带有混合能量供电的TWDM-PON与C-RAN联合架构资源分配

C-RANPPT课件

载波资源调度开载波资源调度关
试点效果4：通过RRU共小区实现协同，提升网络性能
通过RRU共小区提升潮汐话务、高速覆盖等场景的切换多RRU共小区替换直放站优势明显
性能和上行质量：通过共小区组网可减少切换和频点使用、RRU间上行信号合并
RRU共小区原理简述
避免网络底噪抬升，确保整网质量
干扰带与直放站个数的变化关系（广东梅州2011年6月现网统计）
射频单元
基带处理
射频单元
基带处理
射频单元
基带处理
射频单元
射频单元
射频单元
F
电源
A
主控板
N
F
基带扩展板基带扩展板
A N
基带扩展板
基带扩展板
主控板
电源
现网华为RRU均支持基带下移，演进时仅需在BBU中增加基带板
昭通
改造前改造后
上行接收质量0~3
切换
MOS分
等级的比例
次数
96.57%
3.25 115
98.12%
3.4
81
切换成功率
98.49% 98.59%
云南试点将C-RAN环2中的“昭通交警CRAN-1”、 “昭通交警CRAN-2” 两个小区改造为一个共小区，改造前后小区的覆盖区域不变，载波数从两小区合计10个载波降至单个共小区的6载波。
DUP DUP DUP DUP
TSC 1
Downlink
TS 0
TS 1
TS 2
AQPSK modulation
TSC 1’
TS 0
Uplink
TS 1
TS 2
GMSK
GMSK
VAMOSห้องสมุดไป่ตู้

C-RAN组网方式的5G网络智能传输系统分析特性

3 提升5G网络智能传输系统应用水平的策略（1）重视C-RAN组网方式的高效利用。在5G网络智能传
输系统应用过程中，与之相关的架构设置是否有效，关系着系统的应用效果。因此，在提升5G网络智能传输系统应用水平的过程中，需要技术人员给予C-RAN组网方式的高效利用足够的重视，充分发挥其在集中化处理、系统架构合理设置等方面的应用优势，避免影响5G网络时代的数据传输效果。
2.2 完善组网方案 C-RAN组网方式在系统架构搭建、数据信息高效处理等方面的应用优势显著。因此，为了增强5G网络智能传输系统运行中的承载效果，满足信号高效传输要求，提高频谱资源利用效率，则需要技术人员对组网方案的不断完善进行充分考虑。在此期间，应做到：①提高对 C-RAN组网方式科学应用的关注度，从成本经济性、可行性及适用性等方面入手，确保5G网络智能传输系统形成中所需的组网方案，确保该系统在实践应用中能够取得良好的成效；②将完善后的 C-RAN组网方案实施到位，为5G网络智能传输系统中的数据信息传递及处理效率提高提供技术支持，保持带宽资源良好的利用状况，给予系统运行质量提高及承载网性能的不断优化更多保障；③通过对光纤直连方案、彩光+无源波分复用（WDM）方案、有源WDM方案合理选择及高效利用的综合考虑，能够使5G网络智能传输系统应用中的组网效果更加明显，全面提高收发信号的传输效率，确保通信领域发展后的业务活动开展有效性。
2 C-RAN组网方式支持下的5G网络智能传输系统研究 2.1 考虑5G网络的承载需求在构建5G网络智能传输系统的过程中，技术人员可借助
C-RAN组网方式的应用优势，设置好性能可靠的系统架构，实现对数据信息的高效处理。同时，应充分考虑5G网络在带宽、智能化及低时延等方面的实际需求，并从设备合理设置、科学规划及性能评估等方面入手，高效地完成5G网络智能传输系统构建工作，为信号传输效果增强提供专业支持，实现对这类系统的科学应用。同时，通过对5G承载网实际需求的分析及考虑，也能从智能控制、极低的传送时延提供及用户体验效果增强等方面入手，为功能强大的5G网络智能传输系统形成提供参考依据，并在C-RAN组网方式的作用下，优化系统架构的使用功能，扩大信号覆盖范围，更好地应对5G时代的形势变化。

PON系统组成介绍

智慧城市：为城市提供高速稳定的网络连接，支持物联网、大数据和人工智能等应用
光线路终端（OLT）
OLT是PON系统的核心设备，负责控制和管理整个PON网络。
OLT连接多个ONU（光网络单元），实现数据传输和交换。
OLT支持多种PON技术，如EPON、GPON、10G-EPON等。
OLT具有多种功能，如带宽分配、QoS控制、安全控制等。
02
节省成本：PON技术可以节省光纤资源，降低网络建设成本。
04
绿色环保：PON技术可以降低能耗，减少碳排放，符合绿色环保的要求。
PON系统的应用场景
STEP4
STEP3
STEP2
STEP1
家庭宽带接入：提供高速稳定的家庭网络连接
企业网络连接：为企业提供高速稳定的网络连接，支持远程办公和协同工作
校园网络建设：为学校提供高速稳定的网络连接，支持远程教学和科研
5
智能环保：利用PON系统实现环境监测和污染预警
3
智能医疗：利用PON系统实现远程医疗和医疗资源共享
6
智能政务：利用PON系统实现政务信息共享和政务服务优化
1
智能交通：利用PON系统实现实时交通信息监控和调度
4
智能教育：利用PON系统实现远程教育和教育资源共享
01
企业内部网络：连接企业各部门，实现信息共享和协同工作
02
企业外部网络：连接合作伙伴、客户和供应商，实现业务协同和资源共享
03
远程办公：连接员工和家庭，实现远程办公和移动办公
04
云计算：连接数据中心和云计算平台，实现数据存储和计算资源共享
智慧城市建设
2
智能安防：利用PON系统实现高清视频监控和实时报警

读懂C-RAN

读懂C-RAN一C-RAN是什么？C-RAN是根据现网条件和技术进步的趋势，提出的新型无线接入网构架。

C-RAN是基于集中化处理(Centralized Processing)，协作式无线电(Collaborative Radio)和实时云计算构架(Real-time Cloud Infrastructure)的绿色无线接入网构架(Clean system)。

其本质是通过实现减少基站机房数量，减少能耗，采用协作化、虚拟化技术，实现资源共享和动态调度，提高频谱效率，以达到低成本，高带宽和灵活度的运营。

C-RAN的总目标是为解决移动互联网快速发展给运营商所带来的多方面挑战（能耗，建设和运维成本，频谱资源），追求未来可持续的业务和利润增长。

二C-RAN网络演进步骤第一步射频拉远，RRH无限接近天线名词解释BBU (Building Base band Unit) : 室内基带处理单元。

RRU ：远端机即射频拉远单元。

D-RoF：数字光载无线通信，利用光纤/CPRI/OBSAI传输无线信号。

CPRI（Common Public Radio Interface）：通用公共无线电接口。

无线基站内部无线设备控制中心（简称REC）及无线设备（简称RE）之间主要接口规范。

第二步BBU集中化前传(FrontHaul)，主要是从天线的BBU（Building Base band Unit：基带处理单元）到基站控制器RRH（Radio Remote Unit：射频拉远单元）或RRH（Remote Radio Head：射频拉远头）之间的连接。

下一代的BBU产品将支持多站点且具备专用接口以支持CoMP。

多点协作传输(CoMP：Coordinated Multiple Points Transmission/Reception)是指地理位置上分离的多个传输点，协同参与为一个终端的数据(PDSCH)传输或者联合接收一个终端发送的数据(PUSCH)。

