一種節(jié)能的OFDM-PON下行流量調(diào)度模式（本期優(yōu)秀論文）

薛子威，秦有祥，吳 琦，頓 涵，劉亞帆，張俊杰（上海大學(xué)特種光纖與光接入網(wǎng)省部共建重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海200072）

?

一種節(jié)能的OFDM-PON下行流量調(diào)度模式（本期優(yōu)秀論文）

薛子威，秦有祥，吳 琦，頓 涵，劉亞帆，張俊杰
（上海大學(xué)特種光纖與光接入網(wǎng)省部共建重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海200072）

摘要：針對(duì)傳統(tǒng)O FD M-PO N中O N U接收機(jī)必須對(duì)接收到的所有下行廣播信號(hào)進(jìn)行耗能的數(shù)字信號(hào)運(yùn)算的現(xiàn)象，提出了一種基于幀內(nèi)O FD M符號(hào)時(shí)分復(fù)用的節(jié)能O FD M-PO N下行流量調(diào)度模式。網(wǎng)絡(luò)仿真實(shí)驗(yàn)表明在下行網(wǎng)絡(luò)負(fù)載為100%時(shí)，采用該調(diào)度模式可以在滿(mǎn)足網(wǎng)絡(luò)性能要求的條件下節(jié)省O N U接收機(jī)47.8%的能量消耗。

關(guān)鍵詞：O FD M；PO N；節(jié)能；時(shí)分復(fù)用；下行流量調(diào)度

0　引言

近年來(lái)由于云存儲(chǔ)、高清視頻和網(wǎng)絡(luò)會(huì)議等新興網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的不斷出現(xiàn)以及高速發(fā)展，以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)帶寬在不斷地快速增長(zhǎng)。光正交頻分復(fù)用無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（OFDM-PON）由于頻譜效率高、帶寬分配靈活和色散容忍度高等特點(diǎn)成為下一代光接入網(wǎng)的優(yōu)選方案之一［1］。由于OFDM收發(fā)機(jī)需要大量高速?gòu)?fù)雜的數(shù)字信號(hào)處理（DSP）模塊，使得OFDM-PON的功耗比其它光接入網(wǎng)要高，因此降低OFDM-PON的功耗是實(shí)現(xiàn)綠色光網(wǎng)絡(luò)的重要環(huán)節(jié)。文獻(xiàn)［2］提出了一種基于動(dòng)態(tài)信噪比管理以及自適應(yīng)調(diào)制技術(shù)的節(jié)能OFDM-PON，通過(guò)降低數(shù)字處理模塊的復(fù)雜度來(lái)減少系統(tǒng)的功耗；文獻(xiàn)［3］提出了一種基于非對(duì)稱(chēng)裁剪技術(shù)的節(jié)能的上行OFDM-PON傳輸系統(tǒng)。這些工作主要是通過(guò)優(yōu)化OFDM收發(fā)機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能。在基于流量調(diào)度的光網(wǎng)絡(luò)節(jié)能技術(shù)方面，文獻(xiàn)［4］提出了一種基于數(shù)據(jù)分組緩存的光網(wǎng)絡(luò)單元（ONU）節(jié)能策略，但其研究的是上行流量（不是下行流量）的調(diào)度；文獻(xiàn)［5］提出了一種基于下行流量調(diào)度的EPON節(jié)能技術(shù)，然而OFDM-PON的資源調(diào)度要比EPON更加靈活且調(diào)度粒度更細(xì)，節(jié)能的OFDM-PON下行流量調(diào)度算法仍然有待研究。本文從實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中下行流量動(dòng)態(tài)變化的角度出發(fā)，提出了一種基于幀內(nèi)OFDM數(shù)據(jù)符號(hào)時(shí)分復(fù)用的節(jié)能OFDM-PON下行流量調(diào)度模式，對(duì)其節(jié)能原理進(jìn)行了詳細(xì)介紹，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)流量仿真實(shí)驗(yàn)研究了該模式下的網(wǎng)絡(luò)平均下行數(shù)據(jù)包時(shí)延及ONU接收機(jī)節(jié)能效果。

