环树型TWDM—PON动态资源调度方法研究

张治国　胡新天　陈雪

针对基于波长变换型远端节点（RN）的环树型时分波分复用无源光网络（TWDM PON）接入网方案，提出了最大带宽利用率算法和最小切换次数算法等两种波长与时隙联合带宽分配算法。仿真结果显示了两种算法的有效性，最大带宽利用率算法可有效提高系统带宽利用率；最小切换次数算法可有效延长系统运行寿命，在现有光开关运行次数条件下系统可保证10年以上的有效运行时间。

环树型时分波分复用无源光网络；动态波长-时隙带宽分配；混合整数线性规划模型；最小切换次数算法

In this paper， we introduce a wavelength conversion RN-based ring-tree time and wavelength division multiplexing （TWDM） optical access network （OAN）. We also propose a maximum bandwidth utilization rate algorithm and minimum tuning time algorithm. The simulation results show the effectiveness of the two algorithms. The maximum bandwidth utilization rate algorithm improves system bandwidth utilization. The minimum tuning time algorithm prolongs the life of the system， ensuring an effective running time of more than 10 years under existing optical switch running times condition.

ring-tree TWDM； dynamic wavelength-timeslot bandwidth allocation； mixed integer linear programming； minimum tuning time algorithm

近年来，随着高清视频、网络电视（IPTV）、P2P等为代表的高速率高质量业务的发展使得网络中的数据流量正在飞速增长[1-2]。根据Cisco公司预测2016年全球IP数据量将突破ZB（1021 Byte）大关，达到1.3 ZB/年。网络数据的增加必将推动网络容量的提升，作为下一代接入网的主要解决方案，光接入网的高速大容量化是其技术发展趋势[3-5]。另一方面，随着接入用户数量的增加及用户带宽的提升，由于商业用户与居民用户所产生的业务时间、地点不同及宽带移动终端用户的突发汇集等原因[6]，导致未来接入网数据流量的突发性、快速或慢速的大带宽波动性等特征将会进一步凸显。因此，下一代光接入网在具备大容量的同时，还应具备灵活调整带宽资源分配的能力以应对流量在时间与空间分配上的波动。

既可前向兼容现有时分复用无源光网络（TDM PON）系统以实现网络平滑升级，又能动态地调度波长和时隙资源以应对业务流量的波动，混合时分波分复用无源光网络（TWDM PON）是最具应用前景的光接入解决方案之一[7-10]。目前已报道的支持波长与时隙联合调度的动态TWDM PON方案中，一般通过在一套系统中采用可调收发机或两套以上收发机的方式[6，11-12]，将拥挤的光波长上的数据流量调整到非拥挤的光波长上，并结合光网络单元（ONU）间带宽时隙调度的方式同时实现对波长与时隙的动态调度。但现有解决方案会导致ONU成本较高，对于成本敏感的ONU而言不是有效的解决方案。针对上述问题，我们提出了一种基于波长变换型远端节点（RN）的环树型时分波分复用（TWDM）光接入网络方案[13-14]。RN将所分配的光波长转换为符合标准规定的固定波长，并用于在树型网内进行上下行数据传输。基于这种机制，在所设计的TWDM-PON光网络结构中仍然可以后向兼容地继续使用现有标准化的各类ONU。从而将成本由ONU转移到对成本相对不敏感的RN上。但是，该网络结构依然需要解决现有TWDM PON都面临的问题，即提出基于实时流量波动条件的波长与时隙联合动态资源调度解决方法。

本文针对TWDM PON面临的动态资源调度方法问题，提出了一种基于波长变换型远端节点（RN）的环树型TWDM PON网络方案，并基于所设计的TWDM PON方案，提出了两种分别具有更好服务质量（QoS）和更长设备使用寿命特征的动态波长和带宽分配（DWBA）算法，另外对DWBA问题中的约束和难点进行了分析阐述。所提的DWBA算法具有很好的兼容性，可以有效地应用到其他TWDM PON系统结构中。

