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在当今社会信息通信技术迅猛发展的趋势下,铜线接入网已经不能满足人们日益增长的宽带接入需求,部署光纤接入网已经是势在必行。PON无源光网由于其本身具有的一系列优点,是光接入网技术当仁不让的选择。MAC层上行链路的多址接入访问控制机制和带宽分配算法在PON网络技术中占有重要地位,是决定PON性能以及实现多业务接入的关键。本文即在介绍PON接入网技术的基础上,重点研究能支持多种业务、并可提供Qos保证的PON MAC层上行链路控制机制和带宽分配算法。论文的主要工作和研究内容如下:本文对EPON技术标准和基本原理,特别是MPMC多点MAC控制子层和MPCP协议进行了较为深入的分析介绍,重点分析和研究了EPON上行链路的DBA算法,提出了一种综合增强的基于混合带宽分配的EPON上行链路DBA算法,也即IEHG-DBA。IEHG-DBA算法,采用了GAR和GBR相结合的混合带宽分配方法。并且,在整个网络级别内实现了基于区分业务模型的Qos保证支持,对EF类业务进行了优化支持,并可通过设置不同的权重值,来灵活的调节AF和BE类业务的所获得的带宽分配。此外,IEHG-DBA还通过采用迭代方式进行额外带宽分配,优化安排轮询调度次序以及对所需产生的AF类业务状态报告进行预测修正等方法对算法性能进行了优化。最后,论文通过仿真实验和分析,验证了IEHG-DBA算法的有效性和优越性。本文对GPON技术标准和基本原理,特别是GTC层上行链路DBA机制进行了较为深入的分析介绍。在此基础上,遵照ITU-T规范,提出了一种基于周期轮询的公平迭代GPON上行链路DBA算法。这种GPON上行链路DBA算法,具有如下特点优点:1)基于周期轮询,实现复杂度较低;2)保证公平性,公平进行动态带宽分配;3)动态带宽分配采用多次迭代进行分配,可提高带宽利用率避免浪费。本文还给出了利用OPNET Modeler对GPON上行链路DBA机制进行仿真模型构建的具体方法,并通过仿真实验,验证和分析了算法有效性和算法性能。SUCCESS-HPON是Stanford大学提出的一种下一代TDM/WDM混合PON技术,具有实现成本较低,可兼容现有TDM-PON,并可实现从TDM-PON向WDM-PON平滑过渡等优点。本文在对SUCCESS HPON架构和基本原理进行介绍的基础上,重点研究了其MAC层协议和调度算法,设计了一种既可实现对DWDM调谐器件和波长资源高效动态利用,又可提供公平性和Qos支持的MAC调度算法。并且,这种MAC调度算法,可以很容易的进行修改,以实现更复杂精细的Qos支持。