以太网无源光网络浅析
无源光网络技术应用的浅析
无源光网络技术应用的浅析摘要:当今社会信息爆炸式增长，人们对互联网信息的依赖越来越大，因此提高带宽是电信业发展的必经之路。
无源光网络技术是一种新一代的光纤通信技术，由于它的稳定性较高，节省维护成本，因此也是电信维护部门长期期待的技术。
该文对无源光网络技术的主要类型进行介绍，浅析其应用方式，展望了无源光网络技术的发展方向。
关键词:无源光网络技术应用浅析无源光网络（Passive Optical Network,PON）是一种光分配网络（ODN），它架设于OLT和ONU之间，是一种纯介质网络，包括基于IP的无源光网络E/GPON以及基于A TM的无源光网络APON[1]。
由于在光接入网中，光网络单元（ONU）和光线路终端（OLT）之间的光分配网不含有有源设备部分，所以被称之为无源光网络突出它最大的的优势是可以避免雷电影响以及外部设备的电磁干扰，从而减少了外部设备和线路的故障率[2]。
无源光网络技术节省了系统的维护成本，提高了系统的可靠性，符合电信维护部门的期待。
同时节省了维护成本，是电信维护部门长期期待的技术。
该文对其应用和发展方向探讨如下。
1 无源光网络的原理、结构与特点1.1 无源光网络的原理无源光网络“是最后一公里”入网用户缺少带宽的解决方案，即解决宽带最终用户介入终端局的问题[3]。
接入网的用户与局端之间只需要光分路器、光纤等无源器件。
其应用原理如下：利用混合PON 技术将光缆延伸到通信公司的远程终端，应用铜线DSL进入家庭。
在PON系统中，每个无源光网络单元均可构成一个独立的PON网，一个光纤终端下有多个无源光网络。
网络中多种类型的ONT由光纤及分波器连接，网络的无源性减少了电子元件的应用，降低建设及维护成本。
1.2 无源光网络的结构无源光网络的主旨是将光纤中继线从服务商辐射到用户。
作为一种树形网络结构，无源光网络和有线电视网络较为相似[4]。
以下是其结构及功能介绍。
无源光网络最重要的三个部分是：（1）光配线网（ODN）。
浅谈POL无源光网络组网与传统以太网组网
浅谈POL无源光网络组网与传统以太网组网一、网络架构传统以态网局域网多采用的是核心交换机到汇聚交换机最后到接入交换机的传统的三层或二层架构。
POL网络核心层也是采用核心交换机，但在汇聚层由OLT 替代了传统的汇聚交换机，采用光纤替代了铜缆，在接入层采用分光器替代了接入交换机，由分光器连接直接面向用户的ONU设备，ONU充当了接入交换机角色，提供部分二层交换的功能，为用户提供业务服务。
二、POL技术优缺点POL部署快，成本低，后期维护方便，经过多年的发展，POL已经得到大面积应用，如光纤入户方案。
现行POL技术已经成熟，包括GPON技术的更新，很多单位早已应用这种无源光网组网方式。
1.优点：（1）组网速度快:因为采用光缆铺设，摒弃了汇聚层以及接入层交换机，不需要铺设大量的网线，组网速度得到了提升。
（2）光纤的成本低:在综合布线这一块，节约了成本，另外由于减少了汇聚以及接入层交换机，无疑在网络设备方面节约了一定的资金。
（3）配线间无源化：由于采用光交技术，楼宇配线间将无需电源，仅需要很小的空间用于存放设备。
（4）集中式管理：网络通过管理软件统一管理，操作通过软件下发，运维相对较为简单方便。
（5）光纤远距离传输比双绞线更远，突破了传统局域网组网对距离的限制。
2.缺点：（1）品牌众多，性能、质量参差不齐。
（2）网内使用大量的ONU设备，大量的ONU设备也增加了故障节点。
（3）大量的ONU设备就需要一套集中管理软件，才能对网络进行运维。
（4）网络的上下行带宽不对等的出现，在一些场景中会受到一定的限制。
（5）基本无横向联系，所有的横向数据均需要上升到OLT设备中进行交换，再返回至客户端，对于需要大量共享型网络存在一定的制约。
（6）同一区域如有多台接入终端，需要安装一台或多台ONU设备，过多的设备如果没有统一安放位置统一管理，影响美观及占用过多资源。
三、以太网组网1.优点：（1）技术成熟，各厂商提供产品丰富，生态圈相当成熟。
