一、Ethernet PON系统核心MAC控制器的设计与实现(论文文献综述)
肖玉明[1](2021)在《移动接入网中光与无线资源协同优化技术研究》文中提出随着第五代及超五代(5G/B5G)移动通信技术的发展,移动网络将支持更为庞大的用户群以及更为多元的业务场景,大幅提升互联网业务体验,全面支持物联网感知应用。移动接入网作为万物互联的最前端,在网络演进过程中发挥着重要作用,其中光网络因其大容量、低时延等技术优势被引入以承担基站与核心网间的数据传输任务,进而推动移动接入网向着光与无线融合的方向演进,其资源形态也将由单一性向多元化转变。然而,当前移动接入网中面临着资源利用效率不理想、网络部署成本/能耗偏高等问题,究其本质是由于光与无线资源的协同能力不足所引起。因此,如何实现光与无线资源的高效适配及协同优化是当前移动接入网络所面临的关键问题。针对上述问题,本文围绕“无线传输”、“基带处理”与“光传输”等资源维度,开展多维资源协同优化的理论研究,聚焦解决“无线与光传输资源间的高效适配”与“无线基带与光传输资源的联合优化”两项难点,从而提升移动接入网综合资源效率,降低网络部署成本/能耗。本论文的主要研究内容与创新点如下:(1)提出一种面向mMIMO波束赋形的弹性前传组网与资源联合优化技术。针对大规模 MIMO(mMIMO,Massive Multi-Input Multi-Output)波束赋形系统与光网络结合中存在的异构资源协同与传输可靠性问题,本文首先提出了一种灵活弹性的前传组网架构,该架构能够支持各天线与光波长间的弹性映射与灵活切换,从而显着提升网络的故障抗性;其次,针对波束赋形下的组播业务场景,提出一种面向无线天线、无线资源块、及光波长的联合优化策略,该策略通过调配各波束组中的组播业务类型,从而显着减少前传光带宽消耗。仿真结果表明,所提出的前传架构在部分光波长发生故障时,仍能保证较高水平的用户服务率;在大规模用户场景下(用户≥200),所提出的优化策略能够以增加少量无线资源为代价(增加量≤10%),显着减少前传光带宽的需求(减少量≥50%)。(2)提出一种基于细粒度分割的基带功能部署与光传送机制。针对移动接入网中存在的基带处理集中化与传输带宽优化难以兼顾的矛盾问题,本文提出了一种基于细粒度分割的基带功能部署与光传送机制。该机制将传统基带处理单元(BBU,Baseband Unit)重新划分为更细粒度的功能单元(FU,Fine-grained Unit),通过建立面向光传输与无线基带处理的统一资源模型,设计灵活高效的FU部署与光传送策略,从而减少网络中的处理池数(即集中化)、光带宽、传送时延、及网络部署成本。仿真结果表明,对比于传统C-RAN(Centralized Radio Access Network)与 5G 采用的 NG-RAN(Next-generation Radio Access Network)架构,本文所提 出的细粒度分割可有效提升基带处理的集中增益、减少光带宽消耗(30%~50%)与网络部署成本(5%~20%),但会因分布式的功能处理与频繁的数据交换而引入额外的传送时延。该研究能够为5G/B5G移动接入网络的设计与构建提供一定的技术思路及理论基础。(3)提出一种高能效的DU-CU部署与光路配置策略。针对多元业务驱动下的NG-RAN能耗优化问题,本文提出一种高能效的DU-CU(分布式单元,Distributed Unit;集中式单元,Central Unit)部署与光路配置策略。该策略通过建立面向光传输及基带处理的统一能耗模型,根据各业务需求决策DU-CU部署位置与光路配置方案,实现传输/处理设备的按需启用,从而减少网络运维能耗。仿真结果表明,该策略可以实现多元业务场景下的网络能耗优化。此外,本文所提策略可优性应对时变流量场景,在大规模网络场景下(即120个基站),相比于传统静态部署方式可显着降低网络能耗(降低量≥10%)。该研究所提出的模型及分析结论,能够为构建绿色5G/B5G网络提供一定程度的理论参考。
李隆胜[2](2020)在《面向5G移动前传的数字与模拟光纤传输关键技术》文中认为2018年,3GPP Release 15的冻结标志着第一个可商用的5G标准正式确立。随后,于2020年冻结的Release 16进一步丰富了5G应用场景,加快了全球5G部署进程。传统分布式无线接入网(D-RAN)基于宏基站组网,基站具有完整的基带处理功能。为节省无线接入网建设与运维成本,5G独立组网对集中化无线接入网架构(C-RAN)进行了重构,基带处理功能被解耦并分配到中央单元(CU)、分布单元(DU)和射频单元(RU),其中DU与RU之间的数据传输由光纤前传链路(fronthaul)承载。“5G部署,承载先行”,前传需提供大容量、高谱效率、低时延与高保真的传输性能且保持低成本,是5G组网中极具挑战的关键环节。前传解决方案可分为基于通用公共无线接口(CPRI)或演进版CPRI(e CPRI)的数字传输、模拟光载无线电(Ro F)传输以及数字模拟集成传输三类技术。本文围绕前传传输性能需求,针对上述三类前传技术方向开展了研究,其关键问题、主要学术贡献及创新点如下:一、面向CPRI数字前传的跃变四电平幅度调制技术基于下一代无源光网络(NG-PON)承载的CPRI链路中,低成本、低带宽器件的使用会造成高带宽信号的畸变,且PAM4等高阶调制格式的引入也会导致链路抗噪声能力降低。CPRI对传输链路的10-12误码率要求给NG-PON带来了巨大的挑战。本文提出了跃变四电平幅度调制(T-PAM4)的光调制格式以提升高速PON传输的可靠性与功率预算并满足CPRI的严苛误码率要求。T-PAM4符号由工作在2倍过采样的数模转换器(DAC)结合特殊设计的电平映射产生,接收端基于2倍过采样对T-PAM4进行二维判决以提升信号的抗噪声性能。实验验证了T-PAM4相较PAM4有5-d B的灵敏度提升。此外,该方案具有较低的硬件实现成本与计算复杂度。二、面向e CPRI数字前传的弹性量化技术相较于CPRI标准,5G前传最新标准e CPRI中传输的数据主要为量化后的频域无线IQ信号,具有更低的带宽开销。然而,采用e CPRI将导致前传数据量随无线网络负载的波动而动态变化。在满足前传峰值请求速率的前提下,过大的负载波动将导致前传带宽部署的冗余,影响了传输效率。此外,无线信道具有时变与频率选择性的功率衰落,加剧了上行IQ信号的量化噪声。针对以上问题,本文进行了如下研究:1)理论分析了频域IQ信号量化后的数据冗余度,提出了一种新型的弹性量化精度方案以缓解e CPRI前传流量的动态特性,减少冗余带宽部署。利用e CPRI功能划分的优势,该方案根据IQ信号的无线信号质量与前传实时负载,自适应地调整IQ信号的量化精度。本工作主要贡献为搭设了符合3GPP标准的无线接入仿真系统,其结果为方案的实际应用提供了可靠的参考价值。系统实现了Low-MAC层与物理层基带功能及无线信道的传输,实验实现了前传IQ信号数据通过光链路的传输。结果表明仅以满载时牺牲1.2~1.9%的终端速率为代价,方案降低了~40%的前传峰值速率,提升了传输效率并节约了链路带宽。此外,本方案基于5G前传广泛部署的e CPRI,比基于CPRI的传输与压缩技术更具实际应用价值。2)理论分析了无线信道衰落对e CPRI前传量化噪声的影响,并据此提出了利用无线系统已有的信道估计结果或解调参考信号对IQ信号进行补偿的方案。该方案在低计算复杂度的基础上能够抑制前传量化噪声高达6.5 d B,可显着提升e CPRI对无线信号的保真度,该效果优于现有针对CPRI的时域补偿方案。三、基于模拟前传的片段时分复用传输技术相较于数字前传,模拟Ro F前传具有更高的传输谱效率。将多路无线IQ信号合并为单路高速模拟信号的复用技术是模拟前传中的关键问题,其中低复杂度的模拟TDM技术是备受业界青睐的候选方案。综合考虑5G多天线(MIMO)场景与低时延要求,TDM方案可采用MIMO信号采样点交织排列的技术以缩短复用时延。该技术依靠大量保护间隔时隙和变频结构来消除光纤传输后采样点间的干扰,分别导致链路传输效率的下降和复杂度上升。本文相应工作如下:1)理论分析了模拟TDM光纤传输对MIMO信号损伤,并针对MIMO交织TDM中采用过多保护时隙导致传输带宽浪费的问题,提出以信号片段为时分复用粒度的改进方案(Se-TDM)。该方案拥有低复杂度的系统结构,在传输谱效率与时延性能间取得平衡。在等效162-Gbps CPRI速率的模拟TDM传输实验中,该方案将传输谱效率提升21%,且支持的QAM阶数从64提升至256。2)提出了一种无变频操作的MIMO交织方案,进一步简化了前传复用结构,并通过理论分析和实验证明了该方案能够实现相同于现有技术的干扰消除效果。该方案直接复用基带IQ信号,更易于减小复用后的信号带宽,提升频谱效率。四、面向数字模拟集成传输的频谱零点填充技术单波长集成共传数字、模拟信号能够实现二者优势互补。集成传输面临硬件结构复杂、谱效率低和信号参数不兼容行业标准等问题。为此,本文开展如下研究:提出了频谱零点填充的集成传输方案,其创新点在于利用56-Gbps PAM4信号在28 GHz处固有的频谱零点,插入5G毫米波射频信号以实现无频谱间隔的高谱效率集成传输;方案中数字信号只需低成本低精度DAC产生,且数字和模拟射频信号分别遵从NG-EPON和5G标准;理论推导了光纤色散对集成传输系统中模拟射频信号质量的影响,并实验演示了频段选择策略以最大化模拟信号传输带宽;基于首次提出的发射机结构,实现了56-Gbps PAM4叠加10×400-MHz模拟射频信号的25-km传输,为目前报道的强度调制直检集成传输方案中最高的容量。综上所述,本文通过理论分析、仿真与实验验证对前传传输中的关键技术开展了一系列研究,为促进光纤承载的5G移动前传演进提供可行的参考方案。
