为了减少弹性光网络(EON)中的频谱和时间碎片, 针对提前预留(AR)业务提出一种碎片感知路由与频谱分配(RSA)算法。在选路阶段, 该算法采用K最短路径算法, 综合考虑路径距离、跳数、频谱资源消耗和邻接链路数等因素影响来挑选侯选路径集；在资源分配阶段, 则采用局部影响因子统计可能产生的频谱和时间碎片, 以降低候选资源块周围的频谱、时间资源碎片化程度, 并利用整体影响因子尽可能将占用资源集中在频率轴边界处, 以增加中间空闲资源连续性, 同时还引入时域资源使用度因子以避免过度占用资源。仿真结果表明, 该算法进一步改善了带宽阻塞率性能, 提高了资源利用率。

为满足多接入边缘计算(MEC)增强FiWi网络中计算卸载业务和传统宽带业务的差异化需求, 基于混合调度和协同卸载机制提出一种协同卸载感知(COA)的动态波长带宽分配(DWBA)算法。该算法利用在线调度回传计算结果, 将离线子周期分为计算卸载子周期和宽带业务子周期。光线路终端协同调度波长带宽分配和卸载决策, 优先采用水平计算协同卸载方式为超载MEC服务器选择卸载目标, 将剩余计算需求卸载到远程集中云。仿真结果表明: 该算法能显著提高计算业务完成率, 减少平均完成时间, 降低对传统宽带业务和核心网负载的不利影响。

针对弹性光网络的频谱碎片问题，提出了一种最大化业务承载力的碎片感知路由与频谱分配算法。在路由阶段利用K最短路由算法为业务请求离线计算K条跳数最短的备选路径，在频谱分配阶段考虑到达业务请求以及已建立业务连接的持续时间等因素，对空闲频谱块（SB）的业务承载力进行评估，并从所选路径的可用SB中挑选建立光路后关联路径中空闲资源业务承载力最大的方案建立业务连接。仿真结果表明，该算法可以降低带宽阻塞率和链路平均碎片率，同时提高资源利用率。

在弹性光网络中，频谱碎片会造成大量业务请求被阻塞。为了减少碎片、进一步降低立即预留请求的带宽阻塞率，提出一种二维碎片感知路由频谱分配算法。在路由阶段，该算法综合考虑跳数和调制格式因子，为业务请求离线计算出多条跳数较小、调制格式较好的候选路径。在频谱分配阶段，综合考虑到频谱边界的距离、对相邻资源的影响和资源使用量3个因子，设计一个二维碎片度量指标——联合碎片度（CF），以评估每个候选频谱块，并选择CF最小的候选频谱块分配给业务。仿真结果表明，与几种典型算法相比，本文提出的算法能够进一步降低带宽阻塞率和提高频谱利用率。

在无源光网络(PON)中应用网络编码(NC)可以更好地解决带宽需求问题。针对时分波分复用无源光网络(TWDM-PON)提出一种基于NC的动态波长带宽分配(DWBA)算法, 该算法综合考虑光网络单元(ONU)的往返时间(RTT)、编码ONU组的带宽需求以及引入NC后的排队时延, 动态调整编码ONU组的调度顺序, 并按可上传时间的先后顺序选择多个波长, 尽早上传编码ONU组的数据分组。仿真结果表明: 所提算法可以降低排队时延和端到端时延, 提高网络吞吐量。

为了解决软件定义弹性光网络(SD-EON)中的持续时间感知路由与频谱分配(HTA-RSA)问题,结合多径路由(MPR)、流量疏导(TG)和自适应调制(AM)建立了以最小化频谱资源占用为优化目标的整数线性规划模型,并提出了一种基于TG的持续时间感知多径路由与频谱分配(HMRSA-TG)算法。针对立即分配(IR)和预约分配(AR)两种业务,先利用单径单业务分配方式建立业务连接;若不成功,则利用单径多子业务分配方式;若仍然不成功,则尝试多径多子业务分配方式。为了最小化频谱资源占用和尽快释放频谱资源,在建立业务连接时,优先选择占用频谱资源最少的分配方式。当占用频谱资源相同时,优先选择占用时隙总和最小的分配方式。仿真结果表明,本算法可以降低阻塞率和提高频谱利用率。

针对光纤无线网络已有动态带宽分配算法时延较大、信道利用率较低的问题, 提出一种低延迟分布式动态带宽分配算法。该算法每个轮询周期包含无线请求报告和上行数据传输两个子周期, 可在无线信道和上行信道并行进行。无线请求报告子周期采用双向轮询方式, 而且节点回传Gate帧与上传数据也并行进行。仿真结果表明: 该算法可降低数据包平均时延和节点平均队列长度, 提高上行信道利用率。

为了提高弹性光网络(EON)的频谱利用率, 提出一种基于自适应调制的碎片感知共享通路保护算法。该算法利用频谱块承载权重(SBBW)衡量不同频谱块接纳业务的能力, 优先选择SBBW大的链路构成候选工作路径, 并利用分配前、后SBBW差值最小的频谱块建立工作路径。然后选择可用频谱块和保护频谱块承载能力大的链路构成候选保护路径, 建立保护路径时优先使用分配前、后SBBW差值最小的保护频谱块, 建立失败时才选择分配前、后SBBW差值最小的可用频谱块。仿真结果表明: 该算法可以降低带宽阻塞率、频谱碎片率和备用容量冗余。

基于在线-离线双子周期混合调度方式和节点模块化的设计思想,提出一种支持区分服务的节能动态波长带宽分配算法。该算法综合考虑光线路终端(OLT)和光网络单元(ONU )两端节能机制的相互影响以及不同类别业务的时延和带宽约束条件,利用在线子周期和离线子周期分别为加速转发业务和确保转发/尽力而为业务授权。每个子周期内通过合理选择波长信道和传输窗口,尽可能减少激活波长数,延长节点处于低功耗状态时间,减少节点状态转换次数,避免信道出现高能耗空隙,以降低全网能耗。仿真结果表明:所提算法在保证业务不同约束要求的前提下,有利于降低ONU、OLT端能耗和全网总能耗。

针对室内可见光通信(VLC)光链路发射源(LED器件)有限的调制带宽问题, 基于多维无载波幅度相位调制(CAP)技术, 提出一种频带利用率高效的光空间调制方案(OSM-CAP)。OSM-CAP系统将输入信息序列分成两部分, 一部分进行空域映射即空间调制, 其结果用来选择激活的LED; 另一部分进行信号域映射, 即CAP调制。其中, CAP调制采用序列二次规划算法求取的时域正交多维CAP滤波器组实现。对于采用强度调制/直接检测(IM/DD)的VLC系统, 该CAP信号还将进行单极化处理, 文中提出两种相应的解决方案, 即采用添加直流偏置(OSM-DCO/CAP方案)和零值位置极性编码(OSM-U/CAP方案)。基于朗伯体辐射模型, 且可见光背景噪声建模为加性高斯白噪声, 推导了OSM-DCO/CAP、OSM-U/CAP调制方案的误码率理论解, 仿真验证了其准确性。在5 m×5 m×3 m的室内场景下, 探讨了无载波幅度相位调制维度以及接收机个数、发射机间距、收发平面距离以及链路遮挡情况等信道参数对系统性能的影响。结果表明, 星座调制阶数相同时, CAP调制维度越高, 误码性能越好; 接收机个数增多、发射机间距加大以及收发平面距离减小与系统可靠性存在正相关关系; 链路存在遮挡情况时, 会提高信道间的差异性, 改善系统性能。