基于时分波分复用的下一代无源光网络资源调度算法研究

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1、分类号TN913.7密级公开UDC654.9学位论文编号D-10617-30852-(2016)-01025重庆邮电大学硕士学位论文中文题目基于时分波分复用的下一代无源光网络资源调度算法研究英文题目ResearchonResourceSchedulingAlgorithmBasedonTimeandWavelengthDivisionMultiplexedNextGenerationPassiveOpticalNetwork学号S130131031姓名蒋婧学位类别工程硕士学科专业电子与通信工程指导教师彭海英副教授完成日期2016年6月8日重庆邮电大学硕士学位论文摘要摘要随着社会信息化程

2、度的不断提高及大量终端的不断涌现，传统的时分复用无源光网络已难以满足用户的高带宽需求；波分复用无源光网络虽然可以有效利用光纤巨大的带宽资源，但难以实现低成本的波长无色和灵活的多级分光。而时分波分复用无源光网络具有接入用户数多、覆盖范围广及带宽容量大等特点，成为下一代无源光网络的主流解决方案。资源调度是关系到时分波分复用无源光网络传输性能的关键因素，需联合波长和时隙同时考虑。因此，本论文基于时分波分复用无源光网络的结构特点，拟充分考虑用户对服务质量的差异化需求及资源共享问题，提出带有业务区分资源调度算法及基于滑动周期的混合资源调度算法，以降低网络时延并提高信道利用率。针对时分波分复用无源

3、光网络长距离和广覆盖特性带来信息交互的往返时延增大，造成高优先级业务时延性能严重恶化的问题，提出带有业务区分的混合资源调度算法。根据网络负载实时调整光网络单元组的波长数以实现资源共享，并动态划分子周期以对不同优先级业务进行区分服务；设计混合资源调度算法，以在线调度方式填充信息交互中产生的波长空隙，以离线调度方式保障资源高效公平地调度。仿真结果表明，所提算法能够满足不同优先级业务的时延要求，保证服务质量的同时，提高信道利用率。针对时分波分复用无源光网络中带宽资源利用效率低及波长可用时间存在差异性的问题，提出基于滑动周期的混合资源调度算法。根据光网络单元的轮询时间动态设定滑动周期，保证用户

4、的时延需求；同时，基于滑动周期实时统计资源池共享带宽，并确立各个光网络单元的授权大小，以实现资源共享；最后，基于不同波长的可用时刻并结合往返时延的差异性，提前对资源池的光网络单元进行波长调度，以提高信道利用率。仿真结果表明，所提算法能够有效避免资源浪费，使波长得到高效利用，提高信道利用率的同时减少平均包时延。关键词：时分波分复用无源光网络，资源共享，业务区分，服务质量I重庆邮电大学硕士学位论文AbstractAbstractWiththecontinuousimprovementofsocialinformationandtheemergenceoflargenumberoftermi

5、nals,thetraditionaltimedivisionmultiplexedpassiveopticalnetworkcannotmeetthehigherbandwidthrequirementsofusers.Thewavelengthdivisionmultiplexedpassiveopticalnetworkcaneffectivelyutilizethehugefiberbandwidthresource.However,itcannotachievethegoaloflow-costwavelengthcolorlessnessandflexiblemultile

6、velspectrumsplitting.Therefore,thetimeandwavelengthdivisionmultiplexedpassiveopticalnetwork(TWDM-PON)withthecharacteristicsofmoreaccessingusers,wildercoverageandlargerbandwidthcapacityhasbecomeapopularsolutionofthenextgenerationpassiveopticalnetwork.InTWDM-PON,thewavelengthandtimeslotshouldbesim

7、ultaneouslyconsidered,thustheresourceschedulingiscrucialtothetransmissionperformance.Therefore,combinedwiththecharacteristicsofTWDM-PON,theusers’differentiatedemandsonqualityofserviceandtheproblemsofbandwidthresourcesharinga