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《北京邮电大学》 2009年
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突发数据光传送与分组模式光组播的核心机制和关键技术

刘心  
【摘要】: 数据业务的爆炸式增长及其在通信业务中所占比重的不断增加使通信网络中业务流量的特征发生了明显的变化。流量相对平稳的话音业务在通信业务中的主导地位已经完全被具有流量突发性的数据业务所取代。同时,IPTV,视频点播,多方视频会议等新业务的产生以及普及也使得点对多点的组播业务在整个通信业务中所占的比重显著增加。承载业务的这些巨大变化使光网络技术的发展已经由最初的以技术驱动为主逐步转变为以业务驱动为主。如何在光网络中更灵活地实现突发数据业务的全光传送以及如何更高效地实现组播数据的全光分组转发已成为近年来光网络数据传送技术领域研究的重要内容。 本文从通信业务对传送网络的需求出发,对突发数据光传送和分组模式光组播的核心机制与关键技术进行了研究,具体包括以下内容: (1)在突发数据光传送技术方面,本文通过数学分析、计算机仿真及硬件实验等多种手段,对基于声光可调谐滤波器(AOTF)的突发模式光传送技术进行了性能分析和实验验证。该技术利用AOTF的微秒级快速可调谐技术特点实现了WDM环网中光突发数据包的快速调谐接收。它的核心机制是通过令牌轮询机制有效规避网络中光突发数据包之间的资源竞争问题,进而实现面向业务突发性的灵活、可靠的全光数据传送。从分析及实验结果来看,令牌轮询机制下的突发模式全光传送技术虽然能够在一定程度上提升网络的整体效率以及灵活性,但最大突发包长度和最小突发包长度等参数的设置、网络承载业务量的变化以及网络规模的大小等都会对网络的整体性能产生直接影响。文中给出了各个参数与网络性能之间明确的量化关系,为实际网络设计以及性能评估提供了有效参考。 (2)针对令牌轮询机制下的光突发传送技术在空间重用、服务质量分级等方面存在的不足,本文结合弹性分组环技术与突发模式光传送技术,创新性地提出了面向数据业务多样化性能需求的新型弹性突发环网络技术。它将弹性分组环技术在空间重用、服务质量分级等方面的诸多优势扩展到多波长网络中,实现了面向数据业务突发性和多样性的新型光传送技术。弹性突发环的核心机制是利用突发模式光传送技术实现数据业务的传输,并通过光电二级缓存机制解决突发数据包在传送过程中的资源竞争问题。它采用基于优先级的仅目的延迟控制协议,通过对不同等级业务设置不同的额外偏置时间并采用不同的资源竞争解决机制,实现弹性突发环灵活的服务质量策略,以此满足网络所承载的各种业务对传输性能的多样化需求。文中分别介绍了弹性突发环的传送机制、缓存机制、节点结构、控制机制以及服务质量策略等,并通过计算机仿真,对其网络性能进行了研究。仿真结果表明,弹性突发环技术能够有效地实现多种不同等级业务的传送并保证他们的服务质量。 (3)在分组模式光组播技术方面,本文针对传统并行模式全光分组组播技术代价高、灵活性差、组播成功率低等问题,创新性地提出了新型的串行模式全光组播机制。该机制的核心是利用光开关可控的全光环路实现对光组播数据包的缓存,并通过光信号在缓存器中的循环以及环上的光功率分路器和功率补偿器件的复制及功率补偿实现光组播数据包的串行输出。与并行模式组播机制相比,它一定程度上缓解了组播数据包对输出时间的限制,部分地实现了光缓存的功能,有效提高了光组播数据包的转发成功率。此外,本文通过硬件实验对该机制的可行性进行了验证,并从实验结果中进一步分析了该机制存在的噪声积累、额外组播延迟以及对输入组播数据流的限制等问题。 (4)针对串行模式组播机制的额外时延及噪声积累等问题,本文提出了基于二级缓存结构的改进型混合模式全光组播机制。它通过二级缓存机制减少组播数据包的在全光环路中的循环次数,降低因光信号循环而产生的噪声积累。同时,它通过串行模式与并行模式的结合,降低组播数据包的额外组播时延以及对输入组播数据流的限制。利用计算机仿真,本文对并行、串行及混合模式全光组播机制在光分组交换网络中的性能进行了分析和比较。从仿真结果中可以看出,相比于并行和串行模式全光组播机制,混合模式全光组播机制能够达到最高的组播成功率及最大的组播传输速率,具有最好的网络性能。 (5)为进一步提升全光分组组播技术的服务质量,本文提出了一种用于光标记交换网络技术的基于延迟资源预约的全光串行组播机制。它充分利用光标记交换网络技术的特点,通过延迟资源预约,在无缓存的条件下消除光组播数据包的资源竞争问题,并通过与组播包调度算法的有机结合,实现了具有严格服务质量保证的组播业务全光转发机制。
【学位授予单位】:北京邮电大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TN929.1

【引证文献】
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1 曲志坚;光组播网络中基于逻辑运算的网络编码关键技术研究[D];北京邮电大学;2011年
2 边巍巍;分布式光网络路由和生存性技术研究[D];北京邮电大学;2012年
