面向时空频一体化的多维光交换节点构建方法与控制机理研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    61601052
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    19.0万
  • 负责人：
    郁小松
  • 依托单位：
    北京邮电大学
  • 学科分类：
    F0109.光通信
  • 结题年份：
    2019
  • 批准年份：
    2016
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2017-01-01 至2019-12-31

项目摘要

With the maturity and development of time division multiplexing (TDM) and wavelength division multiplexing (WDM) technology in optical networks, optical fiber resources in terms of time domain and frequency domain are nearly used up. The transmission capacity of single-mode optical fiber is approaching Shannon limit and the most urgent need in optical fiber communication system would be achieving further growth of the channel capacity by utilizing space dimension.Following this trend, optical networks are bound to evolve into time-space-frequency multi-dimensional optical networks in the future.This project focuses on the implementation of multi-dimension optical switching node, and explores the conctruction method and control mechanisms of such node.In this project, we mainly deal with three key problems, i.e., the construction method and switching model for multi-dimension optical node, the resource virtualization abstract method and optimization algorithm, the intelligent control mechanism and networking scheme.The goal of this project is to make a breakthrough in three aspects, including node construction, resource provisioning and network control, which provides a theory foundation and technical support for the development and application of optical networks in the future.
随着光网络时分复用和波分复用技术的成熟和发展，光纤资源在时域维度和频域维度已利用殆尽，单模光纤的传输容量已接近香农极限，因此迫切需要从空域维度来实现光纤通信系统传输容量的进一步提升。在这种背景下，未来光网络势必朝着时/空/频多维一体化方向演进。本项目围绕多维一体化光交换节点实现机理，探索其构建方法和控制机制，主要研究多维一体化光节点的构建方法和交换模型，资源虚拟化抽象方法和优化算法，网络智能控制机理和组网方案等内容，力争在节点构建、资源提供和网络控制方面取得突破，为未来光网络的发展和应用提供坚实的理论依据和技术支撑。

结项摘要

本项目针对未来光网络面临的挑战与需求，把握以时域/频域/空域多维复用为核心特征的发展趋势，重点研究多维一体化光网络节点结构与交换模型、资源虚拟化及映射机制、频谱碎片整理与资源优化算法及智能控制与组网方案等内容，取得如下成果：1）建立了“多维一体化光交换节点模块构建”和“多维一体化路由频谱分配”等新模型，解决了多维一体化光网络节点结构及资源交换问题；2）设计了“面向立即提供服务的虚拟化及映射”，“面向预置资源服务的虚拟化及映射”及“面向生存性保障的虚拟化及映射”等新算法，解决了多维一体化光网络虚拟化和映射问题；3）实现了“二维频谱碎片整理与资源优化”和“三维频谱碎片整理与资源优化”等新机制，解决了多维一体化光网络频谱重构和碎片资源整合问题；4）提出了“面向安全的软件定义多维一体化组网架构”和“基于软件定义的虚拟密钥池构建及控制”等新理论，解决了多维一体化光网络智能控制和安全保障问题。本项目在国内外核心刊物及重要国际会议共发表论文55篇，其中SCI检索22篇，EI检索29篇，本领域一流国际学术会议OFC/ECOC/ICC/GLOBECOM/INFOCOM论文4篇，国际/国内会议特邀报告2篇，出版专著2部，获省部级科技奖励2项，申请国家发明专利24项（已授权1项），提交ITU-T/IETF国际标准草案3项。结合本课题研究工作，已培养博士研究生5人（已毕业2人），硕士研究生8人（已毕业4人）。

项目成果

期刊论文数量（24）
专著数量（2）
科研奖励数量（2）
会议论文数量（29）
专利数量（24）
DFTs-OFDM based quantum noise stream cipher system
基于DFTs-OFDM的量子噪声流密码系统
  • DOI：
    10.1016/j.yofte.2019.101939
  • 发表时间：
    2019-11
  • 期刊：
    Optical Fiber Technology
  • 影响因子：
    2.7
  • 作者：
    XiaokunYang;Jie Zhang;Yajie Li;Yongli Zhao;Guanjun Gao;Huibin Zhang
  • 通讯作者：
    Huibin Zhang
Key on demand (KoD) for software-defined optical networks secured by quantum key distribution (QKD)
由量子密钥分发 (QKD) 保护的软件定义光网络的按需密钥 (KoD)
  • DOI：
    10.1364/oe.25.026453
  • 发表时间：
    2017-10-30
  • 期刊：
    OPTICS EXPRESS
  • 影响因子：
    3.8
  • 作者：
    Cao, Yuan;Zhao, Yongli;Zhang, Jie
  • 通讯作者：
    Zhang, Jie
Crosstalk-aware spectrum defragmentation by re-provisioning advance reservation requests in space division multiplexing enabled elastic optical networks with multi-core fiber
通过在具有多芯光纤的空分复用启用的弹性光网络中重新配置提前预留请求来进行串扰感知频谱碎片整理
  • DOI：
    10.1364/oe.27.005014
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    Optics Express
  • 影响因子：
    3.8
  • 作者：
    Yongli Zhao;Liyazhou Hu;Ruijie Zhu;Xiaosong Yu;Yajie Li;Wei Wang;Jie Zhang
  • 通讯作者：
    Jie Zhang
SDQaaS: software defined networking for quantum key distribution as a service
SDQaaS：用于量子密钥分发即服务的软件定义网络
  • DOI：
    10.1364/oe.27.006892
  • 发表时间：
    2019-03-04
  • 期刊：
    OPTICS EXPRESS
  • 影响因子：
    3.8
  • 作者：
    Cao, Yuan;Zhao, Yongli;Zhang, Jie
  • 通讯作者：
    Zhang, Jie
Cost-Efficient Quantum Key Distribution (QKD) Over WDM Networks
通过 WDM 网络实现经济高效的量子密钥分发 (QKD)
  • DOI：
    10.1364/jocn.11.000285
  • 发表时间：
    2019-06-01
  • 期刊：
    JOURNAL OF OPTICAL COMMUNICATIONS AND NETWORKING
  • 影响因子：
    5
  • 作者：
    Cao, Yuan;Zhao, Yongli;Zhang, Jie
  • 通讯作者：
    Zhang, Jie

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其他文献

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AI技术路线图

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量子密钥分发光网络组网机制与资源调控方法研究
  • 批准号：
    61971068
  • 批准年份：
    2019
  • 资助金额：
    55 万元
  • 项目类别：
    面上项目

相似国自然基金

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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