钱敬[1]2003年在《WDM环形网络的生存能力与波长分配问题研究》文中指出波分复用(WDM)技术在未来的骨干网中扮演着极其重要的角色。在WDM光网络中，如何合理的规划网络的波长资源，是决定网络资源利用效率的关键问题，同时，光网络具有高速、大容量、多业务的特点，一旦发生故障将给用户带来巨大的损失，而不具有良好生存能力的网络是不能实际运营的。本文针对波长路由环形网络的两个关键问题——路由和波长分配问题(Routing and Wavelength Assignment—RWA)和光网络的生存性问题进行了研究，主要工作及成果如下： 1、分析了WDM网络的RWA问题。图论中的相关数学理论是解决RWA问题的一个有力工具。本文对小型WDM环网的波长资源分配进行了深入分析，采用无阻塞站点接入方式可消除接入站对波长的限制，这为后一阶段的工作打下基础。 2、探讨了光网络的生存性问题即故障的保护和恢复。鉴于同步数字体系SDH环形网络结构的巨大成功，WDM环形网络必定首先实用化、商用化，本文着重对各种保护恢复机制的自愈环网进行了分析与比较。 3、针对WDM环网结构并应用顶点图着色方法，提出了一种启发式波长分配算法——本文称为“改进的Greedy算法”。利用计算机仿真与文献中常用算法进行了比较，证明了该算法用于WDM环网的静态波长分配能获得更高的波长利用率。然后本文利用该算法对各种不同保护结构WDM环网的波长配置需求进行了实验分析与比较，尤其对于大型网络，不同结构对波长的需求差别较大，这为建设网络时的综合考虑及权衡利弊提供了参考和帮助。同时，通过计算分析，得出了评价WDM环网波长分配算法的两个严格的波长下限，这可作为分析WDM网络资源利用率的依据。
许薇[2]2007年在《光网络规划与优化系统设计中RWA问题的研究与实现》文中研究说明近年来,随着网络技术的发展以及新的Internet应用的出现,全球Internet业务呈现出一种爆炸式增长的趋势,由此对传输网络的带宽提出了越来越高的要求。波分复用技术以它的传输容量大、技术适应性强以及易于扩展等优点而备受青睐。通过引入光交叉连接OXC,光网络可以通过波长选路为节点对提供端到端的光通道,进而实现波长的重用。而另一方面,WDM技术使大量业务量能够聚合到很少的网络设备中,单节点或单链路的失效都可能会造成巨大的数据损失,光网络规划与优化设计的过程中必须要考虑网络的生存性问题。网状结构由于能够提供资源利用率很高的容量配置,现已成为长距离骨干网的主要组网方式。结合作者参与开发的“面向工程的SDH、DWDM网络规划与优化软件”(简称为NPO软件),本文提出,网状WDM光网络规划和优化的核心问题之一,是结合生存性设计的路由与波长分配(RWA)问题。所谓路由与波长分配问题(或称路由与信道分配(RCA)问题),就是在给定一组光连接请求(业务)条件下,寻找源节点到目的节点的路由并给这些路由分配波长(信道)。在使用通路保护策略的抗毁光网络中,传统的RWA演变成为这样的一个问题:(1)为每一个业务寻找两条物理分离的通路;(2)为这些通路分配合理的波长(信道)。上述结合生存性设计的RWA算法会在组网规划与优化的过程中被反复调用,算法性能直接影响到光网络规划与优化最终结果的优劣。本文集中研究了基于共享通路保护的静态RWA问题。根据网络节点类型分为两种情况加以考虑:一、所有网络节点都具备全波长转换能力;二、所有网络节点都不具备波长转换能力。针对第一种情况,此时的光网络模型等价于传统电路交换网络,分配业务时不用考虑波长连续性限制,RWA问题不涉及波长分配,只需要考虑选路与信道(channel)分配,因此可以简化为网络的容量(包括工作容量和备用容量)优化配置问题。