基于路径计算单元的WDM光网络波长路由算法研究

摘要

网络业务和应用持续发展，迫切要求增加通信网带宽，提高业务传送效率。波分复用(WDM)技术可以将一根光纤的传输容量扩展到几十倍甚至几百倍，能够充分发掘和利用光纤容量。路由与波长分配(RWA)是WDM光网络关键问题之一；研究和开发新型RWA算法，可充分有效地使有限的网络资源。同时，PCE(路径计算单元)的出现为网络提供了强大的路径计算能力。
　　因此，本文研究基于PCE的WDM光网络中域内及跨域RWA算法。
　　第一章介绍了光纤通信的发展史，光网络的研究现状以及面临的重大问题，引出了PCE的出现。
　　第二章分析了传统光网络RWA问题，对比了多种常见的RWA算法的优缺点。然后介绍了PCE的产生背景、体系结构、组网技术以及在WDM光网络中的应用。
　　第三章研究单光域WDM光网络中基于PCE的RWA算法，对多种经典算法进行了分析和比较；在此基础上提出了一种基于虚拟波长拓扑的改进 RWA算法(WPSS)。仿真结果表明，该算法能够有效降低业务阻塞率，提升网络的整体性能。
　　第四章研究基于PCE的多域光网络跨域RWA，给出了其数学模型，并与传统的跨域计算模型做出对比。研究多域光网络中PCE的工作原理及通信机制，提出了一种多域中基于PCE的跨域RWA算法(MD_WPSS)。该算法综合了虚拟拓扑与反向递归算法（BRPC）功能，同时引入波长负载约束和波长连续性约束。仿真表明，该算法不仅有效解决了波长连续性问题，节省波长资源，还有效降低网络业务阻塞率，提高网络性能。
　　本文的主要贡献和创新点包括两个方面，首先研究了基于 PCE的单域光网络路径计算与波长分配问题问题。本文在传统RWA算法基础上，将虚拟波长拓扑技术应用于基于PCE的网络模型，针对波长连续性限制提出了一种改进的计算方案。通过仿真验证，该算法能够有效的降低网络阻塞率。然后研究了跨域路由波长分配问题。针对PCE可以解决多约束条件下的路由计算与波长分配问题的特点，将波长连续性限制条件与网络负载限制条件加入 BRPC算法，提出了一种改进的BRPC算法。仿真结果表明，该算法有效降低了网络阻塞率，提高了网络资源的使用效率。

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缩略语对照表

第一章 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 研究现状

1.3 本文主要研究内容

1.4 本文的主要贡献

1.5 本文的章节安排

第二章 传统WDM光网络与新兴PCE网络的RWA问题概述

2.1 WDM光网络概述

2.2 传统WDM光网络中的RWA算法

2.3 PCE工作原理概述

2.4 基于PCE架构的RWA技术发展

2.5 本章小结

第三章：基于PCE的域内RWA算法研究

3.1 研究背景

3.2 单域光网络的RWA算法

3.3 一种基于虚拟波长平面排序的RWA算法

3.4 仿真及其分析

3.5 本章小结

第四章 基于PCE的多域RWA算法研究

4.1 研究背景

4.2 基于PCE的多域光网络的RWA问题分析

4.3 一种改进的BRPC算法

4.4 仿真及其分析

4.5 本章小结

第五章 全文总结与展望

5.1 全文总结

5.2 研究展望

致谢

参考文献

个人简介

硕士期间取得的研究成果