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节能光纤接入网的关键技术研究
结题报告
批准号:
61471087
项目类别:
面上项目
资助金额:
88.0 万元
负责人:
邱昆
依托单位:
学科分类:
F0109.光通信
结题年份:
2018
批准年份:
2014
项目状态:
已结题
项目参与者:
许渤、江宁、张静、吕韵欣、廖明乐、董一娴、杨琦、马洪亮、池怿
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中文摘要
随着通信网用户数量的激增以及宽带业务的迅猛发展,能耗问题已成为限制通信产业发展的重要因素之一,在通信网总能耗中,接入网能耗所占比重已经高达70%左右。本课题面向国家发展低能耗网络的重大需求,围绕通信网中能耗最大的接入网的能耗问题,开展节能光纤接入网的关键技术研究。研究建立全面精确的光纤接入网能效预测模型,实现接入网能耗的优化;研究自适应流量管理机制,分析并优化动态资源调度算法,建立高能效高实时性的动态网络资源调度机制,在达到对网络资源的充分利用的同时减小硬件占用率,降低网络能耗;全面研究基于ONU休眠/唤醒、ONU分组、低功耗及无源ONU的ONU节能技术;前瞻性地探索研究NG-PON2关键技术的节能机制。课题的研究成果有望在实现光纤接入网节能机制和技术上的有效突破,为发展节能光纤接入网奠定理论基础,为我国下一代光接入网技术标准的制定提供参考,促进我国通信网节能降耗战略的实施与发展。
英文摘要
As the sharp increasing of the number of communication network users and the rapid development of wideband service, the energy consumption has turned to be a key issue that would limit the development of communication networks. It has been proved that the access network currently consumes around 70% of the total energy consumption of communication networks. According to the national urgent demand of developing the low energy consumption networks, this project focuses on the energy consumption of the optical-fiber access network (OFAN) that consumes the most energy in communication ntetworks and systematically research the key technologies for the energy-efficient OFAN. In this project, an accurate energy-efficiency prediction model for the OFAN is firstly established by a systematic study on the OFAN energy consumption, and it is used to optimize the energy-efficiency of OFAN. Secondly, by investigating the energy-efficient effects of the load adative technology and optimizing the dynamic bandwidth (or wavelength) allocation algorithm, an energy-efficient and high real-time control resource (bandwith or welength) allocation mechanism is established. Thirdly, several energy efficient techonogies for optical network units (ONUs) based on the studies on the rapid ONU sleep/wake, ONU grouping, low-power ONU and passive ONU. Finally, a prospective study on the energy-efficient mechanisms for the key technologies of NG-PON2 (TWDM-PON, WDM-PON, and OFDM-PON) is presented. These studies are expected to perform great innovations and breakthrough for the energy-saving mechanism and technology in OFAN and build a theoretical basis for the development of energy-efficient optical-fiber access network and provide some references for formulating the standardization of low energy consumption OFAN in China. This project would promote the implementation and progress of the energy consumption reduction strategy of the communication network, and it also shows great significance for promoting the evolution of next-generation OFAN in China.
