本文關(guān)鍵詞：靈活柵格光網(wǎng)絡(luò)中頻譜工程與調(diào)控技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來(lái),隨著寬帶業(yè)務(wù)發(fā)展,以實(shí)時(shí)高分辨率視頻、分布式服務(wù)、數(shù)據(jù)中心服務(wù)等為代表的新型業(yè)務(wù)與日俱增,互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)流量得到了前所未有的巨大增長(zhǎng),這對(duì)傳統(tǒng)光網(wǎng)絡(luò)的承載能力提出了更高的要求。在業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)場(chǎng)景下,發(fā)展大容量、高譜效、動(dòng)態(tài)靈活的全光網(wǎng)技術(shù)成為必然趨勢(shì)。以靈活柵格為核心的彈性光網(wǎng)絡(luò),是未來(lái)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展方向,應(yīng)用前景廣闊。論文圍繞靈活柵格光網(wǎng)絡(luò)面臨的頻譜控制與管理關(guān)鍵問(wèn)題,通過(guò)提出頻譜工程的原創(chuàng)性思想,探索合理高效的資源調(diào)控機(jī)制,解決靈活柵格全光網(wǎng)的頻譜利用效率問(wèn)題。論文完成的主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)總結(jié)如下：第一,針對(duì)靈活柵格光網(wǎng)絡(luò)中頻譜資源狀態(tài)復(fù)雜多樣的特點(diǎn),基于資源分配所需滿足的頻譜一致性及連續(xù)性約束,從業(yè)務(wù)層和網(wǎng)絡(luò)層兩個(gè)角度出發(fā),提出了面向業(yè)務(wù)屬性和資源狀態(tài)的路由頻譜分配方法。其中,前者將業(yè)務(wù)根據(jù)其屬性進(jìn)行分類(lèi),同時(shí)將頻譜劃分成不同區(qū)域的空間,為具有同類(lèi)屬性的業(yè)務(wù)分配同一頻譜空間；后者根據(jù)網(wǎng)絡(luò)中頻譜的使用情況,有效規(guī)范路徑的選擇和鏈路的資源分配。仿真結(jié)果表明兩種方法均能明顯降低網(wǎng)絡(luò)的阻塞率(最高達(dá)60%),且基于資源狀態(tài)的路由頻譜分配方法具有更佳性能。第二,針對(duì)靈活柵格光網(wǎng)絡(luò)中頻譜碎片帶來(lái)的資源浪費(fèi)問(wèn)題,深入研究了動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)資源優(yōu)化與頻譜重構(gòu)策略。具體來(lái)講,基于面向受阻業(yè)務(wù)和面向網(wǎng)絡(luò)性能兩種重構(gòu)觸發(fā)條件,提出了最大化頻譜規(guī)整度重構(gòu)(MSCD)算法和頻譜規(guī)整度觸發(fā)重構(gòu)(SCTD)算法。其中,MSCD算法針對(duì)當(dāng)前受阻業(yè)務(wù)觸發(fā)網(wǎng)絡(luò)的局部重構(gòu),并在重構(gòu)過(guò)程中選擇頻譜規(guī)整度最大的路徑作為重構(gòu)路徑；而SCTD算法在網(wǎng)絡(luò)的頻譜規(guī)整度達(dá)到特定閾值門(mén)限時(shí)觸發(fā)網(wǎng)絡(luò)整體重構(gòu),直至網(wǎng)絡(luò)規(guī)整度恢復(fù)到門(mén)限范圍內(nèi)。仿真結(jié)果表明相對(duì)MSCD算法,SCTD算法能取得更低的業(yè)務(wù)阻塞率,但其付出的代價(jià)是影響了更多的業(yè)務(wù)。另外,SCTD算法中的觸發(fā)閾值對(duì)頻譜重構(gòu)的性能影響較大。第三,針對(duì)靈活柵格光網(wǎng)絡(luò)中業(yè)務(wù)粒度與資源粒度不匹配問(wèn)題,借助頻譜工程的思想,利用輔助圖模型實(shí)現(xiàn)了基于可切片收發(fā)機(jī)的三種動(dòng)態(tài)多層流量疏導(dǎo)算法,即最小化新建光路(MLP-SE)算法、最小化虛擬跳數(shù)(MVH-SE)算法和最小化物理跳數(shù)(MPH-SE)算法。