本研究的作者包括Elham Ehsani Moghaddam（伊朗Sharif University of Technology）、Hamzeh Beyranvand（伊朗Amirkabir University of Technology）和Jawad A. Salehi（伊朗Sharif University of Technology）。论文发表于Journal of Lightwave Technology，2020年3月15日第38卷第6期。
本研究属于光纤通信网络领域，聚焦于空间复用弹性光网络（SDM-EONs）中的资源分配问题。随着单芯光纤容量接近物理极限，多芯光纤（MCFs）成为提升传输速率的关键技术。然而，多芯光纤中芯间串扰（inter-core crosstalk）会降低信号质量，而传统资源分配方法未严格建模串扰影响。此外，弹性光网络需支持生存性（survivability），即通过保护路径（如专用路径保护DPP或共享备份路径保护SBPP）应对链路故障。
本研究的目标是：
1. 提出一种混合整数线性规划（MILP）模型，严格建模串扰并支持DPP和SBPP混合保护方案；
2. 设计高效的启发式算法，解决大规模网络场景下MILP计算复杂度高的问题；
3. 验证所提方法在频谱利用率、计算效率上的优势。
网络模型：
- 拓扑表示为图(G(N,L))，其中(N)为节点集，(L)为链路集，每条链路包含多芯光纤（MCFs），每芯频谱划分为12.5 GHz的频隙（FSs）。
- 为每个源-目的节点对预计算(K)对不相交路径（主路径和备份路径）。
串扰建模：
- 芯间串扰通过功率耦合系数(h)和链路长度(l(l))计算（公式1）；
- 端到端串扰（EEXT）为路径上所有链路串扰的累加（公式3），需满足调制格式对应的阈值（公式4）。
流量模型：
- 静态流量场景，每个请求(r(s_r, d_r, \lambda_r, \sigma_r))包含源-目的节点、所需频隙数（BPSK调制下）和保护方案标识（(\sigma_r=1)为DPP，(\sigma_r=0)为SBPP）。
目标函数：最小化最大占用频隙索引(f_{\text{max}})，优化频谱利用率。
约束条件：
- 路径与调制分配：每个请求分配一对主备路径及调制格式（公式6-12）；
- 频谱连续性：主备路径频隙连续且不重叠（公式23-26）；
- 串扰感知调制选择：采用串扰感知调制（XAM）方法，动态选择满足串扰阈值的最高调制格式（对比传统XUM方法）；
- 保护方案支持：DPP要求专用备份资源，SBPP允许不相交主路径共享备份资源（公式16-20）；
- 串扰计算优化：针对SBPP，单独计算每条链路故障时的串扰（“w”方法），提升准确性（公式36-42）。
核心步骤：
1. 请求排序：按比特率降序处理请求；
2. 路径选择：选择(K)对最短不相交路径；
3. 调制与频隙分配：
- XAM方法：根据串扰阈值动态选择调制格式；
- 频隙搜索：在核心优先级模式（图1a）下分配可用频隙；
4. 串扰验证：确保新请求不影响已分配请求的串扰约束。
复杂度：最坏情况下为(O(K \times F^2 \times |C| \times |L|^2 \times |R|^2))，显著低于MILP。
科学价值：
1. 首次在SDM-EONs中提出严格串扰感知的混合保护MILP模型，支持动态调制选择；
2. 所提启发式算法在接近MILP性能的同时，解决大规模问题可行性问题；
3. 验证了“w”串扰计算方法（按故障链路单独计算）的优越性。
应用价值：为多芯光纤网络提供高可靠性、高频谱效率的资源分配方案，适用于运营商多等级服务需求。