1 基于波长变换型RN的

环树型TWDM PON结构

本文提出的TWDM PON网络结构如图1所示。该方案由中心站（CO）、环型网结构、RN、树型网结构、ONU等部分构成。一根双向光纤环型结构将CO与多个RN连接在一起。环型光纤结构上运行多个工作波长，且在CO控制下各波长可以动态的在各RN间分配，各RN可同时分配得到一个或多个上下行光波长。RN处可以进行波长变换，保证树型结构中使用的波长与环型结构中使用的波长相互独立。每个RN可连接若干个TDM树。同一个TDM树下的所有ONU可以构成一个ONU组。在50 km环型结构长度和20 km树型结构长度下，该结构最多可以支持8 192个ONU。根据需求，该系统环形结构可支持上下行各32波及以上波长（如[λu1，...，λu32，λd1，...，λd32]）且单波长速率10 Gbit/s的业务波长，另外还有1对控制波长（如[λuc，λdc]）。波长间隔符合ITU-T规定的50 GHz栅格。上下行波段分别位于C波段的红区和蓝区。上下行波段间设有6 nm的保护带。endprint

在RN处，所有的下行信号通过50/50功率耦合器和红蓝滤波器下路，并被阵列波导（AWG）解复用。解复用后，一方面，固定的控制波长被直接送进从控制器。从控制器提取RN控制信息，然后指导矩阵光开关进行波长选择和路由。另一方面，其他波长被送入矩阵光开关，矩阵光开关选择指定的波长下路，并在波长变换后将下路的波长送往ONU。上行信号沿着与下行信号相反的路径传输。不同之处是，波长变换器会根据从控制器的控制调整内部可调激光器的上行波长，并发送上行信号。这样，与下行信号一样，环上承载业务的上下波长可以动态地被不同RN共享。另外，每个波长上的时隙分配信息由下行业务波长承载着送到ONU，而ONU的带宽请求利用上行业务波长送到CO。

基于CO端的DWBA的控制，上下行业务波长可以被动态的分配给不同的ONU组，从而可以根据各ONU的带宽需求实现对波长分配调度，实现波分的高效利用。例如如图1右上角所示，以上行为例，当使用[λu1]的ONU组的总带宽请求已经超过10 Gbit/s的总容量时，其中一个ONU组被重新分配给有空闲带宽的[λu2]。因为[λu1]和[λu2]就可以承载全部的带宽请求，所以[λu3]没有被分配给任何ONU组使用，可以被关闭以获得系统节能。该网络结构的另一特点是支持前后向兼容性。同一标准体系下，10G-ONU可以替代已经部署的1G-ONU，并且和剩余的1G-ONU共存。通过RN的波长变换器，TDM树上既可以使用标准规定的波长，又可以使用由下行突发信号填充所形成的连续信号。

作为典型的应用场景之一，图2介绍了在IEEE标准体系下1 Gbit/s EPON ONU和10 Gbit/s EPON ONU的共存方式。在树型结构部分，下行使用WDM共存，而上行采用双速率TDMA的传输方式[7]。在环形结构部分，上行依然采用双速率TDMA的传输方式，而下行则采用双速率TDM的方式。下行采用双速率TDM的原因是环形结构部分的成本相对不敏感，而波长资源相对紧张。CO和RN中的双速率接收机[15]用来接收同波长的1 Gbit/s和10 Gbit/s信号。对于该方案的实施可行性，对于树型结构部分，该方案可以前后兼容现有PON系统实现对已有投资的保护，对于环型结构部分，可以利用现有的SONET/SDH城域光纤环路设施，该方案的部署只需要更换替代RN处的设备。因此，上述原因保证了该方案的实施可行性。

2 环树型TWDM-PON动态

资源调度机制及算法

2.1 DWBA机制

在所设计的基于波长变换型RN的环树型TWDM PON方案中采用了集中式的带宽分配，由CO统一分配全网的波长和时隙资源，并控制RN和ONU执行分配结果。图3是带宽分配实施的处理流程。流程如下：

（1）ONU使用带内开销向CO上报带宽请求。

（2）基于可用带宽资源、ONU的上下行带宽需求和用户服务等级协议，CO运行DWBA算法，DWBA算法用来决定RN处的上下行波长，并为每个ONU安排上下行传输窗口的长度和起始时刻。

