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調諧時間對共享型WDM PON 性能的影響

小編為您提供一篇關于調諧時間對共享型wdm pon 性能的影響 的提綱,希望你喜歡!

1 引言光接入網主要可以分為有源和無源兩類。無源光網路(pon)在光分路/耦合(odn)處無需套用電源設備,odn 全部由光分路器(splitter)等無源器件組成,具有網路建設成本低、系統維護方便等優點,相比有源光網路更加受到業界關註。目前已逐步實現商業化的pon 技術主要是乙太網無源光網路(epon)技術和吉比特無源光網路(gpon)技術。兩者在上行方向均採用時分復用技術共享一個波長上的頻寬,因而限製了使用者的可用頻寬。為了解決使用者高成長的頻寬需求和目前受限的可用頻寬之間的矛盾,波分復用無源光網路(wdmpon)技術將會成為未來接入網的首選,因此對wdm pon 的研究成為熱門的領域。因為接入網直接面對使用者,所以對成本有較大限製,而在onu 配置的可調諧光發射器在成本中佔較大比重,且其成本與調諧時間的長短密切相關,因此,為了使網路在配置較大調諧時間光發射器的情況下仍具有較好性能,本文重點研究了wdm pon 中可調諧器件的調諧時間對網路性能的影響,並通過調整光信道的分配方法,採取配對措施即在為資料分組分配信道之前,盡量採取與前一時隙相同的信道進行分組的傳輸,從而使網路參數獲得較大改善。

2 wdm pon 的訪問控製wdm pon 系統結構所示,其上行包含多個光信道。其中常見的結構有兩種,一種是獨立型:為每個onu 都分配一對波長;另一種是共享型:多個onu 共享有限的幾個上行波長。獨立型的結構較為簡單,但在onu 相對空閒的情況下,其系統頻寬利用率低下;同時,由于網路中波長數和陣列波導光柵連線埠數是固定的,所以可接入onu 的數量受到一定限製。因此,共享型的結構是wdm pon 系統的首選,該文的研究也是基于這種結構。

為了使各onu 能夠共享各上行光信道,在各onu 需配置可調諧光發射器(tt:tunabletransmitter)。由于上行光信道由各onu 共享,因此需要在各onu 之間進行上行頻寬分配,一種較常見的操作方法是:先由各onu 向olt 上報待傳送資料量情況,然後由olt 在各onu 之間進行上行頻寬分配,並通過下行信道將分配信息傳送到各onu,最後由各onu 在指定時刻通過指定光信道傳送資料分組。由于各onu 可能通過不同的光信道上載資料,所以onu 的光發射器需要在不同的光波長之間進行調諧轉換,而在調諧期間無法進行資料傳送,因此,調諧時間的長短對網路性能有較大影響。

在 olt 進行頻寬分配時需完成兩項任務:佇列調度、信道分配。佇列調度就是選擇要服務的對象(確定哪個onu 的哪個資料佇列),信道分配就是給選定的服務對象確定上載信道及時間。常見的佇列調度方法有rr(round robin)、wrr(weighted round robin)、edf(earliest deadline first)等等,對于信道分配方法,主要有隨機分配、ff(first fit)、lu(leastused)、mu(most used)、ll(least load)等等。

3 調諧時間對網路性能的影響在共享型 wdm pon 中,為使各onu 使用者能夠共享所有光信道,因而需要在onu 處配置可調諧光發射機。而當可調諧發射機在相鄰的一段時間需要傳輸在不同的信道時,各發射機需要一段時間用于調諧。雖然可調諧光發射器使得各onu 可通過多個光信道傳送資料,具有提高光信道使用效率等優點,但是由于存在調諧,使得一部分時間無法進行資料傳輸,對網路吞吐率、時延等參數都有影響,而且隨著調諧時間的增加,這種影響會逐漸增強。另一方面,可調諧光發射器的成本與調諧時間有密切關系,調諧時間越短成本越高。由此可以看出,調諧時間越短,對網路參數的影響越小,但成本較高,反之亦然。因此,如何減少調諧次數(使系統的頻寬更多地用來傳輸資料)就成為關鍵。為保證各個onu 之間具有較好的公平性,人們在進行頻寬分配時一般採取輪詢的方式遍歷各請求,再結合佇列的優先權與佇列請求大小,選出服務佇列分組後依次安排在相應的波長上進行傳輸。而本文在分配頻寬時通過與前一時隙的信息進行對比,盡量使相鄰時隙中屬于同一onu 的資料分組在相同的信道上進行傳輸,從而達到減少調諧次數的目的。為此,本文通過仿真模型,在採用基于優先權佇列調度的情況下,對下面兩種信道分配方法進行了對比研究。

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