一种改进的EPON动态带宽分配算法

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EPON系统的动态带宽分配算法的研究

息更新信息表，并立即向ＯＵ发送一个应答信号，Ｎｉ
准许其在指定时刻发送一定大小的数据。该算法的
机制如图１所示，ＬＯＴ根据当前信息表发送授权信
号（：ｒｔ给ＯＵ告知ＯＵ发送数据的起始时ＧＧａ）Ｎ，ｎＮ刻和能够发送数据的大小。ＯＵ收到ＯＴ发来ＮＬ
收稿日期：２ＯＯ６—０６—２０
１ＤＡ算法介绍Ｂ
ＥＯＰＮ的上行方向采用ＴＭ技术，Ｄ为避免时隙
作者简介：沈欢欢（９２一）男，研究方向为网络通信和宽带接人
代接入网的最佳候选技术。
ＥＯＰＮ的下行信道（Ｌ＞ＯＵ采用广播方ＯＴ一Ｎ）
式，数据包按ＭＣＡ地址被相应的ＯＵ提取；Ｎ上行信
道（Ｎ＞Ｌ）ＯＵ一ＯＴ采用用户共享信道的方式，因而在ＯＴＬ端需要一种有效的调度算法来控制多个ＯＵＮ的接入，以实现高效的带宽分配。针对这种情况，本文主要介绍几种不同的动态带宽分配算法，并结合它们各自的特点作一定的分析说明。
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２０年第２０６１期
中图分类号：Ｎ１Ｔ９５文献标识码：Ａ文章编号：０９５２２０）２１６５１０ —２５（０６１ —０１ —０
ＥＯＰＮ系统的动态带宽分配算法的研究
沈欢欢
（上海交通大学电子信息与电气工程学院，上海２０４）０２０
ＡｂｔａｔＯｔａｅｒｓａｅｐｉｄｔｏｎｔｅａｃｓｅｏｋｓａｅｉｏｎｅｒ．Ｔｉａｔｌｒｓｒｃ：ｐｉｌｎｔｋｌｏｓｄｍｉａｅｔｃｅｓｎｔｒｐｃｃｍｉｇｙａｓｈｓｒｃｅｆｓｃｗｏｅｏｈｗｎｉｉｔｐｏｉｅｒｆｉｔｄｃｉｏＥｈｍｅａｓｖｐｃｌｎｔｏｋ，ｆｌｗｅｙａｃｍｐｅｅｓｅｓｄｆｔｅｒｖｄｄａｂｅｒｕｔｎｔｔｅｔｐｓｉｅｏｔａｅｒｓｏｌｄｂｏｒｈｎｉｔｙｏｉｎｏｏｉｗｏｖｕｈ

基于动态分组的EPON带宽分配算法

ＣＣｌｇｆｌｃｉａＥｇｎｅｎｎｆｒｔｎＴｃｎｌｇ，ｅｅｉｅｓｙｏｃｅｃｄＴｃｎｌｇ，ｈｊｚｕｎ５０８Ｃｉａ．ｏｌｅｏｅｔｃｌｎｉｅｒｇａｄＩｏｍａｏｅｈｏｏｙＨｂｉｖｒｔｆｉｎｅａｅｈｏｏｙＳｉａｈａｇ００１，ｈｎ）ｅＥｒｉｎｉＵｎｉＳｎｉ［ｓｒｃｌＴｉｐｐｒｒｐｓｓａｂｎｗｄｌｃｔｎａｏｉｍｏｔｅｎｔａｓｅＯｐｉａＮｔｒ（ＰＮ）ｂｓｄｏｙａｃｇｏｐｎ．ｔＡｂｔａｔｈｓａｅｏｏｅａｄｉｔａｌａｏｌｒｐｈｏｉｇｔｆｒＥｈｒｅｓｉｔｌｅｗｏｋＥＯｈＰｖｃａｅｎｄｎｍｉｒｕｉｇＩ
Ｄ０３６０ｉｓ．００３２．１．７０１Ｏｈ１．９９．ｎ１０ —４８２１１．２ｓ０
１概述
对现代网络来说，一个关键的因素就是满足用户不同的
需求。以太网无源光网络（ｔｒｅＰｓｉｅＯｔａＮｅｗｒ，Ｅｈｎｔａｓｐｉｌｔｏｋｅｖｃ
７第３７卷第１期
、ｏ．７厂１３
・
计
算
机
工
程
２１０１年９月
Ｓｐｅｅ０１ｅｔｍｂｒ２１
Ｎｏ１．７
ＣｏｕｔｒＥｎｉｅｉｍｐｅｇｎｅｒｎｇ
网络与通信・
文编１ｏ３２２ｌ１０６ｏ文标码ｚ章号：ｏ＿４（１７０ — ２０＿８０）— ７献识Ａ

