基于NS-2的光载无线电网络光链路仿真

摘要

光载无线电(ROF，Radio Over Fiber) 技术具有超宽带、组网灵活、可靠性高等特点，是解决未来无线接入覆盖和高速数据传输两大难题的最有希望的技术之一。 目前，ROF技术虽然在物理层面上已得到较为广泛地研究，但在与应用密切相关的网络层面上的研究还鲜有报道。为推动ROF接入网的应用，本文利用NS-2仿真平台，对建立ROF网络仿真环境展开较深入的研究。主要研究内容如下： 1）研究ROF传输模型，分析各种网络结构的特点； 2）研究ROF网络在NS-2平台下的建模机制； 3）设计ROF波分复用网络NS-2 光链路模块，包括中心控制站(CS，Central Station)组件、远端天线单元(RAU，Remote Antenna Unit)组件，以及波长分配方案和路由算法； 4）研究基于ROF光网络仿真模型构建的随机网、星型网、环形网、树型网、CHINANET、NTTNET，其阻塞率、平均跳数、平均分组时延和波长利用率4项网络性能指标。仿真分析表明：对于一个节点数规模固定的光网络，增加具有波长转换功能的节点数量、提高链路带宽和增加链路的可用波长数能有效减小阻塞率；平均分组时延由链路的传播时延和光交换节点的处理时延(主要是波长转换时间)决定，对于传播时延较大的网络，其平均分组时延是以多跳所造成的传播时延为主，对于传播时延较小的网络，其平均分组时延是是以波长转换所造成的处理时延为主；在光网络中，阻塞率和波长利用率是一对较难调和的矛盾，通常无法同时满足低阻塞率和高波长利用率，实际应用中应根据具体需求，设计合理的波长分配策略和路由算法，以获得二者之间的权衡。 仿真结果最终表明，本文设计的光链路模块具有ROF波分复用光链路基本特性和功能，将为进一步构建ROF网络仿真平台奠定基础。