近年来,全球的互联网用户数目持续增加,大量的新兴高速数据业务也不断涌现,包括云存储、云计算、高清电视、网络游戏、视频广播、视频会议和云文件共享等。因此学术界和工业界一直在不断探索部署吉比特带宽的网络设施来满足用户需求。无源光网络（Passive Optical Networks,PON）以其大容量、高覆盖、低成本的优势成为接入网中最主要也极具发展前景的解决方案。为了实现PON系统速率继续升级,电信两大标准组织IEEE和ITU-T分别开始讨论NG-EPON和XGS-PON的标准。本文研究NG-EPON。NG-EPON采用单波长25Gbps,四个波长复用的方式实现100Gbps容量,并有巨大的潜力去支持第五代移动通信的回传前传等业务。与之前的PON系统不同的是,NG-EPON中每个光网络单元（Optical Network Unit ONU）可以同时在一个或多个波长上传送数据,这引发了许多新的问题,例如带宽资源的优化,波长分配的数量和机制,乱序帧问题。因此NG-EPON系统需要设计一个高效的带宽以及波长资源管理的机制。针对EPON和10G-EPON中动态带宽分配（Dynamic Bandwidth Allocation,DBA）的问题,前人已经提出了很多方案,但是它们没有考虑的NG-EPON的特点不适合直接应用。本文针对NG-EPON的特点提出了两种新的DBA算法,具体研究了优化帧重排序和灵活波长分配两个问题。第一项工作的目标是降低时延,提高授权窗口和信道利用率,降低抖动和降低丢包率。而第二项工作的是在灵活波长分配的基础上优化上述指标。具体如下:（1）NG-EPON中低延时的帧重排序问题以太帧的特点是大小不同且每个帧不可分割,所以NG-EPON的DBA算法有两个问题。首先,当ONU在一个轮询周期内被授权在多个波长上传送数据时,由于帧长随机,有些波长上授权的带宽可能没有被完全利用。同时当授权的带宽不能容纳整数个以太帧时,一些数据帧无法传输。这个问题也称作帧长失配问题（frame-size mismatching）。第二,当ONU在多个波长同时传送数据时,不同波长上帧的起止时间可能不统一,这就造成不同波长对下一用户的开放时间也不统一。这些因素造成,光线路终端（Optical line terminal,OLT）收到的ONU从通过多个波长传输的子帧到达时间不同,先到的子帧要等待最后到达的子帧,才能拼合在一起,进行后续处理,产生延时。同时,OLT端也需要提供缓存和相关的处理功能应对帧重排序的问题。本文提出了优先适配动态带宽分配（First-Fit DBA,FF-DBA）的解决方案,并和经典的IPACT和最近刚刚提出的基于注水原理的DBA算法（water-filling DBA）在性能上进行比较。仿真结果表明:本文提出的FF-DBA算法在任何网络负载条件下都有更优的性能,包括更低时延,更高授权效率和信道利用率,更低抖动和更低的丢包率。（2）NG-EPON中低延时的灵活资源分配问题基于第一项工作中获得的结论,本文提出了另一种DBA算法,它能提供灵活的波长数量分配,和在每个波长上灵活调节授权窗口大小,这种算法适合于任何数量ONU的网络。ONU数量少,且每个ONU传送的数据量大时,采用FF-DBA算法可以避免的帧重排产生的延时,但是总体延时却增加了。本文针对此问题提出另一种方案,能适用于不同负载情况和不同ONU数量的场景。这个算法称为灵活波长动态分配（Flexible wavelength and dynamic bandwidth allocation,FW-DBA）。此外在算法中引入了?参数,作为决定授权波长数量的判据。本文还将所提的FW-DBA算法的性能和FF-DBA,传统的IPACT、water-filling DBA等算法进行比较。仿真结果表明,FW-DBA算法能实现更低的延时,授权利用率,低抖动,并且在任何负载情况下基于ONU提出的请求带宽实现灵活波长数量分配。最后,在不同数量ONU的条件下对推导出最优?值。总体来看,以上两项工作都能在解决各自问题的基础上提出低延时的方案,FW-DBA适用范围更广因而作为首选,FF-DBA尤其适用于ONU数量多的网络。