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光无线混合宽带接入网节能协议研究

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光无线混合宽带接入网(HybridOpticalWirelessBroadbandAccessNetworks,HOWBAN)融合了光接入技术和无线接入技术的优势,能够为用户提供灵活、便利、高性价比的宽带接入服务,是接入网发展的必然趋势。由于接入网的业务数据在时间上具有波动性,当网络负载较低时,网络中某些设备将处于空闲状态,造成极大的能量浪费;加之HOWBAN后端EPON网络要求每个ONU持续监听和检测下行数据,也将消耗大量能量。而当今社会能源短缺,节约能量十分重要。因此,如何设计合理的节能机制是HOWBAN网络亟待解决的一个关键问题。
　　 本文首先介绍了HOWBAN的基本概念及其发展趋势,分析了其后端EPON的节能机制,着重讨论了基于动态带宽分配算法的下行中心调度(DownstreamCentricScheduling,DCS)节能算法。在DCS算法中,当ONU上行时隙未开始而有下行业务数据接收时,将使ONU由休眠模式直接进入运行模式。此时ONU处与上行传输相关的设备还处于空闲状态,无疑会造成能量浪费。另外,DCS算法并未指出ONU的休眠由OLT控制还是ONU自发唤醒。针对上述不足,论文提出一种改进的DCS节能算法,该算法依据上行时隙的开始和结束来控制ONU发射机的开启与关闭。当发射机关闭时,依据是否有下行业务数据接收来控制ONU接收机的开启与关闭。尽量使ONU中空闲的设备进入休眠来降低网络能耗。仿真结果表明:改进算法节能效果更好,而且还能够保障网络的服务质量。
　　 另外,本文在分析HOWBAN已有路由协议基础上,针对已有协议仅考虑无线网络时延而未考虑EPON中ONU负载对分组时延影响的不足,基于改进的DCS节能算法,提出一种考虑全网时延和风险感知的节能路由协议。该协议不仅考虑了混合网络前端无线网络的时延,而且还考虑了后端EPON网络的时延。仿真结果表明:改进算法能更好地提高网络吞吐量、降低网络分组时延。

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