基于光纤光栅技术的新型光子器件及其在动态可配置波分复用光网络中的应用

报道了光纤光栅外腔激光器、基于可调谐光纤光栅的动态可配置分插复用器(OADM )和全光波长转换器等在全光通信网中有应用潜力的新型光子学器件的实验结果 ,演示了这些器件的功能 ,基于这些器件建立了 4路符合ITU T波长标准 ,间隔为1 6nm的具有动态波长路由、全光波长转换及光信号实时监控功能的密集波分复用光网络演示系统。

矿用信息传输波分复用光网络大容量路由与波长分配研究

针对地下矿山网络系统复杂,如何实现采集的大数据信息低延迟、高速率传输的问题,通过构建地下矿山软件定义的波分复用光网络,以中央总控制网络为基础,数学化描述了地下矿山网络模型。通过最小化使用波长索引号的方式减小了分支网络业务的阻塞率,优化了地下矿山网络的分支网络业务承载能力。通过数值仿真对比分析了最大容量优先、最短距离优先和最大容量/跳数优先3种大容量的路由与波长分配算法,数值验证了地下矿山中央主控网络能够提高网络大数据信息承载能力和提高网络频谱资源的利用效率,证实了所设计的大容量路由与波长分配算法的可行性与有效性。研究表明:相较于SDF和MCF算法,MCHF算法具有较低的阻塞率。因此,采用地下矿山中央主控网络传输,既能满足地下矿山采集的大数据信息承载能力和网络频谱资源的利用效率,又可保证所采集的大数据信息低成本、低延迟和高速率传输。

混合光波长转换在波分复用光网络中的应用

在全光网络中 ,如何合理利用波长转换来降低光网络的阻塞率是一个非常关键的问题。研究了最新的波长转换体系结构和波长转换手段 ,提出一种全新的混合波长转换方法 ,在减少网络中波长转换器个数的同时 ,维持拥塞概率类似于全波长转换。提出了 5种不同的波长转换器使用策略 ,并利用数值模拟的方法 ,比较了这 5种不同的波长转换器使用策略 ,分析结果 ,得出了最小化光网络的阻塞概率的波长转换使用策略。结合混合波长转换和波长转换器使用策略 ,进一步提出了光网络中优化波长转换器配置的遗传算法 ,通过对 14个节点的美国自然科学基金网 (NSFNet)的数值模拟 ,结果表明它是十分有效的 ,在减少光网络中波长转换器数量 ,且不增加光网络波长数量的情况下 。

软件定义时分波分复用无源光网络中基于带宽预测的资源分配策略

针对时分波分复用无源光网络(TWDM-PON)多个光线路终端(OLT)间资源缺乏协同集中调度问题,该文提出一种带有软件定义的基于带宽预测的资源分配策略(RABP)。在光线路终端间,设计粒子群优化的BP神经网络模型预测各光线路终端所需带宽,避免了控制器与光线路终端信息交互时延对资源分配实时性的影响;其次,在光线路终端内,动态设定滑动周期并基于光网络单元授权信息实时统计资源池共享带宽,同时,设计负载均衡的波长调度机制实现多波长的高效利用。仿真结果表明,该策略提高了信道资源利用率,降低了平均包时延。

10Gbit/s时分波分混合复用无源光网络系统

为了解决时分复用无源光网络的低带宽、高延时和波分复用无源光网络的高成本、低利用率的问题,提出一种新型时分波分混合复用无源光网络系统。利用马赫曾德尔干涉光开关阵列和高速铌酸锂马赫曾德尔调制器,可灵活、快速地为不同光网络单元传递数据包,减少了光调制器的使用数量,降低了系统成本。该系统结合光载波抑制调制和波长重用技术,实现了下行10Gbit/s、上行1.25Gbit/s的通信速率,传播距离可达50km以上。

