智能光网络中基于波长传输质量分配的QoS研究

摘要

波分复用(WDM)技术的大规模应用极大地提高了点到点传输容量,给智能光网络交换系统的发展带来新的机遇和挑战。随着传输速率的不断升级,在透明传送过程中,温度变化、色散、偏振模色散以及增益抖动等各种损伤的积累无法避免,这些对光信号质量的传输都会造成严重劣化。因此,根据用户响应在WDM网传送层自动配置出一条满足用户QoS要求的端到端传输通道,现有网络还无法支持这一点。而网络的发展越来越关注来自用户的服务质量(QoS)需求,力求为用户提供信号质量有保证的传输服务。因此,提供具有QoS保障的连接日益成为人们关注的问题。
　　 论文针对智能光网络中提供具有QoS保障的连接这_目标,深入研究智能光网络中WDM层QoS服务提供机制和基于感知物理层损伤的路由波长分配的QoS,以高带宽利用率和支持QoS公平性为设计目标,建立细粒度的交换链路。主要研究工作和成果如下:
　　 (1)提出了基于光区分服务的业务映射机制,实现光区分服务的功能组件,通过流量汇聚的方法满足相似业务的QoS要求。同时设置基于类的网络边缘接口的动态缓存,为被阻塞的业务设置缓存时间,提高了连接成功率,同时改善网络性能。
　　 (2)提出了基于波长传输质量分配的QoS算法,WDM光网络中的边缘节点设计了支持QoT感知的QoS的基于的RWA动态分配策略。通过感知物理层损伤参数,设计了按照波长质量排序的动态管理波长分配机制,为不同的QoS连接分配不同质量的光通道；建立了抢占机制,在网络资源不足时,排队缓冲区的高优先级连接可以抢占低优先级连接的资源,保障QoS服务。
　　 (3)建立了基于OPNET的IP over WDM的仿真平台,仿真验证基于QoT的波长路由算法的性能。仿真结果表明,基于QoT约束的RWA算法具有更好的QoS服务能力。QoT-RWA算法具有更好QoS提供能力,更高的带宽利用率,更低的平均包时延。当网络负载增加时,在保证高优先级业务服务质量前提下,大幅改善了低优先级业务服务质量。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 研究现状

1.3 论文研究内容

1.4 全文的组织安排

第二章 IP over WDM网络技术

2.1 IP over WDM光网络结构

2.1.1 IP over WDM网络模型

2.1.2 IP over WDM分层协议

2.2 WDM光层关键技术

2.2.1 基于WDM的光传送网

2.2.2 智能光网络

2.3 IP QoS与光QoS

2.3.1 IP QoS

2.3.2 光网络QoS

第三章 IP over WDM网光层QoS业务映射模型设计

3.1 IP over WDM网络中QoS机制

3.2 WDM网光层QoS模型建立

3.2.1 区分光服务模型

3.2.2 实现区分光服务模型的功能组件

3.3 WDM网光层业务映射和区分服务

3.3.1 WDM层的业务映射

3.3.2 光区分服务

3.3.3 影响QoS的网络性能参数

3.4 光QoS业务映射模型实例分析

3.5 本章小结

第四章 基于波长传输质量路由QoS分配

4.1.QoTS-RWA算法

4.2 基于QoT-感知的QoS

4.3 QoTS-RWA算法模型

4.4 QoTS RWA接口连接缓存

4.5 QoTS RWA中的光路建立

4.5.1 计算最小色散路由

4.5.2 波长分配

4.5.3 光路建立算法

4.5.4 QoTS RWA中的抢占机制

4.5.5 QoTS RWA的可扩展性

4.6 本章小结

第五章 基于QoTS RWA的系统仿真实现

5.1 OPNET仿真工具

5.2 QoTS RWA算法网络仿真

5.2.1 边缘发送节点设计

5.2.2 核心节点设计

5.2.3 边缘接受节点设计

5.3 实验仿真

5.4 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文