引用本文:

衷敬波,李娜,何荣希,等:波长灵活无源光网络的动态波长和带宽分配算法[J]. 光通信技术,2018,42(2):1-4.

波长灵活无源光网络的动态波长和带宽分配算法

衷敬波,李 娜,何荣希*,于存谦

(大连海事大学 信息科学技术学院,辽宁 大连 116026)

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摘要:研究了波长灵活无源光网络(WA-PON)的动态波长和带宽分配问题,提出一种改进的动态波长带宽分配(IDWBA)算法。该算法根据光网络单元的带宽请求灵活授权波长信道,可以减少保护带宽和控制帧开销造成的带宽浪费。仿真结果表明,与已有算法相比,IDWBA算法可以进一步降低全网上行数据包平均时延和丢包率。

关键词:无源光网络;时分波分复用;波长灵活;动态波长和带宽分配

中图分类号:TN929.18 文献标志码:文章编号:1002-5561(2018)02-0001-04

DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2018.02.001

0 引言
     下一代EPON(NG-EPON)可采用时分复用(TD- M)、波分复用(WDM)和混合时分波分复用(TWDM) 等结构,其覆盖范围可达100km,每个波长可支持10Gb/s的传输速率[1~3]。TWDM-PON结合了WDM- PON和TDM-PON二者的优点,可在多个光网络单元(ONU)间共享波长信道,具有很高的带宽容量和带宽利用率,可分为多调度域PON(MSD-PON)、单调度域PON(SSD-PON)和波长灵活PON(WA-PON)[4,5]。与MSD-PON和SSD-PON相比,WA-PON能实现波长的灵活分配和共享,可以很好地适应用户突发流量需求,也有利于降低网络运营和维护成本[4,5]。
     在TWDM-PON中,光线路终端(OLT)利用动态波长和带宽分配(DWBA)算法周期性地为ONU分配波长和带宽,每个ONU仅在授权波长和时隙内上传数据,从而避免与其它ONU发生冲突。然而,现有DWBA算法大都针对MSD-PON或SSD-PON设计[6~8],仅对ONU授权固定数目(一个或全部)波长,不能直接用于WA-PON。目前仅文献[4,5]针对WA-PON提出一种注水动态波长和带宽分配(WF-DWBA)算法。该算法的核心思想是每次为ONU尽可能多授权波长(不超过其收发机数),以降低上行数据包时延,同时保证每个波长的传输结束时间尽可能相同。与传统DWBA算法相比,WF-DWBA算法可有效解决用户流量突发性问题,具有更低的上行数据包平均时延和丢包率。
     近年来,随着社交网络兴起,接入网用户网络行为差异性明显,导致网络负载具有较大波动性[8]。如果一味地强调为ONU授权更多波长,当网络负载较小时,可能导致某些波长上用于数据传输的带宽很小。但是,对于这些很小的授权带宽,该波长上仍需传输控制帧和预留保护带宽,无疑会增大控制开销比例,导致带宽浪费较为严重。可见,在设计WA-PON的DWBA算法时,一方面应考虑充分利用波长灵活分配带来的优势,另一方面也应考虑避免授权波长过多可能造成的带宽浪费问题。为此,本文提出一种改进的DWBA(IDWBA)算法。

3 结束语
    以上我们研究了WA-PON的DWBA问题,提出了一种IDWBA算法,此算法针对ONU带宽需求的突发性,利用WA-PON波长灵活分配的优势为ONU授权尽可能多的波长,同时还尽可能避免为低负载ONU授权过多波长使某些波长上数据传输窗口过小,导致保护带宽和控制开销所占比重过大而造成的带宽资源浪费问题。仿真结果表明:IDWBA算法有利于降低全网上行数据包的平均时延和丢包率,可有效改善网络性能。