【正文】 包括多少個輪詢周期。 ONU 隊列中的每個數(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的時間 ,包括兩部分 :在Dpoll 時間內(nèi) ONU 為此數(shù)據(jù)包發(fā)送請求給 OLT；在 Dgrant 時間內(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)情況理想時會大于Tmax ,在網(wǎng)絡(luò)情形惡劣時此延遲會大于兩倍的 Tmax。 動態(tài)最大傳輸窗口算法的設(shè)計動態(tài)最大傳輸窗口算法在基于授權(quán)/請求機制的輪詢算法基礎(chǔ)上做了一定改進。在動態(tài)最大傳輸窗口算法里,OLT有一個MTW分配表(見表1)。此表列出了OLT給ONU分配的Wimax。一般情況下,OLT只是在特定時刻發(fā)送授權(quán)給ONU ,ONU在收到OLT的授權(quán)后自動在時隙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)致過長的隊列延遲,ONU才會向OLT請求更大的傳輸窗口,當(dāng)ONU 用不了OLT分配的傳輸窗口時,ONU 也會向OLT請求較小的傳輸窗口,以免浪費信道資源。OLT根據(jù)ONU 的申請以及ONU的優(yōu)先權(quán)等因素重新計算調(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,我們知道在實際網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中,不同的用戶對網(wǎng)絡(luò)的需求程度不同,對帶寬要求也不同,對按時和不按時交納帶寬費用的用戶也要區(qū)別對待,這樣給予用戶優(yōu)先級不僅有利于網(wǎng)絡(luò)配置的靈活性,而且有助于維護運營商的利益。同時,用戶優(yōu)先級的劃分可以限制級別低的用戶無限制地申請帶寬。相比于授權(quán)/請求機制,我們的算法中ONU只有在特殊情況下才向OLT發(fā)出請求,OLT處理請求的數(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。同時動態(tài)最大傳輸窗口算法為每個ONU提供了公式(2)計算的保證帶寬。 ONU標(biāo)識(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)和請求消息包括兩部分:ONU的標(biāo)識(NID , ONU Identification)和窗口大小(WS ,Window Size)。NID通知OLT哪個ONU發(fā)送請求,WS是ONU向OLT申請的窗口大小。ONU根據(jù)授權(quán)消息里的NID識別此授權(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。為了進一步優(yōu)化算法,我們也會考慮業(yè)務(wù)級別分類。本章主要對EPON帶寬分配算法展開了研究，并對動態(tài)帶寬分配算法進行重點闡述。介紹了一些關(guān)于EPON系統(tǒng)現(xiàn)有的DBA算法，并進行優(yōu)缺點的比較。并在基于IPACT方法的DBA算法的基礎(chǔ)上，進行了EPON動態(tài)帶寬分配算法的設(shè)計，分別從輪詢機制和最大傳輸窗口算法兩個方面的做出了詳細(xì)介紹內(nèi)容，了解了動態(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年問世以來，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)計以及對現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)性能分析和評估上有著出色表現(xiàn)，也在通信協(xié)議和路由算法的研究中提供了與真實網(wǎng)絡(luò)的相近環(huán)境，使得仿真結(jié)果與真實情況相當(dāng)符合。OPNET Modeler對網(wǎng)絡(luò)的建模是以子網(wǎng)、節(jié)點和鏈路三類對象為基礎(chǔ)的，提供了三層建模機制，最底層為進程(process)模型，以狀態(tài)機來描述協(xié)議；其次為節(jié)點(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。三層模型和實際的協(xié)議、設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)完全對應(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)的無縫兼容，接入到PON技術(shù)的EPON技術(shù)必須實現(xiàn)邏輯拓?fù)浞抡妫↙ogical Topology Emulation ,LET）功能，從而實現(xiàn)點到點的仿真和共享媒質(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）和點到點（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針對以太網(wǎng)通常的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹榱巳诤螾ON點對點物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)到以太網(wǎng)框架中以滿足實際應(yīng)用的需求，需要把EPON仿真成點對點邏輯拓?fù)洹Ｒ虼?，提出了點到點的仿真（P2PE）。點到點仿真（Point to Point Emulation,P2PE）是指把物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上的點對多點“虛擬”成邏輯點對點。P2PE的目的是為了實現(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都通過點到點鏈路連接到一個中心交換機的網(wǎng)絡(luò)。