EPON和GPON的几种动态带宽分配算法比较

2009年第11期，第42卷通信技术 Vol.42，No.11,2009 总第215期Communications Technology No.215,TotallyEPON和GPON的几种动态带宽分配算法比较张晓敏，李维民(空军工程大学电讯工程学院，陕西西安 710077)【摘要】PON技术是下一代光接入网发展的关键技术,目前发展的PON技术主要是EPON和GPON。

EPON是基于Ethernet 的PON,因其成本低、容易运行和维护等优点而被称为下一代光接入网的首选；GPON英文全称为Gigabit-capable Passive Optical Network，它能为数据、TDM以及各种QoS业务提供很好的支持，是一种很有前途的光接入网技术。

文中在简单介绍EPON和GPON基本工作原理的基础上,对EPON和GPON目前提出的动态带宽分配算法进行比较。

【关键词】PON；EPON；GPON；动态带宽分配；QoS【中图分类号】TN915 【文献标识码】A【文章编号】1002-0802(2009)11-0127-03Comparison of Several Dynamic Bandwidth Allocation Algorithmsin EPON and GPONZHANG Xiao-Min, LI Wei-Min(Telecommunication Engineering Institute, Air Force Engineering University, Xi’an Shaanxi 710077, China)【Abstract】PON technology is the key technology for the development of next-generation Optical Access Network. At present, it mainly includes EPON and GPON.EPON is the PON based on Ethernet. Due to its low cost, easy implementation and maintenance, EPON is regarded as the best choice for next-generation Optical Access Network. GPON is the abbreviation for Gigabit-capable Passive Optical Network. GPON could provide strong support for data, TDM and various QoS business. Consequently it is a technology with great potential for Optical Access Network. Based on introduction of fundamental principles of EPON and GPON, this paper compares the present dynamic bandwidth allocation algorithms of EPON and GPON.【Key words】PON; EPON; GPON; dynamic bandwidth allocation; QoS0 引言无源光网络(PON)技术被称为是下一代网络发展的关键。

一种改进的EPON动态带宽分配算法与仿真

ＩｒｖｍｅｔｆｙａｃｂｎｗｉｔｉｔｉｕｉｎａｇｒｈａｄｓｍｕａｉｎｉＯＮｍｐｏｅｎｎｍｉａｄｄｈｄｓｒｔｌｏｉｍｎｉｌｔＥＰｏｄｂｏｔｏｎ
ＦＵｎ－ｉｇ，ＦＥＮＧ－ｎ２ＬａｙｎＤａｈｏｇ
ｔｒｕｈｔｅＯＰＴｓｍｕａｉｎｓｆｒｈａｄｗｉｔｖｉｂｌｙｒｓｅｔＴｅｓｍｕａｉｎｒｓｌｎｉａｅｔａｈｏｇＮＥｉｌｔｏｔｅｉｔｅｂｎ－ｄａａｌｉｔｅｐｃ．ｈｉｌｔｅｕｔｉｄｃｔｔｈｏｗａｎｈａｉｏｓｈｈｔｅｉｒｖｄａｇｒｈｉｃｅｓｓｒａｙｔｅｂｎｗｉｔｔｉａｉｎｒｔ．ｍｐｏｅｌｏｉｍｒａｅｅｔａｄｄｈｕｉｚｔａｅｔｎｇｌｈｌｏ
ＢｎｗｄｌｃｔｎＢ算法，采用实时调度方式（ａｄｉＡｌａｏ，ＤＡ）ｈｔｏｉ即集中控制方式），就是ＯＴ根据ＯＵ的请求按ＬＮ照一定的算法动态调整授权给ＯＵ的带宽值，ＮＮＯＵ再根据分配的时隙发送信息，它能够满足ＯＵ的实时Ｎ
１ＥＯＰＮ带宽分配算法
ＥＯＰＮ系统中，在下行方向，网络单元ＯＵ根据广播包中的ＭＣ地址识别并接收属于自己的包；光ＮＡ
在上行方向，由于ＯＵ采用ＴＭＮＤＡ技术来共享上行信道，同的ＯＵ发送数据时占用不同的时隙，存在不Ｎ着多用户竞争带宽的问题，因此带宽分配算法做为ＥＯＰＮ的关键技术，成为国内外专家研究的热点．ＥＯ带宽分配算法一般分为静态和动态类．静态算法有一个很大的缺陷：就是负载相对较小的光网ＰＮ络单元ＯＵ不能将带宽进行充分的利用，这样就会使其它的光网络单元ＯＵ的传输时延不断地增大，造ＮＮ成系统的数据吞吐量逐渐减小，因此静态算法基本上已经被淘汰．另一种是动态带宽分配（ｙａｉＤｎｍｃ

