EPON系统动态带宽分配算法及生存性研究

摘要

接入网是近年来电信技术界及运营业共同关注的热点。光纤到户(FTTH)是最终目标，无源光网络(PON)是实现这一目标的理想技术之一。　　本论文主要对EPON系统的一些关键技术进行了深入的研究。包括系统的体系结构、MPCP协议、OAM协议、带宽分配算法的设计以及生存性的分析。 本文主要工作包括：在讨论EPON系统体系结构和主要特性及MPCP协议的基础上，根据IEEE802.3ah标准中定义的OAM协议原理，研究了EPON系统的OAM协议原理和设计要点，可以保证EPON系统稳定、高效、准确的运行并支持多种网络业务，重点给出了EPON中OAM的链路检测、远程错误指示、远程回环等功能的设计要点；在EPON系统上行信道复用技术中，带宽分配算法是一个热点和难点。在分析了已有的动态带宽分配算法基础上，研究了一种基于固定帧长度的带宽分配算法，并给出了该算法的仿真结果；为适应以太网帧长度可变的特点，并为了保证EPON系统的QoS要求，基于DifferServ模型探讨了一种支持多业务的、保证QoS的固定周期混合带宽分配算法(PHBA)，并将该算法与静态带宽分配算法和动态带宽分配算法进行了仿真比较，结果表明PHBA算法在时延、时延抖动和信道利用率等方面优于其它算法；网络生存性是高速通信网络的重要性能评估指标，802.3ah标准中却未对EPON的网络生存性做出具体的规定，参考FSAN/ITU-TG.983.1标准和SDH的APS协议原理，探讨了EPON的四种树形自愈结构和两种EPON自愈环网络结构，并分别对树形自愈结构中的节点光纤备份和自愈环光纤备份方式的保护倒换机制和生存能力进行详细的分析。该研究结果可为EPON接入网的设计提供参考。

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1研究的背景与意义

1.2无源光网络技术发展概况

1.2.1发展历史

1.2.2三种技术的特点

1.3.国内外研究现状

1.3.1国外研究现状

1.3.2国内研究现状

1.3.3 EPON应用前景

1.4 EPON系统的关键技术及存在的问题

1.4.1突发接收问题

1.4.2动态带宽分配(DBA)

1.4.3实时业务的传输质量

1.4.4 EPON的安全问题

1.5本文的主要研究工作

第2章EPON系统概述

2.1引言

2.2 EPON系统的基本结构与特性

2.2.1 EPON基本结构

2.2.2 EPON各部分的功能要求

2.2.3 EPON的主要特性

2.3 EPON的体系结构

2.4 MPCP协议

2.4.1 MPCPDU

2.4.2 GATE/REPORT机制

2.4.3测距与时延补偿

2.4.4 MPCP发现处理过程

2.5本章小结

第3章EPON OAM协议的研究

3.1引言

3.2 EPON OAM结构及工作原理

3.2.1 EPON OAM的结构

3.2.2 OAMPDU

3.2.3 EPON OAM基本功能

3.3 EPON OAM功能的设计方案

3.3.1 EPON OAM功能总体结构

3.3.2链路检测功能的设计要点

3.3.3远程错误指示功能的设计要点

3.3.4远程回环功能的设计方案说明

3.4本章小结

第4章EPON系统带宽分配算法的研究

4.1现有的EPON带宽动态分配技术简介

4.1.1 Glen Kramer等的带宽分配算法

4.1.2 M.Ma，Y.Zhu and T.H.Cheng的BGP算法

4.1.3 S.Choi and J.Huh提出的多业务动态带宽分配算法

4.1.4 Chadi M.Assi等提出动态带宽分配算法

4.2基于固定长度的带宽分配算法

4.2.1帧结构

4.2.2 MAC协议描述和带宽分配算法

4.2.3性能分析

4.3基于DiffServ的支持多业务的混合带宽分配算法

4.3.1区分业务模型(DiffServ)

4.3.2业务分级

4.3.4 MPCP协议

4.3.3 ONU的队列管理及调度规则

4.3.5混合带宽分配算法

4.3.6仿真模型及性能分析

4.4本章小结

第5章EPON生存性分析

5.1引言

5.2 EPON树形自愈保护结构及生存能力分析

5.2.1树形自愈保护结构

5.2.2保护倒换机制及生存能力分析

5.3 EPON自愈环结构及生存能力分析

5.3.1自愈环结构

5.3.2保护倒换机制

5.3.3生存能力分析

5.4本章小结

总结与展望

致谢

参考文献

攻读学位期间发表的论文及攻读学位期间获奖的论文