数据中心光网络中的动态色散补偿及弹性资源管理机制

发布时间：2020-10-10 13:29

　　 当今社会已经步入信息化时代,每天都会有海量的信息产生,各种数据呈爆炸式增长,大数据时代已然来临。为满足由大数据、云服务、人工智能、物联网和5G服务所带来的新兴业务的需求,下一代数据中心光网络需要向高速率、高可扩展性、高可靠性、高能效、弹性、灵活以及低时延的方向发展。而将SDN应用到数据中心光网络的资源管理中,依靠SDN控制器来实现对全网资源的集中控制和综合调度是数据中心光网络满足新兴业务需求的一种优选的解决方案。本论文对数据中心光网络中的动态色散补偿及弹性资源管理机制作了详细的描述,设计了基于铌酸锂波导光栅的可调谐色散补偿器对色度色散进行补偿,提出将机器学习与已有的频谱算法相结合以此来提高频谱资源利用效率的方法。论文的主要工作与创新如下:(1)针对数据中心光网络中的损伤之一——色度色散,对其进行感知。对同一波长不同传输距离下的色度色散值和同一传输距离不同波长下的色度色散值分别进行感知。(2)针对色度色散的补偿,提出了一种基于铌酸锂波导光栅的可调谐色散补偿器,并搭建色散补偿系统,利用该色散补偿器对光网络中的色度色散进行补偿。BER、星座图等仿真结果表明,所设计的基于铌酸锂波导光栅的可调谐色散补偿器在色度色散的补偿上拥有良好的效果。(3)在弹性资源管理机制部分,利用SDN控制器来实现数据中心光网络资源的集中管控,在此基础上,本文将机器学习和常用的频谱分配策略相结合,提出了MLF。MLF首先利用k-means算法对业务请求进行分类,然后当某一业务到达时,就将此业务与之前的分类进行匹配归类,再根据不同的类别进行相应的频谱分配算法选择。该算法的策略是侧重于收敛时间和频谱阻塞率的综合考虑,即在保证阻塞率尽可能低的同时减小收敛时间,从而最大化频谱利用效率。该算法通过matlab仿真验证,能够有效地降低算法的收敛时间及阻塞率,提高带宽利用效率和系统对弹性业务的容纳率。
【学位单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TN929.1;TP308
【部分图文】：

?（２－３）??Ｌ?Ｐａ??图２－１是单模光纤的损耗谱，从图中可以看出损耗随波长的变化情况，在这里??损耗有吸收损耗和散射损耗两部分。??吸收损耗包括因材料二氧化硅导致的固有吸收和因杂质导致的吸收。在紫外??区即波长小于０．４微米时，会产生因材料电子跃迁导致的吸收带；在红外区即波长??大于７微米时，会产生分子振动导致的吸收带。因为二氧化硅属于非晶体材料，??所以以上两种吸收带会从两个方向分别向可见光区延伸。在波长为０．８－１．６微米的??范围内，固有吸收小于Ｏ．ｌｄＢ／ｋｍ；在波长为１．３＿１．６微米的范围内，固有吸收小于??０．０３?ｄＢ／ｋｍ。由此可见，固有吸收是很小的。低损耗光纤在一开始时受到氢氧根离??子和过渡金属比如二价铁离子、二价铜离子等杂质的阻碍，但后来，随着科学技??５??

?（２－７）??ＬｃｏａＡ??图２－２所示为相移法光纤测量系统的框图。使用高稳定性的振荡器生成的正弦??信号来对光源进行调制，光信号在经过光纤和光检测器后，最终由相位计测出相??位。为了提高测量的准确性，需要测量一组為－故值，最后得出Ｃ（Ａ）。??＼??薄层模消除器?光检测器??光源ｆ——ｊ波长选择器?？?ｚｔ?—————??被测光纤?｜干?Ｌ－ｈ???１?；???振荡器?—＊?？相位计?４?????？＿ＩＩ＿?丨々??滤波器???＇?［???计算机??？??图２－２相移法光纤测量系统框图??２．２．２脉冲时延法??￣￣ｎ?ｒｚｚｉ?ｍ＼＼?——??光薄???探测器一??＾?卜飄?Ｈ賺纤＾１取样????１?示波器??餘冲?｜？??发生器?｜晚延??Ｉ???计算机???图２－３脉冲时延法测色散工作原理图??相移法对色散测量是在频域，而脉冲时延法则是在时域。其原理是让不同波??９??

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本文编号：2835260