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1、弹性光网络中的关键技术研究近年来交互式网络电视、视频点播、云计算和大数据等新业务呈现指数性增长,传统的波分复用(WavelengthDivisionMultiplexing,WDM)光网络在波长分配和性能管理上采用了“一刀切”模式,导致了WDM光网络灵活性和频带利用率不高,已不能适用于未来的速率高、容量大和可扩展的光传送网。针对WDM网络存在的问题人们提出了基于正交频分复用技术的弹性光网络(ElasticOptical,Network,EON)。EON采用粒度更小的频谱栅格,根据用户对带宽的实际需
2、求,同时考虑物理传输路径的长度和信号质量,动态的分配频谱资源,设置最佳的调制格式,极大地提高了频谱利用率。论文的主要工作和创新点如下:1、针对弹性光网络中的静态路由与频谱分配(RoutingandSpectrumAssignment,RSA)问题,首先给出了静态RSA的整数线性规划(IntegerLinearProgramming,ILP)模型,并提出了基于距离适应与疏导的协同进化(basedonDistance-AdaptationofCo-EvolutionwithGrooming,DACE-G
3、x)算法,将启发式算法与协同进化算法相结合,迭代搜索近似最优解。DACE-Gx算法还采用了疏导策略和距离适应策略,可以提高频带利用率,减少频谱资源的消耗。仿真结果表明,DACE-Gx算法与对应的启发式算法相比,降低了网络最大频隙序号,提高了频谱利用率。2、针对话音业务的传统泊松模型具有短时相关性,无法描述真实的网络流量。大量的研究显示,不论网络的用户数量、拓扑结构和服务类型如何变化,实际网络业务流总是体现为自相似性。在研究了自相似业务的突发性的基础上,提出了两种基于门限(BasedOnThresho
4、ld,BOT)的RSA算法,BOT算法首先设置了门限,在没有触发门限时认为网络处于非突发状态,选择固定路由算法,使得耗费频谱资源最少并节省计算时间;一旦触发门限则认为网络处于突发状态,采用自适应路由算法进行选路与频谱分配,能够充分利用空闲的频谱资源。实验结果表明这两种算法与已有的启发式算法相比,能够明显降低阻塞率。3、随着动态业务的到达与离开,原来完整的频谱块被分割成许多碎片,碎片的大量产生会使得阻塞率上升,频谱利用率下降。首先提出了通道密度和最小间隙的概念,通道密度和最小间隙能够反映连接请求在频谱
5、中分布的紧密程度。通道密度越大且最小间隙越小,表明连接请求排列越紧密,反之排列越疏松。基于这两个概念,提出了周期性聚合碎片整理算法(PeriodicAggregationDefragmentation,PAD)和触发式聚合碎片整理算法(TriggeredAggregationDefragmentation,TAD),将具有最小通道密度和最大最小间隙的连接请求重新选路和/或重分配频谱,将分布疏松的连接请求,重新排列成紧密状态,为后面到达的连接请求“挤出”空间。实验结果表明了PAD和TAD能够降低阻塞率
6、并提高频谱利用率。求求求
