本文選題：智能光網(wǎng)絡(luò) + 光傳送網(wǎng)��； 參考：《北京郵電大學(xué)》2014年博士論文

【摘要】：隨著IP寬帶業(yè)務(wù)、移動互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展,帶寬需求迅猛增長,超大容量、動態(tài)靈活、高可擴展、高譜效率等成為下一代光傳送網(wǎng)技術(shù)應(yīng)具備的主要特征。業(yè)務(wù)的豐富和多樣化,要求靈活高效的網(wǎng)絡(luò)資源配置,以及彈性合理的網(wǎng)絡(luò)控制和管理,對下一代光傳送網(wǎng)的資源分配、控制管理與優(yōu)化技術(shù)提出了挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)波長交換光網(wǎng)絡(luò)資源分配粒度較大,帶寬固定,網(wǎng)絡(luò)控制和管理可擴展性不高,運營成本較高。在智能光網(wǎng)絡(luò)中引入帶寬可變的光傳輸技術(shù)和光交換技術(shù),能夠靈活高效地利用頻譜資源。智能光網(wǎng)絡(luò)還需要與基于通用多標簽協(xié)議標簽交換(Generalized Multiprotocol Label Switching, GMPLS)架構(gòu)的控制技術(shù)相結(jié)合,對網(wǎng)絡(luò)資源進行合理管理和調(diào)度,應(yīng)用路徑計算單元(Path Computation Element, PCE)進行多約束條件下的路徑計算,有效降低網(wǎng)絡(luò)阻塞率,提高資源利用率。為了應(yīng)對智能光傳送網(wǎng)在演進發(fā)展中的上述問題,本文從動態(tài)靈活的資源分配和高效可擴展的網(wǎng)絡(luò)控制管理兩方面入于,研究了可變帶寬光交換的選路與頻譜資源分配問題、擁塞避免的路徑計算問題、成本優(yōu)化的業(yè)務(wù)調(diào)度問題和網(wǎng)絡(luò)可擴展性的評估問題,主要創(chuàng)新工作如下： 第一,針對智能光網(wǎng)絡(luò)在可變帶寬光交換下復(fù)雜的動態(tài)路徑計算及頻譜分配問題,特別是調(diào)制方式選擇問題,將鏈路物理損傷信息與調(diào)制級別自適應(yīng)變換(Modulation Level Conversion, MLC)相結(jié)合,提出了路由、測制方式和頻譜分配的一體化算法(Link-MLC等)。仿真結(jié)果表明該算法能夠改善多粒度場景下的網(wǎng)絡(luò)阻塞率并提高資源利用率 第二,針對智能光網(wǎng)絡(luò)在大規(guī)模情況下流量分配不均的問題,設(shè)計了兩種可避免擁塞(Congestion Avoidance, CA)的動態(tài)路由算法。仿真結(jié)果表明,這兩種算法有利于減少流量分配不均現(xiàn)象,進而實現(xiàn)流量均衡。 第三,針對智能光網(wǎng)絡(luò)在多域情況下的可擴展性評估問題,指出路由協(xié)議泛洪是影響多域可擴展性的最主要因素,設(shè)計了收斂時間的測試方案。通過實驗驗證了其有效性,并將此測試方案應(yīng)用在多層多域光網(wǎng)絡(luò)實驗平臺上。 第四,為了降低多層智能光網(wǎng)絡(luò)的運營成本,通過分析多層光網(wǎng)絡(luò)模型以及調(diào)度業(yè)務(wù)的特點,提出了兩種調(diào)度業(yè)務(wù)算法。結(jié)果表明,設(shè)備重用(Transponder/Regenerator Reuse, TRR)算法降低運營成本效果較好；使用同一種業(yè)務(wù)調(diào)度算法時,貪心算法比禁忌搜索算法運行時間短,但禁忌搜索算法能得到更接近最優(yōu)成本的解。
[Abstract]:With the rapid development of IP broadband services, mobile Internet and Internet of things, the demand for bandwidth is growing rapidly, the large capacity, dynamic flexibility, high scalability and high spectral efficiency become the main characteristics of the next generation optical transport network technology. The rich and diversified services require flexible and efficient network resource allocation and flexible and reasonable network control and management, which challenge the resource allocation, control management and optimization technology of the next generation optical transport network. Traditional wavelength switched optical networks have large granularity of resource allocation, fixed bandwidth, low scalability of network control and management, and high operating cost. The introduction of optical transmission technology and optical switching technology with variable bandwidth in intelligent optical networks can make use of spectrum resources flexibly and efficiently. Intelligent optical network also needs to combine with the control technology based on generic multi-label protocol label switching generalized Multiprotocol Label Switching, GMPLS) architecture to manage and schedule the network resources reasonably. Path computing unit (path Computation Element, PCE) is applied to path computation under multi-constraint conditions, which can effectively reduce network blocking rate and improve resource utilization. In order to deal with the above problems in the evolution of intelligent optical transport networks, this paper studies the routing and spectrum resource allocation of optical switching with variable bandwidth from two aspects: dynamic and flexible resource allocation and efficient and scalable network control management. Congestion avoidance path computing problem, cost optimization service scheduling problem and network scalability evaluation problem, the main innovation work is as follows: First, aiming at the complex dynamic path calculation and spectrum allocation problem of intelligent optical network under variable bandwidth optical switching, especially the problem of modulation mode selection, the link physical damage information is combined with modulation level adaptive modulation Level Conversion, MLC). An integrated algorithm for routing, measurement and spectrum allocation is proposed, such as Link-MLC and so on. Simulation results show that the proposed algorithm can improve the network blocking rate and resource utilization in multi-granularity scenarios. Secondly, aiming at the problem of uneven traffic distribution in large scale in intelligent optical networks, two dynamic routing algorithms are designed to avoid congestion contention (CAA). The simulation results show that these two algorithms can reduce the uneven distribution of traffic and realize traffic balance. Thirdly, aiming at the scalability evaluation of intelligent optical networks in multi-domain, it is pointed out that routing protocol flooding is the most important factor affecting multi-domain scalability, and a test scheme of convergence time is designed. The experimental results show that the proposed scheme is effective and applied to the multi-layer and multi-domain optical network experiment platform. Fourthly, in order to reduce the operation cost of multi-layer intelligent optical network, two scheduling algorithms are proposed by analyzing the model of multi-layer optical network and the characteristics of scheduling services. The results show that the transponder / Regenerator Reuse( TRR) algorithm is more effective in reducing the operation cost, and the greedy algorithm has a shorter running time than the Tabu search algorithm, but the Tabu search algorithm can get a solution close to the optimal cost.
【學(xué)位授予單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TN929.1

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本文編號：1938596