I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m p ute E ng in ee ring   ( I J E CE )   Vo l.   7 ,   No .   6 Dec em b er   201 7 p p .   3 47 5 ~ 3 4 8 3   I SS N:  2 0 8 8 - 8 7 0 8 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /i j ec e. v 7 i6 . p p 3 47 5 - 348 3          3475       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ia e s jo u r n a l.c o m/o n lin e/in d ex . p h p /I JE C E   Po w er Cons u m pt io n Mo deling  a nd Ana ly sis  of Integ ra ted  O pti ca l - Wirel ess   Access Ne tw o rk       A.   Ra m li 1 N.   Z ul kifli 2 S.  M .   I drus 3   L ig h t w a v e   Co m m u n ica ti o n   Re se a rc h   G ro u p   (L CRG ) F a k u lt i   Ke ju r u tera a n   El e k tri k ,     Un iv e rsiti   T e k n o lo g M a lay sia Jo h o r,   M a lay sia       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Au g   29 ,   2 0 1 6   R ev i s ed   Ma y   2 8 ,   2 0 1 7   A cc ep ted   J u n   20 ,   2 0 1 7       T h e   in teg ra ti o n   o f   o p ti c a a n d   w irele ss   tec h n o lo g ies   a a c c e ss   n e tw o rk a r e   c o n sid e re d   a a   f u tu re   so lu t io n   wh ich   p r o v id e   b o th   h ig h   b a n d w id t h   a n d   h ig h   m o b il it y   in   a n   e ff icie n w a y .   G P ON   is  a   su it a b le  c a n d id a te  f o o p ti c a b a c k h a u d u e   to   th e   c o m b in a ti o n   o f   h ig h e d a ta   ra tes ,   g re a ter  sp li ra ti o   a n d   su p p o rt  f o tri p le   p lay   se rv ice h e n c e   it   o f f e rs  m a x i m u m   f le x ib il it y   a n d   c o st   a d v a n tag e s.  On   th e   o th e r   h a n d ,   re c e n d e v e lo p m e n ts  o f   n e w   ra d io   a c c e ss   tec h n o l o g ies   a n d   i n tr o d u c ti o n   o f   f e m to c e ll   b a se   sta ti o n p ro v id e   t h e   p o ten ti a o f   o ff e rin g   b ro a d b a n d   se rv ice a n d   a p p l ica ti o n s   t o   e v e r y o n e   a n d   e v e r y w h e re Ho w e v e r,   th e   p o w e c o n su m p ti o n   o f   th is  n e tw o rk   d e m a n d a   p a rti c u lar   a tt e n ti o n   b e c a u se   a c c e ss   n e tw o r k a re   th e   larg e st  c o n tri b u to r   th e   n e tw o rk   re late d   e lec tri c it y   c o n su m p ti o n .   T h e re f o re ,   in   th is  p a p e w e   e v a lu a te  th e   p o w e c o n su m p ti o n   o f   in teg ra ted   o p ti c a l - w irele ss   a c c e ss   n e t w o r k   w h ich   is  b a se d   o n   in d e p e n d e n ON U - BS   a rc h it e c tu re .   W e   p ro p o se d   a   p o we r   c o n su m p ti o n   m o d e f o su c h   n e tw o rk   a n d   th e   a ss e ss m e n h a b e e n   d o n e   u n d e r   d if f e re n si m u latio n   sc e n a rio s.  T h e   c o n stru c ted   m o d e w il l   p r o v id e   in sig h o f   th e   e n e rg y   p e rf o r m a n c e   o f   th e   in teg ra ted   a c c e ss   n e t w o rk   so   th a i n   th e   n e tw o rk   d e sig n   p ro c e ss ,   f o c u c a n   b e   d o n e   to   th e   m o st  e n e rg y   sa v in g   stra teg ies .   K ey w o r d :   Op tical  a cc ess   W ir eless   a cc ess   GP ON   Fe m to ce ll   P o w er   c o n s u m p tio n   m o d el   Co p y rig h ©   2 0 1 7   In stit u te o A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e   Al rig h ts  re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   A .   R a m l i,    L i g h t w av C o m m u n icatio n   R esear ch   Gr o u p   ( L C R G) ,   Fak u lti Ke j u r u ter aa n   E le k tr ik ,   Un i v er s iti T ek n o lo g i M ala y s ia ,   8 1 3 1 0   U T Sk u d ai,   J o h o r ,   M ala y s ia .   E m ail:  ar n id za @ f k e. u t m . m y       1.   I NT RO D UCT I O N   R esear ch   o n   p ass i v o p tical  n et w o r k   ( P ON)   co n tin u es  a r em ar k ab le  p ac w h er th f u t u r e   s o lu tio n   f o r   P ON  w it h   ex ten d ed   d ata  r ates  in   o r d er   to   m ee b r o ad b an d   co n s u m er   d e m a n d   w a s   r ec o m m en d ed   [ 1 ] , [ 2 ] .   T h p lan n i n g   w a s   d iv id ed   in to   t w o   p h ase s NG - P ON1   an d   NG - P ON2 .   NG - P ON1   is   ex p ec ted   to   d eliv er   d ata  r ates  u p   to   1 0   G b p s   b ased   o n   th e   ex is ti n g   Gi g ab it - ca p ab le  P ON  ( GP ON)   l eg ac y   w h er ea s   NG - P ON2   in clu d th r esear c h   ar ea   o f   ti m a n d   w a v ele n g th   d i v is io n   m u lt ip lex ed   P ON  ( T W DM - P ON)   w h ic h   i s   ca p ab le  to   p r o v id d ata  r ates   n o   less   t h an   4 0   Gb p s .   I n   ad d itio n   to   th h i g h   b an d w id th   d em a n d ,   in cr ea s in g   m o b il it y   r eq u ir e m en t s   f o r   ac ce s s   n et w o r k s   al s o   p r esen n e w   ch al len g es   f o r   s er v ice   p r o v id er s .   Mo b ilit y   is   h ig h l y   d e s ir ab le  f o r   u s er s ,   b ec au s e   it  e n ab les   ac ce s s   to   t h I n ter n et   r eg ar d les s   o f   lo c atio n .   A cc o r d in g   to   s u r v e y s ,   m o b ile   d ata  tr a f f ic  h a s   g r o w n   4 0 0 0 - f o ld   o v er   t h p a s t 1 0   y ea r s   a n d   w ill   b i n cr ea s ed   n ea r l y   ei g h t f o ld   b et w ee n   2 0 1 5   an d   2 0 2 0   [ 3 ] .   Mo r eo v er ,   as  t h I n ter n et   o f   T h i n g s   ( I o T )   b ec o m es  a   r ea lit y ,   th er w ill  b e   m as s i v g r o w t h   i n   t h n u m b e r   o f   co n n ec ted   d ev ice s   w h ic h   is   e x p ec ted   to   b ar o u n d   1 2   b illi o n   d ev ice s   b y   2 0 2 0 .     T h in te g r atio n   o f   o p tical  a n d   w ir ele s s   n et w o r k s   is   a   g o o d   al ter n ati v to   o v er co m b o th   is s u es  to   th e   co m p le m e n tar y   f ea t u r es  o f   w i d b an d w id th   an d   u s er   m o b ili t y   in   o p tical  an d   w ir eless   n et w o r k s ,   r esp ec tiv el y .   Ho w e v er ,   d u e   to   t h e x p an s i o n   o f   n e t w o r k   co n n ec t iv i t y   a n d   t h i n cr e m e n t   o f   d ata  r ate   o f   th e   n et w o r k ,   t h Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I J E C E     Vo l.  7 ,   No .   6 Dec em b er   2 0 1 7   :   3 4 7 5     3 4 8 3   3476   p o w er   co n s u m p tio n   is   e x p ec te d   to   in cr ea s e.   T h o p tical  ac ce s s   n et w o r k   co n s u m es   6 0 - 8 0 %   o f   t h to tal   p o w er   co n s u m ed   b y   w ir ed   n et w o r k   [ 4 ] , [ 5 ]   w h er t h p o w er   co n s u m p t io n   i s   d o m i n ated   b y   t h Op tical  Ne t w o r k   Un it s   ( ONUs) .   