论文摘要
随着宽带业务数据中心与云计算业务的飞速发展,光网络正承受业务流量爆炸式增长带来的巨大压力,超大容量与动态灵活成为全光网技术未来的发展趋势目前WDM网络采取固定频谱栅格的资源分配方式,突现出灵活性差频谱效率低的缺点新型的灵活栅格光网络利用可变带宽的光收发和光交换机制,实现了谱资源根据需要灵活地分配,支持超级信道的建立与此同时,灵活栅格光网络也面临着复杂的频谱资源分配频谱碎片化和复杂业务需求高效承载等网络优化问题以这些问题为出发点,本文在国家973课题"Pbps级可控管光网络基础研究”的支撑下,主要研究灵活栅格光网络的关键技术,特别是研究路由与频谱资源分配以及频谱碎片整理问题,并取得了若干具有创新性的研究成果。主要工作和创新性成果如下：第一针对灵活栅格光网络中频谱碎片问题,通过对相邻链路上频谱连续性的合理建模,本文提出两种碎片评估方案：频谱融合度(SFD)与碎片融合度(FFD)仿真显示所提出评估方案可以准确地指示网络中频谱碎片的情况基于SFD和FFD,本文分别针对动态和准动态的网络环境,提出了多种碎片整理算法在动态环境下,通过白适应的感知网络碎片的生成情况,通过移动有限数量的业务促进了频谱碎片的融合,改善了网络的性能利用SFD和FFD作为评价函数,提出了面向碎片整理的遗传算法,用于指导链路的迁移仿真结果显示相比于已有的算法,本文提出的方案能有效降低频谱碎片对网络的影响第二通过分析研究了动态环境下频谱碎片产生机理及碎片整理的方法,本文引入频谱放置窗口/点与频谱融合序列等概念,提出了面向频谱融合的路由频谱分配算法通过同时考虑业务路径和业务相邻路径上的频谱碎片情况,将频谱汇聚在一定范围内以优化网络的资源使用情况仿真结果显示本文提出的算法表现出了较好的网络阻塞性能和资源使用率第三本文针对动态和静态的网络环境下的面向时变业务的路由和频谱分配问题进行了研究对于静态业务,本文提出了面向流量均衡的最优最短路的路由和频谱分配算法,通过找到各个连接请求间最好的路径组合方案,均衡链路上资源的使用情况,尽量减少全网频隙使用的数量对于动态网络环境下面向时变业务的路由与频谱分配问题,本文提出了最大共享频谱算法,通过实时调整连接占用频谱的数量和位置,以扩展出满足为小粒度业务或者持续时间短的业务的频谱空间
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摘要ABSTRACT符号说明第1章 绪论1.1 研究背景1.1.1 光网络的发展现状及所面临的挑战1.1.2 支撑新一代网络的关键技术1.2 灵活栅格光网络进展研究1.2.1 灵活栅格光网络的基本架构1.2.2 灵活栅格光网络的特性1.2.3 灵活栅格光网络的标准化进程1.3 关键问题与研究现状1.3.1 关键问题1.3.2 国外研究介绍1.3.3 国内研究现状1.4 本论文的主要工作和组成结构1.4.1 论文主要工作和创新点1.4.2 论文结构参考文献第2章 基于碎片融合度的动态频谱碎片整理算法2.1 灵活栅格光网络中的路由和频谱分配与频谱碎片问题2.1.1 路由和频谱分配算法与节点模型2.1.2 频谱碎片问题2.1.3 频谱碎片整理策略2.1.4 支撑技术2.1.5 碎片评估方案2.2 基于碎片融合度的频谱碎片评估方案2.2.1 碎片融合度的概念2.2.2 节点碎片融合度2.2.3 网络碎片融合度2.2.4 基于碎片融合度的动态碎片整理算法2.3 仿真结果及分析2.3.1 FFD策略有效性的验证2.3.2 碎片整理算法2.4 小结参考文献第3章 基于遗传算法的频谱碎片整理策略研究3.1 遗传算法3.1.1 遗传算法概要3.1.2 遗传算法在光网络优化中的应用3.2 基于遗传算法的碎片整理策略3.2.1 网络模型3.2.2 GASD的编码与解码3.2.3 适应度函数3.2.4 ReRSA算法和染色体解码策略3.2.5 进化过程3.3 仿真结果及分析3.3.1 SFD的性能3.3.2 动态网络环境下GASD算法性能的仿真验证3.3.3 准动态网络环境下GASD算法性能的仿真验证3.4 小结参考文献第4章 面向频谱融合的路由与频谱分配算法4.1 路由与频谱分配算法综述4.2 面向频谱融合的RSA算法4.2.1 网络模型与问题描述4.2.2 频谱放置窗口/点与频谱融合序列的建立4.2.3 面向频谱融合的RSA算法与碎片整理算法4.3 仿真结果与分析4.4 小结参考文献第5章 面向时变业务的路由和频谱分配算法5.1 引言5.2 静态TV-RSA规划问题5.2.1 静态TV-RSA的启发式算法5.2.2 静态TV-RSA的ILP建模研究5.2.3 静态TV-RSA的BFSR-LB算法5.3 动态TV-RSA规划问题5.3.1 时变动态业务的阻塞率分析5.3.2 最大共享频谱算法5.4 总结参考文献结束语致谢攻读博士期间的学术成果
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