GPON系统中的动态带宽分配算法的研究
gpon dba原理

gpon dba原理GPON DBA原理一、引言GPON(Gigabit Passive Optical Network)是一种基于光纤传输的无源光网络技术,它通过光纤将光信号传输到用户处,实现高速宽带接入。
在GPON中,DBA(Dynamic Bandwidth Allocation)是一项关键技术,用于实现光纤上下行带宽的动态分配。
本文将介绍GPON DBA的原理和作用。
二、GPON DBA的作用GPON DBA的主要作用是根据用户的需求和网络的实际情况,合理分配上下行带宽资源,以提高网络的效率和带宽利用率。
通过动态分配带宽,DBA可以根据用户的实际需求,在不同的时间段和不同的用户之间进行公平的带宽分配,从而优化网络性能。
三、GPON DBA的原理1. 网络中的OLT(Optical Line Terminal)设备负责与用户终端进行通信。
OLT通过PON(Passive Optical Network)光纤将信号传输到ONU(Optical Network Unit)终端。
2. OLT设备根据ONU上报的带宽需求和网络负载情况,动态分配上下行带宽资源。
DBA算法根据不同的因素进行带宽分配决策,如用户的业务类型、优先级、剩余带宽等。
3. DBA算法根据实时的带宽需求进行调整,以适应网络的变化。
当网络负载较小时,DBA会分配更多的带宽给用户,提高用户的传输速率;当网络负载较大时,DBA会进行动态的带宽调整,以保证网络的稳定性和公平性。
4. DBA算法会根据OLT设备和ONU终端的能力进行带宽分配,以充分利用网络资源。
例如,对于具有高速上行需求的用户,DBA 会优先分配更多的上行带宽;对于具有高速下行需求的用户,DBA 会优先分配更多的下行带宽。
5. DBA算法还可以对不同类型的业务进行优先级排序,以保证重要业务的带宽需求得到满足。
例如,对于视频会议或在线游戏等对时延敏感的业务,DBA会优先分配更多的带宽,以确保业务的稳定运行。
GPON中一种改进的动态带宽分配算法的开题报告

GPON中一种改进的动态带宽分配算法的开题报告
一、选题背景
随着互联网的普及和应用程序的不断增加,互联网带宽需求不断增长。
传统的ACP(动态带宽分配)算法无法满足复杂网络环境中的高带宽需求,因此需要一种更高级的算法。
在GPON(Gigabit-capable Passive Optical Network,千兆级无源光网络)中,动态带宽分配算法(DBA)是一个非常关键的问题,是实现高效管理GPON网络的基础。
二、研究目标
本研究旨在研发一种新的改进的DBA算法,解决传统算法的缺陷,实现更好的网络性能。
三、研究内容
(1)分析传统DBA算法的缺陷和不足;
(2)研发一种基于时隙和带宽保证的改进DBA算法;
(3)设计合适的仿真模型,模拟改进DBA算法的性能表现,验证改进算法的可行性和有效性;
(4)结合实际网络环境,验证改进算法在实际应用场景中的效果;
(5)将改进算法应用到GPON网络中,实现GBit级别的高效网络管理。
四、参考文献
[1] 动态带宽分配算法研究综述[J]. 工程技术, 2013.
[2] 基于繁忙系数的GPON动态带宽分配算法[J]. 计算机工程与设计, 2010.
[3] 基于比例公平原则的无线网络动态带宽分配算法研究[J]. 电子科技大学学报, 2012.
[4] GPON技术及应用[M]. 清华大学出版社, 2010.