张沁[3](2020)在《星上交换测试设备的研究与开发》文中提出伴随着我国科研实力的不断增强,人们对航空航天技术的关注度越来越高,推动了航天事业包括空间通信技术的迅猛发展。这就使得基于FPGA的大容量星上交换机的研究与开发工作向更深层次展开。由于大容量星上交换机工作环境的特殊性与交换容量的需求,交换板与外围高速通信设备之间就需要采用专用稳定的高速接口互连互通。但在对星上交换机进行功能及性能测试时,因其采用非标接口及非标信息传输格式,无法使用现有的网络协议分析仪进行测试,因此就需要研制一个能完成接口及数据帧格式转换的星上交换测试设备。通常使用的网络协议分析仪是Test Center,输出的接口为标准光/电以太网接口,输出的测试帧为以太网协议帧。而星上交换机的接口有LVDS接口、Rocket IO接口等,星上交换机采用的帧格式也是专用格式,所以星上交换测试设备不仅需要把以太网接口适配成LVDS接口、Rocket IO接口,还需要将以太网帧转换成星上的非标专用帧。本文首先介绍了星上交换测试设备的研究背景以及意义;其次,根据任务需求,介绍星上交换测试设备研究的关键技术,提出总体设计实现方案;第三,详细介绍10G以太网接口、LVDS接口以及Rocket IO接口;第四,详细描述了输入处理模块,帧格式转换模块,轮询模块,输出处理模块等核心模块的设计与实现;最后,搭建仿真平台及实物平台对代码功能进行测试与验证,对测试过程中遇到的各种问题进行分析和总结。测试结果验证了测试设备设计方案正确,工作稳定,能够满足星上交换机的测试需求,达到了预期目标。
徐星[4](2020)在《大容量宽带无源光网络若干关键技术研究》文中指出近年来我国科技发展迅速,高清视频、虚拟现实以及物联网等各种高新网络应用和技术层出不穷,极大的改善了网民的生活体验,基本上实现了万物互联的智能时代。思科白皮书预测在最近五年内,IP网络中的设备数量将飞速增长,达到地球总人口的三倍以上。据统计,截止2019年十月底,我国光纤接入(FTTH/O)用户已达4.16亿户,占固定互联网宽带用户总数的92%。随着宽带服务向高速率迁移,3.7亿固定互联网宽带用户能够实现100Mbps及以上接入速率,占总用户数的81.8%。宽带无源光网络作为连接骨干网和用户侧的桥梁,需要提供更大的系统容量、更高的传输带宽和信号质量,以及更低延时的灵活资源调度算法,从而满足日益增长的网络用户数量和各式各样的网络业务。随着网络规模的不断扩展,无源光网络的高能耗问题愈加突出。实现宽带无源光网络的大容量、高节能以及低延时性能,将是首先被考虑到的关键技术,在全球范围内引起了广大企业和学者的研究。星座成形作为一种数字信号处理技术,能够提升系统传输容量,改善信号传输质量,在光接入网中得到了热门的研究和应用。软件定义网络作为一种全新的组网方式,可以对无源光网络进行集中管理,实现资源的按需分配,从而为日益复杂的网络架构提供高效的节能规划。同时,用户需求的多样化和网络业务的细颗粒度和低延时需求将成为制约网络高效运行的重要因素。因此有必要对动态带宽分配算法进行研究,最优化地实现网络带宽资源的调度,从而避免频繁的阻塞丢包和降低数据包在无源光网络中的传输时延。本论文在研究大容量宽带无源光网络的基础上,重点研究了网络传输容量的提升方案,通过结合星座成形中的几何成形和概率成形技术,对误比特率、光信噪比、接收机灵敏度等系统性能进行改善,有效提高了系统的传输容量。将软件定义网络的策略应用到无源光网络的控制层面,实现了网络的集中管理和传输波长的灵活调度,大大降低了系统的能耗。充分考虑无源光网络的应用场景和特定流量特征,实现了网络资源的动态灵活调度,对不同优先级用户带宽进行有效公平的自适应管理,实现了网络利用率的最优化,提高了网络的数据吞吐量,为业务数据流的低时延性能需求提供良好的传输平台。论文的主要研究工作和创新点如下:1.基于符号级标签和菱形调制的PS-WDM-PON扩容传输方案在研究WDM-PON与星座成形数字信号处理技术的基础上,提出了一种基于符号级标签和菱形调制的PS-WDM-PON扩容传输方案。该方案通过增加低能量值信号点的发射概率,使得星座图的能量集中度有了极大的提高,降低了对信号发射功率的要求,提高了系统的误比特率性能。实验研究表明:在25公里PON的实验系统中,当误码率门限值为1*10-3时,16-9 CAP的概率成形信号相比于传统的16-CAP信号有了 2dB的光接收机灵敏度的改善,有效的提升了系统的传输容量和信号质量。2.基于星座结构优化的IM/DD OFDM-PON扩容传输方案在研究OFDM-PON的基础上,提出了一种基于星座结构优化的IM/DD OFDM-PON扩容传输方案。通过对星座图中不同环上信号点的几何位置设计,信号点能够更加向内部汇聚,实现了星座品质因子的最大化。同时,优化星座中信号点概率分布模式,使得信号平均功率得到降低。通过系统平台的搭建和数字信号处理技术的应用,实现了 PON中不同符号速率和信息熵下的传输实验验证。实验研究表明:与传统的调制方案相比较,光接收机灵敏度在1*10-3的误比特率条件下有了 1.5 dB的提升,有效降低了系统发射功率。此方案所具有的低功耗、经济实现以及低计算复杂度等优势使得接入网中的各种应用场景能够在低成本下得到较大的传输容量和较高的信号质量。3.高节能效率的SD-TWDM-PON方案在研究SDN基本理论和应用的基础上,提出了一种具有高节能效率的SD-TWDM-PON架构,动态对各种网络资源进行自适应地调度和供应,使得在光线路终端和光网络单元中可以实现流水线式的操作管理。根据网络负载情况,在节能性、链路速率、时隙分配和QoS性能之间动态实时进行权衡和裁决,实现接入网的全局性持续稳定高效运行。仿真研究表明:与传统无节能机制的光接入网相比较,该架构能够在保证QoS要求的情况下,降低多达75%的光线路终端收发机能耗。此外,该方案还能在确保平均包时延、抖动和数据吞吐量等性能的要求下,通过合理的链路速率和光收发机配置,实现高节能SD-TWDM-PON的持续高效运行。4.TWDM-PON的低时延动态带宽分配方案针对无源光网络的高效网络性能,提出了一种基于QoS的低时延TWDM-PON动态带宽分配算法。通过对高优先级业务优化带宽分配,并结合轮询和用户预留机制,实现了高负载率下多达16%的网络利用率提升和35%的平均数据包时延降低。提出了一种基于改进型随机早期检测的自适应资源调度方案,通过对转发队列的门限值进行灵活调整,实时动态地降低了时延敏感性业务的阻塞率,确保了突发性流量能够得到有效公平的带宽分配。仿真研究表明:与传统网络相比,数据总吞吐量提升了 12%,网络数据包时延降低了多达33%,很好满足了物联网时代对光接入网中业务低时延性能的迫切需求。
