《Sustainable Computing: Informatics and Systems》：Energy-efficient resource scheduling scheme using modified load adaptive sequence arrangement (M-LASA) with FILO polling for optical access network
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能量高效光接入网资源调度模型研究，提出M-LASA-FILO机制，通过动态调整轮询序列延长ONU空闲时间，显著降低功耗。仿真验证其在多流量场景下比传统DFB、VCSEL及LASA方案减少能耗达XX%，延迟降低XX%，轮询周期缩短XX%。
Mohan V | Senthil Kumar T | Chitrakala G
电气与电子工程系，E.G.S. Pillay 工程学院，纳加帕蒂纳姆，泰米尔纳德邦 611002，印度
摘要
在被动光网络中，为了提高性能，节能措施受到了更多的关注。光网络具有基于流量负载来调度资源的序列机制，以实现更好的能源效率。研究界提出了多种序列方案；然而，负载自适应序列安排（LASA）特别适合光接入网络。本研究提出了一种改进的LASA（M-LASA）模型，通过整合先进先出（FILO）轮询序列来提高光接入网络（OAN）的能源效率。与传统的调度策略相比，该方案增加了光网络单元（ONU）的空闲时间，从而显著降低了功耗。仿真结果表明，所提出的M-LASA-FILO方案在降低功耗、提高节能效果、增加睡眠次数、减少延迟以及最小化轮询周期时间方面优于现有方法（如固定轮询DFB、固定轮询VCSEL、LASA、FILO-DFB和FILO-VCSEL）。例如，即使在空闲时间增加和流量负载较高的情况下，该模型也能实现最大的节能效果和较低的延迟，这证明了其在动态网络条件下的效率和稳定性。
引言
在当今时代，节能通信因保护环境和应对气候变化而受到更多关注。由于运行设备的数量增加，节能通信变得至关重要。在电信网络中，光接入网络获得了最高优先级，近年来推出了多种节能解决方案以减少能耗。过去十年中，能源效率的提高主要依赖于三个因素：信号传输、连接结构和资源调度。专注于连接结构的系统在能源消耗方面的性能有所滞后。通过简单的光纤到户（FTTH）技术，光网络的优势得到了广泛认可，FTTH被认为是最节能的光接入网络。通过适当的光网络单元聚合和互连策略，FTTH降低了终端设备的功耗。
针对最优节能接入网络的研究仍在进行中，以进一步降低光接入网络的能耗以及资本成本和电力成本。被称为被动光网络（PON）的节能接入网络引入了诸如接头和分光器等被动设备来最小化能耗。流量的增加、多样性和动态性增加了PON中资源分配的挑战[1]。为了解决这些问题，引入了各种调度程序。基于PON，还引入了其他子系统，如光线路终端（OLT）。此外，根据波长（WDM-PON）和时分复用（TDM-PON）引入了不同类型的PON，以实现更好的性能。在WDM-PON中，通过OLT为ONU分配唯一的波长以提高服务质量。由于WDM-PON使用独特的波长，其能源效率较低；而TDM-PON为使用相同波长通道的ONU分配时隙，因此具有更好的能源效率。因为在TDM-PON中，ONU可以从空闲状态切换到正常状态。结合WDM和TDM-PON的特点，引入了TWDM（时间和波长分复用被动光网络），提供了更好的服务质量和能源效率。通过最小化或限制波长通道，TWDM-PON实现了更高的能源效率（图1）。
本研究分析的光接入网络（OAN）是具有更高能源效率和灵活特性的TWDM-PON，与传统PON相比有所改进。该网络结构包含四层，并通过互连相同层的模块形成了环形结构[3]。这为ONU提供了多条路径，使得OLT可以更容易地被访问。
参考文献
文献综述
对资源调度和节能光网络进行了详细的文献分析。路由和波长分配是影响WDM网络服务质量的主要因素，而路由和频谱分配则是影响EON网络性能的主要因素。最近在节能资源调度和智能网络设计方面的进展已经超越了传统的光接入网络，扩展到了云雾网络和弹性光网络
研究工作
本节介绍了针对光接入网络（OAN）提出的节能资源调度方案，该方案采用了改进的负载自适应序列安排（M-LASA）与FILO轮询相结合的方法。在介绍轮询方法之前，首先描述了RAMOAN的基本架构。所提出的光接入网络基于时分复用被动光网络（TWDM-PON），该网络高效且灵活，能够有效保护网络。然而，ONU...
性能分析
通过MATLAB R2019进行的仿真分析验证了所提出的基于改进的负载自适应序列安排（M-LASA）与FILO轮询的节能资源调度方案的性能。参数如上行线速、归一化流量负载、最大周期时间、帧间隔、延迟、距离、空闲时间和唤醒时间是根据现有研究[24]获得的。分析中考虑的ONU数量为10个，链接速率为...
结论
本文提出了一种针对光接入网络（OAN）的节能资源调度方案，该方案结合了改进的负载自适应序列安排（M-LASA）和FILO轮询机制。所提出的模型通过根据当前流量负载和系统阈值动态调整轮询序列，有效增加了ONU的空闲时间并提高了能源效率。广泛的仿真结果证实了M-LASA-FILO模型的优越性能
作者贡献声明
Senthil Kumar T：撰写 – 审稿与编辑、撰写 – 原稿创作、验证、监督、软件支持、资源提供、方法论制定、调查、形式化分析、数据整理、概念构思。Mohan V：撰写 – 审稿与编辑、监督、调查、形式化分析、数据整理。Chitrakala G：撰写 – 审稿与编辑、资源提供。
资金支持
对于这项研究工作，作者没有从任何资助机构获得资金支持。
