基于突發(fā)業(yè)務(wù)預(yù)測(cè)且公平的EPON動(dòng)態(tài)帶寬分配策略研究.pdf

1、“光進(jìn)銅退”成為運(yùn)營商發(fā)展寬帶接入的市場(chǎng)趨勢(shì)。以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)(EPON)系統(tǒng)因?yàn)槠浣尤刖嚯x長(zhǎng)、可用帶寬高，成為解決全光網(wǎng)絡(luò)最后一公里最具競(jìng)爭(zhēng)力的技術(shù)方案。EPON融合了無源光網(wǎng)絡(luò)和以太網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)，不僅可以無縫接入學(xué)IP數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，而且能夠支持多業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量(QoS)，提供諸如數(shù)據(jù)、語音、視頻的綜合業(yè)務(wù)接入，具有廣闊的發(fā)展前景。
　　 上行帶寬分配是EPON關(guān)鍵技術(shù)，一直是人們研究熱點(diǎn)。本文深入研究了EPON動(dòng)態(tài)帶寬分配策略和輪詢機(jī)

2、制，以高帶寬利用率和支持QoS公平性為設(shè)計(jì)目標(biāo)，提出了一種基于突發(fā)業(yè)務(wù)預(yù)測(cè)并保障公平性的動(dòng)態(tài)帶寬分配算法一BTP-DBA。該算法首次將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)引入EPON業(yè)務(wù)預(yù)測(cè)，提出了突發(fā)排序輪詢機(jī)制和基于預(yù)測(cè)結(jié)果及保障帶寬比例的帶寬分配策略。該算法具有較高的帶寬利用率，較低的業(yè)務(wù)時(shí)延，并改善了低優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量，是一種有效的EPON上行帶寬分配方式。
　　 主要完成的工作和研究成果如下：
　　 (1)提出了基于改進(jìn)微粒群算法(PS

3、O)優(yōu)化的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)EPON業(yè)務(wù)預(yù)測(cè)算法。該預(yù)測(cè)算法建立了三層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)單步輸出的預(yù)測(cè)結(jié)構(gòu)，并通過隨機(jī)擾動(dòng)差微粒改進(jìn)了微粒群算法，用于訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，提高預(yù)測(cè)算法的收斂速度和精度，從而提高突發(fā)業(yè)務(wù)的預(yù)測(cè)精度。預(yù)測(cè)過程中，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能根據(jù)預(yù)測(cè)誤差修正自身權(quán)值，使預(yù)測(cè)算法具備自適應(yīng)能力。
　　 (2)提出了突發(fā)排序輪詢機(jī)制。在輪詢過程中，根據(jù)業(yè)務(wù)突發(fā)性強(qiáng)弱調(diào)整光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)輪詢順序，并滯后報(bào)告隊(duì)列長(zhǎng)度。因此，光線路終端(OLT)就會(huì)知

4、道更多更新的ONU隊(duì)列信息，并縮短了突發(fā)ONU的業(yè)務(wù)預(yù)測(cè)區(qū)間，從而進(jìn)一步提高了EPON業(yè)務(wù)預(yù)測(cè)精度。在輪詢周期結(jié)束前，提前進(jìn)行帶寬分配和時(shí)隙授權(quán)，充分利用了空閑時(shí)隙，從而提高了上行帶寬利用率。
　　 (3)提出了基于業(yè)務(wù)預(yù)測(cè)且公平的帶寬分配算法。在業(yè)務(wù)預(yù)測(cè)完成之后，OLT根據(jù)預(yù)測(cè)修正后的帶寬需求和保障帶寬的比例，進(jìn)行ONU之間和ONU內(nèi)部各隊(duì)列帶寬分配，不僅降低了業(yè)務(wù)時(shí)延，而且保障了公平性。
　　 (4)最后搭建了基于O