能耗和QoS均衡的灵活光网络路由和频谱分配算法研究

发布时间：2017-03-25 19:14

  本文关键词：能耗和QoS均衡的灵活光网络路由和频谱分配算法研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着高清视频、云计算、大数据、数据中心互联等新兴业务的快速发展,网络带宽的需求将继续呈现指数型增长趋势。而传统的波分复用光网络采用固定频谱间隔,无法适应动态、灵活的带宽需求,造成严重的频谱资源浪费,显著降低了网络的频谱效率。为了提升网络的频谱效率,提出了灵活光网络技术,它采用更细粒度的频谱间隔,根据业务需求灵活分配频谱资源,提高了频谱资源的利用率。同时,随着业务量的攀升、网络规模的增长,能耗问题变得越来越突出,怎样提升资源的利用率对底层光网络提出了很高的挑战。然而,灵活光网络技术为节能工作提供了机遇,如何利用灵活光网络新技术实现网络节能是一项值得研究的内容。此外,物理层损伤仍是影响网络的传输性能及服务质量(Quality of Service,QoS)的主要因素。且能耗和QoS之间又相互制约、相互作用。光信号在光路的传输过程中,传输性能会受到这些参数的影响,如何在资源分配过程中均衡考虑这些参数的影响,提升网络的整体性能具有重要的研究意义。本论文在灵活光网络背景下,考虑物理层损伤的影响,以节能为主要优化目标,将业务传输中需要满足的QoS参数作为约束条件进行路由和频谱资源分配算法(Routing and Spectrum Assignment,RSA)的研究。本文主要内容分为以下几部分:(1)针对灵活光网络关键节能技术展开研究,从不同角度展开分析灵活光网络中关键的节能技术及总结当前网络节能技术和不足之处,指出了节能工作中的多参数限制,并对未来灵活光网络节能技术进行了展望。(2)主要针对物理层损伤等影响业务传输及灵活光网络中的能耗等网络参数进行研究,并建立网络模型(物理层损伤模型及能耗模型),并针对能源有效的资源分配算法的研究,设计链路状态判定模型,以判断网络资源当前所处的状态,便于进一步能源有效的选路。(3)在灵活光网络背景下,均衡考虑物理层损伤和能耗因素对网络的约束作用,基于建立的链路状态判定模型,设计能耗和损伤感知的RSA算法。该算法考虑物理层损伤对光路的劣化作用,旨在使用最小的网络集合来承载网络业务的基本连接,并在可接受的时延情况下提升了网络的能源效率。
【关键词】：灵活光网络 能源消耗 服务质量 物理层损伤 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】：2016
【分类号】：TN929.1
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-22
• 1.1 研究背景及意义10-13
• 1.2 国内外研究现状13-19
• 1.2.1 频谱灵活光网络的研究13-14
• 1.2.2 网络能耗的分析及节能技术的研究14-16
• 1.2.3 QoS感知的资源分配算法研究16-18
• 1.2.4 能耗和QoS均衡的资源分配算法研究18-19
• 1.3 论文研究内容及结构19-20
• 1.4 本章小结20-22
• 第2章 灵活光网络中资源分配算法研究22-32
• 2.1 灵活光网络22-26
• 2.1.1 灵活光网络的必要性及内容22-24
• 2.1.2 灵活光网络发展的挑战24-25
• 2.1.3 灵活光网络的发展前景25-26
• 2.2 路由和频谱资源分配算法26-27
• 2.3 灵活光网络中参数约束的RSA算法研究27-31
• 2.3.1 QoS感知的RSA算法27-29
• 2.3.2 基于能源有效的RSA算法29
• 2.3.3 能耗和QoS参数均衡的RSA算法29-31
• 2.4 本章小结31-32
• 第3章 灵活光网络关键节能技术32-40
• 3.1 灵活光网络关键节能技术32-37
• 3.1.1 面向设备的节能技术32-33
• 3.1.2 基于路由选择的网络层节能技术33-36
• 3.1.3 基于网络全局考虑的节能技术36-37
• 3.2 灵活光网络节能技术发展趋势37-39
• 3.2.1 多参数约束的未来节能技术研究37-38
• 3.2.2 新形势下节能技术的发展38-39
• 3.3 本章小结39-40
• 第4章 网络模型的设计40-45
• 4.1 物理层损伤模型40-41
• 4.2 灵活光网络能耗模型的设计41-43
• 4.2.1 灵活光网络能耗来源41-43
• 4.2.2 灵活光网络能耗模型设计43
• 4.3 链路状态判定模型设计43-44
• 4.4 本章小结44-45
• 第5章 基于链路有效性的损伤和能耗约束的RSA方案45-57
• 5.1 基于链路状态判定模型的节能算法设计45-48
• 5.1.1 No-sleep EE-RSA方案46-47
• 5.1.2 EE-LWU-RSA方案47-48
• 5.2 算法流程48-50
• 5.3 算法仿真与分析50-56
• 5.4 本章小结56-57
• 结论57-59
• 致谢59-60
• 参考文献60-65
• 作者简介65
• 攻读硕士学位期间发表的论文和参加科研情况65-66

【参考文献】

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  本文关键词：能耗和QoS均衡的灵活光网络路由和频谱分配算法研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：267660