光分组交换网若干关键技术研究 ——流量建模、业务特性分析和光分组组装

论文摘要

近年来，具有灵活、高效、对数据速率和数据模式透明、可以支持多粒度服务等优势的光分组交换网，被视为未来承载IP等数据业务的理想平台而得到广泛研究。作为光分组核心网络与电域客户网络的接口，边缘节点负责完成光分组组装、信头插入、流量整形等重要功能，其性能对整个网络有重要影响。本论文立足于光分组交换网边缘节点，充分考虑当前网络数据业务的主要特性(自相似性)，通过建模仿真、数值计算和理论分析的方式，分别对业务源建模方案、网络业务特性、组装机制和排队方案等内容进行了深入研究。 本论文第一章简要地介绍了光分组交换的研究现状和关键技术，第二章构建了基于重叠分形更新过程(Sup_FRP)和基于分形二项噪音驱动泊松过程(FBNDP)两种自相似业务源模型，来模拟产生真实网络业务数据流，并首次采用加权平均自相关函数和无偏的小波分析法，对上述两种模型所产生的业务数据的短相关性(SRD)和长相关性(LRD)进行定量分析，得出以下结论：自相似性参数Husrt值在高、低区间的误差分别起源于模型自身限制和强短相关性的影响；Husrt值最准确的区间位于0.7到0.85之间；对于FBNDP模型，为了获得高自相似准确性，其参数峰值速率R应取处于中间范围的数据。 第三章提出了一种评估网络业务自相似性参数值的简明方法：基于数量色散系数IDC评估法。通过与无偏的小波分析法和R／S法进行性能比较，得出以下结论：IDC评估法的评估结果是有偏的，其精度优于R／S法而低于小波分析法；SRD对IDC评估法的影响强于小波分析法而弱于R／S法。 第四章解析研究了异步光分组交换网中组装机制性能。本章首次建立了输入业务仅具有短相关性时，异步光分组交换网边缘节点中基于长度门限组装机制的主要性能参数(组装时延和光分组长度分布)的数学解析方程；数学分析及仿真验证：组装时延和光分组长度分布

论文目录

• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 光交换技术
• 1.3 光分组交换研究的国内外发展现状
• 1.4 光分组交换网络结构及关键技术
• 1.4.1 光分组交换网络结构
• 1.4.2 光分组交换关键技术
• 1.5 本论文主要工作及创新点
• 1.5.1 本论文主要工作
• 1.5.2 本论文创新点
• 参考文献
• 第二章 网络自相似业务源建模研究
• 2.1 引言
• 2.2 几种典型的自相似业务源模型
• 2.2.1 ON/OFF模型
• 2.2.2 基于分形高斯噪声和分形布朗运动的自相似模型
• 2.2.3 基于分形自回归聚合滑动平均过程的自相似模型
• 2.2.4 基于离散小波的自相似模型
• 2.2.5 基于混沌映射的确定性模型
• 2.2.6 α稳定的自相似过程模型
• 2.3 基于重叠分形更新过程的自相似业务源建模
• 2.3.1 重叠分形更新过程的数学模型
• 2.3.2 数据特性分析
• 2.4 基于分形二项噪音驱动泊松过程的自相似业务源建模
• 2.4.1 分形二项噪音驱动泊松过程的数学模型
• 2.4.2 数据特性分析
• 2.5 结论
• 参考文献
• 第三章 一种评估网络业务自相似性参数值的简明方法
• 3.1 引言
• 3.2 自相似过程的数学定义及性质
• 3.2.1 自相似过程的数学定义
• 3.2.2 自相似过程的性质
• 3.3 几种典型的评估方法
• 3.3.1 时域评估方法
• 3.3.2 频域评估方法
• 3.4 测量自相似业务Hurst参数值的IDC评估法
• 3.4.1 工作原理和准确性验证
• 3.4.2 性能分析比较
• 3.5 结论
• 参考文献
• 第四章 异步光分组交换网中组装机制性能解析研究
• 4.1 引言
• 4.2 几种常用组装算法
• 4.2.1 固定组装参数算法
• 4.2.2 组装参数自适应调整算法
• 4.3 基于长度门限组装机制性能理论分析
• 4.3.1 组装时延分布规律
• 4.3.2 光分组利用率分布规律
• 4.4 仿真验证
• 4.5 小结
• 参考文献
• 第五章 自相似业务下边缘节点排队方案性能分析
• 5.1 引言
• 5.2 边缘节点功能
• 5.3 建模与分析
• 5.4 结果与讨论
• 5.5 结论
• 参考文献
• 第六章 同步光分组交换网中混合门限组装机制性能研究
• 6.1 引言
• 6.2 仿真场景
• 6.3 混合组装算法性能仿真结果分析
• 6.4 业务整形性能仿真结果分析
• 6.5 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读博士期间所发表的论文