（3）OLT将分配结果通知给RN，并在相应的数据到达RN时，RN能够正确的选择上下行波长。

（4）基于DWBA算法的分配结果，OLT发送下行业务数据和带宽授权信息。

（5）ONU从带宽授权中获知上行带宽分配的结果，并在规定的窗口发送上行业务。

上行和下行带宽分配问题都可以利用上述模型表达。虽然可以利用AMPL/CPLEX求得最优的带宽分配方案[ρn，m]，但是求得的最优解无法应用于实际网络。带宽分配问题是NP-hard问题[16]，所以需求最优解的算法复杂度高。算法的执行实际太长以致于不能及时得到分配结果。另外，最优解无法保证不同ONU间的公平性，甚至会出现ONU饿死的现象。所以，我们提出两种复杂度低的启发式算法，以追求带宽分配问题的近似最优解。

2.3 启发式DWBA算法

通过松弛带宽分配问题的约束条件和优化目标，我们对所设计环树型TWDM PON提出了最大带宽利用率算法和最小切换次数算法两种DWBA算法。最大带宽利用率算法尽可能的利用带宽资源，但是不考虑上述约束条件（4）对光开关切换次数的限制。最小切换次数算法通过减少光开关切换次数尽可能的延长设备的使用寿命，故不以带宽利用率为第一位的优化目标。

两个算法的伪代码如图4所示。DWBA分配问题被分为动态波长分配算法（DWA）和动态时隙带宽分配算法（DBA）。DWA每[K]个周期为RN分配一次上下路光波长。对于最小切换次数算法，它首先尝试仍然为ONU分配前一周期使用的波长。当前一周期使用的波长当前周期不可用或者采用了最大带宽利用率算法时，ONU会被尝试安排给用于更多可用带宽资源的工作波长。最后，如果通过上述步骤，仍然无法为一个ONU找到合适的工作波长，忽略上述约束条件（1），把该ONU安排给承载最少带宽请求的波长。DBA用来为各ONU组中的ONU分配传输时间窗口的大小和起始时间。每个周期每个波长都要执行一次DBA。所采用的DBA算法用于承载有平均速率保证的变速率突发业务[17]。两个算法的时间复杂度相同，都是[ONM]。DWBA算法伪代码如图4所示。

3 环树型TWDM-PON动态

资源调度算法性能分析

为了分析所提DWBA算法的性能，我们利用MATLAB建立了仿真系统。仿真系统由16个RN、64个ONU组和512个10G-ONU组成。环上业务波长的个数最大为16个。只对上行传输进行了仿真。采用了0.8 Hurst参数的自相似数据源。每个ONU拥有一个10 MB的先入先出（FIFO）队列。DWA和DBA周期都设为2 ms。仿真结果如图5所示。

图5（a）、图5（b）、图5（c）对两个算法进行了对比。仿真中采用了有大负载和小负载两类ONU的两点分布。例如，白天大负载ONU可以代表商业用户，而小负载ONU用来模拟居民用户。两类ONU的平均速率分布为400 Mbit/s和100 Mbit/s。通过调整大负载ONU的个数从0到256个，相应的归一化网络负载由0.32变化到了0.8。平均看，与最小切换次数算法相比，最大带宽利用率算法可以多关闭0.73个工作波长，并提高3.81%的带宽利用率。最小切换次数算法最大需要光开关每秒切换26次，但是最大带宽利用率算法要切换1 858次。两种算法的时延和时延抖动相似。endprint

考虑到矩阵光开关的有效开关次数可以达到10亿次以上。为了使光开关能工作10年以上，则每秒钟其切换次数要小于32次。因此，上述最大带宽利用算法的切换次数太多。我们提出了通过延长DWA周期来减少光开关的切换次数。如图4（d）所示，当DWA周期[K=100]时，每秒钟切换次数降到了29次，但相应时延也会有所上升，约15 ms。

4 结束语

本文讨论了环树型TWDM-PON接入方案中的波长与时隙动态分配与调度问题，并基于MILP模型对该问题进行了建模分析。进而提出了最大带宽利用率算法和最小切换次数算法两种DWBA算法。仿真结果显示了两种算法的有效性。但对比显示最小切换次数算法的性能相对更占优，它能够在保证时延的前提下，在现有光开关运行次数条件下系统可保证10年以上的有效运行时间。此外，本文还描述了环树型TWDM-PON接入方案的后向兼容性和成本效益。

参考文献

[1] DUSER M. A review of past， present and future optical networks optics is driving structural change [R]. OFC/NFOEC， 2011.

[2] ELAINE W. Next-Generation Broadband Access Networks and Technologies [J]. IEEE Journal of Lightwave Technology， 2012， 30（4）：597-608.

