12、解决物理损伤感知的路由与波长分配问题

解决物理损伤感知的路由与波长分配问题

1. 研究背景

路由与波长分配（RWA）问题在众多论文中得到了广泛研究，但物理损伤感知的路由与波长分配（PI - RWA）是近年来才受到大量关注的新话题。目前，关于静态 PI - RWA 的研究非常有限。

2. 问题定义

2.1 文献综述

以往对 RWA 问题有多种解决方法：
- 有使用整数线性规划解决静态 RWA 问题的，以损伤作为成本度量来确定 k 最短路径，并从中选择第一条可用路径作为光路。
- 有人提出二进制整数线性规划方法，并与以往研究结果进行比较。
- 还有提出新的启发式算法和再生器放置方法来解决静态 PI - RWA，计算虚拟拓扑的 k 最短路径和静态物理损伤，若计算的误码率（BER）高于给定阈值，则添加新连接使路由可行。
- 研究了不同的波长分配启发式算法，建议为较长光路使用位于传输窗口中心的波长，因为该位置的四波混频噪声影响更大。
- 也有将遗传算法应用于 PI - RWA 的研究。

2.2 路由与波长分配问题目标

目标是最小化所有光路的总 BER，公式如下：
[
\min \sum_{l = 0}^{n} BER_{l}
]
其中，(BER_{l}) 是光路 (l) 的误码率，计算方式为：
[
BER=\frac{1}{2}erfc(\frac{Q}{\sqrt{2}})\approx\frac{e^{-\frac{Q^{2}}{2}}}{Q\sqrt{2\pi}}
]
(erfc) 是互补误差函数，计算方式为：