مسيريابي و تخصيص طيف جهت انتقال ترافيك همه‌پخشي با لحاظ نمودن اثرات غيرخطي فيبر نوري با استفاده از مدل نويز گوسي

Routing and Spectrum Allocation in Elastic Optical Networks to Serve Multicast Traffic by Considering Fiber Nonlinearity Effects Using Gaussian Noise Model

در اين مقاله، مسئله‌ي مسيريابي و تخصيص طيف براي درخواست‌هاي با ترافيك همه‌پخشي در شبكه‌هاي نوري منعطف با درنظر گرفتن نارسايي‌هاي لايه‌ي فيزيكي مورد بررسي قرار گرفته است. بدين منظور يك فرمولاسيون برنامه‌ريزي خطي گسسته (ILP) براي بررسي درخواست‌ها به‌صورت يك به يك ارائه شده كه درخواست‌ها را برمبناي نرخ بيت و به‌صورت كاهشي مورد بررسي قرار مي‌دهد. در اين فرمولاسيون، با استفاده از مدل نويز گوسي تداخل غيرخطي نزديك‌ترين كانال‌ها در حوزه‌ي فركانس در هر لينك و نويز ASE تقويت‌كننده‌ها براي انتخاب بهترين مسير و مدولاسيون به‌منظور حداقل كردن استفاده از طيف درشبكه درنظر گرفته مي‌شود. به‌منظور لحاظ كردن تداخل درخواست‌هاي آينده يا درخواست‌هاي قبلي كه مستقيما در فرمولاسيون وارد نشده‌اند، يك حاشيه‌ي اطمينان به SNR اضافه و يك روش جستجو براي پيدا كردن مقدار بهينه‌ي حاشيه‌ي اطمينان پيشنهاد شده است. علاوه بر اين، بعد از حل فرمولاسيون براي هر درخواست، اطمينان حاصل مي‌شود كه مقدار SNR درخواست‌ها از مقدار آستانه‌ي مدولاسيون انتخاب شده پايين‌تر نباشد. نتايج شبيه‌سازي نشان‌دهنده‌ي يك بده بستان بين افزايش توان سيگنال به‌جهت افزايش SNR و كاهش تداخل غيرخطي است. علاوه براين، انتخاب توان‌هاي بالاتر يا پايين‌تر از مقدار بهينه براي سيگنال موجب افزايش استفاده از طيف در شبكه خواهد شد.

In this paper, we study routing and spectrum assignment problem for multicast sessions in elastic optical networks (EONs) considering physical layer impariments (PLIs). We proposed an integer linear programming (ILP) formulation to serve the requests sequentially, where the requests are sorted according to their bit rates in descending order. Using GN-model, nonlinear interferences (NLIs) of the nearest channels in frequency domain of each link and ASE noise of the amplifiers are taken into account to find the best route and modulation in order to minimize the spectrum utilization of the network. We have considered an SNR margin to take into account NLI of the future connections or already established connections which are not considered directly in the formulation. In addition, we proposed a search scheme to find the optimal value of the margin. After solving the ILP for every request, we make sure that the new values of SNR for all requests are still higher than the corresponding threshold values. Simulation results show that there is a trade-off between increasing the power of the signal in order to increase the SNR and decreasing NLI. Furthermore, choosing both high and low powers for the signal will lead to higher spectrum utilization.