Nghiên Ứu Tiết Kiệm Năng Lượng Ho Á Mạng Thế Hệ Mới..pdf

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ĐOÀN ĐỨC SINH NGHIÊN C U TI T KI Ứ Ế ỆM NĂNG LƢỢNG CHO CÁC M NG TH H M I Ạ Ế Ệ Ớ Chuyên ngành K thu t truy n thông ỹ ậ ề LUẬN VĂN THẠC ĨS KỸ THUẬ[.]

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - ĐOÀN ĐỨC SINH NGHIÊN CỨU TIẾT KIỆM NĂNG LƢỢNG CHO CÁC MẠNG THẾ HỆ MỚI Chuyên ngành: Kỹ thuật truyền thông LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT  PGS.TS NGUYỄN HỮU THANH Hà Nội - Năm 2015 170849411651278dc4e65-c3be-4891-96e8-d91baba819f3 1708494116512506405fa-3cfd-4a6c-b950-cb93f5f9000a 1708494116512d3b122e3-6588-4bcd-b098-cc4a91a77d79 MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ MỞ ĐẦU 10 Lý ch tài 10 M cu 11 ng phm vi nghiên cu 11 Kt cu lun  .11  cu 12 CHƢƠNG I - MẠNG QUANG THỤ ĐỘNG PON 13 1.1 Gii thiu  13 1.2 Mng PON .14 1.3 Mng PON ghép kênh phân chia theo thi gian 21 1.4 Các tiêu chun cho mng TDM-PON 25 1.4.1 B-PON 25 1.4.2 E-PON 26 1.4.3 G-PON 28 1.5 Kt lun  30 CHƢƠNG II - CƠ CHẾ PHÂN BỔ BĂNG THÔNG ĐỘNG 32 2.1 Gii thiu .32 2.2 Thut toán cng [2] 32 nh dng bu khin [2] 37 2.4 Lp lch cho bn tin Grant/Request .39 Đoàn Đức Sinh a mng [2] 43 2.6 Các dch v s dng thut toán DBA 46 2.7 Chng QoS 48 2.8 Kt lu 50 CHƢƠNG III - PHÂN BỔ BĂNG THÔNG ĐỘNG TIẾT KIỆM NĂNG LƢỢNG VỚI CÁC ONU Ở CHẾ ĐỘ NGỦ 51 3.1 Gii thiu 51 u khin lp MAC tit king [5] 55   lp phép [5] 60 3.4 Xây dng tốn to chu trình cp phép tit king [5] .61 3.5 Thut toán quy hong ct king [5] 65 3.6 Kt lu 67 CHƢƠNG IV - MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ HIỆU NĂNG MẠNG PON 68 4.1 Gii thiu 68 4.2 Mơ hình h thng 69  69  70  thut tốn mơ phng 71  71  73 ng 74  74  76 4.5 Kt qu mô phng 78  78  80 4.5.2.1 Thi gian chu k 80 i 85 Đoàn Đức Sinh 4.5.2.3 Thi gian tr ca gói tin .90 4.6 Nhn xét 95 KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 97 Kt lun 97 ng nghiên cu tip theo 97 TÀI LIỆU THAM KHẢO 98 PHỤ LỤC: MÃ NGUỒN CHƢƠNG TRÌNH 100 ng mng .100 ng hing ca PON .101 Đồn Đức Sinh LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam oan ây cơng trình nghiên cu ca riêng Các sliu, kt qu nêu lun vn trung thc cha tng c công btrong bt kcơng trình khác Tác giả luận văn Đồn Đức Sinh Đoàn Đức Sinh DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Viết tắt Tên đầy đủ Nghĩa tiếng Việt ADAEE Adaptive Delay Aware Energy Efficient Gii pháp tit ki ng nhn bit tr  AON Active Optical Network Mng quang tích cc ATM Asynchronous Transfer Mode Ch  truyn không ng b CO Central Office Trm trung tâm DBA Dynamic Bandwidth Assignment  thông  DCS Downstream Centric Scheme  EMM Energy Management Mechanism  FSAN Full Service Access Network Mng truy nhy  dch v FTTH Fiber To The Home n tn nhà GEM GPON Encapsulation Method c  gói GPON IPACT Interleaved Polling with Adaptive Cycle Time Vòng xen k vi chu k ng JIT Just-In-Time i gian LLID Link Logic ID  kênh logic MAC Medium Access Control u khin truy cp môi ng MPCP Multipoint Control Protocol Giao thu khin  m NGN Next Generation Network Mng th h mi NID Node Identification Nhn din node OLT Đoàn Đức Sinh Optical Line Terminal Thit b u cui ng dây ONT Optical Network Terminal   ONU Optical Network Unit   PLOAM Physical Layer Operation, Administration and Maintenance Qun lý vn hành bo ng lp vt lý PMD Physical Media Dependent Ph thuc môi ng vt lý PON Physical Media Dependent Mng quang th ng PS Passive Splitter B chia quang th ng QoS Quality of Service Chng dch v RTT Round Trip Time Thi gian t lúc gn lúc