1 北京邮电大学 电子工程学院 信息光子学与光通信国家重点实验室, 北京 100867
2 国网浙江省电力有限公司信息通信分公司, 杭州 310036
针对传统数据中心电互连网络在应对业务动态流量时存在适应性差的问题, 文章提出并验证了一种可以根据网络流量波动进行网络拓扑自优化重构的机制。文章所提机制通过网络仿真系统与深度强化学习模型的迭代交互, 实现了对拓扑结构与业务流量分布关系的持续训练, 进而在实际系统中, 深度强化学习模型, 根据软件定义网络控制器实时收集的业务流量分布信息, 实现了网络拓扑的自动优化重构, 进而提升了网络性能。实验结果表明, 针对给定的流量强度, 采用深度强化学习进行训练后的模型可以一步输出优化的网络拓扑结构, 降低了平均网络延迟和丢包率。
光互联网络 深度强化学习 网络拓扑重构 optical interconnect network deep reinforcement learning network topology reconfiguration
Author Affiliations
Abstract
State Key Laboratory of Information Photonics and Optical Communications, Beijing University of Posts and Telecommunications, Beijing 100876, China
A complex-coefficient microwave photonic filter with continuous tunability is proposed and demonstrated, which has a compact structure and stable performance without splitting the optical path and tuning the polarization state. By only controlling the DC biases of the modulator, the amplitudes and the phases of the filter taps can both be tuned. The phase difference between the two filter taps covers a full 360° range from 10 GHz to 32 GHz. Frequency responses of the proposed filter are measured within 10–20 GHz with different center frequencies.
060.5625 Radio frequency photonics 070.2615 Frequency filtering 050.5080 Phase shift Chinese Optics Letters
2019, 17(10): 100601
Author Affiliations
Abstract
State Key Laboratory of Information Photonics and Optical Communications, Beijing University of Posts and Telecommunications, Beijing 100876, China
A stable and broadband microwave photonic phase shifter based on the combined use of a linear chirped fiber Bragg grating and optical single-sideband (OSSB) modulation is proposed and experimentally demonstrated. The quality of the radio frequency (RF) signal is improved by the spectral separation delay processing. The theoretical fundamentals of the scheme are explained and the phase shift can be controlled linearly by the wavelength of the light source. In the experiment, a full 360° phase shift with a 10 GHz bandwidth can be achieved and tuned dynamically, continuously, and stably.
060.3735 Fiber Bragg gratings 060.4510 Optical communications 060.5625 Radio frequency photonics Chinese Optics Letters
2016, 14(4): 040601
1 北京邮电大学 信息光子学与光通信国家重点实验室, 北京 100876
2 北京大学 区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室, 北京 100871
针对灵活栅格光网络中的频谱碎片问题，提出了面向频谱融合的路由频谱分配算法与频谱碎片整理算法.通过构建频谱放置窗口/点与频谱融合窗口，使路由频谱分配算法在安置新的带宽请求时不仅考虑了业务所在链路的频谱使用情况，而且还参考业务相邻链路上的频谱使用情况，最大程度地减少了频谱碎片.此外，频谱碎片整理算法通过重路由网络中已有的业务，为被阻塞的请求创造了足够的频谱空间，优化了网络资源的使用情况.仿真结果表明，在动态网络环境下本文提出的算法可以有效地降低业务的阻塞率.
灵活栅格光网络 路由频谱分配 碎片整理 光网络 Flexible grid optical networks Routing and spectrum allocation Spectrum defragmentation Optical network
1 华信邮电咨询设计研究院有限公司, 浙江 杭州 310014
2 浙江大学, 浙江 杭州 310014
3 北京邮电大学, 北京 100876
利用模糊数学理论对光网络中的多故障定位问题进行分析, 得到了光网络中多故障定位的模糊聚类模型。根据由模糊聚类算法得到的专家系统和由此确定的告警和故障之间的隶属函数公式进行故障定位。在格状光网络拓扑下进行多故障定位仿真实验, 得出故障定位成功率的对比图和时间性能的对比图。实验结果表明, 模糊聚类算法可以高效快速地定位故障。
模糊聚类 光网络 多故障 故障定位 fuzzy clustering optical network multi-faults fault location
1 北京邮电大学 信息光子学与光通信国家重点实验室, 北京 100876
2 内蒙古电力信息通信中心, 呼和浩特 010020
基于路径计算单元的光网络, 根据无充足空闲资源用于无需流量迁移状态的恢复光路建立的背景, 围绕故障恢复时尽量减少被中断连接的流量迁移过程, 对并行的流量迁移过程进行了研究, 建立了相应的数学模型, 提出了并行流量迁移的实现方法, 给出了可以得到并行流量迁移过程中连接新旧光路拆建顺序的启发式算法.文中提出的最小化最大中断连接资源需求数并行流量迁移算法包含依赖关系图分割算法和最小化最大中断连接资源需求数拆建顺序确定算法两大部分.仿真证明了最小化最大中断连接资源需求数并行流量迁移算法相对于普通串行流量迁移算法可以利用较少的额外中断得到迁移时间的大幅缩短.