[5] Gpon技术与维护[M]. 人民邮电出版社, 2011.。
多等级服务动态检测的GPON动态带宽分配算法

多等级服务动态检测的GPON动态带宽分配算法摘要:针对如何实现吉比特无源光网络(GPON)带宽分配公平性,降低网络丢包率及传输延时的问题,开展了多等级服务动态检测的GPON动态带宽分配算法研究。
首先分析了GPON工作基本原理,提出了一种针对带宽几何宽度的变量——当前平均动态改变宽度,基于该变量推导了当前平均动态改变宽度的宽带动态检测算法,其次将此算法与面向多等级服务原则相结合,得到了基于当前平均动态改变宽度的多等级服务动态检测GPON动态带宽分配算法。
关键词:吉比特无源光网络(GPON);动态带宽分配;动态改变宽度;多等级服务1 GPON原理GPON 系统是基于GSR(Gigabit Service Requirements)制定的,GSR规定了GPON所要达到的关键指标,是系统设计的依据,它确保GPON比其它的PON 能更加贴近实际需求。
GPON系统是由ONU、OLT 和ODN 组成,OLT 位于局端,是整个GPON系统的核心部件,向上提供广域网接口,具有集中带宽分配、控制光分配网(ODN)、实时监控、运行维护管理光网络系统的功能;ONU 放在用户侧,为用户提供10/100BaseT、T1/E1和DS-3 等应用接口,适配功能在具体实现中可以集成于ONU中;ODN 是一个连接OLT 和ONU 的光无源设备,其功能是分发下行数据和集中上行数据。
GPON 中下行数据采用广播方式发送,上行数据采用基于统计复用的时分多址方式接入方式。
2 多等级服务动态检测GPON动态带宽分配算法2.1 宽带动态检测算法3 结论本文针对GPON网络中带宽分配及传输延时的问题,提出了一种多等级服务动态检测的GPON动态带宽分配算法。
通过理论分析及推导,给出了一种当前平均动态改变宽度的几何宽度变量,结合面向多等级服务原则,得到了基于当前平均动态改变宽度的多等级服务动态检测GPON动态带宽分配算法。
gpon中tm模块的作用

gpon中tm模块的作用
在GPON(千兆无源光纤网络)中,TM(Traffic Management)模块的作用主要包括以下几点:
1. 流量管理:TM模块负责对GPON网络中的数据流量进行管理和调度。
根据用户的业务需求和网络状况,TM模块对数据流量进行优化分配,确保网络资源的高效利用。
2. 带宽分配:TM模块负责对GPON网络中的带宽进行动态分配。
通过动态带宽分配(DBA)算法,TM模块可以根据网络实时状况和用户需求,调整用户带宽,提高用户体验。
3. 服务质量保障:TM模块通过实施差分服务(DiffServ)和优先级调度策略,确保关键业务(如语音、视频等)的稳定传输,提高网络的服务质量。
4. 网络监控与维护:TM模块收集和处理网络中的实时数据,用于监测网络状况和诊断故障。
通过TM模块,运营商可以对网络进行实时监控,提高网络的稳定性和可靠性。
5. 扩展性与兼容性:TM模块支持多种接入技术和业务模式,可以实
现不同类型网络(如GPON、EPON等)的平滑升级和互操作,便于网络的扩展和演进。
6. 安全与认证:TM模块提供多种安全策略和认证机制,如用户认证、数据加密等,确保网络和用户数据的安全。
总之,在GPON网络中,TM模块扮演着关键的流量管理、带宽分配和网络优化角色,通过对网络资源的合理调度和优化,实现高性能、高可靠性的宽带接入服务。
基于OFDM-PON动态带宽分配算法研究

GPON上行带宽控制

GPON系统的下行数据流采用广播技术,它的下行帧长为固定的125us,所有的ONU都能收到相同的数据,但是通过ONU ID来区分不同的ONU的数据,ONU通过过滤来接收属于自己的数据。
GPON系统的上行数据流采用TDMA的方式传输数据,上行链路被分成不同的时隙,根据下行帧的upstreambandwidthmap字段来给每个ONU分配上行时隙,这样所有的ONU就可以按照一定的秩序发送自己的数据了,不会产生为了争夺时隙而冲突。
每帧共有9120个时隙。
由于不同的业务对带宽的要求不一样,所以为了合理的分配上行带宽就需要有一种带宽的调度方法。
动态带宽分配(DBA)技术是指实时动态地改变GPON 系统中各ONU的上行使用带宽,以适应用户速率的各种变化,从而提高系统的带宽利用率。
GPON标准G.984.3中提出了四种优先级别的带宽类型,它们分别是Fixed,Assured,Non-assured和Best-effort四种类型,用中文可以理解为固定类型、确保类型、非确保类型和尽力而为类型的带宽。
每种类型的带宽都可以支持一定的QoS要求的业务。
T-CONT是GPON中的上行传输容器,是进行上行带宽请求和分配的基本单位,通过为业务提供特定类型的带宽间接保证该业务的QoS要求,按照使用上述四种带宽类型的组合不同一共可以分成五种类型。