[3] YU J J， JIA Z S， HUANG M F， MUHAMMAD H， et al. Applications of 40-Gbit/s Chirp-Managed Laser in Access and Metro Networks [J]. Journal of Lightwave Technology， 2009， 27（3）：253-265.

[4] QI G， AN V T. Demonstration of 40-Gbit/s WDM-PON System Using SOA-REAM and Equalizatio [J]. IEEE Photonics Technology Letters， 2012，24，（11）： 952-953.

[5] KIM J Y， YOO S H， MOON S R， KIM D C， LEE C H. 400 Gbit/s （40 × 10 Gbit/s） ASE Injection Seeded WDM-PON based on SOA-REAM [R]. OFC， 2013.

[6] TRAN N C， OKONKWO C， TANGDIONGGA E， JUNG H D， KOONEN T. Cyclic-linked flexibility： An architectural approach for reconfigurable optical WDM-TDM access networks [J]. IEEE/OSA J. Opt. Commun. Netw.， 2013，5（6）：574-583.

[7] OSSIEUR P. Hybrid DWDM-TDMA PONs for next generation access [R]. OFC/NFOEC， 2012.

[8] WONG E. Characterization of energy-efficient and colorless ONUs for future TWDM-PONs [J]. Optics Express， 2013，21（18）：20747-20761.

[9] OSSIEUR P， ANTONY C， NAUGHTON A， et al. Demonstration of a 32×512 Split， 100 km Reach，2×32×10 Gbit/s Hybrid DWDM-TDMA PON Using Tunable External Cavity Lasers in the ONUs [J]. Journal of Lightwave Technology， 2011，29（24）： 3705-3718.

[10] ITU-T. Recommendation ITU-T G.989.1. 40-Gigabit-capable passive optical networks （NG-PON2）： general requirements [S]. ITU-T， 2013.

[11] BI M， XIAO S， YI L， HE H， LI J， YANG X， HU W. Power budget improvement of symmetric 40-Gbit/s DML-based TWDM-PON system [J]. Opt. Express， 2014，22（6）： 6925-6933.

[12] CHENG N， GAO J， XU C， GAO B， LIU D， WANG L， WU X， ZHOU X， LIN H， EFFENBERGER F. Flexible TWDM PON system with pluggable optical transceiver modules [J]. Opt. Express， 2014，22（2）： 2078-2091.

[13] HU X T， CHEN X， ZHANG Z G， et al. Flexible ring-tree TWDM network architecture for next generation optical access network [C]//Proceedings of the the 23rd Wireless and Optical Commun. Conf.， Newark， NJ， May 9-10， 2014.

[14] HU X T， CHEN X， ZHANG Z G， et al. Ring-tree TWDM Optical Access Network with Dynamic Wavelength and Bandwidth Allocation [R]. CLEO， 2014.

[15] TANAKA K， AGATA A， HORIUCHI Y. IEEE 802.3av 10G-EPON standardization and its research and development status [J]. Lightwave Technol.， 2010，28（4）： 651-661.

[16] ZHANG J， ANSARI N. Scheduling hybrid WDM/TDM passive optical networks with nonzero laser tuning time [J]. IEEE/ACM Trans. on Netw.， 2011，19（4）： 1014-1027.

[17] ZHANG J， ANSARI N， LUO Y， EFFENBERGER F， YE F. Next-generation PONs： a performance investigation of candidate architectures for next-generation access stage 1 [J]. IEEE Commun. Mag.， 2009，47（8）： 49-57.endprint

考虑到矩阵光开关的有效开关次数可以达到10亿次以上。为了使光开关能工作10年以上，则每秒钟其切换次数要小于32次。因此，上述最大带宽利用算法的切换次数太多。我们提出了通过延长DWA周期来减少光开关的切换次数。如图4（d）所示，当DWA周期[K=100]时，每秒钟切换次数降到了29次，但相应时延也会有所上升，约15 ms。

4 结束语

本文讨论了环树型TWDM-PON接入方案中的波长与时隙动态分配与调度问题，并基于MILP模型对该问题进行了建模分析。进而提出了最大带宽利用率算法和最小切换次数算法两种DWBA算法。仿真结果显示了两种算法的有效性。但对比显示最小切换次数算法的性能相对更占优，它能够在保证时延的前提下，在现有光开关运行次数条件下系统可保证10年以上的有效运行时间。此外，本文还描述了环树型TWDM-PON接入方案的后向兼容性和成本效益。

参考文献

[1] DUSER M. A review of past， present and future optical networks optics is driving structural change [R]. OFC/NFOEC， 2011.

