【正文】 包括多少個(gè)輪詢周期。 ONU 隊(duì)列中的每個(gè)數(shù)據(jù)包需要等到 ONU 收到上行傳輸窗口才能發(fā)送出去。忽略延遲 Dqueue , 數(shù)據(jù)包必須等待大約兩倍Tmax的時(shí)間 ,包括兩部分 :在Dpoll 時(shí)間內(nèi) ONU 為此數(shù)據(jù)包發(fā)送請(qǐng)求給 OLT；在 Dgrant 時(shí)間內(nèi) OLT 產(chǎn)生授權(quán)并發(fā)送給 ONU。所以由 EPON 導(dǎo)致的延遲在網(wǎng)絡(luò)情況理想時(shí)會(huì)大于Tmax ,在網(wǎng)絡(luò)情形惡劣時(shí)此延遲會(huì)大于兩倍的 Tmax。 動(dòng)態(tài)最大傳輸窗口算法的設(shè)計(jì)動(dòng)態(tài)最大傳輸窗口算法在基于授權(quán)/請(qǐng)求機(jī)制的輪詢算法基礎(chǔ)上做了一定改進(jìn)。在動(dòng)態(tài)最大傳輸窗口算法里,OLT有一個(gè)MTW分配表(見(jiàn)表1)。此表列出了OLT給ONU分配的Wimax。一般情況下,OLT只是在特定時(shí)刻發(fā)送授權(quán)給ONU ,ONU在收到OLT的授權(quán)后自動(dòng)在時(shí)隙Wimax 內(nèi)傳送數(shù)據(jù)。只有ONU有突發(fā)業(yè)務(wù),或者業(yè)務(wù)量持續(xù)增加導(dǎo)致過(guò)長(zhǎng)的隊(duì)列延遲,ONU才會(huì)向OLT請(qǐng)求更大的傳輸窗口,當(dāng)ONU 用不了OLT分配的傳輸窗口時(shí),ONU 也會(huì)向OLT請(qǐng)求較小的傳輸窗口,以免浪費(fèi)信道資源。OLT根據(jù)ONU 的申請(qǐng)以及ONU的優(yōu)先權(quán)等因素重新計(jì)算調(diào)整Wimax,告訴ONU 新的Wimax ,并更新此表。在此引用了ONU的優(yōu)先權(quán)的概念,我們知道在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中,不同的用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)的需求程度不同,對(duì)帶寬要求也不同,對(duì)按時(shí)和不按時(shí)交納帶寬費(fèi)用的用戶也要區(qū)別對(duì)待,這樣給予用戶優(yōu)先級(jí)不僅有利于網(wǎng)絡(luò)配置的靈活性,而且有助于維護(hù)運(yùn)營(yíng)商的利益。同時(shí),用戶優(yōu)先級(jí)的劃分可以限制級(jí)別低的用戶無(wú)限制地申請(qǐng)帶寬。相比于授權(quán)/請(qǐng)求機(jī)制,我們的算法中ONU只有在特殊情況下才向OLT發(fā)出請(qǐng)求,OLT處理請(qǐng)求的數(shù)目大大減少,降低了延遲Tgrant出現(xiàn)的頻率,從而使得包延遲減少到≤Tmax。同時(shí)動(dòng)態(tài)最大傳輸窗口算法為每個(gè)ONU提供了公式(2)計(jì)算的保證帶寬。 ONU標(biāo)識(shí)(NID)最大傳輸窗口(WS)優(yōu)先權(quán)123...i...n......012...P...q表1 最大傳輸窗口分配表授權(quán)和請(qǐng)求消息包括兩部分:ONU的標(biāo)識(shí)(NID , ONU Identification)和窗口大小(WS ,Window Size)。NID通知OLT哪個(gè)ONU發(fā)送請(qǐng)求,WS是ONU向OLT申請(qǐng)的窗口大小。ONU根據(jù)授權(quán)消息里的NID識(shí)別此授權(quán)是否是給自己的。WS即OLT分配給ONU的最大傳輸窗口?？傊?由式(1)和式(2)可以看出,Ru和MTW決定了分配的帶寬和包延遲。為了進(jìn)一步優(yōu)化算法,我們也會(huì)考慮業(yè)務(wù)級(jí)別分類。本章主要對(duì)EPON帶寬分配算法展開(kāi)了研究，并對(duì)動(dòng)態(tài)帶寬分配算法進(jìn)行重點(diǎn)闡述。介紹了一些關(guān)于EPON系統(tǒng)現(xiàn)有的DBA算法，并進(jìn)行優(yōu)缺點(diǎn)的比較。并在基于IPACT方法的DBA算法的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了EPON動(dòng)態(tài)帶寬分配算法的設(shè)計(jì)，分別從輪詢機(jī)制和最大傳輸窗口算法兩個(gè)方面的做出了詳細(xì)介紹內(nèi)容，了解了動(dòng)態(tài)帶寬分配的具體要求。第5章 基于OPNET的模型建立及仿真 OPNET仿真軟件 OPNET仿真軟件自1986年問(wèn)世以來(lái)，得到了迅速而穩(wěn)步的發(fā)展。