WDM光网络中基于节能的分段保护算法研究

【摘要】：低碳、节能和绿色已成为社会发展的趋势。通信网络作为信息社会的标志,能耗问题日渐突出。波分复用(Wavelength Division Multiplex,WDM)光网络能够提供巨大的带宽,已在骨干网中得到广泛应用,但如何提高其能效已成为迫切需要解决的问题之一。论文主要研究了WDM光网络的节能保护方案,将基于设备休眠的节能思想引入专用和共享疏导分段保护机制中,设计出有效的算法,并通过仿真对算法性能进行评测。 论文首先分析了WDM光网络的发展概况及其关键技术,着重对业务量疏导技术、绿色节能技术和生存性技术进行讨论,并分析了国内外的研究现状。在此基础上,基于波长分层图模型设计出节能专用疏导分段保护算法(PDGSP),并进行了仿真研究。依据采用节能策略还是节能和阻塞率性能平衡策略,PDGSP可分为PDGSP-Dif和PDGSP-Mix两种算法。PDGSP-Dif鼓励工作路径和保护路径分别聚合在不同光纤中,并尽可能使用处于激活状态的资源来建立连接,从而可让更多设备休眠来降低网络总能耗。尽管PDGSP-Dif具有较低的网络能耗,但其阻塞率性能有所降低。针对其不足,PDGSP-Mix进行改进。它在建立连接时尽管也鼓励多使用激活资源,但允许工作路径和保护路径经过相同的光纤,有利于缩短路径长度,节省波长资源,可在节能和阻塞率性能之间进行折中。 由于专用分段保护机制占用资源较多,资源利用率低,而共享分段保护机制中保护路径之间可以共享带宽资源,资源利用率可显著提高。本文又将节能策略引入共享疏导分段保护机制中,依据节能还是节能与阻塞率性能平衡两种不同的优化目标,设计出PSGSP-Dif算法和PSGSP-Mix算法。二者都能够提高保护资源的共享率,有利于节省波长资源,因此,阻塞率较低。与PSGSP-Dif相比,PSGSP-Mix能更好地在网络能耗和阻塞率之间取得折中。 【关键词】：WDM光网络 波长分层图 分段保护 休眠机制 业务量疏导
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TN915.63
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-24
• 1.1 WDM光网络概述10-14
• 1.2 业务量疏导技术14-16
• 1.2.1 业务量疏导技术的提出14-15
• 1.2.2 业务量疏导技术的研究现状15-16
• 1.3 绿色光网络16-22
• 1.3.1 绿色网络研究背景16-18
• 1.3.2 光网络节能方案18-20
• 1.3.3 绿色光网络研究现状20-22
• 1.4 本文内容安排22-24
• 第2章 WDM光网络生存性机制24-36
• 2.1 网络生存性的概念24-25
• 2.2 WDM光网络故障25-27
• 2.2.1 WDM光网络故障分类25
• 2.2.2 故障的恢复过程25-27
• 2.3 WDM光网络的保护机制27-34
• 2.3.1 专用保护与共享保护28-30
• 2.3.2 通路保护、链路保护与分段保护机制30-34
• 2.4 绿色光网络生存性机制34-35
• 2.5 本章小结35-36
• 第3章 WDM光网络中基于节能的专用分段保护算法36-50
• 3.1 网络模型36-37
• 3.2 波长分层图模型37-38
• 3.3 节能专用分段保护算法设计38-44
• 3.3.1 问题描述38-40
• 3.3.2 PDGSP-Dif算法描述40-43
• 3.3.3 PDGSP-Mix算法描述43-44
• 3.4 算法仿真及结果分析44-49
• 3.4.1 算法的评价指标44
• 3.4.2 仿真结果分析44-49
• 3.5 本章小结49-50
• 第4章 WDM光网络中基于节能的共享分段保护算法50-59
• 4.1 节能共享分段保护算法设计50-53
• 4.1.1 PSGSP-Dif算法描述50-52
• 4.1.2 PSGSP-Mix算法描述52-53
• 4.2 算法仿真及结果分析53-57
• 4.3 本章小结57-59
• 结论59-61
• 参考文献61-64
• 致谢64-65
• 研究生履历65

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