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WSON网络约束路由计算关键技术研究

作　者: 何圣
导　师: 张杰
学　校: 北京邮电大学
专　业: 电磁场与微波技术
关键词: 波长交换光网络蚁群算法负载均衡路径计算单元波长一致性约束
分类号: TN929.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

进入21世纪后,以对等通信(P2P)业务为代表的互联网业务蓬勃发展,世界网络带宽需求的年增长率高达50%-100%。在业务驱动下,下一代传送网正朝着高速率、大容量、超长距离传输等方向演进,智能化是其发展的必然趋势。波长交换光网络(WSON),作为自动交换光网络(ASON)技术的延伸,在继承了其极高的带宽利用率、网络可靠性,和极低的网络运营成本等特性外,还解决了波长智能调度的问题。WSON交叉连接的对象是光层波长通道,与电层交换处理需求存在着很大差别。由于全光波长变换器件不成熟,光路在每一段链路上需要保持波长一致性,从而对控制平面的路径选择和资源分配提出了更为严格的要求。针对上述问题,论文分析比较了基于通用多协议标签交换(GMPLS)的分布式网络架构和基于路径计算单元(PCE)的集中式网络架构两种WSON组网模式下的约束路由计算关键技术,主要工作内容包括：(1)完成对WSON标准需求分析与技术调研。研究了WSON网络中GMPLS&PCE体系架构,考虑物理损伤的WSON体系结构,和RWA信息模型,最后分析了支持物理损伤感知的控制平面需要的OSPF和PCEP协议扩展。(2)针对网络中各链路的波长资源使用不均衡问题,提出一个新的实现负载均衡的波长选路算法,其特点包括：建立线性方程组以精确的描述该问题,并求解出负载均衡因子；设计启发算法以执行网络负载均衡,且该启发算法能降低由于复杂的计算带来的网络计算负担。对基于GMPLS的分布式网络结构,通过使用基于蚁群算法的体系架构,降低了建路时延,且该体系与GMPLS中的LSR相结合,达到了快速回溯重路由的目的,提高了网络在故障下的恢复能力。(3)针对集中式网络架构下,PCE掌握的波长信息可能和现网的实际情况不符,导致波长分配失败的问题,提出基于PCE的波长标签策略,给由于业务结束而刚释放出的波长打上标签。此时,PCE在给新业务分配波长时将避开带此标签的波长,从而降低由于时延带来的波长分配失败的概率,提高网络性能。(4)所有的理论工作最后都得到了仿真验证和分析。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第一章绪论  8-18
  1.1 WSON发展趋势  8-10
    1.1.1 什么是WSON网络  8-9
    1.1.2 WSON网络中的关键技术问题  9-10
  1.2 国内外研究进展  10-15
    1.2.1 国际标准化进展  10-13
    1.2.2 国内外相关研究介绍  13-15
  1.3 论文组成和主要工作  15-18
    1.3.1 论文组成  15-16
    1.3.2 主要工作  16-18
第二章 WSON功能结构及原理  18-36
  2.1 概述  18
  2.2 GMPLS & PCE控制架构  18-21
  2.3 RWA信息模型  21
  2.4 考虑物理损伤的WSON体系结构  21-23
    2.4.1 损伤的定义  21
    2.4.2 损伤感知估算的分类  21-22
    2.4.3 物理损伤约束路由计算方案  22-23
  2.5 支持物理损伤感知的控制平面的协议扩展  23-34
    2.5.1 支持物理损伤感知的OSPF/OSPF-TE协议扩展  23-33
    2.5.2 支持物理损伤感知的PCEP协议扩展  33-34
  2.6 本章小结  34-36
第三章分布式网络架构RWA方案和阻塞率分析  36-50
  3.1 GMPLS概述  36-37
    3.1.1 GMPLS协议的提出  36
    3.1.2 GMPLS的技术特点  36-37
  3.2 分布式R&WA方案  37-38
  3.3 分布式R+WA方案  38-39
  3.4 分布式网络架构阻塞率分析  39-40
  3.5 基于蚁群算法的分布式控制平面新方案  40-47
    3.5.1 蚁群算法在光网络中的模型建立  40-43
    3.5.2 新负载均衡模型设计及优化算法  43-45
    3.5.3 新方案的体系结构  45-47
  3.6 RWA方案仿真  47-49
  3.7 本章小结  49-50
第四章集中式网络架构RWA方案和阻塞率分析  50-62
  4.1 路径计算单元模型  50-51
  4.2 集中式架构R+WA方案  51-54
  4.3 集中式结构R&WA方案  54-55
  4.4 方案的阻塞率分析及解决策略  55-58
    4.4.1 对WSON网络主要时延的分析  55-56
    4.4.2 基于波长标签策略的新方案  56-58
  4.5 RWA方案仿真  58-60
  4.6 本章小结  60-62
第五章论文总结与展望  62-64
  5.1 论文总结  62
  5.2 论文的问题及展望  62-64
参考文献  64-70
致谢  70-71
攻读硕士学位期间学术成果  71

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