該軟件作為高科技之網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、仿真及分析工具，已將在通信、國(guó)防及電腦網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域己經(jīng)被廣泛認(rèn)可和使用。 Modeler來(lái)完成EPON系統(tǒng)的模型建立，為EPON系統(tǒng)配置拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。OPNET Modeler除了在網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)以及對(duì)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)性能分析和評(píng)估上有著出色表現(xiàn)，也在通信協(xié)議和路由算法的研究中提供了與真實(shí)網(wǎng)絡(luò)的相近環(huán)境，使得仿真結(jié)果與真實(shí)情況相當(dāng)符合。OPNET Modeler對(duì)網(wǎng)絡(luò)的建模是以子網(wǎng)、節(jié)點(diǎn)和鏈路三類對(duì)象為基礎(chǔ)的，提供了三層建模機(jī)制，最底層為進(jìn)程(process)模型，以狀態(tài)機(jī)來(lái)描述協(xié)議；其次為節(jié)點(diǎn)(node)模型，由相應(yīng)的協(xié)議模型構(gòu)成，反映設(shè)備特性；最上層為網(wǎng)絡(luò)(network )模型。三層模型和實(shí)際的協(xié)議、設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)完全對(duì)應(yīng)，全面反映了網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)特性。 邏輯拓?fù)浞抡鏋榱舜_保能與其他以太網(wǎng)的無(wú)縫兼容，接入到PON技術(shù)的EPON技術(shù)必須實(shí)現(xiàn)邏輯拓?fù)浞抡妫↙ogical Topology Emulation ,LET）功能，從而實(shí)現(xiàn)點(diǎn)到點(diǎn)的仿真和共享媒質(zhì)的仿真。但是，這與以太網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不同。以太網(wǎng)只有總線行（半雙工模式）和點(diǎn)到點(diǎn)（全雙工模式）。這也就意味著當(dāng)以太網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到接入網(wǎng)（公共通信網(wǎng)的邊緣）中，存在著矛盾沖突。因此，為了兼容IEEE針對(duì)以太網(wǎng)通常的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?。為了融合PON點(diǎn)對(duì)點(diǎn)物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)到以太網(wǎng)框架中以滿足實(shí)際應(yīng)用的需求，需要把EPON仿真成點(diǎn)對(duì)點(diǎn)邏輯拓?fù)?。因此，提出了點(diǎn)到點(diǎn)的仿真（P2PE）。點(diǎn)到點(diǎn)仿真（Point to Point Emulation,P2PE）是指把物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上的點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)“虛擬”成邏輯點(diǎn)對(duì)點(diǎn)。P2PE的目的是為了實(shí)現(xiàn)與交換局域網(wǎng)相同的物理連接性，而交換局域網(wǎng)的概念是指所有站點(diǎn)都通過(guò)點(diǎn)到點(diǎn)鏈路連接到一個(gè)中心交換機(jī)的網(wǎng)絡(luò)。OLTONUONUONUONUONUOLTONUONUONUONUONU點(diǎn)的“虛擬”仿真： P2PE“虛擬”拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（配置拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)）OPNET Modeler建模機(jī)制主要有進(jìn)程建模（Process Modeling）、節(jié)點(diǎn)建模(Node Modeling)、網(wǎng)絡(luò)建模(Network Modeling)和鏈路建模(Link Modeling)構(gòu)成。由于在OPNET Molder中并沒(méi)有EPON這種新型網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)，所以需要我們自己建立EPON帶寬分配算法的模型。