EPON中的MAC协议研究及上行接入算法的实现

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接入网是整个电信网最具有技术挑战性的区域之一。为了满足用户对带宽日益增长的要求,实现接入网的高速化、宽带化和智能化,各种接入技术层出不穷,如LAN、xDSL、Cable Modem、PLC(电力线上网)等等,然而被认为最有前途的是光接入技术。无源光网络(PON)由于其易维护、高带宽、低成本等优点成为光接入网中的佼佼者,它是通过单一平台综合接入语音、数据、视频等多种业务的理想物理平台。以太无源光网络(EPON)是数据链路层的以太网技术和物理层的PON技术的完美结合。EPON技术中,MAC协议是一项非常关键的技术,长期以来备受研究者的关注。EPON以MAC控制子层的MPCP机制为基础,完成ONU的自动加入、注册,通过MPCP协议实现多个ONU的上行接入带宽分配。上行接入带宽分配算法是目前国内外研究的热点。如何设计一种公平、高效、支持不同业务QoS的上行接入带宽分配算法是无源光网络实现综合接入的关键。本文首先从提高系统的带宽利用率的角度出发,充分利用网络流量的自相似特性,提出了一种能有效地提高系统上行带宽利用率的动态带宽分配算法TGOGT。TGOGT算法采取把ONU分成两组,为每组ONU设定“阀值带宽”,两组ONU轮流请求授权,随着网络负载情况的变化,OLT改变对ONU中各个队列的授权方式。然后根据运营商的实际需要,提出另一种基于服务等级协议(SLA)的算法SB-DBA。SB-DBA算法在保证系统公平性的前提下,按照不同ONU的SLA为各个ONU设定相应的最小保证带宽和剩余带宽分配加权因子,ONU上报多个队列请求值,OLT在分配带宽时选择最合适的请求值。TGOGT算法和SB-DBA算法都为最高优先级的语音业务提供了稳定的带宽,并保证了ONU内部各种不同业务的QoS。通过用OPNET仿真软件对系统建模仿真,TGOGT算法能够有效地提高系统的上行带宽利用率;SB-DBA算法中的各个ONU中的队列时延值随SLA的不同而变化。仿真结果验证了这两种算法的可行性,达到了实验目的。
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