隨著因特網(wǎng)中新興應(yīng)用的不斷涌現(xiàn),各種帶寬需求變化大的業(yè)務(wù)也隨之出現(xiàn),傳統(tǒng)的波分復用(Wavelength Division Multiplexing,WDM)光網(wǎng)絡(luò)因采用固定的粗粒度波長分配模式,已難以同時滿足用戶和網(wǎng)絡(luò)運營商的需求�；谡活l分復用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)的彈性光網(wǎng)絡(luò)(Elastic Optical Networks,EONs)可以依據(jù)用戶請求,以更精細粒度的頻隙劃分,更高效和靈活地分配頻譜資源,被認為是未來高速光傳輸網(wǎng)絡(luò)中一個有潛力的候選方案。路由與頻譜分配(Routing and Spectrum assignment,RSA)是EONs中的關(guān)鍵問題之一,也是本文的研究重點。論文首先概述了研究的背景及意義,并總結(jié)了光網(wǎng)絡(luò)、RSA和預(yù)測技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域應(yīng)用的研究現(xiàn)狀。接著,論文分別介紹了EONs和RSA的基礎(chǔ),描述了現(xiàn)有的光網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)模型,并在總結(jié)了現(xiàn)有預(yù)測模型之后,詳細說明了本文所采用的預(yù)測方法的基本原理。為了降低用戶業(yè)務(wù)請求阻塞率和提高網(wǎng)絡(luò)資源利用率,本文提出了一種基于業(yè)務(wù)預(yù)測和周期性重選路(Traffic Prediction and Periodic Rerouting,TPPR)新的RSA算法。該算法通過徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(Radical Basis Function Neural Network,RBFNN)預(yù)測鏈路上業(yè)務(wù)量隨時間變化信息,計算候選路徑上業(yè)務(wù)在時域和頻域的資源競爭率。同時,在網(wǎng)絡(luò)處理一批業(yè)務(wù)請求之后,其周期性地更新鏈路的權(quán)重,為不同源宿節(jié)點對的業(yè)務(wù)請求重新計算候選光路集合。仿真實驗結(jié)果表明,所提算法可有效地降低業(yè)務(wù)請求阻塞率和提高網(wǎng)絡(luò)資源利用率。近年來,由于熱點城市的出現(xiàn),網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點對之間的業(yè)務(wù)呈現(xiàn)非均勻性。因此,本文在部分光交換節(jié)點上放置頻譜轉(zhuǎn)換器,以減少非均勻業(yè)務(wù)造成的業(yè)務(wù)請求阻塞率的額外增加。針對該網(wǎng)絡(luò)場景,本文提出了一種結(jié)合預(yù)測的頻譜轉(zhuǎn)換(Spectrum Conversion combined with Prediction,SCP)的RSA算法。該算法仍采用RBFNN預(yù)測鏈路上業(yè)務(wù)量隨時間變化。當網(wǎng)絡(luò)中的頻譜資源無法滿足業(yè)務(wù)需求時,其嘗試在放置頻譜轉(zhuǎn)換器的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點進行頻譜轉(zhuǎn)換以使網(wǎng)絡(luò)能夠承載更多的業(yè)務(wù)請求。在放置頻譜轉(zhuǎn)換器和分配頻譜資源時,該算法采用兩種不同的組合策略,分別記為SCP_R(Randomly)和SCP_BC(Betweenness Centrality)。其中,SCP_R策略隨機選擇網(wǎng)絡(luò)節(jié)點放置頻譜轉(zhuǎn)換器,并針對所有承載的業(yè)務(wù)請求均采用首次適配(First Fit,FF)方法進行頻譜分配;SCP_BC策略基于介數(shù)中心性放置頻譜轉(zhuǎn)換器,在對業(yè)務(wù)請求進行頻譜分配時,先嘗試使用FF方法,若分配不成功,則頻譜轉(zhuǎn)換后采用最大路徑頻譜連續(xù)度(Maximum Path Spectrum Continuity,MPSC)的方法。仿真實驗驗證了兩種所提策略的有效性,并表明SCP_BC性能更好。
【學位單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TN929.1
【部分圖文】：

同樣具有帶寬聚合特性，其可以在光域中通過連續(xù)組合形成超波長譜資源的高效利用，如圖 2.4 所示，三個 60Gb/s 的光路就組合在0Gb/s 的超波長光路。由于其靈活的頻譜分配特性，EONs 在光域內(nèi)速率的光譜進行有效地直接調(diào)節(jié)，此外，其也能夠通過改變子載波，支持可達的適配速率以及動態(tài)帶寬的擴展和收縮。EONs 也支持當網(wǎng)絡(luò)流量空閑時，EONs 會關(guān)閉一些 OFDM 子載波，節(jié)省功耗，DM 子載波支持的虛擬鏈路進行光網(wǎng)絡(luò)虛擬化。

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本文編號：2814759