Ανάλυση και αποτίμηση απόδοσης αμιγώς οπτικών δικτύων πρόσβασης

• Κύριος συγγραφέας: Γκούνης, Δημήτριος
• Άλλοι συγγραφείς: Λογοθέτης, Μιχαήλ
• Μορφή: Thesis
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2011
• Θέματα: Ethernet παθητικά οπτικά δίκτυα; Οπτικά δίκτυα; Ethernet passive optical networks (EPON); Optical networks; 621.369 2

Με την ανάπτυξη της τεχνολογίας οπτικών ινών κατά την τελευταία δεκαετία, η υποδομή των τηλεπικοινωνιών έχει παρουσιάσει μία τρομερή ανάπτυξη στη χωρητικότητα εύρους ζώνης των δικτύων κορμού. Η ανάπτυξη αυτή ξεκίνησε με τα δίκτυα ευρείας περιοχής (WANs) που παρέχουν συνδεσιμότητα μεταξύ πόλεων μέσω των δικτύων μητροπολιτικής περιοχής (MANs), τα οποία συνδέουν τα τηλεπικοινωνιακά κέντρα των παρόχων υπηρεσιών. Ωστόσο, τα δίκτυα πρόσβασης, που εξυπηρετούν πολυάριθμους οικιακούς χρήστες, μικρές επιχειρήσεις και οργανισμούς, δεν έχουν αναπτυχθεί ανάλογα. Παρόλο που η πρόσφατη ανάπτυξη των πρωτοποριακών τεχνολογιών xDSL και CaTV έχει αναβαθμίσει σημαντικά το τμήμα αυτό, οι τεχνολογίες αυτές είναι ακόμη ανεπαρκείς για να καλύψουν την ολοένα και αυξανόμενη ζήτηση εύρους ζώνης των χρηστών. Για την αντιμετώπιση αυτού του προβλήματος, οι τεχνολογίες της οπτικής ίνας μέχρι το σπίτι/το πεζοδρόμιο/το κτίριο (Fiber To The Home/Curb/Building – FTTH/FTTC/FTTB) έχουν θεωρηθεί από καιρό ως μια προτιμώμενη λύση και τα παθητικά οπτικά δίκτυα (PONs) θεωρούνται ευρέως ως μία πολλά υποσχόμενη τεχνολογία για την εφαρμογή διάφορων λύσεων FTTx. Η παρούσα διπλωματική εργασία αρχικά εισάγει το πρόβλημα σχετικά με την ανάγκη εφαρμογής οπτικών δικτύων πρόσβασης. Στη συνέχεια, εξετάζει πιθανές λύσεις στο πρόβλημα αυτό και αναδεικνύει τα παθητικά οπτικά δίκτυα (PONs) ως την καλύτερη επιλογή. Επιπλέον, γίνεται αναφορά στις διάφορες τεχνολογίες πολλαπλής πρόσβασης στα PONs (TDMA, OCDMA και WDMA). Η εφαρμογή της TDMA τεχνολογίας στα PONs αποδεικνύεται η πιο οικονομικά αποδοτική. Για τη χρήση της TDMA τεχνολογίας στα PONs αναπτύχθηκαν τα πρότυπα ATM PON (BPON), Ethernet PON (EPON) και Gigabit PON (GPON). Μετά από σχετική σύγκριση των προτύπων αυτών, το EPON θεωρείται η καλύτερη επιλογή για την εφαρμογή της TDMA τεχνολογίας στα PONs. Αυτή η διπλωματική εργασία στη συνέχεια εισάγει τις θεμελιώδεις έννοιες σχετικά με τα EPONs, εξετάζει τα κύρια ζητήματα που σχετίζονται με τη διάθεση εύρους ζώνης του ανοδικού καναλιού (από τον τελικό χρήστη προς το τηλεπικοινωνιακό κέντρο) στα συστήματα EPONs και παρουσιάζει μία επισκόπηση των πιο πρόσφατων αλγορίθμων δυναμικής διάθεσης εύρους ζώνης (Dynamic Bandwidth Allocation – DBA) για ανοδικές μεταδόσεις στα EPONs. Τέλος, γίνεται περιγραφή και υλοποίηση ενός εκ των πρώτων DBA αλγορίθμων που προτάθηκαν για τη διάθεση του ανοδικού εύρους ζώνης στα EPONs, του αλγορίθμου IPACT (Interleave Polling with Adaptive Cycle Time – IPACT). Κατά την περιγραφή, η limited service του αλγορίθμου IPACT προκύπτει ως η καλύτερη, με βάση διάφορα κριτήρια, μεταξύ των διάφορων υπηρεσιών αυτού του DBA αλγορίθμου και αποτελεί σημείο αναφοράς για μεταγενέστερες δημοσιευμένες εργασίες που υπάρχουν στη βιβλιογραφία. Η υλοποίηση περιλαμβάνει προσομοίωση της limited service του αλγορίθμου IPACT με χρήση της γλώσσας προσομοίωσης SIMSCRIPT II.5 και εξαγωγή αναλυτικών αποτελεσμάτων από εξισώσεις που μοντελοποιούν τη συμπεριφορά του αλγορίθμου, με χρήση της γλώσσας προγραμματισμού C. Τα αποτελέσματα της ανάλυσης και της προσομοίωσης συγκρίνονται και προκύπτουν τα κατάλληλα συμπεράσματα.