GPON系统中一种高性能的DBA分配算法研究

论文摘要

随着我国3G网络开通运营和LTE（Long Term Evolution）技术走向成熟,移动互联网中的网络浏览、视频播放、在线游戏等多种分组业务已导致接入网带宽需求呈指数增长,接入业务的迅速增长以及分组化使得PON（passive optical network）技术成为接入网的首选。而GPON（Gigabit-Capable PON）技术能支持多种速率、全业务的QoS（Quality of Service）保证和强大的生存性、高效率等独特优势,成为宽带接入网的最佳选择。本文首先基于ITUT-G.984系列协议概括描述了GPON技术的背景,帧结构,网络运行流程, OLT和ONU的功能结构和动态带宽分配算法。然后重点研究了动态带宽分配（DBA, Dynamical Bandwidth Allocation）机制。因为DBA是GPON中最核心的问题,好的DBA算法可以更好的利用线路的有限带宽以连接更多的OLT（optical line terminal）。在对动态带宽分配机制进行深入研究的基础上,本文提出了一种高性能的DBA分配算法——C-DBA算法。该算法与以往的DBA算法的不同之处是该算法不是基于5类TCONT,而是基于3类T CONT。在详细描述了该算法的执行流程之后基于OPNET仿真软件搭建了系统级仿真平台,并详细的介绍了仿真平台的设计过程,按照DBA算法性能的评价标准设计了仿真场景,通过对统计量的收集得到仿真结果。通过对大量仿真结果详细分析,可以看出该算法工作状况良好,有很高的带宽利用率,较低的业务时延,可以很好的满足GPON对全业务的QoS保证。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.1.1 当前光纤接入网应用技术分析
• 1.1.2 GPON技术的优势
• 1.1.3 GPON应用场景
• 1.2 本文的主要内容
• 1.3 本文的章节安排
• 第二章 GPON体系架构简介
• 2.1 GPON体系架构
• 2.2 GPON网络结构
• 2.2.1 OLT主要功能
• 2.2.2 ONU主要功能
• 2.3 GPON传输汇聚层
• 2.3.1 GTC成帧层功能结构
• 2.3.2 适配子层功能结构
• 2.3.3 帧结构
• 2.4 DBA功能
• 2.5 本章小结
• 第三章 C-DBA算法设计
• 3.1 GPON通用DBA算法简介
• 3.1.1 常用DBA算法简介
• 3.1.2 DBA算法性能衡量标准
• 3.1.3 GPON中DBA算法工作原理
• 3.2 C-DBA算法
• CONT类型'>3.2.1 T_CONT类型
• 3.2.2 C-DBA算法流程图
• 3.2.3 C-DBA算法执行公式
• 3.3 C-DBA算法性能分析
• 3.4 本章小结
• 第四章 仿真平台设计
• 4.1 仿真平台总体设计
• 4.1.1 节点功能
• 4.1.2 仿真运行流程
• 4.2 ONU模型设计
• 4.2.1 节点模型设计
• GEM模块'>4.2.2 TAL_GEM模块
• COTN_CROSS模块'>4.2.3 T_COTN_CROSS模块
• 4.3 OLT模型设计
• 4.3.1 节点模型设计
• FRAMER模块设计'>4.3.2 GTC_FRAMER模块设计
• 4.3.3 SINK模块设计
• INTERFACE模块设计'>4.3.4 DBA_INTERFACE模块设计
• 4.4 业务源仿真说明
• 4.4.1 TDM业务
• 4.4.2 以太网业务
• 4.5 本章小结
• 第五章 仿真结果分析
• 5.1 仿真场景配置
• 5.2 C-DBA算法工作情况分析
• 5.3 网络丢包情况
• 5.4 业务平均延时
• 5.5 带宽利用率
• 5.6 本章小结
• 第六章 结论
• 6.1 本文研究结论
• 6.2 不足和展望
• 参考文献
• 致谢