O n   t h o th er   h an d ,   w ir ele s s   ac ce s s   n et w o r k   co n s u m es   9 o f   I C T   p o w er   co n s u m p tio n   [ 6 ]   w h er 8 0 o f   t h p o w er   is   c o n s u m ed   b y   t h B ase   Stat io n s   ( B Ss )   [ 7 ] .   T h er ef o r e,   th s t u d y   o n   t h e n er g y   co n s u m p tio n   o f   s u c h   n et wo r k   w ill  allo w   e n er g y   p er f o r m an ce   o p ti m izatio n ,   n et w o r k   ar ch itec tu r e   i m p r o v e m en a n d   o th er   n et wo r k   p ar am eter s   en h a n ce m e n to   b ap p lied .   T h u s ,   th p o w er   co n s u m p tio n   a n d   en er g y   ef f icie n c y   o f   t h in te g r ated   ac ce s s   n et w o r k   b ec o m d esira b le  o b j ec tiv in   t h cu r r en r esear c h   d ir ec tio n .     1 . 1 .   I nte g ra t ed  O ptic a l - Wirele s s   Acc ess   Net w o rk   Op tical  ac ce s s   n et w o r k s   ar b e in g   w id el y   d ep lo y ed   n o w a d ay s   w h er it  ca n   s u p p o r h i g h   ca p ac it y   an d   lo n g er   d is ta n ce   co m m u n i ca tio n .   P ON  is   th m o s w id e l y   d ep lo y ed   o p tical  ac ce s s   te ch n o lo g y .   T o   d ate ,   s ev er al  P ON  s tan d ar d s   h av b ee n   p r o p o s ed   in   o r d er   to   im p r o v th p er f o r m a n ce   o f   P ON  t ec h n o lo g ies  s u c h   a s   E P ON  an d   1 0 G - E P ON  s ta n d ar d ized   b y   I E E E   an d   GP ON  a n d   NG - P ON  b y   I T U - T .   T a b le  1   p r o v id es su m m ar y   o f   th en ab li n g   P ON  tech n o lo g ies.  O n   th o th er   h a n d ,   w ir el ess   ac ce s s   n et w o r k s   h a v ev o lv ed   f r o m   t h f ir s g en er atio n   ( 1 G)   u n til  t h f if th   g en er ati o n   ( 5 G) ,   i m p r o v i n g   t h tr an s f er   s p ee d   an d   in cl u d in g   n e w   tech n o lo g ie s   to   p r o v id s er v ice  f o r   n e w   p ac k et  f o r m ats,  ap p licatio n s   an d   r eq u ir e m e n ts   o f   u s er s .   C u r r en tl y ,   w ar at  th 4 G   w h ic h   r ef er s   to   all - I P   p ac k et - s w itc h ed   n et w o r k s ,   m o b ile  u l tr a - b r o ad b an d   ( g ig ab it  s p ee d )   ac ce s s   a n d   m u lti - ca r r ier   tr an s m i s s io n .   L o n g   T er m   E v o lu tio n   ( L T E )   an d   W o r ld w id I n ter o p er ab ilit y   f o r   Mic r o w a v A cc e s s   ( W iMA X)   i s   v er s io n   o f   4 w h ic h   p r o m is d ata  r ate s   o f   1 0 0   Mb p s .   T ab le  2   s u m m ar ize d   th ch ar ac ter i s tics   o f   th ese  w ir e less   g e n er atio n s .   A p ar f r o m   ac ce s s   tec h n o lo g y   e v o lu tio n s   i n   o r d er   to   s atis f y   i n cr ea s i n g   b an d w id t h   d e m a n d ,   o th er   tr en d s   to   e m er g ar f e m to ce lls .   Fe m to ce lls   ar s m a ll,  lo w   p o w er   B t y p icall y   d esig n   f o r   u s in   a   h o m o r   s m all  b u s i n es s .   I ca n   s i g n i f ica n tl y   b o o s u p   w ir ele s s   n et w o r k   ca p ac it y   [ 8]   an d   s tu d ie s   in   [ 9 ]   h as  s h o w n     t h at   th d ep lo y m e n o f   f e m to ce lls   ca n   s i g n if ica n tl y   i n cr ea s b o th   ac ce s s   d ata  r ate s   an d   en er g y   e f f ic ien c y   i n   ar ea s   w ith   h i g h   p o p u latio n   d en s ities   t h u s   m a k i n g   th f e m to ce ll  as  an   attr ac ti v e   s o lu tio n   in   o r d er   to   in cr ea s n et w o r k   ca p ac it y   an d   co v e r a g in   an   ec o n o m ical  w a y .         T ab le  1 .   C h ar ac ter is tics   o f   d i f f er en t o p tical  ac ce s s   tech n o lo g i es     D a t a   r a t e   ( G b p s)   W a v e l e n g t h   ( n m)   Ty p i c a l   M a x .   S p l i t t i n g   r a t i o   Ty p i c a l   M a x .   D i st a n c e   ( k m)   DS   US   DS   US   G P O N   2 . 4 4   1 . 2 4   1 4 9 0   1 3 1 0   1 : 6 4   20   EPO N   1 . 2 5   1 . 2 5   1 4 9 0   1 3 1 0   1 : 1 6   20   1 0 G   EPO N   10   10   10   1   1 5 7 5     1 5 8 0   1 2 6 0     1 2 8 0   1 : 1 6   1 : 3 2   20   NG - P O N 1   10   2 . 5   1 5 7 5     1 5 8 0   1 2 6 0     1 2 8 0   1 : 1 2 8   20   NG - P O N   2   40   40   N / A   1 : 1 0 2 4   1 0 0       T ab le  2 .   Gen er atio n   in   w ir eles s   ac ce s s   tec h n o lo g ies     Y e a r   I n t r o d u c e d   T e c h n o l o g y   M u l t i p l e   A c c e ss  S y st e m   D a t a   R a t e s   O p e r a t i n g   f r e q u e n c i e s   1G   1 9 8 0 s   A M P S ,   N M T ,   T A C S   F D M A   2 . 4   k b p s   8 0 0   M H z   2G   1 9 9 3   G S M ,   G P R S ,   ED G E   T D M A ,   C D M A   6 4   k b p s   9 0 0   M H z ,   1 8 0 0   M H z   3G   2 0 0 1   U M T S ,   H S P A   C D M A   3 . 1   M b p s   2 1 0 0   M H z   4G   2 0 0 9   L T E,   W i M A X   C D M A   1 0 0   M b p s   8 5 0   M H z ,   1 8 0 0   M H z   5G   2 0 2 0   ( e x p e c t e d )   B e y o n d   L T E   C D M A   - 1 0   G b p s   S u b - G H z   r a n g e       T r en d s   h av s h o w n   t h at  tr af f ic  f r o m   w ir ele s s   an d   m o b ile  d ev ices  w ill  s u r p as s   tr af f ic  f r o m   w ir ed   d ev ices  b y   y ea r   2 0 1 8   [ 1 0 ] M o r eo v er ,   f u t u r b r o a d b an d   ac c ess   n e t w o r k s   n o o n l y   h av to   p r o v id ac ce s s   to   in f o r m atio n   an y w h er e,   an y ti m an d   in   w h ate v er   f o r m at  w n ee d   it,  b u al s o   m o r i m p o r ta n tl y   h a v to   b r id g e   th d i g ital  d i v id a n d   o f f er   s i m p l icit y   a n d   u s er - f r ien d li n es s   i n   o r d er   to   s ti m u la te  t h d esi g n   o f   n e ap p licatio n s   an d   s er v ice s .   T o   ac h iev e   th is   g o al,   o p tical  an d   w ir ele s s   ac ce s s   n et w o r k s   ca n   b in te g r ated   in   a   co m p le m e n tar y   w a y .   So m wo r k s   h av b ee n   f o cu s ed   o n   th is   i n te g r ated   n et w o r k   ar r ep o r ted   in   [ 1 1 ] , [ 1 2 ] A cc o r d in g   to   [ 1 2 ] ,   th er ar e   p o ten tiall y   f o u r   i n te g r ated   ar ch itect u r es;  n a m el y   t h in d e p en d en ONU - B S,   h y b r id   ONU - B S,  u n if ied   co n n ec t io n - o r ien ted   an d   m icr o w a v o v er   f ib er .   