【摘要】：相比于固定分配粒度的波分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò),彈性光網(wǎng)絡(luò)可根據(jù)業(yè)務(wù)的帶寬大小為其靈活分配頻譜資源,從而減少頻譜資源浪費,提高資源利用率。然而,彈性光網(wǎng)絡(luò)中現(xiàn)階段部署的單芯、單模光纖傳輸容量受限于香農(nóng)極限,隨著網(wǎng)絡(luò)流量的持續(xù)增長和網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的不斷擴(kuò)展,其傳輸容量將不能滿足未來網(wǎng)絡(luò)的容量需求,限制未來網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。多芯光纖可有效克服單芯、單模光纖的容量瓶頸,基于多芯光纖的空分復(fù)用彈性光網(wǎng)絡(luò)被認(rèn)為是極具潛力的下一代底層傳輸網(wǎng)絡(luò)。盡管空分復(fù)用彈性光網(wǎng)絡(luò)有諸多優(yōu)勢,但其發(fā)展卻面臨著新的挑戰(zhàn)。其一,空分復(fù)用彈性光節(jié)點中存在因頻譜爭用導(dǎo)致的業(yè)務(wù)沖突現(xiàn)象,導(dǎo)致節(jié)點器件資源和頻譜資源的浪費;其二,纖芯交換使資源分配問題變得更為復(fù)雜,同時,多芯光纖中相鄰纖芯間的芯間串?dāng)_影響頻譜資源的可用性以及業(yè)務(wù)的傳輸質(zhì)量,導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)阻塞率升高,制約網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。因此,論文主要研究空分復(fù)用彈性光網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點調(diào)度算法和考慮芯間串?dāng)_的路由纖芯頻譜分配算法,主要工作及創(chuàng)新成果如下:第一,為了解決空分復(fù)用彈性光節(jié)點中的沖突問題,論文第三章設(shè)計了配置頻譜轉(zhuǎn)換器的按需節(jié)點結(jié)構(gòu),并提出了一種基于加權(quán)極大團(tuán)的空頻聯(lián)合調(diào)度算法。業(yè)務(wù)間發(fā)生沖突后,為沖突業(yè)務(wù)建立輔助圖,將業(yè)務(wù)抽象為輔助圖的頂點,并根據(jù)業(yè)務(wù)間的沖突關(guān)系建立邊連接。之后優(yōu)先利用空間切換來解決沖突問題,若空間切換后仍存在沖突,則通過頻譜轉(zhuǎn)換解決沖突。在空間切換階段基于業(yè)務(wù)帶寬、承載業(yè)務(wù)的纖芯負(fù)載和節(jié)點各端口使用的頻譜選擇開關(guān)數(shù)目設(shè)計了空間切換權(quán)重公式,在頻譜轉(zhuǎn)換階段設(shè)計了基于業(yè)務(wù)帶寬和頻譜緊密度的頻譜轉(zhuǎn)換權(quán)重公式,權(quán)重和最大的極大團(tuán)即為輸出帶寬最大且且使用頻譜選擇開關(guān)數(shù)目/頻譜轉(zhuǎn)換器數(shù)目最少的調(diào)度方案。仿真結(jié)果表明,本文所提算法可在改善帶寬阻塞率的同時減少節(jié)點所需的頻譜轉(zhuǎn)換器數(shù)目,以更具成本效益的方式實現(xiàn)更好的阻塞率性能。第二,為了降低基于多芯光纖空分復(fù)用彈性光網(wǎng)絡(luò)中的芯間串?dāng)_,論文第四章提出了一種考慮節(jié)點頻譜轉(zhuǎn)換能力和芯間串?dāng)_的路由纖芯頻譜分配算法。算法在節(jié)點配置頻譜轉(zhuǎn)換器以優(yōu)化串?dāng)_,針對全網(wǎng)配置頻譜轉(zhuǎn)換器成本過高的問題,算法提出了基于節(jié)點中介中心性的稀疏配置頻譜轉(zhuǎn)換器策略。在選路階段,論文設(shè)計了綜合考慮路徑負(fù)載和節(jié)點頻譜轉(zhuǎn)換能力的路徑權(quán)重公式;在纖芯頻譜分配階段,本文基于頂點著色將纖芯進(jìn)行分組,并按照分組結(jié)果對頻譜進(jìn)行分區(qū),其后設(shè)計了綜合考慮負(fù)載及芯間串?dāng)_的纖芯頻譜分配成本公式,最終選擇成本最小的分配方式以避免串?dāng)_、均衡負(fù)載;在利用頻譜轉(zhuǎn)化器優(yōu)化串?dāng)_階段,論文考慮多節(jié)點均可頻譜轉(zhuǎn)換的情況,設(shè)計了基于剩余頻譜轉(zhuǎn)化器數(shù)目和串?dāng)_改善率的節(jié)點排名公式。仿真結(jié)果表明,本文所提算法可減少因串?dāng)_導(dǎo)致的業(yè)務(wù)阻塞,降低網(wǎng)絡(luò)帶寬阻塞率,提高網(wǎng)絡(luò)的資源利用率。
【學(xué)位授予單位】：重慶郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TN929.1
【圖文】：

其系統(tǒng)框圖如圖 1.1 所示，高速數(shù)據(jù)流經(jīng)串并轉(zhuǎn)換后分解為多個并低速子數(shù)據(jù)流，將這些低速子數(shù)據(jù)流送入正交的子載波上進(jìn)行傳輸，其后通過傅里葉逆變換產(chǎn)生時域上的子載波信號，再通過并串轉(zhuǎn)換、數(shù)模轉(zhuǎn)換得到時域連續(xù)信號即可發(fā)射至光纖中輸出，接收端只要采用相應(yīng)的逆運算即可恢復(fù)原始。

傳輸速率、最大傳輸距離。圖 1.2 所示為 WDM 網(wǎng)絡(luò)與 EONs 的對比，如圖所示，WDM 中一個信道為 50GHz/100GHz，彈性光網(wǎng)絡(luò)中以 12.5GHz 的頻隙為分配單位，假設(shè)網(wǎng)絡(luò)中存在速率為 10Gbps、40Gbps、100Gbps（速率與當(dāng)下已部署的三種轉(zhuǎn)發(fā)器容量相等）的 3 個業(yè)務(wù)，可以看出，WDM 網(wǎng)絡(luò)在傳輸帶寬低于分配粒度的小業(yè)務(wù)時會造成帶寬浪費，對于 100Gbps 的大帶寬業(yè)務(wù)來說，分配粒度為 100GHz 的WDM 需用一個波長通道傳輸業(yè)務(wù)，而 EONs 中可采用 16QAM，僅分配兩個頻隙(25GHz)即可傳輸業(yè)務(wù)，與 WDM 網(wǎng)絡(luò)相比節(jié)約了 75GHz 的頻譜資源。表 1.1 不同調(diào)制方式下子載波傳輸速率及最大傳輸距離[67]調(diào)制方式 調(diào)制等級 傳輸速率(Gb/s) 最大傳輸距離(km)BPSK 1 12.5 9600QPSK 2 25 48008QAM 3 37.5 240016QAM 4 50 120032QAM 5 62.5 60064QAM 6 75 300

7(d) 按需結(jié)構(gòu)(AoD)圖 1.3 彈性光交換結(jié)構(gòu)33]考慮了靜態(tài)業(yè)務(wù)下的節(jié)點配置優(yōu)化。為了降低節(jié)點成本點為分光器—SSS 的兩級結(jié)構(gòu)，然后提出了串?dāng)_感知的采略，將資源分配問題分解為頻譜資源分配問題以及 SSS 的

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本文編號：2762160