CN105357600B - 一种ofdm-pon的传输节能方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种通信领域的节能方法，特别涉及一种正交频分无源光网络OFDM‑PON***的传输节能方法。本方法是基于OFDM‑PON发送端的传输节能方法，当基于OFDM‑PON网络架构无下行业务传输时，OFDM‑PON发送端发送空闲帧，空闲帧内容部分或全部由片内RAM提供，并关闭或者旁路OFDM‑PON发送端数字信号解调(DSP)模块以避免DSP***对数据进行编码和运算而产生能耗。以实现OFDM‑PON发送端的基于传输业务流量的节能。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域，特别涉及一种正交频分复用无源光网络（OFDM-PON）的传输节能方法。
背景技术
OFDM-PON信道容量极大、频谱效率高、造价成本低、资源分配共享灵活，不但满足了下一代光接入网络的特性要求，还满足网络营运商提供大容量、多服务的网络需求。
随着网络规模的不断发展，通信与信息技术领域占据了全球电力资源消耗的8%，其中互联网传输设备能耗占了该领域近10%。目前的互联网网络业务主要由光纤网络承载，而其中骨干网和城域网只占了19%的能耗，直接与数量庞大的终端用户相连的接入网占据了整个光纤网络81%的能耗。因此降低其能耗成为实现绿色、节能光网络的重要环节。
目前在OFDM-PON***中，由于OFDM-PON的通信依赖于调制与解调信号处理算法的复杂度，因此OFDM-PON的传输节能方法主要体现在如何降低信号处理算法的复杂度方面。例如英国伦敦大学在2011 年研究了128 点定点IFFT/FFT（傅里叶变换/傅里叶逆变换）输出字长对光OFDM性能的影响，指出在不影响通信可靠性的前提下，通过减少OFDM ***FFT/IFFT 的最后一级输出字长以降低***功耗。上海大学提出了通过优化OFDM-PON解调算法中输出字长与旋转因子字长以降低***功耗。上海交通大学提出了基于时域交织技术的TI-OFDM，减少ONU（光网络单元）的***功耗。然而现有文献很少提及下行通信业务较少时的OFDM-PON发送端节能方法。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术存在的不足，提供一种OFDM-PON的传输节能方法，根据下行传输业务的带宽，在OFDM发送端通过动态调整OFDM调制模块的工作时间，避免发送端在没有下行业务时OFDM调制运算消耗额外的功耗，实现节能；在OFDM接收端通过逻辑链路标识符进行业务的区分，如果检测到接收到的数据为IDLE（空闲）数据，则不进行OFDM解调。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种OFDM-PON的传输节能方法，系基于OFDM-PON发送端的传输节能方法，其特征在于：发送端首先对下行发送业务队列进行检测，如果检测到没有下行业务，则通过链路切换使能信号向DAC发送空闲帧；如果检测到下行有业务，则启动OFDM调制模块向DAC发送数据帧。
上述OFDM-PON的传输节能方法，所述空闲帧的帧结构依次包含：训练序列CP、训练序列、IDLE标识符、OFDM符号长度和IDLE数据。
OFDM-PON的传输节能方法，所述空闲帧全部由片内RAM中所存数据提供。
OFDM-PON的传输节能方法，所述空闲帧中训练序列CP、训练序列、IDLE标识符和OFDM符号长度由片内RAM所存数据提供，IDLE数据输出采用固定的数值。
OFDM-PON的传输节能方法，所述空闲帧中的IDLE数据使用全0数据。
OFDM-PON的传输节能方法，接收端完成OFDM符号同步以后，在时域获取链路标识符，如果链路标识符为空闲帧，则后续的数据不进行OFDM解调；若链路标识符为数据帧，则进一步完成OFDM数据解调，并把解调的数据存储到接收数据队列。
本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著进步：
本发明提出了基于OFDM-PON的传输节能方法，在发送端无待发业务时，通过构建一个不需要OFDM调制计算的空闲帧，减少复杂OFDM调制数字信号处理产生的额外能耗。该方法在接入网下行带宽较低（例如晚上）时，能够节省70%的发送能耗。同时在数据接收端通过在时域解调链路标识符，能够根据识别出的OFDM帧类型进行OFDM解调运算的控制，从而进一步降低OFDM接收端的功耗。
附图说明
图1是本发明一实施例所采用的OFDM帧结构示意图；
图2是本发明一实施例中OFDM-PON IDLE标识符与OFDM符号长度的时域示意图；