I n d ep en d en ONU - B d ir ec tl y   co n n ec t s   ONU  to   th B th r o u g h   s ta n d ar d   E t h er n et  in ter f ac e.   C o n tr ar y ,   h y b r id   ONU - B i n teg r ate s   ONU  an d   B in   b o t h   h ar d w ar a n d   s o f t w ar e.   T h er ef o r e,   m o d i f icatio n   o n   t h O NU/B ar c h itect u r is   r eq u ir ed .   U n i f ied   co n n ec tio n - o r ie n ted   d ep lo y s   s i m ilar   ar c h itect u r as  h y b r id   ONU - B S.  Ho w e v er ,   th e   u n i f i ed   a r ch itectu r ca n   b r u n   lik W iM A n et wo r k   w it h   th ab ilit y   to   g r an t   b an d w id t h   f i n el y   u s in g   W iMA X s   co n n ec t io n - o r ien ted .   On   th o th er   h a n d ,   m icr o w av o v er   f ib er   m o d u la te  W iMA s i g n al  o n   w ir eless   ca r r ier   f r eq u en c y   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       P o w er C o n s u mp tio n   Mo d elin g   a n d   A n a lysi s   o f I n teg r a ted   O p tica l W i r eles s   A cc ess   N etw o r ( A .   R a mli)   3477   an d   th e n   is   m u ltip le x ed   an d   m o d u lated   to g et h er   w it h   t h b aseb an d   o p tical  s ig n al  o n to   co m m o n   o p tical  f r eq u en c y   at  th O NU - B S.  I n   th is   w o r k ,   w co n s id er   th i n d ep en d en t O NU - B S a r c h itect u r b ec au s t h ONU   an d   B ac ts   in d ep en d en tl y   t h u s   n o   m o d i f icatio n   o n   th O NU  an d   B is   r eq u ir ed .   C o n s eq u en tl y ,   th en er g y   m o d eli n g   ca n   b d o n s ep ar atel y   f o r   b o th   ONU  a n d   B S p r o v id in g   ea s o f   m o d elin g   d ev el o p m e n t.        1 . 2 .   Rela t ed  Wo rk     T o   d ate  n u m er o u s   s tu d ie s   h a v b ee n   d o n in   th f ie ld   o f   in t eg r ated   o p tical  w ir eles s   tech n o lo g ies  in   o r d er   to   m ee t h co s t   c h alle n g e s   a n d   p r o v id es  u b iq u i to u s   b r o ad b an d   co n n ec tio n s   f o r   t h n ex g en er atio n   b r o ad b an d   ac ce s s   n et w o r k .   T h in teg r atio n   w o r k   h as  b ee n   f o cu s ed   o n   i)   p h y s ical  la y er ,   ii)  MA C   la y er   an d   iii)  n et w o r k   la y er .   I n   [ 1 3 ] ,   th a u th o r s   p r o p o s ed   h y b r id   B s ch e m b ased   o n   r ef lecti v s e m ico n d u cto r   o p tical  a m p li f ier   ( R SO A )   t h at  en ab le s   b o th   w ir eless   a n d   w ir ed   s er v ices  to g eth er   b y   m a k in g   it  la s er   f r ee .   Ho w e v er ,   th s c h e m is   r el a tiv el y   e x p e n s i v s in ce   t h o p tical  ca r r ier   is   r eq u ir ed   to   b d eliv er ed   to   ea ch   h y b r id   B S.   T h u s ,   th e y   later   p r o p o s ed   an d   ex p er i m e n tall y   d e m o n s tr ate  h y b r id   B ar ch itectu r th a u s e s   s elf   s ee d i n g   o f   t h e   R SO A   [ 1 4 ] .   A s   r es u lt,  s ec o n d ar y   f ee d er   f ib er   is   n o r eq u ir ed   an d   th er ef o r r ed u cin g   t h co s o f   d ep lo y m en t.   I n   o t h er   h a n d ,   a u th o r s   in   [ 1 5 ]   h av p r o p o s ed   s i m ilar   h y b r id   B ar ch itect u r as  p r ev io u s   b u t   in s tead   o f   u s i n g   R SO A ,   th e y   u s e d   v er t ical  ca v it y   s u r f ac e m itti n g   laser   ( V C SE L )   as  t h o p tical  s o u r ce   w h ic h   f u r t h er   p r o v id es c o s t e f f ec ti v e n es s   w it h o u t a n y   te m p er atu r co n tr o l.    Au t h o r s   in   [ 1 6 ]   h av p r esen te d   d y n a m ic  s ch ed u lin g   al g o r ith m   n a m el y   up - li n k   s ch ed u le r   w it h   th e   p u r p o s o f   i m p r o v i n g   u p s tr ea m   b an d w id t h   u tili za tio n   f o r   W DM   E P ON.   I n   [ 1 7 ] ,   th au t h o r s   h a v p r o p o s ed   ce n tr alize d   s c h ed u li n g   m ec h a n is m   t h at  s h o r te n s   t h p ac k e t   d ela y   an d   t h ti m o f   tr an s m itti n g   d ata  u p o n   r eq u esti n g   b an d w id t h .   Me an w h ile,   t h w o r k   o n   en er g y   e f f icie n c y   o f   th i n te g r ated   ac ce s s   n et w o r k   ca n   b e   f o u n d   in   [ 9 ] , [ 1 8 ] , [ 1 9 ] .   I n   [ 1 8 ] ,   th au t h o r s   d is c u s s ed   th e n er g y   e f f ic ien b a n d w id th   al l o ca tio n   m ec h an is m   th at  ad o p ts   an   o p tical  b u r s s w itc h i n g   tech n iq u f o r   lo n g   r ea ch   n et w o r k .   Me an w h ile,   au th o r s   in   [ 1 9 ]   h av e   r ep o r ted   th s leep   m o d al g o r ith m   f o r   e n er g y   ef f icie n t   F iW n et w o r k s .   I n   [ 9 ] ,   th e   a u th o r s   p r ese n ted   t h en er g y   ef f icie n c y   a n al y s is   f o r   th in te g r ated   o p tical  w ir ele s s   ac ce s s   n et w o r k s   d ep lo y i n g   f e m to ce lls .   T o   th b est  o f   o u r   k n o w led g e,   r e s ea r ch   o n   en er g y   e f f icie n c y   o f   t h in teg r ated   ac ce s s   n et w o r k s   g en er all y   f o c u s   o n   L a y er   2   an d   3   s o lu tio n s .   Un f o r tu n ate l y ,   th p o w er   co n s u m p t io n   s tu d y   o n   th in te g r atio n   o f   w ir eles s   n et w o r k s   w it h   t h ex i s ti n g   f ib er   b ased   P ON  r em ain s   s i g n if ica n tl y   u n ex p lo r ed .   E v en t h o u g h   an al y s is   o f   p o w e r   co n s u m p tio n   f o r   s u ch   n e t w o r k s   h a v b ee n   e v al u ated   i n   [ 1 0 ] ,   th p o w er   co n s u m p tio n   m o d el  f o r   t h n et w o r k   ele m e n ts   is   d er iv ed   b ased   o n l y   o n   t h v alu e s   p r o v id e d   in   t h d atas h ee ts .   T h ese   v al u es  ar o f te n   o v er s i m p li f ied   an d   d o   n o r ep r esen ts   t h r ea co n s u m p tio n .   T h er ef o r e,   in   th is   p ap er   w p r o v id th d etailed   m o d eli n g   o f   th p o w er   co n s u m p tio n   o f   t h n et w o r k   ele m e n ts   w h er w co n s id er ed   th e   p o w er   co n s u m p t io n   d ep en d en ce   o n   th tr a f f ic  lo ad   an d   s ite  f ac to r s .       2.   RE S E ARCH   M E T H O D   T h ar ch itect u r o f   th e   co n s i d er ed   ac ce s s   n e t w o r k   i s   s h o w n   i n   Fi g u r e   1 .   T h w ir eles s   ac ce s s   i s   o p ticall y   b ac k h au w h er w e   co n s id er ed   GP ON  f o r   o p tical  n et w o r k   a n d   f e m to ce ll  b as s tatio n   ( FB S)  f o r   w ir ele s s   n et w o r k .   