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
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
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
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
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
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
北京邮电大学 信息光子学与光通信国家重点实验室, 北京 100876
在以太网无源光网络帧结构的基础上, 针对正交频分复用无源光网络的特点, 提出了一种适用于正交频分复用无源光网络的媒质接入控制协议.对多点控制协议、控制消息的结构、业务优先级等进行了设计, 提出了一种提供服务质量保障的特殊情况下区别用户服务等级的动态带宽分配算法.该算法引入两级调度的机制, 将带宽资源的分配分为不同优先级业务的调度和同类型业务下不同等级的光网络单元调度.文章对提出协议的时延、丢包率、吞吐量等方面的性能进行了仿真, 仿真结果显示提出的媒质接入控制协议很好地实现了对各业务的服务质量保障, 符合多业务接入对服务质量等的需求.
光接入网 媒质接入控制协议 服务质量 动态带宽分配 Optical access network Media access control protocol Quality of service Dynamic bandwidth allocation
深圳键桥通讯技术股份有限公司，广东 深圳 518057
通过阐述以太网无源光网络（EPON）系统信道传输数据方式以及动态带宽分配的工作原理，进一步研究了动态带宽分配算法（DBA）在EPON系统中的应用。提出一种基于服务质量（QoS）的EPON系统动态带宽分配机制，该机制根据不同业务的优先级和动态带宽分配算法，灵活地分配上行带宽，提高了带宽利用率，改善了服务质量。
以太网无源光网络 动态带宽分配 服务质量 光网络单元 ethernet passive optical network (EPON) dynamic bandwidth allocation (DBA) quality of service (QoS) optical network unit (ONU)
1 重庆邮电大学 光电工程学院， 重庆 400065
2 重庆光电技术研究所， 重庆 400060
在以太无源光网络(EPON)系统中，协议规定了最长传输距离不超过20km。但是在某些应用中，光纤线路的距离需要到达几十千米。文章探讨了长距离EPON的实现方法：通过对EPON系统的物理层和多点媒体访问控制(MPMC)子层的部分修改可以实现所需的传输距离。
以太无源光网络 长距离 光中继器 动态带宽分配 EPON long distance optical repeater DBA
重庆邮电大学 光纤通信技术重点实验室， 重庆 400065
对采用静态时隙结构的EPON系统如何与高度突发数据业务相结合进行了研究。并用OPNET创建了一个采用静态时隙分配(SSA)的上行系统，且确定合适的参数进行了EPON系统性能的仿真分析。仿真结果表明：基于SSA的EPON显然不适合高突发与高负载的业务流，但在负载小于0.47时，该系统性能良好。在长距离的情况下，基于动态带宽分配(DBA)的EPON轮询周期较长，使得系统效率降低，因而在长距离情况下建议采用静态带宽分配(SBA)算法。
静态时隙分配 动态带宽分配 轻负载 EPON EPON SSA DBA OPNET OPNET light load
