作者单位
摘要
北京邮电大学 信息光子学与光通信全国重点实验室,北京 100876
无源光网络(PON)凭借其大带宽、低成本和抗电磁干扰等优势,被认为是下一代工业互联网的重要组网技术之一。然而,以“带宽提升”为主要技术发展思路的常规PON,其传输控制机制难以满足以“时间敏感”为特征的高品质工业业务传输需求,对常规PON的网络传输能力提出了重要挑战,迫使其融入新的特性,即确定性。文章以时分复用(TDM)-PON为主要研究对象,首先阐述了工业互联网的业务特征及传输需求,分析了工业互联场景下常规TDM-PON面临的两大技术挑战:一是传统带宽分配方案引起的时延不确定性;二是队列调度机制僵化引起的时延不确定性。围绕上述挑战,文章介绍了提升TDM-PON确定性网络传输能力的关键技术,如协作传输接口、单帧多突发和确定性带宽分配(DetBA)等。其次,文章介绍了一种基于网络演算的时延边界建模思路作为确定性工业PON系统设计与性能评估的理论模型。最后,文章从业务层、媒质接入控制(MAC)层、物理层及控制管理平面等多个角度探讨了确定性工业PON的潜在技术及发展方向。
工业无源光网络 确定性网络传输技术 确定性带宽分配 网络演算 industrial PON deterministic network transmission technology DetBA network calculus 
光通信研究
2024, 50(1): 23016801
作者单位
摘要
1 武汉邮电科学研究院,武汉 430074
2 烽火通信科技股份有限公司,武汉 430205
在第五代移动通信技术(5G)通信中,动态带宽分配(DBA)作为无源光网络的关键技术之一,随着其不断优化自身性能,芯片功能的复杂度日益增长,对其逻辑功能的验证显得尤为重要。文章提出了一种无源光网络中的DBA模块验证平台架构体系。该平台基于通用验证方法学(UVM)框架调用System Verilog(SV)参考模型,以少数用例覆盖大量场景,实现了对DBA流量需求和下发授权功能点的验证和结果自校验,寄存器转换级电路(RTL)代码覆盖率可达95%以上。仿真表明,该验证平台支持DBA的系统级验证,支持框架复用和自动化数据对比,可满足验证的各项需求,为DBA的性能测试提供了一个高效和全面的验证环境,大大提升了验证效率。
无源光网络 通用验证方法学 动态带宽分配 验证 passive optical network UVM DBA verification 
光通信研究
2023, 49(3): 32
作者单位
摘要
1 杭州电子科技大学 通信工程学院, 杭州 310018
2 杭州电子科技大学 通信工程学院, 杭州310018
3 上海交通大学 光纤区域网与新型光通信系统国家重点实验室, 上海 200240
4 中讯邮电咨询设计院有限公司, 北京 100048
基于无源光网络(PON)系统承载5G增强型移动带宽(eMBB)业务和超可靠低时延通信(uRLLC)业务是当前光与无线接入网的研究热点, 如何满足不同业务场景的低时延需求成为PON系统亟待解决的问题。提出一种支持多业务共存的Xhaul网络低时延带宽分配算法, 通过为uRLLC业务分配保证带宽和为前传eMBB业务优先分配带宽, 同时牺牲中传eMBB业务优先级和降低系统带宽效率为代价, 降低系统内uRLLC业务和前传eMBB业务时延。在高层分割点选择选项2, 低层分割点分别选择选项6、选项7-3和选项7-2时, 采用Matlab软件仿真了低负载情况下的时延。仿真结果表明: 这3种低层功能划分方式都能满足0.25 ms的时延要求, 算法的平均时延及高负载时的最大时延均比文献<参考文献原文>算法低。
动态带宽分配 Xhaul网络 低时延 无源光网络 多业务共存 dynamic bandwidth allocation, Xhaul network, low l 
光通信技术
2022, 46(5): 15
作者单位
摘要
成都工业学院 网络与通信工程学院, 成都 611731
下一代无源光网络(NG-PON2)中的带宽分配问题是研究的热点之一。针对在网络动态环境中如何根据网络的变化状态合理分配带宽资源的问题, 提出了一种具有自适应能力、基于统计的周期性服务质量(SPSQ)的动态带宽分配算法, 结合网络资源周期性需求的特点, 采用统计的方法对无源光网络中的动态带宽分配问题进行分析。仿真结果表明, 该算法能够在传输业务量变化时, 适应网络的数据传输情况并提升网络服务质量。
无源光网络 周期服务质量 自适应 带宽分配 动态 passive optical network, periodic quality of servi 
光通信技术
2022, 46(5): 11
作者单位
摘要
大连海事大学 信息科学技术学院, 辽宁 大连 116026
为满足多接入边缘计算(MEC)增强FiWi网络中计算卸载业务和传统宽带业务的差异化需求, 基于混合调度和协同卸载机制提出一种协同卸载感知(COA)的动态波长带宽分配(DWBA)算法。该算法利用在线调度回传计算结果, 将离线子周期分为计算卸载子周期和宽带业务子周期。光线路终端协同调度波长带宽分配和卸载决策, 优先采用水平计算协同卸载方式为超载MEC服务器选择卸载目标, 将剩余计算需求卸载到远程集中云。仿真结果表明: 该算法能显著提高计算业务完成率, 减少平均完成时间, 降低对传统宽带业务和核心网负载的不利影响。
光纤无线接入网 多接入边缘计算 动态波长带宽分配 协同卸载 fiber-wireless access networks, multi-access edge 
光通信技术
2022, 46(5): 1
作者单位
摘要