流量迁移 光网络 故障恢复 并行 Traffic migration Optical networks Restoration Parallel
北京邮电大学 信息光子学与光通信国家重点实验室，北京 100876
随着光网络规模的不断扩大以及网络体系结构的扁平化过程加速，网络传输的可靠性和实时性以及生存性路面算法本身面临新的挑战.本文在单点割集的松弛生存性约束条件下，结合动态业务下的IP over WDM光网络的特点，借助蚁群优化算法的强鲁棒性和记忆能力，通过改变与调整蚁群优化算法结构中的信息素结构与其更新机制，在动态路由选择过程中，引入网络可生存性约束信息改进路由选择概率计算机制，来实现IP over WDM光网络动态生存性映射的路由策略.与其他同类算法相比，该算法不再存储网络备用路由集和物理拓扑自身庞大的割集关系，在保证网络生存性效果的前提下，通过割集松弛条件有效降低了计算的时间复杂度，提高算法收敛速度，适应网络实时性要求.仿真结果表明：与传统最短路算法比较，该算法能有效提高动态光网络的可生存性映射性能和网络的资源利用效率，并降低业务阻塞率.
蚁群优化 光网络 生存性 IP over WDM IP over WDM Ant colony optimization (ACO) Optical network Survivability
北京邮电大学光通信与光波技术教育部重点实验室， 北京 100876
利用非共线相位匹配方法，研究了不同极化周期和不同非共线结构下周期极化铌酸锂晶体(PPLN)中的光参量放大(OPA)带宽与增益特性。光谱带宽和增益通过对相位失配进行泰勒级数展开并保留到二阶级数项得到，在计算过程中考虑到了晶体极化周期、非共线入射结构、PPLN晶体长度以及抽运光强度的影响。计算结果表明，参量带宽和增益带宽具有相似的特性，而且PPLN晶体的周期和非共线入射结构会对光参量放大的光谱带宽产生一定的影响，在同一波长处，通过调节晶体周期或非共线结构可以获得更大的带宽。在对增益的研究过程中发现，与增加抽运光强度相比，增加晶体的长度能更有效地增强参量增益，但是PPLN晶体的周期和非共线入射结构对增益几乎没有什么影响。
非线性光学 光参量放大 非共线相位匹配结构 周期极化铌酸锂 带宽 增益
1 北京邮电大学光通信与光波导技术教育部重点实验室, 北京 100876
2 中国移动通信集团公司, 北京 100032
在自动交换光网络(ASON)的控制平面内引入了通用多协议标签交换(GMPLS)协议, 使得光传送网络具备了更大的智能性。在控制平面拓扑和传送平面拓扑一致的情形下, 以GMPLS的“便道”技术为基础, 提出了一种改进型的基于标签交换路径(LSP )“双链路”恢复(DLR)的生存性机制。它对发生故障的节点两端链路同时实施迂回策略。通过对传统的链路恢复和“双链路”恢复进行细致地分析, 定量地给出了在这两种情形下, 信令恢复时间的比较方案。以美国AT&T实验室中研制的大型路由器上的数据为参数, 对上述两种不同恢复机制进行了对比分析, 进一步验证了该恢复策略提出的有效性。
光通信 自动交换光网络 双链路恢复 通用多协议标签交换 生存性 控制平面
北京邮电大学光通信与光波技术教育部重点实验室, 北京 100876
在大型骨干光网络中, 建立一条从源节点到宿节点的路由至关重要。在集中式网络管理系统体系下, 网络中动态路由信息以及故障状态信息, 通过路由的“泛洪”机制, 被传送到其他节点上实现资源信息共享,这对于连接的迅速建立, 恢复路由的快速启动将是不利的。尝试采用一种启发式算法-蚁群策略, 快速提高光网络中故障恢复的速度。该路由算法平台采用了分布式蚁群算法自动修复故障点, 解决了重路由的快速收敛问题; 依靠分布式代理机制构建管理平面和数据平面相互通信的机制, 完成诸如链路信息素的更新等功能。设计了一个网络故障的场景, 通过实验数据表明, 采用蚁群的分布式路由策略, 可以更快地实现路由信息的汇聚, 找到最佳的恢复路由。
光网络 蚁群算法 分布式移动代理 连接管理 故障管理