3 杜宗鹏;分组传送网络标签传递与时钟同步技术研究[D];北京邮电大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 余思阳;光突发传送网关键技术的研究[D];北京邮电大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前6条
1 刘心;乔耀军;王宏祥;纪越峰;;面向业务的光波长可调谐OBS环网[J];电子学报;2007年07期
2 莫文琴;;可调谐滤波器在DWDM系统中的应用[J];光通信技术;2007年05期
3 刘维,崔建民,田亚光,崔芳,孙雨南;通信用声光可调谐滤波器[J];光学技术;2004年04期
4 刘心;纪越峰;柏琳;王宏祥;孙咏梅;;Research on performance of multicasting in optical packet switched networks[J];Chinese Optics Letters;2009年11期
5 李云娜,胡鸿璋,耿凡,杨吉生;声光可调谐滤波器多波长同时滤波的特性[J];光学学报;2002年03期
6 毛谦;;2008年我国光网络技术趋势展望[J];通信世界;2008年01期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王敏琦,胡庆;光波长转换技木及其在WDM网络中的应用[J];半导体光电;2004年02期
2 刘喜莲,麻慧琏,彭天翔,张浩;光纤宽带接入网技术探讨[J];北京石油化工学院学报;2001年01期
3 黄胜;孙丽琴;吴艳秋;李玲霞;庞洪丰;;支持波长突发和波带突发的光交换研究[J];重庆邮电大学学报(自然科学版);2012年02期
4 刘辉;李传学;蒋春蕾;;IP over Optical Network技术研究[J];成都电子机械高等专科学校学报;2005年04期
5 牛荣健;;光纤连接器的工程应用技术[J];重庆工学院学报;2006年05期
6 何一心;IP over SDH技术分析与研究[J];长沙通信职业技术学院学报;2003年02期
7 朱晓菲;乐孜纯;付明磊;;OBS路由协议的FPGA实现方案[J];电讯技术;2008年10期
8 任海兰;DWDM技术中的关键无源器件[J];电信工程技术与标准化;2001年04期
9 郑旌;;高校宽带组网方案研究[J];电信工程技术与标准化;2011年09期
10 李中桂,邱昆,张宏斌,薛飞;WDM双纤双向自愈环网的研究[J];电子科技大学学报;2001年06期
中国重要会议论文全文数据库 前7条
1 丁嘉俊;;EDFA的应用和发展[A];全国第十三次光纤通信暨第十四届集成光学学术会议论文集[C];2007年
2 张彩琴;;宽带城域网发展与应用研究的探讨[A];广东通信2010青年论坛优秀论文集[C];2010年
3 梁健威;江绍基;张甫光;汪河洲;蔡志岗;李宝军;;光分插复用8-skip-0滤波器的设计[A];2004全国光学与光电子学学术研讨会、2005全国光学与光电子学学术研讨会、广西光学学会成立20周年年会论文集[C];2005年
4 谢明瑜;李兴明;;基于网络划分的光网络业务路由与时隙分配算法的研究[A];2008年中国西部青年通信学术会议论文集[C];2008年
5 朱建英;;关于电力公司广域网建设规划[A];自动化技术与冶金流程节能减排——全国冶金自动化信息网2008年会论文集[C];2008年
6 陈君;乐孜纯;付明磊;;OBS核心节点中的OXC系统设计方案[A];2009年先进光学技术及其应用研讨会论文集(下册)[C];2009年
7 王思佳;刘广忠;杨静;;波分复用技术(CWDM)在输水干渠视频监控系统中的应用[A];2013数字与智能油气田(国际)会议暨展会论文集[C];2013年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 师严;光标记交换中关键技术的研究[D];北京邮电大学;2011年
2 曲志坚;光组播网络中基于逻辑运算的网络编码关键技术研究[D];北京邮电大学;2011年
3 郑巍;基于蚁群优化的网络路由技术研究[D];西安电子科技大学;2010年
4 付明磊;光突发交换网络中的拥塞控制技术研究[D];浙江工业大学;2010年
5 李可佳;基于钛扩散铌酸锂波导的电光ROADM的研究[D];天津大学;2011年
6 朱智俊;光突发交换网中若干关键技术的研究[D];浙江工业大学;2011年
7 张宏斌;波分复用光纤传输系统及全光网络基础理论及技术研究[D];电子科技大学;2001年
8 王烨;WDM光传送网保护设计的研究[D];电子科技大学;2001年
9 何荣希;WDM光网络中基于约束的动态选路和波长分配算法研究[D];电子科技大学;2002年
10 张雷;波长变换WDM网络中路由与波长配算法的研究及网络性能分析[D];电子科技大学;2002年
