宽带无源光网络(BPON)关键技术的发展与研究

宽带无源光网络（BPON）是实现宽带、多业务接入的理想物理平台，本文介绍了BPON网络的发展，重点讨论了将ATM技术和PON技术相结合的APON系统及其升级系统SuperPON的基本结构和关键技术，对最近兴起的将以太技术和PON技术相结合的EPON系统的基本概念和工作原理也进行了阐述，并对未来BPON技术的发展进行了展望。     

APON业务调度算法的研究与实现

利用业务调度算法实现不同业务等级间的动态带宽分配（DBA），从而保证接入业务的服务质量（QoS)，是异步转移模式无源光网络（APON）系统的关键技术之一，文章所设计的APON系统业务调度算法，通过基本带宽分配和剩余带宽再分配实现了业务等级间的动态带宽分配，算法建模仿真和系统实际测试证明算法具有良好的性能，实现简单，可用性强。     

OBS中结合JET和TAW的混合预留机制

光突发交换OBS是目前最有发展潜力的光交换技术之一。本文首先介绍OBS中的JET预留机制和TAW预留机制,然后根据这两者的优缺点提出一种结合这两者优势的混合预留机制。该预留机制根据不同业务要求对突发数据的端到端时延和丢包率进行折衷。     

TWDM-PON中带有业务区分的混合资源调度算法

针对时分波分复用无源光网络长距离和广覆盖特性带来往返时延增大,造成高优先级业务时延性能严重恶化的问题,提出带有业务区分的混合资源调度算法.根据网络负载实时调整光网络单元组的波长数以实现资源共享,并动态划分子周期以对不同优先级业务进行区分服务;设计混合资源调度算法,以在线方式填充波长空隙,以离线方式保障资源高效调度.仿真结果表明,所提算法能够满足不同优先级业务的时延要求,保证服务质量,并提高信道利用率.     

APON中MAC算法的研究

APON网络属于分布式媒质共享拓扑结构,所承载业务的QoS要求各异,如何在保证系统传输效率的同时满足用户对服务质量的需求,是APON MAC算法的关键。本文分析了APON系统的特点,提出了分布式分层调度的方案。     

OBS中结合JET和TAW的混合预留机制

光突发交换OBS是目前最有发展潜力的光交换技术之一。本文首先介绍OBS中的JET预留机制和TAW预留机制，然后根据这两者的优缺点提出一种结合这两者优势的混合预留机制。该预留机制根据不同业务要求对突发数据的端到端时延和毛包率进行折衷。     

一种基于固定长度的EPON动态带宽分配方案

文中介绍了以太无源光网络(EPON),在此基础上提出了EPON的上下行帧结构,以及基于固定长度的一种EPON动态带宽分配方案。该方案以APON为借鉴,将EPON中以太网帧长度固定下来,采用对业务分时延优先级的动态分配算法。并对此方案的性能进行了分析。     

eMBB场景下一种基于分类集的5G公平性调度算法

为了控制业务时延,提出了时延开关量的概念,利用时延开关量可以紧急提升业务的调度优先级。结合业务的开展情况,对于屡次被遗忘调度的业务,利用轮空集的方式来加强调度。对于目标业务速率要求很低的业务将其纳入尽力而为集中并实施尽力而为服务。在剩余的业务集中,高于理想速率的业务采取轮循调度,低于平均速率的业务实施最优先的调度,超过平均速率但低于理想速率的业务通过步进的方式来提升其调度等级。基于以上模型,提出了e MBB场景下能够兼顾时延的一种5G调度算法CSFSM。最后采用Matlab对CSFSM算法进行了仿真验证。结果表明,在系统吞吐量、时延以及公平性的综合考量上,该算法有着很好的优越性。     

基于固定长度的EPON帧结构和MAC协议设计

以太无源光网络(EPON)已成为国内外接入网技术的最新研究热点,而EPON标准正在制定。针对EPON系统的核心关键技术之一的上行信道带宽动态分配问题,参照APON的G.983建议,提出了一种基于固定长度的EPON上下行传输帧结构和媒质接入控制(MAC)协议。该方案以APON为借鉴,将EPON中以太网帧长度固定下来;考虑到实时业务对时延敏感,MAC协议对实时业务实行优先带宽分配,对其他类型业务则采用动态带宽分配方案。最后通过建模防真分析了协议的信元时延(CD)特性。     

面向航天器有线无线混合场景的流调度机制研究

随着各国深空探测任务的开展,空间站的建设需求日益增加,而航天器内部大量的数据通信总线在一定程度上影响了航天器的有效载荷。因此,该文将无线通信方式引入到航天器通信系统设计中,但传统无线通信难以保障时敏数据的端到端传输时延,该文提出了一种有线无线融合的时间敏感网络(TSN)流调度方案。设计了一种上下行时隙分离的TDMA时隙分配机制,通过对航天器内部业务类型与有线无线融合传输链路的时延关系进行建模分析,构建了以时敏业务平均端到端时延最小的目标函数,采用粒子群算法对时隙分配方案进行快速求解。最后在Pycharm平台对所提算法进行对比测试,并在EXata网络仿真平台搭建航天传感器采集网络进行验证。实验结果表明,该文所提出的有线无线融合流调度方案能为时敏业务提供稳定、有界的时延保障。     

APON的帧结构和MAC协议设计及其性能分析

本文参照以ATM为基础的无源光网络(APON)的G.983建议,提出了一种新的传输帧结构和媒质接入控制(MAC)协议.传输帧长选为125μs,这有利于STM业务的接入.考虑到话音业务对时延敏感并且传输速率较低的特点,MAC协议对话音业务实行固定带宽分配.对其它类型的业务则采用基于预留的动态带宽分配方案.通过建模仿真分析了协议的信元时延(CD)和信元时延变化(CDV)特性.     

