【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光信号传输领域，尤其是指一种多光纤空分复用光信号传输方法及系统。
技术介绍
1、近年来，移动无线、固定接入、超级计算机和数据中心等网络领域的数据流量呈指数级增长，不断推动着现有基于标准单模光纤(ssmf)网络的传输容量极限。为了应对这一挑战，空分复用(sdm)结合超级信道(sch)技术成为增强光网络容量具有研发潜力的技术方案。超通道技术是近年来涌现的新技术，其可在规定不同光纤的相同频谱中形成光通道用于数据传输。与此同时，sdm可以通过多种方式实现，包括基于多芯光纤空分复用(mcf-sdm)和多根光纤空间复用(fsdm)。mcf-sdm采用多芯光纤，然而该项技术还存在解决芯间串扰等问题。
技术实现思路
1、为此，本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有技术中光网络中的传输容量不足以及芯间串扰的问题，提供一种多光纤空分复用光信号传输方法，该方法包括以下步骤：
2、s1：构建多光纤空分复用网络，所述多光纤空分复用网络包含多个节点，节点之间通过共享激光源和本地振荡器的双向链路光纤束连接，每个节点对应一组可重构光分插复用器和超通道多光纤收发模块，所述超通道多光纤收发模块包括超通道多光纤发射模块和超通道多光纤接收模块；其中，所述双向链路光纤束是通过多根光纤使用相同频谱传输光信号；
3、s2：对所述多光纤空分复用网络的阻塞概率进行预测，若得到的预测结果在预设的阈值范围内，将产生业务请求的节点记作源节点，所述业务请求需要到达的节点记作目的节点，根据所述业务请求
4、s3：基于所述最短路径，通过所述源节点处的超通道多光纤发射模块调制光信号，利用调制后的光信号承载所述业务请求，所述超通道多光纤发射模块通过所述源节点处的可重构光分插复用器的add端口发送光信号到下一个节点；
5、s4：确定当前到达节点为所述目的节点，使用目的节点处的超通道多光纤接收模块通过目的节点处的可重构光分插复用器的drop端口接收并解调所述光信号，提取业务信息。
6、在本专利技术的一个实施例中，所述最短路径的获取方法为：首先，根据所述业务请求的源节点和目的节点，基于网络节点对间物理长度，使用最短路由算法确定业务请求的物理路径；其次，在这条物理路径上根据所述业务请求所需的频谱块数量，利用包含多个节点对间可用频谱块建立传输路径，并判断是否存在可用的传输路径：若存在多条可用的传输路径时，可使用随机方式选择最短路径；否则，阻塞所述业务请求；其中节点对间可用频谱块是指不同的光纤组间相同频隙的空闲频谱块。
7、在本专利技术的一个实施例中，所述业务请求所需的频谱块数量n的计算方式为：
8、
9、其中，r表示业务请求所需的频谱槽数量；s表示共享激光源和本地振荡器的双向链路光纤束的光纤数量；表示对非整数x向上取整。
10、在本专利技术的一个实施例中，每条双向链路光纤束具有相等数量的光纤数，每根光纤包含相同数量的频谱槽。
11、在本专利技术的一个实施例中，所述预测结果为多光纤空分复用网络的平均阻塞概率，所述平均阻塞概率pb的计算方法为：
12、
13、其中，d表示建立服务连接的节点对集合，lsd是节点对(s,d)之间路径的跳数，s表示产生业务请求的节点，d表示业务请求需要到达的节点，r是多光纤空分复用网络中的节点对数量，表示lsd跳路径上的阻塞概率，yf表示第lsd跳路径上自由频谱槽的数量。
14、在本专利技术的一个实施例中，所述lsd跳路径上的阻塞概率的计算方法为：
15、已知在前一个(l-1)跳路径上有xff个空闲频谱槽，得到第(l-1)跳上有xpf个空闲频谱槽的联合概率t(l-1)(xff，xpf)，基于概率链规则的递归过程，计算在l跳路径上有nf个空闲频谱槽和第l跳上有yf个空闲频谱槽的联合概率t(l)(nf,yf)：
16、
17、其中，q(xf)表示当前链路上有xf个自由频谱槽的概率；s(yf|xf)表示在路径的前一链路上有xf个自由频谱槽的情况下，在当前链路上有yf个自由频谱槽的概率；u(zc|xf,yf)表示在路径的前一链路和当前链路上分别有xf和yf个自由频谱槽的情况下，有zc个占用一个频谱槽的服务从前一链路延续到当前链路的概率；r(nf|xf,yf,zc)表示在第一跳链路上有xf个自由频谱槽，第二跳链路上有yf个自由频谱槽，并且有zc个占用一个频谱槽的服务从第一跳链路延续到第二跳链路的情况下，在两跳路径上有nf个自由频谱槽的概率；
18、令nf＝0，则得到lsd跳路径上的阻塞概率
19、
20、在本专利技术的一个实施例中，所述在第一跳链路上有xf个自由频谱槽，第二跳链路上有yf个自由频谱槽，并且有zc个占用一个频谱槽的服务从第一跳链路延续到第二跳链路的情况下，在两跳路径上有nf个自由频谱槽的概率r(nf|xf,yf,zc)的计算公式为：