以太无源光网络(EPON)的网络管理系统的研究与实现
以太无源光网络(EPON)的网络管理系统的研究与实现摘要：以太无源光网络（EPON）是一种广泛应用于现代通信网络的技术，其网络管理系统是保证网络稳定性、安全性、高效性的关键。
本文以实际需求为导向，研究设计了一套EPON网络管理系统，并进行了实现。
通过对该系统的实验测试，证明其具有良好的管理效果和实用价值。
关键词：以太无源光网络；网络管理系统；网络稳定性；安全性；高效性正文：一、引言随着信息技术的发展和普及，以太无源光网络（EPON）作为一种新型通信技术，被越来越广泛地应用于现代通信网络中。
EPON技术以其高速率、广覆盖、高带宽等优点，成为未来光纤接入的主流技术。
EPON网络的稳定性、安全性、高效性等方面的要求越来越高，网络管理系统是保证这些要求的关键。
一个有效的网络管理系统能够及时监测网络状态，对网络故障进行快速处理，提高网络效率，保证网络的稳定性和安全性。
本文研究设计了一套EPON网络管理系统，并进行了实现。
该系统主要包括以下功能模块：1.网络拓扑图模块：能够实时显示EPON网络的拓扑结构，包括ONU设备、OLT设备等。
2.故障监测模块：对网络发生的故障进行监测，及时警示维护人员并提供快速定位故障的功能。
3.带宽管理模块：实现对网络带宽的控制和分配，使网络的带宽利用率达到最大化。
4.用户管理模块：对用户进行统一管理，包括添加用户、删除用户、修改用户权限等。
5.日志管理模块：对系统操作、故障处理等过程进行记录，以便后期分析和审计。
通过对这些功能模块的设计和实现，本文的EPON网络管理系统具有以下优点：1.网络稳定性：对网络进行全面的监测和故障处理，能够及时发现并解决网络问题，保证网络的稳定性和可靠性。
2.网络安全性：通过对用户进行统一管理和权限控制，保证网络的安全性，防止未授权的人员对网络进行非法操作。
3.网络高效性：实现对网络带宽的控制和分配，能够最大化地利用网络资源，提高网络的效率。
通过实验测试，证明了本文的EPON网络管理系统具有良好的管理效果和实用价值。
以太网无源光网络介绍
以太网无源光网络介绍(EPON)原理：EPON是一种光纤接入网技术，它采用点到多点结构、无源光纤传输，在以太网之上提供多种业务。
它在物理层采用了PON技术，在链路层使用以太网协议，利用PON的拓扑结构实现了以太网的接入。
因此，他有低成本；高带宽；扩展性强，灵活快速的服务重组；与现有以太网的兼容性；方便的管理以下是网络拓扑图：.接入系统的特点系统由局端机房设备﹙OLT﹚、用户终端设备（ONU）、光配线网（ODN）三个部分组成。
局端（OLT）与用户（ONU）之间仅有光纤、光分路器等光无源器件，无需租用机房、无需配备电源、无需有源设备维护人员，因此，可有效节省建设和运营维护成本；采用单纤波分复用技术（下行1490nm，上行1310nm），仅需一根主干光纤和一个OLT，传输距离可达20公里。
因此可大大降低OLT和主干光纤的成本压力；设备介绍华为 SmartAX MA5680T(OLT)华为 SmartAX MA5680T-EPON/GPON系统OLT光接入设备是华为EPON/GPON系统中OLT （Optical LineTerminal）设备，和终端ONU（Optical NetworkUnit）设备配合使用，可以提供EPON/GPON接入业务，满足FTTH（Fiber To The Home）光纤到户、FTTB（FiberTo The Building）光纤到楼、基站传输、IP专线互联、批发等组网需求。
MA5680T拥有海量的交换容量达到400G，每槽位带宽高达10G，并且支持20G的上行带宽。
MA5680T是目前业界第一款T比特（1000G）的宽带接入产品。
