發(fā)布時(shí)間：2021-06-30 16:07

　　隨著“信息化”社會(huì)建設(shè)的進(jìn)一步加快以及寬帶業(yè)務(wù)需求的進(jìn)一步增加,通信網(wǎng)的能耗問題日趨嚴(yán)峻。通信網(wǎng)大量的電力需求不僅給各大網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商帶來了額外的運(yùn)營(yíng)成本,也使得網(wǎng)絡(luò)“提速降費(fèi)”工程的推進(jìn)變得更為艱難,阻礙了社會(huì)“信息化”與“智能化”的發(fā)展。接入網(wǎng)作為通信網(wǎng)中的“最后一公里”,其能耗占到了整個(gè)通信網(wǎng)能耗的80%。因此,開展接入網(wǎng)節(jié)能降耗研究對(duì)降低整個(gè)通信網(wǎng)的能耗具有重要意義。本文以光接入網(wǎng)為背景,討論了光接入網(wǎng)節(jié)能降耗研究的現(xiàn)狀,開展了光接入網(wǎng)節(jié)能降耗機(jī)制的研究。通過優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)資源調(diào)度機(jī)制,結(jié)合未來光接入網(wǎng)的需求和新興光接入網(wǎng)先進(jìn)技術(shù),設(shè)計(jì)并提出了多種光接入網(wǎng)節(jié)能降耗方案。論文的主要研究和創(chuàng)新工作如下:1.基于光網(wǎng)絡(luò)單元（ONU）分組互聯(lián)的電子開關(guān)光接入網(wǎng)能效研究在基于電子開關(guān)的光接入網(wǎng)基礎(chǔ)上,提出了ONU分組互聯(lián)的光接入網(wǎng)方案。該方案通過將ONU分組,并對(duì)每個(gè)ONU組內(nèi)的所有ONU進(jìn)行兩兩互聯(lián),實(shí)現(xiàn)了在低負(fù)載下ONU流量的匯聚,減少了工作的電子開關(guān)端口數(shù)量。研究結(jié)果表明,該方案可在低負(fù)載下明顯地降低網(wǎng)絡(luò)功耗。其次,利用用戶網(wǎng)絡(luò)流量模型,研究了在不同ONU分組規(guī)模下該方案的日常節(jié)能... 

【文章來源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：147 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

通信網(wǎng)2012年能耗占2012年世界總能耗的1.8%

高的速率給接入網(wǎng)的節(jié)能降耗工作帶來了很大的壓力。據(jù)估計(jì)，一類國(guó)家（北美、西歐和日本）固定接入網(wǎng)用戶數(shù)將在 2020 年增加到 2.81 億，每用戶接入上下行總速率均值將達(dá)到 955 kbps[13]。隨著信息化社會(huì)建設(shè)的推進(jìn)和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用、觸覺網(wǎng)應(yīng)用等本地低時(shí)延網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的擴(kuò)大，接入網(wǎng)的流量和規(guī)模將進(jìn)一步以遠(yuǎn)超骨干網(wǎng)的速率增加[17]。顯然，面對(duì)如此的網(wǎng)絡(luò)需求，傳統(tǒng)高能耗的數(shù)字用戶線接入系統(tǒng)會(huì)帶來災(zāi)難級(jí)的能耗和建設(shè)成本。光纖接入系統(tǒng)擁有高速、低成本和低傳輸損耗的特點(diǎn)，其高能效特性自然而然地使其成為了替代傳統(tǒng)接入系統(tǒng)的第一選擇[18, 19]。在光纖到路邊（FTTC）、光纖到大樓（FTTB）以及光纖到戶（FTTH）等數(shù)個(gè)光纖接入方案中，F(xiàn)TTH 接入方案作為光傳輸占比最高的方案，擁有最高的能效，也因此備受青睞[20, 21]。然而，即使是最高能效的 FTTH 接入方案，隨著接入速率的提升和光接入網(wǎng)的不斷建設(shè)，在緩解接入網(wǎng)的能耗問題方面也面臨著重重挑戰(zhàn)[22]。據(jù)估計(jì)，2021 年全球 FTTH 用戶數(shù)將超過 5.5 億[23]。如圖 1-3 所示，若以每用戶10 W 的功率計(jì)算，其總功耗將達(dá)到 5500 MW，這樣的耗電量相當(dāng)于 11 個(gè) 500 MW級(jí)發(fā)電站的產(chǎn)電量[14]。我國(guó)截至 2018 年，F(xiàn)TTH 用戶已經(jīng)達(dá)到 3.68 億[24]，這所帶

來的功耗已經(jīng)相當(dāng)于 16.5%的三峽電站總裝機(jī)容量[25]，0.9%的 2018 年世界核電站總裝機(jī)容量[26]。在國(guó)家“節(jié)能減排”、“走可持續(xù)發(fā)展道路”的新世紀(jì)發(fā)展背景下，“十三五”規(guī)劃已明確將進(jìn)一步提高信息通信技術(shù)產(chǎn)業(yè)的綠色化水平、構(gòu)建與生態(tài)文明建設(shè)相符的綠色通信網(wǎng)作為推動(dòng)信息網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的必然途徑[27]。于是，針對(duì)我國(guó)用戶覆蓋率達(dá)到 90.4%的光接入網(wǎng)開展節(jié)能降耗研究[24]，從而實(shí)現(xiàn)綠色光接入網(wǎng)，是有效貫徹落實(shí)“十三五”規(guī)劃的重要工作之一。降低光接入網(wǎng)的能耗不僅能通過減少電力消耗和溫室氣體排放促進(jìn)信息通信技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，而且能減輕用戶和網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)商的建設(shè)和運(yùn)行成本，保證運(yùn)營(yíng)商的利潤(rùn)，利于用戶獲得更廉價(jià)優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，利于國(guó)家通信業(yè)“提速降費(fèi)”政策的落實(shí)。1.2 光接入網(wǎng)主要結(jié)構(gòu)與技術(shù)如圖 1-4 所示，光接入網(wǎng)主要由位于中心局（CO）且提供骨干網(wǎng)接口的光鏈圖 1-3 全球光接入網(wǎng) 2021 年預(yù)期功耗

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]無源光網(wǎng)絡(luò)睡眠節(jié)能方式研究[J]. 肖巧生,壽國(guó)礎(chǔ),胡怡紅,郭志剛.  光通信研究. 2012(01)
[2]技術(shù)方案選擇對(duì)投資建設(shè)成本影響,DSLAM與PON（LAN）比較分析[J]. 代蓉.  科技風(fēng). 2010(24)
[3]GPON系統(tǒng)的保護(hù)[J]. 謝軍,涂曉東,胡鋼.  電子科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2005(S1)



本文編號(hào)：3258062