弹性光网络中的高效路由与频谱分配研究

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1、分类号TN91学校代码10590UDC621.3密级公开深圳大学硕士学位论文弹性光网络中的高效路由与频谱分配研究学位申请人姓名吴文龙专业名称信息与通信工程学院（系、所）信息工程学院指导教师姓名陈彬副教授深圳大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文弹性光网络中的高效路由与频谱分配研究是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律后果由本人承担。论文作者签名：日期：年月日弹性光网

2、络中的高效路由与频谱分配研究摘要随着高清视频、云计算、流媒体等新型互联网业务的飞速发展，光网络正朝着大容量动态灵活的方向演化。弹性光网络通过细粒度的栅格划分，相比较于传统WDM网络获得了高频谱利用率和带宽分配的灵活性，迅速成为研究的热点。本文针对弹性光网络带宽可变的特点，以降低网络交换节点复杂度，节约能耗为目标，从以下几个方面研究光路路由和频谱分配的问题：首先，针对带宽可变光转发器（bandwidthvariabletransponder,BVT）易造成上层业务请求与下层光路速率不匹配问题，从能耗目标出发，研究基于可分片带宽可变光转发器（sliceablebandwidth

3、variabletransponder,SBVT）光网络的光流量疏导问题，给出了路由分配的整数线性规划（integerlinearprogramming,ILP）模型。仿真结果显示，采用具有分片能力的光电转发器实施光疏导可以有效地降低网络能耗。其次，针对目前光网络中存在的光交换（opticalcross-connect,OXC）设备的交换维度受限问题，在前人已提出的新型光交换结构的基础上，利用路径包含方法来表示业务光路与波带通道间的映射关系，提出一种波带交换的路由、频谱与波带分配（theroute,spectrumandwavebandassignment,RSBA）的IL

4、P算法。通过与非波带交换的ILP算法进行对比，仿真结果显示，在牺牲少量的频谱资源的代价下，可以有效降低OXC设备的交换端口数目。最后，针对使用SBVT会带来网络中光信道数目增加的问题，将波带交换应用于基于SBVT的光网络，提出一种ILP算法。仿真结果表明，与传统非波带交换SBVT光网络相比，该ILP算法可以显著增大网络容量或者节约光交换端口数目。关键词：弹性光网络；路由与频谱分配；可分片带宽可变光转发器；波带交换；整数线性规划IAStudyofEfficientRoutingandSpectrumAllocationinElasticOpticalNetworksAbstr

5、actOpticalnetworkismovingtowarddynamicandflexiblevolumeofdatawiththerapiddevelopmentoftheInternetbusiness,suchasHDvideo,cloudcomputing,streamingmedia.ComparedtotraditionalWavelengthDivisionMultiplexing(WDM)networks,theflex-gridelasticopticalnetwork(EON)hasahighspectralefficiencyandflexibil

6、ityofspectrumallocation,andbecomesahotspotrecently.BasedonthecharactersofwidthvariableinEON,theobjectiveofthisthesisistoreducethecomplexityofswitchingnodesandtosaveenergyconsumption,andwestudytheroutingandspectrumallocation(RSA)inseveralaspectsasfollows:Firstly,aimingattheproblemthatservic

7、erequestdoesnotmatchtherateofopticalpath,westudiestheopticaltrafficgroomingbasedonSliceablebandwidthvariabletransponders(SBVT)fromtheviewofenergyconsumption.Wegivetheintegerlinearprogramming(ILP)modelincludingtheroutingassignment.Bythesimulationsandcomparisons