I n   t h is   i n te g r ated   ar ch itec tu r e,   t h e   ONU s   a n d   FB Ss   ar co n n ec ted   v i co m m o n   E th er n et   in ter f ac e s .   Su c h   in te g r ated   ar ch itect u r i s   k n o w n   a s   I n d ep en d en t   ONU - B ( I OB ) .   W p r ed icted   th at  i n   t h e   f u tu r d e m a n d   f o r   h i g h   m o b ilit y   w i ll  b in cr ea s ed   s i n ce   it  en ab les  ac ce s s   to   th I n t er n et  an y ti m an d   an y w h er e.   I n   ad d itio n ,   s u r v e y s   h a v p r o j ec ted   th at  th er e   w il b 1 1 . 6   b illi o n   m o b ile - c o n n ec ted   d ev ices  b y   2020  [ 3 ] .   Hen ce ,   w as s u m a ll ON Us  w it h i n   t h n et w o r k   ar co n n ec ted   w it h   th FB S s .     I n   o u r   m o d elin g   ap p r o ac h ,   th to tal  p o w er   co n s u m p t io n   o f   th i s   in te g r ated   n et w o r k   i s   th s u m   o f   co n tr ib u tio n   f r o m   O L T s   an d   I OB s   co n n ec ted   w i th i n   t h n et w o r k .   W s et  o u r   s y s te m   b o u n d ar ies  at  n et w o r k   ter m i n als  th u s   t h p o w er   co n s u m p tio n   o f   e n d - u s er   eq u ip m e n s u c h   a s   p er s o n al   co m p u ter s   ( P C s ) ,   lap to p s   an d   s m ar tp h o n es  is   n o ta k en   in t o   ac co u n t.  I n   ad d itio n ,   m o b i le  d ev ices  co n s u m j u s a   s m all  f r ac tio n   o f   t h e   en er g y   co n s u m ed   b y   o p tical  an d   w ir ele s s   ac ce s s   n et w o r k   ele m e n t   s i n ce   th e y   ar o p tim i ze d   f o r   lo w   e n er g y   co n s u m p tio n .   T h er ef o r e,   th to tal  p o w er   co n s u m p tio n   o f   th e   in teg r ated   ac ce s s   n et w o r k   is :     = = 1 + = 1   ( 1 )     in   w h ich   t h p o w er   co n s u m p ti o n   o f   I OB     is   ex p r ess ed   as f o ll o w s :     =  +    ( 2 )     w h er   an d     ar th n u m b er   o f   OL T   an d   I OB   r esp ec tiv el y ,   a n d      an d    ar th p o w er   co n s u m p tio n   o f   O L T ,   I OB ,   O NU  an d   FB S r esp ec tiv el y .     is   d eter m in ed   b y   u s i n g   t h i s   eq u at io n :     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I J E C E     Vo l.  7 ,   No .   6 Dec em b er   2 0 1 7   :   3 4 7 5     3 4 8 3   3478   =    ( 3 )     w h er SR   i s   th s p litt i n g   r atio   o f   th p ass iv s p litt er .           Fig u r 1 .   I n teg r ated   o p tical  an d   w ir eles s   ac ce s s   n et w o r k       2 . 1 .   P o w er   c o ns u m ptio m o del o f   O L T   T h p o w er   co n s u m p tio n   o f   OL T   is   as s u m ed   i n d ep en d en t   o f   tr af f ic  lo ad .   I n s tead ,   it  i s   in f l u en ce d   m o r e   b y   th e   a m b ie n t   te m p er atu r e,   elec tr o n ic   co m p o n e n t s   an d   p o w er   co n v er s io n   ef f icie n c y   w h ich   w il b e   tak en   i n to   ac co u n i n   o u r   m o d elin g   later .   I n   ad d itio n ,   it  is   ch alle n g i n g   to   p u OL T   in to   s leep   m o d s in ce   it   m i g h ca u s s y n c h r o n izatio n   p r o b lem   f o r   th ONUs  [ 2 0 ] .   T h er ef o r e,   w co n s id er   th p o w er   co n s u m p tio n   o f   OL T   is   f ix ed   h e n ce   th p o w e r   co n s u m p t io n   o f   th O L T   is   m o d eled   b ased   o n   its   f u n ctio n al  b lo ck s   an d   th e   co m p o n e n t s   th a t c o n s u m p o w er   w as id e n ti f ied .   T h g en er i s tr u ct u r o f   th O L T   is   d ep icted   in   Fig u r e   2 .             Fig u r e   2 Gen er ic  s tr u ct u r o f   OL T       T h OL T   ele m e n t   u s u al l y   co m p r i s es   an   u p li n k   p o r t,  s w it ch in g   m o d u le  a n d   n u m b er   o f   O L T   li n e   ca r d s .   T h er ef o r e,   th p o w er   co n s u m p tio n   o f   O L T   is   th s u m   o f   t h co n tr ib u tio n s   f r o m   O L T   P ON  p o r ts ,   g en er al  O L T   f u n ctio n s   s u c h   a s   L 2 /L 3   s w itc h i n g ,   p ac k et  p r o ce s s i n g   an d   tr a f f ic  m an a g e m e n a n d   u p li n k   p o r ts .   P o w er   co n v er s io n   ef f icie n c y   an d   s ite  f ac to r s   s u ch   as   AC /D C   r ec ti f ier s ,   v e n tilatio n   a n d   air   co n d it io n i n g ,   au x i liar y   p o w er   u n its   a n d   b att er ies  ar also   co n s id er ed   in   th is   m o d eli n g   ap p r o ac h .   Fo r   th e   OL T   ,   th p o w e r   co n s u m p tio n   m o d el  is   e x p r ess ed   as f o llo w s :   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       P o w er C o n s u mp tio n   Mo d elin g   a n d   A n a lysi s   o f I n teg r a ted   O p tica l W i r eles s   A cc ess   N etw o r ( A .   R a mli)   3479   = (  +  +  ) × 1  /  ×    ( 4 )     w h er     an d      ar p o w er   co n s u m p tio n   o f   O L T   P ON  p o r ts ,   g en er al  O L T   f u n ctio n   an d   u p lin k   p o r ts   r esp ec tiv el y ,    /    is   p o w er   co n v er s io n   ef f icie n c y   a n d      is   s it f ac to r .     2 . 2 .   P o w er   c o ns u m ptio m o del o f   O NU   Fig u r e   3   ill u s tr ated   th e   g e n er i s tr u ct u r o f   t h ON U.   T h n et w o r k   m o d el  ele m e n f o r   th ONU  i s   d iv id ed   in to   th r ee   m o d u le s   w h ich   ar r ep r esen ted   b y   d if f er en t   co lo r   co d es;  Op tical  tr an s ce iv er ,   S y s te m   o n   C h ip   ( So C ) /s i g n al  p r o ce s s i n g   an d   I n ter f ac es.  T h p o w er   co n s u m p t io n   o f   t h ONU   w as   m o d eled   b ased   o n   its   d ep en d en ce   o n   th e   tr af f ic  lo ad s .   T h p o w er   co n s u m p tio n   o f   th O NU  w a s   e x p er i m e n tall y   m ea s u r ed   b y   u s in g   r ea GP ON  test b ed   in   w h i ch   w u til ized   A r d u i n o - b as ed   en er g y   m eter   f o r   p o w e r   m o n ito r in g   an d   m ea s u r e m e n t.  B ased   o n   th o b tain ed   r esu l ts ,   w m o d el  t h p o w er   co n s u m p tio n   o f   ON   as :     = +   ( 5 )     w he r e     i s   th e   p o w er   co n s u m e d   b y   th ONU   to   tr an s m it  o r   r ec eiv 1   b it  o f   in f o r m a tio n   i s   the   a v e r a g e   a c c e s s  da ta  r a t e  pe r  ON U   a n   i s   th p o w er   co n s u m p tio n   o f   ONU  w h en   id le .           