万兆同轴宽带接入系统MAC机制研究与设计

发布时间：2020-04-05 07:30

【摘要】：随着我国宽带战略的实施部署以及骨干网络光纤化进程的加快,接入网技术的进步成为了促进有线宽带网络发展的关键因素。广泛铺设的有线同轴网络作为国家信息基础设施的重要组成部分,应当被充分利用,发挥其学术与经济价值。HINOC(High performance Network Over Coax)高性能同轴电缆宽带接入解决方案是针对我国有线同轴网络特性研发的具有完备自主知识产权的新型EOC(Ethernet Over Coax)接入解决方案,目前已达到千兆级别接入能力。但随着4K/8K、VR/AR等大带宽低延迟业务的发展,用户对于多样化、极致网络服务体验的需求日益增长,研究与制定万兆同轴宽带接入的技术标准势在必行。本文的主要工作分为以下三部分:在HINOC2.0技术体制基础上,设计并提出满足同轴特性的万兆宽带接入MAC层解决方案、实现万兆同轴接入MAC层仿真系统的设计、通过仿真分析验证万兆同轴接入MAC层解决方案的合理性与可行性。首先在深入学习HINOC2.0技术标准的基础上,对万兆同轴宽带接入技术的各项考察指标进行研究和分析,设计并提出万兆同轴接入系统MAC层整体解决方案,具体包括MAC层结构划分、MAC层帧类型和帧结构、Pd周期和MAP周期的结构规划,并基于实际应用需求提出了多信道绑定机制和多profile传输模式,以及一种基于竞争排序的节点接纳机制。随后基于MAC层协议仿真平台设计实现万兆同轴接入MAC层仿真系统,具体包括HB和HM的内部逻辑结构、Pd和MAP周期的规划、数据传输机制、多信道绑定、多profile传输模式以及基于竞争排序的节点接纳机制的具体实现。最后基于仿真系统对万兆同轴接入系统MAC层解决方案的各项性能指标进行详细仿真分析。仿真结果表明:方案能够满足万兆同轴宽带接入技术对系统吞吐量、平均时延和时延抖动、带宽分配粒度、频谱效率以及信道利用率等各项指标的考察要求;多信道绑定机制在系统中高低带宽用户共存时可以更精细粒度地为节点分配信道,有效避免资源浪费;多profile传输机制可以将多个HM的下行数据统计复用,从而缩短下行等待时延;基于竞争排序的节点接纳机制可以有效减少节点在竞争接纳机会过程中的冲突次数,同时通过一次竞争即可按顺序接纳多个HM节点,避免了因多次竞争造成的时间浪费。综合来看,所设计的万兆同轴接入系统MAC层解决方案能够达到万兆级别接入速率,且具有超低时延、超高频谱效率以及超精细带宽分配粒度等优势,可以为后期制定万兆同轴宽带接入技术标准提供有价值的参考。
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TN915.6

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本文编号：2614733