C—RAN试点潜行中移动绿色新平台剑指未来

≥年４末，月中移动研究院推出面向绿色渔进的新型无线接八网架构
Ｃ— Ｎ，时发布了详述其组织架构、键技木及实施方案的白皮书。ＲＡ同关
移动研究院副院长王晓云深谙新形势下中移动面临的重重压力，些压力这直接导致了ＣＡＮ的诞生。 —Ｒ
中移动绿色新平台剑指未来
随着绿色节能、降本增效成为迫切所需，中移动ＣＲＮ－横空出世，－Ａ＊ａ￣４产业链更显示了浓
厚兴趣。
一～ — — — — 一～
些省份有序开展，并取得了显著成效，用他的话来说，“ 月的试点证明，几个
出（Ｅ包括电力、工维护、站ＯＰＸ，人点租金、输费用）１％的投资支出传和５
（ＡＰＸ，括勘站及网络规划、ＣＥ包配套设备、站设备、络建设费用）基网。
施，Ｂ目前正从未来ＲＩＭＡＮ的新架构
角度考虑无线网络云产品的规划和部
署，明性、高使用率、可扩展性、透高快速资源服务是ｌＭ研究的重点。《Ｂ孓
在层层重压下，移动研究院力中图从三个方面优化ＲＡＮ架构，决解
以上问题即减少基站设备所需的机房、用协作式无线接入技术、采采用资源聚合以及动态资源分配，是于Ｃ—ＲＡＮ的三个要义一集中处理、

一种基于RAN架构无线接入网系统容量最大化的功率分配算法

关键词：功率分配；ＲＡＮ架构；系统容量；人工鱼群算法中图分类号：ＴＮ９２９．５３文献标志码：Ａ文章编号：１００１－３６９５（２０１３）０５－１４８６ — ０３
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１－３６９５．２０１３．０５．０５２
第３０卷第５期２０１３年５月
计、算机应用研究
ＡｐｐｌｉｃａｉｆｏｎＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＣｏ５Ｍａｙ２０１３
一
种基于ＲＡＮ架构无线接入网系统容量最大化的功率分配算法水
ｔｏｍａｘｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆｓｙｓｔｅｍｃａｐａｃｉｔｙｂａｓｅｄｏｎｔｈｅＲＡＮａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅｉｒｗｅｌｅｓｓａｃｃｅｓｓｎｅｔｗｏｒｋ，ｌＳａＯａｐｐｌｉｅｄｔｈｅａｒｔｉｉｆｃｉａｌｉｆｓｈ
刘占军，朱志超，邓欢，刘翔
（重庆邮电大学重庆市移动通信技术重点实验室，重庆４０００６５）
摘
要：针对新型ＲＡＮ架构无线接入网中功率分配问题进行研究，建立系统容量最大化的最优化数学模型，提
出了一种基于ＲＡＮ架构无线接入网的系统容量最大化的功率分配算法，并且应用人工鱼群算法求解了算法中目标函数的全局最优解，即一组使系统容量最大化的发射功率。仿真结果表明，与现有的分布式网络架构中非合作的功率控制博弈算法相比，新算法可以显著提高系统容量，即证明了该算法的有效性。

C-RAN成下一代无线接入网新潮流中国移动全球首发C-RAN白皮书

36C ommu nications World Wee k ly本刊记者|赵经纬融合了绿色、云计算、低成本等理念的C-RA N 一经推出便迅速走红，近期，中国移动在I T U 展览期间更首发了C -R A N 白皮书。

移动互联网时代的开启为用户带来了巨大福音，大大便利了人们的工作、娱乐和生活，但却使移动运营商遭受前所未有的压力——单用户A R PU 值增长放缓，甚至开始下滑，严重制约了运营商的盈利能力；同时，流量的飙升又使其不得不投入巨大的人财物力建设、运营、升级其无线接入网。

无线接入网的绿色、低成本、灵活部署及运营成为运营商迫切的需求，在此背景下，中国移动适时提出了C -R AN 的架构理念和建设模式，并迅速得到韩国电信、法国电信等国外运营商的相应。

中国移动正积极推动在NG M N （下一代移动网络组织）中成立C -RA N 工作组，加大C -R A N 的国际号召力和市场影响力，其国内试点工作也正有条不紊地运行。

在近期于瑞士日内瓦举行的I TU 展览上，中国移动携其C -RA N 亮相，并发布了C -R A N 白皮书。

O P E X 降一半C A P E X 降三成白皮书指出，中国移动提出C -RA N 的目标，是应对其面临的五大挑战：即大量基站导致高额能耗；网络的建设成本（C APEX ）和运营成本（O PEX ）逐年增高；无线接入网建设提出低成本高容量需求；用户流量的潮汐效应导致基站利用率低下；不断增长的互联网业务对移动核心网压力巨大。

按照中国移动的规划，R N 是基于集中化处理、协作式无线电和实时云计算构架的绿色无线接入网构架。

其本质是通过实现减少基站机房数量，减少在中国移动的设计框架下，C-RAN 正成为新一代无线接入网解决方案的核心。

C -R A N 成下一代无线接入网新潮流中国移动全球首发C -R A N 白皮书能耗，采用协作化、虚拟化技术，实现资源共享和动态调度，提高频谱效率，以达到低成本，高带宽和灵活度的运营。

读懂C-RAN

读懂C-RAN一C-RAN是什么？C-RAN是根据现网条件和技术进步的趋势，提出的新型无线接入网构架。

C-RAN是基于集中化处理(Centralized Processing)，协作式无线电(Collaborative Radio)和实时云计算构架(Real-time Cloud Infrastructure)的绿色无线接入网构架(Clean system)。

其本质是通过实现减少基站机房数量，减少能耗，采用协作化、虚拟化技术，实现资源共享和动态调度，提高频谱效率，以达到低成本，高带宽和灵活度的运营。

C-RAN的总目标是为解决移动互联网快速发展给运营商所带来的多方面挑战（能耗，建设和运维成本，频谱资源），追求未来可持续的业务和利润增长。

二C-RAN网络演进步骤第一步射频拉远，RRH无限接近天线名词解释BBU (Building Base band Unit) : 室内基带处理单元。

RRU ：远端机即射频拉远单元。

D-RoF：数字光载无线通信，利用光纤/CPRI/OBSAI传输无线信号。

CPRI（Common Public Radio Interface）：通用公共无线电接口。

无线基站内部无线设备控制中心（简称REC）及无线设备（简称RE）之间主要接口规范。

第二步BBU集中化前传(FrontHaul)，主要是从天线的BBU（Building Base band Unit：基带处理单元）到基站控制器RRH（Radio Remote Unit：射频拉远单元）或RRH（Remote Radio Head：射频拉远头）之间的连接。

下一代的BBU产品将支持多站点且具备专用接口以支持CoMP。

多点协作传输(CoMP：Coordinated Multiple Points Transmission/Reception)是指地理位置上分离的多个传输点，协同参与为一个终端的数据(PDSCH)传输或者联合接收一个终端发送的数据(PUSCH)。

