弹性光网络中超低损耗光纤铺设策略研究

发布时间：2020-04-26 00:32

【摘要】：光纤光缆的寿命一般为20到25年,上世纪80-90年代铺设的大量光纤链路的寿命即将到期,所以接下来几年将面临大量光纤光缆升级换代的问题。超低损耗(ULL)光纤由于其优良的传输性能,被认为是将被大规模铺设的新型光纤类型。然而,对于一个大型网络,由于人力资源有限,将已铺设的老旧光纤一次性地全部升级为超低损耗光纤一般是不现实的,网络运营商更希望将这些寿命即将到期的老旧光纤进行逐步升级。因此,从提升网络性能的角度,提出高效的光纤链路升级策略是必要的。本文着重研究基于弹性光网络(EON)的ULL光纤链路的升级策略及其网络优化问题。首先,针对静态业务,本文提出了三种ULL光纤链路升级策略,分别为PL、Random和LC策略,并在1+1路径保护下,为EON的路由、调制格式和频谱资源分配(RMSA)问题构建了混合整数线性规划(MILP)优化模型和提出了基于频谱窗平面(SWP)的启发式算法。研究发现,在一定的光纤升级比例下,LC策略与MILP模型具有十分接近的网络频谱资源使用数,且比其它两种策略具有更优的网络频谱资源使用效率。此外,研究也发现光纤衰减系数和资源使用效率间存在一种饱和现象,即在全网升级为新型光纤后,当ULL光纤衰减系数降低到一定程度时,进一步降低其系数,网络频谱资源使用数不再减少。其次,针对动态业务,本文也提出了三种升级策略,分别为OB、PL和SRT策略,并采用SWP启发式算法开展路由、调制格式和频谱资源分配。研究发现,在一定的光纤升级比例下,OB策略可实现比其它两个策略具有更低的网络带宽阻塞率(BBP)。同样地,光纤衰减系数和网络BBP间也存在一种饱和现象,即在全网升级为新型光纤后,当ULL光纤衰减系数降低到一定程度时,进一步降低其系数,网络BBP不再进一步下降。
【图文】：

折射率,光纤,传输窗口,低损耗光纤

图 1-2 普通光纤和 ULL 光纤的折射率比较ULL 光纤的产业链目前已较为成熟，很多厂商可以实现 ULL 光纤的量产康宁公司率先推出商用的 SMF-28 ULL 纯硅光纤[19]，该光纤符合 G.652 1550-nm 传输窗口附近平均损耗为 0.168 dB/km 左右。国内的长飞公司也TM超低损耗光纤[22]，其在 1550-nm 传输窗口附近损耗低于 0.17 dB/km。的烽火、亨通等公司也已推出 ULL 光纤光缆产品。ULL 光纤在性能上有很大的优势。与普通光纤相比，ULL 光纤的超低损实现超高速率、超大容量和超长距离的光信号传输[1][23][24]，从而可以极大系统的成本。中国电信科技委主任韦乐平在 2013 年的一次国内论坛中就我们国内的网络来说，低损耗光纤可减少 20%（约 25 亿元人民币）的 4，而 ULL 光纤则可减少 40%[25]。ULL 光纤是未来光网络发展趋势，在光中将得到更广泛的应用。

配置图,配置图,放大器

第 2 章基于光信噪比的自适应 RMSA 问题弹性光网络中超低损耗光纤链路升级策略研究图 2-1 给出了在不同放大增益下，15-dB EDFA 放大器和 22-dB EDFA 放大器各自的噪声系数（Noise Figures，NFs）曲线[26]。可以发现，与 22-dB EDFA 放大器相比，15-dB EDFA 放大器在放大增益较低时具有更低的噪声系数，因此性能更优，将被优先选择。对于网络中不同的光放大情形，我们将根据具体的放大增益选择使用这两类放大器。根据光放大器在实际光网络链路上的位置可分为三种类型，分别为：1）前置放大器（Pre-amplifier），放置在光接收机前端，用于提高接收设备的灵敏度；2）后置放大器（Post-amplifier），放置在光发射机的后端，用于放大输出信号的功率；3）线路放大器（Line-amplifier），部署在 1）和 2）之间的放大器的统称，，均匀地分布在光纤链路上，用于提升传输信号的功率，以补偿光纤的损耗。
【学位授予单位】：苏州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN929.1

【相似文献】