仿真對(duì)三種算法的性能(如業(yè)務(wù)帶寬阻塞率、光路所需平均收發(fā)機(jī)個(gè)數(shù)、光路平均虛擬跳數(shù)和物理跳數(shù)等)進(jìn)行了對(duì)比分析,結(jié)果表明不同的流量疏導(dǎo)算法具有不同的優(yōu)勢(shì),其中MLP-SE、MVH-SE和MPH-SE算法分別在能耗、用戶(hù)QoS和頻譜資源效率上具備最佳性能,具體該采用何種算法需要根據(jù)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商的核心目標(biāo)來(lái)選擇。第四,針對(duì)光網(wǎng)絡(luò)向靈活柵格平滑演進(jìn)場(chǎng)景,圍繞固定柵格和靈活柵格兩類(lèi)設(shè)備互通操作需求,研究了混合網(wǎng)絡(luò)情景下的頻譜資源分配方法,并設(shè)計(jì)了兩種演進(jìn)方案：逐步升級(jí)網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)和逐步升級(jí)節(jié)點(diǎn)內(nèi)WSS。其中,第一種方案包含最大連通度節(jié)點(diǎn)優(yōu)先(HDF)、最大業(yè)務(wù)流量節(jié)點(diǎn)優(yōu)先(HGTF)、最大承載流量節(jié)點(diǎn)優(yōu)先(HCTF)、最大高帶寬流量節(jié)點(diǎn)優(yōu)先(MHTF)及最大低帶寬流量節(jié)點(diǎn)優(yōu)先(MLFT)五種策略。通過(guò)對(duì)兩種演進(jìn)方案進(jìn)行仿真分析發(fā)現(xiàn),只要升級(jí)網(wǎng)絡(luò)中部分節(jié)點(diǎn)(甚至是節(jié)點(diǎn)內(nèi)部分WSS)支持靈活柵格技術(shù),就能明顯提高網(wǎng)絡(luò)容量,降低業(yè)務(wù)阻塞率。
【關(guān)鍵詞】：靈活柵格 頻譜工程 路由頻譜分配 頻譜重構(gòu) 流量疏導(dǎo) 網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)
【學(xué)位授予單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TN929.1
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-12
• 第1章 緒論12-30
• 1.1 全光網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)12-17
• 1.1.1 WDM光網(wǎng)絡(luò)及其局限性12-13
• 1.1.2 靈活柵格光網(wǎng)絡(luò)的提出13-14
• 1.1.3 靈活柵格光網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)14-17
• 1.2 靈活柵格光網(wǎng)絡(luò)面臨的問(wèn)題與挑戰(zhàn)17-20
• 1.2.1 多約束條件的頻譜分配問(wèn)題17-18
• 1.2.2 資源碎片與最優(yōu)化配置問(wèn)題18
• 1.2.3 電層/光層資源聯(lián)合優(yōu)化問(wèn)題18-19
• 1.2.4 頻譜工程19-20
• 1.3 國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展20-23
• 1.3.1 體系架構(gòu)20-21
• 1.3.2 核心器件21-22
• 1.3.3 網(wǎng)絡(luò)控管22
• 1.3.4 標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展22-23
• 1.4 論文結(jié)構(gòu)和主要工作23-26
• 1.4.1 論文結(jié)構(gòu)24
• 1.4.2 主要工作24-26
• 參考文獻(xiàn)26-30
• 第2章 面向業(yè)務(wù)屬性和資源狀態(tài)的頻譜規(guī)劃方法30-48
• 2.1 研究背景30-33
• 2.1.1 WDM網(wǎng)絡(luò)中路由波長(zhǎng)分配(RWA)30-31
• 2.1.2 靈活柵格光網(wǎng)絡(luò)中路由頻譜分配(RSA)31
• 2.1.3 路由頻譜分配研究現(xiàn)狀31-33
• 2.2 基于業(yè)務(wù)屬性的頻譜分配方法33-35