试论下一代混合WDM-PON接入方案

试论下一代混合ＷＤＰＭ— ＯＮ接入方案
一吴承治（电信科学技术第五研究所，成都６０６１０２）
摘
要：为了满足下一代光接入网长距离、大用户数、高带宽的要求，仅用ＴＭ— Ｏ概念是不能完全满足这些要求的。为此。提出了混合ＤＰＮ的概念。本文着重讨论下一代混合ＷＤＰＮＭ— Ｏ的概念及各种混合ＷＤＰＮＭ－Ｏ接入方案，并且对各种方案的成本、能耗进行了比较。
合路器提供多波长至每个ＴＭ— ＯＮ。用低的光功率衰耗的ＤＰＷＤＭ分路器与无源功率分路器相比，增加了光功率预算，
并且能支持更多的用户，然而，灵活性与图４远端节点设计比较稍微差一些。
图３片基于口调发送器和ｌ调光滤波器的ＯＮｊＪ］口Ｕ，采用通用远端节点的ＷＤＭｆＤＰｆＭ— ＯＮ
波长转发到哪一个ＴＭ— ＯＮＤＰ。值得注意的是每个波长能路
必须存储每个ＯＮＵ最近帧调谐的波长。如果一个ＯＮＵ谐调到一个错误的波长或者进入休眠模式，一种解决方式是需
要指示ＯＮＵ听到哪一个波长。这能通过加一固定Ｒ附能ｘ（
种不同的需求：通过一组特定的波长服务于用户的若干个
１０ｐ连接，通过另一组特定的波长服务于用户的若干０Ｍｂｓ个１ｐ连接。所以，通过组合ＷＤＧｂｓＭ和ＴＤＭ，许多需求以
一
种非常有效的方式在同一网络基础设施中共存，这是与
２混合ＷＤＭ，．ＸＸＭ— ＯＮＰ
２１混合ＷＤＴ．Ｍ／ＤＭ— ＯＮＰ

TWDM-PON中用户行为感知的动态资源分配策略

TWDM-PON中用户行为感知的动态资源分配策略熊余;唐剑波;张鸿;吕翊【摘要】TWDM-PON是下一代光接入网的主流方案，具有带宽高、距离长、用户多等特点。

针对用户行为差异性增大的问题，为有效降低网络时延及提升资源分配的公平性，提出一种用户行为感知的动态资源分配策略。

根据用户行为带来的业务动态变化状况，动态调整ONU的轮询机制以满足用户服务水平变化要求，并划分子周期交替发送不同等级的业务，设计高效的数据块加载方法来实现负载均衡的多波长传输。