在五种类型的T-CONT中,type1类型T-CONT仅提供Fixed类型的带宽;type2类型仅提供Assured类型的带宽;type 3类型提供Assured类型和Non-assured类型的带宽;type 4类型仅提供Best-effort类型带宽;而type5类型是前四种类型的超集,可以提供所有类型的带宽,支持所有类型的业务。
它们各自的特点如下:(1)type1类型TCONT,OLT会给ONU分配一个固定的带宽,比如100M,那么不管ONU用不用这100M或者够不够用,OLT都不再给ONU额外的带宽,其他的ONU也无法占用这100M。
GPON系统中DBA算法的研究与仿真
GPON系统中DBA算法的研究与仿真GPON(Gigabit Passive Optical Network)是一种具有高带宽和灵活性的光纤通信技术,被广泛应用于宽带接入网络中。
在GPON系统中,动态带宽分配(Dynamic Bandwidth Allocation,简称DBA)算法是实现公平、高效的数据传输的关键。
DBA算法是一种根据用户的实时传输需求来动态调整传输资源的技术。
它通过在ONU(Optical Network Unit)和OLT (Optical Line Terminal)之间建立一个双向通信链路,实时监测用户的带宽需求,并根据需求进行带宽的分配和调度,以实现网络资源的优化利用。
DBA算法的研究与仿真对于提高GPON系统的性能、提升用户体验具有重要意义。
首先,DBA算法的设计要考虑到网络中用户的差异化需求。
在现实应用中,不同用户的带宽需求是不同的,同时还受到网络拥塞程度、时延要求、容量限制等因素的影响。
因此,DBA算法应该能够根据用户的优先级、带宽需求和网络的状态来动态调整带宽分配。
其次,DBA算法需要具备良好的公平性和高效性。
公平性是指在多用户环境中,每个用户都能够公平地分享网络资源。
高效性是指在满足用户需求的前提下,尽可能地减少带宽的浪费,提高网络的传输效率。
因此,DBA算法的设计应该兼顾用户公平性和网络效率的两方面要求。
目前,对于DBA算法的研究主要集中在两个方向上。
一方面,研究人员致力于提出新的DBA算法,以改善网络的性能。
例如,可以通过引入预测算法,根据用户的历史数据和当前状态来预测其未来的带宽需求,并根据预测结果进行带宽的分配。
另一方面,研究人员还在对已有的DBA算法进行优化和改进。
例如,可以通过改进调度策略,减少用户之间的带宽竞争,提高整个网络的传输效率。
为了验证DBA算法的性能,研究人员通常使用仿真软件对其效果进行评估。
在仿真过程中,可以设置不同的网络拓扑结构、用户流量模型和调度策略,模拟不同的实际应用场景。
GPON系统中动态带宽分配机制下的算法研究
的 流量 监测 开始 , O L T通过 调整 空 闲信 元 来 实现 动 态
需求。
关键词 : G P O N系统 ; 动 态带宽分配 ; T—C O N T s 业务类型 中图分 类号 : 嗍 . 1 文献标识码 : A 文章编 号: 1 0 0 9 —7 7  ̄{ 01 2 4 ) 4 —0 0 1 0 4 —0 5
( 吉比特无源光网络) 是P O N系统新一代的
2 0 1 4年 1 2 月
连 云港 师范 高等专 科学 校学报
J o u na r l o f L i a n y u n g a n g N o r ma l C o l l e g e
De c, 2 01 4 No. 4
第 4期
G P O N系统 中动 态 带 宽 分 配机 制 下 的算 法研 究
、
D B A( 动 态宽带 分配 ) 相 关概 念
G P O N系统的上行方 向是多个 O N U共享传输媒
所 以需 要媒 介接 入控 制 ( M A C ) 协 议进行 控 制, 采用 时分 多址 ( , I D MA ) 接人方式 , 下 行 方 向 采 用 广播 介 , C的主机处在 O L T端 , 从机在 O N U端 。D B A就 是 的形式 。O L T将每个相互独立 的时隙分配 给局端单 MA A C 在O L T 上行方 向支持动态带宽分配的协议 , 它 元O N U, O N U将 从 用 户 端 接 收 到 的 数 据 转 换 为 光 信 M 毫秒的数量级下根据 O N U突发业务量的 号, 然后 经过 O D N将转 换 的光 信 号进 行耦 合 , 再 通 过 能够在微秒/
EPON系统中动态带宽分配算法研究
第1章绪论1.1背景及研究意义随着经济的蓬勃发展以及科学技术的不断进步,人类社会对于信息的需求量也与日俱增。
进入新实际的这十年来,互联网获得了空前的发展。
