基于OFDM频谱灵活光网络路由与频谱分配问题研究

摘要

当前，互联网IP迅猛的增长趋势对传输容量和带宽需求提出了更高要求。为了满足快速增长的业务需求，波分复用（WDM）技术被广泛应用于提高光纤的传输容量[1]。但是传统的WDM光网络在频谱资源上的管理模式不灵活，导致整个网络的带宽资源浪费严重，已不能满足未来大容量、高速率的网络需求。针对WDM光网络缺乏带宽灵活性的问题，国际上提出了具有频谱效率高、可扩展性强的频谱切片弹性光网络。
　　本文主要研究了弹性光网络中的路由与频谱分配问题。路由与频谱分配问题可以分为路由选择和频谱分配两个子问题。路由选择问题通过K-最短路径算法解决，频谱分配问题采用首次命中算法。K-最短路径算法根据给定的物理拓扑矩阵，找出每对节点之间的k条备选路径。由于通常解决频谱分配问题的整数线性规划（ILP）算法时间复杂度大，只适用于节点数较少的网络，因此本论文提出负载均衡频谱分配的启发式算法。该算法能够均衡链路负载，减少阻塞率。最后通过实验仿真，在NSFNET和Torus4*4这两种物理拓扑网中验证了负载均衡频谱分配算法的优异性。此外，本论文参考SDH网络中的虚级联技术，考虑到灵活频谱光网络中实现频谱虚级联的可能，对无频谱邻接性的路由和频谱分配进行了研究，对具有和不具有频谱邻接性的频谱灵活光网络的频谱资源使用进行了仿真分析，结果表明在不考虑频谱邻接性的情况下能够减少频谱资源浪费。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

专用术语注释表

第一章 绪论

1.1 光网络基本概念及构成

1.2光网络发展面临的问题及挑战

1.3 国内外研究现状

1.4 本论文的组成和主要工作

第二章 基于OFDM的频谱灵活光网络

2.1 频谱灵活光网络

2.2 频谱灵活光网络限制条件

2.3 正交频分复用技术

2.4 基于OFDM的灵活栅格技术

2.5 基于奈奎斯特WDM的灵活栅格技术

2.6 灵活栅格技术在频谱资源分配上的应用

2.7 本章小结

第三章 路由与频谱分配

3.1路由与波长分配问题

3.2路由与频谱分配

3.3 路由与频谱分配算法

3.4 路由与频谱分配实例分析

3.5 本章小结

第四章 实验仿真及结果分析

4.1 仿真环境

4.2 仿真网络拓扑

4.3 仿真参数

4.4 NSFNET网仿真实例分析

4.5 Torus4*4网络仿真实例分析

4.6 本章小结

第五章 总结与展望

参考文献

附录 攻读硕士学位期间撰写的论文

致谢