[00694727]新一代灵活栅格光通信网络组网关键技术及应用

5G是中美两国在电信行业争夺的战略制高点，而作为承载5G业务的光通信网络对5G起着至关重要的作用，没有光通信网络就没有5G网络。该项目聚焦新一代灵活栅格光通信网络，系统研究其关键组网技术，包括光节点交换技术、网络频谱资源优化方法和生存性技术等，取得了一系列重要创新性成果(均在江苏省内完成)，为灵活栅格光网络的高效组网提供了重要的理论基础与技术支撑。 成果包括： (1)新颖的“四无”光交换(ROADM)节点技术：构建了无色、无向、无阻塞、无栅格(“四无”)ROADM节点架构，从网络层面就“四无”的不同组合，分析与评估了各类ROADM节点的性能，揭示了上下(Add/Drop)端口波长无关性是保证光网络低业务阻塞率的最重要特性，成果为新一代灵活高效的ROADM提供了重要的理论支撑，直接指引了中国电信在“长三角全光网项目”中ROADM类型的选择，也在中天(500强)简化ROADM的设计中提供了重要的理论指导。 (2)高效的路由和频谱资源分配(RSA)方法：提出了基于节点链路关系的RSA线性优化模型和基于频谱窗平面的集成RSA启发式算法，优化模型为所有报道的解决RSA问题最快模型，启发式算法为解决RSA问题的最优性能算法，为新一代光网络的优化设计提供了重要方法。通过评估不同频谱栅格粒度大小对网络频谱资源使用效率的影响，率先揭示了3GHz的最优栅格粒度，为ITU-T栅格粒度标准的制定和核心光交换器件最小栅格粒度的选择提供了重要理论依据。相关成果应用于华为和中国移动设计院(江苏)网络优化设计中。 (3)可靠的网络保护机制：探索了高效、可靠的网络业务故障恢复机制，提出了面向频谱资源优化的共享备份路径保护方法和虚拟光网络生存性映射机制，有效平衡了光网络的生存性需求与资源使用效率间的矛盾，为新一代光网络的保护和备份资源的优化配置提供了重要方法。相关成果应用于华为的实际光网络规划软件产品中，也助力亨通(500强)有效提升了其海缆光网络的可靠性。 研究成果发表于包括《IEEE COMMAG》、《IEEE/OSA JLT》等领域内权威期刊，8篇代表性论文他引412次(SCI他引187次)，被国内外著名同行(包括IEEE Fellow美国UC Davis的B.Mukherjee教授，中国工程院邬贺铨院士等)的正面评价。授权发明专利6项(美国专利3项)，成果被华为、中国电信、中国移动设计院(江苏)、亨通、中天等知名企业应用，其中一项成果产生直接经济效益520万元。项目团队获选江苏高校优秀科技创新团队，第一完成人连续5年入选Elsevier“高被引中国学者”榜单，获得国家基金委“优青”资助，获选IEEE通信学会Distinguished Lecturer称号，担任IEEE JSAC客座主编(2次)、IEEE/OSA JOCN副编辑等。培养的研究生2人获中国电子学会“优秀硕士学位论文奖”。