1　基于時(shí)域邏輯鏈路標(biāo)識(shí)符識(shí)別的節(jié)能方法

在傳統(tǒng)的OFDM-PON系統(tǒng)中，光線(xiàn)路終端（OLT）將整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的下行流量通過(guò)廣播方式發(fā)送給該網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有ONU接收機(jī)，每個(gè)ONU接收機(jī)都必須對(duì)接收到的全部信號(hào)進(jìn)行一系列復(fù)雜的DSP運(yùn)算以完成OFDM信號(hào)的解調(diào)，并根據(jù)解調(diào)數(shù)據(jù)中的邏輯鏈路標(biāo)識(shí)符判別接收到的數(shù)據(jù)是否發(fā)送至本地，因此ONU端對(duì)非目的地?cái)?shù)據(jù)的復(fù)雜OFDM DSP解調(diào)運(yùn)算將造成大量的功耗浪費(fèi)。本文作者在文獻(xiàn)［6］中提出了在OFDM DSP解調(diào)前在時(shí)域上識(shí)別ONU邏輯鏈路標(biāo)識(shí)符的方法，以避免ONU接收機(jī)必須完成OFDM DSP解調(diào)后才能獲取ONU邏輯鏈路標(biāo)識(shí)符進(jìn)而消耗額外能耗的弊端。該方法提出了一種如圖1所示的OFDM幀結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)中在OFDM幀的訓(xùn)練序列之后插入了N位（N為ONU的個(gè)數(shù)）與各ONU一一對(duì)應(yīng)的邏輯鏈路標(biāo)識(shí)符。邏輯鏈路標(biāo)識(shí)符中的每位用占4個(gè)采樣點(diǎn)的曼徹斯特碼來(lái)表示，邏輯1與邏輯0分別表示當(dāng)前幀內(nèi)包含、不包含發(fā)送至其對(duì)應(yīng)ONU的數(shù)據(jù)。ONU接收機(jī)在完成OFDM符號(hào)同步后，在時(shí)域上通過(guò)簡(jiǎn)單的幅度判別即可獲取邏輯鏈路標(biāo)識(shí)符，并將不攜帶發(fā)送至本地?cái)?shù)據(jù)的OFDM幀直接丟棄，從而避免了無(wú)用且耗能的復(fù)雜DSP運(yùn)算。

圖1　適用于節(jié)能算法的OFDM幀結(jié)構(gòu)

本文定義ONU接收機(jī)內(nèi)部各DSP模塊對(duì)包含發(fā)送至本地?cái)?shù)據(jù)的OFDM信號(hào)進(jìn)行完整OFDM DSP解調(diào)時(shí)的狀態(tài)為高功耗狀態(tài)，定義其在時(shí)域上直接丟棄不包含發(fā)送至本地?cái)?shù)據(jù)的OFDM信號(hào)時(shí)的狀態(tài)為低功耗狀態(tài)；分別用符號(hào)PH與PL表示高功耗狀態(tài)與低功耗狀態(tài)下ONU接收機(jī)的平均功率，并用符號(hào)α表示PL與PH的比值；分別用符號(hào)t與tL表示功耗測(cè)量時(shí)間以及ONU接收機(jī)在測(cè)量時(shí)間內(nèi)處于PL狀態(tài)的時(shí)間。在基于ONU邏輯鏈路標(biāo)識(shí)符的OFDM-PON系統(tǒng)中，定義功耗系數(shù)為節(jié)能ONU接收機(jī)與傳統(tǒng)ONU接收機(jī)功耗的比值，則節(jié)能ONU接收機(jī)的功耗系數(shù)ρ可以由式（1）計(jì)算得出。從式（1）可見(jiàn)，節(jié)能系統(tǒng)ONU接收機(jī)的功耗系數(shù)與的值相關(guān)，其中α與芯片的具體制造工藝、ONU接收機(jī)內(nèi)部各模塊的具體實(shí)現(xiàn)相關(guān)，與ONU接收機(jī)在下行傳輸過(guò)程中處于PL狀態(tài)的時(shí)間比有關(guān)。當(dāng)芯片制造工藝以及具體實(shí)現(xiàn)確定（也即α確定）后，可以通過(guò)延長(zhǎng)ONU接收機(jī)處于PL狀態(tài)的時(shí)間比來(lái)降低其功耗系數(shù)，從而提升ONU接收機(jī)的節(jié)能效果。

