异步协作多智能体深度强化学习在光纤通信网络中用于联合实现RMSA（RMS误差校正）和频谱重构

《Journal of Optical Communications and Networking》：Asynchronous cooperative multi-agent deep reinforcement learning for joint RMSA and spectrum defragmentation in optical fiber communication networks

提出一种基于单人多输入端口波长选择性开关（MIP-WSS）的色盲无向光路分配器（CD-ROADM）架构，通过联合开关机制降低波长冲突，解决城域和接入网中成本高、空间占用大、能耗高的问题，同时保持路由灵活性和扩展性。

　　

摘要：

波长选择性开关（WSS）技术的最新进展显著提升了可重构光分插复用器（ROADM）的功能，尤其是在核心网络中。然而，城域网和接入网面临独特的挑战，其中成本、空间和能效至关重要。作为一种解决方案，提出了无滤波器的光网络，在这种网络中，WSS被用于整个频谱带的无源分光器和合光器所取代。虽然这种策略降低了设备成本和功耗，但由于缺乏波长选择性元件，无法实现波长的重复使用，从而增加了规划复杂性并限制了可扩展性。为了解决这些问题，我们提出了一种简化型的无色无方向（CD）ROADM架构，该架构采用单个多输入端口（MIP）WSS进行联合切换。通过将ROADM的功能整合到单个WSS设备中，所提出的架构降低了设备成本、物理占地面积、功耗以及节点内部的光纤布线量，同时保留了CD-ROADM的核心功能。联合切换机制有效缓解了MIP-WSS内部的波长竞争，从而保持了路由的灵活性。此外，该架构实现的较低插入损耗延长了传输距离并提升了网络容量。本文主要贡献有三点：首先，我们介绍了单个MIP-WSS CD-ROADM的工作原理和设计，并强调了联合切换如何实现资源的有效利用；其次，我们分析了WSS的特性，并回顾了基于单输入端口和多输入端口WSS的传统ROADM设计，将我们的工作置于更广泛的设计背景中；最后，我们通过使用商用液晶硅基WSS（配置为4×4 MIP-WSS）进行了实验验证，证明了所提出架构的可行性。

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