空分复用弹性光网络中资源分配策略研究

发布时间：2020-03-18 07:32

【摘要】：近年来,在云、物联网和超带宽等应用驱动下,视频业务及物联网终端规模迅猛发展,光纤通信的信道带宽消耗量呈指数式快速增长,采用单芯光纤的弹性光网络传输容量已经逼近其物理极限,对光网络容量提出了更高的要求。为了实现更高的通信传输容量,基于多芯光纤的空分复用弹性光网络应运而生。然而,空分复用弹性光网络在具有容量大、资源划分粒度精细等优点的同时,也带来了频谱碎片、芯间串扰等突出问题。为此,论文提出了空分复用弹性光网络中串扰感知频谱碎片避免策略和阻塞感知频谱碎片整理策略。为了在资源分配前采取适当的策略预防频谱碎片的产生,同时降低芯间串扰,提出了一种串扰感知频谱碎片避免策略。该策略首先对每条纤芯上的频谱资源进行分区,通过交替使用每个分区中的资源减少芯间串扰。为了使有限的资源能够容纳更多的业务,将资源分配过程转化为二维矩形packing填充问题。为保证填充更加高效,在业务填充之前,首先利用Elman神经网络对业务相关属性进行预测,然后根据预测结果确定业务填充优先级,最后根据确定的优先级依次将业务填充到二维资源池中,从而减少了频谱碎片,提高了资源利用率。仿真结果表明,在降低芯间串扰的同时,所提策略可以获得较高的资源利用率和和较低的阻塞率。尽管频谱碎片避免策略能够通过对网络资源合理地规划,在一定程度上减小碎片的产生。但在网络运行一定时间后,由于业务的频繁拆建难免会产生新的频谱碎片,为此进一步提出一种阻塞感知频谱碎片整理策略。首先,预测网络中未来一段时间的业务量,并结合上一时间段的阻塞率和业务量计算出下一时间段的阻塞率,然后比较预测的阻塞率和预设阻塞率阈值的大小完成是否触发频谱碎片整理操作的判决。为了在碎片整理过程中充分考虑空分复用弹性光网络中的多纤芯特性,将纤芯分为3类,并对不同纤芯上的业务采用自适应的碎片整理操作。仿真结果表明,所提策略在充分考虑多纤芯特性的同时,降低了网络阻塞率且具有较低的碎片整理时延。
【学位授予单位】：重庆邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TN929.1

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