分光器稀疏配置约束下的多播业务量疏导问题研究

论文摘要

多播业务量疏导是光网络多播研究的一个重要方面,由于光网络中大部分业务请求的带宽需求与一个波长的带宽相比都比较小,如果为每个业务请求分配一个独立的波长信道,不可避免地会造成网络资源的极大浪费,为了有效地解决这一问题,人们提出了业务量疏导技术,即通过有效的复用、解复用及交换等处理技术,将多个带宽粒度较小的业务汇聚到一个高容量的光路中进行传输,从而提高网络资源的利用率。考虑到分光节点稀疏配置有助于减小能量损伤,并且为WDM光网络的所有节点配置分光器和全波长转换器在时下仍是不现实的,所以本文基于动态业务模式,对分光节点稀疏配置约束下的多播业务量疏导问题进行了研究。首先研究了WDM光网络中多播业务量疏导的相关技术,包括光网络的技术、多播的实现方式和网络节点的结构。然后,总结了现有多播业务量疏导的三种实现方案：链路方式、光路方式和光树方式,分析了三种实现方案各自的优缺点。最后,从基于光树方式实现多播业务量疏导的思路出发,以提高网络资源利用率、降低阻塞率为目标,对现有的基于光树方式的多播业务量疏导算法进行分析与深入研究,提出了一种新的算法一基于辅助疏导图的综合多播业务量疏导算法（Comprehensive Multicast Traffic Grooming Algorithm, CMGA）。该算法引入了一种新的辅助疏导图,在图中可以体现出当前网络的各种信息,并通过为各边设置代价值来节约当前网络的稀有资源；有机融合了单跳疏导、多跳疏导和新建光树三种多播业务量疏导策略的思想,旨在更好地利用网络中已有光树／光路的剩余带宽,有效地降低业务阻塞率。仿真结果表明,CMGA算法与现有的基于光树方式的多播业务量疏导算法LF-MHG算法相比,无论是在不同网络负载下,还是在不同光纤波长数目下,或是在不同的多播业务比例下,都能够更充分地利用有限的网络资源,有效地降低业务阻塞率。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 选题的背景及意义
• 1.2 国内外相关领域研究现状
• 1.3 本文的主要工作及内容安排
• 第2章 WDM光网络多播业务量疏导相关技术
• 2.1 WDM光网络技术
• 2.1.1 波分复用及光交换技术
• 2.1.2 WDM光网络的构成和分类
• 2.1.3 IP over WDM网络
• 2.1.4 自动交换光网络
• 2.1.5 通用多协议标签交换技术
• 2.2 WDM光网络业务量疏导
• 2.2.1 光网络业务量疏导概述
• 2.2.2 网络节点的结构变化
• 2.3 WDM光网络多播技术
• 2.3.1 WDM光网络多播技术概述
• 2.3.2 多播的实现方式
• 2.3.3 多播光交叉连接器
• 第3章 多播业务量疏导算法研究
• 3.1 多播业务量疏导实现方案的选择
• 3.2 多播业务量疏导算法研究
• 3.2.1 扩展光树的多播业务量疏导算法
• 3.2.2 基于辅助图的多播业务量疏导算法
• 第4章 分光器稀疏配置的多播业务量疏导算法设计
• 4.1 问题定义
• 4.2 辅助疏导图
• 4.2.1 辅助疏导图的构造
• 4.2.2 边代价的确定
• 4.3 CMGA算法设计
• 4.3.1 疏导策略
• 4.3.2 CMGA算法描述
• 4.3.3 CMGA算法复杂度分析
• 第5章 CMGA算法仿真实现及分析
• 5.1 实验方案
• 5.1.1 网络拓扑
• 5.1.2 仿真环境设定
• 5.2 性能评价指标
• 5.3 仿真数据分析
• 5.3.1 MC节点数目的影响
• 5.3.2 与MHG算法的比较
• 第6章 结束语
• 6.1 工作总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