混合无源光网络技术研究

论文摘要

无源光网络技术已经成为宽带接入领域新兴的主流技术，而混合无源光网络融合时分和波分无源光网络的技术优势，具有十分广阔的发展前景。本论文在国家十五863资助课题基础上，围绕混合无源光网络技术展开了系统深入的理论和实验研究。论文主要内容如下：（1）在系统研究混合无源光网络体系结构的基础上，提出了一种新颖的科学分类方法。将混合无源光网络分为两个大类：固定波长型和波长分配型，对其所属子类进行了进一步划分，并分别展开研究讨论。（2）基于十五863项目课题的研究，提出了一种基于波分多址的混合无源光网络WDMA-EPON系统方案，其上行采用波分多址接入技术，下行采用广播复用方式，并对该方案的关键技术展开了研究。运用OPNET仿真工具对WDMA-EPON系统进行理论仿真并建立了仿真模型。（3）采用自行研制开发的低成本光层器件和利用成熟的芯片解决方案，实现了高性价比的波分多址混合无源光网络WDMA-EPON系统产品样机，具有独创性和先进性。整套WDMA-EPON原型样机包含局端硬件设备、用户端硬件设备、系统嵌入控制软件和网络管理软件平台，进行了系统验证和试验网运行，并对系统功能和性能展开了全面测试。（4）研究了现有时分无源光网络的DBA动态带宽分配算法，并对其进行了改进，创新性提出了基于“带宽借贷”的动态带宽分配算法，仿真结果表明其在公平性等方面明显优于已有算法。对混合无源光网络的动态资源（包括波长和时隙）分配算法也进行了研究，给出了对多点控制协议MPCP的扩展，并在前述的改进DBA算法基础上，提出基于“带宽借贷”的DRA动态资源分配算法，通过仿真计算进行了算法比较和分析。（5）研究了无源光网络和无线网状网融合构成的无线混合无源光网络技术及其架构，并提出了一种新颖的基于遗传算法的无线混合无源光网络布局算法，仿真结果表明可以实现对混合网络的良好布局。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 接入网的演进
• 1.2 无源光网络的研究概况和发展趋势
• 1.3 本论文的研究内容和章节安排
• 2 混合无源光网络体系结构研究
• 2.1 引言
• 2.2 混合无源光网络的分类及结构特点
• 2.3 固定波长型混合无源光网络的体系结构
• 2.4 波长分配型混合无源光网络的体系结构
• 2.5 混合无源光网络的关键技术
• 2.6 本章小结
• 3 WDMA-EPON混合无源光网络关键技术
• 3.1 引言
• 3.2 WDMA-EPON系统结构
• 3.3 WDMA-EPON的拓扑和上下行技术
• 3.4 WDMA-EPON的关键光电器件
• 3.5 WDMA-EPON的媒质接入控制
• 3.6 WDMA-EPON仿真建模
• 3.7 本章小结
• 4 WDMA-EPON混合无源光网络系统设计和实现
• 4.1 引言
• 4.2 系统总体设计
• 4.3 系统硬件设计与实现
• 4.4 系统光层设计与实现
• 4.5 系统嵌入软件设计与实现
• 4.6 系统网管软件设计与实现
• 4.7 系统实现性能和技术指标
• 4.8 本章小结
• 5 动态带宽
• 5.1 引言
• 5.2 传统时分无源光网络的动态带宽分配算法及改进
• 5.3 混合无源光网络动态资源分配算法
• 5.4 本章小结
• 6 无线混合无源光网络架构和算法研究
• 6.1 引言
• 6.2 无线网状网络WMN
• 6.3 基于EPON的WMN混合网络架构HWPON
• 6.4 基于遗传算法的无线混合无源光网络布局算法
• 6.5 无线网状网络路由算法综述
• 6.6 本章小结
• 7 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 附录 1 攻读博士学位期间发表论文目录
• 附录 2 攻读博士学位期间取得的相关成果
• 附录 3 缩写词表