27-EFT.WP.Packets.Light v1.0 | 第5章 波长/子载与标签（WDM/SDM/子载聚合）

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第5章 波长/子载与标签（WDM/SDM/子载聚合）

一句话目标：统一 WDM/SDM/子载聚合 的标记与分配口径，给出频谱/空间资源的配置→测量→校核最小方程与接口，使“光包”的标签（lambda/k_sub/space）在路由与面板中可追溯、可审计。

I. 范围与对象

1. 输入
   • 频谱/空间资源：波长网格 Λ = {lambda_c}（DWDM/柔性网格），子载集合 K = {k_sub}（OFDM/SCM），空间通道 S = {s}（纤芯/模态/纤束）。
   • 设备与约束：WSS/ROADM/EDFA/Raman/滤波器 的通带、阶次、隔离度、增益倾斜；光纤/器件 Xtalk 与损耗；保护带 GB。
   • 业务请求：req = {rate, R_c, mod, OSNR_min, span, hold_time}；路由策略与 RefCond。
2. 输出
   • 资源与标签：label = (lambda, k_sub_set, s_set)；带宽与空间分配 alloc = {B_eff, S_eff}；功率/OSNR 均衡计划。
   • 频谱/空间合规指标：ACLR/OBB/隔离度/XT_pwr/SE；两口径差 delta_form_wdm/sdm（配置口径 vs 测量口径）。
3. 边界
   物理传播与补偿见第2/第6章；本章聚焦资源标记、分配、合规校核与清单落盘。

II. 名词与变量

• 频谱与网格：中心频率 f_c = c_ref/λ_c；柔性网格槽宽 Δf_slot（典型 12.5 GHz），占用带宽 B_occ，保护带 GB。
• 子载聚合：子载间隔 Δf_sc，选择集 K_sel ⊂ K；带内功率 P_inband = ∑_{k∈K_sel} P_k。
• 空间维：空间集合 S（多芯/多模/并束），耦合系数 κ_{i→j}，串扰功率 XT_{i→j}。
• 设备参数：滤波器幅频 H_m(f)，WSS 插入损耗 IL(f)，隔离度 Iso(f)，放大器增益 G(f) 与倾斜 Tilt。
• 指标：ACLR = 10 log10( P_adj/P_main )，OBB（带外功率比），SE = R_net / B_eff（谱效率），XT_pwr（空间串扰功率），Iso_ch（信道间隔离）。
• 两口径：配置口径（按网格/模型计算的分配与指标）与测量口径（扫频/OTDR/OSA/ADC 估计），差 delta_form_wdm/sdm。
• 量纲：unit(B_eff)="Hz"，unit(ACLR)="dB"，unit(XT_pwr)="dB"，unit(SE)="bit/s/Hz"。

III. 公设 P605-*

• P605-1（标签可追溯）：任何分配以 label = (lambda, k_sub_set, s_set) 落盘，含设备链与 RefCond 的 hash。
• P605-2（两口径并行）：对每一路标签，发布配置口径与测量口径指标并记录差 delta_form_wdm/sdm。
• P605-3（测度显式）：频谱积分 ( ∫_{f∈B} |X(f)|^2 df )、子载求和 ( ∑_{k∈K_sel} · )、空间聚合 ( ∑_{s∈S_sel} · ) 必显式域与测度。
• P605-4（量纲合规）：所有功率、带宽、隔离/串扰、效率等字段声明 unit/dim 并通过 check_dim。
• P605-5（保护与隔离）：GB ≥ GB_min，相邻信道隔离 Iso_ch ≥ Iso_min；违约需重算或降阶。
• P605-6（功率均衡）：链路级功率/OSNR 均衡必落盘（含倾斜补偿），不可仅以端口总功率代替。

IV. 最小方程 S605-*

1. 频谱占用与保护
   • 有效带宽：B_eff = B_occ + 2*GB，其中 B_occ = ∫_{f∈passband} df（依据调制/滤波设计）。
   • 频谱隔离：Iso_ch = 10 log10( P_main / P_leak_to_adj )，ACLR = 10 log10( P_adj / P_main )。
   • 带外比：OBB = ( ∫_{f∉B_eff} |X(f)|^2 df ) / ( ∫_{f∈B_eff} |X(f)|^2 df )。
2. 子载聚合（OFDM/SCM）
   • 聚合功率：P_inband = ∑_{k∈K_sel} P_k；占用带宽 B_occ ≈ |K_sel| * Δf_sc（忽略滚降）。
   • 子载 OSNR：OSNR_k ≈ SNR_k * (RBW/Δf_sc)；聚合门限：min_k OSNR_k ≥ OSNR_min。
3. 空间维（SDM）
   • 串扰功率（线性近似）：XT_{i→j} ≈ 10 log10( ∫ | κ_{i→j}(z) |^2 dz )；
   • 空间集合有效带宽：S_eff = |S_sel|；空间效率 SE_space = R_net / (B_eff * S_eff)。
4. 设备链路级响应
   • 级联传输：H_link(f) = ( ∏_m H_m(f) ) * ( ∏_a G_a(f) ) * exp( - ∫ alpha(f,z) dz )；
   • 增益倾斜补偿目标：|H_link(f)| ≈ const 于 B_eff，误差 ε_tilt = max_f | |H_link(f)| - \bar H | / \bar H |。
5. 谱效率与通道容量（工程近似）
   SE = R_net / B_eff；容量下界（AWGN 工程近似）C ≈ B_eff * log2(1 + SNR_eff)，SNR_eff 自 OSNR/均衡估计。
6. 两口径差
   • 频谱：delta_form_wdm = | AC LR_config - ACLR_meas | + w_obb * | OBB_config - OBB_meas |；
   • 空间：delta_form_sdm = | XT_config - XT_meas |；合成 delta_form_label = w1*delta_form_wdm + w2*delta_form_sdm。

