摘要
随着新兴业务的不断增长，业务需求的种类趋向多样化，单芯光纤弹性光网络已经不能满足人们对流量的需求，而多芯光纤由于其突出的扩容能力被广泛研究和使用。使用多芯光纤的空分复用弹性光网络虽然能够为业务提供充足的带宽，但也会引入新的问题。首先，在弹性光网络中，业务的传输需要满足三个频谱约束条件，由于这些约束，网络中的频谱资源不能被有效利用，造成资源的浪费，从而使网络的频谱利用率降低。其次，多芯光纤的各个纤芯间会有串扰产生，串扰严重时，业务的传输质量会受到影响。因此，为了提高网络性能，设计高效的资源分配算法来优化芯间串扰和频谱碎片尤为重要。该论文主要研究空分复用弹性光网络中考虑串扰和碎片的资源分配算法。 为了解决空分复用弹性光网络中的芯间串扰、频谱碎片和路由频谱纤芯分配问题，论文第三章首先建立一个针对多纤芯路由频谱纤芯分配问题的动态业务分割整数线性规划模型，之后提出一种基于串扰避免的多纤芯分配算法。在预处理阶段，根据顶点着色原理将纤芯分组，并对同组内的纤芯分类。在路由选择阶段，算法根据路径负载和跳数设计路径排序公式。在频谱分配阶段，根据同纤芯组内纤芯的空闲资源和分类情况将业务分割，分割后的子业务独立地在同组内的多条纤芯上传输，从而减小串扰影响和碎片产生。根据仿真结果，本章所提算法与对比算法相比降低了带宽阻塞率，提高了频谱利用率。 为进一步提高网络传输业务的性能，第四章综合考虑多路径传输和多纤芯传输的方法，提出基于串扰和碎片感知的多路-多芯联合频谱分配算法。在该算法中，采用第三章的纤芯分组、纤芯分类和路由选择方法。在纤芯组选择阶段，根据纤芯组内空闲资源与到来业务的大小关系定义纤芯组业务容纳度，并设计基于纤芯组业务容纳度的组排序策略，优先选择权值大的纤芯组。在频谱分配阶段，首先，通过设置串扰阈值控制串扰对网络性能的影响，并根据预分配频谱块中当前业务的持续时间与它前后频谱块中业务的剩余时间设计考虑时域碎片的最小时间差公式，优先选择时间差小的频谱块进行分配；其次，针对完整业务请求在纤芯组中分配失败的情况，算法根据前两条候选路径上的最大纤芯组业务容纳度的值提出动态业务分割多路传输策略，分割后的两个子业务独立地在两条路径上进行多纤芯传输。根据仿真结果，本文所提算法与对比算法相比可有效减少碎片产生，降低带宽阻塞率，提高频谱利用率。
NETL