ارائه مدل فنی- اقتصادی زیرساخت ارتباطی پایدار در شهر هوشمند با به‌کارگیری شبکه‌ دسترسی فیبر نوری مبتنی بر فناوری WDM-PON

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، گروه مهندسی برق، واحد تهران مرکزی، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

2 استادیار گروه مهندسی برق، واحد تهران مرکزی، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

چکیده

پیشرفت فناوری اطلاعات و ارتباطات باعث تحول در روش ارائه‌ انواع خدمات شده است. با افزایش تراکم جمعیتی در نقاط شهری، تغییر و توسعه زیربناهای ارائه سرویس مورد نیاز می‌باشد. شبکه فیبر نوری، بستر پایدار ارتباطی در شهر هوشمند است و همه خدمات باند پهن و باریک را پشتیبانی می‌کند. در این مقاله، نقش فیبر نوری در ایجاد ساختمان هوشمند (با قابلیت باند پهن) و شبکه تلفن همراه (نسل پنجم) به‌عنوان دو بخش اصلی از یک شهر هوشمند ارزیابی‌شده و یک مدل فنی و اقتصادی ایجاد زیرساخت ارتباطات در شهر هوشمند با استفاده از یک شبکه فیبر نوری چندمنظوره با به‌کارگیری منابع مخابراتی موجود، به روش بهینه‌سازی خطی گسسته ترکیبی ارائه می‌گردد. تأمین ارتباطات اساسی در شهر هوشمند با مدل پیشنهادشده، علاوه بر برآوردن نیازهای فنی، کاهش هزینه ایجاد شبکه، کم شدن میزان آسیب‌پذیری در مقابل انواع تهدید و افزایش درصد قابلیت اطمینان و امنیت را در پی خواهد داشت.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

A Techno-Economic Model of Sustainable Communication Infrastructure in the Smart City; using WDM-PON FTTx

نویسندگان [English]

  • M. R. Asgarirad 1
  • M. Nejati Jahromi 2
1 Department of Electrical Engineering, Central Tehran Branch, Islamic Azad University
2 Department of Electrical Engineering, Shahid Sattary Aeronautical University of Science and Technology, Tehran, Iran, nejati@aut.ac.ir,
چکیده [English]

ICT development has caused evolution in service delivery methods. With the increase in population density in urban areas, it is necessary to change and develop the infrastructures. Fiber optic network is a            sustainable communication platform in the smart city and supports all broadband and narrowband          services. In this paper, the role of fiber optics in the smart home (with broadband capability) and mobile network (5G) are considered as the two main parts of a smart city. A techno-economic model of             communication infrastructure in the smart city (using multi-purpose fiber optic network with existing      resources consideration) is stated by mixed integer linear programming (MILP) method. In this literature, whilst providing fundamental communication in the smart city, decreasing the vulnerability to threats and increasing the percentage of security and reliability, technical requirements are met and the Capital       Expenditure (CAPEX) of network is reduced, as well.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Smart City
  • FTTx
  • 5G Technology
  • MILP
  • Cost Optimization
  • WDM-PON

مراجع

[1] M. Ghazvini, A. Rezaei, “Enhance Media Access Control in IEEE 802.15.4 Based Smart Grids using Swarm Intelligence Algorithms,” Electronic and Cyber Defense, vol. 7, no. 3, 2019. (In Persian)##
[2] C. Behrens, S. Krauß, E. Weis, and D. Breuer, “Technologies for Convergence of Fixed and Mobile Access: An Operator's Perspective,” J. Opt. Commun. Netw., vol. 10, no. 1, pp. 37-42, 2018.##
[3] B. Skubic, M. Fiorani, S. Tombaz, A. Furuskär, et.al, “Optical Transport Solutions for 5G Fixed Wireless Access,” J. Opt. Commun. Netw., vol. 9, no. 9, pp. 10-18, 2017.##
[4] H. Chen, Y. Li, S. K. Bose, W. Shao, L. Xiang,  et.al,      “Cost-Minimized Design for Twdm-Pon-Based 5G Mobile Backhaul Networks,” J. Opt. Commun. Netw., vol. 8, no. 11, pp. B1-B11, 2016.##
[5] N. Carapellese, M. Tornatore, and A. Pattavina,            “Energy-Efficient Baseband Unit Placement in a Fixed/Mobile Converged WDM Aggregation Network,” IEEE J. On Selected Areas in Communications, vol. 32, no. 8, pp. 1542-1551, 2014.##
[6] M. Asgarirad and M. Nejati Jahromi, “A Taxonomy-based Comparison of FTTH Network Implementation Costs,” Majlesi Journal of Electrical Engineering, vol. 14, no. 2, 2020.##
[7] M. Alizadeh, M. Jaafari, Y. S., “Smart Home Optimized Energy Management Considering Energy Storage, Solar Cell, Electric Vehicle and Load Response,” Journal of Modeling in Engineering, 17, 57, 2019  (In Persian)##
[8] FTTH Coincil Europe, “Fixed-Mobile Network Convergence, the Key Role of Fibre,” 2019.##
[9] R. Martínez, R. Vilalta, M. Requena, R. Casellas, et. al, “Experimental SDN Control Solutions for Automatic Operations and Management of 5G Services in a Fixed Mobile Converged Packet-Optical Network,” Ondm, 2018.##
[10] L. S. Ramon Aparicio-Pardo, “A Green Video Control Plane with Fixed-Mobile Convergence and Cloud-RAN,” 29th International Teletraffic Congress (ITC), 2017.##
[11] “Framework reference for fixed and mobile convergence,” Combo Project, 2014.##
[12] F. Lu, Wan, Y. X. Li, L. H. Shi, Y. H. Zhou, and B. H. Zhou, “Effect of Optical Transmitter on EMP Plane Wave Distribution,” 8th International Symposium on Antennas, Propagation and EM Theory, 2008.##
[13] L. Nguyen, “Hybrid Conductive Concrete Structures for EMP Protection of Critical Infrastructure Facilities,” IEEE Letters on Electromagnetic Compatibility Practice and Applications, vol. 1, no. 1, 2019.##
[14] Cisco, “Indoor Small Cells: A Guide to Mission-Critical Communication,” https://www.cisco.com, 2015.##
[15] E. Festraets, “Finnet-Nokia-Speed-and-Convergence,” http://www.finnet.fi, 2016.##
پدافند الکترونیکی و سایبری
دوره 9، شماره 1 - شماره پیاپی 33
شماره پیاپی 33، فصلنامه بهار
اردیبهشت 1400
صفحه 149-156

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 03 تیر 1399
  • تاریخ بازنگری: 05 مرداد 1399
  • تاریخ پذیرش: 05 آبان 1399
  • تاریخ انتشار: 01 اردیبهشت 1400

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار