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OFDM-PON增强型系统中多业务分层带宽优化算法
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更新于2024-08-29
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OFDM无源光网络(OFDM-PON)作为一种先进的光接入技术,其核心原理是通过正交频分复用技术在单根光纤中支持多个独立的数据流,这使得它在带宽容量和资源配置上具有显著优势,被视为未来光接入网的重要发展方向。然而,随着对多业务支持需求的增长,传统的OFDM-PON系统结构研究往往侧重于物理层面和信号传输技术,对于如何有效地进行多维度资源(如时域、频域和比特级)的优化以及多业务分层带宽分配这一关键技术问题探讨不足。 当前,针对OFDM-PON系统的增强型结构,文章提出了多业务分层带宽分配算法。该算法旨在解决传统OFDM-PON在带宽资源管理上的局限性,通过将带宽资源划分为多个层次,根据不同的业务类型(如实时视频、VoIP、互联网数据等)的需求特性,动态地分配不同优先级的带宽,确保各业务的服务质量和用户体验。这种策略不仅能够提高带宽的利用率,还能有效降低数据分组时延,提高整体网络效率。 作者们指出,通过仿真实验,他们发现与未采用分层带宽分配的传统OFDM-PON系统相比,增强型OFDM-PON的分层策略在实际应用中表现出明显的性能提升。具体表现在更高的带宽资源利用率,更短的数据传输延迟,以及更均衡的多业务服务质量保障上。这对于满足现代家庭和企业对高速、低延迟、可扩展的网络需求至关重要。 因此,研究多业务分层带宽分配算法是OFDM-PON系统优化的关键环节,它不仅关乎网络的灵活性和效率,也直接影响到网络的竞争力和用户满意度。未来的研究可能进一步探索更精细的资源调度策略,以应对日益增长的多业务场景和不断变化的用户行为。同时,该领域的研究也将推动OFDM-PON技术在实际部署中的广泛应用和发展。
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2018 年 9 月 Journal on Communications September 2018
2018159-1
第 39 卷第 9 期 通 信 学 报 Vol.39
No.9
OFDM 无源光网络中多业务分层带宽分配算法
刘业君,刘玉莹,汉鹏超,王继东,郭磊
(东北大学计算机科学与工程学院智慧系统国际合作联合实验室,辽宁 沈阳 110819)
摘 要:正交频分复用无源光网络(OFDM-PON,orthogonal frequency division multiplexing passive optical network)
具有带宽容量大、资源分配灵活等优势,被公认为下一代光接入网的重要候选技术之一。目前,OFDM-PON 系
统结构的相关研究层出不穷,然而这些研究大多专注于物理结构和信号传输技术,缺少与新型系统结构相适应的
带宽分配算法。OFDM-PON 中带宽分配涉及时域、频域、比特等多维资源的联合优化,是保证多业务接入和服
务质量的关键技术。针对 OFDM-PON 的增强型系统结构,提出多业务分层带宽分配算法,以实现增强型
OFDM-PON 系统带宽资源的高效利用。仿真结果表明,相比传统 OFDM-PON 系统中无分层带宽分配算法,增强
型 OFDM-PON 的分层带宽分配算法在带宽资源利用率和数据分组时延等性能方面具有明显优势。
关键词:正交频分复用无源光网络;动态带宽分配;分层带宽分配;多业务传输
中图分类号:TP302
文献标识码:A
doi: 10.11959/j.issn.1000−436x.2018159
Layered bandwidth allocation algorithm for multi-service in
orthogonal frequency division multiplexing passive optical network
LIU Yejun, LIU Yuying, HAN Pengchao, WANG Jidong, GUO Lei
International Cooperation Laborary of Intelligent System School of Computer Science and
Engineering, Northeastern University, Shenyang 110819, China
Abstract: Due to the superiority in large bandwidth capacity and flexible resource allocation, orthogonal frequency divi-
sion multiplexing passive optical network (OFDM-PON) has been recognized as one of the promising candidates for the
next generation PON. There are many research works on the system architecture design of OFDM-PON. However, most
of these works focused on the techniques of physical structure and signal transmission and less addressed the bandwidth
allocation algorithms supporting the new types of system architecture. The bandwidth allocation in OFDM-PON, which
is one of the key techniques to enable the access of multi-service, refers to the joint optimization of multi-dimensional
resources in time domain, frequency domain and bits. A layered bandwidth allocation algorithm was proposed for mul-
ti-service in the enhanced system architecture of OFDM-PON, aiming at the efficient bandwidth resource utilization.
Simulation results prove that the proposed bandwidth allocation algorithm outperforms the conventional algorithms
without layered transmission significantly in terms of resource utilization and packet delay.
Key words: OFDM-PON, dynamic bandwidth allocation, layered bandwidth allocation, multi-service transmission
1 引言
近年来,移动互联网、大数据、云计算、物联
网等技术的迅猛发展,促进了新兴高带宽应用的不
断涌现,用户对带宽的需求急剧增长。带宽资源丰
富且建设成本较低的无源光网络(PON, passive
optical network)已成为下一代接入网的重要解决方
案。目前,广泛应用的以太无源光网络(EPON,
收稿日期:2018−05−18;修回日期:2018−08−20
基金项目:国家自然科学基金资助项目(No.61471109, No.61501104)
Foundation Item: The National Natural Science Foundation of China (No.61471109, No.61501104)
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