基于生存性策略的空分复用弹性光网络的路由选择和频谱分配方案研究

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弹性光网络(EON)具有精细的频谱资源分配粒度,有效克服了传统波分复用(WDM)网络中业务承载不灵活、频谱资源利用率低的问题。基于多芯光纤(MCF)的空分复用弹性光网络(SDM-EON)在弹性光网络基础上扩充了空间维度,在引入芯间串扰的同时大幅提高了光网络的传输容量。然而SDM-EON在传输容量提升的同时,一旦基础承载光网络由于各种灾害原因导致业务传输中断,将会出现更加巨量的损失和难以估量的后果。因此亟需在空分复用弹性光网络中设计出有生存性保障的高效资源分配策略。论文针对空分复用弹性光网络中考虑生存性机制的资源分配问题,采用理论分析和数值仿真等方法进行了全面深入的研究。论文首先全面分析了弹性光网络的基本原理、基本架构和关键技术,介绍了弹性光网络中的RSA问题,并重点介绍了弹性光网络中的生存性技术以及空分复用弹性光网络中的芯间串扰问题以及RCSA问题。针对空分复用弹性光网络中生存性相关的资源分配问题,论文通过备用容量冗余度对网络中保护资源的使用率进行度量,并在此基础上提出了基于保护资源节约策略的生存性RCSA算法。针对不同业务具有不同生存性需求的问题,使用无保护、共享备份路径保护和专用保护三种保护策略为业务提供保护,满足网络业务的生存性需求。算法中设计了面向备用容量冗余减少的链路权重值,用于动态更新网络中的备用容量冗余情况,并在为业务分配保护频隙资源时根据保护路径中平均链路权重值进行保护策略降级。仿真结果表明,在不同拓扑环境下改进算法相较于传统DPP+FF算法和HP-RCSA算法能有效降低备用容量冗余和网络阻塞率。针对多芯光纤的结构特点和芯间串扰问题,论文研究提出了一种在多芯光纤中基于共享风险组的生存性RCSA算法。针对基于多芯光纤的故障失效特点,提出了共享风险纤芯组的概念,通过将业务的工作频隙和保护频隙分配在同一路径中的不同共享风险纤芯组内,可以有效减少保护频隙资源的使用。同时提出了业务分配优先度,在分配工作和保护频隙资源时选择引发芯间串扰最少的分配方案进行资源分配。仿真结果表明,在不同拓扑环境下改进算法相较于传统DPP+FF算法和SRCGR算法能有效降低带宽阻塞率和芯间串扰。
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