EPON系统中基于业务等级的动态带宽算法研究

宽为ｑ，ｏ总的低优先级请求带宽为，算法分为以下两种当ＱＱ＋１Ｂｈｍ ≤ 时，Ｌ会把剩余的＋ＱＯＴ带宽（总带宽减去请求带宽总和的余值）按各等级的权值再分配，此实因
际各等级所分配的带宽为请求的带宽加上由各等级的权值所分配的带宽之和。
・
但是由于现实中很多应用都不支持。本算法主要基于上面因此，三个业务等级提出１Ｂ算法具体叉可分为高优先级带宽的。１ＡＬ
提到的请求一授权算法．具体过程如下：在每个带宽授权的周
期内，Ｎ依次发送带宽请求帧．ＬＯＯＯＴ根据接收到的ＯＯ请Ｎ
求帧统一调度所有ＯＵ的发送带宽．Ｎ经过一个周期后．ＮＯＵ
再发送带宽请求帧，如此循环。与参考文献ｆ中提到的方法２】
的不局之处在于．它先收集到所有的ＯＵ的请求曲．Ｎ然后统
情况：
・
设高、低的权分别为：ｈｍＷ，Ｗ＋￣Ｗ＝，中、Ｗ、、ｌｈ＋ｌ１Ｗ则Ｗ
根据权值，Ｌ还定义了ＯＴ各种等级的阈值Ｂｉ始Ｗ。初
分配时，每个等级分得的带宽都不能大于此等级的
阈值。设每个周期的总带宽为Ｂ则所有等级的阈Ｗ，ＯＴＬ根据事先给定的权值，计算出各种等级
值总和ＥＷ＝ＷＢ￣。Ｂ的阈值，再根据各等级的阈值先分配带宽给高优
先级，然后是中优先级，最后是低优先级。分配算
法如下：
主要用于传送尽力而为的服务．支持对端到总的中优先级请求带
敏感的业务。尽管在Ｉ４中定义了ＴＳＰｖｏ字段，把业务分为了８个等级，
一
分配，而参考文献【中是采用“ ２１先进先出”来一个请求就．

EPON的动态带宽分配算法研究与优化

延就越大，固定轮询周期内访问的ＯＵ就越少，Ｎ但是控制字节、突发开销对带宽的消耗也越小。这本身就是一对矛盾，因此需要综合考虑，但是带宽授权周期应该是毫秒级的。对于系统的固定轮询周期，也需要根据系统的应用领域和环境加以考虑，避免由于周期太短，造成只有某些ＯＵ一直占用通道，Ｎ而一些ＯＵ一直得不到通道资源；Ｎ而轮询周期时间太长，降低整个系统的效率和实时性。
戳和允许的带宽时隙大小更改发送启动时间寄存器和停止发送时间寄存器。３ＯＵ的本地时间戳与发送启动时间寄存器）Ｎ时间值一致后，ＮＯＵ开始发送数据。在允许发送的
带宽，提高信道利用率，如果在这期间ＯＵ有新的Ｎ数据进入数据缓冲区，就缓存下来，等待下一个带宽时隙再次发送。
（国联合网络通信有限公司兰州市分公司，中甘肃兰州７００）３００摘要：在分析了ＥＯＰＮ的ＤＡ的基础上，分布式计算的特点，出了一种优化的可适用于分布式光网络的动Ｂ根据提
态带宽分配算法ＤＤＡＰＢ。该算法根据通信数据包的实时性和时序性，动态调度，进行预测动态分配信用带宽。通过
１８２个字节带宽授权，可变的以太网帧长使得各个ＯＵ带宽授权里的最后一点剩余时间无法传送其Ｎ他ＯＵ的数据，Ｎ最坏可能造成５％的带宽浪费（０取
最小帧长６４字节）。所以，以太网的可变长也是ＥＯＰＮ带宽分配算法需要考虑的因素。
ｐｒｎｉｅｅｔｔｄｃａｓｓｏｅｖｃｎＥｈｒｅａ — ｏｔｇｄｆｒｎｉｅｌｓｅｆｓｒｉｅｉｔｅｎｔｐｓｉａ

