epon matlab仿真,一种新型的EPON保护结构
1引言以太无源光网络[1,2](EthernetPassiveOpticalNet-work,EPON)作为下一代宽带接入网的一种可行方案,能够提供语音、数据和图像的多业务接入。EPON接入网传送聚集了几十个甚至上百个用户的高速数据,一旦光纤发生故障,就会引起严重问题。因此,对于E-PON网络生存性的研究显得尤为重要。网络生存性是指在网络故障条件下连续完成服务的能力[3]。网络生存性S也可以定义为:在灾害作用下网络可以完成的残余通信量S()占正常工作条件下通信业务的比重[4]。基本的生存性实现机制包括保护机制和恢复机制两类。保护机制是指当网络中的工作连接发生故障时,用预先配置好的备用连接代替它。恢复机制是利用路由算法等机制实现端到端的整条或部分路由的重新建立,以绕过故障节点或路由。本文重点研究如何通过网络保护来提高EPON网络的生存性[5]。在EPON国际标准(IEEE802.3-2005)[6]中未定义保护方式,根据中华人民共和国通信行业标准《接入网技术要求-基于以太网方式的无源光网络(EPON),建议采用ITU-TG.984.1[7]两种EPON系统的保护方式:骨干光纤保护倒换方式和光纤全保护倒换方式。本文提出了一种可以有效降低用户成本的V型保护结构。2V型保护结构2.1工作原理图1为ONU的内部结构图,由光倒换开关和发送接收设备两部分组成。与传统ONU相比,增加了光倒换开关,正常工作时光倒换开关的n点与a点相连,发生故障需要倒换时n点与a点断开,倒换到b点。图2所示为V型保护结构图,与传统EPON网络相比,在每个ONU之前增加了耦合器,该耦合器位于近ONU端,甚至可以把耦合器和ONU做在同一个设备中。因此,在下文讨论中不考虑耦合器i与ONUi之间工作光纤的距离,而每个ONU都与其相邻的耦合器图1V型保护结构通过保护光纤相连,形成一个W形保护环,由于每个ONU只有一个保护光纤,我们称之为V型保护结构。正常工作时,OLT中包含两套发送/接收设备,只有一套(TX/RX0)处于工作状态,另外一套TX/RX1处于备份状态。处于工作状态的光发送模块发送下行光信号到分光器,到达分光器后下行信号被分路到支路光纤上,各ONU通过耦合器获得下行信号并送至接收设备,接收设备根据LLID接收属于本ONU的数据。上行方向,ONU在OLT指定的发送时间内把以太网帧通过耦合器送给分光器,上传给OLT中处于工作状态的发送接收设备,而处于备份状态的发送接收设备TX/RX1会通过内置隔离器阻止上行信号的进入。若主干光纤发生故障,OLT通过上行接收信号的监测确定故障点的位置位于主干光纤,OLT发起倒换,启动处于备份状态的光发送接收设备TX/RX1;若发现故障点位于分光器与某个ONU之间,则该ONU通过倒换开关选路到相邻耦合器,通过相邻耦合器与OLT进行通信。由于耦合器i与ONUi距离很近,而且耦合器同ONU可以一同置于室内,因此不考虑它们之间的故障。设分光器与ONU3之间的光纤发生故障,ONU3检测到故障后,光倒换开关的na连接断开,选路到b点,通过n、b相连ONU3连接到耦合器4上,下行方向的数据流通过耦合器4分别送给ONU3和ONU4,ONU3和ONU4通过各自的LLID标识接收属于本ONU的数据包。上行方向,ONU3的待传数据与ONU4的待传数据通过耦合器耦合传输,不影响ONU4的正常通信。2.2V型保护结构分析对于随机作用的灾害,设故障发生概率为,并且均匀作用在链路上。设链路长度L,长度为L的链路在故障状况下链路能正常工作的概率为:Ps=1-lim(1-(1-LL)=e
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