Fig u r 3 .   T h g en er ic  s tr u ctr o f   ONU       2 . 3 .   P o w er   c o ns u m ptio m o del o f   f e m t o ce ll ba s s t a t io n ( F B S)   T h FB S’ s   g e n er ic  s tr u ctu r c an   b f o u n d   i n   Fi g u r e   4 .   W co n s id er   f e m to ce ll  B S s   b ec au s it  is   th e   m o s e n er g y   ef f icie n t   co m p ar ed   to   o th er   t y p e   o f   B Ss   [ 9 ] .   Si m i lar l y   to   ONU,   th e   B ca n   b cla s s i f ied   i n to   th r ee   b asic  m o d u le s R tr an s ce iv er ,   DSP /s i g n al  p r o ce s s in g   an d   in ter f ac es.  T h p o w er   co n s u m p tio n   m o d el   f o r   FB u s ed   i n   t h is   s tu d y   is   b ased   o n   th w o r k   p r ev io u s l y   r ep o r ted   in   [ 2 1 ] .   T h ey   u s ed   s i m ilar   ap p r o ac h   as   o u r   m o d elin g   f o r   th ON wh ich   is   t h p o w er   co n s u m p tio n   f o r   t h FB i s   m ea s u r ed   b y   u s i n g   an   A r d u in o - b ased   en er g y   m eter .   Fo r   th F B ,   th p o w er   co n s u m p tio n   m o d el  i s   as  f o llo w s :      = ( ) + ( ) +   ( 6 )     w h er   is   t h a v er ag d ata  r ate  o f   w ir ele s s   u s er s ( )   is   t h e   d ep en d en ce   o f   p o w er   co n s u m p tio n   o n   d atag r a m   le n g th   a n d     is   th p o w er   co n s u m p tio n   w h e n   FB S is   id le ( )   is   g iv e n   b y   t h eq u atio n :     ( ) = ( 1 + 1 )   ( 7 )     w h er 0   is   th f ac to r   co n v er ti n g   b et w ee n   u n it s   o f   b y te s   an d   e n er g y 1   is   th p er   d atag r a m   o v er h ea d   an d     is   th d atag r a m   s ize  i n   B y tes     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I J E C E     Vo l.  7 ,   No .   6 Dec em b er   2 0 1 7   :   3 4 7 5     3 4 8 3   3480       Fig u r e   4 T h g en er ic  s tr u ct u r o f   FB S       2 . 4 .   Co ns idered  s ce na rio s   T h is   s ec tio n   d escr ib es   t h as s u m p tio n s   m ad a n d   t h s ce n ar io s   co n s id er ed   in   t h is   s t u d y .   Se v er al   d ep lo y m en s ce n ar io s   ar d ef i n ed   f o r   f i x ed   n et w o r k   co v er ag ar ea   an d   d if f er en FB r a n g e.   T h F B is   a   s m al ce ll  w h ic h   t y p icall y   h as   co v er ag r ad iu s   le s s   t h a n   5 0 m .   Fro m   t h v al u o f   ce ll  co v er ag r ad iu s   o r   r an g e   ,   w ca n   d eter m in t h ce ll c o v er ag ar ea     b y   u s in g   eq u at io n   ( 8 [ 2 2 ] :     = 3 2 3 2   ( 8 )     I n   o u r   s i m u lat io n   s ce n ar io ,   we  ass u m co v er a g ar ea   o f   1 0 0   k m 2   an d   v ar y   th e   FB r a n g f r o m   1 0 m   to   5 0 m .   T h ese  p ar a m eter s   w er th en   u s ed   to   d eter m i n th n u m b er   o f   I OB s   :     =   ( 9 )     w h er   is   th n et w o r k   co v er ag ar ea   an d     is   t h ce ll  co v er ag ar ea .   A d d itio n all y ,   w a s s u m ed   th a th er i s   n o   m o r e   th a n   o n ac ti v u s er   w it h i n   f e m to ce ll a t a   ti m e.   Oth er   p ar a m eter s   co n s id er ed   in   t h s i m u latio n   ar s h o w n   i n   T ab le  3 .   W ass u m d ata g r a m   s ize  o f   1 4 7 0   B .   T h av er ag ac ce s s   d ata  r ates  f o r   w ir ed   u s er s   i s   a s s u m e   at  1 0   Mb p s   b ased   o n   t h t y p ica d ata  r ate   s u b s cr ib b y   th r esid e n tial  u s er s .   I n   o th er   h an d ,   th a v er ag e   d ata  r ates  f o r   w ir ele s s   u s er s   i s   b ased   o n   th d ata  p r o v id ed   in   [ 3 ]   wh ich   i s   3 . 1   Mb p s   f o r   th y ea r   o f   2 0 1 6 .         T ab le  3 P ar am eter s   co n s id er ed   in   th s i m u latio n   [ 2 1 ] , [ 2 3 ] , [ 2 4 ]   O L T   O N U   FBS   P a r a me t e r   V a l u e / U n i t   P a r a me t e r   V a l u e / U n i t   P a r a me t e r   V a l u e / U n i t     4 1 . 5   W     1 1 . 5 3   W     0 . 0 6   W / M b p s     3 3 . 3   W     0 . 0 0 2 3 7   W / M b p s   1   7 0   B      2 . 3   W     1 0   M b p s     1 4 7 0   B    /    0 . 9         3 . 1   M b p s      1 . 7       ( )   0 . 2 7   W             7 . 7 7   W       W also   co n s id er ed   th ef f ec o f   p o w er   co n s u m p tio n   p er f o r m an ce   w h e n   t h n et w o r k   is   co n n ec ted   to   d if f er e n w ir ele s s   ac ce s s   tec h n o lo g ies.  W ta k i n to   ac co u n t h w ir eles s   tec h n o lo g ies  t h at  ap p licab le  f o r   s m al l c ell  ap p licatio n   s u ch   a s   UM T S,  HSP A ,   W iMA a n d   L T E .       3.   RE SU L T A ND  AN AL Y SI S   T h s i m u latio n   r es u lts   ar p r esen ted   in   t h i s   s ec tio n .   T h p o w er   co n s u m p tio n   m o d el  d ev e lo p ed   an d   d escr ib ed   in   t h p r ev io u s   s ec t io n   is   ap p lied   to   esti m ate  t h e   to tal  p o w er   co n s u m ed   b y   t h in te g r ated   o p tical  w ir ele s s   ac ce s s   n et w o r k   a s   s h o w n   in   Fi g u r 5 .   T h p o w er   c o n s u m p tio n   is   p lo t ted   v er s u s   t h co v er ag ar ea   o f   1 0 0   k m 2   a n d   t h ce ll  r a n g e   was  v ar ied   f r o m   1 0 m   to   5 0 m   wh ich   is   i n   t h r a n g e   o f   t y p ica l   co v er ag e   r ad iu s   o f   f e m to ce ll B S.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       P o w er C o n s u mp tio n   Mo d elin g   a n d   A n a lysi s   o f I n teg r a ted   O p tica l W i r eles s   A cc ess   N etw o r ( A .   R a mli)   3481       Fig u r 5 .   T o tal  n et w o r k s   p o w er   co n s u m p tio n   w it h   d i f f er e n FB S r an g e       Fig u r 5   s h o w s   th to tal  n e t w o r k   p o w er   co n s u m p tio n   o f   th in te g r ated   o p tical - w ir ele s s   ac ce s s   n et w o r k   w i th   d i f f er en f e m to c ell  B S r an g v er s u s   co v er ag ar ea   f r o m   0   to   1 0 0   k m 2 .   T h d if f er en ce   o n   th ce ll   r an g h as  r es u lt  i n   t h d if f er e n co v er a g ar ea   o f   th f e m to ce ll  B as  r ef er s   to   E q u at io n   7 .   C o n s eq u e n tl y ,   th e   n u m b er   o f   I OB s   co n n ec ted   to   th O L T   w ill  al s o   b af f ec te d   d ep en d in g   o n   t h ar ea   th a th FB i s   ab le  to   co v er .   