OLTONUONUONUONUONUOLTONUONUONUONUONU點的“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建模機制主要有進程建模（Process Modeling）、節(jié)點建模(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中并沒有EPON這種新型網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)庫，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Network模型，一個link模型（實現(xiàn)單模雙向通信），兩個Node模型（OLT節(jié)點模型和ONU節(jié)點模型），六個process模型（分別是ONU三個數(shù)據(jù)源processor、ONU數(shù)據(jù)緩存queue,并在其中進行了隊列調(diào)度和控制幀的生成和處理、OLT端MPCP與DBA的processor），若干個MPCP幀(不同算法的幀格式可能不同，可臨時定義，如Gate幀, Report幀和Data幀等等）。此外，調(diào)用了標(biāo)準(zhǔn)庫中的光接收器、光發(fā)送器以及自相似信源等模型。ONURxTx 處 理 器TxRxRxTx下行隊列 處 理 器上行隊列下行隊列上行隊列TxRxOLT OLT和ONU模型結(jié)構(gòu)（Node Modeling）節(jié)點建模是指由相應(yīng)協(xié)議模型構(gòu)成節(jié)點模型。該模型能將進程模型中的各個進程連接起來，互連成設(shè)備。用于定義網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的結(jié)構(gòu)和描述節(jié)點中模塊間的數(shù)據(jù)流。通過節(jié)點編輯器可描述協(xié)議的層次結(jié)構(gòu)，并通過描述各模塊之間的數(shù)據(jù)流來實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)器件或系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)。此次建模，建立了星形和樹形兩種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的仿真模型，其中OLT與ONU的節(jié)點個數(shù)分別1個和16個。 Molder 軟件Node Model編輯界面中建立的OLT和ONU節(jié)點模型。（a） OLT的節(jié)點模型（星型）（b）OLT的節(jié)點模型（樹形）（c）ONU的節(jié)點模型 OLT與ONU的節(jié)點模型 進程建模（Process Modeling）進程建模是指模擬單個對象，并通過使用有限狀態(tài)機建立進程模型。每個狀態(tài)內(nèi)寫入C/C++代碼以及專門協(xié)議編程設(shè)計的庫函數(shù)，用于定義節(jié)點內(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。由于在建立進程模型的過程中，需要寫入OPNET MODELER的語言代碼，需要進行專業(yè)地系統(tǒng)地學(xué)習(xí)。因此在進程建模中，只建立了OLT的進程模型，用來解釋說明進程模型的工作過程。并未對模型中的各個狀態(tài)模塊進行語言編輯。這也就導(dǎo)致了只能對EPON帶寬分配進行初步研究的原因之一，并且也不能對EPON系統(tǒng)進行性能分析的原因。，st_1用來進行初始化，st_2用來等待其它模塊的初始化，進行模塊間的協(xié)調(diào)。Arrval用來接收數(shù)據(jù)并處理。 OLT的進程模型 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。這條通信道路實際上就是一條單模光纖，它可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)包在上下行方向的傳輸，實現(xiàn)雙向傳輸。通過設(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)建模實際上是OPNET Modeler在子網(wǎng)、節(jié)點和鏈路三類對象為基礎(chǔ)上所建立的網(wǎng)絡(luò)模型。通過鏈路模型所建立的連接設(shè)備把節(jié)點模型所建立的各個節(jié)點連接起來，形成網(wǎng)絡(luò)模型。通過編輯網(wǎng)絡(luò)，將模型庫中的各種通信實體拖放至工作區(qū)，從而方便配置網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，并進行設(shè)備屬性的設(shè)置。（a）是一個OLT中心節(jié)點與16個ONU終端連接所建立的星型網(wǎng)絡(luò)。圖（b）是一個OLT中心節(jié)點與4個ONU子節(jié)點構(gòu)成的樹形結(jié)構(gòu)。（a）EPON的星型網(wǎng)絡(luò)模型（b）EPON的樹形網(wǎng)絡(luò)模型小 結(jié)EPON是近年來被工業(yè)界和學(xué)術(shù)界廣泛議論的熱門話題。從工業(yè)界的角度來說，EPON成為了第一個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)，吸引了眾多運營商的目光。尤其對于電信運營商來說，EPON技術(shù)是個可以深入研究的技術(shù)。從學(xué)術(shù)界的角度來看，EPON是一種結(jié)合眾多優(yōu)點的高端技術(shù)，它是對眾多的科學(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)界要深入研究的問題。由于條件的限制，本文主要對基于輪詢機制的動態(tài)帶寬分配方案做了初步研究。分別討論了EPON動態(tài)帶寬分配輪詢機制和最大窗口傳輸兩方面的內(nèi)容，了解了動態(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)和樹形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。遺憾的是，并不能將整個仿真進行到底。在仿真建立模型的過程中，遇到了一個技術(shù)難點，需要對進程模塊進行語言代碼的編寫，而這是一塊全新的知識領(lǐng)域，需要足夠的時間去學(xué)習(xí)這塊知識。由于缺少這塊內(nèi)容，后續(xù)的仿真工作也就無法進行。因此本文只是對EPON系統(tǒng)的動態(tài)帶寬分配系統(tǒng)進行了初步研究。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，EPON技術(shù)是將作為目前及今后帶寬分配問題中重點研究項目。如何實現(xiàn)高的帶寬利用率，低的時延，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，三種寬帶無源光接入網(wǎng)技術(shù)比較[J].光通信研究, 2004 (sum. 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