該系統(tǒng)模型需要一些基礎(chǔ)模型:一個(gè)Network模型，一個(gè)link模型（實(shí)現(xiàn)單模雙向通信），兩個(gè)Node模型（OLT節(jié)點(diǎn)模型和ONU節(jié)點(diǎn)模型），六個(gè)process模型（分別是ONU三個(gè)數(shù)據(jù)源processor、ONU數(shù)據(jù)緩存queue,并在其中進(jìn)行了隊(duì)列調(diào)度和控制幀的生成和處理、OLT端MPCP與DBA的processor），若干個(gè)MPCP幀(不同算法的幀格式可能不同，可臨時(shí)定義，如Gate幀, Report幀和Data幀等等）。此外，調(diào)用了標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)中的光接收器、光發(fā)送器以及自相似信源等模型。ONURxTx 處 理 器TxRxRxTx下行隊(duì)列 處 理 器上行隊(duì)列下行隊(duì)列上行隊(duì)列TxRxOLT OLT和ONU模型結(jié)構(gòu)（Node Modeling）節(jié)點(diǎn)建模是指由相應(yīng)協(xié)議模型構(gòu)成節(jié)點(diǎn)模型。該模型能將進(jìn)程模型中的各個(gè)進(jìn)程連接起來(lái)，互連成設(shè)備。用于定義網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)和描述節(jié)點(diǎn)中模塊間的數(shù)據(jù)流。通過(guò)節(jié)點(diǎn)編輯器可描述協(xié)議的層次結(jié)構(gòu)，并通過(guò)描述各模塊之間的數(shù)據(jù)流來(lái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)器件或系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)。此次建模，建立了星形和樹(shù)形兩種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的仿真模型，其中OLT與ONU的節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)分別1個(gè)和16個(gè)。 Molder 軟件Node Model編輯界面中建立的OLT和ONU節(jié)點(diǎn)模型。（a） OLT的節(jié)點(diǎn)模型（星型）（b）OLT的節(jié)點(diǎn)模型（樹(shù)形）（c）ONU的節(jié)點(diǎn)模型 OLT與ONU的節(jié)點(diǎn)模型 進(jìn)程建模（Process Modeling）進(jìn)程建模是指模擬單個(gè)對(duì)象，并通過(guò)使用有限狀態(tài)機(jī)建立進(jìn)程模型。每個(gè)狀態(tài)內(nèi)寫(xiě)入C/C++代碼以及專門(mén)協(xié)議編程設(shè)計(jì)的庫(kù)函數(shù)，用于定義節(jié)點(diǎn)內(nèi)功能模塊的各事件之間的控制流，使用符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的狀態(tài)圖來(lái)描述功能模塊內(nèi)的狀態(tài)和狀態(tài)間的控制流。由于在建立進(jìn)程模型的過(guò)程中，需要寫(xiě)入OPNET MODELER的語(yǔ)言代碼，需要進(jìn)行專業(yè)地系統(tǒng)地學(xué)習(xí)。因此在進(jìn)程建模中，只建立了OLT的進(jìn)程模型，用來(lái)解釋說(shuō)明進(jìn)程模型的工作過(guò)程。并未對(duì)模型中的各個(gè)狀態(tài)模塊進(jìn)行語(yǔ)言編輯。這也就導(dǎo)致了只能對(duì)EPON帶寬分配進(jìn)行初步研究的原因之一，并且也不能對(duì)EPON系統(tǒng)進(jìn)行性能分析的原因。，st_1用來(lái)進(jìn)行初始化，st_2用來(lái)等待其它模塊的初始化，進(jìn)行模塊間的協(xié)調(diào)。Arrval用來(lái)接收數(shù)據(jù)并處理。 OLT的進(jìn)程模型 鏈路建模（Link Modeling） 這里的鏈路建模指的是為OLT與ONU之間的數(shù)據(jù)的傳輸建立一條通信道路。這條通信道路實(shí)際上就是一條單模光纖，它可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)包在上下行方向的傳輸，實(shí)現(xiàn)雙向傳輸。通過(guò)設(shè)置鏈路類型，上行方向和下行方向的傳送字節(jié)參數(shù)（一般在34Bytes和1518Bytes之間）。最終實(shí)現(xiàn)OLT與ONU之間基本的數(shù)據(jù)包傳輸和收發(fā)。 網(wǎng)絡(luò)建模（Network Modeling）網(wǎng)絡(luò)建模實(shí)際上是OPNET Modeler在子網(wǎng)、節(jié)點(diǎn)和鏈路三類對(duì)象為基礎(chǔ)上所建立的網(wǎng)絡(luò)模型。