收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

频谱灵活全光网中资源分配与优化关键技术研究

王颖  
【摘要】:随着宽带业务的普及和互联网的飞速发展,带宽需求呈现爆炸式的增长,超大容量、动态灵活的全光网技术成为未来发展趋势。传统波长路由全光网采用“一刀切”的固定的带宽分配和性能管理模式,导致网络灵活性差、带宽利用率低、节点功耗大。而频谱灵活光网络通过引入可变带宽的光收发和光交换机制,能够有效利用频谱资源,具有广阔的应用前景。由于频谱灵活光网络结构支持对光层频谱粒度的精细划分和动态调整,给实现频谱资源的分配与优化提出了新的挑战,具体表现在频谱描述方法、路由计算及频谱分配、频谱重构等方面。论文在国家863计划项目的支持下,对以上问题进行了深入研究,取得了若干具有创新性的成果,完成的主要工作和创新点如下: 第一,针对频谱灵活全光网中频谱状态复杂多样的特点,通过分析频谱分配过程中需要满足的多种约束条件,根据链路及网络频谱使用状态,设计了两种支持灵活谱利用的频谱描述方法:基于频谱连续度的频谱描述方法和基于路径频谱连通度的频谱描述方法。在基于频谱连续度的描述方法中,引入了链路频谱连续度和路径频谱连续度概念,用来表征链路和路径中频谱资源的可利用程度;在基于路径频谱连通度的描述方法中,通过定义节点频谱特征向量和路径频谱连通度,能够有效地表示节点的频谱交换性能以及同一路径上不同节点频谱交换能力的一致性。这两种频谱描述方法为后续的路由计算及频谱分配、频谱重构提供了理论基础。 第二,频谱灵活光网络中保持频谱连续性及完整性对资源配置及优化具有重要意义。其核心在于如何有效规范路径和链路频谱资源分布。本文引入了面向路径频谱资源、面向同一路径链路频谱资源、面向重载瓶颈链路频谱资源的规范化策略,提出基于最大路径频谱连续度(MPSC)、最大链路频谱连续度(MTLSC)以及最大重载链路频谱连续度(MHLSC)三种动态频谱分配算法。上述三种算法特点在于:一方面,由于采用频谱连续度作为约束条件优化频谱分配,可最大程度地保持频谱的连续特征,抑制了频谱碎片的产生。另一方面,这三种算法能够充分利用链路上或路径上的已经分布的频谱碎片,从而显著提升了频谱资源利用率。利用频谱灵活光网络仿真平台对上述算法进行了功能实现,仿真结果表明上述三种基于频谱连续度的动态频谱分配算法可以明显改善多速率混合场景下的网络阻塞率特性。其中MTLSC算法的性能最佳。 第三,针对频谱灵活光网络中动态路由计算问题,基于选路过程中所需满足的频谱连续性及频谱邻接性双重约束条件,提出了一种基于蚁群优化机制的动态路由优化算法,并采用OMNet++仿真工具完成了算法的功能实现。在该算法中,人工蚂蚁沿路搜集路径路径长度信息和频谱连续度信息,并保存为自身私有数据。在蚂蚁所经过的网络节点,其阅读并根据私有数据更新网络节点的路由表内容,从而使路由表信息更准确的反映当前网络状态。该算法综合考虑了路由长度信息和频谱连续度信息,通过选择频谱碎片较少的短路径,可增加连接请求建立成功率。仿真实验结果表明基于蚁群优化机制的动态路由算法与传统波长路由算法相比可降低阻塞率50%,并且在多速率混合传输场景下具备较好的适应性。 第四,针对频谱灵活光网络中频谱重构问题,分析了频谱碎片产生机理及支持碎片整理的频谱规划方法,分别围绕面向受阻业务的判决机制以及面向网络性能的判决机制,提出了两种基于路径频谱连通度的频谱重构算法,即:最大化路径频谱连通度算法(MPC)及路径频谱连通度触发算法(PCT),同时构建了基于性能代价比的频谱重构效益评估模型。仿真结果表明,与无重构情况对比,MPC算法及PCT算法均能有效改善频谱灵活光网络的阻塞率性能;在业务轻载时MPC算法频谱重构效益值较大,在业务重载时,PCT算法频谱重构效益值较大。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 张菊,冯玉珉;全光通信网及其发展现状[J];计算机与网络;2000年Z1期
2 张菊,冯玉珉;未来宽带网的发展方向——全光通信网[J];现代通信;2000年06期
3 蔡晓红 ,吴德本;新世纪光纤通信综述(下)[J];有线电视技术;2001年16期
4 谢小平,张引发,邓大鹏,温钰;全光网络光层安全问题研究[J];光通信技术;2004年03期
5 张菊,冯玉珉;全光通信网——未来宽带网的发展方向[J];当代通信;1999年21期
6 马龙,李玉权,蒲涛;采用OCDMA技术的全光网[J];光子技术;2002年01期
7 金明晔,李乐民;全光波分复用网络技术[J];电信科学;1998年12期
8 熊桂生,张佰成,吴德明,徐安士,徐承和;全光网中一种功率控制和均衡方案的研究[J];高技术通讯;1998年06期
9 王伟中;全光通信网──未来宽带网的发展目标[J];通讯世界;1998年12期
10 区惟煦;光纤通信发展现状[J];现代电信科技;1999年01期
11 温向明,朱赟,朱祥华;全光网中波长转换器分配算法的研究[J];北京邮电大学学报;2001年02期
12 才宏宇;光纤通讯担纲存储未来[J];高师理科学刊;2001年04期
13 杜荣建,向望华,张贵忠;WDM全光通信网[J];天津理工学院学报;2001年03期
14 张创业,张建辉,岳俭;IP over DWDM全光网在网络骨干传输层中的应用[J];计算机工程;2002年02期
15 雷震洲;新世纪电信:更远的想象[J];世界电信;2001年05期
