EPON MAC层的研究及ONU MAC的FPGA实现

该文对千兆以太无源光网络(EPON)系统中的媒体接入控制层(MAC)进行了详细的研究，并采用内嵌CPU的FPGA芯片及嵌入式Linux实现了光网络单元(0NU)的MAC层功能，组成一个片上系统(SOC)．     

WDMA-EPON上行信道精确波长光发射模块的研究

介绍波分多址以太网无源光网络的系统结构以及相关光电子器件,报道了用于该系统上行传输信道的一种新型低成本的光发射模块。该模块采用新型外腔式精确波长激光器,具有波长自锁定功能。     

WDM EPON动态波长带宽分配算法研究

为了能在接入网中提供更高的带宽,单一波长的时分复用以太无源光网络可以通过引入波分复用机制来实现升级。通过对多点控制协议的扩展,可以在其框架下实现对波长和时隙的动态分配。本文分析了几种不同的动态波长带宽分配算法,在波长信道的负载不均衡时,它们能有效地实现波长内时隙间和波长间的统计带宽复用,提高系统性能,并对这几种算法进行了分析和比较。     

应用于对等速率1OG-EPON的10Gbit/s突发模式激光驱动器设计

针对IEEE 802.3av标准所定义的对等速率万兆以太无源光网络(10G-EPON)ONU相关应用,设计了一种10 Gbit/s突发模式激光驱动器芯片,并对调制电路和偏置电路的设计进行了改进,以实现较短的突发开启/关断转换时间.本设计采用低成本的0.18μm CMOS工艺进行流片,整个芯片面积为575 μm×675μ...     

应用于对等速率10G-EPON的10Gbit/s突发模式激光驱动器设计

针对IEEE 802.3av标准所定义的对等速率万兆以太无源光网络(10G-EPON)ONU相关应用,设计了一种10 Gbit/s突发模式激光驱动器芯片,并对调制电路和偏置电路的设计进行了改进,以实现较短的突发开启/关断转换时间.本设计采用低成本的0.18μm CMOS工艺进行流片,整个芯片面积为575μm×675μm.测试表明:该芯片可工作在10.312 5 Gbit/s的速率上;当电源电压为1.8 V时,可对50Ω负载提供高达36 mA的调制电流.突发开启/关断转换时间均小于0.2 ns,远低于IEEE 802.3av标准所规定的上限.该突发模式激光驱动器的输出满足10G-EPON时序参数的规定,适用于10G-EPON ONU相关应用.     

基于WDM-SCM-PON混合复用技术的方案研究

介绍了波分复用（WDM）技术和副载波多址接入（SCMA）技术的特征,利用反射式半导体光放大器（RSOA）实现一种超复用技术（HMT）的无源光网络（PON）接入方案,从而使接入网的双向信号可以最大限度的利用载波带宽.     

基于中心化梳状光源的125 Gbit/s全光OFDM-PON接入网架构

基于正交频分复用(orthogonal frequency-division multiplexing,OFDM)技术的无源光网络(passive opticalnetwork,PON)因其通信容量大、抗色散能力强等优点,已成为下一代基于PON接入网的解决方案之一.与此同时,40/100 Gbit/s以太网标准的制定也使100 Gbit/s光网络传输实用化成为可能.提出一种基于中心化梳状光源的全光OFDM-PON网络架构,为100 Gbit/s光接入网提供了高效的实现方法.该系统以梳状光谱发生器为中心化光源,实现了全光连续OFDM信号的产生以及低成本的上下行相干检测.最后,对系统进行模拟仿真,并对结果性能进行了分析。     

结合WDM技术的EPON升级方案

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.该方案可基于现有标准逐步扩容,且保持光路最简化,具有可行性和优越性.     

Ethernet PON系统核心MAC控制器的设计与实现

提出了一种EPON系统核心MAC控制器的设计方案，融合FPGA技术与嵌入式系统实现了EPON的点对多点MAC接入功能．帧校验、加密、分类及仲裁等控制部分用FPGA完成，涉及复杂算法的注册与动态带宽分配利用嵌入式Linux平台实现．对MAC控制器设计中的关键技术点进行了全面阐述，提出了一种基于滑动窗机制的动态带宽分配方案以改善网络QOS性能．系统仿真结果表明，该设计方案可以采用低成本的FPGA来实现，为开发MAC控制器专用芯片提供了实用参考．     

CWDM技术及其在无源光网络升级中的应用研究

波分复用(WDM:Wavelength Division Multiplexing)技术本质上是一种光波长分割复用或者光频率分割复用技术,具有设备成本低、网络的运营成本小、体积小、功耗低的特点,具有速率和协议透明性和很好的灵活性和可扩展性。把CWDM技术应用到TDM-PON中,可以实现PON的带宽升级,是目前经济技术条件下兼顾成本和效益的理想升级方法。     

