带宽压缩保护算法可同时用于模拟C-RoFN和数字C-RoFN。只有在RoF传输中提供必要信号质量的调制格式才能用于压缩备用路径中的带宽。此外，Bpw_wireless和Bpw_RoF表示无线和工作路径的RoF传输中的占用带宽。在候选目的地之间利用KSP算法执行路径计算，计算结果可以作为服务的候选路径。实际上，所提出的算法可以用来实时处理。所提出的BCP算法的伪代码如图7-7所示，算法的时间复杂度在C-RoFN中计算为O。......
2023-06-19
光与无线网络中的带宽压缩保护技术
【摘要】：基于上述网络模型，我们首先描述业务等级分类，然后根据以下环境中的业务等级设计针对崩溃的带宽压缩保护。表7-1典型应用业务的特定分类2.基于带宽压缩保护策略的频谱分配在对业务级别进行分类之后，我们考虑在C-RoFN崩溃的情况下的带宽压缩。然而，由于承载无线信号的影响，调制模式在光纤网络上的无线受到限制，而在具有该无线信号的纯光网络中难以实现频谱利用率和带宽压缩等级的条件。带宽压缩保护的动机如下。
基于上述网络模型，我们首先描述业务等级分类，然后根据以下环境中的业务等级设计针对崩溃的带宽压缩保护。
1.业务等级分类
对业务级别进行分类需要考虑各种因素，包括用户类型、网络租户费用、请求的带宽、设备定制要求等。例如，在需要低误码率的高质量业务中，大型企业的网络业务请求需要大带宽和高可靠性。注意，对于诸如路径距离之类的物理参数，应该将具有较低误码率的调制格式用于这些高质量业务，以便我们将这些业务定义为高可靠性业务（HRS）。一些没有特殊要求的来自个人用户的尽力而为服务只需要基本服务质量保障，这些业务可以被压缩以占用更少的带宽。我们将这些业务定义为压缩带宽业务（SBS）。其余业务既不是HRS，也不是SBS，且具有中等质量要求，我们将其定义为传统业务（CS）。表7-1描述了具有典型应用的业务的特定分类。
表7-1 典型应用业务的特定分类
2.基于带宽压缩保护策略的频谱分配
在对业务级别进行分类之后，我们考虑在C-RoFN崩溃的情况下的带宽压缩。不同的调制格式可以导致每个符号的不同位。随着调制格式级别的提高，通过使用相同的带宽，传输速率将提高。因此，用于传输相同业务的带宽可以用更高级别的调制格式压缩和保存，而比特错误率将通过诸如传输距离的各种物理参数来增加。
在无线场景中，通过使用诸如QPSK、16QAM等调制方法来执行频带传输。相应地，每个符号都可以用于携带2 bit和4 bit信息，从而提高频谱效率。在稳健的信道环境下，甚至可以使用256QAM的调制，并且每个符号都包含8 bit信息，这使得频谱利用率更高。特别是光纤网络中的OFDM技术可以提高系统中的传输效率和频率利用率。此外，OFDM可以有效地抵抗光纤的色散，同时这种系统的灵活性和可靠性相对较高。
在光网络中，每个符号携带的信息都可以被提高到大于10 bit，其数量取决于调制类型和子载波的数量，这是通过采用OFDM技术将调制和多路复用技术相结合来实现的。然而，由于承载无线信号的影响，调制模式在光纤网络上的无线受到限制，而在具有该无线信号的纯光网络中难以实现频谱利用率和带宽压缩等级的条件。带宽压缩保护的动机如下。首先，我们基于用户对业务的实际需求的级别将业务分为不同的类别。然后，可以基于距离来确定通信备份路径的调制格式和遵循规则的业务。注意，在模拟C-RoFN和数字C-RoFN场景中，传输距离在小范围内可以从多种候选格式中选择一种调制格式的访问区域。高级业务以更高的调制格式提供，这需要在备份路径中提供更高的业务质量保证。低级别的业务仅需要基本的业务质量，并且可以使用可调节的调制格式进行传输，通过该格式可以压缩和保存带宽。因此，网络性能将在丢失率和资源效率方面得到改善。业务占用的带宽可以用公式（7-7）计算。其中B和Bp分别表示工作和备份路径中业务的占用带宽，rbps表示每个符号的比特与所确定的调制格式的比率。Bp应为整数，因此若它是小数，我们需要四舍五入。
为了描述C-RoFN中的带宽压缩保护，我们提供了一个具体的例子。考虑具有4个光交换节点、4个基站和1个PU节点的C-RoFN，其中基站B具有雾计算功能。X、Y和Z是3个移动终端，如图7-6所示。每条光纤链路中可用频谱时隙的数量都为10。这里有3个业务请求按顺序到达该网络。首先，来自移动终端X的HRS请求到达网络，并且它需要使用QPSK的6个频谱时隙。为了分配资源，路径X-B和路径X-E-H-I分别被计算为工作路径和备用路径。然后，使用QPSK的具有4个频谱时隙的CS的第二业务请求到达移动终端Z，设置工作路径和备用路径，分别称为Z-D-H-I和Z-C-G-B。最后，使用QPSK的具有8个频谱时隙的SBS请求到达移动终端Y。最佳工作路径和备用路径分别建立为Y-B和Y-G-H-I。然而，对于链路H-I，先前的业务已经填满了链路的频谱资源，其不能承载任何其他业务。这种新请求必须使用较长的路径分配或直接阻止。通过在这种情况下使用BCP算法，第二CS请求和SBS请求可以在备份路径中分别传输16QAM和64QAM的高级调制格式业务。在备份路径中仅使用2个时隙作为CS请求和SBS请求的占用频谱时隙。然后，链路H-I可以通过压缩低级别的业务带宽来承载更多业务。因此，BCP算法还可以用于模拟C-RoFN和数字C-RoFN场景，以提高网络流量的容量。而且从各自的应用灵活性来看，BCP可以平衡网络中的流量，并且通过选择不同的目的节点，如雾节点、云节点，分别作为工作路径和备份路径，来避免请求阻塞。
图7-6 模拟和数字RoFN中基于BCP业务区分的频谱分配示例
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