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波分复用光网络中的业务梳理

作　者: 焦悦光
导　师: 周炳琨；张汉一
学　校: 清华大学
专　业: 电子科学与技术
关键词: WDM 光网络业务梳理遗传算法网络管理
分类号: TN929.1
类　型: 博士论文
年　份: 2004年
下　载: 171次
引　用: 4次
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内容摘要

在波分复用 (WDM) 光网络里,如何把低于波长级别的业务流合理组织在波长信道内以降低整个网络的建设成本称为业务梳理问题。本论文使用遗传算法对波分复用光网络中的任意业务的梳理问题进行了研究,主要内容如下:(1) 构造了能解决单向环网中任意业务梳理问题的遗传算法;应用数值仿真的方法比较了几种不同的交叉和变异算子的使用效果,得出了算法中各个参数的最佳值;提出了全新的改进译码方案,能够大幅度的提高该遗传算法的性能。(2) 在上述工作的基础上,对算法进行了一定程度的化简,提出了“最优者幸存”的选择策略;提出了双向译码和对染色体做预优化的处理方法,进一步提高了该遗传算法的性能;定义了基于排列的染色体的局部极值,并以此为基础构造了求极值的爬山算法。(3) 构造了能解决格状网中任意业务梳理问题的遗传算法,其中使用了基于排列的编码方案;计算路由时提出了混合拓扑的概念;译码过程中提出了分裂染色体的方法;对使用不同的链路代价的路由选择策略进行了比较;对遗传算法中使用不同的选择策略进行了比较;并采用该算法计算了路由波长分配问题。本论文结合课题组承担的国家任务,研究了对光网络的管理,研制了网元管理系统和网络管理系统。利用带外 IP 网作为信令网实现了对光网络的性能、配置和告警管理;并进一步对自动交换光网络中的管理平面和对传送平面接口进行了研究,实现了通过管理平面配置永久连接的功能;对分层路由光网络中的管理平面做了总体方案设计。本论文的内容还包括:中国高速信息示范网 (CAINONET) 光分插复用设备和光交叉互连设备中的光上下路单元的研制;光三向传输实验及其中杂散光的反向瑞利散射对信号光的影响研究等。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-11
第一章引言  11-24
  1.1 业务梳理问题  11-14
  1.2 业务梳理问题的分类  14-17
    1.2.1 按业务类型分类  14-15
    1.2.2 按网络拓扑分类  15-16
    1.2.3 按对业务交换的限制分类  16-17
    1.2.4 按梳理的目标分类  17
  1.3 业务梳理问题的求解  17-21
    1.3.1 解决思路  18-19
    1.3.2 常用算法  19-21
  1.4 国内外研究动态  21
  1.5 本论文的研究对象、目标和方法  21-22
  1.6 本论文各章主要内容介绍  22-24
第二章单向环中的业务梳理  24-46
  2.1 数学模型  24-26
  2.2 遗传算法  26-27
  2.3 算法的原始方案  27-35
    2.3.1 编码方案  27-28
    2.3.2 译码方案  28-30
    2.3.3 交叉  30-31
    2.3.4 变异  31-32
    2.3.5 选择策略  32-34
    2.3.6 保存最优  34
    2.3.7 算法方案  34-35
  2.4 算法参数分析  35-39
    2.4.1 算法性能与交叉概率的关系  36-37
    2.4.2 算法性能与变异概率的关系  37-38
    2.4.3 算法性能与选择因子的关系  38-39
  2.5 译码方案的改进  39-41
  2.6 仿真结果  41-44
    2.6.1 算法性能比较  42-43
    2.6.2 算法的运行时间  43-44
  2.7 小结  44-46
第三章环网中业务梳理算法的改进  46-59
  3.1 算法的化简  46-47
  3.2 算法的改进  47-49
    3.2.1 双向译码  47-48
    3.2.2 预优化  48-49
  3.3 极值定义及爬山法  49-51
    3.3.1 极值定义  50
    3.3.2 爬山法  50-51
  3.4 仿真结果  51-57
    3.4.1 双向译码的效果  52-53
    3.4.2 预优化方法的效果  53-54
    3.4.3 爬山法的效果  54-56
    3.4.4 算法运行时间  56-57
  3.5 小结  57-59
第四章格状网中的业务梳理  59-78
  4.1 数学模型  59-62
  4.2 译码方案  62-70
    4.2.1 网络拓扑的表示法  62-64
    4.2.2 混合拓扑的构造  64-65
    4.2.3 路由算法  65-67
    4.2.4 链路代价的定义  67-68
    4.2.5 染色体的分裂  68-69
    4.2.6 译码算法  69-70
  4.3 选择策略  70-71
  4.4 规模控制  71-72
  4.5 算法流程图  72
  4.6 仿真的参数和条件  72-73
  4.7 仿真结果  73-76
    4.7.1 梳理结果示例  73-74
    4.7.2 结果分析  74-76
  4.8 求解 RWA  76
  4.9 对算法功能的扩展  76-77
  4.10 小结  77-78
第五章光网络的管理  78-95
  5.1 光网络管理概述  78-79
  5.2 光网络管理系统实现  79-87
    5.2.1 光网络硬件平台  79-81
    5.2.2 网络管理系统整体方案  81-82
    5.2.3 信令系统  82-85
    5.2.4 状态转移图  85
    5.2.5 实验结果与分析  85-87
  5.3 ASON 的管理  87-90
    5.3.1 ASON 概述  87-88
    5.3.2 硬件平台  88-89
    5.3.3 总体方案  89-90
    5.3.4 对传送平面管理的实现  90
  5.4 对分层路由网络的管理  90-93
    5.4.1 分层路由技术概述  91-92
    5.4.2 网络平台  92
    5.4.3 管理平面总体方案  92-93
  5.5 小结  93-95
第六章光上下路单元及三向传输  95-103
  6.1 光上下路单元  95-96
  6.2 三向传输实验  96-102
    6.2.1 实验装置  97-98
    6.2.2 实验方案  98-99
    6.2.3 实验结果  99-101
    6.2.4 实验结论  101-102
  6.3 小结  102-103
结论  103-104
参考文献  104-111
致谢及声明  111-112
个人简历、在学期间的研究成果及发表的论文  112-113

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