申晓曼[5](2020)在《面向边缘计算的端到端通信中无源光网络的协议设计与资源管理研究》文中研究说明移动设备和应用数量的不断增长,引起网络流量激增,要求更高的网络容量。同时,在第五代移动通信技术(5G,5th Generation Mobile Networks)高可靠低延时(uRLLC,Ultra-reliable and Low Latency)业务(如自动驾驶)的驱动下,边缘计算应运而生。边缘计算将云服务和功能下沉到网络边缘(通常是接入网),如部署在接入网局端的中心局形成小规模边缘数据中心,部署在接入网用户侧设备(如基站、光网络单元、路由器、网关、路边单元)形成边缘计算节点,在靠近用户端提供计算存储服务,从而大大减小传输延时。同时也缓解了核心网和传输网的拥塞。边缘计算为接入网带来了计算资源,同时也将业务低延时保障问题交给了边缘计算设施和接入网。无源光网络技术以其高容量、高传输速率、低能耗、低成本等优势在边缘数据中心网络和接入网中发挥着关键作用,边缘计算与光和无线接入网融合是网络架构发展的必然趋势,为面向边缘计算的端到端通信提供了稳固的计算设施和通信基础。然而,5G场景和业务需求的多样化对边缘计算与光和无线融合接入网提出了新的挑战。从用户角度看,要求低延时、有差异化的服务质量(QoS,Quality of Service)要求、移动性强,从网络角度看,计算和通信资源不足、资源利用率低、通信效率低。基于上述考虑,本文对面向边缘计算的端到端通信网络中无源光网络的协议设计和资源管理进行了研究,包括边缘数据中心性能增强、光和无线融合接入网灵活管控、业务低延时保障三个方面。边缘数据中心面临多种接入网业务接入,网络流量具有很强的突发性,负载不均衡。为支持边缘数据中心服务器之间低延时通信,以保障边缘计算任务快速完成,本文考虑一种基于阵列波导光栅和光分路器的边缘数据中心无源光互联方案,提出了一种基于轮询的介质访问控制(MAC,Medium Access Control)协议,支持服务器间高效无冲突的多点到多点通信。为有效应对边缘数据中心机柜顶部的流量突发和服务器之间流量不均衡,开发了一个适用的动态带宽分配算法,同时在时间域和频域上分配资源,保障不同业务的不同QoS。仿真结果表明,对于一个典型的数据中心机柜顶部无源光互联架构,所提出的动态带宽分配算法能够确保低延时(<0.1ms)和低丢包率(几乎为0)。边缘计算与光和无线接入网融合是边缘计算的重要组网方式,是用户低延时接入和使用边缘计算资源的关键。与此同时,5G网络将支持多种类型的业务,这些业务有差异化的QoS要求,而且对延时、可靠性等有硬性的要求。在边缘计算与无源光网络协同的移动回传网络中.基站与基站之间和基站与边缘数据中心之间的多种业务数据流共享移动回传带宽,例如部署在基站的边缘计算节点间服务迁移产生的迁移流,和其他非迁移流。为了保障低延时,同时满足多种业务差异化的QoS要求,和提高资源利用率,本文提出一种延时感知的带宽切片方案,动态有效地将带宽分配给迁移流和非迁移流,以满足他们各自不同的延时要求。仿真结果表明,所提出的带宽切片方案能够在保障业务低延时的同时,支持多种业务的不同QoS需求,并且提高了基于边缘计算与无源光网络协同的移动回传网络的资源利用率。边缘计算将计算资源下沉到接入网用户侧设备(如基站),在支持低延时业务方面有明显的优势,然而由于边缘计算节点的通信和计算资源有限,用户有很强的移动性,需要通过边缘计算节点之间的服务迁移进行资源共享,这对低延时业务保障问题提出了挑战。本文以车联网作为5G uRLLC场景的代表案例,着眼于对低延时业务和用户移动性的支持,针对边缘计算与无源光网络和无线接入网络融合的网络架构,提出了一种边缘计算节点间协作的QoS感知服务迁移策略,减小服务迁移过程中用户移动性对延时的影响。为了克服边缘计算节点资源不足的问题,更好地支持服务迁移,降低业务端到端延时,提出了一种边缘计算节点间协作的资源管理方案。利用Python和SUMO搭建仿真平台,采用Luxembourg城市的真实交通流量实例,仿真结果表明,低延时业务的端到端延时与移动回传容量和服务迁移延时密切相关,所提出的服务迁移策略和资源管理方案能够有效支持低延时业务。
刘晶[6](2019)在《接入网融合组网技术与业务机制研究》文中进行了进一步梳理接入网规模庞大、覆盖面广,具有多样的接入技术和网络结构,其中光纤接入和无线接入是典型的两种接入方式。为了满足用户日益增长的业务需求,并提供大容量和随时随地接入的服务能力,光与无线接入网(Fiber-Wireless access networks,FiWi access networks)将高带宽低干扰的光纤接入与高灵活性、无缝覆盖的无线接入进行融合组网,实现优势互补。物联网(IoT)、工业互联网和触感互联网等新兴网络的涌现对接入网带来了新的技术挑战,对带宽、时延和能耗等性能提出了新的要求,尤其是虚拟/增强现实(VR/AR)、工业控制、智能驾驶等新兴业务对低时延要求更为严格。为了适应这些需求,边缘计算将内容和计算能力下沉到临近用户的接入网边缘,能够在靠近用户或数据源头的网络边缘侧,就近提供服务,而且也为接入网融合组网提供了新的研究思路。本论文主要依托于国家自然科学基金项目,运用网络虚拟化的基本原理和关键技术,结合边缘计算,针对异构异质的光与无线接入网融合问题,进行组网技术与业务机制研究,主要工作及创新点如下:1)提出了一种与边缘计算结合的光与无线接入网融合组网方案,设计开发了FiWi节点设备,仿真与实验验证表明该方案可行并有较大的性能提升。第一,接入网融合组网方案包括统一调度的资源配置、全局视图的网络连接控制以及业务编排与管理等功能,其特点在于利用SDN与NFV技术屏蔽了异构异质网络与计算设备的物理差异性。第二,利用边缘计算实现数据转发,增强了接入网的连通性,降低传输时延,并提高资源利用率。第三,设计开发了一种嵌入计算资源的FiWi接入网节点设备,并构建了试验床,实验测试验证了所提融合组网方案的可行性。2)提出了一种在融合接入网中边缘计算服务器布局方法,根据业务需求联合优化了边缘计算服务器布局和任务卸载,时延和能耗显着降低。第一,提出了以端到端时延和能耗的加权和最小化的边缘计算服务器布局方法,其中时延包括接入、传输和处理时延,能耗包括网络传输和计算能耗。第二,为了满足不同业务类型对不同资源的需求,设计了基于用户偏好的布局算法,通过把边缘计算服务器部署在信息熵权重最大的网络节点位置,以降低网络时延和能源消耗。第三,将基于用户业务偏好的布局算法与随机布局算法和枚举布局算法进行仿真对比,结果表明所提算法在时延和能耗方面的优越性。并获得分别以时延、能耗及两者加权和为优化目标的边缘计算服务器的部署数量和位置。3)提出了一种负载均衡的融合接入网业务功能链(SFC)的业务机制,并提出了两种优化部署算法,明显改善了负载均衡指标、服务接受率和网络利用率。第一,SFC业务机制以协同的边缘计算和SDN与NFV的协作来实现统一的SFC编排框架。该框架将分布式的边缘计算资源整合为统一的边缘云,并将SFC原来仅具有的网络业务编排功能扩展为针对边缘计算应用的云业务与网络业务,以统一编排边缘计算业务。第二,针对业务流特征的差异性,我们利用虚拟网络功能(VNF)可在边缘计算节点(ECN)上部署多个实例和FiWi接入网中的多路径容量的优势,研究了 VNF在融合接入网中的多路径部署问题,以达到网络、计算和交换节点的负载均衡。第三,将上述问题抽象为混合整数非线性规划(MINLP)问题,并提出了两种优化部署算法,贪婪-二分多路径部署算法(GBMP)和k条最短多路径部署算法(KSMP)。在两种业务场景下进行了仿真,对比验证了上述算法的优越性。
郑宇[7](2019)在《软件定义分层光接入网及其应用技术研究》文中指出近年来,随着移动通信、数据中心、物联网和工业互联网等信息物理系统(CPS)建设高潮的到来,对可集数据采集、融合、交换与处理为一体的高速大容量光接入网的需求激增。由于接入根节点产生的海量数据时空分布的多源化、离散化和异构性,传统光接入网已难以满足需求。本文以上述应用需求为牵引,通过软件定义和光电混合交换技术,研究新型光接入网架构、节点与交换技术,贯通物理层与媒质接入控制(MAC)层,满足海量数据接入与处理的需求。首先,论文提出了软件定义分层光接入网(SD-HOAN)方案,对核心与接入两类网络域实现统一控制,上、下行和控制信道分别采用不同的波段,对簇、集、域及核心四层信号实现分层分布式光电混合交换,使得物理层与媒质接入控制层无缝贯通,从而实现海量多源异构数据的汇聚融合、分层交换和统一控制。研制了网络仿真器,基于SDHOAN架构提出了周期信令传输机制与时隙密排调度算法,仿真验证了SD-HOAN具有高吞吐量、低时延等性能。接着,论文分别提出了单/双纤双向两种无源光分配节点(PODN)和输出端口带宽可重构光电混合核心交换节点(HOECSN)结构。通过PODN,搭建了HOECSN与边缘接入节点(EAN)间和EAN之间的传输通路。研究了PODN、HOECSN与MAC融合技术,实现了集内、域内和核心层海量异构数据交换,基于流量统计信息动态配置了输出端口带宽,提高了输出带宽利用率,降低了节点功耗。然后,论文研究了SD-HOAN技术在两种具体场景中的应用。设计了大规模数据中心SD-HOAN系统方案,PODN与簇间交换节点分别构成无源光接入与电接入层,实现了双MAC分层交换,基于负载感知双模态(LSDM)调度算法实现了簇内高效通信,具有高扩展与低功耗特性。设计了智能变电站SD-HOAN系统方案,研制出边缘、核心节点原型样机,搭建了智能变电站面向SV业务的SD-HOAN现场实验系统,实验测得系统具有低时延、单向组播、协议转换与光域信号汇聚等功能。最后,论文给出全文总结以及有待开展的工作。