仿真结果表明，与传统策略相比，所提策略在保证资源利用率高达95％的同时，既使业务平均时延改善50％以上，也使资源分配具有更好的公平性。

%As a mainstream solution for next generation optical access network,the TWDM-PON has the characteris-tics of high bandwidth,long distance,numerous access users etc.In order to effectively reduce the network delay and pro-mote the fairness of resource allocation,an user-behavior aware dynamic resource allocation strategy is proposed for adapting to the increasing differences of user-behaviors in TWDM-PON.According to the dynamic traffic status brought by user-be-haviors,the ONU polling mechanism is adjusted in real-time to satisfy the requirements of ONU service level.And the intro-duction of traffic sub-cycle can make the different grade service alternately send.Finally,for achieving multi-wavelength transmission of load balance,an efficient data block loading mechanism is designed.The simulation results show that the pro-posed strategy can reduce packet delay more than 50%and keepbetter fairness during resource allocation,while the utiliza-tion rate of network resource can reach 95%.【期刊名称】《电子学报》【年(卷),期】2016(044)002【总页数】7页(P398-404)【关键词】TWDM-PON;动态资源分配;用户行为;资源利用率;业务时延;公平性【作者】熊余;唐剑波;张鸿;吕翊【作者单位】重庆邮电大学光纤通信技术重点实验室，重庆400065;重庆邮电大学光纤通信技术重点实验室，重庆400065;重庆邮电大学光纤通信技术重点实验室，重庆400065;重庆邮电大学光纤通信技术重点实验室，重庆400065【正文语种】中文【中图分类】TN929.1TWDM-PON(Time and Wavelength Division Multiplexed Passive Optical Network)具有成本低、带宽大和组网灵活等优势，是下一代无源光网络最有竞争力的技术方案［1］．而资源分配策略是关系TWDM-PON传输性能的重要问题．不同于传统基于时分复用的无源光网络，TWDM-PON引入多波长，其资源分配由授权调度和授权大小组成［2，3］，即由波长和时隙两个资源分配维度构成．同时，多媒体应用的不断涌现及用户网络行为差异性增大带来业务动态化，向用户提供自适应高质量的网络服务成为TWDM-PON实际部署的巨大挑战．针对TWDM-PON资源分配的二维性问题，文献［4］提出一种在线调度策略，光线路终端(Optical Line Terminal，OLT)按照先来先处理原则为ONU(OpticalNetwork Unit，ONU)分配资源，该方法排队时延较低，但不能充分挖掘多波长的信道优势．文献［5］提出离线-在线混合调度策略，当OLT收到ONU的报告帧时就为ONU分配带宽，使轻负载ONU有可能比重负载ONU占更多机会发送数据，导致带宽分配不合理．文献［6］采用离线调度策略，就重负载ONU提出三种动态资源分配机制，能较公平地分配剩余时隙带宽，但资源调度效率不高．文献［7］将资源调度形式化为矩形Packing问题，提出一种高效的离线调度策略，但未考虑业务多样性．文献［8～10］提出基于业务等级的资源分配策略，减少了业务排队时延，但波长间共享机会较少导致带宽浪费较大．文献［11］提出多业务服务的资源分配策略，采用不同控制机制以满足各业务的服务质量(Quality of Service，QoS)要求，但其未研究用户行为且实现较为复杂．由于TWDM-PON中用户网络行为差异化变大，使业务呈波动性和多样化趋势;同时，其多级结构带来网络时延增加，从而影响网络服务质量．因此，在对TWDM-PON进行资源分配时，需综合考虑用户的网络行为，从而实现资源分配的合理性及满足业务时延要求．为此，提出一种用户行为感知的动态资源分配策略(User-Behavior Aware Dynamic Resource Allocation Strategy，UBA-DRAS)分析用户在当前时刻的网络行为，动态确定ONU的重要度，改变轮询机制以自适应ONU服务重要性的变化;并采用子周期交替发送不同类型业务，以减少实时业务的网络时延;最后通过所提的数据块加载方法进行多波长的数据传输．TWDM-PON网络中，用户在不同时段内网络行为的差异性导致带宽请求大小差别较大［12，13］，即用户不同及用户所处时间段不同均会导致带宽请求发生变化．如文献［14］指出，商业区和住宅区用户的带宽需求在一天内差异较大．可见，基于历史流量信息感知用户在当前时刻的重要度，并根据其重要度的动态变化提供不同优先级的资源分配策略，具有重要的现实意义．一般地，OLT能感知到第q天t时刻ONUi的历史流量信息．由此，可以计算出P天内ONUi在t时刻的历史平均带宽需求值，如式(1)所示．根据ONU的值，确定每个ONU的重要度，自适应改变轮询机制来提供区分服务．由于上述轮询机制会导致低服务等级ONU发送数据延后，而该类ONU也存在时延敏感的实时业务．为此，需根据业务的QoS要求设计合理的轮询机制来调整不同业务的发送顺序．可将轮询周期划分为实时和非实时业务子周期，使ONU实时业务总在周期的前段发送，从而满足时延要求以保证其QoS．由于TWDM-PON具有多波长属性，确定轮询机制及业务发送顺序后，如何利用多波长传输是所提策略的重要问题．据排队服务理论，OLT相当于多服务窗口(多波长)资源池，各ONU向其请求资源以进行数据传输．对于离线调度机制，调度服务的最优目标是最小化排队时延和最大化资源利用，该问题已被证明是NP-hard问题．为此文献［7］提出拟人策略的启发式算法，将多波长带宽资源分配形象化为矩形packing问题来解决．受其启发，充分考虑用户行为及不同业务的时延要求，将ONU发送的数据分为实时和非实时业务数据块，排序后构造成两个数据块发送的顺序表;在对应的子周期中，将数据块按顺序表依次进行多波长传输．这既达到了减少波长转换以避免资源浪费的目的，也使各波长的业务传输达到负载均衡．UBA-DRAS的基本思想为:基于用户的历史流量信息，感知用户在当前时刻的网络行为，动态调整ONU权重因子以自适应改变轮询机制，从而满足不断变化的用户服务水平;通过划分子周期并基于权重因子分配剩余带宽，确保实时业务的时延要求，以满足用户对业务QoS的差异化需求及带宽分配的公平性;利用数据块加载的策略进行多波长传输，以达到负载均衡和提高波长利用率的目的．为分析基于用户行为感知的资源分配策略，定义变量如表1:3.1 高效自适应的轮询机制根据每个ONU的值确定ONU重要度，如定义1所示．定义1权重因子wi，t，即根据历史平均流量信息确定第i个ONU在t时刻的重要度，以确定ONU的在t时刻的服务等级，如式(2)所示．该权重因子反映ONUi在当前时刻t平均历史带宽的请求大小占当时总带宽请求值的比例．该值越大，表明该ONU此时带宽需求越大，则视为高服务等级ONU (H-ONU) ;值越小，表明该ONU带宽需求越小，则视为低服务等级ONU(L-ONU)．OLT查询各ONU在当前时刻的wi，t值，将ONU划分为不同的服务等级．一般地，OLT将wi，t从大到小排列后，可把ONU分为K个服务等级组，其中第j服务等级组的ONU数量mj=「N/K?．为更好地对ONU进行区分服务，可令第j级ONU组的时延要求为jdk，得出一个周期内参与轮询的ONU数量，如式(3)所示．通过式(3)减少轮询L-ONU的数量，能有效消除保护时隙及信息交互时间，从而在满足时延要求的同时提高信道利用率．其中，第j级ONU组在本周期内轮询的ONU个数为「mj/j?(其中「·?表示向上取整)．为进一步说明该轮询机制，下面举例说明，如图1所示．假设PON系统中ONU总数N = 8，为便于说明令波长数K =2，即有两个ONU服务组，每组ONU的个数为m1= m2= N/2 =4．根据式(3)，一个周期内OLT轮询的ONU个数n =m1+ m2/2 = 6，即4个H-ONU均被轮询，而L-ONU只轮询2个．下一周期，OLT继续轮询全部的4个H-ONU，并且轮询另外2个L-ONU．如此交替轮询，通过减少L-ONU的轮询次数使H-ONU获得更多带宽进行数据发送．轮询机制在t +1时刻更新ONU的权重后，按照上述过程自适应动态改变轮询策略．3.2 基于业务等级的子周期划分机制采用3．1节中所提的轮询机制，通过感知用户在当前时刻t的网络行为来划分不同的服务等级ONU组，但该机制减少了周期内轮询L-ONU的数量，出现L-ONU“惩罚”现象．而L-ONU中同样存在对时延敏感的实时业务，应保证其业务的QoS要求．因此，为使第K个轮询周期结束时，服务等级最低的ONU组中实时业务能得到发送，轮询周期设定较传统定义方式有所区别．定义2轮询周期大小Tcycle，即保证第K个周期结束时服务等级最低的ONU实时业务能得到发送的最小周期，如式(4)所示．同时，为尽可能地让每一等级ONU组的实时业务较非实时业务总能先得到发送，本节提出将轮询周期划分业务子周期的策略．OLT在当前时刻t接收到各ONU带宽请求包括实时带宽请求及非实时带宽请求，如下式所示:定义3业务子周期大小Trt及Tnrt，即用于发送实时和非实时业务的时间，如式(6)和(7)所示，以对两种业务进行区分服务．OLT根据实时业务发送子周期Trt，计算出本周期内可以分配给ONU用以发送实时业务的最小保证带宽G:如果单个ONU实时业务的带宽申请量不大于G，则由式(9)统计出所有轻负载ONU的剩余带宽量B－rt－l，否则由式(10)统计出所有重负载ONU的额外带宽需求量B－rt－k;为每个轻负载ONU按需分配带宽，利用式(11)为重负载ONU分配剩余带宽ei: 则为重负载ONU分配带宽为:至此，实时业务数据发送周期的带宽分配结束．同理，根据非实时业务子周期Tnrt计算出OLT可以分配给ONU发送非实时业务的最小保证带宽G'，如下式所示:重复实时业务带宽分配过程，得到各ONU用于发送非实时业务所需的带宽．为避免OLT发送GATE帧时间过长而造成带宽浪费，采用部分授权的方式对ONU进行授权，如图2所示．OLT能感知到某一服务等级ONU组发送数据结束时间，利用该信息对下一服务等级ONU组提前授权．经保护时隙Tg，OLT接收到下一服务等级ONU组的上行数据．照此方式，实时业务子周期结束后，进入非实时业务子周期，如此交替部分授权直到本轮询周期结束．3.3 带有负载均衡的波长分配机制前面感知用户行为确立了ONU的轮询机制，并设定子周期使时隙资源得到有效分配．因TWDM-PON的多波长特性，如何利用多波长进行数据发送及减少带宽浪费是所提策略的重要问题．因此，这里提出一种高效的数据块加载多波长传输机制．OLT对各等级ONU实时和非实时业务的带宽大小进行升序排序，即可确定ONU 的轮询顺序．因此，为每个服务等级的ONU构造数据发送的顺序表，如下所示: ONU的数据包括实时和非实时业务子数据块，其中数据块长表示时隙大小，宽表示波长信道速率，则其面积表示待发送的数据量大小．将这些子数据块加载到K条波长上进行传输，其调度应遵循的约束条件如下:其中，式(16)表示波长数小于总的ONU数量．式(17)表示同一数据块不能同时在两条及以上的波长上传输．式(18)表示任意波长传输两个数据块的时间间隔相等．式(19)表示同一时间内每条波长只能传输一个数据块．为此，所提数据块加载机制的步骤如下:步骤1在实时业务子周期，将服务等级j最高的ONU组中前K(K为波长数)个实时业务子数据块依次加载到K条波长信道上传输．如图3所示，设K = 4，按照实时业务数据块发送表将同时加载到4条波长上．由于数据块大小不一，各波长信道最早出现空闲的时间不等．步骤2对于最早可用波长λ，以降序的方式加载同一服务等级ONU组内的数据块，如图3中的即数据表中最大的数据块，此后依次将数据块加载到最早可用波长上．采用步骤1及步骤2先升序后降序交替加载数据块，依次发送各等级ONU组的实时业务子数据块．如此循环往复，直到所有服务等级ONU组的实时业务子数据块发送完毕，则转至步骤3．步骤3接着进入非实时业务子周期，对于最早可用波长λ，将服务等级最高ONU组中的非实时业务数据块(如顺序表中第一个非实时业务数据块)加载到该波长上进行传输．同样地，将非实时业务数据块依次加载到此后出现的最早可用波长上进行传输．按照实时业务子周期的发送方式，使各等级ONU组的非实时业务子数据块在多波长上进行传输，直到非实时业务子数据块发送完毕．采用上述两头加载数据块的方式，OLT能追踪到各波长发送数据块的顺序及时间，从而避免波长的频繁转换以减少带宽浪费．同时，权重因子wi，t未更新前的轮询周期内，相同等级的ONU组由于用户行为差异较小，其带宽请求大小相当，使各波长发送该等级ONU数据的结束时间相差不大．采取该高效的数据块加载方式，也能使各波长信道上的负载达到均衡．