灵活光网络中多参数约束路由和频谱分配算法研究

发布时间：2017-10-07 18:03

  本文关键词：灵活光网络中多参数约束路由和频谱分配算法研究

  更多相关文章： 灵活光网络 物理损伤 服务质量 能源消耗 路由和频谱分配

【摘要】：随着云计算、大数据等新型业务的快速发展,网络流量呈现爆炸式增长。而传统的波分复用光网络采用固定的信道间隔,容易造成带宽资源的浪费。为了充分利用光网络的带宽资源,引入了灵活栅格技术。它采用更精细粒度的频隙间隔,可为请求分配与之需求相匹配的带宽资源,实现了带宽的弹性分配,提高了带宽资源利用效率。同时,传送网网络业务具有多样化及复杂化特点,用户也要求网络服务可定制化,因此光网络的控制管理方面则向可软件定义、灵活、智能的方向发展。然而,在光网络发展过程中,物理损伤仍然是影响端到端连接提供的主要因素。并且随着网络业务量的不断增长,网络的能耗问题也日益突出。本论文在此背景下,深入研究了灵活光网络中的损伤、能耗等多参数约束的路由和频谱分配(Routing and Spectrum Assignment,RSA)问题,以保证业务连接的提供,有效提升网络性能。主要研究成果如下:(1)在灵活光网络背景下,提出了一种调制格式自适应的RSA算法。该算法较为全面地考虑物理层损伤,建立了传输距离模型。在此基础上,根据网络中两节点间的不同距离,自适应地选择合适的调制格式,进行路由和频谱分配过程。这样既满足了业务的传输质量(Quality of Transmission,Qo T)需求,降低了网络阻塞率,同时提高了网络资源利用率。(2)基于权值,将物理损伤和能耗作为影响业务选路的因素定义了链路代价函数。针对不同等级的业务,分别设置不同的最佳权重系数,提出了损伤能耗综合评估模型并在此基础上设计了一种能源有效的自适应权重RSA算法。该算法针对不同等级业务的不同需求进行路由选择过程,在保证服务质量(Quality of Service,Qo S)的同时降低网络的能源消耗,实现了服务质量与能源消耗之间的权衡。(3)在软件定义灵活光网络背景下,考虑物理损伤影响及节能需求,设计了损伤能耗感知的控制平面,并将其扩展到多域网络环境中,考虑业务的多样化需求,提出了相应的控制机制及业务区分的多域RSA算法。仿真结果表明所提方案能够在降低网络阻塞率的同时实现节能,并在时延可接受的情况下提高了频谱资源的利用率。
【关键词】：灵活光网络 物理损伤 服务质量 能源消耗 路由和频谱分配
【学位授予单位】：河北工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN929.1
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-23
• 1.1 研究背景及意义11-14
• 1.2 国内外研究现状分析14-20
• 1.2.1 物理损伤分析及数据传输问题研究14-15
• 1.2.2 调制格式自适应RSA算法研究15-16
• 1.2.3 能耗和QoS均衡的资源分配算法研究16-17
• 1.2.4 基于OpenFlow的控制平面设计及资源分配算法研究17-20
• 1.3 论文研究内容及结构20-21
• 1.4 本章小结21-23
• 第2章 灵活光网络路由和频谱资源分配算法分析23-30
• 2.1 灵活光网络概述23-26
• 2.1.1 基于OFDM的灵活光网络23-24
• 2.1.2 软件定义灵活光网络24-26
• 2.2 基本的路由和频谱分配算法26-27
• 2.3 参数约束的RSA算法27-29
• 2.3.1 单约束RSA算法分析27-28
• 2.3.2 多参数约束RSA算法28-29
• 2.4 本章小结29-30
• 第3章 基于OFDM的调制格式自适应RSA算法30-44
• 3.1 光信号传输距离模型30-31
• 3.2 调制格式的选择31-32
• 3.3 调制格式自适应的RSA算法设计32-37
• 3.3.1 算法描述32-35
• 3.3.2 算法举例35-37
• 3.4 算法仿真及分析37-42
• 3.5 本章小结42-44
• 第4章 基于损伤能耗约束的自适应权重RSA算法44-55
• 4.1 损伤能耗综合评估模型设计44-45
• 4.1.1 物理损伤及能耗分析44-45
• 4.1.2 损伤能耗综合评估模型45
• 4.2 能源有效的自适应权重RSA算法设计45-49
• 4.2.1 权重参数分析45-47
• 4.2.2 算法设计47-49
• 4.3 算法仿真及分析49-54
• 4.4 本章小结54-55
• 第5章 基于OpenFlow的损伤能耗多参数约束RSA算法55-74
• 5.1 损伤能耗感知的控制平面设计55-56
• 5.2 业务区分的多域控制策略56-58
• 5.3 OpenFlow协议扩展58-59
• 5.4 多域RSA算法设计59-65
• 5.4.1 损伤评估及能耗模型60-61
• 5.4.2 算法设计61-64
• 5.4.3 算法举例64-65
• 5.5 仿真结果及分析65-72
• 5.5.1 域内RSA算法性能仿真66-70
• 5.5.2 多域RSA算法仿真分析70-72
• 5.6 本章小结72-74
• 结论74-76
• 致谢76-77
• 参考文献77-82
• 作者简介82
• 攻读硕士学位期间发表的论文和参加科研情况82-84

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