刘温良[8](2019)在《基于EPON的智慧校园接入网系统设计及应用》文中提出为了满足广大师生通过校园网获取多元化数字资源的要求,校园信息化正面临着网络的升级改造,实现数字化校园向智慧校园的转变。数字化校园是构建数字空间,实现从环境信息、资源信息到应用信息的数字化。基于大数据、物联网和云计算技术,智慧校园是在数字校园的基础上,实现随时随地都可以获取校园信息化资源,实现智慧教学环境、智慧校园管理、智慧校园服务和信息安全体系的功能。本文通过智慧校园的基础网络建设中引进EPON网络技术的案例,阐述EPON网络技术适用于中大型智慧校园基础网络,更好满足智慧校园对基础网络的需求。文章首先对智慧校园EPON网络和传统的局域网进行了比较,指出传统局域网在校园应用中存在的问题;简单介绍了 EPON的发展,对EPON网络技术要点展开论述,介绍了 EPON的系统关键技术和组网关键技术;最后通过校园案例实际,从系统建设要求、方案设计和项目管理实施等方面展开详细论述,论述EPON是适合校园接入网络的先进宽带接入技术。本文重点论述了智慧校园EPON光纤网络系统设计与应用。通过对校园的行政办公区、教学区、宿舍区、校园无线网络以及安防物联网等多个功能区域和业务系统进行详细分析,形成需求分析报告,然后进行网络详细规划设计和设备选型;项目管理及实施过程中,采用先进的项目管理规范,在保证安全前提下,注重进度管理、质量管理和成本控制,实现项目管理的全过程管控;并对实施中的技术要点进行总结,包括设备安装、光缆线缆施工、机房建设以及系统测试和调试,实现项目设计要求和预定目标。文章通过EPON在校园网络建设的应用,简化校园网络复杂程度,降低网络运行维护难度,又极大提升了网络容量,解决了传统局域网络中存在的问题。在智慧校园的EPON网络建设中,最大限度发挥光纤网络的优势,充分体现无源光网络的优势,网络建设满足系统需求,并为后期发展预留了提升空间。
吕韵欣[9](2019)在《光接入网节能技术研究》文中研究指明随着“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表现,并综合建设成本探讨了最佳ONU分组规模。此外,针对非对称上下行流量的情景,进一步提出了上下行独立的ONU分组互联光接入网方案,实现了对电子开关光接入网在非对称上下行流量情景下网络功耗的优化。同时,对非对称上下行流量、上行链路速率以及ONU分组规模对上下行独立的ONU分组互联光接入网方案功耗的影响进行了深入探讨。2.基于动态资源调度的时分复用光接入网能效提升研究针对基于ONU轮询机制的10 Gbps以太无源光网络(10G-EPON),提出了两种基于动态资源调度的网络节能降耗方案,分别称为负载自适应轮询顺序调度(LASA)方案和轮询周期压缩(PCC)方案。a)LASA方案通过根据网络负载情况动态地控制每一轮询周期内ONU的轮询顺序,增加了在连续两个轮询周期内所有ONU可获得的总睡眠时间。相对于传统固定轮询顺序方案,LASA方案在保证网络时延性能的前提下,实现了ONU能效的有效提升。此外,针对低负载时轮询周期过短而LASA方案无法有效节能的问题,提出了固定最小传输时间(FMT)机制,改善了LASA方案在低负载时的能效。b)PCC方案通过将连续的数个轮询周期作为一个轮询周期重置循环,并设置压缩系数来动态地压缩和扩张每一个轮询周期重置循环内的轮询周期,增加了ONU在一个轮询周期重置循环内可获得的睡眠时间。研究结果表明,PCC方案有效提升了ONU的能效。此外,通过分析压缩系数和一个轮询周期重置循环中包含的轮询周期数目对系统能效和时延的影响,对压缩系数和一个轮询周期重置循环中包含的轮询周期数目的选择进行了讨论。3.多环结构的高生存性高能效光接入网方案在时-波分复用无源光网络(TWDM-PON)的基础上,提出了一种基于多环结构的高生存性高能效光接入网方案。该方案将光接入网分为4层,并在除了光链路终端(OLT)组层外的每一层内,将同一层的网络设备互联成一个环状结构,以此在实现同层设备之间相互保护的同时,增强了ONU接入OLT路径选择的灵活性。通过该方案,不仅网络备用设备的数量得到减少,而且在低负载下,ONU流量也可以得到更好地聚汇聚,使得大量网络设备能够关闭来实现节能。研究结果表明,该方案可在有效保证光接入网生存性的同时极大地降低网络建设成本和运行功耗。此外,受益于该方案的流量汇聚功能,其联合LASA方案可获得更为突出的网络节能降耗效果。4.基于数字滤波多址接入(DFMA)技术的高能效光接入网研究在数字滤波多址接入无源光网络(DFMA-PON)的基础上,提出了一种基于数字域子带分组分配的光接入网方案。该方案通过将多个数字域子带组合成一个子带组,并将一个子带组以时分复用的方式分配给多个ONU使用,提升了每个ONU的传输速率,增加了每个ONU可获得的空闲时间,以此进一步通过结合ONU睡眠唤醒节能机制,实现了ONU能耗的有效降低。其次,研究并讨论了该方案中一个子带组所含数字域子带数目对系统能效的影响。进一步地,结合工艺技术提升对器件功耗的影响,比较了该方案与传统光接入网方案平均传输每比特数据的能耗随工艺技术发展的变化,对网络升级换代可带来的能效提升进行了讨论。
巩小雪[10](2017)在《光纤—无线接入网传输优化与资源调度机制研究》文中进行了进一步梳理随着互联网+时代的来临,云计算、大数据、移动互联网以及物联网等新型应用层出不穷,推动了网络数据流量的爆炸式增长,这无疑给通信网络基础设施带来巨大的压力,尤其对信息高速公路“最后一公里”的宽带接入网的建设和发展提出了更加严峻的挑战。未来的宽带接入网需要为用户同时提供高速的有线接入和灵活的宽带无线接入服务。运营商希望利用现有的无源光网络(Passive Optical Network,PON)基础设施构建无线回程网络,使无线和有线业务共享相同的光缆资源,以降低网络投资成本和运营支出,提高全网资源利用率。此外,正交频分复用PON(Orthogonal Frequency Division Multiplexing PON,OFDM-PON)具有频谱效率高、资源分配灵活以及可为不同类型业务提供透明的传输通道等优势,为各种异质技术的融合接入提供了宝贵契机。因此,利用OFDM-PON统一承载各种有线和无线接入技术,使得光纤-无线(Fiber-Wireless,FiWi)接入网备受学术界和工业界的青睐。面向未来的FiWi接入网不仅需要为用户提供灵活多样的高速接入,而且需要满足不同类型业务差异化的服务需求,这给FiWi接入网从物理层传输到网络层资源调度都提出了更高的要求。目前,虽然已有部分文献研究了物理层传输优化机制,但相关研究大多关注点到点的大容量、长距离传输,对多点到点的上行传输研究不足,且无法满足不同等级用户的传输质量要求。尤其地,随着传输速率的进一步提升,色度色散引起的信号功率衰落将成为制约系统性能的关键因素。然而,现有的色散补偿方法成本高昂或实现复杂,且不能针对不同子信道的传输需求进行灵活有差别的补偿。此外,先前的资源分配研究大多考虑提高服务质量,面向绿色节能和生存性的子载波调度有待探索。同时,智慧城市、移动云计算等应用的推广促进了网络虚拟化技术的发展,但针对上述特定应用场景的虚拟网络嵌入(Virtual Network Embedding,VNE)机制却鲜有涉及。可见,FiWi接入网传输优化和资源调度机制研究尚处在起步阶段,还有较多关键问题有待解决。针对当前研究中存在的问题和挑战,本文分别从物理层传输性能优化机制、高效灵活的色散补偿方法、面向绿色节能和生存性的子载波调度以及针对特定应用场景的VNE机制这四个方面展开研究,提出多个新颖的研究思路与有效的解决方案。本文的主要内容和创新点可概述如下:(1)基于OFDM的FiWi接入网中传输优化机制研究。首先,研究了基于OFDM的强度调制直接检测(Intensity Modulation and Direct Detection,IMDD)PON系统的功率优化问题,提出了基于信道传递函数的自适应比特和功率分配方案,相比于传统的功率分配方案,本文所提方案在保证系统传输性能的情况下可以有效降低系统的发射功率。