As  ca n   b s ee n   in   F ig u r 5 ,   d ep lo y m en o f   w id er   ce ll  r an g lead s   to   d ec r ea s ed   to tal  n et w o r k   p o w er   co n s u m p tio n .   T h is   is   d u to   t h f ac th at   lo w er   n u m b er   o f   FB Ss   ar n ee d ed   to   co v er   t h co n s id er ed   ar ea .   Sin ce   th p o w er   co n s u m p tio n   is   p r o p o r tio n al  to   th n u m b er   o f   n e t w o r k   ele m e n ts   th u s ,   les s   n u m b er   o f   FB S s   ca n   b ac h iev ed   b y   d ep lo y i n g   h i g h   co v er ag e   r an g r es u lt in g   i n   t h lo w e s v al u o f   to tal  n et w o r k   p o w er   co n s u m p tio n .   I ca n   also   b f o u n d   th at  t h d if f er en ce   in   th p o w er   co n s u m p tio n   f r o m   th h i g h e s t   co n s u m p tio n   to   th lo w e s co n s u m p t io n   is   also   d ec r ea s ed   in   w h ic h   f o r   co v er ag ar ea   o f   1 0 0   k m 2 ,   t h h i g h e s t   d if f er e n ce   i s   7 5 %   a n d   r ed u ce d   to   ar o u n d   3 6 a s   t h e   r an g in cr ea s es.   T h u s ,   it  is   b etter   to   u tili ze   t h o p ti m u m   r an g w h ic h   ca n   p r o v id b etter   co v er ag w i th   lo w   p o w er   co n s u m p t io n .   I n   o u r   s i m u la tio n ,   w e   also   co n s id er ed   th e   i m p le m e n tat io n   o f   d if f er en w ir ele s s   ac ce s s   te ch n o lo g ies   to   th GP ON  b ac k h a u o f   th e   in te g r ated   ac ce s s   n et w o r k .   W ev alu ated   it s   ef f ec to   t h e   p o w er   co n s u m p tio n   p er f o r m a n ce   o f   s u ch   n et w o r k .   T h s i m u latio n   r es u lt  is   p r e s en ted   i n   Fi g u r 6   in   w h ic h   w ap p lied   s e v er al  w ir ele s s   ac ce s s   tech n o lo g ie s   th at  r ep r esen t h d if f er en w ir ele s s   g e n er atio n .   Sin ce   t h d ev elo p ed   p o w er   co n s u m p tio n   o f   t h i n teg r ated   n et w o r k   i s   s u itab le  f o r   s m al l   ce ll  ap p licatio n ,   th er e f o r w e   o n l y   co n s id er   th e   tech n o lo g ies  f r o m   3 to   4 w h ic h   i s   ap p licab le  to   th e   f e m to ce ll  B S.    Fro m   th p r e v io u s   r e s u l ts ,   it   ca n   b e   s ee n   t h at  th FB r an g o f   5 0   m   co n s u m ed   th least  p o w er .   Ho w e v er ,   th w id er   r an g o f   f e m to ce ll  B m i g h r ed u ce s   th s i g n al  s tr en g t h   [ 2 5 ] , [ 2 6 ] .   T h er ef o r e,   in   th i s   s i m u l atio n   w ta k i n to   ac co u n t th f e m to ce ll r an g o f   3 0   m   w h ic h   o f f er s   ac ce p tab le  a m o u n t o f   p o w er   co n s u m p tio n   w it h   b etter   n et w o r k   co v er ag e.           Fig u r 6 .   T o tal  n et w o r k   p o w er   co n s u m p tio n   w i th   d i f f er en wir eless   ac ce s s   tech n o lo g ie s   0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 C o v e r a g e   A r e a   ( k m 2 ) T o t a l   n e t w o r k   e n e r g y   c o n s u m p t i o n ( M W )     R = 1 0 m R = 2 0 m R = 3 0 m R = 4 0 m R = 5 0 m 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 0 . 2 0 . 4 0 . 6 0 . 8 1 1 . 2 1 . 4 C o v e r a g e   A r e a   ( k m 2 ) T o t a l   n e t w o r k   e n e r g y   c o n s u m p t i o n ( M W )     U M T S   ( 3 G ) H S P A   ( 3 . 5 G ) W i M A X   ( 4 G ) L T E   ( 4 G ) Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I J E C E     Vo l.  7 ,   No .   6 Dec em b er   2 0 1 7   :   3 4 7 5     3 4 8 3   3482   Fig u r 6   d ep icted   th to tal  n etw o r k   p o w er   co n s u m p tio n   o f   in teg r ated   GP ON  w ith   d i f f er e n w ir eles s   tech n o lo g ies  i.e   UM T S,  HSP A ,   W iM A a n d   L T E   v er s u s   co v er ag ar ea   o f   0   to   1 0 0   k m 2 .   No te  th at  all   p ar am eter s   ar co m m o n   f o r   al f o u r   w ir ele s s   tec h n o lo g ie s .   Ho w e v er ,   th p ar a m e ter   d if f er s   w h er it   is   s et  a t   2   Mb p s ,   1 4 . 4   Mb p s ,   7 5   Mb p s   an d   1 0 0   Mb p s   f o r   UM T S,  HSP A ,   W iM A a n d   L T E   r esp ec tiv el y .   T h e   d if f er e n ce s   ar d u e   to   th f ac o f   t h d if f er en ce   p ea k   d ata  r ate  o f f er   b y   th e s tec h n o lo g i es  in   ac co r d an ce   to   w h ic h   w ir eles s   g e n er atio n   t h e y   ar in .   B y   r ef er r i n g   to   Fi g u r 6 ,   it  w a s   f o u n d   th at  h ig h er   w ir ele s s   g e n er atio n   co n n ec ted   to   th GP ON   b ac k h a u r es u lti n g   i n   t h e   h i g h er   p o w er   co n s u m p tio n   o f   th e   n et w o r k .   T h w ir ele s s   tech n o l o g ies  h a v e v o lv ed   f r o m   1 G   to   4 a n d   i n   th e   f u t u r to   5 in   o r d er   to   s atis f y   u s er   d e m an d   f o r   h i g h   b an d w i d th   a n d   h ig h   s p ee d   s er v ices.  T h u s ,   t h d ata  r ates   o f f er   b y   t h ese  tec h n o lo g ies   in cr ea s ed   i n   ac co r d an ce   to   t h h ig h er   w ir ele s s   g en er atio n .     A s   r e s u l t,  th p o w er   co n s u m p tio n   o f   s u c h   tec h n o lo g ies  co n n ec ted   to   t h n e t w o r k   is   i n cr ea s ed .   Un f o r tu n atel y ,   th e   p o w er   co n s u m p t io n   i s   e x p ec ted   to   f u r th er   in cr ea s d u to   t h g r o w i n g   d e m a n d   f o r   b r o ad b an d   s er v ices   i n   t h f u tu r e.   As  r es u lt,  th e   i m p le m e n t atio n   o f   p o w er   s av in g   tec h n iq u to   t h b r o ad b an d   ac ce s s   n et w o r k   is   s ig n i f ica n tl y   ess en tial to w ar d s   g r ee n er   n et w o r k   e n v ir o n m en t.       4.   CO NCLU SI O N   I n   co n clu s io n ,   w p r esen ted   a   n o v el  m o d el  f o r   ev al u ati n g   t h p o w er   co n s u m p t io n   o f   t h in te g r ated   o p tical  w ir eles s   ac ce s s   n et w o r k   w h ich   i s   b ased   o n   in d ep en d en ONU - B ar ch itec tu r e.   T y p icall y ,   th n et w o r k   ele m e n ts   i n   o p tical  ac ce s s   n e t w o r k   ar ass u m ed   al w a y s   o n   an d   th eir   co n s u m p tio n   is   b o th   tr af f ic  an d   ti m e   in d ep en d en t.  I n   o u r   m o d el,   we  tak i n to   ac co u n t h d ep en d en ce   o f   b o th   O NU  a n d   B to   th av er a g tr af f ic .   W d em o n s tr ate   th e   u s o f   t h is   m o d el  to   p r ed ict  t h p o wer   co n s u m p tio n   o f   th e   i n teg r a ted   ac ce s s   n et w o r k   p ar ticu lar l y   f o r   s m al ce ll   ap p licatio n .   