弹性光网络中带宽资源分配与调度的优化机制研究

Optical orthogonal frequency-division multiplexing (O-OFDM) technology can achieve sub-wavelength granularity for bandwidth allocation in the optical layer. Therefore, elastic optical networks (EONs) can be realized based on it. However, O-OFDM also makes the bandwidth allocation techniques for wavelength-division multiplexing (WDM) networks not applicable in EONs. This project will focus on how to optimize the bandwidth allocation and request scheduling for different applications in EONs. We will first formulate theoretical models based on the network and applications to investigate the factors that can affect the performance of EONs. Then, we will study how to overcome drawbacks such as bandwidth fragmentation in EONs with systematic approaches. Based on these approaches, we will propose efficient algorithms for application-oriented bandwidth allocation and request scheduling in EONs, for unicast, multicast, advance reservation (AR) and bandwidth-variable requests. We will also build a control plane test-bed to demonstrate the proposed technologies. Through this project, we expect to understand how to achieve flexible and intelligent bandwidth allocation and request scheduling for different applications in EONs. The research results from this project will be valuable for both theoretical investigations and practical applications, and therefore it will be meaningful for us to work on it.

弹性光网络是当前的一个研究热点，它利用光正交频分复用（O-OFDM）技术将光层的带宽分配粒度降到亚波长量级，为实现智能灵活的全光交换提供了可能，但由于O-OFDM的带宽分配具有细粒度和基于连续频谱等特点，许多基于离散波长信道的传统资源管理方案不再适用。 本项目聚焦弹性光网络中带宽资源管理方案的优化问题，首先针对物理网络与上层业务的特点构建理论模型对限制弹性光网络性能的主要因素进行研究，探索系统性地消除带宽碎片化等负面因素影响的方法；然后循序渐进地为单播、组播、提前预留和可变带宽等业务设计灵活高效的带宽资源分配与调度方案，并搭建控制平面实验演示系统对方案进行验证；最终阐明在带宽分配具有细粒度和基于连续频谱等特点的弹性光网络中，为各种网络业务制定并优化带宽资源管理方案的机理。 本项目的研究对提升弹性光网络的性能具有一定的理论价值，在增强其控制平面的智能化程度方面具有应用前景。

弹性光网络是当前的一个研究热点，它利用光正交频分复用（O-OFDM）技术将光层的带宽分配粒度降到次波长量级，为实现智能灵活的全光交换提供了可能，但由于O-OFDM的带宽分配具有细粒度和基于连续频谱等特点，许多基于离散波长信道的传统资源管理方案不再适用。本项目聚焦弹性光网络中带宽资源管理方案的优化问题，首先针对物理网络与上层应用的特点构建理论模型对限制弹性光网络性能的主要因素进行研究，探索系统性地消除带宽碎片化等负面因素影响的方法；然后循序渐进地为单播、组播、提前预留和可变带宽等业务设计灵活高效的带宽资源分配与调度方案，并搭建控制平面实验演示系统对方案进行验证；最终阐明在带宽分配具有细粒度和基于连续频谱等特点的弹性光网络中，为各种网络业务制定并优化带宽资源管理方案的机理。本项目的研究对提升弹性光网络的性能具有一定的理论价值，在增强其控制平面的智能化程度方面具有应用前景。