利用用户行为的统计规律特点，充分考虑了ONU的历史流量信息，使得整个策略具有较小的时间复杂度O(N2)．4.1 仿真评价指标定义4上行带宽利用率，即单位时间内用来传送有效数据的带宽占总带宽的百分比．定义5上行网络吞吐量，即假设系统内不存在丢包的情况，网络吞吐量为给定网络环境下单位时间内从网络所有ONU发出的数据总量．定义6上行平均包时延，即给定网络环境下，数据业务从到达ONU起至抵达OLT时经历的端到端时延．定义7公平性，即轻负载ONU的剩余带宽在各重负载ONU之间公平分配的性能指标．采用文献［15］对剩余带宽公平分配的定义方式，即剩余带宽与权重因子的一个函数关系式，如式(20)所示:4.2 仿真环境设定本文所提策略UBA-DRAS的对比策略为文献［6］的DWDB和文献［10］的DWPBA-TCH．DWDB只考虑将剩余带宽怎样合理的分配给重负载ONU而未考虑业务QoS，采用三种策略对剩余带宽进行分配即DWDB-UE(无控制)、DWDB-CE(控制)和DWDB-FE(公平)．DWPBA-TCH基于业务进行波长分配，未考虑用户行为及采用业务子周期的思想．采用图4所示网络拓扑，OLT通过RN(远端节点)与4个TDM子网相连，且各子网具有两种类型的ONU(即H-ONU和L-ONU)，ONU数量N =64，其中H-ONU与L-ONU的数量比为1∶1;波长数K = (2，4，6，8)，且每条波长的速率为1Gbit/s; ONU到OLT的物理距离均为20km;用户数据源服从泊松分布，单个数据包的大小服从64字节到1518字节的均匀分布;轮询最大周期为2毫秒，ONU保护时隙为1微秒［6］，动态带宽分配运行时长为10微秒．4.3 仿真结果分析图5为不同波长数下，UBA-DRAS进行资源分配时负载对上行带宽利用率的影响．可见，随着负载增大，上行带宽利用率呈上升趋势，特别是K = 4、6、8时呈线性上升，因为各波长承载的业务量增大而处于空闲的时间逐渐减少，则上行带宽利用率不断提高．但K = 2时在负载为0.6时上行带宽利用率渐趋于平缓，说明已达到系统带宽容量的饱和值．从图5中还可看出，波长数越多，相同负载下的上行带宽利用率越低，这是由于波长数较多时系统总带宽更大，导致各波长处于空闲状态的时间变长．可预见，波长数越多的系统承载业务能力越大，但并不意味波长数越多越好，波长数的选取应基于业务状况以获得较高的上行带宽利用率为宜，从而避免资源开销浪费．图6表示不同波长数下，采用UBA-DRAS进行资源分配时负载对上行网络吞吐量的影响．显然，上行网络吞吐量随负载的增大而增大．负载较小时，不同波长数的上行网络吞吐量相差不大;但随着负载的增加，由于较小的波长数更先满载达到最大上行网络吞吐量，不同波长数的网络承载能力就显示出较大差别．如负载为0.8，K =2时吞吐量趋于稳定达到最大，其值甚至可能超过更多波长数的情况，但负载的进一步增大后，其上行网络吞吐量比多波长数的网络明显更小．图7比较了三种策略在K =2时上行带宽利用率情况．可见，随着负载的增大，三种策略的上行带宽利用率逐步增大，最后趋于稳定值．UBA-DRAS较DWPBATCH策略，上行带宽利用率的改善效果能够达到20％，主要是因为DWPBA-TCH策略为每种业务分配一条波长进行传输，减少了波长共享的机会导致上行带宽利用率不高．UBA-DRAS低负载时与DWDB-CE的上行带宽利用率相当，高负载时约差2％．这主要是因为UBADRAS划分了业务子周期，导致保护时隙增加浪费了部分带宽，但UBA-DRAS采用部分授权减少了闲置时间，同时数据块加载的多波长传输减少了波长转换时间，使上行带宽利用率最终达到在一个理想的效果．图8当K =2时，对实时和非实时业务的上行平均包时延在三种策略中进行比较．由图8(a)图可见，实时业务的上行平均包时延随着负载增大均呈上升趋势，但负载增加到一定值时系统处于饱和状态，时延均会急剧增加．UBA-DRAS在系统饱和之前，H-ONU实时业务的平均时延较L-ONU更小且均小于2ms，表明UBADRAS策略能保证实时业务的时延要求并对ONU进行区分服务．与DWDB-CE策略相比，UBA-DRAS策略的实时业务上行平均包时延性能提升了68％，这是因为DWDB-CE并未对业务进行分级考虑且未划分子周期．然而，在一般负载情况下UBA-DRAS实时业务的上行平均包时延性能与DWPBA-TCH的差不多，但在网络过高负载(load＞0.8)时，其时延性能较DWPBA-TCH急剧恶化，这是因为DWPBA-TCH策略基于业务进行波长分配能使实时业务能尽快得到发送．从图8(b)可见，UBA-DRAS中H-ONU非实时业务的上行平均包时延较L-ONU更小，满足了H-ONU服务水平要求．UBA-DRAS中L-ONU的非实时业务上行平均包时延与DWDB-CE相差不大，而H-ONU非实时业务的上行平均时延性能比DWDB-CE改善率达50％．由于非实时业务对时延不敏感，L-ONU具有更低的服务等级，故满足H-ONU时延性能的策略是值得的．结合图7和图8，UBA-DRAS与DWDB-CE相比，上行带宽利用率大致相当，但UBA-DRAS对时延效果改善显著，甚至提升了68％的时延性能;与DWPBA-TCH 相比，UBA-DRAS策略实时业务的上行平均包时延在中低负载下差不多，但其带宽开销可以节约20％，而在高负载下恶化了10％左右，但此时带宽利用也提升了7％～11％．可见，所提策略在保证较高资源利用率的同时，有效地降低了网络时延，满足了业务的QoS要求，并对不同ONU用户进行了区分服务．图9根据式(20)对公平性的定义，将文献［5］中剩余带宽分配策略与UBA-DRAS 策略进行比较．负载较小时，几种策略的公平性值均在0.8以上，这是由于所有ONU的带宽需求均能得到满足．随负载增加，UE以均分的方式分配剩余带宽给各重负载ONU，其公平性下降最快最终在0.1上下，因为会出现大量ONU带宽得不到满足的情况; CE据ONU实时带宽请求为其分配剩余带宽，会导致有些重负载ONU根本分不到剩余带宽，其公平性稍好最终也只在0.6左右; FE按请求比例为重负载ONU分配剩余带宽，虽使所有ONU均分到了剩余带宽，但会出现所有重负载ONU的带宽均未得到满足的情况，其公平性进一步提升最后为0.75左右; UBA-DRAS策略基于服务权重因子为各重负载ONU分配剩余带宽，而不受带宽请求的影响，其公平性不随负载变化，一直保持在公平性较高的状态接近为1．本文针对TWDM-PON网络提出了一种用户行为感知的动态资源带宽分配策略，根据用户的历史流量信息确定ONU当前时刻的重要度，通过调整各等级ONU的轮询机制以适应ONU对带宽差异化需求;为减轻低服务等级ONU“惩罚”现象及满足业务的QoS要求，采用子周期的思想;将不同业务数据形象化为子数据块，将数据块排序后进行多波长传输．相比未考虑用户行为的资源分配策略，所提策略兼顾考虑了用户行为及业务的QoS要求．仿真表明，UBA-DRAS策略具有较高带宽利用率，且有效地降低了业务时延，特别使实时业务的时延得到大幅降低，为用户提供了实时差异化服务，也保证了资源分配的公平性．熊余男，1982年生于四川资中．重庆邮电大学副研究员．研究方向为下一代无源光网络的服务质量控制和绿色节能技术、全光网络的故障管理技术．E-mail: xiongyu@ cqupt．edu．cn唐剑波男，1990年生于四川威远．硕士研究生，研究方向为基于混合接入的无源光网络动态资源分配机制研究．【相关文献】［1］Luo Y，Zhou X，Effenberger F，et al．Time-and wavelengthdivision multiplexed passive optical network (TWDMPON) for next-generation PON stage 2 (NG-PON2)［J］．Journal of Lightwave Technology，2013，31(4) : 587－593．［2］杨壮，何岩，张傲．基于千兆以太网的无源光网络系统及其实现技术［J］．电子学报，2005，32(F12) : 78－81．Yang Zhuang，He Yang，Zhang Ao．Research and implementation of gigabit ethernet passive optical network system［J］．Acta Electronica Sinica，2005，32(F12) :78－81．(in Chinese)［3］Kim K S，Gutierrez D，An F T，et al．Design and performance analysis of scheduling algorithms for WDM-PON under SUCCESS-HPON architecture［J］．Journalof Lightwave Technology，2005，23(11) : 3716．［4］Das G，Lannoo B，Jung H D，et al．A new architecture and MAC protocol for fully flexible hybrid WDM /TDM PON ［A］．35th European Conference on Optical Communication (ECOC)［C］．Vienna: IEEE．2009．1－2．［5］McGarry M P，Reisslein M，Colbourn C J，et al．Just-intime scheduling for multichannel EPONs［J］．Journal of Lightwave Technology，2008，26(10) : 1204－1216．［6］Dhaini A R，Assi C M，et al．Dynamic wavelength and bandwidth allocation in hybrid TDM/WDM EPON networks［J］．Journal of Lightwave Technology，2007，25(1) :277－286．［7］汪学舜，余少华，戴锦友．新颖的WDMEPON动态带宽调度算法［J］．通信学报，2012，33(2) : 69－75．Wang Xueshun，Yu Shaohua，Dai Jinyou．Novel algorithm for dynamic bandwidth scheduling in WDM EPON［J］．Journal on Communications，2012，33(2) :69－75．(in Chinese)［8］Radivojevic M，Matavulj P．Novel wavelength and bandwidth allocation algorithms for WDM EPON with QoS support［J］．Photonic Network Communications，2010，20(2) : 173－182．［9］Radivojevic M，Matavulj P．Advanced scheduling algorithm for quality of service support in WDM EPON［A］．37th European Conference on Optical Communication (ECOC) ［C］．Geneva: IEEE，2011．1－3．［10］Radivojevic M，Matavulj P．Highly flexible and efficient model for QoS provisioning in WDM EPON［J］．Optical Communications and Networking，IEEE/OSA Journal of，2013，5(8) : 921－931．［11］Qin Y，Xue D，Zhao L，et al．A novel approach for supporting deterministic quality-of-service in WDM EPON networks［J］．Optical Switching and Networking，2013，10 (4) : 378－392．［12］Shi L，Lee S S，Song H，et al．Energy-efficient long-reach passive optical network: A network planning approach based on user behaviors［J］．Systems Journal，IEEE，2010，4 (4) :449－457．［13］Yang H，Sun W，Li J，et al．User migration in time and wavelength division multiplexed PON (TWDM-PON ) ［A］．Transparent Optical Networks (ICTON)，15th International Conference on［C］．Cartagena: IEEE，2013．1－4．［14］Glatty R，Guignard P，Chanclou P．Fair resource distribution within the flexible WDMA/TDMA optical access network based on GPON infrastructure［J］．Optical Communications and Networking，IEEE/OSA Journal of，2009，1(2) :17－24．［15］Ni C，Gan C，Chen H，et al．Novel bandwidth allocation with quota-based excess-distribution algorithm and wavelength assignment in multi-wavelength access network［J］．Optical Switching and Networking，2014，13:103－111．。