波分复用网络中基于负载均衡的报文调度算法研究

分析了传统调度算法的优缺点,针对报文长度可变的情况,提出了一种新的报文调度算法,在不破坏控制报文传送次序的前提下,平衡分配给不同信道的报文总长度,从而在减小平均延迟的同时使分配给信道的负载达到均衡。理论计算和仿真试验结果表明,与传统的调度算法相比,对报文的传输延迟和负载性能有较大提高。

基于光开关阵列的灵活TWDM-PON系统研究

为了满足接入网日益增长的业务流量需求,解决当前因架构固定、资源维度有限而导致的不同无源光网络之间波长无法灵活分配的的问题,提出了一种将发射固定波长的激光器与光开关阵列组合的时分波分混合复用无源光网络结构。在这种新的系统结构中,下行波长资源被集中化处理,采用在局端配置光开关阵列的方法实现波长在不同网络之间的灵活调度,降低系统总体成本的同时能够用来解决负载平衡、流量“潮汐效应”、网络资源利用率低下等问题。通过理论分析和仿真实验验证了系统的可行性,得出该结构与传统无源光网络的兼容性、波长资源的共享性、系统低成本以及节能的特点。结果表明,在没有色散补偿的情况下,信号可以覆盖30 km的传输距离,同时服务512个用户。该研究可以为典型应用场景下的无源光网络部署提供参考。

WDM光网络串扰特性分析与实验研究

提出了 WDM光网络系统串扰分析统一的数学模型 ,分析比较了 WDM光网络系统各种串扰的起源与特征 ,实验研究了不同的非相干串扰代价下 ,WDM光网络系统的功率代价 .对应 1 d B功率代价下 ,得出 WDM光网络系统对应非相干串扰代价容限小于 - 2 0 d B的结果 .

WDM光网络非相干串扰实验研究

在WDM光网络系统中 ,节点如OXC和OADM采用的光器件其非理想性积累构成系统串扰问题 ,本文提出了WDM光网络系统中串扰问题分析的一般数学模型 ,根据模型分析比较了WDM光网络中相干串扰和非相干串扰的区别。实验研究了不同非相干串扰代价条件下 ,对应WDM光网络系统的功率代价。对应 1dB功率代价下 ,实验得出WDM光网络对应非相干串扰代价容限小于 - 2 0 .8dB的结果。实验结果对于WDM光网络组网规划有一定的参考意义。

交互式仿真在光网络性能分析中的应用

从系统学和经济学的角度出发,分析了光网络拓扑设计、路由选择、波长分配分别对光网络性能的影响,指出光网络性能不仅取决于路由选择与波长分配算法,并且取决于光网络拓扑设计。进而指出在进行光网络性能优化过程中,以网络拓扑设计作为性能优化的基础,结合路由与波长分配算法、网络服务和市场价格等因素,建立了一种波分复用(wavelengthdivisionmultiplexing,WDM)光网络性能优化的数学模型。最后,给出了WDM光网络性能分析与优化的交互式仿真过程。

基于改进PCNN算法的光网络RWA问题的研究

针对波分复用光网络在动态业务下的路由和波长分配问题,本文将一种改进的脉冲耦合神经网络(PCNN——Pulse Coupled Neural Networks)算法引入到光网络路由选择中,并将波长分配与分层图模型相结合,通过改变PCNN神经元的点火方式以及控制自动波的传播时间模拟路径代价,使得网络路由选择具有了PCNN的并行处理特性。结合波长分配算法进行仿真,结果表明,本算法与传统的最短路径算法相比,总能得到全局最优解且计算量小,降低了网络的呼叫阻塞率,提高了对网络资源的利用。

WDM光网络系统相干串扰与非相干串扰

同频串扰可以分为相干串扰与非相干串扰 ,本文提出了WDM光网络系统串扰相干性分析的数学模型 ,分析提出相等的相干串扰代价和非相干串扰代价下引起的WDM光网络系统功率代价的一致性 ,并与模拟相干串扰和非相干串扰实验结果进行了比较验证。实验结果表明 ,对应 1dB功率代价下 ,WDM光网络系统对应相干串扰和非相干串扰代价容限小于 - 2 0dB和理论结果一致。

