【摘要】：隨著網(wǎng)絡流量的飛速增長,光網(wǎng)絡技術也在不斷革新,頻譜靈活光網(wǎng)絡和軟件定義光網(wǎng)絡技術使得業(yè)務的承載方式向更精細化、更靈活化的方向發(fā)展。但是,現(xiàn)有的資源分配方式仍然存在著資源利用率不高的問題,為了應對不斷增長的流量,必須進一步對資源分配方式進行優(yōu)化,減少資源浪費。本文圍繞頻譜靈活光網(wǎng)絡中帶寬時變業(yè)務和雙向不對稱業(yè)務的資源分配問題展開研究,通過流量預測來獲得更多的業(yè)務信息,并基于預測信息對業(yè)務的分配方式進行優(yōu)化,從而提升網(wǎng)絡整體的資源利用率,主要的工作和成果如下:(1)分析網(wǎng)絡流量特性,建立基于長短時記憶(LSTM)神經(jīng)網(wǎng)絡的預測模型實現(xiàn)對網(wǎng)絡流量的預測。現(xiàn)有網(wǎng)絡流量呈現(xiàn)復雜的非線性,LSTM網(wǎng)絡的自動特征學習與提取功能適合解決此類預測問題,仿真結(jié)果顯示該模型的預測效果優(yōu)于傳統(tǒng)線性模型。通過預測可以提前獲取時變業(yè)務帶寬需求的變化趨勢以及業(yè)務雙向帶寬需求的不對稱性。(2)針對時變業(yè)務動態(tài)按需分配帶來網(wǎng)絡配置成本增加的問題,提出一種最小化業(yè)務重分配數(shù)的整數(shù)線性規(guī)劃(ILP)模型來降低單時刻分配中的配置成本,仿真顯示該模型能夠提供最優(yōu)化策略;基于預測信息,提出一種選擇性資源預留的時變業(yè)務動態(tài)資源分配算法,通過對未來時刻帶寬需求預測值與當前時刻帶寬需求值進行比較,只對部分業(yè)務提前進行資源預留,該算法相對完全進行資源預留的算法,可以在網(wǎng)絡阻塞率和業(yè)務重分配數(shù)之間取一個折衷。(3)針對雙向不對稱業(yè)務資源分配問題,提出一種持續(xù)時間感知的非對稱頻譜分配算法。該算法選取虛擬光網(wǎng)絡(VON)為應用場景,VON因為其中業(yè)務的強不對稱性而導致單個方向光路有大量資源被浪費,該算法基于共享思想對該部分資源進行再分配,仿真結(jié)果顯示該算法可以有效提高網(wǎng)絡資源利用率。
【學位授予單位】：北京郵電大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TN929.1
【圖文】：

并進一步結(jié)合預測信息設計啟發(fā)式算法，來實現(xiàn)資源利用率和網(wǎng)絡配置成本的平逡逑衡。同時研究非對稱資源分配方式的意義和可行性，提出一種虛擬光網(wǎng)絡中持續(xù)逡逑時間感知的非對稱資源分配算法。論文研宄內(nèi)容的關系如圖１－１所示，研究的最逡逑終目標是實現(xiàn)頻譜靈活光網(wǎng)絡中資源的優(yōu)化配置與利用。逡逑４逡逑

絡的發(fā)展趨勢。頻譜靈活光網(wǎng)絡所用到的關鍵技術主要包括以下內(nèi)容：逡逑⑴傳送層逡逑頻譜靈活光網(wǎng)絡的典型結(jié)構如圖２－１所示，底層主要是由帶寬可變收發(fā)機逡逑（Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ－Ｖａｒｉａｂｌｅ邋Ｔｒａｎｓｐｏｎｄｅｒ，邋ＢＶＴ邋）以及帶寬可變光交叉連接設備逡逑（Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ－Ｖａｒｉａｂｌｅ邋Ｏｐｔｉｃａｌ邋Ｃｒｏｓｓ－Ｃｏｎｎｅｃｔ，邋ＢＶ－ＯＸＣ）構成。逡逑Ｇ邐物邋ＢＶＴ逡逑々邐辦邐ｍ邋ＢＶ－ｏｘｃ逡逑客戶端逡逑？邐邋ｎ邋一，一，－—一逡逑圖２－１頻譜靈活光網(wǎng)絡的結(jié)構逡逑ＢＶＴ通過改變傳輸比特率或調(diào)制格式來調(diào)整帶寬，能夠?qū)崿F(xiàn)頻譜效率與傳逡逑輸距離的交換，對于較短距離的光路，可以使用高階調(diào)制格式來獲得更高的頻譜逡逑效率，但是長距離的光路則需要使用抗噪性能更好但效率低的調(diào)制格式來支持。逡逑ＢＶＴ的速率一般按最大速率值來設定，當光路所需速率低于該最大值時，ＢＶＴ逡逑的一部分容量就會被浪費

圖２－３邋ＢＶ－ＯＸＣ的結(jié)構圖間逡逑（２）控制層逡逑底層設備的靈活可變也給控制層提出了新的要求，只有控制層能夠?qū)ζ溥M行逡逑有效的集中控制，才能真正實現(xiàn)整個網(wǎng)絡的靈活動態(tài)配置。逡逑光網(wǎng)絡中最早出現(xiàn)控制平面是在自動交換光網(wǎng)絡（Ａｕｔｏｍａｔｉｃａｌｌｙ邋Ｓｗｉｔｃｈｅｄ逡逑ＯｐｔｉｃａｌＮｅｔｗｏｒｋ，ＡＳＯＮ）中，ＡＳＯＮ是光網(wǎng)絡智能化發(fā)展過程中非常成功的一個逡逑代表。在ＡＳＯＮ中，信令的控制使得光網(wǎng)絡具備了自動完成拓撲及資源發(fā)現(xiàn)、光逡逑路動態(tài)建立和故障快速恢復等功能，這標志著光層具備了直接承載業(yè)務的能力，逡逑可以進一步簡化原有的多層復雜網(wǎng)絡結(jié)構。但是，由于采用的通用多協(xié)議標志交逡逑換（Ｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄ邋Ｍｕｌｔｉｐｒｏｔｏｃｏｌ邋Ｌａｂｅｌ邋Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ，邋ＧＭＰＬＳ）協(xié)議過于復雜，ＡＳＯＮ邋在逡逑實際應用中受到了較大的限制。而且隨著網(wǎng)絡的發(fā)展，網(wǎng)絡中設備類型和數(shù)量不逡逑９逡逑

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本文編號：2798049