GPON系统中DBA算法的研究与仿真

发布时间：2017-09-25 20:02

  本文关键词：GPON系统中DBA算法的研究与仿真

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【摘要】：随着互联网技术的高速发展,数据、语音和视频业务的大量兴起,用户对带宽的需求也越来越高,整个互联网消耗的总流量也达到了空前的高度。为了满足用户的带宽需求,GPON(Gigabit Passive Optical Network:吉比特无源光网络)技术应运而生,成为了主流的接入网技术。GPON以它更远的传输距离、更高的带宽、更快的速率及更大的覆盖范围等技术优势,成功地被海内外一些主流运营商作为首要技术选择。DBA(Dynamic Bandwidth Allocation,动态带宽分配)算法作为GPON的核心技术,成为了该领域的研究热点。本文通过对现有DBA算法的分析发现,现有算法主要分为:状态报告型DAB和预测型DBA。状态报告型DAB虽然可以较精准的分配网络带宽,但是往往存在网络开销大,网络时延高的问题;预测型DBA算法通过相应的预测机制,虽然克服了网络时延高及开销大的问题,但是预测数据与实际数据往往存在一定的误差,不能保证带宽分配的准确性。综上所述,可以看出现有算法很难兼顾网络时延、网络开销和带宽分配准确度等问题,常常导致系统的带宽利用率较低、网络时延大且不能保证各业务的QoS。因此需要设计一种算法,该算法在降低网络时延的情况下,还能保证系统的带宽利用率。通过说明研究GPON关键技术的必要性,突出了动态带宽分配算法在GPON系统中的重要性。本文针对现有DBA算法的不足,致力于实现一种能兼顾系统网络时延和带宽利用率的高效DBA算法。在分析了GPON系统的网络结构和关键技术的基础上,结合已有DBA算法,提出了一种基于预测机制的分级轮询动态带宽分配算法。该算法采用了预测的思想和分级轮询的策略来实现GPON系统中的动态带宽分配。文中给出了算法的设计原理以及详细的步骤。文章最后通过OPNET网络仿真工具建立了仿真模型,通过实验模拟了高负载和低负载两种场景下系统的平均时延,并将实验结果与已有的两种动态带宽分配算法(C-DBA算法和AR-DBA算法)相比较。最终实验结果证明,与C-DBA算法和AR-DBA算法相比,本算法在保证业务QoS的同时,还缩小了系统时延,并且在系统带宽利用率及带宽分配效率等方面都具有较突出的性能优势。
【关键词】：吉比特无源光网络 传输容器 动态带宽分配 OPNET仿真技术
【学位授予单位】：兰州交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN929.1
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-15
• 1.1 课题研究背景及意义9-12
• 1.2 DBA算法的研究现状12-13
• 1.3 课题研究的目标和内容13-14
• 1.4 论文的章节安排14-15
• 2 GPON系统分析15-26
• 2.1 PON技术15-16
• 2.2 GPON系统的结构16-22
• 2.2.1 GPON网络结构16-17
• 2.2.2 GPON协议栈17-20
• 2.2.3 GTC帧结构20-22
• 2.3 GPON系统中的关键技术22-25
• 2.3.1 测距和时延补偿22-23
• 2.3.2 动态带宽分配23-24
• 2.3.3 上行复用技术24
• 2.3.4 突发同步24
• 2.3.5 信息加密技术24-25
• 2.3.6 媒质接入控制25
• 2.4 本章小结25-26
• 3 GPON系统中DBA算法的研究26-36
• 3.1 带宽类型26
• 3.2 T-CONT26-28
• 3.3 DBA协议介绍28-29
• 3.4 常见DBA算法分析29-30
• 3.4.1 基于周期轮询的DBA算法29
• 3.4.2 基于带宽需求的DBA算法29-30
• 3.4.3 基于服务等级的DBA算法30
• 3.4.4 基于带宽优先级的DBA算法30
• 3.5 改进的DBA算法30-35
• 3.5.1 改进DBA算法的原理和参数设置31-32
• 3.5.2 改进DBA算法的步骤32-35
• 3.6 本章小结35-36
• 4 DBA算法实现与仿真36-47
• 4.1 仿真平台的选择36-37
• 4.2 仿真模型的构建37-42
• 4.2.1 OLT模型的构建37-38
• 4.2.2 ONU模型的构建38-40
• 4.2.3 业务源模型的构建40-42
• 4.2.4 统计模型的构建42
• 4.3 仿真实验结果及分析42-46
• 4.4 本章小结46-47
• 5 总结与展望47-49
• 5.1 总结47
• 5.2 展望47-49
• 致谢49-50
• 参考文献50-52

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 张娜;;基于GPON的无线接入网资源分配新机制及算法[J];光通信技术;2015年10期

2 姚琳元;宋飞;张宏科;;无源光网络标准发展及关键技术研究[J];电子学报;2015年03期

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4 刘权;赵光胜;王晓东;周兴铭;;认知无线电网络信道交汇研究综述[J];软件学报;2014年03期

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6 张淑建;李浩琳;沈成彬;蒋铭;;PON管理关键技术问题浅析[J];电信科学;2012年08期

7 赵晓静;;GPON系统中的动态带宽分配算法的研究[J];常州工学院学报;2011年Z1期

8 王U，

本文编号：919275