21、
22、其中，ffs表示每个链路光纤束的频谱槽的最大数量，flfb表示链路光纤束的数量、fb表示每束链路光纤束的光纤数量，fstotal表示每根光纤中的频谱槽个数。
23、在本专利技术的一个实施例中，所述当前链路上有xf个自由频谱槽的概率q(xf)的计算公式为：
24、
25、所述在路径的前一链路上有xf个自由频谱槽的情况下，在当前链路上有yf个自由频谱槽的概率s(yf|xf)的计算公式为：
26、
27、所述在路径的前一链路和当前链路上分别有xf和yf个自由频谱槽的情况下，有zc个占用一个频谱槽的服务从前一链路延续到当前链路的概率u(zc|xf,yf)的计算公式为：
28、
29、其中，ffs表示每个链路光纤束的频谱槽的最大数量，flfb表示链路光纤束的数量、fb表示每束链路光纤束的光纤数量，fstotal表示每根光纤中的频谱槽个数。
30、基于同一专利技术构思，本专利技术还提供一种多光纤空分复用光信号传输系统，该系统包括以下模块：
31、光信号传输网络构建模块，用于构建多光纤空分复用网络，所述多光纤空分复用网络包含多个节点，节点之间通过共享激光源和本地振荡器的双向链路光纤束连接，每个节点对应一组可重构光分插复用器和超通道多光纤收发模块，所述超通道多光纤收发模块包括超通道多光纤发射模块和超通道多光纤接收模块；其中，所述双向链路光纤束是通过多根光纤使用相同频谱传输光信号；
32、路径规划模块，用于对所述多光纤空分复用网络的阻塞概率进行预测，若得到的预测结果在预设的阈值范围内，将产生业务请求的节点记作源节点，所述业务请求需要到达的节点记作目的节点，根据所述业务请求所需的频谱块数量，在所述多光纤空分复用网络中规划出业务请求从源节点到目的节点之间的最短路径；
33、信号传输模块，用于基于本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种多光纤空分复用光信号传输方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的多光纤空分复用光信号传输方法，其特征在于：所述最短路径的获取方法为：首先，根据所述业务请求的源节点和目的节点，基于网络节点对间物理长度，使用最短路由算法确定业务请求的物理路径；其次，在这条物理路径上根据所述业务请求所需的频谱块数量，利用包含多个节点对间可用频谱块建立传输路径，并判断是否存在可用的传输路径：若存在多条可用的传输路径时，可使用随机方式选择最短路径；否则，阻塞所述业务请求；其中节点对间可用频谱块是指不同的光纤组间相同频隙的空闲频谱块。
3.根据权利要求1～2任一项所述的多光纤空分复用光信号传输系统，其特征在于：所述业务请求所需的频谱块数量n的计算方式为：
4.根据权利要求1所述的多光纤空分复用光信号传输方法，其特征在于：每条双向链路光纤束具有相等数量的光纤数，每根光纤包含相同数量的频谱槽。
5.根据权利要求1所述的多光纤空分复用光信号传输方法，其特征在于：所述预测结果为多光纤空分复用网络的平均阻塞概率，所述平均阻塞概率Pb的计算方法为
6.根据权利要求5所述的多光纤空分复用光信号传输方法，其特征在于：所述lsd跳路径上的阻塞概率的计算方法为：
7.根据权利要求6所述的多光纤空分复用光信号传输方法，其特征在于：
8.根据权利要求6所述的多光纤空分复用光信号传输方法，其特征在于：所述当前链路上有xf个自由频谱槽的概率Q(xf)的计算公式为：
9.一种多光纤空分复用光信号传输系统，其特征在于，包括以下模块：
10.一种多光纤空分复用光信号传输装置，其特征在于，包括如权利要求9所述的多光纤空分复用光信号传输系统。
...【技术特征摘要】
1.一种多光纤空分复用光信号传输方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的多光纤空分复用光信号传输方法，其特征在于：所述最短路径的获取方法为：首先，根据所述业务请求的源节点和目的节点，基于网络节点对间物理长度，使用最短路由算法确定业务请求的物理路径；其次，在这条物理路径上根据所述业务请求所需的频谱块数量，利用包含多个节点对间可用频谱块建立传输路径，并判断是否存在可用的传输路径：若存在多条可用的传输路径时，可使用随机方式选择最短路径；否则，阻塞所述业务请求；其中节点对间可用频谱块是指不同的光纤组间相同频隙的空闲频谱块。
3.根据权利要求1～2任一项所述的多光纤空分复用光信号传输系统，其特征在于：所述业务请求所需的频谱块数量n的计算方式为：
4.根据权利要求1所述的多光纤空分复用光信号传输方法，其特征在于：每条...
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