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(fù)用(Wavelength Division Multiplexing,WDM)光網(wǎng)絡(luò)因采用固定的粗粒度波長(zhǎng)分配模式,已難以同時(shí)滿足用戶和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商的需求�；谡活l分復(fù)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(qǐng)求,以更精細(xì)粒度的頻隙劃分,更高效和靈活地分配頻譜資源,被認(rèn)為是未來高速光傳輸網(wǎng)絡(luò)中一個(gè)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(diǎn)。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(cè)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(cè)模型之后,詳細(xì)說明了本文所采用的預(yù)測(cè)方法的基本原理。為了降低用戶業(yè)務(wù)請(qǐng)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(cè)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(cè)鏈路上業(yè)務(wù)量隨時(shí)間變化信息,計(jì)算候選路徑上業(yè)務(wù)在時(shí)域和頻域的資源競(jìng)爭(zhēng)率。同時(shí),在網(wǎng)絡(luò)處理一批業(yè)務(wù)請(qǐng)求之后,其周期性地更新鏈路的權(quán)重,為不同源宿節(jié)點(diǎn)對(duì)的業(yè)務(wù)請(qǐng)求重新計(jì)算候選光路集合。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,所提算法可有效地降低業(yè)務(wù)請(qǐng)求阻塞率和提高網(wǎng)絡(luò)資源利用率。近年來,由于熱點(diǎn)城市的出現(xiàn),網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)對(duì)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(diǎn)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(qǐng)求阻塞率的額外增加。針對(duì)該網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景,本文提出了一種結(jié)合預(yù)測(cè)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(cè)鏈路上業(yè)務(wù)量隨時(shí)間變化。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的頻譜資源無法滿足業(yè)務(wù)需求時(shí),其嘗試在放置頻譜轉(zhuǎn)換器的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行頻譜轉(zhuǎn)換以使網(wǎng)絡(luò)能夠承載更多的業(yè)務(wù)請(qǐng)求。在放置頻譜轉(zhuǎn)換器和分配頻譜資源時(shí),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(jī)選擇網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)放置頻譜轉(zhuǎn)換器,并針對(duì)所有承載的業(yè)務(wù)請(qǐng)求均采用首次適配(First Fit,FF)方法進(jìn)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(duì)業(yè)務(wù)請(qǐng)求進(jìn)行頻譜分配時(shí),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(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了兩種所提策略的有效性,并表明SCP_BC性能更好。
【學(xué)位單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)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(zhǎng)譜資源的高效利用，如圖 2.4 所示，三個(gè) 60Gb/s 的光路就組合在0Gb/s 的超波長(zhǎng)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(jìn)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(dá)的適配速率以及動(dòng)態(tài)帶寬的擴(kuò)展和收縮。EONs 也支持當(dāng)網(wǎng)絡(luò)流量空閑時(shí)，EONs 會(huì)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(jìn)行光網(wǎng)絡(luò)虛擬化。

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本文編號(hào)：2814759