第叁章中提出了一种联合容量优化算法MSC-JOCP,能够在不改变已存在业务的前提下、同时对新增业务的工作通路和保护通路进行优化(二者保持链路分离或节点分离),最大可能地共享保护资源,同时可以兼顾资源均匀分布。MSC-JOCP算法已成功应用于NPO V1.0软件,仿真结果说明,该算法同样适用于SDH传输网络。针对第二种情况,选路与波长分配必须要遵从波长连续性限制,即:光通道必须在其路由的所有链路上使用同一波长。第四章提出的TA-RWA算法将上述问题分解成为选路子问题和波长分配子问题两个问题分别加以研究。选路子问题中,将“物理分离”的概念进一步泛化为SRLG分离,改进了已有的选路算法xdh-TA,使其能够在有效避免陷阱的同时兼顾负载均衡。在波长分配子问题中,比较了不同的图着色(波长分配)算法,对其性能作了仿真和对比。文章还研究了使用不同业务预处理策略时的算法性能。
刘儒斌[3]2006年在《光网络生存策略及算法研究》文中研究说明随着信息与通信网络技术的飞速发展，网络的规模和用户数量都在急剧增长。与此同时，由于网络是随不同业务而重迭建设的，因此网络运营效率低下，增量不增收的问题目益突出。这种情况下，推动网络层次的简化或称之为网络融合便成为一种必然趋势，这其中构建IP／WDM光网络不失为一种很有前途的网络方案。特别是随着WDM技术的发展，不但每根光纤中的波长数越来越多，而且在光网络节点所能承载新的增殖业务的能力也在不断提高，为该方案的实现奠定了坚实基础。不过，由于IP本身的网络生存性很差，因此这就要求光网络要具有很强的网络生存性。目前，针对光网络的生存性研究方向主要集中在策略和算法。在生存性策略方面，主要研究的是多层网络生存性策略之间的协调和合作；在生存性算法方面，研究的重点是光网络的路由波长分配算法等问题。 本文的主要工作如下： 首先，在大量阅读网络生存性相关文献并借鉴前人分析研究成果的基础上，对IP／WDM光网络各层生存性策略特点，以及多层网络生存性策略之间的协调机制进行了比较研究。 其次，在理论分析和建模的基础上，在第四章提出了基于共享风险链路组业务分离的共享通道保护算法。该算法利用具有疏导功能的网络节点，通过将同一共享风险组中的业务进行动态分离的方法，以实现共享通道保护，节省用于保护的带宽资源。该算法的时间复杂度与最短路由算法的时间复杂度密切相关，为O((|N|×|W|)~2)。 最后，构建了生存性仿真平台，对所提算法进行了模拟仿真，得出：该算法在相同业务量情况下，优于一般专用通道保护算法，并在保证可靠性的同时，改善了网络的资源利用率，并在资源匮乏时，大大减少丢包率的结论。
罗启彬[4]2001年在《WDM光传送网的关键技术研究》文中提出本论文针对基于波分复用技术的光传送网的关键技术，包括光传送网络的资源分配、光网络的生存性和光网络的节点结构及其性能进行了研究，然后提出了相应的解决方案，并综合应用数学建模、计算机仿真和PTDS应用仿真软件平台对所提出的方案进行了详细地分析、讨论，最后得出一些具有参考价值的结论。论文的主要工作及成果如下： 1、探讨了WDM光传送网的拓扑结构，对WDM光传送网的物理拓扑结构和逻辑拓扑结构进行了分析和比较，为后一阶段的工作打下基础。 2、对WDM光传送网络的资源分配进行了研究，并在给定网络的阻塞概率情况下，分析了如何才能充分利用光网络的有限光纤和波长资源以建立更多的连接请求的问题，然后提出了一种新的解决此问题的RWA方案，仿真结果显示这种方案要优于其他几种传统的RWA方案。 