单波长和多波长EPON系统休眠节能策略研究
发布时间：2020-07-10 23:52
【摘要】：随着光纤接入网络的广泛部署以及业务多元化的发展,物联网等新兴业务与传统业务通过单一的光纤接入网进行承载已经成为一种新的发展趋势,从而形成多业务融合的光纤接入系统。在多业务融合光纤接入系统中,其ONU承载的业务具有不同的特点,当前单一的节能策略不能较好地适应多业务融合光接入系统的节能需求。论文以EPON为例,提出了根据ONU承载业务的特点设计不同的新型分类休眠节能策略。通过仿真分析,在该节能策略下,针对承载以物联网为代表的新兴低负载业务的ONU能够降低其75%的能耗,时延在允许范围之内;而针对承载传统业务的ONU其节能比例在低负载时能够达到40%,并且随着负载量的升高呈下降的趋势,但其时延相对较低。仿真结果表明,论文提出的分类休眠节能策略在多业务融合的EPON系统中可以实现在系统QoS和能耗上的平衡。其次,论文在前期1G/10G-EPON节能方案基础上进行了扩展,将其应用到IEEE标准组织正在探讨的NG-EPON系统中。在NG-EPON中,ONU根据速率的不同,拥有单个或多个收发器,论文提出了根据ONU收发器的工作状态设计分类节能策略,从而能够根据负载量的变化动态调节其节能效果。通过仿真分析,我们得到在系统链路低负载时能够降低60%的能耗,而在其时延上与不节能的情况近似。
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN915.63
【图文】：
图 1-1 1G/10G-EPON 系统上下行数据传输原理[6]Fig.1-1 Uplink and downlink data transmission principle base on 1G/10G-EPON system在当前已有的节能方案中，他们大多都是基于传统业务即家庭与企业业务来进行节能方面的研究的。然而，随着物联网等新兴业务的兴起，物联网等新兴业务与传统业务通过单一的光纤接入网进行承载已经成为一种新的发展趋势，从而形成多业务融合 EPON 系统，该系统中的 ONU 承载的业务呈现出不同的特点，对节能提出了不同的要求，从而基于当前已有的传统 EPON 的节能工作，本文对多业务融合 EPON 的 ONU 端节能展开了深入的讨论。同时，随着 4K/8K 超高清视频、虚拟 VR/AR、智慧家庭、物联网等新技术、新应用的发展，全球超宽带产业新一轮提速浪潮正拉开序幕，在光接入领域，NG-EPON 的标准化工作也已启动[7,8]。NG-EPON 的结构示意图如图1-2 所示，从图中可以看出该结构与 1G/10G-EPON 呈现出显著的差异，OLT 的工作波长由原来的一对变成了四对，ONU 中收发器的数量根据承载业务的需求有不同（1/2/4）的配置[9,10]，也就是 ONU 的形态也存在差异化，但考虑到系统兼容性，NG-EPON系统的工作流程依旧与1G/10G-EPON 类似，OLT通过广播方式给各个 ONU 发送
图 1-2 NG-EPON 的结构示意图[11,12,13]Fig.1-2 NG-EPON structure diagramEPON 节能技术及应用流程针对 EPON 的节能可以分为两类：基于硬件的和基于软件的节能[14,15,16]技术A）基于硬件的节能技术中，主要分为：新的 ONU 的结构和光学噪声重用1) 新的 ONU 结构：在之前的 IEEE802.3ah 的 ONU 标准中（STD-ONUs）持 ONU 的休眠模式。为了弥补这一缺陷，新的 ONU 结构由 S. Wong et al[了出来。如图1-3 所示，该图展示了各种 ONU 的特性的不同之处。其中第reen ONU (GR-ONU-1)与 STD-ONU 结构类似，唯一不同的就是内部嵌入了，支持休眠模式的功能。它的优点是不需要重新生产新的 ONU，并且当需睡眠模式的时候可以关闭大部分硬件结构，从而实现最大的节能效果。然缺点是从睡眠模式到活跃模式的时间开销（主要包括激光器的开启时间，复时间和同步时间）特别大，所造成的网络时延比较高，因此，这需要在果和网络性能之间进行折中考虑。第二类 Green ONU (GR-ONU-2)与上述
不支持 ONU 的休眠模式。为了弥补这一缺陷，新的 ONU 结构由 S. Wong et al[16]被提了出来。如图1-3 所示，该图展示了各种 ONU 的特性的不同之处。其中第一类 Green ONU (GR-ONU-1)与 STD-ONU 结构类似，唯一不同的就是内部嵌入了定时器，支持休眠模式的功能。它的优点是不需要重新生产新的 ONU，并且当需要进入睡眠模式的时候可以关闭大部分硬件结构，从而实现最大的节能效果。然而它的缺点是从睡眠模式到活跃模式的时间开销（主要包括激光器的开启时间，时钟恢复时间和同步时间）特别大，所造成的网络时延比较高，因此，这需要在节能效果和网络性能之间进行折中考虑。第二类 Green ONU (GR-ONU-2)与上述的ONU 不同的是它处于睡眠的时候是需要保持部分硬件结构是一直开启的