通過(guò)鏈路模型所建立的連接設(shè)備把節(jié)點(diǎn)模型所建立的各個(gè)節(jié)點(diǎn)連接起來(lái)，形成網(wǎng)絡(luò)模型。通過(guò)編輯網(wǎng)絡(luò)，將模型庫(kù)中的各種通信實(shí)體拖放至工作區(qū)，從而方便配置網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌⑦M(jìn)行設(shè)備屬性的設(shè)置。（a）是一個(gè)OLT中心節(jié)點(diǎn)與16個(gè)ONU終端連接所建立的星型網(wǎng)絡(luò)。圖（b）是一個(gè)OLT中心節(jié)點(diǎn)與4個(gè)ONU子節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的樹(shù)形結(jié)構(gòu)。（a）EPON的星型網(wǎng)絡(luò)模型（b）EPON的樹(shù)形網(wǎng)絡(luò)模型小 結(jié)EPON是近年來(lái)被工業(yè)界和學(xué)術(shù)界廣泛議論的熱門(mén)話題。從工業(yè)界的角度來(lái)說(shuō)，EPON成為了第一個(gè)可以低成本而又大規(guī)模應(yīng)用的光接入技術(shù)。它的出現(xiàn)，吸引了眾多運(yùn)營(yíng)商的目光。尤其對(duì)于電信運(yùn)營(yíng)商來(lái)說(shuō)，EPON技術(shù)是個(gè)可以深入研究的技術(shù)。從學(xué)術(shù)界的角度來(lái)看，EPON是一種結(jié)合眾多優(yōu)點(diǎn)的高端技術(shù)，它是對(duì)眾多的科學(xué)家的挑戰(zhàn)。目前，EPON技術(shù)的廣泛應(yīng)用還是受到帶寬分配問(wèn)題的限制。雖然已經(jīng)出現(xiàn)了很多種的優(yōu)化帶寬分配方案，但是在結(jié)合EPON自身優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上如何有效地利用帶寬，使得帶寬利用率最高，使得用戶的QoS得到保障還是學(xué)術(shù)界要深入研究的問(wèn)題。由于條件的限制，本文主要對(duì)基于輪詢機(jī)制的動(dòng)態(tài)帶寬分配方案做了初步研究。分別討論了EPON動(dòng)態(tài)帶寬分配輪詢機(jī)制和最大窗口傳輸兩方面的內(nèi)容，了解了動(dòng)態(tài)帶寬分配所需的一些帶寬分配條件。，成功地在OPNET Modeler中完成拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的配置，建立了星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和樹(shù)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。遺憾的是，并不能將整個(gè)仿真進(jìn)行到底。在仿真建立模型的過(guò)程中，遇到了一個(gè)技術(shù)難點(diǎn)，需要對(duì)進(jìn)程模塊進(jìn)行語(yǔ)言代碼的編寫(xiě)，而這是一塊全新的知識(shí)領(lǐng)域，需要足夠的時(shí)間去學(xué)習(xí)這塊知識(shí)。由于缺少這塊內(nèi)容，后續(xù)的仿真工作也就無(wú)法進(jìn)行。因此本文只是對(duì)EPON系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)帶寬分配系統(tǒng)進(jìn)行了初步研究。即使如此，在已研究得到的一些EPON技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容中，我們也可以明確這樣一點(diǎn)，EPON技術(shù)是將作為目前及今后帶寬分配問(wèn)題中重點(diǎn)研究項(xiàng)目。如何實(shí)現(xiàn)高的帶寬利用率，低的時(shí)延，低的輪詢消耗，高的網(wǎng)絡(luò)QoS是該技術(shù)得到廣泛應(yīng)用所要努力研究的內(nèi)容?！緟⒖嘉墨I(xiàn)】[1][M].北京：北京郵電大學(xué)出版社，2005.[2]孫學(xué)康，[M]，：人民郵電出版社，2009.[3][美]（Glen Kramer）著，陳雪等譯[M].北京：人民郵電出版社，1997.[4][M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.[5][J].光通信研究，2004（1）：2528.[6][J].信息網(wǎng)絡(luò),2004(7):15.[7]胡春琳，三種寬帶無(wú)源光接入網(wǎng)技術(shù)比較[J].光通信研究, 2004 (sum. 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