EPON动态带宽分配算法的研究

２１第３００年期
福
建电
脑
２７
ＥＯＰＮ动态带宽分配算法的研究
潘海江．李莉莉
（浙江海洋学院浙江舟山３６０）１００
【要】本文简要介绍了以太网无源光网络（ＰＮ摘：ＥＯ）技术的基本原理，并主要针对ＥＯＰＮ的动态带宽分配算法问题
天然的缺陷，不能很好的支持ＱＳｆｕｌｙｏｒｉ１不能很即ｏａｔｆｅｖｅ，Ｑｉｓｃ好的满足三网合～的需求要成为宽带接人的主流技术并大举进入市场。须既能稳定地支持传统的电ｉ业务、据业务．必舌数又能高效地保证新兴实时性业务如网络电视．视频点播（Ｏ．ＶＤｖｄｏｏｅｎ）的质量．此进一步对ＥＯ的带宽分配算ｉｅｎｄｍａｄ等因ＰＮ
（Ｂ进行深入研究和分析。ＤＡ）
【关键词ＪＰＮＤＡｂ：ＥＯ；Ｂ；ｂ
Ｏ引言、
一
定的带宽分配算法，实现高效的带宽利用率。一个完善的
随着光纤通信成为现代通信的主流技术．在向着全光网络ＤＡ方案应包括轮询机制和带宽分配算法两部分．面从这两Ｂ下的发展过程中．ＰＮ结合以太网和无源光网络技术．有协议个方面人手来对ＥＯ系统的带宽、时延、包率、ｏＥＯ具ＰＮ包丢Ｑｓ等性简单、本低、宽高、于兼容等优点．为解决ｔ后一公里能参数进行研究。成带易成．最问题 ” 的最佳解决方案之一。但与ＡＯ … ＰＮ相比，ＰＮ存在一个ＥＯ

一种轮询周期受限的EPON双级动态带宽分配算法

ＫｅｒｓＥｈｒｅａｓｅｏｔａｅｗｏｋＤｙａｉｂｎｗｉｔｌｃｔｎＳｒｉｅｌｖｌｇｅｍｅｔｙｗｏｄ．ｔｅｎｔｓｉｐｉｌｔｒ；ｎｍｃａｄｄｈａｌａｉ；ｅｃｅｒｅｎｐｖｃｎｏｏｖｅａ
ＡｂｔａｔＡｏｅｙａｃｂｎｗｉｔｌｃｔｎａｇｒｈｆｒＥＯＮｐｔａｌｋｉｐｏｏｅ，ａｄｓｒｃ：ｎｖｌｎｍｉａｄｄｈａｌａｉｌｏｉｍｏＰｄｏｏｔｕｓｒｍｎｒｐｓｄｎｍｅｅｉｓ
中图分类号：Ｔ２川Ｎ９９文献标识码：Ａ
Ｔｗｏｌｖｌｄａｉｎｗｉｈａｌｃｔｏｔｉｉｅｙｌｉｅ－ｅｅｙｎｍｃｂａｄｄｔｌａｉｎｗｉｈｌｔｄｃｃｅｔｍｏｍ
ＬＩＬｉＩ，ＦＵａ．ｉＪｉｎ，ＺＨＡＮＧＸｎｎ
一
种轮询周期受限的ＥＯＰＮ双级动态带宽分配算法
李莉莉，符建，张汛
（浙江大学现代光学仪器国家重点实验室光及电磁波研究中心，电工程系，光浙江杭州３０２１０７）
摘要：提出一种新的ＥＯＰＮ上行带宽分配算法一一轮询周期受限的双级动态带宽分配算法。这种算法结合用户等级协定和ＤｆｅｉＳｒｖ的特点，采用周期受限的轮询方法和双级的带宽分配方式，在
ＯＴ端根据ＯＵ提供的业务队列情况对业务量进行估算，ＬＮｉ并授权带宽给ＯＵ，ＮｉＮｉＯＵ根据实际的业务量进行再分配。仿真结果表明，这种算法实现了高的带宽利用率，ＤＡ相比有效地提高与ＢＭ

