软定义光交换技术及实验系统设计

发布时间：2017-08-03 20:04

  本文关键词：软定义光交换技术及实验系统设计

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【摘要】：软定义网络(Software Defined Network,SDN)将网络控制面与数据面相互分离,从而能够灵活控制网络中的流量,为核心网络与应用的创新提供了一个良好的平台。随着SDN的研究与发展,在光交换与光网络中也越来越多地引入了这种设计思想。本论文进行了软定义光交换与弹性光网络相结合的技术研究。同时,随着近年空间光链路的技术发展,卫星光网络技术逐渐得到关注,而目前国内外的相关研究还较少,将软定义光交换技术应用在弹性光网络和卫星光网络中,具有重要的研究价值和应用前景。 论文重点研究了软定义结构下的光交换技术和卫星光网络技术,设计了软定义光交换的节点结构和实验系统方案,提出了软定义卫星光网络的组网模式的拓扑更新、选路建路等机制,并进行了仿真分析。主要工作如下： (1)设计了一种软定义光交换节点结构,这是一种基于软定义弹性光交换网络、具有共享调制复用能力的光节点。该节点结构一方面利用波长选择开关(Wavelength Select Switch,WSS)完成高度灵活可控的频谱资源控制；另一方面利用光信号变频器(Wavelength Converter,WC)和调制复用模块为光网络节点提供变频和调制复用的能力以降低阻塞率。节点中可编程器件的一切动作均受网络顶层的核心控制器控制。 (2)根据设计的软定义光交换节点结构,提出了资源抽象映射及控制方法,可用于基于动态波长处理的WSS和频隙交换的软定义弹性光交换中。该方法可以对各种结构不同的网络节点进行资源抽象映射,根据路由选择和光资源分配后及时更新矩阵,达到准确及时地对网络和节点进行控制的目的；同时使控制器能够简单而清晰地掌握所有节点的资源状况,并在发生变化时,根据更新策略来更新矩阵。保证准确地为控制器提供节点的动作信息。 (3)提出了一种基于Walker-δ星座的软定义卫星光网络组网方案及相应的拓扑更新与选路建路方法。一方面对网络拓扑进行了建模,另一方面对该组网方式进行了不同业务模型下的仿真分析,结果表明该方案在信令开销和建路延迟上优于单层卫星,能够满足400ms的网络延迟要求。但网络由于链路中断产生的时间阻塞度较高,需要设计重路由和重资源分配策略来降低网络阻塞。
【关键词】：软定义 光交换 卫星光网络 弹性光网络
【学位授予单位】：北京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN929.1
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-18
• 1.1 研究背景及意义10-12
• 1.1.1 软定义网络的背景与研究意义10-11
• 1.1.2 卫星光网络的背景与研究意义11-12
• 1.2 国内外研究现状及发展趋势12-15
• 1.2.1 软定义光交换技术的研究现状12-14
• 1.2.2 软定义光交换技术的发展趋势14-15
• 1.3 论文结构与主要工作15-18
• 1.3.1 论文结构15-16
• 1.3.2 论文的主要工作16-18
• 第2章 软定义光交换节点18-34
• 2.1 光交换节点概述18-21
• 2.1.1 光交换节点的结构模型18-20
• 2.1.2 软定义光交换节点的需求20-21
• 2.2 软定义光交换关键技术21-25
• 2.2.1 弹性光网络技术21-22
• 2.2.2 可调谐光器件22-23
• 2.2.3 波长选择技术23-25
• 2.3 一种软定义弹性光网络中的节点装置25-33
• 2.3.1 节点结构25-27
• 2.3.2 实施方式27-30
• 2.3.3 光信号变频模块的实验系统搭建与验证30-31
• 2.3.4 光信号调制复用模块的原理与系统分析31-33
• 2.4 小结33-34
• 第3章 软定义光交换节点的资源抽象与控制34-42
• 3.1 光交换网络中资源抽象问题概述34
• 3.2 基于三阶矩阵的资源抽象映射和控制方法34-40
• 3.2.1 实现方案35-37
• 3.2.2 实例分析37-40
• 3.3 小结40-42
• 第4章 软定义光交换与卫星光网络42-56
• 4.1 软定义卫星光网络的星座分析与设计42-45
• 4.2 软定义卫星光网络的拓扑仿真45-47
• 4.3 软定义卫星光网络的结构47-50
• 4.4 软定义卫星光网络的网络性能仿真与性能分析50-54
• 4.4.1 泊松分布模型下的网络性能50-52
• 4.4.2 软定义卫星光网络与单层卫星网络模型的性能对比52-54
• 4.5 小结54-56
• 第5章 总结与展望56-58
• 5.1 工作总结56
• 5.2 展望56-58
• 参考文献58-62
• 致谢62-64
• 攻读硕士学位期间的学术成果64

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 王倩;王祖林;何善宝;郭旭静;;动态星间链路分析及其STK/Matlab实现[J];电讯技术;2010年09期

2 沈建辉;姚丹霖;王成;;基于STK和OPNET的LEO/MEO双层卫星网络路由协议仿真研究[J];电脑知识与技术(学术交流);2007年14期

3 展月英;张民;刘明涛;刘磊;陈雪;;All-optical format conversion of NRZ-OOK to QPSK and 16QAM signals via XPM in a SOA-MZI[J];Chinese Optics Letters;2013年03期

4 罗艳碧;;软定义网络的主要技术及发展前景[J];中国新通信;2014年04期

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本文编号：616059