其次,针对OFDM信号的峰均功率比高和不同等级用户传输质量要求很难保证的问题,提出了基于离散傅里叶变换扩展的多带IMDD OFDM-PON系统,通过对每个带的调制格式和功率进行灵活分配,满足了不同用户传输质量需求。最后,考虑到IMDD OFDM-PON上行传输系统受到子载波混频干扰和光拍频干扰严重,提出了基于低密度奇偶校验码的OFDM-PON上行传输系统,改善了系统的传输性能。(2)基于数字正交滤波的FiWi接入网中色散补偿机制研究。首先,介绍了基于数字正交滤波的IMDD PON系统的工作原理,分析了不同数字正交滤波器参数对系统性能的影响,得到给定条件下的最优参数设计。其次,针对数字正交滤波IMDD PON系统受到色度色散引起的信道衰落问题,提出了利用自相位调制(Self-phase Modulation,SPM)效应进行色散补偿。为了验证SPM效应的有效性,推导了同时考虑到光纤的色度色散和SPM效应的理论传输模型。基于以上理论分析进行计算机仿真,分别探索了系统最大可实现传输容量和各子信道最大可实现传输容量。仿真结果表明,对于受到色度色散影响较为严重的信道,SPM可以提高其2倍的信号传输容量,自适应信道功率分配可以进一步提升其45%的信号传输容量。(3)FiWi接入网中面向绿色节能与生存性的子载波调度机制研究。首先,针对FiWi接入网生存性问题,提出了基于虚拟子载波调度的先应式分支光纤维护效率优化机制,以最小化维护批次且保证可接受的调度周期为目标,构建问题模型,理论分析该问题的可行解条件和下界值,设计新颖的虚拟子载波调度启发式算法来解决该问题。所提启发式算法得到的分支光纤维护批次可以达到理论推导的界值。其次,针对FiWi接入网能耗问题,提出了基于联合资源调度的节能机制,构建了虚拟子载波迁移的能耗模型,进行了问题描述和上界值分析,设计了基于灵活调制格式的节能型调度周期和虚拟子载波联合分配算法,最大化系统节省的能耗。本文设计算法性能好于基准算法,且其节能效果与上界值精确匹配。(4)FiWi接入网中虚拟网络嵌入机制研究。首先,为了支持移动云计算服务定向广告的应用,本文引入集成光纤城域接入网和泛在无线接入的FiWi架构,研究了该架构下位置推荐感知的VNE问题。提出了独立兴趣点和兴趣点轨迹推荐方案。为了最小化光路建立的能耗开销,进一步提出了位置推荐感知的启发式VNE算法。与基准方案相比,本文的设计方案可以降低38%的能耗同时提高20%的收益,且所提启发式方案的收益非常接近问题的上界值。其次,考虑到智慧城市建设高度依赖FiWi接入网,本文研究了 FiWi接入网中支持协作边缘计算的VNE问题。以最小化无线节点发射功率为目标,提出了图裁剪算法嵌入更多的虚拟网络到底层无线网状网中。对于无法嵌入到前端无线网状网的虚拟网络,利用后端PON进行协作处理,同时保证后端带宽资源消耗最小。与基准方案相比,所提方案可以有效降低总发射功率、提高VNE效率,以及降低后端带宽资源消耗。为了验证和评估本文所提出的系统和方案的性能,文中利用VPI、MATLAB以及C++等仿真软件搭建仿真平台。仿真结果表明,本文所提出的系统和方案在改善系统传输性能、提高光纤维护效率、节省功率消耗、增加网络收益和减少带宽消耗等方面具有显着优势。本文的研究成果为FiWi接入网的建设和发展提供了理论基础和技术保障。
二、Ethernet PON系统核心MAC控制器的设计与实现(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、Ethernet PON系统核心MAC控制器的设计与实现(论文提纲范文)
(1)移动接入网中光与无线资源协同优化技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 移动接入网络的演进趋势及光承载技术 |
1.1.1 移动接入网络的演进趋势 |
1.1.2 面向移动接入的光承载技术 |
1.2 光与无线融合面临的重要挑战及关键问题 |
1.3 国内外研究现状分析 |
1.3.1 面向光与无线协同的接入网组网技术 |
1.3.2 面向光与无线协同的资源优化技术 |
1.3.3 面向光与无线协同的时延调控技术 |
1.3.4 面向光与无线协同的网络控管技术 |
1.4 论文的主要研究内容与目标 |
1.4.1 研究目标 |
1.4.2 研究内容 |
1.5 论文的组织结构 |
第二章 面向mMIMO波束赋形的弹性前传组网与资源联合优化技术研究 |
2.1 面向mMIMO波束赋形的弹性前传组网与资源优化问题的提出 |
2.2 面向mMIMO波束赋形组播应用的前传组网设计 |
2.2.1 天线-ONU固定连接模式下的前传组网设计 |
2.2.2 天线-ONU灵活连接模式下的前传组网设计 |
2.3 面向波束赋形中组播业务场景的前传带宽优化NLP模型 |
2.4 面向波束赋形中组播业务场景的前传带宽优化算法 |
2.5 仿真与结果分析 |
2.5.1 可靠性仿真及分析 |
2.5.2 资源优化仿真及分析 |
2.6 本章小结 |
第三章 基于细粒度分割的基带功能部署与光传送机制研究 |
3.1 基于细粒度分割的基带功能部署与光传送问题的提出 |
3.2 网络架构及功能分割模型 |
3.2.1 网络架构描述 |
3.2.2 功能分割模型 |
3.3 基于细粒度分割的基带功能部署与光传送机制 |
3.3.1 基带功能部署准则 |
3.3.2 传送时延模型 |
3.4 基于细粒度分割的基带功能部署与光传送ILP模型 |
3.4.1 基带功能部署与光传送ILP模型 |
3.4.2 集中化增益与分割粒度的关系分析 |
3.5 仿真及结果分析 |
3.5.1 仿真设置 |
3.5.2 仿真结果及分析 |
3.6 本章小结 |
第四章 高能效的DU-CU部署与光路配置策略研究 |
4.1 高能效的DU-CU部署与光路配置问题的引出 |
4.2 网络架构与能耗建模 |
4.2.1 网络架构描述 |
4.2.2 能耗模型构建 |
4.3 高能效的DU-CU部署与光路配置优化ILP模型 |
4.4 高能效的DU-CU部署与光路配置优化算法 |
4.5 仿真及结果分析 |
4.5.1 仿真设置 |
4.5.2 仿真及结果分析 |
4.6 本章小结 |
第五章 总结与展望 |
5.1 工作总结 |
5.2 未来展望 |
参考文献 |
附录 缩略语 |
致谢 |
攻读博士学位期间发表论文情况 |
(2)面向5G移动前传的数字与模拟光纤传输关键技术(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 光纤承载的无线接入网研究背景 |
1.2 光纤前传关键问题及研究现状 |
1.3 本论文的研究内容和创新点 |
1.4 本文的结构安排 |
参考文献 |
第二章 高可靠CPRI数字传输与压缩技术 |
2.1 基于跃变PAM4 调制格式的低误码传输技术 |
2.2 基于椭圆滤波重采样的前传数据压缩 |
2.3 CPRI前传FPGA系统仿真及时延验证 |
2.4 本章小结 |
参考文献 |
第三章 针对e CPRI数字前传的弹性量化精度技术 |
3.1 针对无线信号质量多样性的灵活量化精度技术 |
3.2 负载自适应的链路弹性容量方案 |
3.3 基于无线衰落补偿的量化噪声抑制技术 |
3.4 本章小结 |
参考文献 |
第四章 承载MIMO信号的模拟光纤传输技术 |
4.1 基于片段时分复用的模拟前传传输技术 |
4.2 无中频变换的基带MIMO交织时分复用方案 |
4.3 本章小结 |
参考文献 |
第五章 数字与模拟前传集成传输 |
5.1 零点填充技术原理及信号质量分析 |
5.2 实验系统与结果分析 |
5.3 本章小结 |
参考文献 |
第六章 总结和展望 |
6.1 工作总结 |
6.2 工作展望 |
附录 缩略语 |
致谢 |
攻读博士学位期间已发表的论文 |
攻读博士学位期间申请的发明专利 |
攻读博士学位期间参与的科研项目 |
(3)星上交换测试设备的研究与开发(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
符号对照表 |
缩略语对照表 |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 研究内容及章节安排 |
第二章 星上交换测试设备总体设计方案 |
