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弹性光网络(Elastic Optical Network,EON)采用正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)技术,具有灵活的频谱分配方式和支持多速率传输等诸多优点,被看作是光网络灵活化、智能化发展的方向。路由与频谱分配(Routing and Spectrum Assignment,RSA)问题是EON中的核心问题,由于光路动态建立与拆除,使链路上的空闲频谱资源离散化而产生频谱碎片,因此,如何减少碎片和提高频谱利用率是RSA问题中亟需解决的重要问题。EON中光纤链路承载大量业务连接,一旦出现故障,将造成难以估计的损失,因此,考虑生存性的RSA问题尤为重要。共享通路保护(Shared Path Protection,SPP)允许保护资源共享,可以减少频谱资源占用,已得到业界极大关注。本文针对EON中基于SPP的RSA问题进行研究,结合碎片感知因素,提出两种有效算法,并对算法进行了仿真分析。本文首先介绍了 EON的研究背景和发展现状,讨论了 EON的RSA问题和生存性问题,着重分析了 EON的碎片感知RSA算法和生存性RSA算法,并归纳和总结了一些典型RSA算法的主要思想。其次,针对已有基于SPP的RSA算法往往只考虑如何提高共享资源利用率,却忽略了空闲碎片和保护碎片的问题,提出一种基于自适应调制的碎片感知共享通路保护(Adaptive Modulation and Fragmentation-Aware Shared Path Protection,AMFA-SPP)算法。该算法利用频谱块承载权重衡量不同频谱块接纳业务的能力,优先选择频谱块承载权重大的链路构成候选工作路径,并利用分配前后承载权重差值最小的频谱块建立工作路径,有利于减少空闲碎片。然后选择可用频谱块和已预留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承载权重差值最小的已预留保护频谱块,建立失败时才选择分配前后承载权重差值最小的可用频谱块,有助于提高共享资源利用率,同时减少空闲碎片和保护碎片。随后,针对已有考虑链路故障概率的SPP算法备用容量冗余较高、可靠性概率计算模型不精确的问题,提出一种碎片感知区分可靠共享通路保护(Fragmenation-aware Shared PathProtectionwith Differentiated Relaibility,FSPP-DR)算法。该算法基于业务连接联合故障概率,建立了 SPP的可靠性概率计算模型。在满足业务可靠性要求的基础上,首先尝试通过单路径来建立业务连接,建立失败时才选择基于SPP的方式建立连接,有利于降低备用容量冗余。在选路阶段,优先选择故障概率小和频谱块承载权重大的链路,以提高成功建立路径概率。在频谱分配阶段,优先选择分配前后承载权重差值最小的频谱块,可以提高共享资源利用率,减少产生空闲碎片和保护碎片。最后,利用Visual C++搭建EON仿真平台,在动态业务模型下对提出的两种算法进行仿真分析,并与文献中典型算法进行对比,仿真结果验证了算法的有效性。