2.1.4.2 .Topo hỡnh cõy
3.5 Cỏc kết quả số học và cỏc nghiờn cứu điển hỡnh
hợp PON-WCN. Trƣớc khi đi vào kịch bản cụ thể và thực tế hơn, việc đạt đƣợc hiệu suất trong một trƣờng hợp đơn giản đƣợc ỏp dụng với 3 liờn kết ONU-BS, nhằm cung cấp một cỏi nhỡn tổng quỏt và sõu sắc về hành vi thực hiện cơ bản của đa tế bào CT. Hỡnh 5.5 so sỏnh tỷ lệ giữa CT và cỏc nốt NCT. Cỏc tọa độ trong trục x và y biểu diễn chuẩn húa khoảng cỏch. Số lƣợng hiển thị trờn mỗi đƣờng đồng mức đại diện cho giỏ trị tƣơng ứng với tỷ lệ đạt đƣợc khi nhận cỏc di chuyển dọc theo đƣờng đồng mức. Nú đƣợc quan sỏt thấy rằng chế độ CT tốt hơn chế độ NCT về khả năng nõng cao tỷ lệ và mở rộng vựng phủ súng, đặc biệt ở khu vực biờn của cell.
Để mụ phỏng triển khai thực tế, 3 kịch bản đƣợc nghiờn cứu, một giao diện vụ tuyến OFDMA dựa trờn chuẩn IEEE 802.16m đƣợc giả định trong cỏc thớ nghiệm này. Ta giả định tất cả cỏc CPs cú cựng CAPEX và OPEX cho việc đặt một ONU-BS. Cụng suất truyền dẫn lớn nhất của cỏc ONU-BS và nhõn tố suy hao kờnh tƣơng ứng là 10W và 3. Băng thụng vụ tuyến đƣợc ấn định cho hệ thống là 20MHz. Trong điều kiện, xuyờn nhiễu ngoài là hằng số và bằng với mức nhiễu nền. Một lần nữa CPLEX 11.0 [23] đƣợc sử dụng để giải quyết bài toỏn xõy dựng lại DSP-PW. Hỡnh 5.6 Minh họa kịch bản cỏch bố trớ mạng lƣới.
Hỡnh 5.5: 2-D đƣờng viền của tốc độ đạt đƣợc so sỏnh trong CT và chế độ NCT.
Tọa độ của mỗi VIP trong AOI đƣợc chuẩn húa, và toàn bộ nhu cầu lƣu lƣợng là tỷ lệ thuận với bỏn kớnh của vũng trũn đại diện cho VIP đú.
Cỏc bài toỏn về kớch thƣớc, số lƣợng cỏc ràng buộc, cỏc biến, thời gian tớnh toỏn trung bỡnh và tối ƣu khoảng cỏch trung bỡnh trong cỏc kịch bản mụ phỏng đƣợc chỉ ra trong bảng 5.2. Với việc mụ phỏng này, tụi hy vọng vào khả năng xõy dựng và giải quyết bài toỏn DSP. Bảng 5.2 chỉ ra rằng bài toỏn về kớch thƣớc sẽ tăng đỏng kể khi tăng kớch thƣớc mạng, và bài toỏn này cú thể đƣợc giải quyết thành cụng với phƣơng phỏp tiếp cận chia tỏch nhƣ đó núi ở trờn. Khụng cú sự chia tỏch thỡ thời gian tớnh toỏn là khụng thể giải quyết bài toỏn DSP, đặc biệt với cỏc mạng cú kớch thƣớc lớn hơn.
Lƣu ý rằng kịch bản (III) phản ỏnh một kịch bản triển khai thực xõy dựng tế
PON-WCN của khu vực cú bỏn kớnh tới vài km nơi cú khoảng cỏch giữa hai TPs
lờn tới khoảng vài trăm m.
Hỡnh 5.6 Minh họa kịch bản (I) cỏch bố trớ mạng lƣới của AOI.
Cỏc kết quả của kịch bản (III) chứng minh tớnh hiệu quả hay khụng của việc đề xuất xõy dựng và phƣơng phỏp tối ƣu trong nhiệm vụ quy hoạch mạng lƣới thực tế.