2.1 设计要求 |
2.2 总体设计方案 |
2.2.1 星上交换测试设备拓扑结构简介 |
2.2.2 帧格式及转换原理 |
2.2.3 星上交换测试设备数据转发工作流程 |
第三章 星上交换测试设备接口设计与处理 |
3.1 Rocket IO接口设计与处理 |
3.1.1 Rocket IO接口简介 |
3.1.2 Aurora协议简介 |
3.1.3 Aurora接口接收处理模块设计 |
3.1.4 Aurora接口发送处理模块设计 |
3.2 LVDS接口设计与处理 |
3.2.1 LVDS接口概述 |
3.2.2 LVDS接口接收处理模块设计 |
3.2.3 LVDS接口发送处理模块设计 |
3.3 10G以太网光接口 |
3.3.1 10G以太网接口概述 |
3.3.2 10G以太网分层结构 |
3.3.3 10G以太网接口时钟使用模式 |
3.4 串口UART |
3.4.1 串口UART概述 |
3.4.2 串口UART接收模块设计 |
3.4.3 串口UART发送模块设计 |
第四章 星上交换测试设备模块详细设计 |
4.1 帧格式转换模块设计 |
4.1.1 帧格式输出转换模块设计 |
4.1.2 帧格式输入转换模块设计 |
4.2 输入轮询模块设计 |
4.2.1 第一级输入轮询模块设计 |
4.2.2 第二级输入轮询模块设计 |
4.3 输出数据分发模块设计 |
4.3.1 交互信号 |
4.3.2 详细设计 |
第五章 模块仿真验证与板级测试 |
5.1 模块仿真与分析 |
5.1.1 仿真环境介绍 |
5.1.2 功能模块仿真与分析 |
5.2 板级验证 |
5.2.1 板级测试环境 |
5.2.2 板级测试结果及分析 |
5.2.3 测试问题及解决方案 |
第六章 工作总结与展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
(4)大容量宽带无源光网络若干关键技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 论文研究目的和意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 宽带无源光网络研究现状 |
1.2.2 星座成形技术研究现状 |
1.2.3 软件定义无源光网络研究现状 |
1.2.4 无源光网络的低延时资源调度技术研究现状 |
1.3 论文研究内容和创新点 |
1.4 论文组织结构 |
第二章 宽带无源光网络系统原理及关键技术 |
2.1 引言 |
2.2 无源光网络通信系统 |
2.2.1 时分复用无源光网络系统(TDM-PON) |
2.2.2 波分复用无源光网络系统(WDM-PON) |
2.2.3 正交频分复用无源光网络系统(OFDM-PON) |
2.3 IM/DD系统和CAP技术 |
2.3.1 IM/DD系统调制检测技术 |
2.3.2 CAP技术 |
2.4 星座成形技术 |
2.4.1 几何成形 |
2.4.2 概率成形 |
2.5 本章小结 |
第三章 大容量宽带无源光网络的星座成形扩容传输方案 |
3.1 引言 |
3.2 基于符号级标签和菱形调制的PS-WDM-PON扩容传输方案 |
3.2.1 基于符号级标签和菱形调制的概率成形信号映射原理 |
3.2.2 基于符号级标签和菱形调制的16-9 CAP WDM-PON传输系统实验研究 |
3.3 基于星座结构优化的IM/DD OFDM-PON扩容传输方案 |
3.3.1 基于星座结构优化的星形CAP-16/32几何和概率联合成形原理 |
3.3.2 基于星座结构优化的IM/DD OFDM-PON系统传输实验研究 |
3.4 本章小结 |
第四章 高节能效率的SD-TWDM-PON方案 |
4.1 引言 |
4.2 OpenFlow南向协议 |
4.2.1 OpenFlow端口 |
4.2.2 OpenFlow流表 |
4.2.3 SDN控制器与交换机之间的消息类型 |
4.3 高节能效率的SD-TWDM-PON架构和算法 |
4.4 高节能效率的SD-TWDM-PON方案仿真 |
4.4.1 高节能效率的SD-TWDM-PON系统设计方案 |
4.4.2 网络性能分析 |
4.5 本章小结 |
第五章 TWDM-PON中低时延动态带宽分配方案 |
5.1 引言 |
5.2 TWDM-PON中基于QoS的低时延动态带宽分配算法 |
5.2.1 基于QoS的低时延动态带宽分配算法 |
5.2.2 TWDM-PON中的低时延资源调度仿真性能分析 |
5.3 TWDM-PON中基于改进型RED的自适应资源调度方案 |
5.3.1 基于改进型随机早期检测的自适应资源调度算法 |
5.3.2 TWDM-PON中算法仿真方案设计 |
5.3.3 网络性能分析 |
5.4 本章小结 |
第六章 全文总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
附录: 缩略词列表 |
致谢 |
攻读学位期间发表的学术成果 |
(5)面向边缘计算的端到端通信中无源光网络的协议设计与资源管理研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
缩写、符号清单、术语表 |
1 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.1.1 边缘计算的兴起 |
1.1.2 面向边缘计算的端到端通信网络 |
1.1.3 边缘计算与接入网融合的光网络体系 |
1.2 边缘计算与接入网融合的光网络体系面临的挑战 |
1.2.1 边缘光数据中心内低延时通信 |
1.2.2 基站到边缘数据中心的移动光回传网低延时通信和多业务承载 |
1.2.3 用户端到边缘计算服务器的低延时保障问题 |
1.3 国内外研究现状 |
1.3.1 边缘数据中心的光互联方案和资源管理 |
1.3.2 边缘计算与无源光网络协同的移动回传网络中的资源共享 |
1.3.3 面向边缘计算的的业务端到端延时优化 |
1.4 本论文创新点和结构安排 |
2 基于无源光互联的边缘数据中心网络协议设计和资源管理 |
2.1 引言 |
2.2 边缘数据中心的无源光互联方案 |
2.3 边缘光数据中心机柜内服务器之间通信的MAC协议 |
2.3.1 MAC协议的发现阶段 |
2.3.2 MAC协议的数据传输阶段 |
2.4 MAC协议的注册开销优化 |
2.5 动态带宽分配算法 |
2.6 性能评估 |
2.6.1 仿真平台 |
2.6.2 仿真结果分析和讨论 |
2.7 本章小结 |
3 边缘计算与无源光网络协同的移动回传网络切片方案 |
3.1 引言 |
3.2 边缘计算与无源光网络融合的移动回传网络 |
3.2.1 边缘数据中心与无源光网络融合的移动回传网络方案 |
3.2.2 基站-边缘计算节点与无源光网络融合的移动回传网络方案 |
3.2.3 边缘计算与无源光网络融合的移动回传网络架构 |
3.3 边缘计算与无源光网络协同的移动回传网络中业务特征 |
3.4 基于边缘计算与无源光网络协同的移动回传网络中的资源管理 |
3.4.1 带宽切片机制 |
3.4.2 切片内带宽分配算法 |
3.5 性能评估 |
3.5.1 仿真平台和仿真设置 |
3.5.2 仿真结果分析和讨论 |
3.6 本章小结 |
4 基于边缘计算与无源光网络协同的低延时业务保障方案 |
4.1 引言 |
4.2 基于边缘计算与无源光网络的车联网业务及端到端延时分析 |
4.2.1 车联网业务分析 |
4.2.2 端到端延时分析 |
4.3 基于QoS感知的服务迁移策略与资源管理方案 |
4.3.1 QoS感知服务迁移策略 |
4.3.2 资源管理方案 |
4.4 性能评估 |
4.4.1 仿真平台 |
4.4.2 QoS感知服务迁移策略的仿真结果和分析 |
4.4.3 资源管理方案的仿真结果和分析 |
4.5 本章小结 |
5 结论和未来工作展望 |
5.1 结论 |
5.2 未来工作展望 |
参考文献 |
作者简历 |
(6)接入网融合组网技术与业务机制研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.1.1 接入网发展现状 |
1.1.2 业务应用需求 |
1.2 接入网融合趋势与挑战 |
1.2.1 接入网融合趋势 |
1.2.2 接入网面临的挑战 |
1.3 论文主要工作与章节安排 |
