[论文解读] 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 4

一句话总结

本文提出了一种针对C+L波段动态弹性光网络（EONs）的最优发射功率算法，通过在多种调制格式下最大化累积GSNR实现。结果表明，精确的最后-fit谱分配优于首次-fit，在平均GSNR方面表现更优，从而在动态、多波段光传输系统中提升了频谱效率和信号质量。

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.

研究动机与目标

• 解决C+L波段弹性光网络（EONs）中动态频谱与功率分配的挑战。
• 在多调制格式、动态通道配置下，最大化累积群频谱信噪比（GSNR）。
• 评估并优化全C+L波段范围内发射功率水平，以提升网络性能。
• 在动态流量条件下，比较精确首次-fit与最后-fit谱分配策略的性能。
• 实现下一代灵活栅格网络中高效、可扩展且高容量的光传输。

提出的方法

• 提出一种发射功率优化算法，计算全C+L波段范围内的最优发射功率。
• 以累积GSNR为主要指标，评估并最大化多种调制格式下的信号质量。
• 在动态通道配置框架内应用精确的谱分配算法——首次-fit与最后-fit。
• 采用动态通道规划，支持多种调制格式，并能根据实时流量需求自适应调整。
• 将优化问题建模为在功率与带宽约束下，平衡频谱效率与信号质量。
• 基于通道到达时刻的平均GSNR评估性能，反映实时网络动态特性。

实验结果

研究问题

• RQ1 在C+L波段范围内进行发射功率优化，如何影响动态EONs中的累积GSNR？
• RQ2 谱分配策略（首次-fit与最后-fit）对平均GSNR及网络性能有何影响？
• RQ3 能否有效优化多调制格式配置的发射功率，以提升频谱效率？
• RQ4 动态通道配置如何影响功率效率与信号质量之间的权衡？
• RQ5 在动态流量条件下，使用最后-fit相比首次-fit在GSNR方面能带来多大的性能提升？

主要发现

• 在通道到达时刻，精确的最后-fit谱分配在平均GSNR方面优于精确的首次-fit。
• 所提出的发射功率优化算法能有效最大化C+L波段EONs中多种调制格式下的累积GSNR。
• 已计算出全C+L波段范围内的最优发射功率水平，从而提升了信号质量与频谱效率。
• 采用最后-fit分配的动态配置相比首次-fit，实现了更好的资源利用率与更高的信号质量。
• 该算法在高流量与动态网络场景下表现出显著的GSNR性能增益。
• 结果证实，谱分配策略对弹性光网络中端到端信号质量具有可测量的影响。