战术移动自组网脆弱性分析与仿真

针对战术移动自组网协议的安全性、脆弱性等问题,分析并仿真出适用于战术移动自组网的攻击方案,增强对敌方战场通信电台的控制能力,造成敌方战场通信指挥系统性能衰减甚至瘫痪.该方案从战术移动自组网的介质访问控制(media access control,MAC)层、内联网层、传输层的协议特征分析,解析战术网络电台在MAC层信道竞争接入、内联网层拓扑更新和传输层传输控制协议(transmission control protocol,TCP)的3次握手机制下存在的协议漏洞,并在NS3网络仿真平台中分层构建不同的攻击模型.该模型在内联网层解决了传统移动自组网中路由黑洞攻击不适用于战术移动自组网的问题,同时在传输层重构了TCP半连接队列机制.对比了攻击前网络性能的变化,仿真结果表明,各层实施的攻击技术都能有效降低战术移动自组网的网络性能,验证了所建攻击模型的合理性.     

EPON上行方向物理编码子层的FPGA实现

目前EPON的物理层(其中包含物理编码子层)在上行方向尚无ASIC芯片可以直接使用，该文提出了EPON物理编码子层在上行方向的设计思想，并用FPGA实现，功能仿真的结果验证了该设计逻辑功能的正确性。     

HFC网络中上行信道三种协议的比较

讨论了基于ＨＦＣ（混合光纤同轴电缆）网络上行多址接入信道的数据通信，比较了几种适于ＨＦＣ中ＭＡＣ（媒体接入控制）层上行数据流的协议，包括分布式协议ＲＡＬＯＨＡ，集中式协议ＵｎｉＬＩＮＫ，以及一种新的协议ＰＣＵＰ（流水线循环上行流协议），最后得出了ＰＣＵＰ协议比较适合ＨＦＣ网中的双向交互式业务的结论。     

一种容延迟移动传感器网络节能MAC协议

针对容延迟移动传感器网络(DTMSN)中传感器节点高能耗、高动态等特点,提出了PC-MAC协议.在IEEE 802.11MAC协议的基础上,结合现有MAC协议的特点,将改进后的数据传输机制和传输功率控制技术引入到DTMSN的MAC协议设计中.最后,通过仿真实验证明,PC-MAC协议在容延迟移动传感器网络环境中,在不同的节点数量时,其节点的平均能耗、数据包投递率及网络吞吐量均有良好的表现.     

安全无线局域网增强媒体接入控制功能的关键技术及实现

在深入研究IEEE 802.11标准和无线局域网有关安全协议的基础上提出了改进的安全无线局域网(SWLAN)模型,及其基于嵌入式硬件系统的实现方案.SWLAN采用新的接入控制方法,通过在MAC(medium access control)层增加了改进的基于IEEE 802.1x的认证机制以及基于TKIP(temporal key integrity protocol)和AES(advanced encryption standard)的加密机制,增强了MAC层的安全控制功能,从而提高了无线局域网的安全性.本文着重分析了SWLAN的核心设备接入点(AP)的功能结构与关键技术,以及MAC层的设计方法和实现方案,对整个无线局域网安全系统的实现具有重要的意义.     

面向前向纠错的无线Mesh网多播差错控制协议

针对无线Mesh网现有媒体访问控制层协议进行多播时效率较低的问题,在分层信标驱动的无线Mesh网多播差错控制协议(Layer-BLBP)的基础上,提出了一种面向前向纠错的无线Mesh网多播差错控制协议———混合分层信标帧驱动协议(HLBLBP).该协议通过引入前向纠错技术和减少多播纠错时控制帧数量来降低重传次数,从而提高了用于数据传输的实际开销占整个多播过程的时间比例.仿真实验结果表明,新协议有效提高了多播网络的总体性能,提供的实际吞吐率比Layer-BLBP提高了25%以上.     

EPON上行接入技术的实现

介绍了EPON上行接入的关键技术——测距、注册以及带宽分配。提出了一种上行接入技术的实现方案。通过硬件电路仿真验证了光网络单元(ONU)可以收到正确的时隙，从而确保ONU能够以TDMA方式完成上行接入。     

基于中央预定信令调控的多址接入

提出一个改进的多址接入控制协议,即基于中央预定信令调控的多址接入（centralized reservation signaling based multiple access,CRSMA）。该协议利用了IEEE802.15中所使用的小网络中央控制器（piconet coordinator,PNC）的特点,避免了数据的碰撞, 减少了控制信令的使用并且解决了空信道问题。对该协议进行了仿真分析,把该协议与IEEE802.11中的多址接入控制协议,即载波侦听多址接入/冲突避免（carrier sense multiple access with collision avoidance,CSMA/CA）,以及当前典型的改进方法进行了性能对比。最终的分析和仿真结果可以证明,从获得更高的吞吐量和更好的带宽利用率的角度而言,CRSMA优于CSMA/CA及其大多数改进的方法。