《可變頻寬交換光網路的自適應機理研究》是依託北京大學，由郭秉禮擔任負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：可變頻寬交換光網路的自適應機理研究
- 項目負責人：郭秉禮
- 項目類別：青年科學基金項目
- 依託單位：北京大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
可變頻寬交換光網路(BV-OSN,Bandwidth Variable Optical Switch Network)是解決光網路大容量、長距離、易控管和多速率業務承載的關鍵技術，其研究具有重要的科學和社會意義。本課題圍繞目前光網路演進過程中提升頻譜效率、引入管控智慧型兩個重要方向，從可變頻寬交換光網路中的自適應控制問題入手，通過深入分析其中自適應控制需求的來源、自適應控制的多耦合特性及其實現機制，進一步揭示BV-OSN中自適應全局性能調控過程的複雜性。主要研究自適應過程主體間的複雜耦合關係、自適應控制過程的系統化建模、自適應的全網性能最佳化方法等科學問題，引入系統控制論的分析方法與最佳化決策理論，實現可變頻寬交換光網路中自適應控制過程的理論建模，設計自適應控制功能模組以及有效的多主體協同自適應控制算法，最終建立自適應試驗平台，對理論研究結果進行試驗驗證。
結題摘要
目前光網路演進過程中提升頻譜效率、引入管控智慧型兩個重要方向，從可變頻寬交換光網路中的自適應控制問題入手，通過深入分析其中自適應控制需求的來源、自適應控制的多耦合特性及其實現機制，進一步揭示可變頻寬光網路中自適應全局性能調控過程的複雜性。主要研究自適應過程主體間的複雜耦合關係、自適應控制過程的系統化建模、自適應的全網性能最佳化方法等科學問題，引入系統控制論的分析方法與最佳化決策理論，實現可變頻寬交換光網路中自適應控制過程的理論建模，設計自適應控制功能模組以及有效的多主體協同自適應控制算法，最終建立了自適應試驗平台，並對理論研究結果進行了試驗驗證。 本課題發表論文35篇，其中SCI檢索20篇，提交專利申請2篇。 具體本課題在以下三方面的研究中取得了一定進展： 1 可變頻寬光網路中多調製格式混合傳輸可變功率分配（預均衡）策略 針對可變頻寬光網路中存在的多進制調製格式混合傳輸的情況，充分利用不同調製格式達到一定誤碼率閾值所要求的信噪比不同的特點，研究提出了基於多進制格式的混合速率傳輸中的可變功率分配策略，區別於以往的固定功率分配，可變功率分配策略中，不同調製格式子載波發射功率是不同的。在達到一定誤碼率要求的基礎上，提出了兩種最佳化策略：（A）能耗最小；（B）總誤碼率最低。經仿真分析發現，與傳統的固定功率分配相比，可變功率分配在傳輸性能上有顯著優勢。 2 可變頻寬光網路中基於節能的負載自適應頻譜分配算法 研究了網路能耗與信號傳輸距離、信號調製格式等因素之間的關係，首次提出不同調製格式信號在可變頻寬傳輸系統中的能耗模型，提出了基於網路負載與傳輸距離的速率自適應節能機制，自適應的調製格式和發射功率選擇機制和新型的考慮能耗的路由算法，在保證業務高效傳送的前提下，使網路總的耗能達到了最低。 3 可變頻寬帶來的功率管理問題 針對基於OFDM的可變頻寬光網路中信道頻寬可變、信道數量眾多的特點，提出了一種基於OFDM子波帶交換的光功率均衡方案，以實現固定功率管理策略，並通過實驗論證了這種方案的可行性；同時，針對可變頻寬光網路中多種調製階數的信道並存的情形首次提出了一種可變功率管理策略，並提出了一種適用於此策略的基於反饋疊代的功率最佳化方法，並通過仿真驗證了其在抑制信道間串擾等方面的可行性。
