光接入网节能技术研究
发布时间：2021-06-30 16:07
随着“信息化”社会建设的进一步加快以及宽带业务需求的进一步增加,通信网的能耗问题日趋严峻。通信网大量的电力需求不仅给各大网络运营商带来了额外的运营成本,也使得网络“提速降费”工程的推进变得更为艰难,阻碍了社会“信息化”与“智能化”的发展。接入网作为通信网中的“最后一公里”,其能耗占到了整个通信网能耗的80%。因此,开展接入网节能降耗研究对降低整个通信网的能耗具有重要意义。本文以光接入网为背景,讨论了光接入网节能降耗研究的现状,开展了光接入网节能降耗机制的研究。通过优化网络结构和动态资源调度机制,结合未来光接入网的需求和新兴光接入网先进技术,设计并提出了多种光接入网节能降耗方案。论文的主要研究和创新工作如下:1.基于光网络单元（ONU）分组互联的电子开关光接入网能效研究在基于电子开关的光接入网基础上,提出了ONU分组互联的光接入网方案。该方案通过将ONU分组,并对每个ONU组内的所有ONU进行两两互联,实现了在低负载下ONU流量的汇聚,减少了工作的电子开关端口数量。研究结果表明,该方案可在低负载下明显地降低网络功耗。其次,利用用户网络流量模型,研究了在不同ONU分组规模下该方案的日常节能...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：147 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
通信网2012年能耗占2012年世界总能耗的1.8%
高的速率给接入网的节能降耗工作带来了很大的压力。据估计，一类国家（北美、西欧和日本）固定接入网用户数将在 2020 年增加到 2.81 亿，每用户接入上下行总速率均值将达到 955 kbps[13]。随着信息化社会建设的推进和物联网应用、触觉网应用等本地低时延网络应用的扩大，接入网的流量和规模将进一步以远超骨干网的速率增加[17]。显然，面对如此的网络需求，传统高能耗的数字用户线接入系统会带来灾难级的能耗和建设成本。光纤接入系统拥有高速、低成本和低传输损耗的特点，其高能效特性自然而然地使其成为了替代传统接入系统的第一选择[18, 19]。在光纤到路边（FTTC）、光纤到大楼（FTTB）以及光纤到户（FTTH）等数个光纤接入方案中，FTTH 接入方案作为光传输占比最高的方案，拥有最高的能效，也因此备受青睐[20, 21]。然而，即使是最高能效的 FTTH 接入方案，随着接入速率的提升和光接入网的不断建设，在缓解接入网的能耗问题方面也面临着重重挑战[22]。据估计，2021 年全球 FTTH 用户数将超过 5.5 亿[23]。如图 1-3 所示，若以每用户10 W 的功率计算，其总功耗将达到 5500 MW，这样的耗电量相当于 11 个 500 MW级发电站的产电量[14]。我国截至 2018 年，FTTH 用户已经达到 3.68 亿[24]，这所带
来的功耗已经相当于 16.5%的三峡电站总装机容量[25]，0.9%的 2018 年世界核电站总装机容量[26]。在国家“节能减排”、“走可持续发展道路”的新世纪发展背景下，“十三五”规划已明确将进一步提高信息通信技术产业的绿色化水平、构建与生态文明建设相符的绿色通信网作为推动信息网络发展的必然途径[27]。于是，针对我国用户覆盖率达到 90.4%的光接入网开展节能降耗研究[24]，从而实现绿色光接入网，是有效贯彻落实“十三五”规划的重要工作之一。降低光接入网的能耗不仅能通过减少电力消耗和温室气体排放促进信息通信技术产业的发展，而且能减轻用户和网络供应商的建设和运行成本，保证运营商的利润，利于用户获得更廉价优质的服务，利于国家通信业“提速降费”政策的落实。1.2 光接入网主要结构与技术如图 1-4 所示，光接入网主要由位于中心局（CO）且提供骨干网接口的光链图 1-3 全球光接入网 2021 年预期功耗
【参考文献】：
期刊论文
[1]无源光网络睡眠节能方式研究[J]. 肖巧生,寿国础,胡怡红,郭志刚. 光通信研究. 2012(01)
[2]技术方案选择对投资建设成本影响,DSLAM与PON（LAN）比较分析[J]. 代蓉. 科技风. 2010(24)
[3]GPON系统的保护[J]. 谢军,涂晓东,胡钢. 电子科技大学学报. 2005(S1)
本文编号：3258062
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：147 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
通信网2012年能耗占2012年世界总能耗的1.8%
高的速率给接入网的节能降耗工作带来了很大的压力。据估计，一类国家（北美、西欧和日本）固定接入网用户数将在 2020 年增加到 2.81 亿，每用户接入上下行总速率均值将达到 955 kbps[13]。随着信息化社会建设的推进和物联网应用、触觉网应用等本地低时延网络应用的扩大，接入网的流量和规模将进一步以远超骨干网的速率增加[17]。显然，面对如此的网络需求，传统高能耗的数字用户线接入系统会带来灾难级的能耗和建设成本。光纤接入系统拥有高速、低成本和低传输损耗的特点，其高能效特性自然而然地使其成为了替代传统接入系统的第一选择[18, 19]。在光纤到路边（FTTC）、光纤到大楼（FTTB）以及光纤到户（FTTH）等数个光纤接入方案中，FTTH 接入方案作为光传输占比最高的方案，拥有最高的能效，也因此备受青睐[20, 21]。然而，即使是最高能效的 FTTH 接入方案，随着接入速率的提升和光接入网的不断建设，在缓解接入网的能耗问题方面也面临着重重挑战[22]。据估计，2021 年全球 FTTH 用户数将超过 5.5 亿[23]。如图 1-3 所示，若以每用户10 W 的功率计算，其总功耗将达到 5500 MW，这样的耗电量相当于 11 个 500 MW级发电站的产电量[14]。我国截至 2018 年，FTTH 用户已经达到 3.68 亿[24]，这所带
来的功耗已经相当于 16.5%的三峡电站总装机容量[25]，0.9%的 2018 年世界核电站总装机容量[26]。在国家“节能减排”、“走可持续发展道路”的新世纪发展背景下，“十三五”规划已明确将进一步提高信息通信技术产业的绿色化水平、构建与生态文明建设相符的绿色通信网作为推动信息网络发展的必然途径[27]。于是，针对我国用户覆盖率达到 90.4%的光接入网开展节能降耗研究[24]，从而实现绿色光接入网，是有效贯彻落实“十三五”规划的重要工作之一。降低光接入网的能耗不仅能通过减少电力消耗和温室气体排放促进信息通信技术产业的发展，而且能减轻用户和网络供应商的建设和运行成本，保证运营商的利润，利于用户获得更廉价优质的服务，利于国家通信业“提速降费”政策的落实。1.2 光接入网主要结构与技术如图 1-4 所示，光接入网主要由位于中心局（CO）且提供骨干网接口的光链图 1-3 全球光接入网 2021 年预期功耗
【参考文献】：
期刊论文
[1]无源光网络睡眠节能方式研究[J]. 肖巧生,寿国础,胡怡红,郭志刚. 光通信研究. 2012(01)
[2]技术方案选择对投资建设成本影响,DSLAM与PON（LAN）比较分析[J]. 代蓉. 科技风. 2010(24)
[3]GPON系统的保护[J]. 谢军,涂晓东,胡钢. 电子科技大学学报. 2005(S1)
本文编号：3258062
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