【摘要】：光纖光纜的壽命一般為20到25年,上世紀80-90年代鋪設的大量光纖鏈路的壽命即將到期,所以接下來幾年將面臨大量光纖光纜升級換代的問題。超低損耗(ULL)光纖由于其優(yōu)良的傳輸性能,被認為是將被大規(guī)模鋪設的新型光纖類型。然而,對于一個大型網(wǎng)絡,由于人力資源有限,將已鋪設的老舊光纖一次性地全部升級為超低損耗光纖一般是不現(xiàn)實的,網(wǎng)絡運營商更希望將這些壽命即將到期的老舊光纖進行逐步升級。因此,從提升網(wǎng)絡性能的角度,提出高效的光纖鏈路升級策略是必要的。本文著重研究基于彈性光網(wǎng)絡(EON)的ULL光纖鏈路的升級策略及其網(wǎng)絡優(yōu)化問題。首先,針對靜態(tài)業(yè)務,本文提出了三種ULL光纖鏈路升級策略,分別為PL、Random和LC策略,并在1+1路徑保護下,為EON的路由、調(diào)制格式和頻譜資源分配(RMSA)問題構(gòu)建了混合整數(shù)線性規(guī)劃(MILP)優(yōu)化模型和提出了基于頻譜窗平面(SWP)的啟發(fā)式算法。研究發(fā)現(xiàn),在一定的光纖升級比例下,LC策略與MILP模型具有十分接近的網(wǎng)絡頻譜資源使用數(shù),且比其它兩種策略具有更優(yōu)的網(wǎng)絡頻譜資源使用效率。此外,研究也發(fā)現(xiàn)光纖衰減系數(shù)和資源使用效率間存在一種飽和現(xiàn)象,即在全網(wǎng)升級為新型光纖后,當ULL光纖衰減系數(shù)降低到一定程度時,進一步降低其系數(shù),網(wǎng)絡頻譜資源使用數(shù)不再減少。其次,針對動態(tài)業(yè)務,本文也提出了三種升級策略,分別為OB、PL和SRT策略,并采用SWP啟發(fā)式算法開展路由、調(diào)制格式和頻譜資源分配。研究發(fā)現(xiàn),在一定的光纖升級比例下,OB策略可實現(xiàn)比其它兩個策略具有更低的網(wǎng)絡帶寬阻塞率(BBP)。同樣地,光纖衰減系數(shù)和網(wǎng)絡BBP間也存在一種飽和現(xiàn)象,即在全網(wǎng)升級為新型光纖后,當ULL光纖衰減系數(shù)降低到一定程度時,進一步降低其系數(shù),網(wǎng)絡BBP不再進一步下降。
【圖文】：

圖 1-2 普通光纖和 ULL 光纖的折射率比較ULL 光纖的產(chǎn)業(yè)鏈目前已較為成熟，很多廠商可以實現(xiàn) ULL 光纖的量產(chǎn)康寧公司率先推出商用的 SMF-28 ULL 純硅光纖[19]，該光纖符合 G.652 1550-nm 傳輸窗口附近平均損耗為 0.168 dB/km 左右。國內(nèi)的長飛公司也TM超低損耗光纖[22]，其在 1550-nm 傳輸窗口附近損耗低于 0.17 dB/km。的烽火、亨通等公司也已推出 ULL 光纖光纜產(chǎn)品。ULL 光纖在性能上有很大的優(yōu)勢。與普通光纖相比，ULL 光纖的超低損實現(xiàn)超高速率、超大容量和超長距離的光信號傳輸[1][23][24]，從而可以極大系統(tǒng)的成本。中國電信科技委主任韋樂平在 2013 年的一次國內(nèi)論壇中就我們國內(nèi)的網(wǎng)絡來說，低損耗光纖可減少 20%（約 25 億元人民幣）的 4，而 ULL 光纖則可減少 40%[25]。ULL 光纖是未來光網(wǎng)絡發(fā)展趨勢，在光中將得到更廣泛的應用。

第 2 章 基于光信噪比的自適應 RMSA 問題 彈性光網(wǎng)絡中超低損耗光纖鏈路升級策略研究圖 2-1 給出了在不同放大增益下，15-dB EDFA 放大器和 22-dB EDFA 放大器各自的噪聲系數(shù)（Noise Figures，NFs）曲線[26]。可以發(fā)現(xiàn)，與 22-dB EDFA 放大器相比，15-dB EDFA 放大器在放大增益較低時具有更低的噪聲系數(shù)，因此性能更優(yōu)，將被優(yōu)先選擇。對于網(wǎng)絡中不同的光放大情形，我們將根據(jù)具體的放大增益選擇使用這兩類放大器。根據(jù)光放大器在實際光網(wǎng)絡鏈路上的位置可分為三種類型，分別為：1）前置放大器（Pre-amplifier），放置在光接收機前端，用于提高接收設備的靈敏度；2）后置放大器（Post-amplifier），放置在光發(fā)射機的后端，用于放大輸出信號的功率；3）線路放大器（Line-amplifier），部署在 1）和 2）之間的放大器的統(tǒng)稱，，均勻地分布在光纖鏈路上，用于提升傳輸信號的功率，以補償光纖的損耗。
【學位授予單位】：蘇州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TN929.1

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本文編號：2640873