I w a s   f o u n d   t h at  f o r   w id er   B r an g e,   t h p o w er   co n s u m p t io n   i s   s ig n i f ica n tl y   lo w er .   A d d itio n a ll y ,   th d i f f er en ce   i n   p o w er   c o n s u m p tio n   b ec o m es  s m aller   w h er th s m al lest   d if f er e n ce   s h o w s   p er ce n ta g e   at  ap p r o x i m a tel y   3 6 %.  Me an w h ile,   f o r   th h i g h er   w ir ele s s   g en er atio n   attac h ed   to   th GP ON  b ac k h a u l,  th h i g h er   t h p o w er   co n s u m p tio n   i s   o b s er v ed .   A lt h o u g h   th p o wer   co n s u m p tio n   i s   in cr ea s ed ,   it  is   w o r th   n o ted   th at  th d ata  r ates  o f f er   b y   t h l atest  tech n o lo g ie s   is   also   g r ea ter .   I n   o th er   w o r d s ,   th ese  tec h n o lo g ie s   m ig h h av e   p o ten tial  to   o f f er   m o r e n er g y   ef f ic ien n et w o r k .   T h u s ,   t h e   f u tu r d ir ec tio n   o f   th is   w o r k   w ill  f o cu s   o n   t h as s ess m e n o f   e n er g y   e f f icie n c y   an d   th p o ten t ial  o f   e n er g y   s av in g   tec h n iq u t o   th is   i n te g r a ted   ac ce s s   n et w o r k .         ACK NO WL E D G E M E NT S   T h i w o r i s u p p o r te b M i n i s t r y   o f   E d u c a t i o a n d   t h a d m i n i s t r a t i o n   o U n i v e r s i t T e k n o l o g i   M al a y s i ( U T M f o t h p r o j e c f i n a n ci a s u p p o r t h r o u g F R G F u n d   vo t n u m b e 4 F 4 0 7 .   T h a u t h o r s   a c kno w l e d g t h U n i v e r s i t Te k n o l o g Ma l a y s i f o t h f i n a n c ia s u p p o r t h r o u g S L AI   f u nd i n t t h f i r s t   a u t h o r .       RE F E R E NC E S   [1 ]   J.  Zu o q ian ,   Ou tl o o k   a n d   o v e rv iew   o f   P ON   tec h n o l o g y ,   Hu a we T e c h n o l o g ies ,   p p .   5 1 5 3 ,   2 0 0 8 .   [2 ]   F .   Eff e n b e rg e r,   e a l. ,   A n   In tro d u c t io n   to   P ON   T e c h n o l o g ies ,   IEE Co mm u n ica ti o n M a g a zin e T o p ics   i n   Op ti c a C o mm u n ica ti o n s ,   p p .   1 7 2 5 ,   2 0 0 7 .   [3 ]   Cisc o   V isu a l   Ne tw o rk in g   In d e x   (V NI) Up d a te G lo b a M o b il e   Da t a   T ra ff ic F o re c a st,” 2 0 1 5 .   [4 ]   A .   Dix it ,   e a l. ,   ON p o w e sa v in g   m o d e in   n e x g e n e ra ti o n   o p ti c a a c c e ss   n e t w o rk s :  p ro g re ss   ,   e ff icie n c y   a n d   c h a ll e n g e s,”  Op t.   Exp re ss ,   v o l /i ss u e :   20 ( 26 ) ,   2 0 1 2 .   [5 ]   M .   T a d o k o ro ,   e a l. ,   P o w e r - sa v i n g   tec h n o l o g ies   f o n e tw o rk   e q u ip m e n a n d   th e ir  a p p li c a ti o n - ON U/w irele s s - LAN  sle e p   tec h n o l o g ies ,   NT T   T e c h n ic a Rev iew ,   v o l /i ss u e :   12 ( 3 ) ,   2 0 1 4 .   [6 ]   M .   De ru y c k ,   e a l. ,   Re d u c i n g   th e   p o w e c o n su m p ti o n   i n   w irele ss   a c c e ss   n e t w o rk s:  Ov e rv i e w   a n d   re c o m m e n d a ti o n s,”  Pro g .   El e c tro ma g n .   Res . ,   v o l .   1 3 2 ,   p p .   2 5 5 2 7 4 ,   2 0 1 2 .   [7 ]   S .   N.  S h a h a b ,   e a l. ,   A ss e ss m e n o f   a re a   e n e r g y   e f f i c ien c y   o f   LT E   m a c ro   b a se   sta ti o n in   d if fe re n e n v iro n m e n ts,   J .   T e lec o mm u n .   I n f.   T e c h n o l. ,   v o l /i ss u e :   2 0 1 5 ( 1 ) ,   p p .   5 9 6 6 ,   2 0 1 5 .   [8 ]   A .   A c a k p o v a n d   D.   Ko g u e ,   I n tef e re n c e   M it ig a ti o n   in   F e m to c e ll u lar  Ne tw o rk s,”  In t.   J .   In fo r ma ti c Co mm u n .   T e c h n o l . ,   v o l / issu e :   3 ( 2 ) ,   p p .   2 7 ,   2 0 1 4 .   [9 ]   S .   A lek si c ,   e a l. ,   En e rg y   E ff icie n c y   o f   F e m to c e ll   De p lo y m e n in   Co m b in e d   W irele ss   Op ti c a A c c e ss   Ne t w o rk s,”   Co mp u t .   Ne two rk s ,   v o l / issu e :   57 ( 5 ) ,   p p .   1 2 1 7 1 2 3 3 ,   2 0 1 3 .   [1 0 ]   A .   Ra m li ,   e a l. ,   In teg ra ted   Op ti c a a n d   W irele ss   Ac c e ss   Ne t w o rk s:  f ro m   th e   En e rg y   Co n su m p ti o n   P e rsp e c ti v e ,   AR PN  J .   E n g .   Ap p l.   S c i. ,   v o l /i ss u e :   10 ( 18 ) ,   p p .   8 4 8 5 8 4 9 0 ,   2 0 1 5 .   [1 1 ]   A .   A l - sh e rb a z   a n d   I.   L a m i,   W 2 BC :  P ro p o sa f o a   Co n v e rg e d   Ba se b a n d   Im p le m e n tatio n   o f   W iM a x   a n d   W iF T ra n sc e i v e rs,”  In t.   J .   In f.   Ne tw.   S e c u r. ,   v o l /i ss u e :   2 ( 1 ) ,   p p .   9 1 1 0 2 ,   2 0 1 3 .   [1 2 ]   G .   S h e n ,   e a l. ,   F ix e d   m o b il e   c o n v e rg e n c e   a rc h it e c tu re f o b ro a d b a n d   a c c e ss In teg ra ti o n   o f   EP ON   a n d   W iM A X ,   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       P o w er C o n s u mp tio n   Mo d elin g   a n d   A n a lysi s   o f I n teg r a ted   O p tica l W i r eles s   A cc ess   N etw o r ( A .   R a mli)   3483   IEE Co mm u n .   M a g . ,   v o l /i ss u e :   45 ( 8 ) ,   p p .   4 4 5 0 ,   2 0 0 7 .   [1 3 ]   N.  Na d a ra jah ,   e a l. ,   L a s e f re e   in ter - n e tw o rk in g   h y b rid   b a se   sta t io n to w a rd c o n v e rg e n c e   o w ir e les a n d   w ired   a c c e s s n e tw o rk s,”  El e c tro n .   L e tt . ,   v o l /i ss u e :   43 ( 8 ) ,   p p .   1 2 ,   2 0 0 7 .   [1 4 ]   N.  Na d a ra jah ,   e a l. ,   W a v e len g th   sw it c h a b le  b a se   sta ti o n   a rc h it e c tu re   su p p o rti n g   u p stre a m   a c c e ss   a n d   lo c a in tern e tw o rk in g   w it h   a   sin g le  se l f - se e d e d   re f le c ti v e   s e m ico n d u c to o p ti c a a m p li f ier,”  in   2 0 0 8   IEE In ter n a ti o n a l   M e e ti n g   o n   M icr o wa v e   Ph o to n i c jo in t ly  h e l d   wit h   th e   2 0 0 8   Asia - Pa c if ic  M icr o wa v e   Ph o to n i c Co n fer e n c e ,   M W P2 0 0 8 / AP M P2 0 0 8 ,   p p .   2 2 1 224 2 0 0 8 .   [1 5 ]   G .   A b h ish e k ,   e a l. ,   A   P ro p o se d   in ter - n e tw o rk in g   b a se d   Hy b rid   Ba se   S tatio n   T o w a rd   S im u lt a n e o u w irele ss   a n d   W ired   T ra n sp o rt  f o Co n v e rg e d   A c c e ss   N e t w o rk ,   In t.   J .   In n o v .   A d v .   Co m p u t.   