CRAN组网介绍及勘察设计备忘录

CRAN组网介绍及勘察设计备忘录摘要：本文介绍了C-RAN组网的优势，三种前传的优缺点，规划建设的策略及要点，多专业紧急协作的必要性，针对多专业协作的方式重点结合设计勘察过程中的一些建议和勘察的要点备忘录。

关键词：C-RAN组网介绍规划建设策略多专业协调勘察备忘录。

一C-RAN组网介绍C-RAN是基于集中化处理，协作式无线电和实时云计算构架的绿色无线接入网构架。

C-RAN本质是通过实现减少基站机房数量，减少能耗，采用协作化、虚拟化技术，实现资源共享和动态调度，提高频谱效率，以达到低成本，高带宽和灵活度的运营。

5G网络有前传（AAU到DU）、中传（DU到CU）和回传（DU到核心网）三部分，初期采用CU、DU合设的模式，需要通过传输解决的主要是前传和回传两个部分。

回传部分仍然采用PTN/SPN技术，前传实现方式有光纤直驱、无源波分、半有源波分、有源波分4种方式。

前传方案（AAU-BBU）介绍：根据AAU-BBU机房的光缆情况，合理选取光纤直驱、无源波分、有源波分三种前传方案；对新建光缆、有源波分、无源波分三种造价分析，如果单站BBU-AAU补建光缆小于1KM的场景站点，光缆直驱造价较优，前传方案优先选择光缆直驱；三种前传的优缺点二CRAN规划建设策略2.1 CRAN规划建设策略1.5G新建C-RAN策略：5G基站优先考虑C-RAN集中，面向未来5G目标网架构，按照“以终为始”的原则，实现“规划一步到位、能力分步部署”2.4G改造C-RAN策略：以降本增效为核心目标，综合建设投资、运维成本等因素，统筹兼顾、注重效益；重点针对高电价、高租费、物业纠纷4G站点进行CRAN改造3.分场景C-RAN策略：市区、县城、重点乡镇（用户密集，机房、光缆资源丰富）优先进行C-RAN部署，原则上一般乡镇、农村区域不规划C-RAN4.C-RAN区划分策略：以综合业务接入区为单位划分C-RAN区，综合业务区内基站归属至综合业务区汇聚机房，避免跨综合业务区归属的情况。

5G系统RAN架构解析之CU和DU的应用和功能切分方式

5G系统RAN架构解析之CU和DU的应用和功能切分方式（上）2017年世界移动通信展(MWC 2017)上，多家公司展示了Cloud RAN方案和架构，意味着未来5G系统中C-RAN将扮演重要角色。

纵观业界态势，运营商与多家设备商联合发布C-RAN白皮书，联合签订C-RAN无线云网络签署研究合作备忘录（MOU），都表示C-RAN 研究工作是5G标准和研发工作的重头戏。

