[发明专利]一种无源光网络的优化方法

说明书

技术领域

本发明属于光纤通信技术领域，具体涉及的是一种对无源光网络的波长和波速进行分配以及对光分路器（Splitter）位置进行优化的方法。

背景技术

随着全光网络时代的到来，同时伴随着经济的飞速发展和信息化程度的不断提高，人们对于视频点播、视频会议、高清电视、在线学习以及互动游戏等高带宽业务需求呈爆炸式增长，优化无源光网络技术便成了国内外探讨、研究的热点。同时，在现代社会，人工劳动力也变得越来越昂贵了。因此，考虑到成本等因素，对于无源光网络（Passive Optical Network，PON）进行多方面的优化显得越来越重要了。PON系统主要由局端的光线路终端(Optical LineTerminal，OLT)、光分配网络(Optical Distribution Network，ODN)和用户端的光网络单元(Optical Network Unit，ONU)组成；如图1所示。

鉴于上述现状，公开文献[1][2]对PON的优化进行了深入研究。但是各自存在以下缺点：

在文献[1]中，作者对PON容量的升级采用的是WDM技术，虽然能够满足很多客户的需求，但这是以使用新的波长为代价的，这将增加PON中因使用新的波长和波速而增加新的接收机的成本。

在文献[2]中，作者研究了如何满足每个ONU日益增长的业务需求，但是，其没有考虑Splitter位置的优化，Splitter的位置将影响其连接OLT和每个ONU的距离之和，因此，将影响光纤链路的成本和铺设光纤的劳动力成本。

参考文献：

[1]J.Zhang,N.Ansari,Y.Luo,F.Effenberger,and F.Ye:Next-generation PONs:APerformance Investigation of Candidate Architectures for Next-generation AccessStage 1.IEEE Commun.Mag(2009),vol.46,no.8,pp.49–5.

[2]Marilet De Andrade,Massimo Tornatore,SebastiàSallent,and BiswanathMukherjee:Capacity Upgrade of Passive Optical Networks with Minimum Cost andSystem Disruption.International Conference on High Performance Switching andRouting(2010),pp.197-202.

发明内容

本发明的目的是建立一个最小PON成本的整数线性规划模型，以满足不断增长的业务量。经过对PON中波长和波速的最优分配，以致使用的波长数目最少和波速最低，便可减少接收机的成本；另外，得到Splitter的最优位置，便可减少PON中的光纤链路的成本和铺设光纤的人工成本，从而来降低PON的成本。

本发明采取以下技术方案：一种无源光网络的优化方法，其按如下步骤进行：

(1)已知在一个PON中，有1个OLT、1个Splitter和N个ONU，已知OLT的位置坐标为x₀和y₀，每个ONU的位置坐标为d_i和y_i；此外，PON中，可以使用的波长有K个，波速为R_k；由于每年用户业务量的增长，所需的带宽要求在每个时间段后增长α；

(2)以ONU和OLT为使用新的波长和波速而安置新的接收机产生的成本以及Splitter连接OLT和ONU的光纤链路的成本和铺设光纤的人工成本为目标，用户的带宽需求每经过一个时间段后增长α，为了既能满足每个用户的业务带宽要求，同时也能满足目标的最小化，即整个PON的成本，得出波长和波速的最优分配以及Splitter的最优位置。

目标函数：