点对点通信光端机节能机制研究

【摘要】：当前各个领域的节能已经引起行业内研究人员的关注,通信网络的节能是其中之一。在宽带接入网、光端机等应用场景中有大量的光纤终端的使用和部署。科研领域对宽带接入网中无源光网络系统的节能机制有较多研究,然而对于有源光端机的节能研究未见公开发表。 目前的以太网光端机不论是否有数据传输光端机内部各个模块都在消耗能量,在没有数据传输时的能耗就显得没有必要。为此本论文研究提出一种基于三状态的主从模式周期性休眠节能方案,设计点对点连接的光端机的状态转移机制和流程。该方案使光端机在没有数据传输的情况下进入休眠状态。对该方案的节能效率进行仿真验证,仿真结果表明一方面在业务流量一定时休眠状态周期越小节能效率越高,另一方面在休眠状态周期不变时网络负载越小节能效率越高。 此外,EPON系统的商业应用中面临着这样一种问题,如用户侧设备级联或者端口误操作可能造成用户端口环路。端口环路会引起数据链路层的帧转发变得混乱或错误,这会导致同一PON口下的业务全部中断。致使其它用户无法正常使用。 为了减小环路对在EPON系统的影响,本论文设计提出一种EPON系统中的端口环路检测方案,实现以太网环路的快速检测功能。方案要求能够快速定位到那些存在环路的OLT以太网上联口、PON口或ONU端口；当检测到网络中存在环路时能够产生告警并且能够自动关闭发生环路的ONU侧以太网端口；而且能自动清除OLT侧PON板MAC地址表以便尽快恢复业务。 【关键词】：光端机 节能机制 休眠 EPON 端口环路检测
【学位授予单位】：北京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN929.1
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-7
• 目录7-9
• 第一章 绪论9-13
• 1.1 研究背景及意义9-11
• 1.1.1 光端机节能9-10
• 1.1.2 EPON系统端口环路10-11
• 1.2 研究内容及论文结构11-13
• 第二章 通信设备节能机制概述13-23
• 2.1 通信设备的能耗13-14
• 2.2 通信系统中的节能技术14-16
• 2.2.1 不同层次的节能14-15
• 2.2.2 综合节能15-16
• 2.3 节能机制对网络性能的影响16-17
• 2.3.1 网络QoS16-17
• 2.3.2 链路速率调整17
• 2.4 无源光网络节能概述17-22
• 2.4.1 无源光网络节能技术17-19
• 2.4.2 EPON节能技术19-22
• 2.5 小结22-23
• 第三章 光端机节能机制研究23-51
• 3.1 光端机结构23-27
• 3.1.1 传统光端机结构及设计23-26
• 3.1.2 节能光端机结构设计26-27
• 3.2 四状态休眠机制27-33
• 3.2.1 光端机工作状态28
• 3.2.2 四状态光端机状态转换28-30
• 3.2.3 四状态休眠机制30-33
• 3.2.4 四状态休眠机制存在的问题33
• 3.3 基于三状态的主从模式周期休眠机制33-46
• 3.3.1 主从模式工作状态34-36
• 3.3.2 主端A光端机状态转换规则36-37
• 3.3.3 从端B光端机状态转换规则37
• 3.3.4 主从特性的竞争确定37-41
• 3.3.5 初始状态的同步和通告41-42
• 3.3.6 异常状态下的状态同步42-43
• 3.3.7 典型的周期休眠转换过程43-45
• 3.3.8 节能效果分析45-46
• 3.4 主从模式周期性休眠机制仿真46-50
• 3.4.1 自相似数据源46-48
• 3.4.2 休眠机制仿真48-50
• 3.5 小结50-51
• 第四章 EPON端口环路检测方案设计51-65
• 4.1 EPON端口环路成因51-52
• 4.2 环路检测技术52-54
• 4.3 EPON端口环路检测方案设计54-64
• 4.3.1 端口环路检测功能要求54
• 4.3.2 端口环路检测原理54-56
• 4.3.3 检测以太网帧结构56-58
• 4.3.4 OLT侧检测过程58-59
• 4.3.5 检测报文发送过程59-62
• 4.3.6 检测报文接收过程62-63
• 4.3.7 环路端口告警清除过程63-64
• 4.4 小结64-65
• 第五章 总结与后续工作展望65-67
• 5.1 论文工作总结65-66
• 5.2 后续工作展望66-67
• 参考文献67-69
• 附录69-70
• 致谢70-71
• 攻读硕士期间所发表的学术论文和参加科研课题情况71

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