EPON动态带宽分配算法

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第１３卷第３期
２００７年６月
上海大学学报（自然科学版）
ＪＵＮＩＯＨＮＨＩＮＶＲＩＹ（ＡＵＡＣＥＣ）ＯＲＡ．ＦＳＡＧＡＩＥＳＴＮＴＲＬＳＩＮＥＵ
ｓｅｉｌｐｃａＥＰＯＮｓｓｅｙｔｍａｃｉｃｕｅｎｔｅｅｋｅｓｆｏｐｅｉｕａｇｒｔｍｓｗｅｒｐｓａｒｈｔｔｒａｄｈｗａｎｓｏｓｍｅｒｖｏｓｌｏｈｅｉ，ｐｏｏｅｍｏｅｒ
（Ｎ）之间传送，号通道上没有有源器件．ＬＯＵ信ＯＴ
通常位于中心局，责管理ＥＯ系统．因为源调度和：合理分配的问带宽
题．了解决上述问题，多专家学者提出了大量的为很带宽分配算法．们基于ＥＯ的系统结构和以往我ＰＮ带宽分配算法中的一些不足，出了一种扩展性强提
的算法Ｅ。ＢＨＤＡ．
网的广播特性，下行方向ＯＴ向各个ＯＵ广播在ＬＮ
ＩＥ０．．行方向采用ＴＭＡ机制，ＬＥＥ８２３帧上ＤＯＴ根据ＯＵ的请求为其分配时隙，Ｎ保证ＯＵ间能够互不冲Ｎ
ｉｐｏｅｅｄｔｅｄｄｌｄｊｔｒｒａｃ．ｍｒｖｎ — —ｎｅａａｔｒｆｍｎｅｏｙｎｉｅｐｏｅ
Ｋｅｒｓ：ａｃｓｅｗｏｋ；ＤＢＡ；ｓｈｄｌｙｗｏｄｃｅｓｎｔｒｃｅｕｅ；ＥＰＯＮ；ＦｒｒＨ

一种带阈值的EPON动态带宽分配算法

（．ｙＬａｏａｏｙｏｔａｏ１ＫｅｂｒｔｒｆＯｐｉｌＣｍｍｕｉａｉｎａｄＬｉｈｗａｅＴｅｈｏｏｉｓＭｉｉｔｙｏｕａｉｎ，ＢｅｉｇＵｎｖｒｉｙｏｏｔｃｎｃｔｎｇｔｖｃｎｌｇｅ，ｎｓｒｆＥｄｃｔｏｏｉｎｉｅｓｔｆＰｓｓｊ
ＡｙｍｉａｄｄｈａｌｃｔｏｌｏｉｈｔｈｒｓｌｏｄｎａｃｂｎｗｉｔｌｏａｉｎａｇｒｔｍｗｉｈｔｅｈｏｄｆｒＥＰＯＮ
Ｙｉａｇｉｇ，ＣｈｎＸｕｎＧｕｎｘｎｅｅ，ＷａｇＱｉｎ。
大轮询时间称为设定周期。本节首先阐述算法如何消除时隙碎片和队头阻塞，后阐述ＯＮＵ处的多然
队列调度方法，最后将深入分析设定周期大小对算
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２００７年第６期（总第１４期）４
光通信研究
ＳＴＵＤＹ０Ｎ０ＰＴＩＣＡＬＣ０ＭＭＵＮＩＣＡＴ１０ＮＳ
２０７０
（ｕ．．１４）ＳｍＮｏ４
一
种带阈值的ＥＯ动态带宽分配算法ＰＮ
ｒｌｔｏｓｉｅｗｅｎｔｅａｓｇｅｙｌｍｅａｄｔｅａｇｒｈｐｒｏｍａｃ，ｆｒｃｎｕｔｇｔｅｄｓｇｆｈｓｉｎｄｃｃｅｔｍｅｅａｉｎｈｐｂｔｅｈｓｉｎｄｃｃｅｔｎｈｌｏｉｍｅｆｒｎｅｏｏｄｃｉｈｅｉｎｏｅａｓｇｅｙｌｉｉｔｎｔ