2　節(jié)能的OFDM-PON下行流量調(diào)度模式

2.1傳統(tǒng)的OFDM-PON下行流量調(diào)度模式

傳統(tǒng)的OFDM-PON下行流量調(diào)度模式有頻分復(fù)用（FDM）、時(shí)分復(fù)用（TDM）以及時(shí)分頻分混合復(fù)用（Hybrid TDM-FDM）三種模式。FDM模式在實(shí)際系統(tǒng)中通常采用固定載波分配策略以簡(jiǎn)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，該模式中下行數(shù)據(jù)包有較低的包時(shí)延；但該模式下即使OFDM幀內(nèi)只包含一個(gè)攜帶有效數(shù)據(jù)的子載波，ONU接收機(jī)也將處于PH狀態(tài)。因此，F(xiàn)DM模式下ONU接收機(jī)的功耗較高。TDM模式通過(guò)在OLT端對(duì)流量進(jìn)行緩存從而實(shí)現(xiàn)下行數(shù)據(jù)包的分時(shí)傳輸，這種模式下ONU接收機(jī)處于高功耗狀態(tài)PH的時(shí)間得以縮短，因此其功耗較低。但是在傳統(tǒng)的OFDM-PON系統(tǒng)里，由于TDM模式資源調(diào)度粒度較大，因此其系統(tǒng)的帶寬利用率較低。與TDM模式相比，Hybrid TDM-FDM模式有著更細(xì)的資源調(diào)度粒度，因此帶寬利用率較高。但在此模式下以頻分復(fù)用方式復(fù)用同一個(gè)OFDM幀的所有ONU同時(shí)處于高功耗狀態(tài)PH，因此其節(jié)能效果較差。

2.2基于OFDM幀內(nèi)OFDM符號(hào)時(shí)分復(fù)用的下行調(diào)度模式

圖2　基于幀內(nèi)OFDM符號(hào)時(shí)分復(fù)用的下行調(diào)度模式示意圖

為了在保證帶寬利用率的同時(shí)延長(zhǎng)ONU接收機(jī)處于低功耗狀態(tài)PL的時(shí)間，本文基于傳統(tǒng)的下行流量TDM調(diào)度模式結(jié)合OFDM幀的物理結(jié)構(gòu)提出了一種基于OFDM幀內(nèi)OFDM符號(hào)時(shí)分復(fù)用的下行調(diào)度模式，其原理如圖2所示。在該模式里下行流量的基本調(diào)度單位為OFDM符號(hào)，因此該模式與傳統(tǒng)的TDM模式相比有著更細(xì)的資源分配粒度，從而有著更高的頻帶利用率。該模式中下行傳輸被分割成許多固定時(shí)長(zhǎng)的周期，被稱(chēng)為調(diào)度周期，調(diào)度周期的時(shí)長(zhǎng)可根據(jù)系統(tǒng)實(shí)際參數(shù)確定，但是每個(gè)調(diào)度周期內(nèi)必須包含整數(shù)個(gè)OFDM幀。

如圖2所示，該模式下每個(gè)調(diào)度周期內(nèi)的OFDM幀被分為控制幀以及數(shù)據(jù)幀兩部分，分別用來(lái)傳輸控制信息以及ONU的下行數(shù)據(jù)信息。OFDM幀在時(shí)域上由OFDM幀頭 （包含訓(xùn)練序列以及邏輯鏈路標(biāo)識(shí)符）以及許多連續(xù)的OFDM符號(hào)組成 （如圖1所示），因此，可以根據(jù)流量調(diào)度結(jié)果在時(shí)域上將一個(gè)OFDM幀以O(shè)FDM符號(hào)為單位切分成若干組，并將每一組分配給不同的ONU進(jìn)行下行流量傳輸。從圖2可以看出，第一個(gè)OFDM幀的數(shù)據(jù)符號(hào)部分被分成了T1與T2兩組，并分別分配給了ONU1與ONU2。此處要求T1以及T2內(nèi)必須嚴(yán)格包含整數(shù)個(gè)OFDM符號(hào)。

