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近年来,随着通信技术的发展,传输网和交换网已经基本实现了数字化、光纤化,而接入网技术因其对成本敏感和运行环境的要求,再加上骨干网和高速局域网对带宽的需求不断增长,最终成为了通信网的瓶颈。目前EPON结合了成熟的以太网和无源光网络技术的优势,被认为是十分有前景的接入网解决方案。但是由于EPON上行为多点到点的通信方式,存在用户和业务之间竞争带宽的问题,如果不进行合理的带宽分配,就会导致网络的拥塞,业务QoS得不到保障,所以本文在此基础上重点对EPON的带宽分配算法进行研究并对算法进行改进。
本文首先介绍EPON的体系结构、工作原理及关键技术,探讨了EPON应用在带宽接入中的可行性及应用过程中可能存在的问题,重点指出:用户的等级性和新增业务对带宽的高要求性,将引起的带宽分配的公平性与QoS问题。同时论文基于EPON上行多点到点、下行点到多点的通信方式,再次强调EPON上行接入存在的带宽竞争问题,最后在此基础上展开本文的研究重点,即如何进行合理的带宽分配,以保证终端用户和业务的公平性与QoS。其次通过分析比较EPON传统的带宽分配算法,总结出各算法的优缺点,并根据传统算法存在的QoS保障不足、公平性欠缺等缺点,主要在CPBA-SLA算法的基础上给出一种改进的支持用户SLA、数据业务优先级并考虑用户及业务公平性的动态带宽分配算法。改进算法的设计思想是基于用户的SLA,将ONU划分成不同的逻辑子网,根据不同子网等级分配大小不等的带宽,然后在子网内为各ONU按其带宽请求大小公平地分配带宽,以保证ONU之间的公平性,最后根据业务的优先等级,在ONU内部为不同等级的业务有区别地分配带宽,其中为高优先级业务预测流量,为低优先级业务预留带宽,在保障QoS的同时,还尽量保证公平性,从而实现三层三次的带宽分配。最后对改进的TriS DBA算法进行仿真,并主要与FBA算法和CPBA-SLA算法进行比较。结果表明:TriS DBA算法在带宽利用率和各业务的时延上都有一定的改善;对同一等级的SLA_Group而言,业务优先级越高,时延越低;对同一优先级的业务而言,SLA_Group等级越高,时延越低,与预期结果保持一致。