nhn SDBA Sleep Aware Dynamic Bandwidth Allocation Phân b  nhn bit gic ng SLA Service Level Agreement Tha thun mc dch v SNI Service Network Interface Giao din mng dch v SRD Short Range Dependent Ph thuc thi gian ngn TDMA Time Division Multiple Access Truy c chia theo thi gian TE Terminal Equipment Thit b u cui UCS Upstream Centric Scheme  truyng lên UNI User Network Interface Giao din mng i dùng VPN Virtual Private Network Mng riêng o WDM Wavelength Division Multiplexing Ghép kênh phân chia WS Window Size Đồn Đức Sinh  sóng  DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 – Bảng so sánh chuẩn công nghệ TDM-PON .29 Bảng 2.1 - Cơ chế cấp phát cửa sổ truyền số dịch vụ 46 Bảng 3.1 - Định nghĩa ký hiệu 57 Bảng 4.1 - Thông số mô lưu lượng mạng 70 Bảng 4.2 - Thông số mô hiệu mạng PON 71 Bảng 4.3 - Kết mô lưu lượng mạng 80 Bảng 4.4 - Số liệu mô thời gian trung bình chu kỳ dịch vụ 82 Bảng 4.5 - Số liệu mô thời gian lớn chu kỳ dịch vụ 84 Bảng 4.6 - Số liệu mô kích thước hàng đợi trung bình dịch vụ 87 Bảng 4.7 - Số liệu mô kích thước hàng đợi lớn dịch vụ 89 Bảng 4.8 - Số liệu mô thời gian trễ trung bình gói tin dịch vụ 92 Bảng 4.9 - Số liệu mô thời gian trễ lớn gói tin dịch vụ .94 Đoàn Đức Sinh DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1 - Mạng PON với chia quang thụ động Passive Splitter 14 Hình 1.2 - Mạng PON .15 Hình 1.3 - Bước sóng truyền mạng PON 16 Hình 1.4 – Cấu trúc tổng quan giải pháp PON 19 Hình 1.5 - Kiến trúc tổng quan mạng PON 20 Hình 1.6 - Nguyên lý truyền liệu hướng xuống theo phương thức quảng bá 22 Hình 1.7 - Nguyên lý truyền liệu hướng lên theo chế ghép kênh phân chia theo thời gian (TDM) 22 Hình 1.8 - Cấu trúc chung OLT 23 Hình 1.9 - Cấu trúc chung ONU 24 Hình 1.10 - ONU & OLT gửi tin yêu cầu cấp phát băng thơng 27 Hình 2.1a – OLT gửi tin điều khiển đến ONU 33 Hình 2.1b – ONU gửi liệu lên cửa sổ cấp 34 Hình 2.1c – OLT update thông tin vào bảng polling 35 Hình 2.1d – Các bước thuật toán DBA 36 Hình 2.2 - Vị trí lồng tin điều khiển vào khung Ethernet 38 Hình 2.3 - Lập lịch cho tin Request 40 Hình 2.4 - Lập lịch tin Grant cho ONU thứ i, i+1, i+2 với i-1 bị ngắt 42 Hình 2.5 - Các thành phần thời gian trễ gói tin 45 Hình 3.1 - Sơ đồ chuyển trạng thái ONU 56 Hình 3.2 - Minh họa phương pháp điều khiển lớp MAC tiết kiệm lượng 57 Hình 3.3 - Minh họa chế tạo chu trình cấp phép tiết kiệm lượng .63 Hình 4.1 - Giao diện mơi trường làm việc phần mềm Matlab R2014a 68 Hình 4.2 - Kích thước trung bình gói tin phụ thuộc vào tải & thời gian đến trung bình gói tin 69 Hình 4.3 - Sơ đồ thuật tốn mô lưu lượng mạng 72 Hình 4.4 - Sơ đồ thuật tốn mơ hiệu mạng PON 73 Đồn Đức Sinh Hình 4.5 - Giao diện chương trình khởi động 75 Hình 4.6 - Giao diện chương trình 76 Hình 4.7 - Biểu đồ lượng liệu đến ONU thời gian 1s 78 Hình 4.8 - Biểu đồ lượng liệu đến ONU thời gian 10 ms 79 Hình 4.9 - Biểu đồ lượng liệu đến ONU thời gian 1000 µs 79 Hình 4.10 - Đồ thị biểu diễn thời gian trung bình chu kỳ dịch vụ 81 Hình 4.11 - So sánh thời gian trung bình chu kỳ loại dịch vụ 83 Hình 4.12 - So sánh thời gian lớn chu kỳ loại dịch vụ 85 Hình 4.13 - Đồ thị biểu thị kích thước hàng đợi trung bình dịch vụ 86 Hình 4.14 - So sánh kích thước hàng đợi trung bình loại dịch vụ 88 Hình 4.15 - So sánh kích thước hàng đợi lớn loại dịch vụ 90 Hình 4.16 - Đồ thị biểu diễn thời gian trễ trung bình gói tin dịch vụ 91 Hình 4.17 - So sánh thời gian trễ trung bình gói tin loại dịch vụ 93 Hình 4.18 - So sánh thời gian trễ lớn gói tin loại dịch vụ 95 Đoàn Đức Sinh