3、WDM光传送网的生存性是一个很重要的问题。本文独立地提出了一种解决WDM光传送网的生存性方案，并进行了计算机仿真，结果显示此方案不但能达到光网络的生存性要求，而且还节约了网络的光纤资源，降低了成本；最后利用PTDS应用仿真软件平台对一个二纤单向WDM光环形网的生存性进行了模拟，从而验证了WDM光环网的自愈保护策略的可行性问题。 4、利用PTDS应用仿真软件对WDM光传送网的节点结构和性能进行了分析，然后模拟了一种新的OXC结构——基于阵列光交换开关的OXC，这种OXC不但考虑了器件的集成度和成本问题，而且模拟结果还显示其具有灵活交叉连接的功能，为OXC的实用化提供了新的思路。
林绵锋, 罗来荣, 刘雪原, 顾畹仪, 徐大雄[5]1999年在《波分复用光环形网络结构及性能的研究》文中研究表明本文概述了当前波分复用（ＷＤＭ）光环形网络结构的物理结构和逻辑结构，并对这些网络结构进行简要的分析，同时对实现ＷＤＭ光环网络结构中的关键问题进行了简要的探讨．最后对我国发展光环形网络给予一些中肯的建议
许华东[6]2009年在《光突发交换网络架构及业务量梳理技术》文中提出光突发交换(OBS)是近年来新出现的一种光交换技术。因为光路交换(OCS)不能适应目前高速增长且具有突发特征的IP业务,光分组交换(OPS)又因对光器件要求过高,在相当长的一段时间内难以实现商用,所以结合了光路交换和光分组交换的优点并克服了它们的部分缺点的OBS被认为是满足当前互联网核心层带宽需求的最佳选择。但OBS技术在实用化道路上也遇到了光器件能力不足,网络丢包率过高等问题。本文在现有研究成果的基础上对OBS网络的架构和路由技术进行了较深入的研究,希望借助构建更合理的网络架构和借助更有效的路由技术来降低OBS网络在解决突发包冲突时对光器件的依赖性及网络丢包率过高等问题,加速OBS技术的实用化进程。归纳起来,全文的主要研究工作如下:1.解决环形OBS网络中的丢包问题造成OBS网络丢包率居高不下的原因,除了当前光器件能力与需求存在的巨大落差外,在一开始就将OBS网络的应用环境设置的太复杂也是一个很重要的原因。环形是通信网络最常采用的拓扑结构之一。相对于网状网络,环形网络中突发包对网络资源的竞争强度要明显小得多,而且利用多个相切或相交的环也能满足复杂网络的建网需求。同时,环形网络还具有普通网状网络所不具备的某些优势,比如快速保护能力等。因此在当前的技术条件下,首先考虑解决环形网络中的突发包丢包问题,然后再考虑如何实现网状组网将更具有可操作性。根据环形OBS网络的特点,本文提出了一种突发包调度策略,只需使用一个深度与突发包尺寸相当的光缓存就能够解决环形OBS网络中的丢包问题,这几乎达到了在异步网络中利用缓存插入法解决突发包冲突问题所需光缓存的底线。我们通过理论分析和数学推导,建立了相应的突发包丢失概率的精确数学模型。数学模型和仿真实验结果都证明了使用我们的调度策略完全可以以很低的代价将OBS环网的突发包丢包率降低到可以忽略的程度。2.环形OBS网络架构设计由于以前一直不能较好地解决OBS网络丢包问题,因而更进一步对OBS网络架构问题的讨论就更加不足。现在既然我们可以在环形OBS网络中依赖少量光缓存就解决突发包丢包问题,那么参考现有分组交换环网的架构设计一个合适的OBS环网就成为可能。本文参考IEEE802.17弹性分组环(RPR)设计了弹性光突发环(ROBR)。ROBR继承了RPR高带宽利用率、公平性、健壮性等特点。