灵活光网络的节能优化设计

【摘要】：迅速增长的数据业务促使着光网络系统的建设，但同时，光传送网络的发展也加剧了环境的压力。为了保护环境，又满足人们的生活需要，就需要对网络进行优化处理，尽可能的减少网络系统的能量消耗。因此，绿色光网络正逐渐成为研究者研究的热点。 现在核心光传送网中，主要使用的传输技术是WDM技术。带宽资源日益紧张，而WDM技术的带宽使用率不是很高，为了解决这一问题，就需要高效的调制技术。一些研究者已经提出了O-OFDM技术，相较于WDM技术，这种技术很大程度上提高了带宽的使用效率，是未来缓解带宽压力的有效方法之一。 本文的主要工作就是研究O-OFDM光网络的能量消耗，实现光网络的节能优化设计。文中介绍了WDM光网络的网络结构、相关技术及能耗模型。O-OFDM技术虽然有别于WDM技术，但网络中的设备相差不大，所以WDM光网络能耗模型具有一定的参考价值。在分析光网络的能耗时，先构建了一个ILP（Integer Linear Programming，整线性规划）方程组，这种方法计算很复杂，不适合大的网络，所以又提出了启发式算法。然后提出了具体的可能影响网络能耗的分析条件。通过仿真计算，不仅分析了核心光网络的能耗结构，而且得出了在不同条件下的网络整体能耗情况，即光旁路条件下光网络要比无光旁路时能耗要小；满足和不满足频谱约束条件对网络的能耗影响不大，但对链路上的频谱利用率影响很大，同时也会加大建设网络的技术要求；选择较大的频谱时隙有利于降低网络的能耗，但同时也会降低网络中的频谱利用率。 【关键词】：核心光网络 光传送网 O-OFDM技术 绿色光网络 频谱时隙
【学位授予单位】：南京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TN929.1
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 专用术语注释表8-10
• 第一章 绪论10-15
• 1.1 论文研究的背景10-12
• 1.2 频谱灵活光网络的研究现状12-13
• 1.3 研究意义13
• 1.4 本文的主要工作和内容安排13-15
• 1.4.1 本文的主要工作13-14
• 1.4.2 本文的内容安排14-15
• 第二章 全光网络和灵活光网络15-22
• 2.1 全光网络15-18
• 2.1.1 全光网的概念15
• 2.1.2 全光网的结构15-16
• 2.1.3 全光网络中的关键技术16-18
• 2.2 灵活光网络18-21
• 2.2.1 频谱灵活光网络的概念18-19
• 2.2.2 光 OFDM 的灵活栅格技术19-20
• 2.2.3 频谱灵活光网络的约束限制条件20
• 2.2.4 路由频谱分配技术20-21
• 2.3 本章小结21-22
• 第三章 绿色光网络22-29
• 3.1 绿色光网络概述22-23
• 3.2 核心网络的能耗结构23-24
• 3.3 核心网络的节能技术24-28
• 3.3.1 选择性地关闭网络元素24-25
• 3.3.2 节能高效的网络设计25-26
• 3.3.3 节能的 IP 数据包转发26
• 3.3.4 绿色路由26-28
• 3.4 本章小结28-29
• 第四章 基于 O-OFDM 的光网络的优化设计与能耗模型29-38
• 4.1 网络能耗最小化模型29-31
• 4.2 启发式方法31-34
• 4.2.1 启发式算法31-33
• 4.2.2 最短路径算法33
• 4.2.3 算法流程图33-34
• 4.3 主要分析条件34-37
• 4.3.1 光旁路与无旁路情况分析35
• 4.3.2 在满足和不满足频谱连续性和邻接性的条件下的网络能耗情况分析35
• 4.3.3 选择不同大小的频谱时隙对的网络能耗的影响35-37
• 4.4 本章小结37-38
• 第五章 仿真结果及分析38-55
• 5.1 仿真环境38
• 5.2 仿真网络及相关参数的选取38-40
• 5.2.1 仿真网络38-39
• 5.2.2 仿真参数39-40
• 5.3 主要分析条件下的仿真计算40-54
• 5.3.1 光旁路与无光旁路的网络能耗情况40-44
• 5.3.2 在满足和不满足频谱连续性和邻接性条件下的网络能耗情况44-47
• 5.3.3 选择不同大小的频谱时隙对网络能耗的影响47-54
• 5.4 本章小结54-55
• 第六章 总结与展望55-57
• 参考文献57-60
• 附录 1 攻读硕士学位期间撰写的论文60-61
• 致谢61

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