Với bài toỏn (DSP-W), ta quan tõm đến quan sỏt cỏc kết quả của sự liờn kết BU theo dạng về số lƣợng cỏc ONU-BS đƣợc đấu nối cho mỗi VIP và chất lƣợng phủ súng di động toàn mạng ( tức là nhỡn nhận SNR ở mỗi TP ) với cỏc ngƣỡng SNR khỏc nhau. Hơn nữa, khả năng mở rộng dung lƣợng đƣợc đặc biệt quan tõm, cụ thể là sự thay đổi giỏ trị đối tƣợng khi cỏc nhu cầu về lƣu lƣợng của cỏc VIP đƣợc gia tăng. Với mục đớch đú, ta định nghĩa một tỷ lệ tăng của tổng yờu
cầu lƣu lƣợng cho tất cả cỏc VIP là với và tƣơng ứng là
Bảng 5.2: Bài toỏn kớch thƣớc, thời gian tớnh toỏn trung bỡnh, tối ƣu khoảng cỏch trung bỡnh cho CPLEX để giải quyết bài toỏn DSP-W
Bảng 5.3 cho thấy kết quả của liờn kết BU và hiệu quả quang phổ cho mỗi VIP bằng cỏch sử dụng chế độ CT và chế độ NCT trong kịch bản (I), tƣơng ứng. Với chế độ CT, độ lợi hiệu quả quang phổ, ký hiệu là , cho khoảng cỏc cỏc VIP từ 8,99% đến 85,71%, điều đú gúp phần vào việc tăng cƣờng thụng lƣợng tổng thể hệ thống do sự tham gia của nhiều BS hơn trong truyền dẫn kết hợp. Kết quả là, để đỏp ứng nhu cầu lƣu lƣợng tƣơng tự, 13 BS đƣợc yờu cầu triển khai tại CP4-CP7, CP9, CP10, CP18-CP21, CP23, CP27 và CP30 ở chế độ CT, trong khi ở chế độ NCT, 16 BS đƣợc yờu cầu đặt ở CP1, CP3-CP5, CP6, CP8, CP9, CP12, CP14, CP18, CP20, CP21, CP23, CP26, CP27, và CP30, tƣơng ứng. Chi phớ triển khai tổng cho cỏc ONU- BS đƣợc giảm 18,75% ở chế độ CT so với chế độ NCT.
Hỡnh 5.7 Giỏ trị SNR nhận đƣợc và số lƣợng cỏc CP liờn kết cho mỗi TP trong kịch bản (I).
Hỡnh 5.7 (a) và (b) cho thấy cỏc kết quả trong trƣờng hợp user-perceived (thu đƣợc tại phớa ngƣời dựng) SNR và BU-kết hợp tại mỗi TP trong kịch bản (I) với ngƣỡng SNR là 6dB và 22 dB tƣơng ứng [24].
Cỏc giỏ trị SNR nhận đƣợc của TP phản ỏnh chất lƣợng phủ súng di động trong AOI. Tụi thiết lập tỉ lệ vựng phủ súng là 95%. Ta thấy rằng phần lớn cỏc TP chỉ cần đƣợc liờn kết với một BS nhƣ trong cả hai hỡnh 5.7 (a) và (b). Mặt khỏc, đối với cỏc TP ở rỡa của AOI chẳng hạn nhƣ TP1-TP11 và TP90-TP100, hai hoặc ba ONU-BS đƣợc kết hợp với TP để đỏp ứng cỏc ngƣỡng SNR nhƣ cỏch của CT. Hơn nữa, bằng cỏch so sỏnh 5.7 (a) và (b), tụi tiếp tục quan sỏt thấy số lƣợng TP cú kết hợp với 2 hoặc 3
ONU-BS trong hỡnh 5.7 (a) nhiều hơn đỏng kể so trong hỡnh 5.7 (b). Nú chỉ ra rằng việc cải thiện chất lƣợng phủ súng điện thoại di động là đạt đƣợc khi cú sự tham gia của cỏc ONU-BS kết hợp truyền tới một SS (TP).
