光码分复用交换网中负载均衡算法研究

论文摘要

光码分复用(Optical Code Division Multiplexing,OCDM)在光域对信号进行编码和解码,对用户数据进行全光信号处理,是实现真正意义上的全光通信最有希望的复用技术之一。把OCDM技术用于光分组交换(Optical Packet Switching,OPS),组成基于OCDM的OPS网络方案,能给网络带来许多优点。本文对光码分复用交换网中的负载均衡问题进行了研究,主要是从节点误码率和链路带宽两个角度对网络负载均衡算法展开研究。具体工作内容如下:(1)分析了基于OCDM全光分组交换网络误码率的计算方法,在此基础上,研究基于OCDM的OPS网络中建立光正交码标签链路的算法和资源分配问题。从节点权重的设置出发,提出了两种建立光标签链路的算法,并在仿真中与最小跳数算法(Minmum Hop Algorithm,MHA)进行了对比分析,仿真结果表明本文提出的这两种算法性能上优于MHA算法。对OPS网络中资源分配问题进行了研究,提出了一个光编解码器资源分配算法,并进行了仿真分析。仿真结果表明,优化后的网络比优化前的网络,在保持每条标签链路平均误码率处于同一数量级且每条标签链路平均跳数大小相当的前提下,能建立更多的标签链路。(2)从链路带宽的角度,研究了网络负载均衡路由算法。在总结概括了三种已有算法的设计思想和存在的问题的基础上,提出了两种新的负载均衡动态路由算法。对各条链路分别设置不同的权重,对于带宽利用率大的链路,赋予较大的权值,反之则赋予比较小权值,这样可以体现各条链路在网络中重要程度的不同。仿真分析表明,与其他三种算法相比,本文提出的两种算法有很好的均衡负载能力,能有效提高网络资源的利用率。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 光码分多址
• 1.1.1 OCDMA 工作原理
• 1.1.2 OCDMA 系统地址码及编解码
• 1.1.3 OCDMA 技术的发展历史及研究现状
• 1.2 光分组交换
• 1.2.1 光分组的产生
• 1.2.2 光标签的提取、擦除和写入
• 1.3 基于OCDM 的光分组交换方案
• 1.3.1 基于OCDM 光分组交换的基本工作原理
• 1.3.2 基于OCDM 的全光分组交换网络结构及节点模型
• 1.3.3 标签链路的建立过程
• 1.4 研究网络负载均衡问题的必要性和研究的角度
• 1.5 本文的主要研究内容
• 第二章 基于OCDM 的OPS 网络中负载均衡和资源分配算法研究
• 2.1 引言
• 2.2 单极性光正交码（OOC）误码率分析
• 2.2.1 单极性光正交码（OOC）单跳误码率计算方法
• 2.2.2 经过光正交编码多跳情况下误码率分析
• 2.3 光正交编码标签链路选择算法
• 2.3.1 问题描述
• 2.3.2 算法描述
• 2.3.3 仿真分析
• 2.4 交换节点的光编解码器资源分配问题研究
• 2.4.1 问题引出
• 2.4.2 资源分配算法描述
• 2.4.3 仿真分析
• 2.5 本章小结
• 第三章 基于链路带宽的负载均衡路由算法研究
• 3.1 引言
• 3.2 负载均衡路由算法的设计要求
• 3.3 三种已有路由算法的设计思想和存在的问题
• 3.4 一种新的基于链路关键度的负载均衡动态路由算法
• 3.4.1 基于链路带宽负载均衡的概念
• 3.4.2 负载均衡路由算法LBDRO 描述
• 3.4.3 仿真分析
• 3.5 一种新的基于链路期望负载率的动态路由算法
• 3.5.1 路由算法SDRAO 描述
• 3.5.2 仿真分析
• 3.6 LBDRO 算法和SDRAO 算法比较
• 3.7 本章小结
• 第四章 全文总结
• 致谢
• 参考文献
• 个人简历
• 攻读硕士学位期间的研究成果