V. 计量流程 M60-5（就绪→分配→校核→落盘）

1. 就绪：装载网格与设备链（WSS/ROADM/EDFA），固定 RefCond 与掩膜/保护带策略；统一单位（Hz、dB、W）。
2. 分配：为请求 req 执行（路由，谱位/空间位）分配：
   • WDM：选择 lambda_c 与 B_eff；
   • 子载：选 K_sel 与 Δf_sc；
   • SDM：选 S_sel 并评估串扰容限；生成 label。
3. 功率/OSNR 均衡：计算 H_link(f) 与倾斜；设定放大器与可调滤波参数。
4. 校核：计算 ACLR/OBB/Iso_ch/XT_pwr/SE（配置口径），并以 OSA/ADC/OTDR 实测复核（测量口径），生成 delta_form_label；断言通过即锁定。
5. 落盘：manifest.packet.label.* = {label, B_eff, S_eff, Iso_ch, ACLR/OBB, XT_pwr, SE, power_plan, delta_form_label, RefCond, contracts.*, signature}。

VI. 契约与断言 C60-5x（建议阈值）

• C60-501（保护与隔离）：GB ≥ GB_min，Iso_ch ≥ Iso_min_dB。
• C60-502（频谱合规）：ACLR ≥ ACLR_min_dB，OBB ≤ OBB_max，ε_tilt ≤ tilt_max。
• C60-503（空间串扰）：XT_pwr ≤ XT_max_dB（或 XT_margin ≥ 0）。
• C60-504（两口径差）：delta_form_label ≤ tol_label（按业务/设备精度配置）。
• C60-505（量纲合规）：check_dim(B_eff)="Hz"，check_dim(SE)="bit/s/Hz"，ACLR/XT_pwr 以 dB 落盘并记录换算。
• C60-506（功率/OSNR）：min_k OSNR_k ≥ OSNR_min；均衡计划落盘且可回放。

VII. 实现绑定 I60-5*（接口原型、输入输出、不变量）

• I60-51 grid_define(kind, Δf_slot|grid_spec) -> Λ（kind ∈ {DWDM, FlexGrid}）
• I60-52 rsa_assign(req, net, Λ, K, S, policy) -> {label, alloc, path}（Routing & Spectrum/Space Assignment）
• I60-53 power_equalize(path, H_link, targets) -> plan（倾斜补偿与 OSNR 均衡）
• I60-54 spectral_metrics(trace, B_eff, RBW) -> {ACLR, OBB, Iso_ch}
• I60-55 sdm_metrics(probe, S_sel) -> {XT_pwr, κ_est}
• I60-56 spectral_efficiency(R_net, B_eff, S_eff) -> SE
• I60-57 compare_config_vs_meas(cfg_metrics, meas_metrics) -> delta_form_label
• I60-58 emit_label_manifest(results, policy) -> manifest.packet.label
  不变量：two_forms_present=true；check_dim(*) 通过；label 与设备/路径哈希可追溯；保护带/隔离阈值达标。

VIII. 交叉引用

• 物理基线与传输补偿：第2/第6章；
• 成帧与时基：第3章（R_net 与 T_guard）；
• 到达时一致化与路径修正：第8章；
• 排队与调度：第10章（冲突与保护带关系）；
• 计量与面板：第11章（频谱/串扰与 OSNR 面板字段）。

IX. 质量与风控

• SLI/SLO：Iso_ch_min, ACLR_min_dB, OBB, XT_pwr, SE_stability, delta_form_label_p95。
• 回退策略：隔离不足→增大 GB/降阶滤波；串扰过高→更换空间通道/启用 MIMO；倾斜过大→重新均衡；两口径差大→以实测口径为准回写阈值并灰度。
• 审计：记录分配决策、设备/链路 hash、频谱与串扰实测快照、合规报告与 manifest 签名链。

小结

• 本章把WDM/SDM/子载聚合统一进“标签—资源—合规”框架：label=(lambda,k_sub,s)、alloc={B_eff,S_eff}；
• 通过 P605/S605/M60-5/C60-5x/I60-5* 形成从分配到校核与清单化发布的闭环；
• 两口径（配置 vs 测量）差 delta_form_label 作为上线门，驱动面板与回退的自动化治理。