图3是本发明一实施例中OFDM-PON***发送端的链路切换传输示意图；
图4是本发明一实施例中OFDM-PON***接收端的处理过程示意图。
具体实施方式
本发明的优选实施例结合附图，详述如下：
图1为本发明一实施例所采用的OFDM帧结构，依次包含：训练序列CP、训练序列、链路标识符、OFDM符号长度（支持变长的OFDM数据）和OFDM传输数据,OFDM空闲帧和OFDM数据帧的区别在于链路标识符不同，可以将数值为0x0000标识为空闲帧，本实施例中链路标识符以及OFDM符号长度均采用16位，采用时域NRZ的传输方式。图2是本发明一实时例中OFDM-PON IDLE标识符与OFDM符号长度的时域示意图，每一位占用2个采样长度，使得OFDM接收端在完成符号同步以后，能够在时域上根据信号能量进行相应的信息解调而不需要参与OFDM解调运算。其中训练序列为伪随机码的BPSK IFFT输出，接收端利用长训练序列与本地存储的序列进行相关预算实现OFDM的精准符号同步，并利用训练序列实现信道传递函数计算与信道均衡。
图3是本发明一实施例中OFDM-PON***发送端的链路切换传输示意图，OFDM-PON***的发送端首先进行业务检测，检测是否有数据需要发送，如果有数据需要发送，则OFDM发送端向 DAC发送数据帧；如果检测到没有数据需要发送，则同过链路切换使能信号，向DAC发送空闲帧。OFDM发送模块在发送数据帧时，需要对数据帧进行信道自适应QAM映射、功率控制、IFFT运算、组帧、DAC量化等运算过程，这些运算过程由OFDM调制模块完成，需要消耗大量的能耗。
在OFDM-PON通信***中，即使没有下行通信数据，***也必须按照图1的帧结构向下发送OFDM数据，使得OFDM-PON收发两端能够维护链路的稳定性。因此我们提出***处于空闲状态时发送空闲帧，如果空闲帧也由OFDM发送模块发送，则也要重复自适应QAM映射、功率控制、IFFT运算、组帧、DAC量化等运算等过程，需要消耗额外的数字调制模块计算能耗。而空闲数据对于发送端和接收端而言，没有实际意义，只是用来维护链路空闲状态的标识。因此，我们提出将空闲帧存储在RAM中，从而避免了上述运算，实现节能。空闲帧可以全部存储在RAM中；也可以将训练序列、IDLE标识符、OFDM符号长度存储在RAM中，IDLE数据输出采用固定的数值。为了减少存储RAM的深度，IDLE数据也可采用全0，通过逻辑的简单控制来实现。
图4是本发明一实施例中OFDM-PON***接收端的处理过程示意图，接收端接收OFDM帧后，首先完成OFDM符号同步，然后在时域通过NRZ信号的判别获取链路标识符，如果链路标识符为空闲帧，则后续的数据不进行OFDM解调，或者把解调数据设置为全0，是的解调数字信号处理算法的数据翻转率为0，减少功耗，但解调后的数据直接丢弃，不存储在接收数据队列；若链路标识符为数据帧，则进一步完成OFDM数据解调，并把解调的数据存储到接收数据队列。
以上所述为本发明的优选实施方式，并非用于限制本发明的范围，凡在本发明精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均含于本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种OFDM-PON的传输节能方法，系基于OFDM-PON发送端的传输节能方法，其特征在于：发送端对下行发送业务队列进行检测，如果未检测到下行发送业务，则通过链路切换使能信号向DAC发送空闲帧，并关闭OFDM调制模块；如果检测到有下行发送业务，则启动OFDM调制模块向DAC发送数据帧；接收端完成OFDM符号同步以后，在时域获取链路标识符，如果链路标识符为空闲帧，则后续的数据不进行OFDM解调；若链路标识符为数据帧，则进一步完成OFDM数据解调，并把解调的数据存储到接收数据队列。
2.根据权利要求1所述的OFDM-PON的传输节能方法，其特征在于所述空闲帧的帧结构依次包含：训练序列CP、训练序列、IDLE标识符、OFDM符号长度和IDLE数据。
3.根据权利要求2所述的OFDM-PON传输节能方法，其特征在于所述空闲帧全部由片内RAM中所存数据提供。
4.根据权利要求2所述的OFDM-PON传输节能方法，其特征在于所述空闲帧中训练序列CP、训练序列、IDLE标识符和OFDM符号长度由片内RAM所存数据提供，IDLE数据输出采用固定的数值。
5.根据权利要求3或4所述的OFDM-PON的传输节能方法，其特征在于所述空闲帧中的IDLE数据使用全0数据。
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