XG-PON上行动态带宽分配

论文摘要

在宽带网络光纤化的大趋势下,PON技术已经成为目前全球各个电信运营商关注的热门技术之一,也是运营商“宽带提速”、“光进铜退”工程的技术基础。XG-PON是PON技术的中期演进方案,在兼容现有的GPON ODN的基础上,通过扩展GPON标准过渡到XG-PON。论文讨论了XG-PON技术的研究背景、发展现状、技术优势、相关协议、总体结构、关键技术和信息安全,分析了动态带宽分配（DBA）对XG-PON系统的影响。论文并紧密结合ITU-T的G.987.3协议标准,介绍了XG-PON传输汇聚层TC分层结构,研究了TC层的上、下行帧结构,并说明帧中各个字段的含义及作用。论文还分析了与DBA相关的关键概念,研究了XG-PON DBA的工作原理。在以上分析研究的基础上,论文深入讨论GPON中现有的DBA算法,对一些有代表性的DBA算法按照基于T-CONT分配和基于业务分配进行归纳分析,阐述了各算法值得借鉴的地方和不足之处,并通过性能分析且考虑目前的技术实现条件,提出一种结合可变周期和流量预测的XG-PON DBA算法。该算法摒弃了GPON DBA算法中对T-CONT的分类,引入了以四种优先级不同的带宽为基础的T-CONT传输描述符,使得带宽分配更加灵活。算法中的流量预测使得OLT对不同T-CONT的带宽需求有了更精确的计算,并结合可变的轮询周期使得算法对突发性业务有更好的处理。论文在OPNET Modeler网络仿真软件中,建立了XG-PON仿真模型,并在此模型上对本文提出的DBA算法的性能进行仿真。仿真结果表明,该DBA算法在带宽利用率、由突发业务引起的丢包和时延及服务质量方面都有较好的表现,且符合协议标准的要求,是一种可以满足全业务等级要求和高服务质量的动态带宽分配算法。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 XG-PON国内外发展现状与趋势
• 1.3 XG-PON的技术优势
• 1.4 论文的主要工作
• 1.5 论文的内容安排
• 第2章 XG-PON系统分析与研究
• 2.1 XG-PON协议介绍
• 2.2 XG-PON系统总体结构
• 2.4 XG-PON关键技术
• 2.4.1 XG-PON数据传输
• 2.4.2 突发同步
• 2.4.3 测距与时延补偿
• 2.4.4 动态带宽分配
• 2.5 XG-PON信息安全
• 2.5.1 XG-PON威胁模型
• 2.5.2 XG-PON认证机制
• 2.5.3 XGEM数据加密
• 2.5.4 密钥交互与激活机制
• 2.6 本章小结
• 第3章 XG-PON TC层结构与DBA关键概念
• 3.1 XGTC层功能结构
• 3.2 XG-PON管理系统
• 3.3 XG-PON封装方法XGEM
• 3.3.1 XGEM帧结构
• 3.3.2 SDU分片
• 3.3.3 XGEM定界
• 3.3.4 XGEM封装举例
• 3.4 XGTC帧结构
• 3.4.1 下行帧的结构
• 3.4.1.1 BWmap域
• 3.4.1.2 PLOAMd域
• 3.4.2 上行帧的结构
• 3.5 涉及DBA的几个关键概念
• 3.5.1 XG-PON时分复用结构
• 3.5.2 四种类型的带宽
• 3.5.3 T-CONT
• 3.6 本章小结
• 第4章 XG-PON的DBA算法研究
• 4.1 DBA的工作原理
• 4.1.1 DBA工作流程
• 4.1.2 DBA实现方式
• 4.2 DBA与QoS分析
• 4.3 GPON中的现有DBA算法综述
• 4.3.1 基于T-CONT的DBA算法
• 4.3.2 基于业务等级的DBA算法
• 4.3.3 现有DBA算法的不足
• 4.4 结合周期可变和流量预测的XG-PON DBA算法
• 4.4.1 带宽需求预测
• 4.4.2 OLT侧带宽分配
• 4.4.3 ONU侧带宽分配
• 4.5 本章小结
• 第5章 XG-PON建模及DBA算法仿真
• 5.1 OPNET网络仿真软件简介
• 5.2 在OPNET中的XG-PON建模
• 5.2.1 OPNET仿真步骤
• 5.2.2 XG-PON网络模型
• 5.2.3 OLT模型
• 5.2.4 ONU模型
• 5.2.5 onu sink模型
• 5.2.6 ODN节点模型
• 5.3 DBA算法仿真及结果分析
• 5.3.1 参数设定
• 5.3.2 仿真结果分析
• 5.4 本章小结
• 第6章 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录