WDM网络中基于分层图模型的ICBR路由算法
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【Key words】WDM; ICBR(Impairment Constraint Based Routing algorithm); layered graph model; Q factor; OSNR
0 引言
在 波 分 复 用 （ WDM ， Wavelength Division Multiplexing）光网络中，当光信号在通路中传输时， 会受到来自物理层的各种传输损伤的影响，导致信 号质量下降，当损伤积累到一定程度，会导致业务 无法有效传输，因此考虑物理损伤的路由算法具有 重要的研究意义。
考虑到波长连续性的限制，传统 ICBR 算法采 用简单的先路由再波长分配的算法，其阻塞率是很 高的。此算法引入分层图模型，在每个波长的拓扑 层寻找路径，只要有路径存在就不会阻塞[4]，大大 改善了网络的阻塞性能，且资源利用率较高。
1 物理损伤评估
1.1 物理损伤因素
光信号在通路中传播会受到物理层各种因素的
Be Bo
，
(1)
式中，R 是接收机响应度，Pavg 是接收机平均光功率，
PASE 是掺铒光纤放大器（EDFA，Erbium-Doped Fiber Amplifier）的 ASE 功率， Bo 、 Be 分别是接收机的
调制(XPM，Cross-Phase Modulation)，文中通过参数
2 ASE ,i
、
2 FWM ,i
、
peneye,i
、
2 XPM ,i
分别度量这些物理
损伤对链路 i 所造成的影响。
1) 第 i 条链路上 ASE 噪声引起的信号质量劣化
的方差：
2 ASE ,i
4R2 Pavg PASE
Impairment Constraint Based Routing algorithm)和分层图模型相结合，与传统 ICBR 算法相比，避免了
不必要的连接阻塞，显著改善了网络性能。
【关键词】波分复用光网络；损伤感知路由算法；分层图模型；Q 因子；光信噪比
【中图分类号】TN929.11
【文献标识码】A
【Abstract】In consideration of the severity of optical signal degradation caused by the physical impairments, a new impairment constraint-based routing and wavelength assignment algorithm is proposed. This algorithm considers both linear and nonlinear impairments, estimates the overall quality of the signal from both Q factor and OSNR, thus strictly ensuring the quality of service. Finally, this new algorithm combines the ICBR (Impairment Constraint-Based Routing) algorithms with the layered graph model, and compared with the conventional ICBR algorithms, could avoid unnecessary connection blocking and significantly improve network performance.
【文章编号】1002-0802(2012)02-0084-03
A Layered Graph Model-based ICBR Algorithm in WDM Network
SONG Can， HOU Shao-hua
(School of Opto-Electronic Engineering, Nanjing University of Posts & Telecommunications, Nanjing Jiangsu 210046, China)
【摘 要】考虑到物理损伤导致光信号质量下降的严重性，提出了一种新的损伤感知路由和波长分配
算法。该算法同时考虑多种线性和非线性损伤，从光信噪比（OSNR，Optical Signal Noise Ratio）和 Q
百度文库
因子两方面来评估光信号的整体质量，严格保证了业务的服务质量。最后将损伤感知路由算法（ICBR，
2012 年第 02 期，第 45 卷 总第 242 期
通信技术 Communications Technology
Vol.45，No.02,2012 No.242,Totally
WDM 网络中基于分层图模型的 ICBR 路由算法
宋 璨， 侯韶华
（南京邮电大学 光电工程学院，江苏 南京 210046）
影响，包括线性和非线性物理损伤，如：放大自发
辐射噪声(ASE，Amplified Spontaneous Emission)、
四波混频效应(FWM，Four Wave Mixing)、自相位调
制(SPM，Self-Phase Modulation)/群速度色散(GVD，
Group Velocity Dispersion)的共同作用以及交叉相位
传统的损伤评估，往往采用对单一损伤进行评 估，此算法将多种物理损伤，均量化为统一的链路 权值 Ci，以反映每条光路的信号质量劣化的程度，
收稿日期：2011-11-09。 作者简介：宋 璨（1987-），女，硕士研究生，主要研究方
向为光纤通信与光波技术；侯韶华（1963-），男， 博士，副教授，主要研究方向为光纤通信与光波 技术。
84
最终选出光信号质量足够好的路径，有效的规避了 多种物理损伤的影响。
目前一些相关文献提出的考虑物理损伤的路 由算法[1-3]，仅基于 Q 因子或误码率作为光信号质 量评估的唯一参数，使 ICBR 算法仅在一定程度上 克服信号损伤的影响。在新研究的损伤感知路由 波长分配算法中，从 Q 因子和 OSNR 两方面来评 估光信号质量，最终选定最佳性能路径，保障了 为每个连接请求提供满足服务质量要求的最佳 光路。
