GPON系统中基于全部T-CONT类型的动态带宽分配算法的研究与仿真

摘要

随着“光进铜退”的进程加速和FTTx技术的大力推广，吉比特无源光网络（GPON）作为一种典型的光纤接入技术，已成为目前研究的热点。它总效率高，具有全业务接入能力，致力于提供更高的数据传输效率和业务等级，以有效支持多媒体业务。因此，为了提高带宽利用率，降低分组时延，保证用户的服务质量（QoS），在GPON中引入动态带宽分配机制（DBA）是十分必要的。GPON DBA技术的研究对接入网光纤化和全光网络的实现具有非常重要的现实意义。 本文首先研究了PON网络技术的产生和发展、FTTx技术的市场现状与发展趋势，介绍了GPON技术标准化进程、协议模型和功能结构，分析了对GPON DBA技术研究的意义所在和研究方向。 其次对动态带宽分配的关键概念和实现原理进行了深入的研究，介绍了DBA机制的技术基础，并对现行已有的PON动态带宽分配算法进行归纳，对有借鉴意义的算法分析了它们的特点；描述了基于用户认购速率的全T-CONT的动态带宽分配算法。 最后使用OPNET软件对GPON系统的光线路终端、光网络单元、光分路器等关键节点进行建模，利用不同的业务组合，对各种情况下DBA算法的性能进行仿真，结果表明该DBA算法能够区别对待不同认购速率特级的用户，同时兼顾各用户之间的公平性，保证各类业务的服务质量，符合相关标准的要求；最后对GPON系统中带宽分配功能模块给出了初步的逻辑设计原理框图。

目录

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英文文摘

论文说明：简略字表

声明

1引言

1.1课题研究背景

1.1.1光接入网

1.1.2无源光网络(PON)的产生与发展

1.1.3 FTTx市场现状与发展趋势

1.2 GPON简介

1.2.1 GPON标准化进程

1.2.2 GPON协议参考模型

1.2.3 GPON的网络结构与技术指标

1.3课题研究的目标与内容

1.3.1课题研究的意义

1.3.2本论文的主要工作

2 GPON TC层功能结构与DBA关键概念

2.1 GTC层功能结构

2.1.1 GTC协议栈

2.1.2 GTC层媒介接入控制功能

2.1.3 GTC帧结构

2.2 GEM帧结构与功能

2.2.1 GEM帧结构

2.2.2 GEM帧分片机制

2.2.3 GEM帧的映射

2.3关于DBA的关键概念

2.3.1四种类型的带宽

2.3.2传输容器T-CONT

2.3.3 GPON的复用机制

2.4小结

3 GPON中DBA算法的研究

3.1 GPON中DBA的操作

3.1.1 DBA算法的工作模式

3.1.2 DBA的信令与结构

3.1.3 DBA的工作原理

3.2现有的DBA算法归纳

3.2.1针对ONU的带宽分配算法

3.2.2基于业务等级的DBA算法

3.2.3基于T-CONT的DBA算法

3.3改良的DBA算法描述

3.3.1参数及变量的预置

3.3.2 OLT端DBA算法描述

3.3.3 ONU端上行方向业务汇聚

3.4 DBA算法特点分析

3.5小结

4 DBA算法的仿真验证与初步逻辑设计

4.1仿真模型的构建

4.1.1 OPNET仿真步骤

4.1.2 GPON仿真模型构建

4.1.3业务源模型与参数设置

4.2仿真结果与分析

4.3动态带宽分配功能模块的逻辑设计框图

4.3.1动态带宽分配模块的逻辑设计框图

4.3.2上行调度功能的逻辑设计框图

4.4小结

5总结与展望

致 谢

参考文献