基于波分环境的EPON动态资源分配分析

2015-08-09张莹

新媒体研究 2015年2期

张莹

（大庆油田信息技术公司喇区分公司，黑龙江大庆 163000）

当前信息时代之下，无论是人们的工作展开还是生活，都越来越离不开信息的传输，对应的，从通信领域的基础支持角度看，相关技术的不断发展与成熟，也为这种社会范围内信息传输需求的满足提供了坚实的基础。随着光进铜退的不断深入，对应的光传输网络领域中的技术体系也日渐成熟，其中以以太网无源光网络（EPON，Ethernet Passive Optical Network）技术为核心的光数据传输网络，成为当前该领域中关注的重点。

1 EPON网络的当前应用特征

EPON网络是当前在三网融合的需求背景之下广泛采用的组网方式，其本身隶属于无源光网络的一种，其最大的工作特征，即整个通信网络在工作展开的过程中不需要外界电源接入，因此在实际工作中呈现出良好的稳定特征。与此同时，进一步考虑到EPON网络在组网过程中采用了相对较为传统和常见的以太网方式加以展开其无线光网络布局体系，因此相对而言更为技术人员所熟悉，在维护和敷设等方面便于展开。

EPON网络在发展的早期环境中，通常采用点对多点的方式展开数据传输，即在下行环境中以广播形式进行工作。广播方式在EPON网络发展初期，用户数量相对有限，并且光纤网络尚不发达的环境中曾经发挥了良好的支持作用，但是随着信息传输环境中用户数量的不断增加，并且在某些特殊情况下甚至呈现出激增的状态。这种信息传输需求的发展状态，从客观上推动着EPON技术领域中相关技术的引入。

随着光波复用（WDM，Wavelength Division Multiplexing）技术的不断发展，其应用已经开始深入到光缆线路的各个角落，同样在EPON网络环境下也有长足进展。从根本上看，WDM技术是一种将整个光传输通路按照波长划分为不同信道，并且在每条信道上加载不同信号进行传输的技术，从而在物理层面上实现为不同的用户配给一个专用的波长链路。并且随着复用技术的日渐成熟，同一条物理光纤上可以复用的光传输链路数量也在逐年增加，这些技术都对当前的信息传输需求给予了充分的支持。

就目前的应用状态看，WDM本身是一种能够支持良好端对端信息传输方式的技术，能够支持其局端面向用户端的专用链路建立。不同的用户通过不同的波长进行数据传输，并且进一步复用在同一条物理链路之上，从而在安全性和网络传输能力两个方面都较以往EPON网络有了一个显著的提高。但是对于此种网络而言，如果为每一个用户分配一个固定波长，则会在用户无数据传输需求的时候产生资源浪费。虽然此种方式对于某些数据传输需求频繁的办公环境而言相对适用，但是考虑到固定波长分配系统升级费用过高，且由于要为每一个用户在局端相应配备一个特定波长收发器和路由设备，因此对应造成一定的一次投入成本负担。基于此种考虑，当前的EPON网络环境中更多会考虑采用动态波分复用技术以改善系统性能。

2 DWM-EPON环境下网络资源动态分配策略

在DWM-EPON网络环境中，对于资源的动态分配策略需要重点从两个方面展开，即下行以及上行方向。

2.1 下行方向动态波分复用

相对典型的EPON网络下行结构参见图1。

图1 EPON网络下行结构示意图

图1 中可以看出，可调光源TL以及阵列波导光栅AWG位于局端，WDM滤波器位于光网络单元ONU中。AWG在网络环境中同时作为分/合波器以及波长路由器存在，其在合波器职能之下，负责将不同波长的信号复用到一根光纤上，网络中的每个ONU都有一个特定波长滤波器和突发模式接收器用以接收局端发给它的数据。当网络环境中存在多个ONU时，OLT首先确定需要发送的下行数据目标所属ONU接收波长，然后将TL调整到相应的波长形成调制信号后发送给该ONU。

当AWG与多个EPON网络相连，则进一步承担起波长路由器的职能。展开工作的时候首先需要确定数据传输目标端波长，而后通过相应的表达式来确定自身发射波长，从而实现一个AWG能过支持面向多个ODN展开工作，切实提升网络整体的灵活性以及波长资源利用率。

2.2 上行方向动态波分复用

对于EPON上行方向动态波分复用而言，首先明确一个OLT需要面对多个ONU展开服务。因此首先每一个ONU都会首先在OLT端实现注册，初始化信息包括各个ONU缓存中待传的数据量、传输时延RTT以及各ONU的接收波长。OLT会将多个ONU的相关信息存入轮询表中，并且授权给第一个ONU展开数据传输。ONU1依据OLT分配给的资源窗口展开数据传输，于此同时更多的用户传输请求数据涌入ONU1缓存空间，在第一批数据发送完成之后，ONU1会将新的数据传输请求附加在数据末尾，而OLT将据此展开对于轮询表的更新。

对于上行方向的动态波分复用而言，其动态特征体现在OLT面向ONU展开的动态资源窗口配置方面。这种动态特征在ONU没有数据发送请求的时候，其优势尤其突出，对应的ONU仅需要发送下一个周期的请求信息，即可完成该周期轮询列表的更新。并且当某一个ONU需要传输大量数据的时候，OLT还可以依据对应的智能算法以及轮询表中的数据发送请求，来实现对于整个数据窗口资源配置的优化。