0 引言
在 波 分 复 用 （ WDM ， Wavelength Division Multiplexing）光网络中，当光信号在通路中传输时， 会受到来自物理层的各种传输损伤的影响，导致信 号质量下降，当损伤积累到一定程度，会导致业务 无法有效传输，因此考虑物理损伤的路由算法具有 重要的研究意义。
考虑到波长连续性的限制，传统 ICBR 算法采 用简单的先路由再波长分配的算法，其阻塞率是很 高的。此算法引入分层图模型，在每个波长的拓扑 层寻找路径，只要有路径存在就不会阻塞[4]，大大 改善了网络的阻塞性能，且资源利用率较高。
1 物理损伤评估
1.1 物理损伤因素
光信号在通路中传播会受到物理层各种因素的
Be Bo
，
(1)
式中，R 是接收机响应度，Pavg 是接收机平均光功率，
PASE 是掺铒光纤放大器（EDFA，Erbium-Doped Fiber Amplifier）的 ASE 功率， Bo 、 Be 分别是接收机的
调制(XPM，Cross-Phase Modulation)，文中通过参数
2 ASE ,i
、
2 FWM ,i
、
peneye,i
、
2 XPM ,i
分别度量这些物理
损伤对链路 i 所造成的影响。
1) 第 i 条链路上 ASE 噪声引起的信号质量劣化
的方差：
2 ASE ,i
4R2 Pavg PASE
Impairment Constraint Based Routing algorithm)和分层图模型相结合，与传统 ICBR 算法相比，避免了
不必要的连接阻塞，显著改善了网络性能。
【关键词】波分复用光网络；损伤感知路由算法；分层图模型；Q 因子；光信噪比
【中图分类号】TN929.11
【文献标识码】A
【Abstract】In consideration of the severity of optical signal degradation caused by the physical impairments, a new impairment constraint-based routing and wavelength assignment algorithm is proposed. This algorithm considers both linear and nonlinear impairments, estimates the overall quality of the signal from both Q factor and OSNR, thus strictly ensuring the quality of service. Finally, this new algorithm combines the ICBR (Impairment Constraint-Based Routing) algorithms with the layered graph model, and compared with the conventional ICBR algorithms, could avoid unnecessary connection blocking and significantly improve network performance.
【文章编号】1002-0802(2012)02-0084-03
A Layered Graph Model-based ICBR Algorithm in WDM Network
SONG Can， HOU Shao-hua
(School of Opto-Electronic Engineering, Nanjing University of Posts & Telecommunications, Nanjing Jiangsu 210046, China)
【摘 要】考虑到物理损伤导致光信号质量下降的严重性，提出了一种新的损伤感知路由和波长分配
算法。该算法同时考虑多种线性和非线性损伤，从光信噪比（OSNR，Optical Signal Noise Ratio）和 Q
百度文库
因子两方面来评估光信号的整体质量，严格保证了业务的服务质量。最后将损伤感知路由算法（ICBR，
2012 年第 02 期，第 45 卷 总第 242 期
通信技术 Communications Technology
Vol.45，No.02,2012 No.242,Totally
WDM 网络中基于分层图模型的 ICBR 路由算法
宋 璨， 侯韶华
（南京邮电大学 光电工程学院，江苏 南京 210046）
影响，包括线性和非线性物理损伤，如：放大自发
辐射噪声(ASE，Amplified Spontaneous Emission)、
四波混频效应(FWM，Four Wave Mixing)、自相位调
制(SPM，Self-Phase Modulation)/群速度色散(GVD，
Group Velocity Dispersion)的共同作用以及交叉相位
传统的损伤评估，往往采用对单一损伤进行评 估，此算法将多种物理损伤，均量化为统一的链路 权值 Ci，以反映每条光路的信号质量劣化的程度，
收稿日期：2011-11-09。 作者简介：宋 璨（1987-），女，硕士研究生，主要研究方
向为光纤通信与光波技术；侯韶华（1963-），男， 博士，副教授，主要研究方向为光纤通信与光波 技术。
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最终选出光信号质量足够好的路径，有效的规避了 多种物理损伤的影响。
目前一些相关文献提出的考虑物理损伤的路 由算法[1-3]，仅基于 Q 因子或误码率作为光信号质 量评估的唯一参数，使 ICBR 算法仅在一定程度上 克服信号损伤的影响。在新研究的损伤感知路由 波长分配算法中，从 Q 因子和 OSNR 两方面来评 估光信号质量，最终选定最佳性能路径，保障了 为每个连接请求提供满足服务质量要求的最佳 光路。