无源光网络节能等关键技术的研究

论文摘要

近年来,随着电信网络的增加和网络带宽的迅速增长,现有的网络系统所消耗的能量也急剧增多。无论是从阻止全球变暖的角度考虑,还是单纯地为了降低运营成本,电信网络的节能都已经成为一个重要的研究课题。宽带接入网系统中的通信设备数量庞大,对于能量的消耗要高于核心网和城域网。因此,减少接入网的能耗对于电信网络的节能具有重要作用。PON是当前最流行的接入网技术,PON节能已经成为一个热门的研究课题。EPON和WiMAX分别是新型光纤接入技术和新兴的无线宽带接入技术。无线接入与光接入的融合可以很好地顺应未来接入网宽带化与移动化的发展趋势,EPON与WiMAX接入技术的融合是光与无线融合的典型应用。为了保证融合网络系统能够稳定高效地运行,一个强大的网络管理系统必不可少。本论文的研究工作围绕包括PON节能和EPON与WiMAX融合网络的网络管理系统两项技术展开,主要内容如下：1.研究了目前已经提出的各种PON节能机制,在分析和比较它们各自优缺点的基础上,提出了一种基于双向动态带宽分配和ONU休眠模式的EPON节能方案。2.建立了基于双向动态带宽分配和ONU休眠模式的EPON节能仿真平台并进行了仿真研究。仿真结果表明,在满足丢包率和时延要求的前提下,小负载时,采用该方案平均每个ONU能够节约20%左右的能量；中等负载时,能够节约10%左右的能量。3.参与设计了EPON与WiMAX异构融合接入网的网络管理系统的总体方案,完成了该系统中WiMAX管理部分的需求分析、概要设计、详细设计,以及编码实现和测试。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.1.1 PON节能技术
• 1.1.2 PON与无线融合宽带接入技术
• 1.2 本文主要研究内容
• 1.2.1 课题来源
• 1.2.2 论文内容及结构
• 第二章 基于双向DBA和ONU休眠模式的EPON节能方案的研究
• 2.1 PON节能技术简介
• 2.1.1 GPON节能技术
• 2.1.2 EPON节能技术
• 2.2 EPON节能方案的设计
• 2.2.1 ONU进入和退出休眠模式的条件和方法
• 2.2.2 节能机制详细描述
• 2.3 ONU休眠模式的定义
• 2.3.1 处于休眠模式的ONU结构
• 2.3.2 休眠ONU的节能效果
• 2.4 双向DBA的执行过程
• 2.4.1 准周期同步轮询DBA算法简介
• 2.4.2 双向轮询式DBA算法
• 2.4.3 双向集中式DBA算法
• 第三章 EPON节能技术的仿真研究
• 3.1 仿真平台的设计
• 3.1.1 仿真平台框架
• 3.1.2 业务流模型
• 3.1.3 ONU模型
• 3.1.4 队列调度模型
• 3.1.5 PON链路模型
• 3.1.6 OLT模型
• 3.1.7 双向DBA模型
• 3.1.8 数据统计模型
• 3.2 仿真结果分析
• 3.2.1 仿真所用参数
• 3.2.2 节能效果分析
• 第四章 EPON-WiMAX异构融合接入网网络管理软件WiMAX管理部分的设计与实现
• 4.1 网管软件总体结构介绍
• 4.1.1 EPON-WiMAX异构融合接入网概述
• 4.1.2 网管管理软件总体结构介绍
• 4.1.3 网管软件总体架构设计
• 4.2 WiMAX管理部分需求分析
• 4.2.1 WiMAX管理部分概述
• 4.2.2 管理功能详细描述
• 4.3 WiMAX管理部分概要设计
• 4.3.1 功能结构组成
• 4.3.2 交互报文设计
• 4.4 WiMAX管理部分详细设计及实现
• 4.4.1 各功能模块的类图（UML）
• 4.5 功能测试
• 4.5.1 测试环境
• 4.5.2 功能测试
• 第五章 总结与后续工作展望
• 5.1 论文工作总结
• 5.2 后续工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间所发表的学术论文和参加科研课题情况