1.3.1 论文主要工作 |
1.3.2 论文章节安排 |
参考文献 |
第二章 融合接入网相关研究 |
2.1 FiWi接入网架构 |
2.2 FiWi接入网组网技术 |
2.3 FiWi接入网节点技术 |
2.4 FiWi接入网新进展 |
2.5 本章小结 |
参考文献 |
第三章 接入网融合组网方案 |
3.1 接入网与边缘计算融合组网方案 |
3.1.1 方案描述 |
3.1.2 控制与管理 |
3.1.3 连通性增强 |
3.2 建模与连通性分析 |
3.2.1 网络模型 |
3.2.2 连通性分析 |
3.3 FiWi节点研发 |
3.4 性能评测 |
3.4.1 试验床构建 |
3.4.2 FiWi节点测试与分析 |
3.4.3 组网方案实验结果分析 |
3.4.4 边缘应用视频分发示例测试 |
3.5 本章小结 |
参考文献 |
第四章 融合接入网中的边缘计算服务器布局 |
4.1 相关研究 |
4.2 边缘计算服务器布局建模 |
4.2.1 系统模型 |
4.2.2 问题定义 |
4.3 边缘计算服务器布局算法 |
4.3.1 基于枚举的布局算法 |
4.3.2 基于偏好的布局算法 |
4.3.3 算法时间复杂度分析 |
4.4 边缘计算服务器布局方案 |
4.5 仿真与结果分析 |
4.5.1 参数设置 |
4.5.2 结果分析 |
4.6 本章小结 |
参考文献 |
第五章 负载均衡的融合接入网业务机制 |
5.1 相关研究 |
5.2 SFC业务编排框架 |
5.2.1 业务编排组件 |
5.2.2 业务编排流程 |
5.3 系统模型 |
5.3.1 网络模型 |
5.3.2 业务模型 |
5.3.3 负载均衡指标 |
5.4 问题定义与算法 |
5.4.1 问题定义 |
5.4.2 多路径部署算法 |
5.5 仿真与性能分析 |
5.5.1 参数设置 |
5.5.2 计算密集型业务场景 |
5.5.3 用户密集型业务场景 |
5.6 本章小结 |
参考文献 |
第六章 总结与展望 |
6.1 论文总结 |
6.2 未来展望 |
附录1 图索引 |
附录2 表索引 |
附录3 缩略词对照表 |
致谢 |
攻读博士期间发表的论文 |
(7)软件定义分层光接入网及其应用技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
缩略词表 |
第一章 绪论 |
1.1 光接入网应用需求 |
1.1.1 高速宽带固网接入 |
1.1.2 5G移动通信接入 |
1.1.3 数据中心网络 |
1.1.4 物联网 |
1.1.5 工业互联网 |
1.2 光接入网技术研究进展 |
1.2.1 光接入网协议标准与架构 |
1.2.2 基于边缘计算的光接入网 |
1.2.3 基于动态资源配置的高效光接入网 |
1.3 软件定义光接入网技术研究进展 |
1.3.1 SDN技术 |
1.3.2 软件定义光接入网技术 |
1.3.3 基于光电混合交换的数据中心网络 |
1.4 本论文的主要工作 |
1.4.1 本文研究意义 |
1.4.2 本文研究框架与路线 |
1.4.3 本文章节安排 |
参考文献 |
第二章 软件定义分层光接入网架构与性能分析 |
2.1 SD-HOAN方案 |
2.1.1 SD-HOAN架构 |
2.1.2 簇、集、域分层MAC |
2.1.3 SD-HOAN数据格式 |
2.1.4 周期信令传输机制 |
2.1.5 时隙密排调度算法 |
2.2 SD-HOAN仿真器 |
2.2.1 SD-HOAN节点流量生成模型与统计特征 |
2.2.2 网络性能评估参数及定义 |
2.2.3 SD-HOAN仿真器设计与实现 |
2.3 SD-HOAN性能分析 |
2.3.1 仿真参数设置 |
2.3.2 吞吐量与帧时延 |
2.3.3 平均时隙长度 |
2.3.4 与传统光接入网对比分析 |
本章小结 |
参考文献 |
第三章 无源光分配层节点及媒质接入控制融合技术 |
3.1 单、双纤双向PODN方案 |
3.1.1 单纤双向PODN |
3.1.2 双纤双向PODN |
3.2 媒质接入控制与调度算法 |
3.2.1 单纤双向PODN-MAC |
3.2.2 双纤双向PODN-MAC |
3.3 PODN性能分析 |
3.3.1 单纤双向PODN |
3.3.2 双纤双向PODN |
3.3.3 单、双纤双向PODN性能对比分析 |
本章小结 |
参考文献 |
第四章 输出端口带宽可重构光电混合核心交换节点技术 |
4.1 输出端口带宽可重构HOECSN方案 |
4.1.1 节点结构 |
4.1.2 光交换矩阵方案 |
4.1.3 寻址与缓存 |
4.1.4 输出端口带宽重构技术 |
4.2 静态流量节点性能分析 |
4.2.1 静态流量空间偏斜度 |
4.2.2 输出带宽分配算法 |
4.2.3 输出带宽利用率与时延性能分析 |
4.2.4 光交换矩阵配置时间对节点性能的影响 |
4.3 动态流量节点性能分析 |
4.3.1 动态流量空间偏斜度 |
4.3.2 准实时渐进式输出带宽分配算法 |
4.3.3 HOECSN与固定带宽交换机性能对比分析 |
本章小结 |
参考文献 |
第五章 大规模数据中心SD-HOAN系统设计与分析 |
5.1 大规模数据中心SD-HOAN系统方案 |
5.1.1 系统结构 |
5.1.2 PODN与光接口结构设计 |
5.1.3 信道分配与双MAC |
5.2 数据中心流量统计特征与业务分级综合流量模型 |
5.2.1 数据中心流量统计特征 |
5.2.2 数据中心业务分级综合流量模型 |
5.2.3 流量生成实例 |
5.3 LSDM调度算法与网络系统性能分析 |
5.3.1 LSDM调度算法[5] |
5.3.2 网络系统性能分析 |
5.3.3 与CSMA/CD算法性能对比 |
5.3.4 与POXN、POTORI架构性能对比分析 |
5.4 系统扩展性与功耗分析 |
5.4.1 扩展性 |
5.4.2 系统功耗 |
本章小结 |
参考文献 |
第六章 智能变电站SD-HOAN系统设计与实现 |
6.1 智能变电站SD-HOAN系统方案 |
6.1.1 过程层业务与组网模式 |
6.1.2 系统与节点结构 |
6.1.3 基于故障树的系统可靠性建模 |
6.1.4 可靠性仿真分析 |
6.2 智能变电站面向SV业务的SD-HOAN系统方案 |
6.2.1 系统结构 |
6.2.2 节点结构 |
6.2.3 性能仿真 |
6.3 智能变电站面向SV业务的SD-HOAN系统研制 |
6.3.1 边缘节点原型样机研制与测试 |
6.3.2 核心节点原型样机研制与测试 |
6.3.3 第三方检测 |
6.4 四川黄水220kV变电站SD-HOAN系统实验 |
6.4.1 实验系统节点部署 |
6.4.2 实验系统测试结果 |
6.4.3 分析与讨论 |
本章小结 |
参考文献 |
第七章 总结与展望 |
致谢 |
攻读博士学位期间完成的学术论文及获得的科研成果 |
表格索引 |
图形索引 |
(8)基于EPON的智慧校园接入网系统设计及应用(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 选题依据与研究意义 |
1.2 智慧校园EPON网络和局域网的比较 |
1.3 本文创新应用 |
1.4 文章结构 |
第二章 EPON关键技术介绍 |
2.1 PON介绍 |
2.1.1 EPON |
2.1.2 GPON |
2.2 EPON系统关键技术 |
2.2.1 MPCP和LLID |
2.2.2 测距技术 |
2.2.3 ONU自动注册 |
2.2.4 突发接收技术 |
2.2.5 动态带宽分配(DBA)技术 |
2.3 EPON系统组网关键技术 |
2.3.1 QinQ技术 |
2.3.2 多业务承载技术 |
2.3.3 QoS技术 |
2.4 本章小结 |
第三章 智慧校园EPON网络系统设计 |
3.1 校园基本情况 |
3.1.1 校园主要功能区 |
3.1.2 校园网络现状 |
3.2 智慧校园及基础网络建设要求 |
3.2.1 智慧校园建设要求 |
3.2.2 基础网络建设要求 |
3.3 EPON网络设计 |
3.3.1 设计原则 |
3.3.2 网络规划总体设计 |
3.3.3 光纤网络详细设计 |
3.3.4 设备清单配置及设备选型 |
3.4 本章小结 |
第四章 智慧校园EPON网络系统的项目管理及应用 |
4.1 项目管理要点 |