本课题围绕接入网的能耗问题,通过网络资源调度、网络结构优化、以及结合未来光接入网需求和发展趋势,对光纤接入网节能关键技术开展了如下四个方面的研究。.1)基于ONU睡眠/唤醒机制,研究分析并优化了动态资源调度算法,提出了两种分别称为LASA和PCC的高能效的动态资源调度机制。通过在不延长平均轮询周期时间的前提下增加ONU的睡眠时间,这两种动态资源调度机制都可以在保证10毫秒级的网络时延性能的同时有效降低网络能耗。.2)研究了网络负载自适应机制,提出了基于ONU分组互联的光接入网节能方案。通过对ONU进行分组互联,实现了对网络资源的充分利用,减少网络硬件使用率,实现接入网功耗的优化,有效地降低了网络日均能耗。.3)全面研究了下一代NG-PON2光接入网生存性、接入距离等实际应用需求对光接入网的能耗的影响,提出了称为RAMOAN的高生存性高能效的灵活下一代光接入网结构。通过四层三环的网络结构,RAMOAN可在大幅提升ONU-OLT链路生存性的同时,有效降低网络的建设成本和网络的运行功耗。.4)前瞻性地探索研究了可支持软件定义光接入网的数字滤波多址接入光接入网的能效,提出了基于数字域子带分组分配的网络节能降耗方案TDMBA-PON。通过对数字域子带进行分组分配,TDMBA-PON方案可有效提升ONU睡眠时间,降低ONU能耗。并且,随着技术发展,TDMBA-PON方案在未来的能效将进一步提升,拥有可观的应用前景。.通过本课题的研究,课题组在光接入网动态资源调度、光接入网结构设计等方面获得了重要成果。此外,课题组还对低时延无线介质访问控制技术以及混沌保密光网络进行研究,也取得了丰硕的成果。受本课题的资助,项目组共计发表SCI期刊论文17篇,在国际会议上发表论文15篇,申请发明专利11项,培养在读博士生3人,博士毕业生1人,在读硕士生2人,硕士毕业生9人。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Secure Key Distribution Based on Dynamic Chaos Synchronization of Cascaded Semiconductor Laser Systems
基于级联半导体激光系统动态混沌同步的安全密钥分发
DOI:10.1109/tcomm.2016.2628060
发表时间:2017
期刊:IEEE Transactions on Communications
影响因子:8.3
作者:Xue Chenpeng;Jiang Ning;Lv Yunxin;Qiu Kun;Xue CP
通讯作者:Xue CP
DOI:10.1364/ol.43.004184
发表时间:2018-08
期刊:Optics letters
影响因子:3.6
作者:Chenpeng Xue;Songkun Ji;Anbang Wang;N. Jiang;K. Qiu;Yanhua Hong
通讯作者:Chenpeng Xue;Songkun Ji;Anbang Wang;N. Jiang;K. Qiu;Yanhua Hong
DOI:10.1109/jphot.2017.2726681
发表时间:2017
期刊:IEEE Photonics Journal
影响因子:2.4
作者:Lv Yunxin;Jiang Ning;Xue Chenpeng;Qiu Kun
通讯作者:Qiu Kun
Generation of flat wideband chaos with suppressed time delay signature by using optical time lens
使用光时间透镜生成具有抑制时间延迟特征的平坦宽带混沌
DOI:10.1364/oe.25.014359
发表时间:2017
期刊:Optics Express
影响因子:3.8
作者:Jiang Ning;Wang Chao;Xue Chenpeng;Li Guilan;Lin Shuqing;Qiu Kun;Jiang N
通讯作者:Jiang N
DOI:10.1364/ol.41.003690
发表时间:2016-08
期刊:Optics letters
影响因子:3.6
作者:Chenpeng Xue;N. Jiang;Yunxin Lv;Chao Wang;Guilan Li;Shuqing Lin;K. Qiu
通讯作者:Chenpeng Xue;N. Jiang;Yunxin Lv;Chao Wang;Guilan Li;Shuqing Lin;K. Qiu
机载智能蒙皮天线阵列的光互联机制及关键技术研究
  • 批准号:
    U22A2086
  • 项目类别:
    联合基金项目
  • 资助金额:
    255.00万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    邱昆
  • 依托单位:
基于动态混沌调控的100Gbps保密光纤通信技术
  • 批准号:
    62171087
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    57万元
  • 批准年份:
    2021
  • 负责人:
    邱昆
  • 依托单位:
光正交频分复用光纤传输系统中光域信号处理技术研究
  • 批准号:
    61071097
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    38.0万元
  • 批准年份:
    2010
  • 负责人:
    邱昆
  • 依托单位:
光正交频分复用系统中信道估计及自适应技术的研究
  • 批准号:
    60872035
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    31.0万元
  • 批准年份:
    2008
  • 负责人:
    邱昆
  • 依托单位:
一种新型的基于WDM和OCDM的全光分组交换研究
  • 批准号:
    60572008
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    25.0万元
  • 批准年份:
    2005
  • 负责人:
    邱昆
  • 依托单位:
国内基金
海外基金