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以太网无源光网络光线路终端的设计与实现

张碧莹  
【摘要】: 随着通信技术的迅速发展,用户对带宽的需求越来越高。以成熟的以太网技术为基础的以太无源光网络(Ethernet Passive OpticalNetwork,EPON)采用点到多点结构、无源光纤传输,能够在以太网之上提供多种业务。它综合了无源光网络技术和以太网技术的优点,具有成本低、兼容性好、技术成熟、便于维护、承载业务灵活等特点,成为下一代宽带接入网的最佳候选之一。 本文从用户角度出发,围绕实现EPON系统最优性能与最佳操作的目标,主要对EPON系统中的局端设备光线路终端(Optical LineTerminal,OLT)进行了深入的研究和设计,包括OLT的整体架构、主要业务模型、设备管理系统等,并针对上行带宽的分配算法做出研究与改进。本文主要研究工作如下: 首先,从EPON系统的体系结构入手,对EPON系统的工作原理及其技术特点进行了分析,确定了OLT的功能需求和总体设计方案。 其次,根据中国电信EPON设备技术要求,提出了一组OLT的设备架构与业务模型的设计方案,并给出了主要模块的实现方法。OLT设备的主要模块包括电源模块、管理模块和交换模块等,业务模型主要包括高速上网业务和组播业务。 接着,通过对各种网络管理协议、软件架构模式和开发工具的比较和选择,确定并实现了一套采用B/S结构和MVC设计模式的OLT设备专用网元管理系统(Element Management System,EMS)。该系统由Flash、PHP和Java共同组合开发,包括配置、性能、故障、安全等功能模块。客户在客户机平台上可通过浏览器方便地访问各网元,整套系统各部分相对独立,可移植性强。 最后,针对EPON系统在工业网络通信中的具体应用场景,对现有的动态带宽分配(Dynamic Bandwidth Allocation,DBA)算法进行了分析和改进,以保证监控和报警等特殊业务的实时送达,消除间插轮询的带宽浪费,并对改进的算法在OPNET平台上进行了仿真实验。仿真结果表明,该算法的带宽利用率高,业务时延抖动低,并且在低负载时无轻载惩罚现象。


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