16 吴德本;全光通信网[J];电信技术;2002年01期
17 彭小娟,陈长缨,陈晓天;光学TDM技术原理与进展[J];广东工业大学学报;2004年01期
18 陈雯路,张汉一,郭奕理,周炳琨;WDM全光网技术[J];电子学报;1998年10期
19 桂厚义;光纤通信技术的现状与发展趋势[J];江西通信科技;2004年01期
20 张一春;光纤传输网的发展及其新的分层结构[J];现代电信科技;1999年09期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张冰玉;郑宝玉;岳文静;;一种基于串行网络的协作频谱感知方案[A];2010年通信理论与信号处理学术年会论文集[C];2010年
2 张培;孟庆民;朱卫平;;一种可以减少感知时间的频谱感知方法[A];2010年通信理论与信号处理学术年会论文集[C];2010年
3 张奇;;城域汇接全光网最优化组网研究[A];第十四届中国科协年会第20分会场:转型创新促通信业新发展论坛论文集[C];2012年
4 蒲涛;李玉权;耿焱;;采用OCDMA技术的全光网[A];全国第十次光纤通信暨第十一届集成光学学术会议(OFCIO’2001)论文集[C];2001年
5 卢惠;;光纤传输网的发展及其新的分层结构[A];第三届广西青年学术年会论文集(自然科学篇)[C];2004年
6 杨明;燕延;朴春慧;刘永军;牛江川;;基于光纤码分多址技术的全光网传输实现[A];第二届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2004年
7 简水生;;新一代、高度安全、超大容量、无阻塞全光网是信息社会的基础[A];第三届中国光通信技术与市场研讨会论文集[C];2003年
8 赵滨;马锴;关新平;;区分信道的认知无线电网络频谱分配算法研究[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
9 陈太尚;;一种基于认知无线电的组合加权分簇算法[A];2009年全国无线电应用与管理学术会议论文集[C];2009年
10 韩一石;严金华;;一种最小化波长的波长路由优化设计及应用[A];大珩先生九十华诞文集暨中国光学学会2004年学术大会论文集[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王颖;频谱灵活全光网中资源分配与优化关键技术研究[D];北京邮电大学;2012年
2 王首峰;认知无线电频谱接入与频谱切换技术研究[D];北京邮电大学;2011年
3 麦磊鑫;基于认知用户协作的频谱检测方法研究[D];中国科学技术大学;2011年
4 陈雁;无线通信中的合作中继与感知频谱共享技术研究[D];浙江大学;2009年
5 王再励;认知无线网络中的协作频谱检测技术研究[D];北京邮电大学;2011年
6 郅希云;认知无线网络协作频谱感知、协作传输、频谱切换技术研究[D];北京邮电大学;2012年
7 薛峰;认知无线电系统频谱感知技术研究[D];华中科技大学;2010年
8 刘义贤;认知无线电中的频谱感知技术研究[D];华南理工大学;2011年
9 王谦;频谱感知与通信系统的性能分析与设计[D];大连海事大学;2011年
10 黄川;认知无线网络中频谱检测机制及频谱资源分配研究[D];南京邮电大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 彭霄;高效的协作频谱感知策略研究[D];中国科学技术大学;2010年
2 夏颖;CMMB信号的频谱感知技术研究[D];北京交通大学;2010年
3 马博;感知无线电中的协作频谱检测研究[D];北京邮电大学;2010年
4 杨东;认知无线电合作频谱检测技术的研究[D];西安电子科技大学;2010年
5 邓丽粼;认知无线电中的频谱感知技术研究[D];西南交通大学;2010年
6 孟涛;认知无线电中的频谱感知技术研究[D];南京理工大学;2010年
7 刘坤;无线传感器网络中的频谱感知技术研究[D];西安电子科技大学;2011年
8 范燕芬;认知无线电频谱协作检测算法和博弈分配策略的研究[D];中南大学;2010年
9 陈伟;认知无线电中的频谱感知与干扰评估技术研究[D];电子科技大学;2010年
10 郑雪云;中继协作频谱感知性能与吞吐量[D];中国科学技术大学;2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 ;全光网——未来宽带网[N];中国电子报;2000年
2 本报记者 段沁萍;全光网下一代的热点[N];通信产业报;2000年
3 汪志新;全光网与互联网互动[N];中国计算机报;2001年
4 常健;我国全光网关键技术取得群体突破[N];中国高新技术产业导报;2001年
5 李扬;打造全光网心脏[N];中国计算机报;2001年
6 本报记者 于尚民;全光网的城市样本[N];通信产业报;2011年
7 车轮奔;向全光网演进的HDX[N];人民邮电;2002年
8 ;朗讯推介全光网[N];经济参考报;2000年
9 车轮奔;向全光网演进的HDX[N];人民邮电;2002年
10 记者 徐勇;因特网和全光网结合的关键技术出台[N];人民邮电;2001年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978