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Evaluating power saving techniques in passive optical access networks

机译：评估无源光接入网络中的省电技术

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Passive optical networks (PONs) are a preferred technology for implementing fiber-to-the-home networks. Though PONs minimize power consumption compared to digital subscriber loops (DSL), they still constitute a significant portion of the power consumed in the telecommunication network. Several research efforts have thus focused on minimizing power consumption in a PON network, e.g., optimal PON dimensioning, sleep modes, and designing next-generation power efficient PON candidates, like bit-interleaved PON (Bi-PON), wavelength split time and wavelength division multiplexed PON (TWDM-PON) and wavelength-switched TWDM-PON. A natural question thus arise is what are the power savings of these various mechanisms and are there some synergy gains if these efforts can be combined? In this work, we propose analytical models for evaluating the power saving potentials of optimal PON dimensioning, sleep modes, and next-generation PON candidates like Bi-PON, wavelength split and wavelength switched TWDM-PON. For optimal PON dimensioning, we consider a promised grade of service to the users, while to explore the sleep mode functionality, we consider state-of-the-art dynamic bandwidth allocation (DBA) algorithms like sleep mode aware (SMA) and hybrid sleep mode aware (HSMA). We then propose the power models to assess the power efficiency of sleep modes in combination with the optimal dimensioning. In addition, we further extend these mechanisms to the next-generation PON candidates and evaluate the power saving potentials. Furthermore, in order to show the accuracy of the proposed models, we validate all these analytical models with the simulation results.
机译：被动光网络（PONS）是实现光纤到归属网络的优选技术。尽管与数字订户环路（DSL）相比，PONS最小化功耗，但它们仍然构成电信网络中消耗的功率的重要部分。因此，几种研究工作，从而专注于最小化PON网络中的功耗，例如，最佳PON尺寸，睡眠模式，以及设计下一代功率高效PON候选，如比特交错的PON（BI-PON），波长分流时间和波长分割多路复用PON（TWDM-PON）和波长切换TWDM-PON。因此，出现了自然的问题是这些各种机制的省力节省，如果可以组合这些努力，有一些协同效果吗？在这项工作中，我们提出了用于评估最佳PON尺寸，睡眠模式和下一代PON候选的省电电位的分析模型，如双PON，波长分割和波长切换TWDM-PON。对于最佳PON尺寸，我们将承诺的服务等级为用户，而探索睡眠模式功能，我们考虑最先进的动态带宽分配（DBA）算法，如睡眠模式感知（SMA）和混合睡眠模式感知（HSMA）。然后，我们提出了电力模型，以评估睡眠模式的功率效率与最佳尺寸相结合。此外，我们还将这些机制延伸到下一代PON候选，并评估省电潜力。此外，为了显示所提出的模型的准确性，我们通过模拟结果验证所有这些分析模型。

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