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文章编号:1002-2082(2009)06-1016-04一种改进的EPON 动态带宽分配算法张晓敏1,李维民1,李法庆2(1.空军工程大学电讯工程学院,陕西西安710077; 2.陕西省生产力促进中心,陕西西安710077)摘　要:在分析了现有带宽分配算法的基础上,结合已有算法的优缺点,提出一种新的区分业务等级的、保证服务质量的动态带宽分配算法。

新算法动态确定轮询周期,分配给高优先级业务请求带宽,按权重对中、低优先级业务进行带宽分配,并考虑到了剩余带宽的再分配。

经仿真验证:该方案充分保证了高优先级业务的带宽需求,考虑到了低等级业务可能分不到带宽的情况,体现了带宽分配的公平性,全面提高了上行带宽的利用率,提高了系统的服务质量保证。

关键词:以太无源光网络;动态带宽分配;区分业务等级;服务质量;OPNET 仿真中图分类号:T N 915 文献标志码:AImproving dynamic bandwidth distribution algorithm in EPONZHANG Xiao -min 1,LI Wei -m in 1,LI Fa -qing2(1.T eleco mmunica tio n Eng ineering Institute,A ir F or ce Eng ineer ing U niver sity ,Xi ’an 710077,China;2.Shaanxi Pr ov ince Pr oductivity P ro motion Center ,Xi ’an 710077,China )Abstract :Dynamic bandw idth allo cation o f the uplink is a hot technique in EPON system .By analy zing the merits and w eaknesses o f the ex isting alg orithms ,a nov el dynamic bandw idth allocation alg orithm is pr opo sed,w hich suppor ts differentiating service levels and g uarantees the quality o f the serv ice.The new alg orithm deter mines the polling cycle,allo cates the requested bandw idth to high -priority services ,and allo cates bandw idth to middle and low priority sevices by w eight.It also takes the reallocation o f the excess bandw idth into acco unt.Simulation results show that this scheme can m eet the bandw idth need of high priority service w hile taking low prior ity serv ice into account.T he algorithm makes the distribution of system bandw idth mo re ratio nal and improv es the efficiency o f up -link bandw idth and the quality of service .Key words :Ethernet passive o ptical netw ork;dynamic bandwidth allocation;differentiated classes of ser vice;quality of serv ice;OPNET simulation引言动态带宽分配是以太无源光网络(Ethernet passive optical netw or k,EPON )研究的关键技术之一,采用怎样的动态带宽分配算法,最大程度地提高系统的带宽利用率,是EPON 系统研究的热点问题。

Kramer G,M ukherjee B,Pesavento G 等人提出的IPA CT (interleaved po lling w ith adaptiv ecycle time )算法[1-2]是基于授权和请求的有自适应循环周期时间的交织轮询方案,它是以OLT (optical line term inal,光线路终端)为控制中心,按固定周期内网络的实时情况来改变时隙安排,并考虑了系统中OLT 与各个ONU (optical netw o rk unit ,光网络单元)之间由实际距离所带来的传输时延。

但是,IPACT 算法轮询周期不固定,导致轻负载时带宽利用率低,且对业务的QoS(quality o f ser vice,服务质收稿日期:2009-06-19;　修回日期:2009-06-28作者简介:张晓敏(1982-),女,河南商丘人,硕士研究生,主要从事宽带通信网络技术的研究。

E-mail:546080598@第30卷第6期2009年11月应用光学Jo ur nal o f A pplied O ptics V ol.30N o.6N ov.2009量)保证不高。

Choi S 提出的ETRI (electronics and telecomm unicatio ns research institute)算法[3]中将轮询周期固定,对高优先级业务的带宽需求固定分配,上行带宽的利用率大大提高,但不能有效保证低优先级业务的带宽分配[4],带宽分配的公平性得不到体现。

