【摘要】：隨著高清數(shù)字電視、云計(jì)算、電子商務(wù)和多媒體等新型寬帶互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用服務(wù)的不斷涌現(xiàn),光通信網(wǎng)絡(luò)正朝著大容量、大數(shù)據(jù)流方向發(fā)展。相應(yīng)地,光通信網(wǎng)絡(luò)需要更多的波長資源來承載業(yè)務(wù)。造成光網(wǎng)絡(luò)的交換規(guī)模受限和交換成本過高問題日益突顯。目前市面上已商用的每個(gè)波長交換開關(guān)的端口數(shù)受限于大約20+且價(jià)格昂貴。近年來,波帶交換(WBS)引起了光網(wǎng)絡(luò)行業(yè)研究者們的關(guān)注,它在減少光交換端口數(shù),控制交換復(fù)雜性與光交叉連接(OXCs)成本方面具有重要的意義。針對(duì)波帶交換,名古屋大學(xué)的研究學(xué)者們提出了一種新型的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)�；谠摼W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),業(yè)務(wù)的上下路通過操作出入端口上的WSS進(jìn)行,而其它業(yè)務(wù)則使用內(nèi)部的波帶交換矩陣WBXC進(jìn)行波帶粒度層面的交換。因此,該結(jié)構(gòu)使得端口規(guī)模受限的WSS,仍然可以構(gòu)成較大規(guī)模的交換結(jié)點(diǎn)。本文基于該結(jié)構(gòu)進(jìn)行了波帶交換方面的研究,著重研究了基于子路徑包含關(guān)系的波帶交換策略。本文首先介紹WDM網(wǎng)絡(luò)和EON網(wǎng)絡(luò)的研究背景和發(fā)展現(xiàn)狀,并闡述WDM和EON的相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)。其次,針對(duì)基于波帶交換的波分復(fù)用WDM光網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化問題,利用ILPG CPLEX與vs2010搭建的仿真平臺(tái),比較了波帶交換與非波帶交換的ILP算法。仿真結(jié)果表明,基于波帶交換的ILP算法相較于非波帶交換算法能明顯地降低網(wǎng)絡(luò)交叉連接端口數(shù)。針對(duì)ILP算法的復(fù)雜度高,不能應(yīng)用于大業(yè)務(wù)量和大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)的問題,本文提出了兩種啟發(fā)式算法:BP-WN算和BP-BR算法。在六個(gè)節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)中,與ILP算法結(jié)果進(jìn)行了比較,啟發(fā)式算法網(wǎng)絡(luò)性能接近于ILP算法的最優(yōu)解。進(jìn)一步的,在仿真平臺(tái)上驗(yàn)證了啟發(fā)式算法在11節(jié)點(diǎn)COST239網(wǎng)絡(luò)中的OXCs端口優(yōu)化效果。然后,針對(duì)基于波帶交換的路徑自適應(yīng)調(diào)制格式的彈性光網(wǎng)絡(luò)EON端口數(shù)優(yōu)化問題進(jìn)行研究,提出了自適應(yīng)調(diào)制格式的AM-WBS-RSA-ILP模型算法。仿真結(jié)果表明,隨著業(yè)務(wù)請(qǐng)求個(gè)數(shù)的增加,對(duì)比單一調(diào)制格式S-WBS-RSA-ILP算法,基于波帶交換的路徑自適應(yīng)調(diào)制格式ILP算法能明顯降低交換規(guī)模大小,路由更多的業(yè)務(wù)連接請(qǐng)求。針對(duì)大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)和大業(yè)務(wù)量問題,提出了兩種啟發(fā)式算法:S-WBS-RSA-H算法和AM-WBS-RSA-H算法,仿真結(jié)果表明,啟發(fā)式算法接近與ILP算法的網(wǎng)絡(luò)性能。在此基礎(chǔ)上,本文進(jìn)一步利用啟發(fā)式算法對(duì)COST239拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)的端口數(shù)問題進(jìn)行了相應(yīng)的仿真與分析。結(jié)果顯示同基于波帶交換的單一調(diào)制格式S-WBS-RSA-H啟發(fā)式算法相比,隨著業(yè)務(wù)量增加,AM-WBS-RSA-H算法優(yōu)勢(shì)更加明顯。采用波帶路徑距離自適應(yīng)調(diào)制格式,降低光交換端口規(guī)模的同時(shí),充分利用光頻譜資源,提高了網(wǎng)絡(luò)的靈活性。最后,對(duì)本文的研究工作進(jìn)行了總結(jié)與展望。
【學(xué)位授予單位】：深圳大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TN929.1
【圖文】：

圖 1-1 WDM 波分復(fù)用工作原理WDM 波分復(fù)用技術(shù)的使用與推廣，在大大降低了通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本的同時(shí)，也滿足了日益增長的爆炸性的通信帶寬資源需求。隨著光交叉連接器(Optical cross-connectOXC)和光分插復(fù)用器(Optical add/drop multiplexer, OADM)工藝技術(shù)的不斷改進(jìn)與成熟光傳輸網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與功能變得更加強(qiáng)大，更好地適應(yīng)現(xiàn)實(shí)生活中日益增長的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)流量需求。圖 1-2 給出一種 WDM 光網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。用戶 用戶IP路由器W

基于波帶交換的光網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化算法研究然，這種多粒度的分層結(jié)構(gòu)所使用的硬件規(guī)模更小，在網(wǎng)絡(luò)中存在大業(yè)務(wù)量的該種結(jié)構(gòu)所具有的優(yōu)勢(shì)尤為顯著了。作者[20]提出一個(gè)基于 MEMS 交換的 HO構(gòu)并評(píng)估了決定系統(tǒng)可靠性和成本所需反射鏡的數(shù)量。如下圖 2-3 所示，研究交換系統(tǒng)用于交換所需的 MEMS 數(shù)量可減少 48%。

【參考文獻(xiàn)】

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1 劉曉紅;趙劍力;紀(jì)越峰;;源表示法ILP在波帶交換網(wǎng)絡(luò)中的運(yùn)用[J];北京郵電大學(xué)學(xué)報(bào);2007年02期

2 韋樂平;光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展、演進(jìn)和面臨的挑戰(zhàn)[J];中興通訊技術(shù);2002年04期

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1 姚為鶴;靈活光網(wǎng)絡(luò)的節(jié)能優(yōu)化設(shè)計(jì)[D];南京郵電大學(xué);2014年

本文編號(hào)：2726443