采用該模式傳輸時(shí)，OLT為每個(gè)ONU分配一個(gè)隊(duì)列緩存該ONU的下行流量，并且OLT需要在每個(gè)調(diào)度周期開(kāi)始時(shí)通過(guò)控制幀將該周期內(nèi)的下行帶寬分配結(jié)果通過(guò)廣播的方式發(fā)送給各個(gè)ONU。分配結(jié)果包括各個(gè)ONU所分配的下行OFDM幀的幀序號(hào)以及相應(yīng)的幀內(nèi)數(shù)據(jù)符號(hào)的起始與結(jié)束位置。各個(gè)ONU接收到控制幀后，將在本次調(diào)度周期內(nèi)只對(duì)攜帶有效數(shù)據(jù)信息的OFDM數(shù)據(jù)符號(hào)進(jìn)行DSP運(yùn)算。由于基于OFDM符號(hào)的時(shí)分方式可以避免多個(gè)ONU同時(shí)處于高功耗PH狀態(tài)，因此可以極大地延長(zhǎng)ONU接收機(jī)處于低功耗狀態(tài)PL的時(shí)間，降低OFDM-PON系統(tǒng)中ONU接收機(jī)的功耗。

3　算法仿真及數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)包的時(shí)延是一個(gè)重要的網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)，為了研究所提出的下行流量調(diào)度模式的平均下行數(shù)據(jù)包時(shí)延以及節(jié)能效果，本文基于Matlab軟件構(gòu)建了一個(gè)包含30個(gè)ONU、帶寬為10Gb/s和子載波數(shù)為2048個(gè)的OFDM-PON下行網(wǎng)絡(luò)仿真模型。我們將網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的ONU按業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)分為SLA0、SLA1和SLA2（優(yōu)先級(jí)由高到低）三個(gè)等級(jí)［7］，其分別對(duì)應(yīng)權(quán)重系數(shù)W0、W1和 W2（W0、W1和 W2分別被設(shè)置為 1.0、0.8和 0.7，ONU業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)越大則權(quán)重系數(shù)越高）。仿真中下行流量調(diào)度周期的時(shí)長(zhǎng) Tcycle設(shè)置為 2ms的典型值［8］，OFDM幀長(zhǎng)設(shè)置為20μs，控制幀的時(shí)長(zhǎng)Tcontrol設(shè)置為20μs，由于需要在每個(gè)周期的起始位置傳輸控制幀，因此該網(wǎng)絡(luò)下行有效帶寬為9.90Gb/s。該仿真中業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)為SLA0、SLA1和SLA2的ONU數(shù)目分別被設(shè)置為10個(gè)，且OLT與各ONU之間的光纖距離均被設(shè)置為25km，光纖傳輸時(shí)延為5μs/km，因此網(wǎng)絡(luò)下行鏈路傳輸時(shí)延為0.125ms。本文定義下行網(wǎng)絡(luò)負(fù)載（traffic load）為所有ONU的下行流量均值之和與下行有效網(wǎng)絡(luò)帶寬的比值，下行網(wǎng)絡(luò)負(fù)載范圍設(shè)為0.1～1.0（包含0.1與1.0），步長(zhǎng)設(shè)置為0.1。在本仿真中網(wǎng)絡(luò)下行流量服從泊松分布［8］，且在同一網(wǎng)絡(luò)負(fù)載下各ONU的下行流量均值相同。

各優(yōu)先級(jí)ONU下行數(shù)據(jù)包平均時(shí)延的仿真結(jié)果如圖3所示，從圖中可以看到最小平均時(shí)延略大于1.125ms，這是由于每個(gè)調(diào)度周期只可以為該周期之前到達(dá)OLT的下行流量分配帶寬，因此最小時(shí)延略大于調(diào)度周期的一半。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載小于0.7時(shí)，下行數(shù)據(jù)包的平均時(shí)延隨著網(wǎng)絡(luò)負(fù)載的增長(zhǎng)緩慢上升，并且業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)較高的ONU平均時(shí)延增長(zhǎng)速度較慢；當(dāng)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載大于0.8時(shí)，下行數(shù)據(jù)包平均時(shí)延將快速增長(zhǎng)。這是由于一個(gè)調(diào)度周期內(nèi)到達(dá)的數(shù)據(jù)量過(guò)多，需要通過(guò)幾個(gè)周期才能全部發(fā)送導(dǎo)致的，但是其仍然滿(mǎn)足延遲敏感型網(wǎng)絡(luò)服務(wù)（如網(wǎng)絡(luò)視頻、網(wǎng)絡(luò)電話(huà)）端到端時(shí)延在56ms以?xún)?nèi)的QoS要求［9］。從圖3可以看到優(yōu)先級(jí)高的ONU有著相對(duì)較小的平均時(shí)延，這是因?yàn)閮?yōu)先級(jí)高的ONU下行流量將會(huì)被較早地發(fā)送。此外各業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)ONU的平均時(shí)延將隨著其對(duì)應(yīng)Wi值的增大而相對(duì)減小，也就是不同業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)ONU之間的相對(duì)時(shí)延可以通過(guò)調(diào)整Wi的值來(lái)動(dòng)態(tài)控制。

