多粒度光网络中交换结构和波长波带路由研究

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1、上海交通大学博士学位论文多粒度光网络中交换结构和波长/波带路由研究姓名：祁永敏申请学位级别：博士专业：通信与信息系统指导教师：胡卫生20070601上海交通大学博士学位论文究。仿真结果表明，提出的优化设计方案可以显著地减少节点复杂度并改善节点的阻塞性能，使得设备的尺寸和成本都能褥到有效的减小和降低。第四章主要研究了DWDM多粒度光网络中的RWA算法和两种不同多粒度网络的性能。首先，我们详细给出了波带分层图，业务请求的捆绑策略和路由选择策略，接着我们提出一种在线的RWA启发式算法，称之为最大波带路囱算法(MNwR)

2、，来处理多粒度波带交换光网络中动态到达的业务请求。基于波带路由的特点和优点，MNWR算法能够获得高的带宽利用率和端日利用率，因此可以改善网络的阻塞性能。我们在由串联三阶MG．OXC和互联三阶MG．OXC组成的网络中分别应用提出的MNWR算法来仿真比较两种不同多粒度网络的性能。仿真结果表踞：对予动态虱达的业务请求，和串联型MG．OXC相比，互联型MG．OXC结构上的完整性和灵活性帮助它取褥了较好的阻塞性能，从而大大降低了整个网络的实现成本。最后，通过仿真研究了网络中部分结构参数与网络阻塞概率的关系。研究表明，不同的

3、参数对串联和互联MG．0XC构成的网络性能的影响程度不同；通过优化网络中节点的结构参数不仅可以显著的改善网络性能，丽且可以节约网络成本。第五章研究了静态业务模式下，并联多粒度光分插复用器(MG．OADM)环网中的RWA溺题。首先，我翻介绍了并联MG．OADM的节点结构及其相关研究工作。在静态MG．OADM环网中，RWA问题的优化目标是使得MG．OADM网络中所需的控制单元数最少。然焉，我们建立整数线性规划(1王P)模型来取得优化蜀标的下界。然而，对大规模网络进行求解时，在计算时间方面，用I"模型得到优化目标的最优

4、解是不可接受的。因此，我们提出一秘有效的启发式算法——全局带宽资源分配(GBRA)来快速的完成大规模网络中的波长波带资源的分配，它通过在带宽资源分配的过程中考虑全局的资源，有效地利用现存的非空波带来尽可能的减少波带碎片，从褥获得近似最优解的性能，帮：使褥网络中需要的控制单元数更少、成本更低，同时取得了和Y．Su等人提出的节点分配优先NAF启发式算法相同的计算复杂度。最后，我们给溺不同业务模式下，不同规模并联MG。OADMs环嬲的数僮仿真结果。维果表明，和NAF算法相比，GBRA算法能够更有效地利用网络中的带宽资源

5、。关键词：光网络，密集波分复用，多粒度，波带交换，光交叉连接，路由波长／波带分配，整数线性规划ⅡAbstractSwitchingArchitecturesandWavelength／WavebandRoutinginMulti-granularityOpticalNetworksWiththedevelopmentofdensewavelengthdivisionmultiplexing(DWDM)technology，thenumberofthewavelengthsperfiberisbecominglar

6、ge．UPtonOW，aDWDMsystemwith160wavelengthchannelshasbeenusedcommerciallyandasystemmultiplexing1022wavelengthchannelshasbeencompletedexperimentally．Multi-granularityopticalnodeisintroducedasaneffective，economicandscalablemethodtomanagealargenumberofwavelengthsin

7、DWDMopticalnetworks．Asthekeyelementinopticalnetworks，switchingarchitectureisaveryimportantresearchfield．Inaddition，effectiveroutingandwavelengl[h／waveband(RWA)mayrealizeeffectiveswitchingresourcesandbandwidthresourcesassignmenttoachievebetterswitchingintercon

8、nectionandbetternetworkingperformance．Therefore，RWAisoneofthemostimportantproblemsinmulti—granularityopticalnetworks．Thisdissertationfocusesonthemulti·granularityswitchingarchitecturesand