公平高效支持QoS的EPON动态带宽分配算法设计原则研究

以太无源光网的DBA算法应当高效、公平,并保证服务质量。分析了影响链路利用率的各种因素,提出避免DBA延时、消除时隙末损耗等4项提高链路利用率的原则。同时给出了针对性措施,比如分组交织,基于帧边界授权。遵循这些原则,链路效率能够超过96％。按照SLA带宽比例,面向用户授权带宽能够实现用户间公平。为保证服务质量,应当采取区分服务模型,实行闸门式优先级队列调度方式,选取适当长度的轮询周期。     

支持用户SLA的公平EPON带宽分配算法

动态带宽分配算法是EPON的关键技术之一.现有的DBA算法在带宽利用率、公平性方面有待提高.借鉴现有算法的思路,结合公平性的现实意义,提出了支持多用户SLA的公平算法SOABR算法.SOABR算法消除了时隙末空闲和DBA延时,带宽利用率达到了最优化;按SLA比例为用户授权带宽,实现用户间公平.仿真实验证明,与改进的IPACT、HPFCT、Chadi Assi算法等3种典型算法相比,SOABR算法带宽利用率最高,真正支持用户等级划分,在区分服务模型下各类业务延时最佳.     

EPON技术中DBA算法及实例

DBA算法直接关系到上行信道的带宽利用率和数据时延以及各种业务的服务质量（QoS）要求,所以DBA算法成为EPON技术的关键。笔者首先简要介绍了EPON技术的概念,然后从EPON系统的定义出发,阐明了EPON接入系统的特点。其次在分析EPON系统现有的带宽分配算法的基础上,根据目前中国移动通信内部的DBA算法实例,将带宽分配分为ONU间调度和ONU内调度两层,在ONU间层,光线路终端（OLT）负责分配给ONU一个传输时隙。     

EPON中一种改进的DBA算法

动态带宽分配是EPON系统的关键技术之一。由于多个ONU共享同一上行信道,对上行数据流的控制显得尤为重要。EPON系统使用请求／应答机制对ONU进行带宽分配。在ETRI算法的基础上,提出了一种改进的算法,它支持队列优先级和ONU之间的公平性。通过仿真结果可以看出,改进的算法与ETRI相比,大大减少了平均队列长度。     

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。     

EPON最小空闲时间动态带宽分配算法

为解决典型EPON动态带宽分配算法因在每个授权周期中信道上存在空闲时间而导致网络性能降低的问题,提出最小空闲时间带宽分配算法(ITM-1和ITM-2).为部分光网络单元提前分配一个额外的带宽请求时隙,可减小甚至完全消除每个授权周期中出现的空闲时间,提高信道利用率.仿真结果表明:该算法较已有算法可明显改善网络的平均分组传输时延、最大分组时延、平均分组丢失率和吞吐量等性能.     

基于小波多尺度分析的DBA算法

分析了以往状态报告型与非状态报告型GPON动态带宽分配算法的优缺点,采用二者相结合的方式,提出一种基于小波多尺度分析的GPON动态带宽分配算法（DBA.）算法通过小波预测模型获得ONU的实时业务量,并采用权重优先级的方式为各ONU合理分配上行带宽.给出了算法的实现步骤,在OPNET环境下建立了GPON的仿真模型,对所提出算法的有效性进行了验证.结果表明,算法获得了较低的传输时延和较高的带宽利用率,是一套完整可行的动态带宽分配方案.     

EPON中支持多种业务的带宽调度方案

提出了一个在EPON上实现多种业务传输的带宽调度方案，借鉴了区分服务的方法，将服务分级并相应地将EPON的上行带宽分为预留带宽、高优先级和低优先级带宽，并采用了不同的分配策略，仿真分析证明，该调度方案能够很好地支持实时性业务和具有高突发性的数据业务。     

EPON中实时可变比特率视频业务的自适应线性流量预测动态带宽分配算法

根据视频数据流的长程相关性特点,提出一种以太无源光网络中面向实时可变比特率视频的动态带宽分配算法.该算法利用自适应线性单步预测器对未来到达的平均视频流量进行预测,实时预测结果用于对下一个发送时隙的计算,使得带宽分配算法能够充分满足实时视频流量需求.仿真实验表明,所提出的算法能够准确地对实时可变比特率视频流量进行预测,有效地降低排队时延,减小队列长度并提高带宽利用率.     

面向以太无源光网的支持流量预测与预分配机制的动态带宽分配算法

提出了一种支持流量预测与预分配机制的动态带宽分配算法(DBA),能够对高优先级业务进行流量预测,并根据预测结果预先分配带宽,以避免“T 2”排队延时.同时,为了提高信道利用率,还引入了预测修正机制,一旦出现带宽剩余现象,就从下一周期开始对预测流量作进一步修正,使其更加逼近真实流量.仿真实验显示,该算法优于现有的DBA算法,不仅能够满足高优先级业务的延时要求,而且有效控制了低优先级业务延时异常现象的发生.     