为了满足各种各样的应用需求,相应的新兴业务也不断涌现,如各种多媒体网页、多媒体游戏、视频会议、视频监测与电子商务等。
以上出现的新的业务需求使得传统的通信网络的压力越来越大,急需过渡到以数据业务融合为中心的下一代网络。
关于下一代网络,目前的共识是应该具有宽带化和IP化的特点,这两个特点已经得到了世界的公认。
近年来,骨干网和局域网球化的发展极为迅速,它们己经成为宽带网络数据的主要传输技术。
目前通信骨干网的带宽已经升级到10G到looG的数量级,而局域网端的带宽也能够达到1000M数量级的水平。
相比之下,骨干网与局域网之间的接入网的发展却极为缓慢,严重阻碍了宽带网络的应用,已经成为大容量骨干网和局域网之间数据传输的瓶颈。
从借鉴骨干网和局域网技术,从其发展趋势来看,未来接入网同样应该具有高接入带宽、长接入距离,并且能够支持综合业务接入等特点,此外安全性、可扩展性等问题也必须得到相应的关注【11。
无源的光网络(PoN)技术采用光纤作为传输媒介,中间采用无源器件。
与其他的接入网技术相比具有传输带宽高、运行维护费用低、网络结构灵活以及易于升级等诸多优点。
EPON(Em锄etPassiveopticalNet、)l,ork,与以太网结合的无源的光网络)作为以太网技术和PON技术的结合,兼具了以太网技术和光纤通信技术的特点,具有Ⅲ业务支持的显著优势。
目前,EPON被认为是解决通信领域“最后一公里"问题的一种非常具有前景的宽带接入解决方案,并且己经成为未来若干年内的接入网技术的主要发展方向之一【21。
IEEE802.3标准详细定义了以太网的两种基本的运行方式。
首先第一种是采用了载波监听多址接入肿突检测(CsM~CD)协议,这种方式主要应用于共享媒介的环境中。
第二种模式是通过交换机,实现点到点全双工链路连接。
GPON上行带宽控制
GPON上行带宽控制机制简介GPON系统的下行数据流采用广播技术,它的下行帧长为固定的125us,所有的ONU都能收到相同的数据,但是通过ONU ID来区分不同的ONU的数据,ONU 通过过滤来接收属于自己的数据。
GPON系统的上行数据流采用TDMA的方式传输数据,上行链路被分成不同的时隙,根据下行帧的upstream bandwidth map字段来给每个ONU分配上行时隙,这样所有的ONU就可以按照一定的秩序发送自己的数据了,不会产生为了争夺时隙而冲突。
每帧共有9120个时隙。
由于不同的业务对带宽的要求不一样,所以为了合理的分配上行带宽就需要有一种带宽的调度方法。
动态带宽分配(DBA)技术是指实时动态地改变GPON 系统中各ONU 的上行使用带宽,以适应用户速率的各种变化,从而提高系统的带宽利用率。
GPON标准中提出了四种优先级别的带宽类型,它们分别是Fixed,Assured,Non-assured 和Best-effort 四种类型,用中文可以理解为固定类型、确保类型、非确保类型和尽力而为类型的带宽。
每种类型的带宽都可以支持一定的QoS 要求的业务。
T-CONT是GPON中的上行传输容器,是进行上行带宽请求和分配的基本单位,通过为业务提供特定类型的带宽间接保证该业务的QoS要求,按照使用上述四种带宽类型的组合不同一共可以分成五种类型。
在五种类型的T-CONT 中,type 1 类型T-CONT 仅提供Fixed 类型的带宽;type 2 类型仅提供Assured 类型的带宽;type 3 类型提供Assured 类型和Non-assured 类型的带宽;type 4 类型仅提供Best-effort 类型带宽;而type 5 类型是前四种类型的超集,可以提供所有类型的带宽,支持所有类型的业务。
它们各自的特点如下:(1)type1类型TCONT,OLT会给ONU分配一个固定的带宽,比如100M,那么不管ONU用不用这100M或者够不够用,OLT都不再给ONU额外的带宽,其他的ONU也无法占用这100M。
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t h iu e e nq ei t c n h MAC l e : y a cB n w dhA lct n DB . h efr n c n ls dc mpr y rD n mi ad it l a o ( A) T ep r ma ea a i a o ai a o i o y sn —
第 2 卷第 34期 4 / 21 0 1年 8月
常 州 工 学 院 学 报
J u a a z o n ttt fTe h o o y o r l ofCh ng h u I s u e o c n l g n i
V 0 I 4 No. / l2 34
Au 2 1 g. 01
