期的APON/BPON,到日前應(yīng)用最廣泛的EPON和GPON。傳統(tǒng)無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)采川時(shí)分復(fù)用方式,網(wǎng)絡(luò)中所有ONU共享同一個(gè)波長(zhǎng),在不同的時(shí)隙里進(jìn)行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的傳輸。隨著波分復(fù)用技術(shù)在接入網(wǎng)中的應(yīng)用,為適應(yīng)今后傳輸量的增長(zhǎng)和新應(yīng)用的不斷產(chǎn)生,波分復(fù)用無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)將成為傳統(tǒng)EPO

3、N和GPON的發(fā)展方向?；诓ǚ謴?fù)用技術(shù)的無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)是一種具有大容量、網(wǎng)絡(luò)安全性高和便于升級(jí)的光接入網(wǎng)技術(shù),因?yàn)閷?duì)于各個(gè)ONU都采用了特定的波長(zhǎng),所以實(shí)現(xiàn)了點(diǎn)到點(diǎn)的連接,為每個(gè)用戶提供了特有波長(zhǎng),已成為未來(lái)寬帶接入的代表性技術(shù)之一。
　　 本論文圍繞無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)中常用的復(fù)用技術(shù)、傳統(tǒng)GPON技術(shù)、WDM-PON技術(shù)以及WDM-TDM混合無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)展開(kāi)了系統(tǒng)深入的理論和實(shí)驗(yàn)研究。論文主要內(nèi)容如下:
　　 (1)對(duì)無(wú)源光網(wǎng)

4、絡(luò)中常用的復(fù)用技術(shù)進(jìn)行分析。對(duì)時(shí)分復(fù)用、波分復(fù)用、頻分復(fù)用、空分復(fù)用和統(tǒng)計(jì)復(fù)剛等各種信道復(fù)剛技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)分析,并分別展開(kāi)了討論。
　　 (2)對(duì)無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的帶寬資源分配進(jìn)行分析。針對(duì)當(dāng)前業(yè)務(wù)的特點(diǎn)和各種帶寬分配策略的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)討論。
　　 (3)對(duì)基于時(shí)分復(fù)用技術(shù)的傳統(tǒng)無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)中的最具代表性的吉比特級(jí)無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)(GPON)進(jìn)行深入分析。對(duì)GPON中OLT和ONU兩大模塊的功能結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。在對(duì)現(xiàn)有時(shí)分無(wú)源光

5、網(wǎng)絡(luò)的帶寬分配策略進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上,提出一套完整的基于全業(yè)務(wù)的動(dòng)態(tài)帶寬分配策略,并建立仿真模型進(jìn)行仿真計(jì)算。仿真結(jié)果證明該算法在對(duì)各業(yè)務(wù)類型的QoS保障等方面具有一定的優(yōu)勢(shì)。
　　 (4)對(duì)波分復(fù)用技術(shù)在光網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用做了詳細(xì)研究。對(duì)波分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)中任意跳基本單元阻塞率的計(jì)算方法進(jìn)行了理論推導(dǎo),通過(guò)公式推導(dǎo)的方式,得到計(jì)算任意跳基本單元阻塞率的方法,并進(jìn)行了仿真計(jì)算。對(duì)基于波分復(fù)用的無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)和WDM-TDM混合無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)

6、構(gòu)架進(jìn)行深入分析,提山一種科學(xué)的分類方法,該方法基于WDM-TDM混合PON中靠近OLT側(cè)的子系統(tǒng)和上行流所采用的復(fù)用技術(shù)類型,將WDM-TDM混合PON分為兩個(gè)大類,并分別展開(kāi)了詳細(xì)討論。
　　 (5)對(duì)WDM-TDM混合GPON進(jìn)行研究。對(duì)當(dāng)前流行的業(yè)務(wù)類型進(jìn)行分析,在此基礎(chǔ)上以新業(yè)務(wù)的使用頻率高低為依據(jù),提出了一套全新的業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)劃分方式。對(duì)WDM-TDMGPON的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究,針對(duì)其技術(shù)特點(diǎn),提出了基于新業(yè)務(wù)使用頻率