隨著多媒體和云計算等高帶寬服務需求的不斷增加,通信帶寬的逐年劇增給當前通信網(wǎng)帶來了巨大的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的波分復用(Wavelength Division Multiplexing,WDM)網(wǎng)絡由于其粗糙的顆粒度分配,導致頻譜利用率不高。針對以上問題,研究者們提出具有大容量、高速率和頻譜靈活等特性的彈性光網(wǎng)絡。在彈性光網(wǎng)絡中,頻譜資源被分割成較小的柵格粒度,可以根據(jù)請求大小動態(tài)地分配頻譜資源,有效地提高了頻譜利用率。另一方面,組播是網(wǎng)絡中一種重要的傳輸方式,被廣泛應用于支持如云計算、物聯(lián)網(wǎng)、視頻會議等應用,成為互聯(lián)網(wǎng)流量的重要組成部分。相對于傳統(tǒng)的IP層組播,光層組播避免了光電光轉(zhuǎn)換,可以為組播提供更好的支持。然而,由于彈性光網(wǎng)絡在頻譜分配時受到諸多的約束,如:頻譜連續(xù)性、頻譜一致性約束等,使得彈性光網(wǎng)絡中的組播路由和頻譜分配問題更加復雜。論文對彈性光網(wǎng)絡中的組播路由和頻譜分配問題進行研究。針對稀疏分光配置下的組播路由和頻譜分配問題,論文在第3章進行了深入研究。綜合考慮了調(diào)制方式、網(wǎng)絡中具有組播能力(multicast capable,MC)節(jié)點個數(shù)、組播節(jié)點選取等因素,提出有效的預計算最短路徑樹的組播路由和頻譜分配算法(PSPT-DMRSA),在組播路由之前,在網(wǎng)絡中預先放置適當?shù)腗C節(jié)點,然后建立源節(jié)點到目的節(jié)點的最小生成樹,以減少整個組播請求所占用的鏈路條數(shù)和傳輸距離。此外,頻譜資源分配時采用距離自適應的調(diào)制方式。仿真結(jié)果表明:所提的算法在頻譜資源利用率和帶寬阻塞率方面獲得了較優(yōu)的性能。鏈路動態(tài)的建立與拆除過程使得可用的頻譜資源離散化,不可避免的產(chǎn)生頻譜碎片。對于具有時延容忍的大容量數(shù)據(jù)傳輸,論文在第4章提出了持續(xù)時間感知的大容量數(shù)據(jù)組播路由和頻譜分配算法。在二維時間頻譜域中,綜合考慮業(yè)務的到達時間、截止期限和業(yè)務的數(shù)據(jù)量,通過改變分配給業(yè)務的帶寬來控制業(yè)務的持續(xù)時間,使得相鄰業(yè)務的持續(xù)時間差值最小,減少網(wǎng)絡中頻譜碎片的產(chǎn)生。仿真結(jié)果表明:論文所提的算法可以有效地降低業(yè)務阻塞率,提高頻譜資源利用率。
【學位單位】：重慶郵電大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TN929.1
【部分圖文】：

重慶郵電大學碩士學位論文 第 3 章 稀疏分光彈性光網(wǎng)絡的組播路由和頻譜分配策略 1 2.5,100 Gb/s，可選的調(diào)制方式為 BPSK、QPSK、8QAM 和 16QAM 四種，對比算法 MF 則固定其調(diào)制方式為 BPSK。在動態(tài)網(wǎng)絡配置問題中，請求的到達服從泊松過程，在泊松過程中，每個時間段內(nèi)到達的請求數(shù)量均值為 ，每個請求的持續(xù)時間服從一個均值為1 的負指數(shù)分布，網(wǎng)絡負載為 Erlangs，在仿真中本文設置業(yè)務平均持續(xù)時間為 1，所以 =1，通過改變業(yè)務到達率 來改變網(wǎng)絡負載，此外，在每次仿真中設定總的請求個數(shù)為100000 個。3.4.3 仿真結(jié)果分析

(a) NSFNET (b) US Backbone圖 3.7 不同的算法所對應的最大已使用頻隙序號(MC-rate=0.5)圖 3.7 分別表示在 MC 比率為 0.5 時不同的算法在兩種拓撲下最大已使用頻隙序號隨請求數(shù)量的變化情況。隨著組播請求數(shù)量的增加，PSPT-DMRSA 算法相比DMRSA 算法和 MF 算法最大已使用的頻隙序號最少，這是由于采用距離自適應的調(diào)制方式可以選擇較高的調(diào)制等級，進而減少單個組播請求所需的頻隙數(shù)目，此外，PSPT-DMRSA 算法所采用的組播樹結(jié)構(gòu)可以有效減少組播樹中的分支，增加不同路徑間的公共鏈路，減少了一個組播請求在單一鏈路中多次傳輸?shù)那闆r。此外需要說明的是，本文只對比了 MC 比率為 0.5 時的情況，并沒有列出在 MC 比率分別為0.1和 0.3 時的不同算法性能之間的對比，因為對比圖 3.6(a)和圖 3.7(a)可以發(fā)現(xiàn)，在MC 比率為 0.1 時 PSPT-DMRSA 算法的性能優(yōu)于在 MC 比率為 0.5 時的另外兩種算法，所以本文并沒有一一列舉在MC 比率為 0.1 和0.3 時不同算法性能的對比。

(a) NSFNET (b) US Backbone圖 3.7 不同的算法所對應的最大已使用頻隙序號(MC-rate=0.5)圖 3.7 分別表示在 MC 比率為 0.5 時不同的算法在兩種拓撲下最大已使用頻隙序號隨請求數(shù)量的變化情況。隨著組播請求數(shù)量的增加，PSPT-DMRSA 算法相比DMRSA 算法和 MF 算法最大已使用的頻隙序號最少，這是由于采用距離自適應的調(diào)制方式可以選擇較高的調(diào)制等級，進而減少單個組播請求所需的頻隙數(shù)目，此外，PSPT-DMRSA 算法所采用的組播樹結(jié)構(gòu)可以有效減少組播樹中的分支，增加不同路徑間的公共鏈路，減少了一個組播請求在單一鏈路中多次傳輸?shù)那闆r。此外需要說明的是，本文只對比了 MC 比率為 0.5 時的情況，并沒有列出在 MC 比率分別為0.1和 0.3 時的不同算法性能之間的對比，因為對比圖 3.6(a)和圖 3.7(a)可以發(fā)現(xiàn)，在MC 比率為 0.1 時 PSPT-DMRSA 算法的性能優(yōu)于在 MC 比率為 0.5 時的另外兩種算法，所以本文并沒有一一列舉在MC 比率為 0.1 和0.3 時不同算法性能的對比。
【參考文獻】

相關期刊論文 前1條

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相關博士學位論文 前1條

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相關碩士學位論文 前3條

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本文編號：2867573