工业PON中确定性网络传输技术研究(特邀)

作     者：张佳玮 苏琛 纪越峰 ZHANG Jiawei;SU CHEN;JI Yuefeng

作者机构：北京邮电大学信息光子学与光通信全国重点实验室北京100876 

出 版 物：《光通信研究》 (Study on Optical Communications)

年 卷 期：2024年第1期(12)卷第1期

页      面：1-13页

学科分类：0810[工学-信息与通信工程] 08[工学] 081001[工学-通信与信息系统] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(62271077 61971055) 

主　　题：工业无源光网络 确定性网络传输技术 确定性带宽分配 网络演算 

摘      要：无源光网络(PON)凭借其大带宽、低成本和抗电磁干扰等优势,被认为是下一代工业互联网的重要组网技术之一。然而,以“带宽提升为主要技术发展思路的常规PON,其传输控制机制难以满足以“时间敏感为特征的高品质工业业务传输需求,对常规PON的网络传输能力提出了重要挑战,迫使其融入新的特性,即确定性。文章以时分复用(TDM)-PON为主要研究对象,首先阐述了工业互联网的业务特征及传输需求,分析了工业互联场景下常规TDM-PON面临的两大技术挑战:一是传统带宽分配方案引起的时延不确定性;二是队列调度机制僵化引起的时延不确定性。围绕上述挑战,文章介绍了提升TDM-PON确定性网络传输能力的关键技术,如协作传输接口、单帧多突发和确定性带宽分配(DetBA)等。其次,文章介绍了一种基于网络演算的时延边界建模思路作为确定性工业PON系统设计与性能评估的理论模型。最后,文章从业务层、媒质接入控制(MAC)层、物理层及控制管理平面等多个角度探讨了确定性工业PON的潜在技术及发展方向。