通过理论分析和数学推导,我们给出了在ROBR中端到端时延的数学模型,并通过仿真实验测试了ROBR的带宽利用率、丢包率、端到端时延、时延波动性等多项性能指标。实验结果表明,ROBR各性能指标都比较令人满意。3.网状OBS网络的实现考虑现实中光纤资源、管理维护、网络运营商之间的互联互通等诸多因素,单纯的环形网络往往难以适应现实的网络环境,RPR本身在这方面也存在较大缺陷。能否按复杂的网络拓扑进行组网是决定一个网络架构是否可以成为理想核心网解决方案的一个重要因素。为此,我们设计了ROBR的桥接节点。利用ROBR的桥接节点,可以将多个ROBR相交或相切组成复杂的网状网络,并保持高带宽利用率、低时延、快速的业务保护能力等优点。复杂组网能力使ROBR可以成为一个跨城域网和核心网的完整光突发交换解决方案,实现业务端到端的全透明传输。4. OBS/OPS网络中的业务梳理及路由技术研究在WDM网络中进行业务梳理是近来讨论十分热烈的一个课题,通过将次波长业务合理地汇聚成为波长再进行传送可以降低网络成本和提高网络性能。OBS/OPS网络的基础也是WDM网络,合理地将突发包/光分组进行汇聚,再以波长为单位进行交换能够降低OBS/OPS网络中节点的处理负载,并能够通过减少冲突发生的次数,降低丢包率和端到端时延。本文提出一种基于虚节点的OBS/OPS网络业务梳理方法,通过改进OSPF路由协议,使OBS/OPS网络中的业务源节点在为光突发包/光分组选择路由的同时也选择出合适的发送波长,从而使离散的光突发包/光分组在某个中间节点处汇聚成为波长,降低光突发包/光分组在其后路由上被处理次数和发生冲突的次数,以获得更低的丢包率和时延,并降低对光缓存、波长转换器等高价值光器件的需求。
卢金[7]2007年在《基于遗传算法的光传送网络空闲资源优化设计》文中研究指明随着互联网的飞速发展,业务种类和业务量与日俱增,网络对传输质量提出了更高的要求。网络的生存性在提供业务质量保证方面的作用也越来越受到关注。为了改善现有网络的服务质量,也为了更科学地建设未来的网络,加大网络建设的投资是不可避免的。因而,对于通信运营者来说,如何在通信网质量和建设、维护和费用之间找到一个平衡点无疑是一个值得考虑的问题。正是基于此,本文将对空闲容量优化配置问题进行研究。网状结构光传送网络的保护容量优化问题一直是业界研究的焦点,目前人们基于不同的优化标准已经提出了多种解决方案。运用上述方案尽管可以获得可行的优化结果,但它们固有的缺陷限制了其应用环境。为此,本文提出了一种新的基于遗传算法的网状光传送网络保护容量需求优化问题的求解方案,它能够快速、有效地搜索到问题优化解和优化目标结果。本文首先比较全面的介绍了光通信技术、网络生存性理论,以及遗传算法的工作机理。并对光传送网络空闲资源配置优化设计的相关问题进行了研究,给出了网络发生故障后的恢复流程,为不同的恢复方法进行了分类,对预留资源和动态路由的方法做了简单分析。然后,以保护容量造价需求作为优化目标函数,对环形和网状光传送网络分别建立了各自的优化模型,尤其是在网络结构光传送网络中,一些对保护容量需求影响较大的生存选项得到了优化考虑,如残余释放、保护容量使用方法等。最后通过仿真实验结果表明遗传算法能够在较短时间内求得光传送网络保护容量需求优化问题的近似最优解,性能良好。
