碲基波长转换器优化Mesh-Torus网络阻塞率的研究

在现代光通信网络中，波长复用是一种提高带宽利用率的关键技术，然而，当多波长信号共享有限的网络节点时，网络阻塞问题会成为一个挑战。本文研究了碲基拉曼波长转换器在Mesh-Torus网络中的应用，这是一种全光网络结构，能够通过光信号的直接转换来实现数据传输，从而减少电子器件的使用。 Mesh-Torus网络，作为一种拓扑结构，由许多互相连接的环状子网组成，每个子网内的节点可以与其他所有子网的节点相连。当多个波长信号同时经过网络时，如果这些波长都试图进入同一输出端口，就会发生阻塞现象，导致数据传输速率下降或延迟。作者关注的是在Mesh-Torus网络中，碲基拉曼波长转换器（Te-based wavelength converter）的放置率（即转换器的数量占网络节点总数的比例）和输入波长数（S）以及转换度（d）对网络阻塞率的影响。 研究发现，当转换度d保持不变，输入波长数S增加时，网络阻塞率呈现缓慢增长的趋势。具体来说，当S=4时，阻塞率大约在0.088到0.0945之间；而当S提升到6时，阻塞率范围扩大到0.0960到0.0995。这表明，更多的输入波长分配会延长网络受阻的时间，使得阻塞率的增长更为平缓。这为网络设计者提供了一个策略，即通过适当增加波长转换器的数量或优化波长分配，可以有效缓解网络阻塞问题。 另一方面，当输入波长数S固定时，转换度d的增加对阻塞率有负面影响。实验结果显示，随着d的增加，阻塞率会相对降低大约0.0005到0.004。这意味着提高波长转换器的效率（更高的转换度），有助于降低网络阻塞的发生概率。 研究证实了在Mesh-Torus网络中使用碲基波长转换器可以有效地降低阻塞率，通过合理配置转换器参数和波长分布，可以实现全光网络的高效运行。这对于未来设计高容量、低阻塞的光通信系统具有重要的指导意义。同时，这项工作也提示了全光网络中进一步优化光波长管理和转换技术的重要性，以应对日益增长的数据流量需求。