引用本文:

钱晨,李一凡,汪敏:软件定义HPON中基于优先级的两层动态带宽分配算法[J]. 光通信技术,2019,43(9):7-12.

软件定义HPON中基于优先级的两层动态带宽分配算法

钱 晨1,2,李一凡1,2,汪 敏1,2

(1.上海大学 特种光纤与光接入网重点实验室,上海 200444;2.上海大学 上海市先进通信与数据科学研究院,上海 200444)

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摘要:光接入网已成为一个由多种采用不同物理层复用技术的无源光网络(PON)系统构成的复杂网络。为了解决多种PON系统的共存问题,提出一种软件定义混合无源光网络(HPON)架构,并重点研究软件定义HPON的动态带宽分配算法。通过引入虚拟PON(VPON)的概念,提出一种VPON间基于优先级的两层动态带宽分配(PBTL-DBA)算法。该算法采用动态权重因子并在带宽不充裕时分配保证带宽,可以为不同优先级的VPON进行差异化的带宽分配。仿真验证了PBTL-DBA算法可以提高各等级VPON的平均满意度、接入率和带宽利用率。

关键词:混合无源光网络;软件定义网络;动态带宽分配;优先级

中图分类号:TN929.18 文献标志码:文章编号:1002-5561(2019)09-0007-06

DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2019.09.002

0 引言
       近年来,由于互联网技术的爆发式发展,各种高带宽需求业务和新型网络应用场景不断涌现[1]。同时,随着多种复用技术在无源光网络(PON)中的广泛应用,光接入网已成为一个由多种PON系统(例如时分复用PON(TDM-PON)、波分复用PON(WDM-PON)、正交频分复用PON(OFDM-PON))以及未来可能出现的PON系统构成的复杂网络[2]。作为用户接入网络资源的入口,传统光接入网面临着巨大的网络带宽压力和管控压力。因此,下一代光接入网应朝着灵活智能和开放接入的方向发展。如何实现多种PON系统的共存,如何进行资源的高效灵活配置,以及如何在复杂的应用场景中保证服务质量(QoS),成为下一代光接入网研究中亟需解决的问题。
   软件定义网络(SDN)因具有集中控制、可编程性以及可重构性等独特优势而被引入到光接入网的研究中[3~5]。目前已经有文献提出了一些软件定义以太网无源光网络(EPON)架构和相应的带宽分配算法[6,7]。但是,在实现多种PON系统共存的光接入网架构方面的研究还很少,并且目前的研究局限于如何在传统网络架构中实现多种PON系统共存并进行带宽配置[8,9]。将SDN技术引入PON中,不仅为实现多种PON系统的共存提供了新的思路,还为实现可编程的带宽管理奠定了基础。本文提出一种基于SDN的混合无源光网络(HPON)架构,以实现多种采用不同物理层复用技术PON系统的共存。基于该架构,提出一种VPON间基于优先级的两层动态带宽分配(PBTL-DBA)算法。

4 结束语
      本文提出了一种新颖的软件定义HPON架构和一种VPON间PBTL-DBA算法。该架构可以实现多种采用不同物理层复用技术的PON系统的共存,具有集中控制、可编程性及可重构性等优点;该算法可以为不同优先级的VPON提供差异化的带宽支持。通过在OPNET平台搭建仿真模型,将提出的PBTL-DBA算法与固定权重完全满足动态带宽分配(SWCM-DBA)算法进行了比较。仿真结果表明:PBTL-DBA算法显著提升了各等级VPON的平均满意度、接入率及带宽利用率。在今后的工作中,我们将对软件定义HPON中的VPON间和VPON内的联合带宽分配算法进行研究。