[2] ELAINE W. Next-Generation Broadband Access Networks and Technologies [J]. IEEE Journal of Lightwave Technology， 2012， 30（4）：597-608.

[3] YU J J， JIA Z S， HUANG M F， MUHAMMAD H， et al. Applications of 40-Gbit/s Chirp-Managed Laser in Access and Metro Networks [J]. Journal of Lightwave Technology， 2009， 27（3）：253-265.

[4] QI G， AN V T. Demonstration of 40-Gbit/s WDM-PON System Using SOA-REAM and Equalizatio [J]. IEEE Photonics Technology Letters， 2012，24，（11）： 952-953.

[5] KIM J Y， YOO S H， MOON S R， KIM D C， LEE C H. 400 Gbit/s （40 × 10 Gbit/s） ASE Injection Seeded WDM-PON based on SOA-REAM [R]. OFC， 2013.

[6] TRAN N C， OKONKWO C， TANGDIONGGA E， JUNG H D， KOONEN T. Cyclic-linked flexibility： An architectural approach for reconfigurable optical WDM-TDM access networks [J]. IEEE/OSA J. Opt. Commun. Netw.， 2013，5（6）：574-583.

[7] OSSIEUR P. Hybrid DWDM-TDMA PONs for next generation access [R]. OFC/NFOEC， 2012.

[8] WONG E. Characterization of energy-efficient and colorless ONUs for future TWDM-PONs [J]. Optics Express， 2013，21（18）：20747-20761.

[9] OSSIEUR P， ANTONY C， NAUGHTON A， et al. Demonstration of a 32×512 Split， 100 km Reach，2×32×10 Gbit/s Hybrid DWDM-TDMA PON Using Tunable External Cavity Lasers in the ONUs [J]. Journal of Lightwave Technology， 2011，29（24）： 3705-3718.

[10] ITU-T. Recommendation ITU-T G.989.1. 40-Gigabit-capable passive optical networks （NG-PON2）： general requirements [S]. ITU-T， 2013.

[11] BI M， XIAO S， YI L， HE H， LI J， YANG X， HU W. Power budget improvement of symmetric 40-Gbit/s DML-based TWDM-PON system [J]. Opt. Express， 2014，22（6）： 6925-6933.

[12] CHENG N， GAO J， XU C， GAO B， LIU D， WANG L， WU X， ZHOU X， LIN H， EFFENBERGER F. Flexible TWDM PON system with pluggable optical transceiver modules [J]. Opt. Express， 2014，22（2）： 2078-2091.

[13] HU X T， CHEN X， ZHANG Z G， et al. Flexible ring-tree TWDM network architecture for next generation optical access network [C]//Proceedings of the the 23rd Wireless and Optical Commun. Conf.， Newark， NJ， May 9-10， 2014.

[14] HU X T， CHEN X， ZHANG Z G， et al. Ring-tree TWDM Optical Access Network with Dynamic Wavelength and Bandwidth Allocation [R]. CLEO， 2014.

[15] TANAKA K， AGATA A， HORIUCHI Y. IEEE 802.3av 10G-EPON standardization and its research and development status [J]. Lightwave Technol.， 2010，28（4）： 651-661.

[16] ZHANG J， ANSARI N. Scheduling hybrid WDM/TDM passive optical networks with nonzero laser tuning time [J]. IEEE/ACM Trans. on Netw.， 2011，19（4）： 1014-1027.

[17] ZHANG J， ANSARI N， LUO Y， EFFENBERGER F， YE F. Next-generation PONs： a performance investigation of candidate architectures for next-generation access stage 1 [J]. IEEE Commun. Mag.， 2009，47（8）： 49-57.endprint

考虑到矩阵光开关的有效开关次数可以达到10亿次以上。为了使光开关能工作10年以上，则每秒钟其切换次数要小于32次。因此，上述最大带宽利用算法的切换次数太多。我们提出了通过延长DWA周期来减少光开关的切换次数。如图4（d）所示，当DWA周期[K=100]时，每秒钟切换次数降到了29次，但相应时延也会有所上升，约15 ms。

