弹性光网络中基于共享路径保护方法的研究

发布时间：2017-08-14 01:23

  本文关键词：弹性光网络中基于共享路径保护方法的研究

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【摘要】：基于正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)技术的弹性光网络(Elastic Optical Network,EON)由于采用细粒度的频谱分配方式,能够提高频谱利用率,受到了研究学者的广泛关注。弹性光网络中的单链路故障会导致传输业务中断,数据丢失,造成严重的经济损失。因此,对于弹性光网络中生存性问题的研究显得非常重要。弹性光网络中的保护策略主要分为链路保护、路径保护。链路保护相对于路径保护具有较快的切换时间,但不能有效地利用网络资源。路径保护又可以分为专用保护和共享保护。其中共享保护相比于专用保护更能有效地利用网络资源。为此,弹性光网络中基于共享路径保护方法的研究是本文的研究重点。本文在共享保护的基础上,分别研究了单路径保护的路由和频谱分配(Routing and Spectrum Assignment,RSA)问题和多路径保护的RSA问题。为提高弹性光网络中单路径保护的资源共享有效性,论文第三章提出一种资源有效性的生存性路由和频谱分配算法。该算法综合考虑了网络中的可用频谱资源和光路长度对频谱分配的影响,设计了工作链路和保护链路代价函数。同时,为了提高保护路径间资源共享有效性,该算法为保护路径设计了最小代价独立集频谱分配策略。此频谱策略以业务的K条最短路径构建辅助图,采用图着色算法为业务选出共享度较高的保护路径。仿真结果表明,所提资源有效性的生存性路由和频谱分配启发式算法有效地降低了阻塞率、提高了网络资源共享有效性。为了解决弹性光网络多路径保护时延差和频谱分配问题,论文第四章基于多目标遗传算法提出了遗传多路径保护算法。该算法根据业务请求在光网络中建立K条边分离最短路径和业务带宽设计了种群初始化方案。为提高算法的搜索能力和收敛速度,算法在交叉操作中设计个体自交叉方式增加个体的多样性,在变异过程中设置了带宽基因位的变异范围及约束条件加快收敛速度。仿真结果表明,遗传多路径保护算法具有较低的带宽阻塞率,并具有较好的路径间距离差异性能。
【关键词】：弹性光网络 共享路径保护 路由和频谱分配 最小代价独立集 遗传多路径保护算法
【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
• Abstract4-8
• 第1章 引言8-16
• 1.1 弹性光网络概述8-12
• 1.1.1 弹性光网络发展背景8-9
• 1.1.2 弹性光网路的网络体系9-12
• 1.2 弹性光网络生存性问题和国内外研究现状12-13
• 1.2.1 网络生存性的提出12
• 1.2.2 网络生存性国内外研究现状12-13
• 1.3 主要工作及内容安排13-16
• 1.3.1 主要工作13-14
• 1.3.2 内容安排14-16
• 第2章 弹性光网络的保护技术及路径保护的RSA问题16-31
• 2.1 弹性光网络的保护技术16-20
• 2.1.1 基于链路的保护技术16-17
• 2.1.2 基于段的保护技术17-18
• 2.1.3 基于路径的保护技术18-20
• 2.1.4 基于带宽压缩的保护技术20
• 2.2 弹性光网络路径保护的RSA问题20-30
• 2.2.1 单路径保护的RSA问题22-27
• 2.2.2 多路径保护的RSA问题27-30
• 2.3 本章小结30-31
• 第3章 弹性光网络中提升资源有效性的路径保护策略31-40
• 3.1 研究背景31-32
• 3.2 弹性光网络中生存性单路径问题描述32-33
• 3.3 资源有效性的生存性路由和频谱分配算法33-37
• 3.3.1 工作链路代价函数的设计34-35
• 3.3.2 保护链路代价函数的设计35
• 3.3.3 MCSS保护路径频谱分配策略35-37
• 3.4 仿真验证及结果分析37-39
• 3.5 本章小结39-40
• 第4章 基于NSGA-II算法优化弹性光网络的多路径保护配置40-51
• 4.1 研究背景40-41
• 4.2 生存性多路径配置的模型41-43
• 4.3 基于NSGA-II算法的多路径配置优化方法43-47
• 4.3.1 初始化种群设计43-44
• 4.3.2 锦标赛选择策略44-45
• 4.3.3 个体自交叉和带宽基因位的变异45-46
• 4.3.4 遗传多路径保护算法的具体流程46-47
• 4.4 算法仿真结果分析47-50
• 4.4.1 仿真参数设置47-48
• 4.4.2 仿真结果分析48-50
• 4.5 本章小结50-51
• 第5章 总结与展望51-53
• 5.1 论文总结51-52
• 5.2 论文展望52-53
• 参考文献53-59
• 致谢59-60
• 攻读硕士学位期间从事的科研工作及取得的成果60

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 刘焕淋;岁蒙;徐一帆;陈勇;张盛峰;;基于距离自适应和有效共享路径感知的光疏导方法[J];电子与信息学报;2015年08期

2 张宇;鄢烈祥;李国建;史彬;;非支配排序进化策略求解煤气化多目标优化问题[J];化工学报;2013年12期

3 刘焕淋;方强;雷芳;;WDM光网络中多播业务量疏导方法分析[J];重庆邮电大学学报(自然科学版);2012年03期

4 申晓宁;李涛;张敏;;一种基于模糊逻辑引入偏好信息的多目标遗传算法[J];南京理工大学学报;2011年02期

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本文编号：670040