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光接入网在带宽需求的推动下迅速发展,以太无源光网络(FPON)在以太网技术基础下实现了高带宽和多业务接入,逐渐成为一种很有竞争力的接入解决的产业化项目,该项目的目标是实现可实用化的EPON系统,先后实现了基于WDM(波分复用)的WEPON和基于TDM(时分复用)方案的GEPON两套系统.本文围绕这两套方案深入研究了EPON系统中的算法和系统软件实现,主要创新点如下:
(1)在基于波分技术的WEPON系统中,通过在交换芯版中实现特殊交换改变了数据流向,汇集了PON中务上行流量,实现了符合系统架构的上下行数据通路.通过硬件的包过滤和重定向机制,OLT和ONU定义了新的转发规则,而没有完全按照802.ID规则进行处理.测试结果证明特殊交换的设计与WEPON的硬件、光路紧密配合，达到了很好的性能。
（2）提出了一种GEPON中能道复用的优化方案（PG-IPACT算法）。周期可变的交叉轮询算法（IPACT）缺陷之一就是动态带宽分配（DBA）依赖于带宽请求报文（REPORT），这样DBA等竺REPORT信息的耗时可能带来带宽授权报文（GATE）发送的延时和光网络单元（ONU）传输的延进，降低了带宽利用率。为解决这个问题，PG-IPACT 算法基于IPACT算法，通过每个GATE周期只授权部分ONU的发送，可以不用等到所有REPORT信息后就开始计算，因此提前了DBA的计算，增加了用于DBA计算的时间，避免了因延时降低了带宽得用率。该方案降低了DBA对系统硬件的要求，可适用于更复杂的DBA算法。
（3）提出了一种新型的动态带宽分配算法（FG算法）。FG算法在每个周期根据系统的负载水平和用户的基本带宽来分配带宽，兼顾了带宽分配的公平性和效率。该算法所需参数简单直接，计算量小，可以用于ONU间或ONU内部队列间的带宽分配。通过仿真流量下与其他算法的对比实验，证明了该算法在时延、公平性等方面都有特定的优势。
（4）设计了一种以太网流量的软件生成方法。基于现有文献，作者用软件方法实现了符合自相似性和长相关性（LRD）的流量生成方法，并用于DBA算法的仿真。该方法软件接口简单，可定制产生所需的各种流量，并真接用于DBA算法的输入。实验证明了该软件的方法简单稳定，可用作算法仿真。
（5）提出了一种综合WDM和TDM技术的EPON升级模型。通过分析性价比和可扩展性，提出了在不同的波长下实现多个标准的EPON的扩展方案。围绕这种实现带来的多条链路的问题，提出通过链路聚合的方法来会聚OLT和ONU之间的多个链接，特别从协议分层上描述了这种跨PON的链路聚合的实现。
（6）完成了WEPON和GEPON两套系统的软件设计，针对不同的总体方案，完整实现了从底层驱动到上民支网管的主要软件功能。两套系统分别通过了国爱863鉴定和第三方测试。