WDM光网络中一种新的备用路由算法

文章基于负载均衡和禁忌搜索提出一种新的备用路由算法,实现了优化解搜索及对链路负载方差和拥塞的优化。路由选择后,采用首次命中按长通道优先原则为各光通道分配波长。在环网和网状网静态业务模式下对不同路由算法进行了仿真,仿真结果表明,新算法能充分利用网络资源安排最佳路由,有效降低了对波长的需求。

一种改进遗传算法在WDM光网络中的应用

在波长路由光网(WRON)中,波长转换对提高网络性能、减少阻塞率起着重要的作用.但由于目前全光波长转换器非常昂贵,因而如何最优利用波长转换是配置光网络的一个重要问题.文中利用遗传算法很好地解决了这一问题,并且利用数值模拟的方法,计算了美国自然科学基金网(NSFnet)网络中最优配置下网络的阻塞情况.然后针对普通遗传算法的缺点,提出了一种改进遗传算法.最后利用数值模拟的方法,比较了两种算法的性能.

一种适合多域WDM光网络的拓扑聚合算法

根据多域波分复用光网络的特点提出一种以波长为压缩参数的拓扑聚合算法。该算法根据原拓扑资源图构造边界节点的全连通拓扑,在其基础上进一步压缩为非对称星型图。用随机产生的网络拓扑仿真表明,算法能在很小的精度损失情况下有效地压缩信息。相对于全连通拓扑,其压缩后的复杂度可降低到O(N)。

以IP网为信令通道的光网络管理方案研究

提出了一种利用现有的IP网络作为信令通道的光网络管理方案。该方案应用于清华大学校级重点学科建设的高速宽带信息网项目中,成功地实现了配置管理、性能管理和故障管理功能。最后讨论了这种方法的优缺点。

一种稀疏波长转换光网络中的波长分配算法

研究了具有波长转换功能的WDM光网络的分类以及已有的几种波长分配算法,分析了波长分配算法的一般流程。文中以波长变换次数最少做为所提出的波长分配算法的主要优化目标,根据WDM光网络中的节点是否具有波长转换的功能,结合等价光路由替换的思想,提出了在稀疏有限波长转换光网络中的一种启发式的波长分配算法。仿真实验表明,当光网络中的连接请求量较大时,该算法的阻塞率低于已有的一些波长分配算法,连接能力有了较大提高。

基于博弈均衡的WDM光网络动态恢复策略

提出一种基于博弈论和D*思想的动态均衡启发式算法,求解波分复用(WDM)光网络中波长级恢复问题。算法将网络中的各边代价与当前波长使用情况综合考虑,运用博弈论原理动态构建估计函数,实现了WDM光网络的高效恢复。仿真结果表明,该算法能有效地降低光路阻塞,提高恢复率,其快速和智能特性能够满足恢复时间的要求。

数字网络型光纤振动传感系统

设计了一种新型光纤振动传感系统,该系统借鉴光通信中的无源光网络(PON)技术、光纤时分和波分混合复用传感侦测技术组建了数字网络型无源传感网络,系统传感单元的最大容量为32×8,有效地扩大了传感范围,实现了多传感单元系统化的集中管理,在处理算法中采用动态阈值自适应管理,可以根据环境变化实时改变阈值。在报警处理中,采用声、光、无线等多种报警技术,避免漏处理。实验结果表明:该系统工作稳定,集成化程度高,能够有效实现多传感单元、多类型入侵事件的有效报警。

下一代光无源网络(NG-PON)主流技术

FTTH是未来宽带接入网发展的必然趋势,无源光网络(PON)技术以其纯介质网络特性获得越来越广泛的认可及部署,被认为是FTTH的最佳解决方案。文章综述了下一代无源光网NG-PON,扼要地介绍、分析了10GEPON、WDM-PON的工作原理和实现方案,提出了NG-PON的演进思路。