圖3　下行數(shù)據(jù)包平均時(shí)延仿真結(jié)果圖

本文還通過(guò)網(wǎng)絡(luò)仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)提出的下行流量調(diào)度模式的節(jié)能效果進(jìn)行了研究，并將其與 Hybrid TDM-FDM下行調(diào)度模式的節(jié)能效果進(jìn)行了比較。本文的Hybrid TDM-FDM模式中，為了減少下行延遲，在時(shí)域上以20μs（即一個(gè)OFDM幀的傳輸時(shí)間）作為一個(gè)調(diào)度周期；將2048個(gè)子載波中的30個(gè)作為固定子載波傳輸控制信息（每個(gè)ONU占用一個(gè)子載波）［10］，其余2018個(gè)子載波作為下行共享數(shù)據(jù)載波，其中控制信息包括ONU占用子載波的序號(hào)等；各個(gè)ONU下行帶寬的分配通過(guò)頻域上的數(shù)據(jù)子載波調(diào)度來(lái)實(shí)現(xiàn)。這兩種模式中均采用了基于ONU邏輯鏈路標(biāo)識(shí)符的OFDM-PON系統(tǒng)，也即只有當(dāng)對(duì)應(yīng)的ONU邏輯鏈路標(biāo)識(shí)符為1時(shí)，對(duì)應(yīng)的ONU才需要完成OFDM DSP解調(diào)，且比較的基準(zhǔn)均為傳統(tǒng)的OFDM-PON系統(tǒng)。節(jié)能系統(tǒng)中的功耗系數(shù)可以通過(guò)式（1）計(jì)算得出，本文中設(shè)置PL與PH的比值α=0.5，兩種模式下節(jié)能系統(tǒng)中所有ONU接收機(jī)的平均功耗系數(shù)仿真結(jié)果分別如圖4所示。從圖4（a）可以看出Hybrid TDM-FDM模式下，當(dāng)流量負(fù)載較小時(shí)，ONU接收機(jī)的平均功耗系數(shù)較??；當(dāng)流量負(fù)載較大時(shí)，在一個(gè)調(diào)度周期內(nèi)，幾乎所有的ONU以頻分方式復(fù)用同一個(gè)OFDM幀。因此在ONU接收端，每一個(gè)ONU都需要進(jìn)行OFDM DSP解調(diào)，其功耗水平將與傳統(tǒng)OFDM-PON相當(dāng)。

圖4　節(jié)能效果仿真圖

在本文提出的節(jié)能OFDM-PON下行流量調(diào)度模式中，OLT端通過(guò)對(duì)幀內(nèi)OFDM符號(hào)的時(shí)分復(fù)用以及下行網(wǎng)絡(luò)流量的緩存調(diào)度使得ONU接收機(jī)處于PH狀態(tài)的時(shí)間顯著縮短，其平均功耗系數(shù)與前者相比有了顯著的降低。從圖4（b）可以看出，在網(wǎng)絡(luò)流量負(fù)載為100%的最差條件下，與傳統(tǒng)的OFDM-PON系統(tǒng)相比，在基于ONU邏輯鏈路標(biāo)識(shí)符的節(jié)能OFDM-PON系統(tǒng)中采用本文提出的下行流量調(diào)度模式可以降低ONU接收機(jī)47.8%的功耗。

4　結(jié)束語(yǔ)