2016年11月中国移动研究院联合国内外部分设备上和芯片厂商发布了“迈向5G C-RAN：需求、架构与挑战”白皮书。

其中写到，“面向5G，基于集中/分布单元CU/DU （Centralized Unit/Distributed Unit）的两级架构也已经被业界所认可，这一网络架构与无线云化的结合，构成了5G C-RAN的两个基本要素”。

由此可见，集中/分布单元CU/DU （Centralized Unit/Distributed Unit）架构是研究C-RAN的基础。

本文结合运营商的基本需求和3GPP讨论结果，来简单分析CU/DU架构的特点和实现方式。

1.CU和DU逻辑功能分离的需求目前，5G RAN架构考虑采用中央单元(CU)和分布单元(DU)独立部署的方式，以更好地满足各场景和应用的需求。

这在MWC’2017中国移动发布的“3.5GHz 5G系统样机技术指导建议”中以及2016/11发布的“迈向5G C-RAN：需求、架构与挑战”白皮书中都有所体现。

1.1中国移动对5G RAN架构的要求MWC’2017上，中国移动发布了“3.5GHz 5G系统样机技术指导建议”，其中对RAN 架构的要求如下。

“5G独立(standalone)部署时，gNB的逻辑体系采用CU(即中心单元)和DU(分布单元)分离模式。

基于协议栈功能的配置，CU-DU逻辑体系可以分为2种，即CU-DU分布架构和CU-DU融合架构(LTE eNB连接到EPC，NR gNB连接到5GC)”。

C—RAN：面向绿色的未来无线接入网演进

黪
；
圈４全天移动网络负载举例
基站不同， — Ａ打破了远端无线射频单元和基带ＣＲＮ处理单元之间的固定连接关系。每个远端无线射频要的处理能力远高于平均水平。因此，一方面形成单元不属于任何一个基带处理单元实体。每个远端了处理能力的浪费．另一方面是处理能力的不足。无线射频单元上发送或接收的信号的处理都是在一个虚拟的基带基站完成的，而这个虚拟基站的处理川．向绿色的Ｃ－Ａ网络架构面－ＲＮ能力是由实时虚拟技术分配基带池中的部分处理器构成的。应用实时虚拟技术使得物理资源全局最优利用不再是奢望。面向上述诸多挑战，运营商需要新的无线接入ＣＲ —ＡＮ的主要优势体现在：网演进方案来提升移动互联网时代自身的竞争力。（）约ＣＰＸ和ＯＥ１节ＡＥＰＸ成本。在ＣＲＮ架 — Ａ为此，中国移动提出融合４特点的绿色无线接入Ｃ构中，基带处理单元的机房数量可以减少一个数量网是移动通信无线网络架构的重要演进方案所谓级。远端无线射频单元较容易部署，并不需要频繁４Ｃ，即Ｃｅｎ节能减排）ｅｔｌｅ（中处理）ｌ（ａ、Ｃｎｒｉｄ集ａｚ、的维护．可以大大加速运营商网络建设的速度。运Ｃｏｅｔｅ协作式无线电）Ｃｏｄ利用了云计算ｏｐｒｉ（ａｖ和ｌ（ｕ营商还可以节约大量的租借或购买站址资源的成本．能力的软硬件平台）我们称该方案为ＣＲＮ。如， —Ａ从而降低运营和维护的开销。图５示， — Ｎ主要包括３所ＣＲＡ部分：由远端无线射（）２节约功耗。ＣＲＮ是一个绿色网络。首先， — Ａ频单元和天线组成的分布式无线网络；由高带宽低机房数量的大量减少意味着机房内空调耗电和排放延迟的光纤或光传输网连接远端无线射频单元；由的大量减少。其次，通过所有虚拟基站共享一个基高性能通用处理器和实时虚拟技术组成的集中式基带池，使得基带处理资源得到了最优利用．消耗也带处理池。分布式的远端无线射频单元提供了一个自然降到了最低。高容量、广覆盖的无线网络。由于这些单元灵巧轻便．（）高网络容量。在ＣＲＮ中，虚拟基站可３提－Ａ便于安装维护，它们的ＣＰＸ和ＯＥＡＥＰＸ很低，因以在基带池中共享所有通信用户的接收和发送信息、此可以大范围、高密度地使用。高带宽低延迟的光业务数据和信道质量等信息。这使得联合处理和调传输网络需要将所有的基带处理单元和远端射频单度得以实现．小区间的干扰也变废为宝，从而显著元之间连接起来。基带池由通用高性能处理器构成．地提高频谱使用效率。（）干负载的自适应资源分配。ＣＲＮ的一４基－Ａ个显著特点在于基站处理资源的灵活调配，这使得网络可以根据各个区域或时段的不均衡负载来调配处理资源。用户在物理小区间移动的同时，其占用的基站处理资源也是随之移动的。（）５互联网业务的智能减负。通过采用ＣＲＮ－Ａ智能地识别各类业务类型（电信业务、互联网业务等），使电信业务还保留通过核心网，而将智能终端和其他移动通信设备产生的大量互联网业务从基站图５ＣＲＮ－Ａ￣架上直接进入互联网。这使得传输网与核心网的业务

三网融合技术02.下一代PON技术介绍

1G 1G 1G
10G
保留原EPON的ONU
更换为10GEPON的ONU
FTTH平滑演进到10GEPON，按需提升带宽、逐步投入并保护原有投资
ZTE 10GEPON产品系列
10GEPON OLT 10GEPON MDU 10GEPON SFU
F822
F100 F820
9806H
C220
F100S
10GEPON 上行的MDU、SFU、SBU、HGU等系列产品将不断完善，逐步推出
原投资的ONU侧设备废弃末端光网路建设投资大，施工难

缺点

EPON（FTTB）到10GEPON的平滑演进
视频数据语音 10GEPON接口 EPON接口数据视频语音
EPON OLT 1G
EPON接口
EPON OLT 10G
更换为10GE EPON接口
1G ADSL2+/VDSL2
1G
xPON新技术进展— LR-PON

LR-PON（Long Reach PON）

由欧洲IST的PIAMAN工程(光集成城域网和接入网络)根据欧洲的具体情况提出的由现有的G-PON向多波长和高速率10Gbit/s的长距离PON 演化的思路。要求PON的传输距离和覆盖范围可以达到100km甚至更远。这种技术试图将接入网和城域网集成到单一网络里面，将有源节点逐步采用无源节点来进行替代，有利于简化网络结构和降低网络维护的费用，节省光纤成本并方便管理。其中以BT提出的Super PON的最为有名，Super PON的带宽可达到 10Gbps，传输距离将达100km左右，可以接入多达512~1024个用户，为了实现远距离的传输，Super PON 采用多级串联的无源光分路器，利用光放大器来补偿附加损耗，并达到距离远传输和提高分路比，是满足各种宽带需要的一种很好的组网方案。高的带宽，带宽可达上下行10Gbps甚至更高提供更远的长距离覆盖，更大的分光比可以对多种协议和业务进行透传利用密集波分复用技术来提高光纤的利用效率。上下行波长数各为32个采用突发性的EDFA来对波长信号进行放大，没有光电转换