姚晓宇[8]2011年在《WDM光网络中基于p-Cycle的保护算法研究》文中研究说明随着社会经济的发展,人们对通信业务的需求体现出高层次和多样化的特点,这对通信网络的容量提出了严峻的挑战,而光通信技术的出现给通信领域带来了蓬勃发展的机遇,WDM技术正是在这种背景下发展起来的,一根光纤可以提供巨大的带宽。但在基于WDM技术的光网络中,一根光纤的失效也同样会导致大量数据的丢失。因此,对WDM光网络的生存性进行深入研究具有重要的价值,其中,具有“与环形一样的恢复速度以及与网状结构一样的资源利用率”的预置圈(P圈)技术近年来成为光网络生存性的研究热点之一。传统的P圈保护算法通常是通过两步进行的:第一步构造P圈,第二步选择高效的备选P圈进行容量配置。在P圈的构造算法中,Grow算法是经典的构造算法,但Grow算法在圈扩张时没有考虑到边的扩张顺序,从而失去一些先验效率高的圈,因此,本文提出了一种改进的Grow构造算法,该算法通过设置参数K,在每次扩张时选择前K个先验效率最高的圈作为备选圈,并对所选择的P圈进行相同的扩张,直到网络拓扑中所有的链路都不能再扩张为止。为了检验算法的性能,本文还考虑了跳数受限时的情况。仿真表明该算法可以有效地增加先验效率,减少配置P圈的个数,提高资源利用率。性能高的备选P圈只是具有潜在的保护效率,只有为备选P圈分配了空闲容量,才能真正将P圈配置到网络中。传统的P圈保护算法通常要通过两步进行,这样就需要更多的计算时间。本文提出只用一步就可以完成构造P圈并容量配置的新算法,该算法以冗余度为评价标准,结合了未保护链路比率在未保护链路数少的情况下能有效地约束P圈的扩张,只需一步就能计算出高效的P圈并100%保护光网络。通过仿真,该算法可以有效地降低配置P圈的数量,减少计算时间,提高资源利用率。
郭秉礼[9]2011年在《智能光网络中的管控技术与资源优化问题研究》文中研究指明智能光网络作为下一代光传送网发展的主要方向,其业务提供与网络管控过程的智能性、动态性不仅满足了电信业务迅猛增长的带宽需求,而且契合了数据业务的突发特征。同时,随着电信业务的进一步演进,以及网络智能化向网络边缘和业务层延伸的全网智能化趋势,推动了光网络由技术驱动型向业务驱动型网络的转变,进而对现有智能光网络在业务提供智能化、差异化,管控技术的灵活性、动态性等方面提出挑战。其中,网络管控技术与资源优化技术作为智能光网络中的两项支撑性技术,得到了业界的广泛关注。在多项国家项目与企业合作项目的支持下,作者对智能光网络中的业务提供、联合路由、可生存映射以及系统容错等技术做了大量调查研究、理论创新、仿真实验和设计开发工作,形成了一些创新性成果。本博士学位论文主要工作和创新点包括以下几个方面：1、针对具有复杂业务逻辑、严格QoS要求的电信级业务的支撑技术,提出了基于管控协同机制的业务提供框架。该框架依赖于管理和控制平面的信息交互、功能协作,并结合了基于策略的网管系统和移动代理(用于支持基于策略网管的实现和实现分布式网管智能)的实现,能够实现有端到端物理约束的智能业务提供和实时动态的业务管理,达到了资源优化利用的目的。2、本论文研究了多域光网络中的端到端资源预留问题,通过揭示原有串行信令在大规模分域网络中的适用性问题,提出了基于并行快速消息分发机制的P-RSVP (Parallel RSVP)协议,通过仿真验证了P-RSVP在跨域LSP的端到端资源预留中的有效性。一方面,P-RSVP大幅度降低了LSP端到端资源预留的时延；另一方面,显着缩短了资源可用性信息收集过程与预留过程的时间间隔,进而避免了不同LSP预留过程导致的资源冲突,提高了资源的可用性。3、对IP over WDM网络中的业务端到端时延问题进行研究,特别针对业务需要二次汇聚时,由于路由器侧排队造成的业务时延问题,创新性地提出了考虑节点负载的联合路由算法—LBA (Load Balanced Algorithm),通过仿真分析可知,算法有效地实现了全网的业务均衡,进而缩短了业务的端到端时延,同时降低了全网的业务阻塞率。