本文编号：2749633
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN915.63
【图文】：
图 1-1 1G/10G-EPON 系统上下行数据传输原理[6]Fig.1-1 Uplink and downlink data transmission principle base on 1G/10G-EPON system在当前已有的节能方案中，他们大多都是基于传统业务即家庭与企业业务来进行节能方面的研究的。然而，随着物联网等新兴业务的兴起，物联网等新兴业务与传统业务通过单一的光纤接入网进行承载已经成为一种新的发展趋势，从而形成多业务融合 EPON 系统，该系统中的 ONU 承载的业务呈现出不同的特点，对节能提出了不同的要求，从而基于当前已有的传统 EPON 的节能工作，本文对多业务融合 EPON 的 ONU 端节能展开了深入的讨论。同时，随着 4K/8K 超高清视频、虚拟 VR/AR、智慧家庭、物联网等新技术、新应用的发展，全球超宽带产业新一轮提速浪潮正拉开序幕，在光接入领域，NG-EPON 的标准化工作也已启动[7,8]。NG-EPON 的结构示意图如图1-2 所示，从图中可以看出该结构与 1G/10G-EPON 呈现出显著的差异，OLT 的工作波长由原来的一对变成了四对，ONU 中收发器的数量根据承载业务的需求有不同（1/2/4）的配置[9,10]，也就是 ONU 的形态也存在差异化，但考虑到系统兼容性，NG-EPON系统的工作流程依旧与1G/10G-EPON 类似，OLT通过广播方式给各个 ONU 发送
图 1-2 NG-EPON 的结构示意图[11,12,13]Fig.1-2 NG-EPON structure diagramEPON 节能技术及应用流程针对 EPON 的节能可以分为两类：基于硬件的和基于软件的节能[14,15,16]技术A）基于硬件的节能技术中，主要分为：新的 ONU 的结构和光学噪声重用1) 新的 ONU 结构：在之前的 IEEE802.3ah 的 ONU 标准中（STD-ONUs）持 ONU 的休眠模式。为了弥补这一缺陷，新的 ONU 结构由 S. Wong et al[了出来。如图1-3 所示，该图展示了各种 ONU 的特性的不同之处。其中第reen ONU (GR-ONU-1)与 STD-ONU 结构类似，唯一不同的就是内部嵌入了，支持休眠模式的功能。它的优点是不需要重新生产新的 ONU，并且当需睡眠模式的时候可以关闭大部分硬件结构，从而实现最大的节能效果。然缺点是从睡眠模式到活跃模式的时间开销（主要包括激光器的开启时间，复时间和同步时间）特别大，所造成的网络时延比较高，因此，这需要在果和网络性能之间进行折中考虑。第二类 Green ONU (GR-ONU-2)与上述
不支持 ONU 的休眠模式。为了弥补这一缺陷，新的 ONU 结构由 S. Wong et al[16]被提了出来。如图1-3 所示，该图展示了各种 ONU 的特性的不同之处。其中第一类 Green ONU (GR-ONU-1)与 STD-ONU 结构类似，唯一不同的就是内部嵌入了定时器，支持休眠模式的功能。它的优点是不需要重新生产新的 ONU，并且当需要进入睡眠模式的时候可以关闭大部分硬件结构，从而实现最大的节能效果。然而它的缺点是从睡眠模式到活跃模式的时间开销（主要包括激光器的开启时间，时钟恢复时间和同步时间）特别大，所造成的网络时延比较高，因此，这需要在节能效果和网络性能之间进行折中考虑。第二类 Green ONU (GR-ONU-2)与上述的ONU 不同的是它处于睡眠的时候是需要保持部分硬件结构是一直开启的
【参考文献】
相关期刊论文 前3条
1 赵继军;冯楠;张凯;郭昆;;以太网无源光网络ONU休眠节能技术[J];计算机应用研究;2013年03期
2 杨震;;物联网发展研究[J];南京邮电大学学报(社会科学版);2010年02期
3 孙忠富;杜克明;尹首一;;物联网发展趋势与农业应用展望[J];农业网络信息;2010年05期
相关硕士学位论文 前1条
1 丁志忠;EPON系统中基于多业务预测的带宽分配算法研究与仿真[D];江苏大学;2009年
本文编号：2749633
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