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1 蒋红进;蚁群算法在光突发交换网络路由中的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 付丽丽;单块晶体集成的Crossbar网络的优化设计与制作[D];辽宁师范大学;2010年
3 王海峰;G.975.1中两种EFEC算法的研究与实现[D];北京交通大学;2011年
4 楚翠英;OBS网络中竞争解决方案的研究[D];北京交通大学;2011年
5 李戊军;有机聚合物电光调制器优化设计[D];电子科技大学;2010年
6 李鹏;ASON技术在传输网规划中的应用与关键技术的研究[D];西安电子科技大学;2010年
7 王文;基于自定义报文协议的网管系统通信框架的设计与实现[D];西安电子科技大学;2011年
8 朱剑峰;非线性偏振旋转被动锁模光纤激光器理论特性研究[D];太原理工大学;2011年
9 郭洪玮;基于薄膜滤波器的光分插复用器的研究[D];吉林大学;2011年
10 侯丽丽;光纤通信系统中光监控信道及色散补偿的研究[D];北京邮电大学;2011年
【同被引文献】
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1 李兴和;张林杰;;MPLS流量工程中的约束路由技术[J];电讯技术;2007年03期
2 陈华容;张崇富;;Bellman-Ford算法的改进研究[J];电子科技大学学报;2006年02期
3 韦乐平;;电信网发展的战略趋势与挑战[J];电信科学;2011年01期
4 蒲保兴;杨路明;王伟平;;网络拓扑未知环境下确定性网络编码数据传输[J];电子学报;2009年10期
5 黄辰;王芙蓉;戴彬;杨军;张波;;基于网络编码的无线自组织网数据分发机制[J];电子学报;2010年08期
6 陈晨;程海川;依那;项海格;;物理层网络编码在数据会聚无线自组织网络中的容量增益研究[J];电子与信息学报;2010年08期
7 李彦君,洪小斌,余建国,伍剑,林金桐;光突发交换网中流量特性分析与汇聚机制研究[J];光通信研究;2004年05期
8 赵继军;边巍巍;纪越峰;;业务光网络中光服务等级协定的研究[J];光通信研究;2008年01期
9 刘彬;田慧平;李长红;纪越峰;;基于一维光子晶体的全光逻辑门研究[J];光子学报;2009年01期
10 陆月明;邹超;王秋实;纪越峰;;Signaling-based path-segment protection in mesh optical networks[J];Chinese Optics Letters;2011年10期
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1 王肖玲;全光组播网络中的线性网络编码技术研究[D];北京邮电大学;2010年
【二级引证文献】
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1 刘焕淋;薛湘;李瑞艳;黄胜;向劲松;;改进的遗传模拟退火算法优化光组播网络编码[J];光电子.激光;2014年06期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前7条
1 刘维,崔建民,田亚光,崔芳,孙雨南;通信用声光可调谐滤波器[J];光学技术;2004年04期
2 罗萱;金耀辉;曾庆济;孙卫强;郭薇;胡卫生;;On the stability of multicast flow aggregation in IP over optical network for IPTV delivery[J];Chinese Optics Letters;2008年08期
3 李云娜,胡鸿璋,耿凡,杨吉生;声光可调谐滤波器多波长同时滤波的特性[J];光学学报;2002年03期
4 宋明;谢芳;冯其波;;可调谐Fabry-Perot滤波器的研究与发展趋势[J];光子技术;2005年04期
5 胡鸿璋,戴和义,赵慈,梁惠来;共线声光耦合的集成光学TE/TM模转换器[J];光子学报;1997年04期
6 张胜甲,胡鸿璋,刘威,耿凡;集成光学声光可调谐滤波器中的权重切趾[J];中国激光;2002年05期
7 傅焰峰,李佐宜,刘文,刘水华;波导声光可调滤光器及其在WDM网络中的应用[J];压电与声光;1996年05期
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1 张沛,杨蕊,霍建国,顾畹仪;组播技术在ASON网络中的管理模型[J];现代电信科技;2005年07期
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3 王丹;魏米亚;;局域网音频组播技术[J];河南科技;2006年02期
4 张延武;丁效军;王华;;手术视频网络监控技术及应用[J];医疗卫生装备;2006年07期
5 黄艳华;;一种改进的EPON系统组播实现方案[J];信息通信;2008年04期
6 李昊;王军宁;;对等网络技术在IPTV中的应用研究[J];数字通信世界;2007年01期
