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光接入网近年来正逐渐成为接入网领域的主流技术。以太网无源光网络(EPON)实现了低成本以太网设备和低成本光纤设施的结合,成为下一代宽带接入网最有希望的解决方案。EPON结构的一个重要特性是在多用户间共享传输介质,动态带宽分配(DBA)机制提供了上行信道的统计复用,以达到高效和公平的带宽分配,这是本文研究的核心内容。
本文从EPON的系统结构入手,重点分析了EPON的控制机制——多点控制协议(MPCP)。接着提出一种以轮询机制和周期时间为索引的.DBA算法的分类方法,以该分类方法为框架详细研究了现有的DBA算法,并通过仿真对多种算法进行了时延、时延抖动、吞吐率、丢包率等性能比较。在此基础上做了如下工作:
针对间插轮询自适应周期长度(IPACT)算法在不规则流量下带宽利用率下降的问题,提出一种改进的滑动周期(SLICT)算法,仿真实验证明了该算法在提高了带宽利用率的同时保证了系统的公平收敛性。
分析了周期轮询机制下周期间空闲损失的产生和由此导致的性能下降,提出两种基于不同机制的改进周期轮询固定周期长度(CPFCT)算法,仿真结果显示两种算法均实现了带宽利用率的显著提升和时延的降低。
提出周期轮询自适应周期长度(CPACT)和间插轮询准固定周期长度(IPsFCT)算法,通过仿真初步验证了它们的可行性和实用价值。
阐述了DBA中的预测机制,提出了一种对低优先级和中优先级数据流量进行预测的算法,并且给出了预测高优先级数据流量的思路,从而形成了一套较为完备的预测方案。
最后总结了本文涉及的所有DBA算法,列表比较了各种算法最显著的特点,并概述了DBA算法未来的发展方向。