本文介紹了一種基于時(shí)域邏輯鏈路標(biāo)識(shí)符識(shí)別的ONU接收機(jī)節(jié)能原理，并提出了一種基于OFDM幀內(nèi)OFDM符號(hào)時(shí)分復(fù)用的下行流量調(diào)度模式；通過(guò)網(wǎng)絡(luò)仿真實(shí)驗(yàn)證明采用該模式可以在滿(mǎn)足網(wǎng)絡(luò)時(shí)延要求的情況下節(jié)省ONU接收機(jī)至少47.8%的功耗，這個(gè)數(shù)值與芯片的具體制造工藝、ONU接收機(jī)內(nèi)部各模塊的具體實(shí)現(xiàn)相關(guān)。

參考文獻(xiàn)：

［1］CVIJETIC N，QIAN D，HU J.100 Gb/s optical access based on optical orthogonal frequency-division multiplexing［J］.Communications Magazine，IEEE，2010，48（7）：70-77.

［2］KIMURA H，ASAKA K，NAKAMURA H，et al.Energy efficient IM-DD OFDM-PON using dynamic SNR management and adaptive modulation［J］.Optics Express，2014，22（2）：1789-1795.

［3］CHEN L，ZHOU J，QIAO Y，et al.Novel modulation scheme based on asymmetrically clipped optical orthogonal frequency division multiplexing for next-generation passive optical networks［J］.Journal of Optical Communications and Networking，2013，5（8）：881-887.

［4］吳凱，沈建華.一種基于數(shù)據(jù)分組緩存的ONU節(jié)能策略［J］.光通信技術(shù)，2015，39（6）：24-26.

［5］CHEN S，DHAINI A R，HO P H，et al.Downstream-based scheduling for energy conservation in green EPONs［J］.Journal of Communications，2012，7（5）：400-408.

［6］XUE Z，ZHANG J，QIAN C，et al.An Energy Saving Strategy for OFDM-PON Based on ONU Data Identification［C］//Asia Communications and Photonics Conference（ACP），November 19-23，2015，Hong Kong，China：OSA，2015：AM1F.6.

［7］LIU Y，QIAN C，CAO B，et al.An ONUs Requesting based Full-Range Dynamic Bandwidth Allocation for OFDMA-PON With SLA and CoS［C］//Asia Communications and Photonics Conference（ACP），November 19-23，2015，Hong Kong，China：OSA，2015：AM1F.8.

［8］DHAINI A R，HO P H，SHEN G，et al.Energy efficiency in TDMA-based next-generation passive optical access networks［J］.IEEE/ACM Transactions on Networking（TON），2014，22（3）：850-863.

［9］VALCARENGHI L，VAN D P，RAPONI P G，et al.Energy efficiency in passive optical networks：where，when，and how？［J］.Network，IEEE，2012，26（6）：61-68.

［10］ZHANG J，WANG T，ANSARI N.An efficient MAC protocol for asynchronous ONUs in OFDMA PONs［C］//National Fiber Optic Engineers Conference（NFOEC），March 6-10，2011，California United States：OSA，2011：JWA071.

中圖分類(lèi)號(hào)：TN929.18

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1002-5561（2016）06-0001-04

DOI：10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2016.06.001

收稿日期：2016-02-03。

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金（61420106011、61132004、61275073）資助；上海 市科學(xué) 發(fā) 展基金（13JC1402600、14511100100、15511105400、15530500600）資助。

作者簡(jiǎn)介：薛子威（1992-），男，碩士研究生，主要從事光通信與節(jié)能光網(wǎng)絡(luò)的研究。

Energy efficient OFDM-PON
downstream traffic scheduling scheme

XUE Zi-wei，QIN You-xiang，WU Qi，DUN Han，LIU Ya-fan，ZHANG Jun-jie
（Key Laboratory of Specialty Fiber Optics and Optical Access Networks，Shanghai University，Shanghai 200072，China）

Abstract：In traditional OFDM-PON，the ONUs have to process all downstream OFDM signals，which may cause a huge waste of power consumption.This paper proposes an energy efficient downstream scheduling scheme based on the time division multiplexing of the OFDM symbols within an OFDM frame.At last，a traffic simulation experiment is conducted，which shows that 47.8%energy consumption of ONU receivers can be saved when the network traffic is 100%with no violation of the requirement of network performance.

Key words：OFDM，PON，energy efficient，TDM，downstream traffic scheduling