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8 黄杰;赵继伟;陈雪;;基于组播技术的实时性数据交互平台[J];兵工自动化;2008年09期
9 曾睿;;基于流媒体单播和组播技术的网络远程教学方法的实现[J];现代教育技术;2010年02期
10 吴茜;吴建平;徐明伟;崔勇;;基于快速组播切换的分层移动组播体系结构[J];软件学报;2006年01期
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3 姜少杰;吕光宏;;MPLS组播流量工程综述[A];四川省通信学会2005年学术年会论文集[C];2005年
4 邱刚;秦增良;李晓利;;组播技术在软件电视天气会商系统网络集成中的应用[A];信息技术在气象领域的开发应用论文集(二)[C];2006年
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6 尹传箭;陈哲;张永林;;基于IE浏览器的IP组播视频会议系统[A];全国第十二次光纤通信暨第十三届集成光学学术会议论文集[C];2005年
7 刘静;;组播技术以及在IPTV上的应用[A];2007通信理论与技术新发展——第十二届全国青年通信学术会议论文集(下册)[C];2007年
8 丘文卓;;IPTV技术浅谈[A];2007中国科协年会——通信与信息发展高层论坛论文集[C];2007年
9 赵俊;孙小菡;;异步光分组交换型高性能计算机系统时延分析[A];全国第十三次光纤通信暨第十四届集成光学学术会议论文集[C];2007年
10 马润斌;;宽带接入网络的热点业务技术——组播[A];中国通信学会信息通信网络技术委员会2005年年会论文集[C];2005年
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1 中国联通北京分公司网管中心维护管理部 徐威;组播技术引领三网融合迈入新篇章[N];通信产业报;2011年
2 ;哪些应用利用组播技术?[N];计算机世界;2002年
3 ;QoS与组播技术:为宽带服务保驾护航[N];计算机世界;2004年
4 王凌;组播技术担当e时代邮递员[N];中国计算机报;2002年
5 ;组播技术大盘点[N];人民邮电;2002年
6 华为技术有限公司北京研究所 郭锋;快捷传播 多点沟通[N];网络世界;2003年
7 王欣郭昕;组播技术在GPON网络中的应用[N];人民邮电;2008年
8 吴少丕;哈尔滨网通 开发IP组播 节约投资千万[N];人民邮电;2007年
9 王雪;烽火网络打造IPTV接入网[N];通信产业报;2005年
10 中科院计算所 罗杰文;P2P应用研究与展望[N];计算机世界;2006年
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1 朱方金;聚合组播优化模型与算法研究[D];山东大学;2011年
2 汪海鹰;SUPANET的U平台资源管理及面向QoS的组播技术研究[D];西南交通大学;2010年
3 王欣;GPON网络中MAC层相关技术的研究及DBA算法的设计[D];北京邮电大学;2007年
4 宋谱;基于广播优势的无线网络编码系统性能分析与应用研究[D];北京邮电大学;2009年
5 向伟;异构网络环境下流媒体服务模式的研究[D];中国科学技术大学;2008年
6 刘心;突发数据光传送与分组模式光组播的核心机制和关键技术[D];北京邮电大学;2009年
7 马东超;支持业务有效承载的宽带接入网关键技术研究[D];北京邮电大学;2010年
8 王卓然;基于有源垂直耦合器的4×4 Crosspoint光开关矩阵理论及应用研究[D];天津大学;2007年
9 智英建;基于新型分布式视频点播架构的流媒体调度技术研究[D];解放军信息工程大学;2008年
10 黄俊;多度量QoS驱动的选路机制研究[D];北京邮电大学;2012年
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1 张东方;基于MPLS的PIM-SM组播的研究与实现[D];吉林大学;2006年
2 李刚生;基于组播的校园网络教学系统的设计与实现[D];东北师范大学;2006年
3 徐济;基于网络编码组播的软件平台设计与实现[D];北京邮电大学;2010年
4 周玲玲;MAS系统组播密钥管理的研究及实现[D];北京邮电大学;2010年
5 姚兰;满足时延及时延差别约束的组播路由问题研究[D];湖南大学;2006年
6 张勃;分布式同步网络教学系统的设计与实现[D];国防科学技术大学;2005年
7 谢国辉;利用Ipv6 Multicast技术实现进程组通信[D];吉林大学;2008年
8 王喆;视频会议系统的实现与优化[D];吉林大学;2009年
9 任志鸿;二层组播在校园网中的设计与应用研究[D];内蒙古大学;2005年
10 李金峰;大型制造业网络中组播技术及应用的研究与设计[D];复旦大学;2008年
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