无线-光纤混合宽带接入网络路由技术分析

谢伟岳

【摘要】 无线-光纤混合宽带接入网（WOBAN）是一种新型的具有竞争力和广泛前景的混合接入网络，其集成了EPON光纤接入网高速、宽带的优点和WMN无线网络灵活、便利的长处。但需要注意的是，无线-光纤混合宽带接入网对于光域互联路由技术提出了较高的要求。基于以上，本文从无线-光纤混合宽带接入网络概述入手，探讨了其路由技术。

【关键词】 无线-光纤宽带接入网络 路由算法 网络拥塞

一、前言

随着多媒体技术的发展，多媒体传输业务被广泛使用，人们对网络通信能力的要求越来越高。就目前来看，主干网建设日渐完善，但“覆盖一公里”问题则制约了网络的发展。无线-光纤混合宽带接入网络集成了无线接入网和光纤接入网的优势，但路由技术一直是无线-光纤混和宽带接入网络的瓶颈。基于以上，本文简要分析了无线-光纤混合宽带接入网络路由技术。

二、无线-光纤混和宽带接入网络概述

无线-光纤混和宽带接入网络（以下简称WOBAN）主要由前端的无线Mesh网和后端光纤网组成。光网络单元ONUs是前端光纤网和无线网的分界点，其能够实现光信号和无线信号的高速转换。在WOBAN中，前端无线网络为Mesh网，后端光纤网为PON[1]。在Mesh网中，其融合了AdHoc和WLAN，现有的IEEE80211MAC层协议标准无法支持Mesh网，且当前没有专门针对Mesh网的路由协议标准，因此假定应用80211实现Mesh网的多跳传输，其最大传输速率为54/11/54/Mbps，单跳传输区域限定范围为100米。

三、无线光纤混合宽带接入网络路由技术

3.1前端无线Mesh网路由算法

最短路径路由算法和DARA路由算法是都是常见的路由算法，但二者在Mesh网中的应用都有着一定的局限性，本文提出了应用于WOBAN的Dijkstra算法，以此作为最短路径选择算法，首先提出了MHRA算法（最小跳路由算法），其以跳数为权重，之后提出了MDRA算法（最小时延路由算法），期以时延作为权重，下面来进行具体分析。

3.2MHRA算法

1）建立网络连接矩阵

将WOBAN实际网络拓扑结构进行抽象，得到25×25阶的连接矩阵B，如果B（i，j）=1，则代表节点i到节点j之间存在直接连通链路，链路权重固定，始终为1，如果B（i，j）=0，则代表节点i和节点j之间没有直接连通链路。

2）建立最短路径表

根据权重矩阵，对每一个节点通往其他节点都建立最短路径表，通过Dijkstra算法来选择最短路径。

3）信息统计

用户信号包到达最近路由器的时候，则此最近路由器成为源节点，在用户信号包中，对其目的节点有着明确，一旦目的节点进入到光网络中，则应当选择所要进入光网络的网络单元ONUs作为目的节点，如果用户信号包中信息数据的目的节点是其他用户，则选择该用户的路由器作为目的节点[2]。当数据到达源节点的时候，其会在已经建立好的最短路径表中选择一个到达目的节点的最短路径，之后直接进行发包处理，统计每一个用户信号包的延时信息，为之后的仿真数据比较提供数据支持。

3.3MDRA算法

1）广播链路状态

将当前用户信号包密度λi、有效链路容量Ci等信息周期性的发布到没一条链路i中，在DARA算法中，根据节点相邻链路的数量来实现对有效链路容量Ci的平均分配。

2）预测链路状态

对于每一条链路i来说，对其用户信号包密度进行预测，估计保密度为λiest，在链路权重系数确定的过程中会应用到λiest，一直到下次链路状态更新。

3）链路权重确定

在确定链路权重的过程中，需要应用到λiest，链路i权重为Wi，其确定公式为：

4）链路计算

建立连接矩阵，方法与MHRA算法连接矩阵建立方法一致，对B（i，j）=1的链路进行权重赋值，之后根据Dijkstra算法来确定最短路径。

5）信息统计

根据节点用户信号包的发包数量，在路径计算过程中确定了经过节点，在经过节点进行链路状态的更新，对各个用户数据包的延时进行统计。

MHRA算法在负载较轻环境下时延性能更优良一些，但随着负载的增加，MDRA算法时延性能更好，能够有效实现负载平衡，不会在个别路径集中网络，造成网络拥塞。

四、结论

本文以Dijkstra算法为基础，将其应用到WOBAN的前端无线Mesh网络中，实现了MHRA算法和MDRA算法，并结合仿真结果分析了两种路由算法的性能，随着负载的增加，MDRA算法的应用值得考虑。

参 考 文 献

[1]索凯华.无线-光纤混合宽带接入网络路由技术研究.浙江工业大学，2012

[2]马应平等， WOBAN中最短路径Dijkstra路由算法.军事通信技术，2012