一种新型带宽公平分配算法

为了有效地解决个别大流量数据流所造成的不合理带宽占用问题，提出了一种用于路由器的对带宽进行公平分配的流量标记缓冲管理(TMBM)算法．该算法由流量分类标记算法和缓冲管理算法组成，它将每一个数据包归属到数据流，根据每种数据流发送的累计数据包进行数据流分类，按照分类的结果和该类数据流对先进先出(FIFO)缓冲区的利用情况，由缓冲管理算法来确定对该数据流的带宽分配．在不同流量组合的情况下对该算法进行了仿真，结果表明：在各种情况下它都可以达到公平的带宽分配效果，性能比Drop—Tail、RED和DRR等算法优异．     

RPR公平带宽分配中DVSR算法的性能分析及改进

弹性分组环（RPR）中最关键的技术之一是环路公平算法。主要探讨了一种分布式虚拟时间调度（DVSR,Distributed Virtual-time Scheduling in Rings）算法,对此算法做了改进并进行性能仿真分析,结果表明,该算法不仅带宽利用率高、收敛迅速,而且能够更好地实现环网的公平。     

一种基于网络处理器的动态带宽分配算法

针对基于优先级队列（CBQ）机制中带宽分配算法的不足,以Intel IXP2400 为平台,设计并实现了一种基于网络处理器的动态带宽分配算法.该算法以令牌为介质,采用“生产者-消费者”模式,将每个优先级队列看作是一个独立的实体并为其设置一个令牌桶.令牌发放器作为“生产者”,根据队列的预分配带宽,按照特定的速率将令牌放入令牌桶中,调度器作为“消费者”,从令牌桶中取出令牌.某个优先级队列的令牌如果不够用,允许向其他优先级队列借用令牌,或收回借出的令牌,从而实现带宽的动态分配.在IXP2400微引擎上的实验表明,无论高优先级队列数据包速率高于还是低于传统CBQ带宽分配算法中设置的阈值,所提算法的转发速率均高于传统算法.     

光接入网中低延迟高能效动态带宽分配算法研究

巨大的能源消耗以及高延迟已经成为阻碍无源光网络进一步发展的主要困难.为了解决这个问题,绿色动态带宽分配算法最近被广泛地研究.然而,这些所提出来的方案并不能在降低能耗的同时满足低延迟的要求.在本文中,一个高能效低延迟的动态带宽分配方案被提出,称之为"组合配对动态带宽分配算法"(Pair-Wise Combination,PWC).本文所提出的PWC动态带宽分配算法能够动态地改变轮询次序,以压缩周期长度,提高了延迟性能.不仅如此,该方案在同时考虑了上、下行数据传输的情况下,还能提高无源光网络的能耗效率.仿真结果表明,该方案能够极大地降低能耗,同时还能有效地降低业务延迟.仿真结果表明,在光网络单元的个数为16,上行网络负载为0.3时,PWC方案下的上行延迟为1.18ms,节能效率为91.1%;而与之对比的ECS能耗节约方案的上行延迟为2.33ms,节能效率为89%.提出的PWC方案优于已有的ECS节能方案.     

基于带宽公平分配和周期流合并策略的流调度算法

结合Period Patch算法，通过给每一流赋予QoS水平参数，并吸收了排队策略中RED算法的思想提出了基于带宽公平分配和周期流合并策略的流调度算法（FBA Period Patch），阐述了FBA Periodpatch算法的五个组成部分；构造了仿真实验环境，通过实验得出了一组仿真数据。进一步分析了算法的性能，验证了它的可行性和先进性。     

基于令牌环网的动态实时带宽分配算法

提出了一种动态实时带宽分配算法 ,能够动态估算当前各个结点的实时通信负载 ,分布式地控制各个结点的令牌持有时间 .实时消息 M的负载指数和结点的实时消息负载指数 ,可以有效地衡量结点的实时通信的负载情况 ,为动态分配实时带宽提供依据 .通过模拟实验的测试 ,证明该算法优于固定带宽分配 ,同时也说明上述的两个指数是可行的     

一种改进的核心无状态公平带宽分配机制

CSFQ(Core Stateless Fair Queue)算法在无状态网实现了如同有状态网那样好的公平带宽分配，但它的丢包算法是针对UDP流等非响应流导出的，不适用于TCP流．本文针对TCP流的特点提出了一种改进的CSFQ算法．算法主要改进有两点：(1)将缓存队列长度变化与丢包概率关联起来，用一种类似于RED(Random Early Drop)的缓存策略解决了缓存频繁溢出导致的一些问题，如公平共享速率的收敛问题；(2)对TCP流使用了与UDP流不同的丢包策略，彻底解决TCP流与UDP流的带宽分配公平性．仿真结果显示，当TCP流与UDP流共享拥塞链路时，在带宽分配的公平性方面，改进算法较原算法有了很大的性能提高．     

APON系统中一种具有多优先级业务的动态带宽分配算法

基于 Ａ Ｔ Ｍ 的无源光网络（ Ａ Ｐ Ｏ Ｎ） 上行信道的传输是采用时分多址接入（ Ｔ Ｄ Ｍ Ａ） 方式来共享光纤的,根据光线路终端（ Ｏ Ｌ Ｔ） 的指示,各光网络单元（ Ｏ Ｎ Ｕ） 发出的信号占据不同的时隙。为了有效利用带宽,给出了一种具有多优先级业务的动态带宽分配算法———最少业务量损失算法,它通过分级允许控制为各优先级业务分配相应的带宽。当有一新的连接要求时,它通过计算损失业务目标函数 Ｑ 来调整带宽分配。