Hỡnh 5.8 cho thấy những kết quả quan trọng của nghiờn cứu điển hỡnh, nghĩa là, sự thay đổi của giỏ trị đối tƣợng (số lƣợng của ONU-BSS) cựng với sự gia tăng của nhu cầu lƣu lƣợng của cỏc VIP trong kịch bản (I), (II) và (III). Ta thấy rằng khi nhu cầu lƣu lƣợng nhỏ, cả hai CT và chế độ NCT mang lại giỏ trị đối tƣợng giống nhau. Lý do là chế độ NCT truyền thống đó cú thể đạt đƣợc cỏc yờu cầu thiết kế. Tuy nhiờn, với sự tăng trƣởng của nhu cầu lƣu lƣợng , vớ dụ: Gρ ∈ [1.6, 3.8] trong kịch bản (I), số lƣợng của ONU-BS trong chế độ CT luụn luụn ớt hơn so với ở chế độ NCT (9,09% đến 27,27%), điều đú chứng tỏ những ƣu điểm của CT về tiết kiệm đỏng kể chi phớ. Hơn nữa, bằng cỏch ỏp dụng CT, hệ thống cú thể đỏp ứng nhu cầu lƣu lƣợng truy cập thậm chớ cũn cao hơn so với chế độ NCT. Cụ thể, nhƣ trong hỡnh 5.8 (a) của Kịch bản (I), khi Gρ đi lờn đến hơn 3.8, hệ thống khụng thể đạt đƣợc yờu cầu trong chế độ NCT, tuy nhiờn, nú cú thể đạt đƣợc bằng cỏch đặt 16 ONU-BS trong chế độ CT. Hơn nữa, hệ thống vẫn cú thể đỏp ứng nhu cầu tăng trƣởng lƣu lƣợng truy cập khi Gρ đạt 11.2 bằng cỏch đặt 30 ONU-BS. Tƣơng tự nhƣ vậy, trong kịch bản (II) và (III), chế độ CT cũng làm tốt hơn đỏng kể so với chế độ NCT. Do đú, hỡnh 5.8 khụng chỉ thể hiện một thuận lợi nổi bật quy mụ kinh tế của CT, mà cũn là khả năng mở rộng dung lƣợng cho cỏc khu dõn cƣ và kinh doanh lai ngày càng tăng trong tƣơng, mặt khỏc nú cũng chứng minh hiệu quả về chi phớ của kiến trỳc PON WCN đề xuất.
Đối với bài toỏn con 2 (DSP-P), tụi tập trung vào xỏc nhận việc xõy dựng cụng thức tớnh toỏn. Với mục đớch này, một mạng lƣới kớch thƣớc tƣơng đối nhỏ đƣợc mụ phỏng, trong đú cỏc địa điểm của cỏc ONU-BS thu đƣợc bằng cỏch giải quyết bài toỏn con 1 (DSP-W) trong kịch bản (I), nhƣ thể hiện trong hỡnh 5.9. Ld đƣợc thiết lập là 2km trong những mụ phỏng khỏc [25]. Tụi sử dụng khoảng cỏch Manhattan (là khoảng cỏch giữa hai điểm đo dọc theo cỏc trục vuụng gúc, trong một mặt phẳng với p1 (x1, y1) và p2 (x2, y2), | x1 - x2 | + | y1 - y2 |) giữa mỗi cặp node đại diện cho cỏc chi phớ liờn kết. Hỡnh 5.10 cho thấy kết quả của việc triển khai cỏp quang và vị trớ bộ chia.Ta thấy rằng cỏc cấu trỳc cõy đƣợc duy trỡ với cỏc tớnh năng topo xếp xoắn, kết nối và định hƣớng của cỏc nỳt nội bộ và lỏ, trong đú OLT, cỏc bộ chia, và cỏc ONU-BS hoạt động nhƣ gốc. Luồng định hƣớng đối với mỗi nỳt lỏ là liệt kờ nhƣ sau:
Kết quả sự khỏch biệt về khoảng cỏc tối đa giữa cỏc Là 1.82km, ớt
hơn so với Ld. Do đú, tụi đó xỏc minh rằng việc xõy dựng cụng thức toỏn (DSP-P) khụng chỉ cú thể đảm bảo một cấu trỳc liờn kết cõy, mà cũn cú thể giải quyết Bài toỏn "gần-xa".
Rừ ràng, theo kiến trỳc mạng đề xuất của tụi, thỡ chi phớ cho cỏc ONU-BS đó đƣợc giảm trong bài toỏn con 1 (DSP-W) ở giai đoạn đầu tiờn, kết quả tổng thể chi phớ cơ sở hạ tầng cú thể đƣợc giảm đỏng kể so với mạng thụng thƣờng với chế độ NCT trong khi vấn đỏp ứng đƣợc cỏc yờu cầu hiệu suất trong thời gian dài.