S c i. ,   v o l.   4 ,   p p .   2 8 4 2 8 9 ,   2 0 1 5 .   [1 6 ]   N.  M o ra d p o o r,   e a l. ,   Hy b rid   Op ti c a a n d   W irele ss   T e c h n o lo g y   In teg ra ti o n f o Ne x Ge n e ra t io n   Br o a d b a n d   A c c e ss   Ne t w o rk s,”  in   1 2 th   IF IP/ IEE In ter n a ti o n a S y m p o si u o n   I n teg ra ted   Ne two rk   M a n a g e me n a n d   W o rk sh o p s ,   p p .   1 0 1 3 1 0 2 0 2 0 1 1 .   [1 7 ]   B.   Ju n g ,   e a l. ,   Ce n tralize d   sc h e d u li n g   m e c h a n ism   f o e n h a n c e d   e n d - to - e n d   d e lay   a n d   Qo S   su p p o rt  in   in teg ra ted   a rc h it e c tu re   o f   E P ON   a n d   W iM A X ,   J .   L ig h t.   T e c h n o l. ,   v o l /i ss u e :   28 ( 16 ) ,   p p .   2 2 7 7 2 2 8 8 ,   2 0 1 0 .   [1 8 ]   B.   Ka n tarc a n d   H .   T .   M o u f tah ,   En e rg y   Eff icie n c y   in   th e   Ex ten d e d - Re a c h   F ib e r - W ir e les s Ac c e s s Ne tw o rk s,   IEE E   Ne tw. ,   p p .   2 8 3 5 ,   2 0 1 2 .   [1 9 ]   U.  R.   Bh a tt ,   e a l. ,   E n e rg y   S a v in g   A lg o rit h m   in   F iW Ne t w o rk ,   I n t.   J .   E n g .   T e c h n o l.   S c i.   Res . ,   v o l / issu e :   3 ( 4 ) ,   p p .   161 1 6 7 ,   2 0 1 6 .   [2 0 ]   A .   R.   Dh a in i,   e a l. ,   E n e rg y   Eff icie n c y   in   TDM A - b a s e d   Ne x t - G e n e r a ti o n   P a ss iv e   Op ti c a A c c e ss   Ne t w o rk s,”   IEE E/ ACM   T ra n s.  Ne tw. ,   v o l /i ss u e :   22 ( 3 ) ,   p p .   8 5 0 8 6 3 ,   2 0 1 4 .   [2 1 ]   R.   Rig g io   a n d   D.  J.  L e it h ,   A   m e a su re m e n t - b a se d   m o d e o f   e n e rg y   c o n su m p ti o n   in   f e m to c e ll s,”  i n   IFI W ire les Da ys ,   p p .   1 5 2 0 1 2 .   [2 2 ]   Z.   H.  T a lu k d e r,   e a l. ,   Ce ll   c o v e ra g e   e v a lu a ti o n   f o L T a n d   W iM A X   in   w irele ss   c o m m u n ica ti o n   sy ste m ,   W o rld   Ap p l .   S c i.   J . ,   v o l / issu e :   22 ( 10 ) ,   p p .   1 4 8 6 1 4 9 1 ,   2 0 1 3 .   [2 3 ]   A.   V a len ti ,   e a l. ,   P o w e c o n su m p ti o n   m e a su re m e n ts  o f   a c c e ss   n e tw o rk s   in   a   w id e   g e o g r a p h ica a re a   tes t   b e d   a n d   e c o n o m ic p e rsp e c ti v e s,” in   Fu tu r e   Ne two rk   &   M o b il e   S u mm it   2 0 1 2   Co n fer e n c e   Pro c e e d in g s ,   p p .   1 6 2 0 1 2 .   [2 4 ]   S .   L a m b e rt,   e a l . ,   E n e rg y   e ff icie n c y   a n a l y sis  o f   h ig h   sp e e d   tri p le - p lay   se rv ice in   n e x t - g e n e ra ti o n   P O N   d e p lo y m e n ts,   El se v ier B. V . ,   2 0 1 4 .   [2 5 ]   O.  Os u n a d e   a n d   T .   Og u n tu n d e ,   P ra c ti c a Ex a m in a ti o n   o f   Dist a n c e   o n   Ch a n n e Ca p a c it y   in   I EE 8 0 2   .   1 1 n   W irele ss   S ig n a ls,   In t.   J .   En g .   S c i .   In n o v .   T e c h n o l. ,   v o l /i ss u e :   3 ( 6 ) ,   p p .   1 8 ,   2 0 1 4 .   [2 6 ]   K.  Og u n jem il u a ,   e a l. ,   A n   In v e stig a ti o n   in t o   S ig n a S tren g t h   o f   8 0 2 . 1 1 n   W LA N,”  in   Pro c e e d in g o t h e   Fi f t h   Co ll a b o r a ti v e   Res e a rc h   S y mp o siu m o n   S e c u rity,  E - L e a rn i n g ,   In ter n e a n d   Ne two rk in g ,   p p .   1 9 1 2 0 4 2 0 0 9 .     B I O G RAP H I E S   O F   AUTH O RS       Ar n i d z a   Ra m li   re c e iv e d   b o th   t h e   Ba c h e lo d e g re e   in   El e c tri c a T e lec o m m u n ica ti o n   a n d   M a ste d e g re e   in   El e c tri c a f ro m   th e   Un iv e rsiti   T e k n o lo g M a lay sia   in   2 0 0 7   a n d   2 0 0 9   re sp e c ti v e l y .   S h e   is  c u rre n tl y   a   P h c a n d id a te  a t   th e   sa m e   u n iv e rsity .   He c u rre n re se a rc h   a c ti v it y   is  m a in l y   f o c u se d   o n   e n e rg y   e ff ici e n c y   f o th e   in teg ra ted   o p ti c a a n d   w irele ss   n e t w o rk .   Oth e re se a rc h   in tere sts  in c lu d e   p o w e c o n su m p ti o n   m e a su re m e n t,   p e r f o rm a n c e   e v a lu a ti o n   a n d   g re e n   n e tw o rk in g .     Na d i a tu l h u d a   Zu l k ifl i   is  a   S e n io L e c tu re in   th e   D e p a rt m e n o Co m m u n ica ti o n   En g in e e rin g ,   F a c u lt y   o f   El e c tri c a En g in e e rin g ,   Un iv e rsiti   T e k n o lo g M a lay sia .   S h e   o b tain e d   a   Ba c h e lo d e g re e   in   El e c tri c a T e lec o m m u n ica ti o n   f ro m   U T M   a n d   re c e iv e d   h e m a ste rs   a n d   P h d e g re e f ro m   Un iv e r sit y   o f   Esse x ,   UK .   S h e   h a a u th o re d   a   n u m b e o f   in tern a ti o n a j o u r n a a n d   c o n f e re n c e   p a p e rs.  He re se a r c h   in tere sts  c o v e o p ti c a c o m m u n ic a ti o n   a n d   n e tw o rk in g ,   m o b il e   c o m m e rc e   a n d   in n o v a ti o n   a d o p ti o n .     S e v ia   M a h d a li z a   I d r u s   is  th e   De p u ty   Dire c to In n o v a ti o n   o f   th e   U T M   In n o v a ti o n   a n d   Co m m e rc il isa ti o n   Ce n tre  a n d   f a c u lt y   m e m b e o f   th e   F a c u lt y   o f   El e c tri c a En g in e e rin g   a n d   In n o v a ti v e   En g in e e rin g   Re se a rc h   A ll ian c e ,   UT M .   S h e   re c e iv e d   h e P h . i n   2 0 0 4   f ro m   th e   Un iv e rsit y   o f   W a r w ic k ,   Un it e d   K in g d o m   in   o p ti c a l   c o m m u n ica ti o n   e n g in e e rin g .   S h e   h a se rv e d   UT M   sin c e   1 9 9 8   a a n   a c a d e m i c   a n d   a d m in istrativ e   sta ff .   He r   m a i n   re se a rc h   in tere sts   a re   o p ti c a c o m m u n ica ti o n   sy ste m   a n d   n e two rk ,   o p t o e lec tro n ic  d e sig n ,   a n d   e n g in e e rin g   m a n a g e m e n t.   He r   re se a rc h   o u tp u h a v e   b e e n   tr a n sla ted   in to   a   n u m b e o f   p u b l ica ti o n s   a n d   I P R   in c l u d i n g   a   h ig h - e n d   re fe re n c e   b o o k s,  ‘Op ti c a W irele ss   Co m m u n ica ti o n IR  Co n n e c ti v it y ’  p u b li s h e d   b y   T a y lo a n d   F ra n c is,   4 9   b o o k   c h a p ters   a n d   m o n o g ra p h s,  o v e 1 5 0   tec h n ica l   p a p e rs,  2   p a ten ts  g ra n ted ,   3 5   p a ten t   f il in g s an d   h o ld 2 8   UT M   c o p y rig h ts.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.