MA5680T支持目前所有的光接入方式，包括：EPON、GPON、千兆光以太网、百兆光以太网，只需插入不同的接口板就可以支持不同的光接入方式，各种光接口板可以随意的混插，为运营商提供了一个极其灵活的光接入平台：可以提供EPON和GPON的接入方式，实现FTTX，并且可以避免技术选择的风险；可以提供千兆光以太网接口，作为DSLAM或交换机的光汇聚设备；可以提供百兆光以太网接口，作为大客户的高速接入；MA5680T作为接入层光纤接入的汇聚平台，可以为运营商提供丰富的光纤接入手段，满足接入层多样化的接入需求和多元的光接入手段相配套的，是多样化的远端ONU，根据光纤延伸的位置不同，MA5680T可以提供不同类型的ONU，包括家庭型、楼道型、户外型等，为运营商提供完整的FTTX解决方案。
基于以太无源光网络(EPON)的信息网络传输架构分析
近 年 来， 各 地 宽 带 运 营 商 逐 渐 将 以往的电话线换成光纤，以此来提高宽 带速度。宽带速度飞速上升，是源于一 种 新 型 信 息 网 络 传 输 技 术 ——Ethernet Passive Optical Network[1] 的出现。以太无 源光网络，就是一种在 PON 技术的基础 上进行突破的新型信息传输技术。EPON 采取一点至多点的构架、传输采取无源 光， 业务依旧是在 Ethernet 之上被提供 [2]。 EPON 同 时 发 挥 了 Ethernet 和 PON 两 者 的特长，在之前基础上对性能扩展性进 行提升，同时加强与 Ethernet 的兼容性， 它的制造成本低、管理也很容易，如今 在信息网络传输普遍被使用。虽然 EPON 已经在被挖掘，但它的发展前景仍然被 看好，它还有很大的进步空间。随着科 学的进步， EPON 技术一定会被大力发展， 成为信息网络传输的中坚力量。 １ ＥＰＯＮ 结构 PON 结构的使用很好地建立了 EPON 信息网络的基本结构。利用 SNI、UNI 来 实现 EPON、SN、UE 三者的合理连接。 为了传输通道更快速，EPON 的组成部分 有三个，提供光传输通道的光配线网络 （ODN） 、 接受数据的光网络单元 （ONU） 、 连接光纤的光线路终端（OLT）。光网络 单元有两种，分别是有源光和无源光， 其中有源光网络单元可以接入三网融合 终端设备。光线路终端到光网络单元采 取下行方向 [3]。光线路终端在 EPON 系统 之中可以当作 Router 使用，在一定情况 下也可以充当多业务平台交换机，对无 源光纤网络的连接提供连接口。光线路 终端有三个功能，用广播的形式给 ONU 252
无源光网络
无源光网络无源光网络是一种新兴的通信技术，它采用光波传输信号，具有高速、大带宽、低延迟等优点。
本文将从无源光网络的基本原理、应用领域和未来发展等方面进行探讨。
无源光网络是一种基于光传输的通信网络，它主要通过利用光的特性传输信号。
光波在光纤中传输速度非常快，因此无源光网络具有极高的传输速率。
同时，光信号不受电磁干扰，在传输过程中很少有信号损耗，因此具有较低的传输延迟和可靠性。
无源光网络的基本原理是利用光纤传输信号，其中无源表示无需外界能量输入的光源。
在无源光网络中，光信号通过光纤进行传输，光信号的发射和接收通常由半导体器件完成。
发射端的激光器可以将电信号转化为光信号，而接收端的光电二极管则将光信号转化为电信号。
无源光网络可以应用于多个领域。
首先，它在电信领域具有广泛的应用。
由于无源光网络具有高速、大带宽的特点，可以满足高清视频传输、大容量数据传输等需求。
其次，无源光网络在计算机领域也有很大的用途。
现代计算机的数据处理速度越来越快，对通信速率有更高的要求，无源光网络可以满足这些需求。
此外，无源光网络还可以应用于军事通信、智能交通等领域。
未来，无源光网络有着广阔的发展前景。
随着网络技术的不断进步，无源光网络将得到进一步的优化和改进，可以适应更多的应用场景。
例如，随着5G技术的普及，对通信速率和延迟的要求将更高，无源光网络可以满足这些需求。
此外，随着物联网的快速发展，无源光网络也可以成为连接智能设备的主要手段。
值得注意的是，虽然无源光网络在传输速率和可靠性方面具有很大优势，但也存在一些挑战。
首先，无源光网络的建设和维护成本相对较高，需要大量的光纤和相关设备。
其次，无源光网络对环境要求较高，例如温度、湿度等因素对光信号的传输有一定影响。