HSDPA分组调度算法的测试和比较

无线分组调度策略根据端到端业务质量的要求,在考虑业务的优先级和时延要求的情况下兼顾公平性原则,使小区的吞吐量最大化.本文主要研究基于HSDPA的3种分组调度算法,并结合实际测试结果对各种调度算法的性能进行分析.     

一种基于固定长度的EPON动态带宽分配方案

中介绍了以太无源光网络(EPON)，在此基础上提出了EPON的上下行帧结构，以及基于固定长度的一种EPON动态带宽分配方案。该方案以。APON为借鉴，将EPON中以太网帧长度固定下来，采用对业务分时延优先级的动态分配算法。并对此方案的性能进行了分析。     

基于输入队列的光分组交换短包抢先调度

光分组交换的输出队头阻塞引起分组的平均排队时延增加.分析了可变长分组的特点,提出了基于抢先方式的短包抢先调度(PSPP)算法,以减少分组在输入排队中的平均等待时间.在PSPP算法中,短包可以抢占长包的传输时间,获得优先的服务.分析和仿真结果表明,当到达业务负载为中或较低时,短包优先调度算法使短包的平均排队时延接近零,所有分组的平均等待时延减小,该算法还保证具有实时特性的TCP业务获得较低的平均等待时延.     

基于统计网络演算的端到端时延上界研究

为分析融合网络端到端统计时延性能,根据最小加代数理论中的统计网络演算相关知识,提出了一种改进的统计服务曲线并应用GPS调度系统模型,然后利用网络演算理论求解串型网络节点统计时延上界。数值分析结果表明,改进的调度模型有效改善了自相关特性对时延上界所造成的影响,比未改进的模型相比统计时延上界更具有良好的紧致性,为在融合网络环境中对端到端节点延迟上界研究提供有效控制、调度和管理具有一定的参考价值。     

基于时延和速率效用函数的LTE无线资源调度算法研究

为了提高LTE实时业务调度的公平性,在M-LWDF资源调度算法的优先级判断机制中引入了平均传输速率和保证比特速率,将经济学中的效用思想和效用函数引入M-LWDF调度算法,提出了一种基于时延效用函数和速率效用函数的M-LWDF改进算法,更好地体现了调度算法的时延特性和速率特性。仿真结果表明基于时延和速率效用函数的M-LWDF调度算法具有更高的公平性,能够更好地满足对实时业务的调度要求。     

端边协同保障时延确定性技术研究

工业自动控制等5G垂直行业对网络传输时延与可靠性有着苛刻的要求。聚焦自动导引车（automated guided vehicle,AGV）协同搬运业务场景,深入分析AGV业务关键质量指标（key quality indicator,KQI）与网络时延可靠性需求。现有的5G低时延技术,比如预调度机制通过大量预留空口时频资源降低传输调度等待时延,降低了频谱效率。此外,无线信道弱覆盖、干扰等质差因素会引发较大的时延抖动,难以满足业务时延可靠性需求。针对现有5G网络面临的挑战,设计了一种端边协同时延确定性保障技术方案,基于业务特征进行网络资源预留,同时感知空口信道状态,开启质差保障机制,提升传输可靠性。测试结果表明,端边协同技术方案可以有效提升时延可靠性,降低大时延抖动与优化业务KQI。     

5G SA共享网络时延优化策略

5G独立组网（Stand Alone,SA）对低时延高可靠通信（Ultra-Reliable Low-Latency Communications,uRLLC）业务场景的支持,拓展了它在垂直行业的应用,但在实际运营过程中,受多种因素的影响,5G用户端到端时延可能会大幅增加,这将直接降低网络性能和对时延敏感业务的感知。通过分析电联SA共享网络中影响时延的关键因素,并深入研究降低时延的关键技术,提出了基于无线网、承载网、核心网的端到端时延优化策略,包括网络结构优化、短径优先路由调度算法、无线空口参数优化等。最后,将该策略应用于现网,取得了明显的改善效果。     

基于队列管理和调度策略增强移动自组网的服务质量

基于802.11e草案中EDCF机制的区分服务和多队列技术，提出对时延敏感性业务设置时延界限，并根据队列中包的剩余生命时间进行调度。仿真结果表明，此方案减少语音业务端到端的时延，并且有效抑制了移动和多跳引起的队列拥塞现象，提高了Ad Hoc网络的整体性能。     

光突发交换网络中Jitter-EDF调度算法的研究

提出了一种应用于OBS网络中的Jitter-EDF调度算法来减小时延抖动对实时性突发QoS的影响,设计了基于该算法的OBS网络中核心路由器的主要结构,讨论了此算法实现的可能性,并推导出端到端时延的上下限和时延抖动的上限,最后结合具体网络拓扑进行了仿真和分析。结果表明,Jitter-EDF调度算法能够将时延抖动的幅度平均降低到30%～40％,有效保证了实时性应用对时延抖动的要求。