针对这两种算法存在的不足,提出一种区分业务等级的ETRI 改进算法(DS-ET RI)。

通过分析推导和仿真验证,新算法提高了带宽利用率,提高了QoS 保证。

1　DS-ET RI 算法为了全面保证各优先等级业务的带宽需求,提高系统的QoS 保证,文章提出一种改良的算法,改善上面两种算法存在的问题。

算法的主要思想是动态确定轮询周期,也就是不固定轮询的周期,在轮询之前根据网络的负载轻重动态调整轮询周期的长短。

负载轻时把轮询周期缩小,负载重时增大轮询周期。

这样避免了在网络负载轻时上行信道利用率低的问题,也降低了网络负载重时所出现问题的机率,动态地控制轮询周期,提高了上行信道的利用率。

具体算法表述如图1所示。

图1　算法流程图Fig .1　Procedure of algorithm 假设OLT 上有N 个ONU 处于正常工作状态,上行信道的传输速率为R bit/s,T cycle 是进行一次完整的周期轮询的时间,T cycle 太大将增大数据的延时[5],T cycle 太小则会有更多的带宽被浪费在数据帧的保护时间上,因此要选择合适的T cycle 。

在本文中,把使B report ≤B total 的T cycle 取值范围定为{125 s ,2000 s},T g 为保护时间,N 为ONU 的个数,B R 是为维护和管理信息流以及请求消息等的预留带宽,B total 为当前网络总的可用带宽。

它们的关系式为B total =(T cycle -N ×T g )×R /8-B R(1)1)动态确定轮询周期T cycle [5]:如果发送到OLT 的带宽请求B report ≤B total ,则按业务优先等级进行带宽分配;如果发送到OLT 的带宽请求B report >B total ,则增大T cycle ,使B r eport ≤B total ,再按业务等级进行带宽分配;若将T cycle 调整到最大值2000 s,仍未满足B repor t ≤B total ,则先充分保证高优先级业务的带宽需求,然后中、低优先级业务按权重分配带宽。

其中,B report 为总的请求带宽。

2)高优先级EF(ex pedited forw arding,加速转发)业务的带宽分配:在确定有EF 业务需发送时,充分保证其所需带宽,R Hi 为高优先级业务的请求带宽,G Hi 为高优先级业务的最终授权带宽。

则分配的带宽为G Hi =R Hi(2)若无EF 业务需发送,则从AF 业务开始分配带宽。

3)中优先级A F (assured forw arding ,保证转发)业务按下面的公式进行带宽分配:如果　R Mi ≤B total -∑ni =1BHi G Mi =R Mi(3)按步骤4)和5)进行其他业务的带宽分配。

如果　R Mi >B total -∑ni =1BHi则中优先级业务和低优先级业务按所占权重进行带宽分配,分配公式如下:G M i =R M i∑ni =1(RMi+R Li )(B total -∑ni =1GHi)G Li =R Li∑ni =1(RM i+R Li )(B total -∑ni =1GHi)(4)4)低优先级BE(best effort,尽力而为)业务的动态带宽分配:若满足R Mi ≤B total -∑ni =1BHi,则・1017・应用光学　2009,30(6) 张晓敏,等:一种改进的EP ON 动态带宽分配算法低优先级业务按下面公式进行带宽分配:G Li =R Li∑ni =1RLiB total -∑ni =1(G Hi +G Mi )(5)5)剩余带宽的再分配:按步骤1)～4)分配带宽后若有剩余带宽,则剩余带宽为B excess =B total -∑ni =1(GHi+G Mi +G Li )(6)因为高、中优先级业务均分配给其所需的带宽,故剩余带宽可全部分配给低优先级业务,满足其所请求的全部带宽。

在R Mi >B total -∑ni =1BHi的情况下,为高优先级业务分配后余下的全部带宽按比例分配给了中、低优先级业务,所以不存在剩余带宽,无须进行剩余带宽的再分配。

2　仿真结果及性能分析为了验证以上算法,采用OPNET 仿真软件对DS-ET RI 算法和ETRI 算法进行建模仿真:仿真系统由1个OLT 和16个ONU 组成。

用户到ONU 的接入链路速率(R u )最大为100Mbit /s ,EPON 中上下行链路速率(R n )均为1000M bit /s ,保护时间T g 取为1 s 。

每一个ONU 都分3种优先等级:高优先级EF 业务、中优先级AF 业务和低优先级BE 业务。