s n p o e h tte n w l rtm a mp o e n ttr u h t wh c l r ai e t e fin s o o h d fe - o r v st a e ago i h h c n i r v e o g pu , ih wil e lz ar e sf rb t ifr h h
Z A io ig H O X a -n j
( co l f o ue Sh o C mp t o r&Ifr t nE gneig, agh uIstt f eh oo y C agh u2 30 ) nomai n ier Chn zo ntueo T cn lg , hn zo 10 2 o n i
需求 , 因此倍 受关 注。G O P N作为新一代接入 网
(L ) 无Βιβλιοθήκη 源分 光器 ( D OT 、 O N)和 光 网 络 单 元 ( NU) O 。一 个 O T可 以与 多个 O L NU相连 接 , 形
成多点竞争的共享网络结构 。所有无源光接入网 的上行信道都是共享 式的。为 了使 G O P N在传
输不同 Q S要求业务的优势充分体现 出来 , o 需要 对GO P N上行方 向的带宽分配和利用加以研究。
G O 系统 中的动态带宽分配算法 的研究 PN
赵 晓静
( 常州工学 院计算机信息工程学院 , 江苏 常州 230 ) 102
摘要: G O 系统物理媒质控制( C) 的关键技 术动 态带宽分配( B 进行研 究。提 对 PN MA 层 D A) 出了一种新的动态带宽分配( B 算法—— 基于 Q S的二层动态带宽分配算法 , D A) o 并给 出该算法的 实现流程 图。性能分析与对比表明, 该算法可以提 高网络的吞吐量, 对不同用户和不 同等级的业务 都具有很好的公平性。 关键词 : 吉比特无源光网络 ; 动态带宽分配; 服务质量; 传输容器; 光线路终端; 网络单元 光 中图分类 号 :N956 T 1. 文献标 志码 : A 文章编 号 :6 1 4 6 2 1 )3 0 0 2 0 17 —03 (0 10/ 4— 0 8— 6 Re e r h o n m i n wi t l c t n S h m e o s a c fDy a c Ba d d h Al a i c e fGP0N o o
A s a t nl a e rp ssan w d n m cb n wit a o a o DB sh met ee A b t c : i p prpo oe e y a i ad d l ct n( A) c e — l lDB r s h l i wo v
sh meb sdo S a dso stef wcat f hsa oi m,o crigt td fG O ni e c e ae nQo ,n h w o hr o i l rh c n e n es yo P N o sky h l t g t n h u t
e NU Sa d s r i e . ntO n e vc s
Ke rs ggbt a a l p s v pia n t ok( P N) d nmi b n wit l c t n( A) ywod :iai cpbe as eo t l e r G O ; y a c ad dh al a o DB ; - i c w o i Q a t o evc ( S ; as is n c n ie ( — O T) ; p cl ietr n t n ( L ) o t a e u i fS ri Qo ) t m s o o t n r T C N ly e r n i a o t a n mia o O T ; pi n t i l e i c - l
技术 的 突 出优 势 在 于 成 本低 、 展性 能 好 和 易 于 扩
维护 , 它能够在 同一架构中实现语音 、 视频等综合
业务 的 接入 , 能实 现全业 务 的透 明传输 。 G O 网络 主要 分 成 3个 部 分 : 线 路 终 端 PN 光
新一代的宽带无源光综合接人标准 , 它采用点到 多点的拓扑结构 , 用无源光器件连接局端设备和 远端设备, 能够提供更高 的可用带宽、 较高的接人 性能和 网络效 率 , 能够支 持不 同业 务服 务质 量 ( o : u i f e i ) 更能满足 当前 网络 的 Q S Q at o r c , ly S v e
wor n t ku i
O 引言
随 着用户 对 带宽 要 求 的 不 断提 高 , 入 网技 接 术 的讨 论 变 成 了 热 门 话题 。吉 比特 无 源 光 网 络 ( P N: gbt al PsieOpc ew r) G O Giaicbe as ta N tok 是 - v il