论文题目: 智能光网络中节点技术的研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 电子科学与技术
作者: 高志国
导师: 谢世钟
关键词: 智能光网络,多粒度光节点,虚拟光节点,算法,波带交换
文献来源: 清华大学
发表年度: 2005
论文摘要: DWDM技术极大地提升了传输容量,它从带宽需求角度满足了数据业务量增长的需求;随着新业务的出现和对业务提供功能要求的提高,智能光网络(ASON)概念被提出。本论文以国家自然科学基金项目“Tb/s级WDM光网络及其智能节点功能的研究”为依托,对智能光网络中多粒度光节点体系结构,波长路由,保护恢复,性能监测等关键技术做了深入的研究,同时搭建起一套以三个真实物理节点以及若干虚拟光节点组成的智能光网络仿真平台。在理论方面,论文提出了基于优先级的自适应波长路由(RWA)算法以及负载均衡的RWA算法,相比传统的基于首次命中以及随机波长选择策略的RWA算法,有效地降低了网络阻塞率。论文同时分析了光网络中物理限制(传输距离,色散,串扰,滤波器级联)对网络阻塞率的影响,提出了考虑光网络物理限制条件下改进的RWA算法。多颗粒度交换OXC(MG-OXC)是近两年出现的一种新型的光交叉连接节点结构,该种节点的使用使得传统的波长路由光网络具备了波带交换,光纤交换的能力。本论文通过“启发式”算法对多粒度光网络的整数线性规划模型进行优化,分别分析了由单级MG-OXC,多级MG-OXC构成的多粒度光网络在不同网络业务模型下对网络资源(光开关端口数目)的需求。本论文首次提出了适用于多颗粒度交换光网络的动态RWA算法以及考虑滤波器级联影响下的波长分配策略。在网络生存性方面,本论文分析了不同保护策略下,网络资源需求,建立了分布式控制下故障恢复时间的数学模型。论文还通过理论模型分析了受激拉曼散射效应对基于Pilot-tone的光信道监测方法的影响,理论分析结果与试验一致。在实验方面,设计并实现了六种不同结构的多粒度智能光节点,可以通过人工跳线方式更改交换结构,其节点容量最高可达1.6Tb/s。通过三个真实的物理光节点与若干通过计算机仿真的虚拟光节点建立了一套光网络试验平台,为今后继续开展智能光网络研究奠定了基础。
论文目录:
第1章 引言
1.1 光网络的发展
1.1.1 WDM 光传送网及其关键技术的发展
1.1.2 智能光网络及其关键技术的发展
1.2 智能光网络中的关键问题及研究现状
1.2.1 光交叉节点体系结构
1.2.2 RWA 算法
1.2.3 网络生存性策略
1.2.4 光信号监测技术
1.3 论文的研究工作及成果
1.4 论文的组织结构
第2章 波长路由光网络中的RWA 算法
2.1 WDM 光网络模型
2.1.1 光网络节点模型
2.1.2 波长路由的分层图模型
2.1.3 波长路由的整数线性规划模型
2.2 波长路由算法概论
2.3 基于优先级的RWA 算法
2.3.1 算法描述
2.3.2 算法性能分析
2.4 负载均衡的RWA(RWALB)算法
2.4.1 算法描述
2.4.2 算法性能分析
2.5 物理受限的光网络 RWA 算法
2.5.1 光网络中的物理限制
2.5.2 物理损伤限制下的RWA 算法
2.5.3 网络仿真结果
2.6 本章小结
第3章 多粒度光网络中的RWA 算法
3.1 多粒度光交叉连接节点
3.1.1 多级MG-OXC 结构及端口数目
3.1.2 单级的 MG-OXC 结构及端口数目
3.1.3 MG-OXC 的交换限制
3.2 静态业务模型下多粒度RWA 算法
3.2.1 多粒度光网络的 ILP 模型
3.2.2 静态业务模型的启发式算法
3.2.3 仿真计算结果
3.3 动态业务模型下的多粒度RWA 算法
3.3.1 波带滤波器对信号的损伤
3.3.2 动态多粒度RWA 算法描述
3.3.3 计算仿真结果
3.4 本章小结
第4章 智能光网络中保护策略的研究
4.1 光网络故障及生存性策略
4.1.1 光网络的生存性策略
4.1.2 生存性策略比较
4.2 光网络保护策略的数学描述
4.2.1 相关参数变量定义
4.2.2 生存策略的各种限制条件
4.3 网络保护策略的性能分析
4.4 保护策略下的故障恢复时间
4.5 本章小结
第5章 多粒度智能光节点的设计与实现
5.1 传统OXC 节点的结构
5.2 智能光节点的功能需求
5.3 智能多粒度光节点的体系结构
5.3.1 多粒度光交叉连接模块结构
5.3.2 多粒度光交叉连接节点的实现
5.3.3 传送平面测试结果
5.4 智能光网络仿真平台
5.5 仿真平台中网络生存性的测试
5.6 本章小结
第6章 基于Pilot-Tone 的监测方法性能分析
6.1 光传送网中信号监测方法
6.2 基于Pilot-Tone 的监测方法
6.3 SRS 效应影响下的Pilot-Tone 监测模型
6.4 数值仿真结果
6.5 本章小结
结论
参考文献
致谢与声明
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果
发布时间: 2006-06-29
参考文献
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