4、在IP over WDM网络中,创新性地提出了动态网络下的可生存映射问题,并设计了包含动态路由(DR)和逻辑拓扑重映射(RILT)两个策略的在线算法,以尽量减少可重构的逻辑拓扑中的危险割集,从而提高了故障情况下逻辑拓扑的连通性,最大限度地使受损业务在IP层恢复。为IP over WDM网络中动态业务下,基于IP层的业务恢复设计提供了参考。5、在分布式计算业务部署中,IT资源与网络资源需要联合分配的背景下,分析系统级容错策略实施的具体要求,提出了基于认知机理的异构资源统一控制框架。并针对现有单功能节点(IT资源)故障下的容错机制研究中存在的问题,结合虚拟化资源的动态迁移技术,提出了FD-EVN (Failure Dependent-Enhanced Virtual Network)的实现方案,并通过大量的仿真证明了所提算法的有效性。与现有的容错机制相比,FD-EVN大大节省了冗余资源的消耗,提高了网络资源和IT资源的使用效率,改善了业务接纳率、映射代价等网络性能。
张程[10]2004年在《WDM全光传送网生存性研究》文中指出随着现代社会对通信依赖性的增强，光网络的生存性问题越来越突出。光层保护恢复具有保护速度快、可靠性高、成本低、透明性强等优点，因而成为研究的热点问题。然而由于光传送网处理的是光信号，以具有模拟特征的波长为单位，使得光通信网的光层生存性技术与比较成熟的SDH生存性技术相比，有了许多新的特点，有许多问题期待解决。本文的研究重点是光层自愈方案与关键技术问题。本文首先分析了当前光传送网生存性研究的现状，然后对光网络生存性的概念、光传送网的分层结构、电层网络生存性技术进行了描述，主要探讨了光层网络生存性技术、特点，提出了一种光层保护RWA（路由波长分配）ILP(整数线性规划)算法和两种RWA启发式算法，对它们的内容和性能做了详细描述，还详细讨论了光层生存性关键技术。本文还针对网络最常出现的故障――光纤断裂，设计完成了一个光层复用段保护系统，给出了详细的硬、软件解决方案、通信协议，指明了生存性各关键技术在本系统的实现，最后还给出了测试结果，并对测试结果给出了分析总结。该系统已通过天津市科委组织的技术鉴定，并荣获市科技进步二等奖。
参考文献：
[1]. WDM环形网络的生存能力与波长分配问题研究[D]. 钱敬. 浙江工业大学. 2003
[2]. 光网络规划与优化系统设计中RWA问题的研究与实现[D]. 许薇. 电子科技大学. 2007
[3]. 光网络生存策略及算法研究[D]. 刘儒斌. 北京邮电大学. 2006
[4]. WDM光传送网的关键技术研究[D]. 罗启彬. 电子科技大学. 2001
[5]. 波分复用光环形网络结构及性能的研究[J]. 林绵锋, 罗来荣, 刘雪原, 顾畹仪, 徐大雄. 光子学报. 1999
[6]. 光突发交换网络架构及业务量梳理技术[D]. 许华东. 上海交通大学. 2009
[7]. 基于遗传算法的光传送网络空闲资源优化设计[D]. 卢金. 吉林大学. 2007
[8]. WDM光网络中基于p-Cycle的保护算法研究[D]. 姚晓宇. 南京邮电大学. 2011
[9]. 智能光网络中的管控技术与资源优化问题研究[D]. 郭秉礼. 北京邮电大学. 2011
[10]. WDM全光传送网生存性研究[D]. 张程. 天津大学. 2004
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