大连海事大学 信息科学技术学院, 辽宁 大连 116026
在无源光网络(PON)中应用网络编码(NC)可以更好地解决带宽需求问题。针对时分波分复用无源光网络(TWDM-PON)提出一种基于NC的动态波长带宽分配(DWBA)算法, 该算法综合考虑光网络单元(ONU)的往返时间(RTT)、编码ONU组的带宽需求以及引入NC后的排队时延, 动态调整编码ONU组的调度顺序, 并按可上传时间的先后顺序选择多个波长, 尽早上传编码ONU组的数据分组。仿真结果表明: 所提算法可以降低排队时延和端到端时延, 提高网络吞吐量。
无源光网络 时分波分复用 网络编码 动态波长带宽分配 往返时间 passive optical network time and wavelength division multiplexing network coding dynamic wavelength and bandwidth allocation round trip time 
光通信技术
2021, 45(11): 23
作者单位
摘要
1 太原理工大学 电气与动力工程学院, 太原 030024
2 广东工业大学 信息工程学院, 广州 510006
根据IEEE 802.3ca新标准中对50 Gbit/s-以太网无源光网络(EPON)上行链路的说明, 网络上行链路中需要对多波长进行动态带宽分配。文章采用长短时记忆神经网络对网络流量进行预测, 旨在提高带宽分配的效率; 同时, 考虑到网络中不同类型业务对网络时延和带宽要求的差别, 分别对不同优先级的业务采取不同的分配方案。仿真实验表明, 基于神经网络预测的方法可以有效降低网络的延迟; 对不同业务采取不同分配方案时, 高优先级业务的延迟降低, 并且随着网络负载的提高, 延迟变化幅度较小。文章所提算法满足了高优先级业务的需求, 虽然低优先级业务延迟与之前方式相比有所增大, 但考虑到低优先级业务对延迟要求并不高, 因此对于网络整体服务质量影响不大。
50 Gbit/s以太网无源光网络 长短时记忆神经网络 动态带宽分配 网络服务质量 50 Gbit/s-EPON long short-term memory neural network dynamic bandwidth allocation quality of service 
光通信研究
2021, 47(5): 24
作者单位
摘要
中北大学 仪器科学与动态测试教育部重点实验室, 太原 030051
针对千兆无源光网络系统无法满足一些新服务的问题, 如分辨率不断增长的互联网视频协议要求, 文章提出了一种改进的GIANT动态带宽分配(DBA)算法。通过传输容器(T-CONT)的优先级划分带宽, 将T-CONT1的带宽分配给每个分配标识, 其主要目的是降低数据、视频和语音等服务的延迟。所提算法将这些服务表示为传输容器, 用于动态地改进无源光网络系统的上行带宽分配和传输状态。仿真实验验证了所提算法的有效性, 与不带DBA的方法和使用未修改的GIANT算法相比, 所提算法可以显著降低超文本传输协议(HTTP)服务与“三合一”服务的延迟, 将HTTP服务和视频点播服务的延迟分别降低了0.30和0.35 ms。
无源光网络 动态带宽分配 传输容器 传输状态 “三合一”服务 PON DBA transmission container transmission state triple-play service 
光通信研究
2020, 46(5): 7
作者单位
摘要
1 大连海事大学 信息科学技术学院, 辽宁 大连 116026
2 大连科技学院, 辽宁 大连 116052
针对光纤无线网络已有动态带宽分配算法时延较大、信道利用率较低的问题, 提出一种低延迟分布式动态带宽分配算法。该算法每个轮询周期包含无线请求报告和上行数据传输两个子周期, 可在无线信道和上行信道并行进行。无线请求报告子周期采用双向轮询方式, 而且节点回传Gate帧与上传数据也并行进行。仿真结果表明: 该算法可降低数据包平均时延和节点平均队列长度, 提高上行信道利用率。
光纤无线网络 动态带宽分配 分布式 双向轮询 并行 fiber-wireless networks dynamic bandwidth allocation distributed bidirectional polling parallel 
光通信技术
2020, 44(7): 40
作者单位
摘要
大连海事大学 信息科学技术学院, 辽宁 大连 116026
长距离无源光网络(Long-reach Passive Optical Networks, LR-PON)的覆盖范围超过100km, 光网络单元(Optical Network Units, ONU)在一个轮询周期中处于空闲状态的时间较长。如果使处于空闲状态的ONU进入低功耗(休眠或假寐)模式, 可以降低ONU的能耗。基于此, 文章提出一种改进的节能动态带宽分配算法。该算法通过改变ONU的调度顺序, 使得ONU在上下行传输结束后能够立刻进入休眠状态, 而无需等待授权帧的到达, 从而延长ONU的休眠时间。仿真结果表明: 所提出算法能够降低ONU能耗和下行数据包平均时延。
长距离无源光网络 动态带宽分配 节能 休眠 假寐 long reach passive optical network (LR-PON) dynamic bandwidth allocation (DBA) energy efficient sleep doze 
半导体光电
2016, 37(6): 863

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