4 结束语

本文讨论了环树型TWDM-PON接入方案中的波长与时隙动态分配与调度问题，并基于MILP模型对该问题进行了建模分析。进而提出了最大带宽利用率算法和最小切换次数算法两种DWBA算法。仿真结果显示了两种算法的有效性。但对比显示最小切换次数算法的性能相对更占优，它能够在保证时延的前提下，在现有光开关运行次数条件下系统可保证10年以上的有效运行时间。此外，本文还描述了环树型TWDM-PON接入方案的后向兼容性和成本效益。

参考文献

[1] DUSER M. A review of past， present and future optical networks optics is driving structural change [R]. OFC/NFOEC， 2011.

[2] ELAINE W. Next-Generation Broadband Access Networks and Technologies [J]. IEEE Journal of Lightwave Technology， 2012， 30（4）：597-608.

[3] YU J J， JIA Z S， HUANG M F， MUHAMMAD H， et al. Applications of 40-Gbit/s Chirp-Managed Laser in Access and Metro Networks [J]. Journal of Lightwave Technology， 2009， 27（3）：253-265.

[4] QI G， AN V T. Demonstration of 40-Gbit/s WDM-PON System Using SOA-REAM and Equalizatio [J]. IEEE Photonics Technology Letters， 2012，24，（11）： 952-953.

[5] KIM J Y， YOO S H， MOON S R， KIM D C， LEE C H. 400 Gbit/s （40 × 10 Gbit/s） ASE Injection Seeded WDM-PON based on SOA-REAM [R]. OFC， 2013.

[6] TRAN N C， OKONKWO C， TANGDIONGGA E， JUNG H D， KOONEN T. Cyclic-linked flexibility： An architectural approach for reconfigurable optical WDM-TDM access networks [J]. IEEE/OSA J. Opt. Commun. Netw.， 2013，5（6）：574-583.

[7] OSSIEUR P. Hybrid DWDM-TDMA PONs for next generation access [R]. OFC/NFOEC， 2012.

[8] WONG E. Characterization of energy-efficient and colorless ONUs for future TWDM-PONs [J]. Optics Express， 2013，21（18）：20747-20761.

[9] OSSIEUR P， ANTONY C， NAUGHTON A， et al. Demonstration of a 32×512 Split， 100 km Reach，2×32×10 Gbit/s Hybrid DWDM-TDMA PON Using Tunable External Cavity Lasers in the ONUs [J]. Journal of Lightwave Technology， 2011，29（24）： 3705-3718.

[10] ITU-T. Recommendation ITU-T G.989.1. 40-Gigabit-capable passive optical networks （NG-PON2）： general requirements [S]. ITU-T， 2013.

[11] BI M， XIAO S， YI L， HE H， LI J， YANG X， HU W. Power budget improvement of symmetric 40-Gbit/s DML-based TWDM-PON system [J]. Opt. Express， 2014，22（6）： 6925-6933.

[12] CHENG N， GAO J， XU C， GAO B， LIU D， WANG L， WU X， ZHOU X， LIN H， EFFENBERGER F. Flexible TWDM PON system with pluggable optical transceiver modules [J]. Opt. Express， 2014，22（2）： 2078-2091.

[13] HU X T， CHEN X， ZHANG Z G， et al. Flexible ring-tree TWDM network architecture for next generation optical access network [C]//Proceedings of the the 23rd Wireless and Optical Commun. Conf.， Newark， NJ， May 9-10， 2014.

[14] HU X T， CHEN X， ZHANG Z G， et al. Ring-tree TWDM Optical Access Network with Dynamic Wavelength and Bandwidth Allocation [R]. CLEO， 2014.

[15] TANAKA K， AGATA A， HORIUCHI Y. IEEE 802.3av 10G-EPON standardization and its research and development status [J]. Lightwave Technol.， 2010，28（4）： 651-661.

[16] ZHANG J， ANSARI N. Scheduling hybrid WDM/TDM passive optical networks with nonzero laser tuning time [J]. IEEE/ACM Trans. on Netw.， 2011，19（4）： 1014-1027.

[17] ZHANG J， ANSARI N， LUO Y， EFFENBERGER F， YE F. Next-generation PONs： a performance investigation of candidate architectures for next-generation access stage 1 [J]. IEEE Commun. Mag.， 2009，47（8）： 49-57.endprint