弹性光网络中面向应用的宽带资源分配与调度算法研究

发布时间:2018-04-17 19:37

  本文选题:弹性光网络 + 路由和频谱分配 ; 参考:《中国科学技术大学》2016年博士论文


【摘要】:弹性光网络是近年来光网络领域最重要的研究热点之一。弹性光网络的频谱灵活性在带来诸多优势的同时,也带来了新的挑战。由于不同业务类型、不同调制格式、不同颗粒度的子载波信道在网络中共存,使得在弹性光网络中频谱资源的实时控制和管理复杂、频谱分配约束条件增多、光传输过程中的物理损伤影响较大。因此,弹性光网络面临的当务之急是实现在满足能耗和传输质量的前提下对底层的频谱资源进行实时的控制和管理。其中,路由和频谱分配(Routing and Spectrum Allocation, RSA)或路由,调制等级和频谱分配(Routing, Modulation Level and Spectrum Allocation, RMSA)问题是需要解决的关键问题之一由于在资源分配的过程中需要考虑多种限制条件,比如频谱邻接性限制、频谱不重叠性限制以及频谱连续性限制,弹性光网络中的RSA/RMSA问题比DWDM网络中路由和波长分配(Routing and Wavelength Assignment, RWA)问题更加复杂,而且不能直接利用之前提出的用于解决RWA问题的方案来解决。针对弹性光网络中的RSA/RMSA策略方面的研究,目前在国内外已取得一定的进展。但是,大部分提出的RSA/RMSA策略都只考虑单一请求类型的网络业务,即即时资源预留请求。然而,在实际网络场景中通常是具有不同服务质量参数的网络应用混合传输的情况。据此,本文将面向弹性光网络这一研究热点,拟先介绍弹性光网络中的带宽资源分配与调度问题,然后考虑网络业务在时延敏感度和带宽感知度等方面的差异性,分别针对即时资源预留请求、提前资源预留请求以及弹性资源预留请求设计带宽资源分配与调度算法,并通过仿真验证提出的算法能够有效地降低请求阻塞率和提高网络资源利用率,最后介绍软件定义弹性光网络体系架构,并通过在控制平面上实现提前资源预留的实验案例来分析如何在实际网络场景中调用提出的带宽资源分配与调度算法,以期望将本文的理论研究落到实地。
[Abstract]:Elastic optical network is one of the most important research hotspots in the field of optical network in recent years.The spectrum flexibility of elastic optical networks brings many advantages as well as new challenges.Because of the coexistence of subcarrier channels with different traffic types, different modulation formats and different particle sizes in the network, the real-time control and management of spectrum resources in elastic optical networks are complicated, and the constraints of spectrum allocation are increased.The physical damage in the process of optical transmission is very important.Therefore, the most urgent task for elastic optical networks is to realize real-time control and management of the underlying spectrum resources under the premise of satisfying energy consumption and transmission quality.Among them, routing and Spectrum allocation (RSAs) or routing, modulation level and spectrum allocation, Modulation Level and Spectrum allocation (RMSAs) is one of the key problems to be solved.For example, the problem of spectrum contiguity, spectrum nonoverlapping and spectral continuity, the RSA/RMSA problem in elastic optical networks is more complex than the routing and Wavelength assignment problem in DWDM networks.And can not directly use the previous proposed solution to solve the RWA problem to solve.Research on RSA/RMSA strategy in elastic optical networks has made some progress at home and abroad.However, most of the proposed RSA/RMSA policies only consider a single request type of network services, that is, real-time resource reservation requests.However, in the actual network scenario, it is usually a mixed transmission of network applications with different QoS parameters.Based on this, this paper first introduces the bandwidth resource allocation and scheduling problems in elastic optical networks, and then considers the differences of network traffic in terms of delay sensitivity and bandwidth perception.Bandwidth resource allocation and scheduling algorithms are designed for real-time resource reservation request, advance resource reservation request and elastic resource reservation request, respectively.Simulation results show that the proposed algorithm can effectively reduce the request blocking rate and improve the utilization of network resources. Finally, the software defined flexible optical network architecture is introduced.Through the experimental case of realizing the advance resource reservation on the control plane, this paper analyzes how to call the proposed bandwidth resource allocation and scheduling algorithm in the actual network scenario, in order to expect the theoretical research of this paper to fall to the field.
【学位授予单位】:中国科学技术大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TN929.1

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