此外，无源光网络在安全性方面也需要加强，以防止信息泄露和黑客攻击。
综上所述，无源光网络是一种基于光传输的新兴通信技术，具有高速、大带宽、低延迟等优点。
它可以应用于电信、计算机、军事通信等多个领域，并在未来有着广阔的发展前景。
浅谈有线电视网络中EPON技术的应用论文
浅谈有线电视网络中EPON技术的应用论文1EPON技术概述1.1EPON技术的内涵阐释EPON又叫做以太无源光纤网络，就是一种在网络中接入光纤的技术。
该技术的最大特点就是能够利用无源光纤完成网络信号的传输[2]。
其中的网络连接是由建立以太网协议完成的。
在实际的使用过程中，我们可以将传统的以太网和EPON技术结合起来，提升网络的传输速度，削减网络使用的本钱。
正是由于该技术具有上述优势，所以已经成为最正确的宽带入网方式。
1.2EPON网络的组织结构光线路终端、无源分光器和光网络单元是EPON网络的主要构成部分。
在EPON网络中，能够在短时间快速完成数据的双向传输，其最远的传输距离可以到达20Kra。
其中的光线路终端位于中心机房，主要的工作内容为：连接视频、音频、图像和数据等外部资源和用户的终端系统，并对位于远端的光网络单元进行协调。
若光线路终端的等级较高，还能够完成距离测量、合理安排用户宽带、生成时间节点等操作，同时完成和光网络单元的时间同步。
其中无源分光器是一种无源设备，其主要功能为：连接光网络单元和光线路终端。
光网络单元的主要职能是完成用户业务接入之后的掩盖工作，并对下行流中时间节点进行掌握，实现对信息的掌握，保持光线路终端的时间同步。
1.3EPON的关键技术EPON的关键技术就是物理层技术，它除了是EPON技术中接收上下行数据的重要保障，更是实现其他技术功能的中转站。
详细来说，EPON中的物理层技术包含三项技术，第一种是突发数据的处理技术，主要包括时间恢复技术、数据接收技术和数据发送技术等几种。
其次种是上行技术和下行技术。
在EPON技术中，上下行的传输率约为1.25Gbps，可以在短时间内完成大量网络数据的传输，提高系统的服务性能。
目前，EPON技术已经成为最正确的宽带接入技术。
假如EPON 能充分开发利用TDM业务和语音业务进行开发和利用，就会使其应用范围更加广泛。
第三种是搅拌技术。
该技术的主要作用是提高EPON 技术的平安性，为网络信息传输和用户的个人信息供应平安保障。
EPON——以太网无源光网络
EPON如何组网 EPON如何组网
NGN
网管系统 LAN
IP城域网 城域网
OLT
CDN
Splitter (ODN) ONU
xPON是全球实现FTTH的主流技术选择
EPON系统组成说明 EPON系统组成说明
两种常用的无源分路器
两种常用的无源光分路器(Splitter):
熔锥型
光波导型
器件功能:将一路输入光信号进行光功率分割,分成多路输出(可以等 分,也可以按照需要定制功率分配比) 典型的分路器实现1:2到1:32的分光 器件特点:无源器件,不需要供电,环境适应能力较强
接口描述
提供本地维护和远程维护功能 将监控到的环境监控量通过环境监控串口上报到MA5606T 提供上下行1.25Gbit/s的数据传输速率,实现业务上行 提供ADSL2+接入功能,上行速率最大达2.3Mbit/s,下行速 率最大达24Mbit/s 支持VoIP业务,提供传输速率为64kbit/s的POTS用户接入
华为FTTH ONU终端系列 华为FTTH ONU终端系列
中兴FTTH/O ONU介绍 中兴FTTH/O ONU介绍
华为主要室外型设备展示
E400
E200
E100
D1000
D500
D200
针对不同的外部环境 ,华为推出E系列和D系列两组解决方案 华为推出E系列和D
华为室外型设备容量
中兴系列化室外机柜
EPON的主要优点 EPON的主要优点
点对多点单纤光接入技术, 点对多点单纤光接入技术,节省光纤资源 上下对称的1.25G高带宽接入能力 高带宽接入能力 上下对称的 基于以太网技术, 基于以太网技术,良好的数据业务支持能力 无源光分配网络,建网速度快, 无源光分配网络,建网速度快,降低了建设和维护 成本, 成本,节省了网络投资
