Δυναμική ανάθεση εύρους ζώνης σε παθητικά οπτικά δίκτυα

Abstract

Η διαρκής αύξηση των αναγκών για εύρος ζώνης σε παγκόσμιο επίπεδο έχει οδηγήσει την τελευταία δεκαετία στην εγκατάλειψη του χαλκού και τη σταδιακή μετάβαση σε δίκτυα πρόσβασης οπτικών ινών. Από τις διαθέσιμες τεχνολογίες οπτικών δικτύων πρόσβασης, τα παθητικά οπτικά δίκτυα εμφανίζουν σαφή πλεονεκτήματα, γεγονός που αποδεικνύεται από τον υψηλό βαθμό διείσδυσής τους στη πλειοψηφία των αγορών. Το πρωτόκολλο G‐PON, προτυποποιημένο από την ITU‐T στις συστάσεις G.984.x, προσφέρει αυξημένη απόδοση και εγγυήσεις ποιότητας για ένα ευρύ φάσμα υποστηριζόμενων υπηρεσιών. Η ανάθεση του εύρους ζώνης στα δίκτυα G‐PON πραγματοποιείται με δυναμικό τρόπο, ωστόσο ο αλγόριθμος δυναμικής ανάθεσης εύρους ζώνης δεν προσδιορίζεται στις συστάσεις της ITU‐T και αφήνεται στην κρίση του κατασκευαστή του δικτυακού εξοπλισμού. Η επίδραση του αλγορίθμου δυναμικής ανάθεσης εύρους ζώνης που χρησιμοποιείται στην υλοποίηση ενός δικτύου G‐PON είναι κρίσιμη για την επίτευξη αποδοτικής και δίκαιης χρησιμοποίησης του εύρους ζώνης με έμφαση στη ροή ανόδου και παράλληλα τη δυνατότητα υποστήριξης των απαιτήσεων ποιότητας υπηρεσίας διάφορων εφαρμογών. Στο πλαίσιο της παρούσας διπλωματικής εργασίας μοντελοποιήθηκε το πρωτόκολλο G‐PON με χρήση του περιβάλλοντος προσομοίωσης OPNET και εκτελέσθηκαν προσομοιώσεις με στόχο το προσδιορισμό του σημείου βέλτιστης λειτουργίας, εξετάζοντας το αποτέλεσμα εύρους ρυθμίσεων και αλγορίθμων δυναμικής ανάθεσης εύρους ζώνης.

A global, constant rise in demand for bandwidth has led in the ultimate decade to the gradual transition from copper to optical access networks. Among the available optical access network technologies, Passive Optical Networks feature significant advantages, a fact proven by the high level of market penetration. The G‐PON protocol, standardized by ITU‐T in the G.984.x series of recommendations, offers increased performance and quality guarantees for a wide spectrum of supported services. Dynamic Bandwidth Allocation in G‐PON networks is performed in a dynamic fashion, however the Dynamic Bandwidth Allοcation algorithm is not specified within the ITU‐T recommendations and is left for the network vendors to implement. The effect of the DBA algorithm in a G‐PON network implementation proves crucial, regarding effective and fair bandwidth utilization especially in the upstream direction. In the same time the DBA algorithm provides support for the Quality of Service requirements of various applications. Within the scope of this thesis, the G‐PON protocol was modeled using the OPNET modeler tool and a series of simulations were executed, with the aim of defining the optimal function parameters and studying the effect of different DBA algorithms.