智能光網(wǎng)絡(luò)物理層光信道損傷的動(dòng)態(tài)感知模型研究.pdf

1、近年來(lái),智能光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展引入了一部分自動(dòng)控制功能,實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)連接管理。但當(dāng)突發(fā)業(yè)務(wù)引起路由發(fā)生變化時(shí),缺少智能化監(jiān)控、調(diào)節(jié)和自我適應(yīng)。因此,并不能真正滿足動(dòng)態(tài)業(yè)務(wù)的需求。一方面,目前光網(wǎng)絡(luò)作為承載網(wǎng)絡(luò),對(duì)接入業(yè)務(wù)采取一視同仁的服務(wù)策略,雖然在上層可以采取業(yè)務(wù)分級(jí)或服務(wù)質(zhì)量(QoS)的區(qū)分,但是光網(wǎng)絡(luò)作為底層傳送網(wǎng)絡(luò)并不能了解這些信息,因此可能會(huì)導(dǎo)致優(yōu)先等級(jí)較高的業(yè)務(wù)在光網(wǎng)絡(luò)中并沒(méi)有得到相應(yīng)優(yōu)先級(jí)的傳送。另一方面,隨著傳輸速率的不斷升級(jí)和

2、可重構(gòu)光分插復(fù)用設(shè)備(ROADM)的使用,色散、偏振模色散以及增益抖動(dòng)等各種物理層光信道損傷的積累無(wú)法避免,光信號(hào)傳輸性能更加難以預(yù)測(cè)和評(píng)估。為此,光網(wǎng)絡(luò)正越來(lái)越多地需要感知外部特征,即來(lái)自下層的物理層傳輸質(zhì)量(QoT)和上層客戶端層的QoS需求。
　　 論文在深入分析WDM網(wǎng)物理層光信道損傷對(duì)傳輸質(zhì)量的影響的基礎(chǔ)上,提出了QoT對(duì)QoS的映射及其量化機(jī)制。廣泛研究現(xiàn)有的損傷監(jiān)測(cè)方法,建立了合理和簡(jiǎn)單的物理層信道損傷動(dòng)態(tài)感知的監(jiān)

3、測(cè)模型,最后利用OptiSystem仿真工具實(shí)現(xiàn)了WDM傳輸仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。
　　 主要完成的工作和研究成果如下:
　　 (1)深入分析物理層信道損傷對(duì)網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)性能的影響。選擇四個(gè)參數(shù)色散(CD)、偏振模色散(PMD)、光信噪比(OSNR)和非線性相移(ΦNL)作為信號(hào)特征參數(shù),它們較全面地涵蓋物理層信道的所有損傷,同時(shí)在實(shí)際傳輸中也便于監(jiān)測(cè)和表述。
　　 (2)設(shè)計(jì)了QoT對(duì)QoS的映射機(jī)制。物理?yè)p傷參數(shù)只是表示

4、物理層光信號(hào)損傷程度,最終影響傳輸質(zhì)量。由于上層業(yè)務(wù)QoS的可靠性常用誤碼率(BER),同時(shí)物理層損傷必然反映了BER的影響,從而B(niǎo)ER成為QoT和QoS的連接紐帶。通過(guò)對(duì)損傷參數(shù)的感知,就可以判斷QoS是否滿足要求。
　　 (3)實(shí)現(xiàn)了物理層損傷參數(shù)的量化標(biāo)識(shí)。由于損傷的動(dòng)態(tài)性,對(duì)傳輸質(zhì)量存在著一定的影響。為了衡量其影響程度,找出物理層損傷參數(shù)映射傳輸質(zhì)量發(fā)生質(zhì)變時(shí)的臨界值。但BER與物理?yè)p傷參數(shù)無(wú)直接對(duì)應(yīng)關(guān)系,利用OSNR、

5、CD、PMD和ΦNL分別與BER的關(guān)系曲線圖,從而找到各個(gè)參數(shù)影響B(tài)ER的閾值。
　　 (4)建立了物理層信道損傷動(dòng)態(tài)感知的監(jiān)測(cè)模型。針對(duì)現(xiàn)實(shí)網(wǎng)絡(luò)中占主導(dǎo)地位的損傷參數(shù),從較高的精確度、較低的成本和復(fù)雜度等角度考慮,建立了合理的損傷監(jiān)測(cè)模型,能夠感知參數(shù)的動(dòng)態(tài)變化,以便網(wǎng)絡(luò)層能夠從損傷數(shù)據(jù)庫(kù)提取信息,再結(jié)合量化標(biāo)識(shí)機(jī)制,只有在參數(shù)超過(guò)閾值時(shí),才發(fā)送信令,這樣大大節(jié)省了帶寬資源。
　　 (5)采用OptiSystem仿真工