Physikschicht-bewusster Multi-Band-Optisches Netzwerkplanungsrahmen für ratenadaptive Transceiver

Flexible Gitter elastische optische Netzwerke (EONs) wurden kürzlich breit eingesetzt, um der wachsenden Nachfrage nach bandbreitenintensiven Anwendungen gerecht zu werden. Für eine kosteneffiziente Skalierung der Netzwerkfähigkeit sind Multi-Band-Systeme eine vielversprechende Lösung. Eine optimierte Nutzung von EONs ist erforderlich, um kostenintensive Netzwerk-Upgrades hinauszuzögern und Kosten sowie Stromverbrauch zu senken. Transceiver der nächsten Generation mit variabler Bandbreite (BVTs) bieten eine erhöhte Adaptivität in Symbolrate und Modulation durch Techniken wie probabilistische Gestaltung (PS). In dieser Arbeit untersuchen wir den Einfluss einer erhöhten Konfigurationsgranularität auf optische Netzwerke. Wir berücksichtigen praktische Implementierungsüberlegungen von BVT-Konfigurationen zur Schätzung des erforderlichen Signal-Rausch-Verhältnisses. Außerdem wird ein Optimierungsalgorithmus vorgestellt, der die effizienteste Konfiguration für jede betrachtete Datenrate und Bandbreitenkombination auswählt. Wir nutzen fortgeschrittene Modellierung zur Schätzung der Übertragungsqualität, um PS-Konfigurationen in Multi-Band-Systemen mit optimierten Einspeisepower-Verteilungen zu bewerten. Wir präsentieren Ergebnisse von Netzwerkplanungsstudien für C-Band-Systeme in einer nationalen und einer kontinentalen optischen Backbone-Netzwerktopologie unter Berücksichtigung verschiedener Granularitäten der Konfigurationen. Unsere Analyse bestätigt, dass eine feinere modulierte ratenadaptive Gestaltung zu erheblichen Ressourcensparnissen führt, indem die Anzahl der erforderlichen Lichtpfade um maximal 13 % in C-Band EONs reduziert wird. Zusätzliche Einsparungen werden in Multi-Band-Systemen beobachtet, die weitere Einsparungen in der Anzahl erforderlicher Lichtpfade von bis zu 20 % zeigen. Im Gegensatz dazu führen erhöhte Symbolrate-Granularitäten nur zu geringfügigen Einsparungen.