基于ATM的无源光接入网的MAC协议研究

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基于ATM的无源光网络(APON)结合了无源光网络和ATM的特点,不仅可以利用光纤的巨大带宽提供宽带服务,也可以利用ATM进行高效的业务带宽管理,是一种较为经济的宽带接入解决方案.按照G.983要求,APON的上行业务接入采用时分复用(TDM)方式,因此APON系统需要采用媒质接入控制(MAC)协议来消除不同用户发送信元之间的碰撞,并且该MAC协议应该具有透明性、高效性和公平性等特点.一个好的MAC协议对于提高用户接入效率和业务接入质量有着十分重要的意义.G.983建议没有给出MAC协议的具体实现方法,只给出了一些较为宽松灵活的要求.该文针对基于ATM的无源光网络提出了一种基于帧、分优先级的媒体接入控制(MAC)协议,通过请求/许可机制实现对上行数据传输的控制.该文的MAC协议设计主要涉及优先级的划分、可分割时隙设计、上报策略设计和许可分配算法设计.该协议采用了ITU-T的G.983规定的APON的帧格式,对可分割时隙的设计符合G.983要求.该协议将ATM论坛定义的五种业务类型(CBR、rt-VBR、nrt-VBR、ABR、UBR)根据业务对时延和时延变化的不同要求分为4个优先级:CBR业务主要是用来传送实时业务,对时延抖动特别敏感,将其设为第一优先级;VBR业务对时延和抖动要求稍低,但对时延仍有一定的要求,将其设为第二优先级;ABR业务利用网络的剩余带宽进行数据传输,它对时延没有严格要求,但它要求有较小的信元丢失率,并要求提供一个最低限度的带宽保证,将其设为第三优先级;UBR业务设为第四优先级.该文在设计上报策略和许可分配算法时,充分考虑到不同业务的特点,针对不同优先级业务设计了不同的上报策略和许可分配算法,从而保证各个优先级不同的QoS要求.在文章最后,对该文所设计的MAC协议进行了性能仿真,并对其健壮性进行了分析.并给出了硬件实现框图. 关键字:ATM无源光网络(APON),媒体接入控制(MAC),许可分配算法
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