光接入网节能优化技术的研究

【摘要】：近年来，信息产业增长迅速，可视电话、IPTV和视频点播等宽带应用业务的推动，刺激了全球对宽带接入网的发展。光网络作为信息传送的底层核心载体，其节能减排不仅可减少自身的碳排放，也可为整个通信网的节能减排带来更大的空间。以FTTH为主要形式的光接入网的规模巨大，具有海量的网络终端，在光接入网中的任何节能措施都能获得巨大的效益。光纤接入是当前最流行的接入网技术，光接入网节能已经成为一个热门的研究课题，具有重大的战略意义和应用价值。 文章重点研究FTTH中ONU的结构和性能，提出基于智能关断的电源管理节能方案。从物理层上将ONU芯片设计为几个独立的供电模块，能够实时的根据网络情况智能的关闭不需要的模块，与数据链路层休眠机制结合具有更好的节能效果。 睡眠节能算法中的控制机制对系统的服务质量影响很大。论文提出了一种自适应睡眠节能算法，能够根据不同的网络状况使ONU进入深睡眠和浅睡眠状态。论文对算法进行建模仿真。仿真结果表明，采用该睡眠节能方案可以使ONU最高节能75%，在中等负载情况下可保持50%的节能效率，引入较小的时延，能够满足系统的QoS需求。 文章根据下一代光接入网的发展特点和趋势，提出可配置ONU端口的交叉连接节能方案，该方案在关闭OLT空闲端口节能的同时，能够提供较高业务保障和链路保护功能；研究了适用于1G/10G混合系统的速率自适应节能技术；OFDM-PON根据不同网络状况，动态地调制OFDM中各个子载波的分布，在节能的同时实现低复杂度协议框架下的最优化接入网。 【关键词】：光接入网 无源光网络 节能 电源管理 智能关断 睡眠算法
【学位授予单位】：南京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TN915.6
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-6
• 目录6-8
• 专用术语注释表8-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 研究背景及意义10-12
• 1.2 国内外研究现状12-14
• 1.3 本文主要工作14-15
• 1.4 论文章节结构15-16
• 第二章 光接入网及节能技术概述16-23
• 2.1 光接入网概述16-17
• 2.1.1 光接入网的分类17
• 2.2 光网络节能技术17-21
• 2.2.1 核心网能耗分析和节能方法18-19
• 2.2.2 城域网能耗分析和节能方法19-20
• 2.2.3 接入网能耗分析和节能方法20-21
• 2.3 无源光网络节能技术21
• 2.4 本章小结21-23
• 第三章 ONU 电源管理节能方案研究23-34
• 3.1 ONU 功能结构23-25
• 3.1.1 ONU 功能需求23-24
• 3.1.2 ONU 概述24-25
• 3.2 ONU 节能需求25-27
• 3.2.1 ONU 能耗分析26-27
• 3.3 智能关断电源管理方案研究27-28
• 3.3.1 电源管理27
• 3.3.2 智能关断工作原理27-28
• 3.4 电源管理与休眠机制的结合28-30
• 3.4.1 电源供电模块设计28-29
• 3.4.2 ONU 工作状态29-30
• 3.5 基于智能关断的 ONU 设计30-33
• 3.5.1 电源管理模块电路设计30-33
• 3.5.2 对 ONU 芯片设计的思考33
• 3.6 本章小结33-34
• 第四章 EPON 自适应睡眠节能算法研究34-50
• 4.1 EPON 节能技术34
• 4.2 EPON 自适应节能方案的设计34-39
• 4.2.1 ONU 浅睡眠和深睡眠介绍35
• 4.2.2 进入深睡眠模式的条件35-36
• 4.2.3 退出深睡眠模式的条件36
• 4.2.4 节能机制下的状态转换36-38
• 4.2.5 睡眠机制下的节能效果38-39
• 4.3 支持睡眠模式的 DBA 算法39-41
• 4.4 OPNET 建模仿真及结果分析41-49
• 4.4.1 网络模型41-42
• 4.4.2 节点模型42-43
• 4.4.3 进程模型43-44
• 4.4.4 仿真结果分析44-49
• 4.5 本章小结49-50
• 第五章 下一代光接入网节能技术研究50-58
• 5.1 下一代接入网的特点和发展趋势50-51
• 5.1.1 下一代接入网的特点50
• 5.1.2 下一代接入网发展趋势50-51
• 5.2 下一代光接入网节能技术51-55
• 5.2.1 自适应链路速率节能技术52-54
• 5.2.2 基于 OFDM 的节能技术54-55
• 5.3 基于可配置 ONU 接口的节能方案55-57
• 5.3.1 可配置接口技术的提出55-56
• 5.3.2 对 OLT 功能要求56
• 5.3.3 性能分析56-57
• 5.4 本章小结57-58
• 第六章 总结与展望58-60
• 参考文献60-63
• 附录 攻读硕士学位期间撰写的论文63-64
• 致谢64-65

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