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在电力系统中分配电能的网络称为配电网，它是将高压电变成农业用电、商业用电和居民用电的电网，由架空线或配电线路、配电所或柱上降压器构成。
配电自动化系统（DAS，Distribution Automation System）利用现代计算机及通信技术，将配电网的实时运行、电网结构、设备、用户以及地理图形等信息进行集成，实现配电网运行状态监控及管理的自动化、信息化。
DAS主要由配电主站系统、配电子站监控系统、通信系统、配电网现场终端组成。
其中，现场终端包括：安装在变电站、开闭所的站内监控终端，即RTU（Remote Terminal Unit,远方终端单元）；安装在线路环网柜内、柱上开关上的线路监控终端，即FTU(Feeder Terminal Unit,馈线终端单元)；安装在配电变压器上的配变监测终端，即TTU （Transflrmer Terminal Unit,变压器终端单元）。
这些终端向主站传送断路器、负荷开关、变压器等配电设备的运行数据，接收主站控制命令，完成开关的操作。
综上所述，DAS需要借助有效的通信手段将控制中心的命令准确地传送到远方终端，并将反映远方设备运行状况的数据信息收集到控制中心。
由于DAS中远方终端数量庞大，因此，如何合理选取通信方式来最大限度在满足DAS的性价比要求是值得关注的一个问题。
1.EPON技术介绍
1.1概述
EPON（以太网无源光网络）是一种新兴的宽带接入技术，由IEEE 802.3 EFM 研究组提出，在物理层采用了PON技术，在链路层使用了以太网协议，利用PON 的拓扑结构实现了以太网的接入，因此，它综合了PON技术和以太网技术的优点，即频带宽、扩展性强、灵活快速的服务重组、与现有以太网的兼容性、方便的管理等
一个典型的EPON系统由光线路终端（OLT）、光网络单元（ONU）和无源光分路器（POS）组成，系统结构如图1所示。
图1. EPON系统管理
OLT放在通信机房，ONU放在配电终端设备附近或与其一体化，POS是连接OLT与ONU的无源设备，其功能是分发下行数据并集中上行数据。
OLT既
是一个交换机或路由器，又是一个多业务提供平台，可以配置多块OLC（Optical Line Card,光线路卡），OLT与多个ONU通过POS连接，1个OLT PON端口下最多呆以连接的ONU数量与设备密切相关，一般是固定的。
在EPON系统中，OLT与ONU间的最大距离可达20km，支持1.25Gbit/s的对称速率。
在下行方向，IP数据、语音、视频等多咱业务由位于局端的OLT采用广播方式通过ODN（Optical Distribution Network,光配网络）中的1：N无源光分路器分配到PON口所有ONU；在上行方向采用时分复用方式，来自各个ONU的多种业务信息互不干扰地通过ODN中的1：N无源光分路器耦合到同一根光纤，最终被送到位于局端的OLT接收端。
2.关键技术
2.1 分光器技术
分光器是组建EPON网络的一个组件，是连接OLT和ONU的无源设备，其功能是分发下行数据，并集中上行数据。
典型均分型分光器损耗见表1所列，非均分型分光器损耗见表2所列。
2.2 多点控制协议技术
EPON拓扑结构是树状结构，由位于根部的OLT和位于枝端的多个ONU组成。
OLT可以和各个ONU互通信号，但ONU之间不能互通。
因此，当不同的ONU 向OLT发送数据时有可能发生碰撞，这就需要由OLT进行全局控制，安排好各个ONU之间有效地传输数据，需要一个有效的控制机制来控制OLT和ONU，这就是多点控制协议（MPCP）。
2.3 突发工作模式
EPON的点对多点的特殊结构和时分多址的接入方式，决定了ONU发送机工作在突发发送的模式下，这就对激光器的响应速度，更重要的是对发射机输出光功率控制电路提出了新的要求。
