波分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化及應(yīng)用的研究.pdf

1、互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)量的快速增長以及用戶對光纖通信高容量帶寬需求的不斷增大，使波分復(fù)用（Wavelength Division Multiplexing，WDM）技術(shù)成為光通信網(wǎng)絡(luò)的主要傳輸技術(shù)。WDM網(wǎng)絡(luò)可以使用業(yè)務(wù)疏導(dǎo)方法進(jìn)行波長路由配置（Routing and Wavelength Assignment，RWA）。WDM光網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)疏導(dǎo)就是指通過復(fù)用、解復(fù)用及交叉連接處理，將低顆粒度速率的業(yè)務(wù)流匯聚到高容量光路的行為，它在物理拓?fù)浠A(chǔ)上構(gòu)建

2、的虛拓?fù)淠軐C-N顆粒度的業(yè)務(wù)量進(jìn)行業(yè)務(wù)整合，從而可以使網(wǎng)絡(luò)中的波長資源得到合理配置并解決流量擁塞等問題。另外，在WDM光網(wǎng)絡(luò)中，由于每條光纖鏈路承載了多個(gè)大容量光通道，光纖鏈路的故障會(huì)使大量的高層業(yè)務(wù)被中斷，導(dǎo)致整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的擁塞率急劇增大，所以光網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)恢復(fù)機(jī)制研究顯得非常重要。 光纖無線電（Radio over Fiber，RoF）技術(shù)是無線通信技術(shù)發(fā)展的一個(gè)新的方向，它先對基帶信號(hào)進(jìn)行電/光調(diào)制，并把光信號(hào)進(jìn)行上調(diào)頻處理

3、調(diào)制為毫米波，然后用光纖鏈路傳輸信號(hào)，在接受端恢復(fù)出射頻信號(hào)并把該信號(hào)從天線發(fā)射出去。由于光纖的色散特性會(huì)使鏈路中的光信號(hào)脈沖展寬，降低了光纖鏈路的傳輸距離，所以整個(gè)RoF系統(tǒng)的傳輸性能受到光纖鏈路的色散影響非常大，合理地引入色散補(bǔ)償機(jī)制能大大改善RoF系統(tǒng)的傳輸性能。另外，考慮到RoF系統(tǒng)的成本及網(wǎng)絡(luò)管理復(fù)雜性等問題，在RoF系統(tǒng)的基礎(chǔ)上應(yīng)用WDM傳輸技術(shù)可以構(gòu)建單個(gè)中心站連接多個(gè)基站的大型RoF系統(tǒng)。該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是能實(shí)現(xiàn)單中心站對多

4、個(gè)基站的波長集中分配管理，并節(jié)約了中心站的成本。 本文的工作分為四個(gè)部分，第一部分提出基于自適應(yīng)免疫算法（Adaptive Immune Evolutionary Algorithm AIEA）的業(yè)務(wù)疏導(dǎo)方法，把該業(yè)務(wù)疏導(dǎo)方法應(yīng)用于多個(gè)結(jié)構(gòu)互不相同的光網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲?，仿真結(jié)果的分析表明，該方法具有良好的業(yè)務(wù)疏導(dǎo)能力，通過尋找出全局業(yè)務(wù)收斂能力最優(yōu)的虛拓?fù)洌行Ы档途W(wǎng)絡(luò)的阻塞率。第二部分將AIEA算法應(yīng)用于業(yè)務(wù)恢復(fù)機(jī)制，并對該業(yè)務(wù)恢復(fù)

5、機(jī)制進(jìn)行系統(tǒng)仿真，結(jié)果分析表明AIEA算法可以使網(wǎng)絡(luò)具有足夠的冗余波長資源，當(dāng)光纖鏈路發(fā)生故障時(shí)，網(wǎng)絡(luò)可以迅速利用冗余波長資源恢復(fù)光路。第三部分對基于光倍頻的RoF系統(tǒng)引入了色散補(bǔ)償光纖和布拉格色散補(bǔ)償光柵，并對該系統(tǒng)進(jìn)行仿真分析。第四部分實(shí)現(xiàn)了一種新型多基站RoF系統(tǒng)。 本文具體研究內(nèi)容包括：第一章對業(yè)務(wù)疏導(dǎo)，業(yè)務(wù)恢復(fù)和RoF技術(shù)進(jìn)行綜述。第二章介紹把AIEA算法運(yùn)用于WDM網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)疏導(dǎo)，并對其收斂效果和阻塞率進(jìn)行分析。第三