C RAN介绍

常用名词解释：
C-RAN：基于集中化处理(Centralized Processing)，协作式无线电(Collaborative Radio)和实时云计算构架 (Real-time Cloud Infrastructure)的绿色无线接入网构架(Clean system)。 BBU (Building Base band Unit) : 室内基带处理单元。 RRU :远端机即射频拉远单元。 BTS (Base Transceiver Station ):基站收发台。
Centralized 集中化
集中式基带池建网方案
BBU集中式建网方案示意图
丰富的核心机房资源
丰富的传输资源
丰富的管道资源
BBU集中
由机房走线架接入光纤配线架，最后接入光纤路由。
BBU、RRU之间利用现有管线资源连接，可靠近天面安装。
Centralized 集中化
集中式基带池
12载波 3光口基带板
云计算为C-RAN提供强大的基带处理能力
基带处理资源IT话虚拟化
通过软件无线电的方式实现通信模块
Cloud 云化
第一套在IT平台上同时实现多标准，多制式的基带池系统
C-RAN组网的四大优势：
Centralized 集中化 Collaborative 协作 Cloud 云化 Clear 清洁
Clear 清洁
C-RAN的优劣势分析
基带池建网无机房条件下RRU塔顶供电
RRU
野战光缆
室外防雷配电箱
直流电源线
室外电源柜直流供电
如果RRU离机房较远，可采用室外电源柜提供供电。室外电源柜采用220V或380V AC输入，提供-48V DC输出，内置蓄电池以保证断电时RRU正常工作。

基于TWDM-PON与C-RAN的QoE感知视频协作缓存与传输机制

基于TWDM-PON与C-RAN的QoE感知视频协作缓存与传输机制吴大鹏;李雪;李红霞【摘要】随着数据流量的爆发式增长,用户体验质量急剧恶化,为了解决密集组网与负载不均衡所引发的小区边缘用户与重负载小区用户性能较差的问题,提出了一种体验质量感知的云无线接入网视频协作缓存与传输机制.该机制通过建立协作增益感知的虚拟无源光网络,采用光域和无线域协同的方式为视频内容提供协作缓存与传输;进而,联合优化用户视频体验、带宽配置与缓存策略,分别在光域和无线域采用动态预缓存及缓冲水平感知的带宽配置方式,达到提高用户体验质量的目的.结果表明,所提机制能够有效地提高缓存命中率,增强用户体验质量.【期刊名称】《通信学报》【年(卷),期】2019(040)003【总页数】12页(P80-91)【关键词】云无线接入网;虚拟无源光网络;协作缓存与传输;体验质量【作者】吴大鹏;李雪;李红霞【作者单位】重庆邮电大学通信与信息工程学院,重庆400065;重庆市光通信与网络重点实验室,重庆400065;重庆邮电大学通信与信息工程学院,重庆400065;重庆市光通信与网络重点实验室,重庆400065;中国联合网络通信有限公司重庆市分公司,重庆401123【正文语种】中文【中图分类】TP302随着多媒体智能终端设备的广泛应用，视频业务呈现爆发式增长趋势，传统的分布式无线接入网（D-RAN, distributed radio access network）无法满足不断增长的用户需求与网络需求。

为了解决上述问题，研究人员提出了基于集中化处理、协作式无线电和实时云计算的云无线接入网（C-RAN, cloud radio access network）架构[1]。

与D-RAN不同，C-RAN打破了远端无线射频单元（RRH, remote radio head）和基带处理单元（BBU, base band unit）之间的固定连接关系，使RRH分布在各小区站点，BBU集中在中心主机房[2]，BBU与RRH之间构成前传（fronthaul）。

集中式蜂窝网架构下计算资源分配算法研究

集中式蜂窝网架构下计算资源分配算法研究王程;王园园;钱蔓藜;张宗帅【摘要】如今通信接入网从传统架构逐渐走向基于通用计算平台的集中式蜂窝网架构.集中式蜂窝网络架构通过集中式部署的计算资源池为移动用户业务提供计算资源需求,集中式计算资源的分配直接决定系统计算资源的使用效率和系统的能效.本文针对该问题,首先对基于通用计算平台下集中式基站池计算资源和通信带宽间的关系进行了分析,在此基础上建立了计算资源分配模型,针对该模型提出了基于业务负载均衡的分配算法.仿真结果表明,该算法可以有效地减少计算单元的分配数目,提高计算资源的利用率,达到绿色节能的目的.【期刊名称】《广东通信技术》【年(卷),期】2019(039)001【总页数】6页(P51-56)【关键词】通用计算平台;集中式蜂窝网;计算资源分配;装箱问题;业务负载均衡【作者】王程;王园园;钱蔓藜;张宗帅【作者单位】重庆邮电大学通信与信息工程学院;中国科学院计算技术研究所;中国科学院计算技术研究所;中国科学院计算技术研究所【正文语种】中文1 引言随着移动通信技术的迅速发展，人们对移动数据的需求呈指数增长[1]，现有移动通信系统中通常采用的大规模基站简单物理叠加的部署方式将不再适用。

一方面，根据移动运营商的运营报告显示，移动运营商花费在基站运营维护的成本高达50%以上[2]，如果继续部署大量的基站将会加剧维护成本。

另一方面，传统基站的组网架构无法解决如“潮汐效应”这样的问题，造成资源浪费较为严重。

因此，为了解决传统架构的上述问题，业界提出了集中式蜂窝接入网的概念和架构，如中国移动C-RAN[2]，中科院计算技术研究所超级基站[3]架构。

集中式蜂窝接入网中，通过集中式部署的计算资源池为移动用户业务提供计算资源需求，因此，如何对集中式的计算资源进行高效的动态分配是当前研究的重点。

目前，大规模集中式的处理资源的分配算法研究主要集中在计算机领域云计算环境下。

在云计算领域中，大量的研究将处理资源的分配归纳为虚拟机的放置问题[4][5]，并引入装箱问题的建模方式对其进行求解。

一种改进的TWDM-PON架构方案及带宽分配算法

一种改进的TWDM-PON架构方案及带宽分配算法徐赟昊;沈建华【期刊名称】《光通信技术》【年(卷),期】2017(41)2【摘要】Based on the analysis of typical application scene for hybrid business and home building,this paper proposes an improved TWDM-PON system architecture along with a relevant improved DWBA algorithm,which supports the resource sharing of different types of ONU group.When an ONU has service requirement exceeding default bandwidth limit,OLT can dynamically switch the upstream wavelength for the ONU in order to entirely make use of the overall resource of the system.Theoretical analysis and simulation experiment show that the performance of latency has an obvious improvement in this system.%针对典型的商住混合楼宇应用场景,提出了一种TWDM-PON架构方案及带宽分配算法.该算法支持不同类型ONU组间资源共享,在有ONU突发业务请求超出带宽限制时,OLT动态切换其上行波长以充分利用系统整体带宽资源.理论分析和仿真实验表明,系统总体时延性能有明显提升.【总页数】4页(P17-20)【作者】徐赟昊;沈建华【作者单位】南京邮电大学通信与信息工程学院,南京210003;南京邮电大学通信与信息工程学院,南京210003【正文语种】中文【中图分类】TN929.11【相关文献】1.一种改进的EPON动态带宽分配算法与仿真 [J], 付兰英;丰大红;田丽军;王洪学;赵润清2.一种改进的基于流量预测的动态带宽分配算法 [J], 郑宇;李广军;钱宇平3.TWDM-PON中时延约束节能动态波长带宽分配算法 [J], 于存谦;唐明珠;何荣希4.一种改进的光网络动态上行带宽分配算法研究 [J], 荆倩;沈三民5.TWDM-PON中基于网络编码的动态波长带宽分配算法 [J], 孙皓;杜俐洁;何荣希因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。