[論文レビュー] Launch Power Optimization for Dynamic Elastic Optical Networks over C+L Bands

Farhad Arpanaei, Mahdi Ranjbar Zefreh+7 more|arXiv (Cornell University)|Aug 25, 2023

Advanced Optical Network Technologies被引用数 4

ひとこと要約

本稿は、C+Lバンドにおける動的エラスティック光ネットワーク（EONs）の最適送信電力アルゴリズムを提案し、複数の変調形式を横断して累積GSNRを最大化する手法を用いる。正確な最後適合スケジューリングが最初適合スケジューリングを上回ることを示し、動的でマルチバンド光伝送システムにおいてスペクトル効率と信号品質が向上することを明らかにする。

ABSTRACT

We propose an algorithm for calculating the optimum launch power over the entire C+L bands by maximizing the cumulative link GSNR of a channel plan built upon multiple modulation formats, with application to dynamic EONs. Exact last-fit spectrum assignment proves to outperform exact first-fit in terms of average GSNR at arrival time.

研究の動機と目的

• C+Lバンドにおけるエラスティック光ネットワーク（EONs）の動的スペクトルおよび電力割り当ての課題に対処すること。
• 複数の変調形式を用いた動的チャネルプロビジョニングにおいて、累積グループスペクトル信号対雑音比（GSNR）を最大化すること。
• ネットワーク性能の向上を図るため、C+Lバンド全体の送信電力レベルを評価および最適化すること。
• 動的トラフィック下での正確な最初適合対最後適合スケジューリング戦略の性能を比較すること。
• 次世代のフレキシブルグリッドネットワークにおける効率的でスケーラブルかつ高容量な光トランスポートを実現すること。

提案手法

• 全C+Lバンドスケジュールにわたる最適送信電力を計算する送信電力最適化アルゴリズムを提案する。
• 複数の変調形式にわたる信号品質の評価と最大化の主な指標として累積GSNRを用いる。
• 動的チャネルプロビジョニングフレームワーク内に、正確なスケジューリングアルゴリズム（最初適合および最後適合）を適用する。
• 複数の変調形式をサポートし、リアルタイムのトラフィック需要に適応する動的チャネルプランを採用する。
• スペクトル効率と信号品質のバランスを取るために、電力および帯域制約のもとで最適化問題を定式化する。
• ネットワークのリアルタイムダイナミクスを反映するため、チャネル到着時の平均GSNRに基づいて性能を評価する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 C+Lバンド全体にわたる送信電力最適化は、動的EONにおける累積GSNRにどのように影響するか？
• RQ2 スケジューリング戦略（最初適合対最後適合）は、平均GSNRおよびネットワークパフォーマンスにどのような影響を及ぼすか？
• RQ3 複数の変調形式プロビジョニングを送信電力最適化によって効果的に最適化できるか？
• RQ4 動的チャネルプロビジョニングは、電力効率と信号品質のトレードオフにどのように影響するか？
• RQ5 動的トラフィック条件下で、最後適合が最初適合に対してGSNR面でどの程度のパフォーマンス向上をもたらすか？

主な発見

• チャネル到着時の平均GSNRという観点から、正確な最後適合スケジューリングが正確な最初適合スケジューリングを上回ることを確認した。
• 提案された送信電力最適化アルゴリズムは、C+LバンドEONにおける複数の変調形式にわたる累積GSNRを効果的に最大化できる。
• C+Lバンド全体にわたる最適送信電力レベルが計算され、信号品質とスペクトル効率の向上が実現された。
• 最後適合スケジューリングを用いた動的プロビジョニングは、最初適合よりも優れたリソース利用効率と高い信号品質を達成した。
• 特に高トラフィックおよび動的ネットワーク環境下で、アルゴリズムは顕著なGSNR向上を示した。
• 結果から、スケジューリング戦略がエラスティック光ネットワークにおけるエンドツーエンドの信号品質に測定可能な影響を及ぼすことが確認された。