• 2.2.1 基于單一業(yè)務(wù)屬性34-35
• 2.2.2 基于多種業(yè)務(wù)屬性35
• 2.3 基于資源狀態(tài)的頻譜分配方法35-38
• 2.3.1 資源狀態(tài)描述35-37
• 2.3.2 MSC-RSA算法37-38
• 2.4 仿真結(jié)果分析38-42
• 2.4.1 仿真設(shè)置38-39
• 2.4.2 仿真結(jié)果分析39-42
• 2.5 本章小結(jié)42-43
• 參考文獻(xiàn)43-48
• 第3章 基于頻譜規(guī)整度的動(dòng)態(tài)資源重構(gòu)與優(yōu)化策略48-64
• 3.1 研究背景48-51
• 3.1.1 頻譜重構(gòu)技術(shù)48-49
• 3.1.2 研究進(jìn)展49-51
• 3.2 頻譜重構(gòu)觸發(fā)條件51-52
• 3.2.1 面向受阻業(yè)務(wù)的重構(gòu)觸發(fā)51
• 3.2.2 面向網(wǎng)絡(luò)性能的重構(gòu)觸發(fā)51-52
• 3.3 頻譜重構(gòu)算法52-53
• 3.3.1 最大化頻譜規(guī)整度重構(gòu)算法(MSCD)52-53
• 3.3.2 頻譜規(guī)整度觸發(fā)重構(gòu)算法(SCTD)53
• 3.4 頻譜重構(gòu)性能評(píng)估53-55
• 3.4.1 評(píng)估指標(biāo)54
• 3.4.2 重構(gòu)效益Q值54-55
• 3.5 仿真結(jié)果分析55-59
• 3.5.1 仿真設(shè)置55-56
• 3.5.2 重構(gòu)算法性能分析56-59
• 3.6 本章小結(jié)59-60
• 參考文獻(xiàn)60-64
• 第4章 基于可切片收發(fā)機(jī)的動(dòng)態(tài)流量疏導(dǎo)機(jī)制64-82
• 4.1 研究背景64-67
• 4.1.1 WDM光網(wǎng)絡(luò)中的流量疏導(dǎo)64-65
• 4.1.2 靈活柵格光網(wǎng)絡(luò)中的流量疏導(dǎo)65-67
• 4.2 基于可切片光收發(fā)機(jī)的流量疏導(dǎo)67-69
• 4.2.1 可切片光收發(fā)機(jī)概念67-68
• 4.2.2 業(yè)務(wù)流量疏導(dǎo)68-69
• 4.3 利用輔助圖模型實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)流量疏導(dǎo)69-73
• 4.3.1 輔助圖模型描述69-71
• 4.3.2 動(dòng)態(tài)流量疏導(dǎo)策略71-73
• 4.4 仿真結(jié)果分析73-77
• 4.4.1 仿真設(shè)置73-74
• 4.4.2 性能分析74-77
• 4.5 本章小結(jié)77-78
• 參考文獻(xiàn)78-82
• 第5章 面向靈活柵格的網(wǎng)絡(luò)平滑演進(jìn)方案82-109
• 5.1 研究背景82-86
• 5.1.1 網(wǎng)絡(luò)平滑演進(jìn)趨勢(shì)82-84
• 5.1.2 研究現(xiàn)狀84-86
• 5.2 固定/靈活柵格共存下的靜態(tài)資源分配86-91
• 5.2.1 約束條件86-88
• 5.2.2 ILP模型88-90
• 5.2.3 啟發(fā)式算法90-91
• 5.3 網(wǎng)絡(luò)平滑演進(jìn)方案91-96
• 5.3.1 升級(jí)整個(gè)節(jié)點(diǎn)91-93
• 5.3.2 升級(jí)節(jié)點(diǎn)中的WSS93-96
• 5.4 仿真結(jié)果分析96-107
• 5.4.1 靜態(tài)資源分配仿真分析96-97
• 5.4.2 平滑演進(jìn)策略性能分析97-107
• 5.5 本章小結(jié)107-108
• 參考文獻(xiàn)108-109
• 總結(jié)與展望109-111
• 致謝111-112
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)成果列表與參與項(xiàng)目情況112-113

  本文關(guān)鍵詞：靈活柵格光網(wǎng)絡(luò)中頻譜工程與調(diào)控技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：326938