0 引言

面对网络带宽需求急剧增长的趋势，传统的波分复用（WDM）技术由于采用基于固定栅格频谱分配方法分配频谱，导致频谱资源浪费严重。为解决此问题，学术界提出引入基于正交频分复用技术的弹性光网络（EON），其不仅可以将频谱单元划分为更加精细的栅格粒度——频隙（FS），而且通过FS的灵活组合能够自适应地为业务请求选择合适路径并进行资源分配，极大地提高了资源的利用效率。为了进一步提升光纤通信系统容量，可以引入空分复用（SDM）技术形成空分复用弹性光网络（SDM-EON）[1-5]。目前，SDM主要分为2种，即按纤芯复用和按模式复用，而多芯少模光纤（FM-MCF）同时采用了这2种复用技术，使得单纤容量得到了进一步的提升[6]。FM-MCF通过包括波长、振幅、相位等在内的信号不同维度的复用，可以突破传统光通信系统的信道容量限制，但同时也会使得资源分配问题从路由频谱分配（RSA）问题转化为更复杂的路由频谱纤芯分配（RSCA）问题。信道间的串扰（crosstalk）是影响高速率光纤通信系统的重要参数之一，多芯光纤的信道串扰更不可忽视。因此，在SDM-EON中进行资源分配时，面临着纤芯间串扰及频谱分配效率等多个维度的约束。传统的频谱分配算法如首次匹配（FF）算法虽然复杂度低，但阻塞率性能较差[7]。针对多芯光纤的应用场景，ERWAN P等人[8-9]提出了一种三维资源分配（3D-RA）算法。当单根纤芯无法满足业务需求时，该算法采用距离调制方式和跨纤芯的分配方式以获得更低的阻塞率。文献[10]在3D-RA算法的基础之上，提出引入FS分配模式（FSAP）模型，采用优先路径搜索和优先频谱搜索2种不同策略，进一步降低了业务阻塞率。然而，上述这些算法或模型都是以减少业务请求的阻塞率为目标，较少考虑多芯光纤中的串扰问题。文献[12-13]提出了一种基于纤芯优先级和纤芯分组的 RSCA方案，这种方案在网络处于高负载情况时可解决业务分配的可用空闲频谱不足的问题，但方案中的算法性能优势不明显。

为了解决上述问题，本文提出一种自适应阈值和频谱优先（AT-SF）算法，使网络处于高负载状态时能保持较低阻塞率并降低信道间的串扰。

3 结束语

本文提出了一种用于解决多芯光纤中纤芯串扰问题的自适应阈值FS算法。通过引入自适应FS阈值，结合纤芯分组和优先级策略，进一步减少了高负载条件下的纤芯串扰现象。多次仿真结果表明，网络在高负载条件下既能维持较低的阻塞率，又能显著改善串扰问题。然而，目前FS阈值的自适应更新规则在将小于阈值的业务全部分配到中间纤芯方面存在一定的困难，未来考虑结合人工智能技术对阈值进行自适应更新。