光/电混合交换设备中线卡节能技术研究

摘要

在光/电混合交换设备中,电交换单元的数目要远小于光交换单元的数目,一方面是由于电交换单元的功耗比较大,另一方面是由于用电交换单元组成大规模多级交换网的成本和复杂度要高很多。但是在光交换网络中大量的波长又需要进行业务疏导,不得不使用大量的电疏导端口。本论文主要是在负载比较小的情况下来研究疏导端口的分配问题,尽量少用电端口,从而达到降低功耗的目的。
　　关于线卡中端口使用的策略,由于比较简单,以前研究的比较少。传统方式有两种,即FF(First Fit)算法和MUF(Most Used First)算法,但这两种算法中线卡的端口使用率都比较低。在此基础上,本文提出了压缩算法(COMPR)。仿真表明,压缩算法虽然简单,但是效果很明显,有效提高了线卡的端口使用率。在此基础上,本文又提出了三种算法,其一是相同已建光路的端口合并算法(MERGE),其二是带宽的协作算法(COOPER_band),其三是端口协作算法(COOPER_port)。MERGE算法由于没有改变业务的路径,相对比较简单,但是改善效果是比较明显;对于协作算法,由于改变了原始的业务路径,需要对路径进行重路由,使得整个网络中的流量发生了变化,是一种随机过程。通过仿真,本文可以得出结论,协作是一种很有效的方法,通过在传统算法上一步一步的改进,最终取得了不错的结果:节能效果达到50％。
　　对于小业务负载下,整个网络的功耗与在高业务负载下相差不大,大概是1:2,本文通过对网络设置主次节点的方式,使得全网中只有主节点开启线卡设备,次节点不开启线卡设备,在保证阻塞率是零的情况下达到线卡“集中”的目的,其实也是一种压缩的策略。再结合COMPR算法、MERGE算法以及COOPER算法,本文把该环境下的能耗进一步降低,使得整个网络在小业务负载与高业务负载下的能耗之比降低到1:4,效果明显,最终该算法比传统算法改善功耗幅度达到60%。

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第一章 绪 论

1.1 光复用技术的概述

1.2 波分复用技术概述

1.3 研究意义

1.4 本文内容

第二章 WDM基础技术研究

2.1 WDM光网络中业务疏导技术

2.2 光网络疏导辅助图描述

2.3 重路由问题

2.4 本章小结

第三章 绿色业务疏导算法的研究

3.1 节能思想的来源

3.2 传统的端口使用策略

3.3 压缩（COMPR）算法

3.4 端口合并算法（MERGE）

3.5 协作算法

3.6 本章小结

第四章 集中式网络线卡节能算法

4.1 集中式网络主节点的选取策略

4.2 主次节点算法介绍

4.3 主次环境下的合并算法

4.4主次环境下的协作算法

4.5 介数分析法

4.6 本章小结

第五章 结束语

5.1 论文主要工作

5.2 下一步工作

致谢

参考文献

作者在读研期间研究成果