4.1.1 风险和安全管理 |
4.1.2 进度管理 |
4.1.3 质量管理 |
4.1.4 成本控制 |
4.1.5 项目管理的其它要素 |
4.2 项目实施主要工序和流程 |
4.2.1 项目管理团队组建 |
4.2.2 项目现场勘察及深化设计 |
4.2.3 项目进场施工及管理 |
4.2.4 项目试运行 |
4.2.5 项目竣工验收及移交 |
4.2.6 项目保修 |
4.3 EPON网络系统的应用及实施 |
4.3.1 设备安装 |
4.3.2 光缆线缆施工 |
4.3.3 机房等基础设施建设 |
4.3.4 系统调试与测试 |
4.4 本章小结 |
第五章 总结与展望 |
参考文献 |
致谢 |
(9)光接入网节能技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 光接入网主要结构与技术 |
1.2.1 PTP光接入网 |
1.2.2 AON光接入网 |
1.2.3 PON光接入网 |
1.3 光接入网节能降耗技术研究现状 |
1.3.1 ONU节能降耗研究现状 |
1.3.2 OLT节能降耗研究现状 |
1.4 光接入网节能降耗研究面临的挑战 |
1.5 论文的主要内容及创新点 |
第二章 基于ONU分组互联的电子开关光接入网能效研究 |
2.1 基于电子开关的光接入网 |
2.2 ONU分组互联的电子开关光接入网方案 |
2.3 ONU分组互联的电子开关光接入网的能效分析 |
2.3.1 网络功耗与平均每吉比特能耗 |
2.3.2 不同ONU分组规模下的日常网络能耗 |
2.4 非对称上下行场景下ONU分组互联电子开关光接入网的能效研究 |
2.4.1 上下行独立的ONU分组互联电子开关光接入网方案 |
2.4.2 上下行独立的ONU分组互联电子开关光接入网的功耗分析 |
2.5 本章小结 |
第三章 基于动态资源调度的时分复用光接入网能效提升研究 |
3.1 基于动态资源调度的时分复用光接入网能效提升机理 |
3.2 基于轮询顺序调度的高能效动态资源调度方案研究 |
3.2.1 负载自适应轮询顺序调度方案 |
3.2.2 负载自适应轮询顺序调度方案性能分析与优化 |
3.2.2.1 能耗及时延性能分析 |
3.2.2.2 负载自适应轮询顺序调度方案的优化 |
3.3 基于轮询周期压缩的高能效动态资源调度方案研究 |
3.3.1 高能效轮询周期压缩方案 |
3.3.2 高能效轮询周期压缩方案性能分析 |
3.4 本章小结 |
第四章 多环结构的高生存性高能效光接入网方案 |
4.1 光接入网的生存性需求 |
4.2 多环结构的高生存性高能效光接入网方案 |
4.3 多环结构的高生存性高能效光接入网方案的性能分析与能效优化 |
4.3.1 多环结构的高生存性高能效光接入网方案的性能分析 |
4.3.1.1 网络的生存性 |
4.3.1.2 网络的建设成本 |
4.3.1.3 网络的接入距离 |
4.3.1.4 网络的功耗 |
4.3.2 结合轮询顺序调度方案的能效优化研究 |
4.3.2.1 优化方案的能耗 |
4.3.2.2 优化方案的时延 |
4.4 本章小结 |
第五章 基于数字滤波多址接入技术的高能效光接入网研究 |
5.1 数字滤波多址接入无源光网络基本原理 |
5.2 数字域子带分组分配的高能效光接入网方案 |
5.3 数字域子带分组分配的高能效光接入网方案的能效分析 |
5.3.1 ONU能耗随数字域子带组规模的变化 |
5.3.2 每比特能耗随技术发展变化的预期 |
5.4 本章小结 |
第六章 全文总结与展望 |
6.1 全文总结 |
6.2 未来工作展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读博士学位期间取得的成果 |
(10)光纤—无线接入网传输优化与资源调度机制研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 FiWi接入网研究背景 |
1.2 FiWi接入网研究动态和挑战 |
1.2.1 基于OFDM的FiWi接入网传输机制研究 |
1.2.2 基于数字滤波的FiWi接入网传输机制研究 |
1.2.3 资源分配与调度机制研究 |
1.2.4 虚拟网络嵌入机制研究 |
1.2.5 面临的挑战 |
1.3 本文的主要创新点 |
1.4 本文的内容安排 |
1.5 课题来源 |
第2章 基于OFDM的FiWi接入网中传输优化机制研究 |
2.1 研究背景 |
2.2 基于DML的IMDD OFDM-PON功率优化机制研究 |
2.2.1 OFDM基本原理 |
2.2.2 基于DML的IMDD OFDM-PON传输模型 |
2.2.3 问题定义 |
2.2.4 算法描述 |
2.2.5 复杂度分析 |
2.2.6 仿真和分析 |
2.3 基于DFT扩展的多带IMDD OFDM-PON系统 |
2.3.1 多带DFT扩展IMDD OFDM-PON系统模型 |
2.3.2 复杂度分析 |
2.3.3 系统搭建 |
2.3.4 仿真和分析 |
2.4 基于LDPC编码的上行IMDD OFDM-PON系统 |
2.4.1 干扰模型理论分析 |
2.4.2 上行传输系统设计 |
2.4.3 系统搭建 |
2.4.4 仿真和分析 |
2.5 本章小结 |
第3章 基于数字正交滤波的FiWi接入网中色散补偿机制研究 |
3.1 研究背景 |
3.2 软件可重构数字正交滤波PON系统性能研究 |
3.2.1 数字正交滤波的基本原理 |
3.2.2 软件可重构数字正交滤波PON工作原理 |
3.2.3 仿真和分析 |
3.3 利用自相位调制的数字正交滤波PON色散补偿机制研究 |
3.3.1 自相位调制使能的色散补偿理论模型 |
3.3.2 系统设计 |
3.3.3 仿真和分析 |
3.4 本章小结 |
第4章 FiWi接入网面向绿色节能与生存性的子载波调度机制研究 |
4.1 研究背景 |
4.2 基于VS调度的先应式分支光纤维护效率优化机制 |
4.2.1 系统模型和符号定义 |
4.2.2 问题描述与分析 |
4.2.3 GDFLB启发式算法 |
4.2.4 仿真和分析 |
4.3 基于联合资源调度的节能机制 |
4.3.1 系统模型和符号定义 |
4.3.2 灵活OFDMA-PON系统平台 |
4.3.3 功耗模型 |
4.3.4 问题描述和界值分析 |
4.3.5 启发式算法 |
4.3.6 仿真和分析 |
4.4 本章小结 |
第5章 FiWi接入网虚拟网络嵌入机制研究 |
5.1 研究背景 |
5.2 位置推荐感知的FiWi接入网虚拟网络嵌入机制 |
5.2.1 设计框架 |
5.2.2 网络模型 |
5.2.3 问题定义与界值分析 |
5.2.4 启发式算法 |
5.2.5 仿真与分析 |
5.3 支持协作边缘计算的FiWi接入网虚拟网络嵌入机制 |
5.3.1 网络模型 |
5.3.2 问题定义与分析 |
5.3.3 启发式算法 |
5.3.4 仿真与分析 |
5.4 本章小结 |
第6章 总结与展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
作者攻读博士期间取得的成果 |
四、Ethernet PON系统核心MAC控制器的设计与实现(论文参考文献)
- [1]移动接入网中光与无线资源协同优化技术研究[D]. 肖玉明. 北京邮电大学, 2021(01)
- [2]面向5G移动前传的数字与模拟光纤传输关键技术[D]. 李隆胜. 上海交通大学, 2020(01)
- [3]星上交换测试设备的研究与开发[D]. 张沁. 西安电子科技大学, 2020(05)
- [4]大容量宽带无源光网络若干关键技术研究[D]. 徐星. 北京邮电大学, 2020(01)
- [5]面向边缘计算的端到端通信中无源光网络的协议设计与资源管理研究[D]. 申晓曼. 浙江大学, 2020(02)
- [6]接入网融合组网技术与业务机制研究[D]. 刘晶. 北京邮电大学, 2019(01)
- [7]软件定义分层光接入网及其应用技术研究[D]. 郑宇. 东南大学, 2019
- [8]基于EPON的智慧校园接入网系统设计及应用[D]. 刘温良. 厦门大学, 2019(02)
- [9]光接入网节能技术研究[D]. 吕韵欣. 电子科技大学, 2019(01)
- [10]光纤—无线接入网传输优化与资源调度机制研究[D]. 巩小雪. 东北大学, 2017(01)