传统APC（Automatic Power Control,自动功率控制）电路针对连续传输设计，其偏置电流在整个传输过程中恒定不变。
然而在突发模式中，激光器被不断地打开和关闭，其偏置电流必须能快速地响应变化，否则很可能在直流偏置还没有调整到指定值之前，ONU的发送已经结束，激光器又要关闭，直流偏置重新归零，这将导致自动功率控制回路无法正常工作。
因些，传统连续模式的自动功率控制回路无法正常工作在突发模式下。
对传统连续模式自动功率控制电路进行修改，使其能工作于突发模式下。
连续模式的自动功率控制回路不能正常工作在突发模式下，是由于当激光器关闭时，直流偏置切断；当激光器被重新打开时，自动功率控制回路已丢失了原来的状态，直流偏置呈现不连续的变化。
只要能在激光器关闭期间保持自动功率控制回路的状态不变，当激光器被重新打开时，自动功率控制回路就能在前一个突发间隔结束状态的基础上继续工作，直流偏置的变化将是一个连续的过程，因而自动功率控制回路将能稳定工作在突发模式下。
接收时，上行数据流由各个ONU以突发形式到达OLT。
由于突发信号的不确定性，0码和1码在整个上行信道上的不均衡性以及每个ONU和OLT之间的不同传输距离等各种因素，造成各个OLT接收到的ONU信号强度各不相同。
在极限情况下，从最近ONU发来的代表0信号的光强度甚至比从最远ONU传来的代表1信号的光强度还要大。
为了正确恢复出原有数据，OLT必须根据每个ONU的信号强度实时调整接收机的判决门限。
现有的突发模式接收机分为直接耦合方式和交流耦合两大类。
2.4 测距技术
EPON为点对多点拓扑结构，采用TDMA（时分多址）技术实现信息传送。
各个ONU 与OLT之间的逻辑距离是不相等，为了能够精确地实现时隙分配，OLT需要测量它和每个ONU之间的距离。
OLT需要有一套测距功能来测试每个ONU与OLT之间的逻辑距离，以
此来指挥ONU 调整其信号发送时延，使不同距离的ONU 所发送的信号能在OLT 处准确地复用在一起。
目前，EPON 测距一般采用比较成熟的数字计时技术的带内开窗测距法，原理如图2所示
OLT 发送一个GA TE 信号，其中包含时标T1，ONU 在T2时刻接收到GA TE 信号后，将自己的时间设置为T1，并在一个固定时延（T3-T2）后，于T3时刻回复REPORT 信号，该信号包含时标T3，OLT 在T4时刻收到REPORT 信号，计算出OLT 和此ONU 之间的距离为[41(32)]/2C T T T T ⨯---。
由于光纤双向时延对等，2143T T T T -=-，故OLT 与ONU 之间的距离为(43)[2,5]C T T ⨯-。
2.5 动态带宽分配技术
动态带宽分配（DBA ）算法就是实时地（ms/us ）改变EPON 的各ONU 上行带宽的机制。
EPON 中如虹用带宽静态分配，对数据通信这样的变速率业务很不适合，如按峰值速率静态分配带宽，则整个系统带宽很快就被耗尽，带宽利用率很低，面动态带宽分配使系统带宽利用率大幅度提高。
通过DBA ，可以根据ONU 突发业务的要求，通过在ONU 之 间动态调节带宽来提高PON 上行带宽效率。
由于能更有效地利用带宽，网络管理员可以在一个已有的PON 上增加更多用户，终端用户也可以享有更好的服务，如用户可以用到的带宽峰值能够超过传统的固定分配方式的带宽。
上行方向信道中的传输采用时分复用接入方式共享光纤，各个ONU 收集来自用户的信息并以1.25Gbit/s 以上的速率向OLT 发送数据，不同的ONU 发送的数据占用不同的时隙。
根据EPON 的特点以及ITU-T G .983建议，对动态带宽分配设计的具体要求有：业务透明、高带宽利用率、低时延和低时延抖动、公平分配带宽、健壮性好、实时性强。
动态带宽分配采用集中控制方式，即所有ONU 的上行信息发送都要向OLT 申请带宽，OLT 根据ONU 的请求按照一定的算法给予带宽（时隙）占用授权。
其分配准许算法的基本思想是：各ONU 利用上行可分割时隙反映信元到达的时间分布并请求带宽。
OLT 根据各ONU 的请求公平合理地分配带宽，并同时考虑处理超载、信道有误码、有信元丢失等情况。