弹性光网络中带宽分配的优化机制研究

发布时间：2017-07-17 07:16

  本文关键词：弹性光网络中带宽分配的优化机制研究

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【摘要】：传统波分复用光网络已无法满足当下网络传输的需求,因此支持超大容量、动态灵活传输的弹性光网络成为下一代骨干网的主要研究对象。波分复用光网络资源分配采用固定的波长分配机制,导致网络资源灵活性差、带宽利用率低等缺点。而弹性光网络通过引入正交频分复用技术,能够灵活地分配网络资源。同时,弹性光网络资源划分粒度精细、分配方式灵活的优点为频谱资源分配优化提出了新的挑战,例如:频谱连续性和频谱邻接性的限制、公平性衰退、频谱碎片等。为此,论文主要研究了弹性光网路中基于公平性的频谱分配优化机制和基于频谱碎片整理的频谱分配优化机制。弹性光网络中频谱细粒度化的特性,使业务粒度稍大就不满足频谱邻接性和连续性的双重约束,从而造成阻塞,恶化了混合粒度业务资源分配时的公平性。为此,提出一种带有公平性的动态频谱分配机制。将路由和频谱等网络资源虚拟为“资源池”,基于二维矩形Packing理论求解满足频谱双重约束条件的资源“小矩形块”;并考虑业务到来的动态性,通过感知业务持续时间,尽可能为动态业务分配最优的网络资源;构建混合粒度业务的公平性模型,将相同粒度业务打包成“小矩形块”进行路由和频谱分配;并结合二维矩形Packing基本原则,减小频谱碎片。仿真结果表明,所提机制能够在兼顾阻塞率的前提下,有效保证公平性与资源利用率。弹性光网络中混合粒度业务频繁地建立与释放,导致网络中大量频谱碎片的产生。频谱碎片的积累将提高业务阻塞率、降低资源利用率、影响公平性。为此,针对弹性光网络中频谱碎片的问题,提出一种基于频谱碎片整理的频谱分配机制。该机制基于蚁群机制,综合考虑业务传输路径的频谱规整程度与传输长度等因素,并将此定义为转移概率,通过更新准则掌握路径的实时状况,达到减少频谱碎片、降低阻塞率的目的。并在此基础上,通过增加业务粒度排序提出加强公平性的频谱分配优化机制。仿真结果表明,所提机制能够在兼顾阻塞率的前提下,有效保证公平性与资源利用率。
【关键词】：弹性光网络 频谱分配 公平性 频谱碎片
【学位授予单位】：重庆邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN929.1
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 注释表9-11
• 第1章 引言11-22
• 1.1 WDM光网络概述11-16
• 1.1.1 WDM光网络的发展11-12
• 1.1.2 WDM光网络的技术原理12-13
• 1.1.3 WDM光网络的结构13-16
• 1.2 弹性光网络概述16-20
• 1.2.1 弹性光网络的背景16-18
• 1.2.2 弹性光网络技术原理18-19
• 1.2.3 弹性光网络结构19-20
• 1.3 论文主要工作及内容安排20-22
• 第2章 弹性光网络路由与频谱分配机制22-30
• 2.1 路由选择22-24
• 2.1.1 路由选择定义22
• 2.1.2 常见路由选择机制22-24
• 2.2 频谱分配24-27
• 2.2.1 频谱分配定义及约束条件24-26
• 2.2.2 常见频谱分配机制26-27
• 2.3 路由与频谱分配一步式机制27-28
• 2.4 路由与频谱分配的挑战28-29
• 2.5 路由与频谱分配机制的意义29
• 2.6 本章小结29-30
• 第3章 弹性光网络中带有公平性的动态频谱分配优化机制30-43
• 3.1 研究背景30-31
• 3.2 路由与频谱分配机制31-39
• 3.2.1 公平性31-33
• 3.2.2 二维矩形Packing模型33-34
• 3.2.3 业务持续时间34-36
• 3.2.4 混合粒度业务公平性模型的构建36-37
• 3.2.5 路由与频谱分配机制37-39
• 3.3 仿真结果及性能分析39-41
• 3.3.1 仿真环境39-40
• 3.3.3 仿真分析40-41
• 3.4 本章小结41-43
• 第4章 弹性光网络中基于碎片整理的频谱分配优化机制43-54
• 4.1 研究背景43-45
• 4.2 基于蚁群机制的频谱分配机制45-51
• 4.2.1 网络模型及频谱表45-46
• 4.2.2 路由表46
• 4.2.3 状态转移概率46-48
• 4.2.4 信息素更新规则48-49
• 4.2.5 基于蚁群机制的频谱分配优化机制描述49-50
• 4.2.6 带有业务排序机制的蚁群频谱分配优化机制描述50-51
• 4.3 仿真结果及性能分析51-53
• 4.3.1 仿真环境51
• 4.3.2 仿真分析51-53
• 4.4 本章小结53-54
• 第5章 结束语54-57
• 5.1 主要工作与创新点54-55
• 5.2 后续研究工作55-57
• 参考文献57-62
• 致谢62-63
• 攻读硕士学位期间从事的科研工作及取得的成果63

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 马松威;郭秉礼;陈新;李巨浩;陈章渊;何永琪;;弹性光网络中基于效用的公平性感知动态频谱分配方案(英文)[J];光子学报;2014年07期

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本文编号：552471