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智能光网络是未来骨干传送网发展的方向。由于在网络中引入了包括信令、路由以及生存性机制在内的智能化网络控制技术,因此,智能光网络能够支持动态的连接建立、灵活地调度网络资源,并能够根据用户的需求提供多样化的带宽服务。
本论文的工作将围绕智能光网络中的动态路由技术以及生存性技术展开。其中,在路由计算与资源分配方面,论文在网络性能分析模型、新型路由算法设计、异构网络链路状态梳理与路由策略以及稀疏波长变换网络设计等方面提出了新的解决方案。对于生存性技术,论文从智能光网络中的生存性路由策略入手,对包括专用保护、共享恢复以及重路由恢复在内的多种生存性策略进行了深入研究,并在此基础上提出了新的生存性路由方案。
论文的主要创新性工作包括:
在第二章中,论文首先对链路潜在业务强度的概念进行定义,并提出了链路潜在业务强度的数学分析模型。在此基础上,论文提出两种新型的自适应路由选择算法:MinSum算法和最小阻塞优先LCF(LeastCongestedFirst)算法。其中,MinSum算法根据链路的潜在业务强度和链路的当前状态对整个网络的业务流量进行均衡。而LCF算法则在整理链路当前状态的基础上,通过生灭过程模型对链路的状态转移进行预测,并结合当前的网络状态对链路的阻塞概率进行分析,并以此作为路由选择的依据。大量的仿真结果说明,论文中提出的两种自适应路由选择算法可适用于多种拓扑结构的网络,并可有效提高网络性能。最后,本文还基于自相似业务模型对各种路由选择和波长分配算法的性能进行了仿真分析。
在第三章中,本文首先对异构网络进行了模型抽象,并提出一种基于矩阵变换的链路状态梳理算法,在此基础上对第二章中提出的路由选择与波长分配算法进行了扩展,考虑到对Multi-rate业务的支持,论文中提出了基于多通道路由MPR(Multi-PathRouting)和基于单通道路由(Single-PathRouting)的多种路由选择与资源分配解决方案。仿真结果说明,扩展后的MinSum算法在异构网络中同样具有性能优势。
论文的第四章对稀疏波长变换网络中的波长变换器放置问题,以及在引入波长变换设备以后,智能光网络中的路由与资源分配问题进行了深入的研究。论文认为,波长变换器的位置与路由选择算法有着直接的关系,因此,论文首先根据波长变换网络的特点,提出一种适用于多种路由算法的网络流量分布分析模型,以及波长变换增益分析模型,并以此为基础提出一种适用于多种路由选择算法的波长变换器放置算法:最大变换增益MCG(MaximumConversionGain)算法。仿真显示,MCG算法可有效降低业务的阻塞概率,提高网络的波长变换增益。
论文的第五章对光网络中的专用保护、共享恢复以及重路由恢复机制进行了较为系统的研究。并针对基于共享风险链路组SRLG(SharedRiskLinkGroup)的多种专用保护与共享恢复路由策略进行了比较和分析。为了解决动态生存性路由计算过程中的Trap问题,论文提出了一种基于禁忌搜索的TrapAvoidance生存性路由算法:TS-TA(TabuSearchbasedTrapAvoidance)算法,并基于不同的网络结构对算法的性能进行了仿真分析。仿真结果说明由于TS-TA算法可有效扩大工作路由的搜索空间,因此可更为有效地解决生存性路由过程中的Trap问题。最后,论文对多种重路由恢复策略的性能进行了仿真分析。