面向?qū)拵Я髅襟w業(yè)務(wù)的光網(wǎng)絡(luò)資源分配的研究.pdf

1、在業(yè)務(wù)的驅(qū)動(dòng)下，傳統(tǒng)的銅纜接入已經(jīng)逐漸不能滿足用戶的需求，光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)從骨干網(wǎng)逐步滲透到了城域網(wǎng)和接入網(wǎng)。相對(duì)于骨干網(wǎng)，寬帶流媒體應(yīng)用對(duì)城域網(wǎng)和接入網(wǎng)帶來(lái)的影響更為巨大，因此也為城域網(wǎng)和接入網(wǎng)的設(shè)計(jì)和建設(shè)帶來(lái)新的挑戰(zhàn)。在寬帶和流媒體業(yè)務(wù)環(huán)境下，各種各樣的視頻應(yīng)用在今天的光城域網(wǎng)和光接入網(wǎng)中占用了越來(lái)越大的比例的帶寬，網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)模型發(fā)生了變化，并且流媒體業(yè)務(wù)對(duì)服務(wù)質(zhì)量（QoS）要求相對(duì)較嚴(yán)格。如何適應(yīng)大流量的流媒體業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量要求、并提供

2、光網(wǎng)絡(luò)的高成本效率和高網(wǎng)絡(luò)效率是光城域網(wǎng)和光接入網(wǎng)中的資源調(diào)度算法所面臨的新的挑戰(zhàn)。根據(jù)光城域網(wǎng)和光接入網(wǎng)的不同特點(diǎn)和設(shè)計(jì)重點(diǎn)，本論文分別對(duì)分層交換光城域網(wǎng)的路由與波長(zhǎng)選擇問(wèn)題和WDM/TDM EPON中的波長(zhǎng)與帶寬分配問(wèn)題進(jìn)行討論和研究，目的在于在光城域網(wǎng)和光接入網(wǎng)中更合理、更有效地實(shí)現(xiàn)資源分配，以滿足蓬勃發(fā)展中的流媒體業(yè)務(wù)需求。
　　 首先，研究分層交換光城域網(wǎng)中的靜態(tài)路由與波長(zhǎng)分配（RWA）問(wèn)題。本文對(duì)分層交換光網(wǎng)絡(luò)中靜態(tài)

3、路由與波長(zhǎng)分配的優(yōu)化目標(biāo)進(jìn)行了討論，以構(gòu)造環(huán)方法為例分析當(dāng)前分層交換網(wǎng)絡(luò)中靜態(tài)路由與波長(zhǎng)分配算法的現(xiàn)狀和局限性。針對(duì)構(gòu)造環(huán)方法存在的不足，提出了一種靜態(tài)波段優(yōu)先算法。對(duì)于已知的任意業(yè)務(wù)需求矩陣，該算法可在最小化波長(zhǎng)數(shù)的基礎(chǔ)上最大化波段路徑數(shù)，從而減小以大流量高帶寬為發(fā)展趨勢(shì)的光城域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建成本。
　　 其次，探討分層交換光城域網(wǎng)中的動(dòng)態(tài)路由與波長(zhǎng)分配問(wèn)題。在分析了動(dòng)態(tài)路由問(wèn)題的基礎(chǔ)上，將分層的業(yè)務(wù)合并思想引入了整合式路由計(jì)算

4、過(guò)程，同時(shí)考慮IP層的業(yè)務(wù)合并和光層的業(yè)務(wù)合并，提出一種新的應(yīng)用于分層光交換網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)整合式路由方法，使分層光交換機(jī)（H-OXC）的波段和波長(zhǎng)的剩余帶寬能被有效利用。作為一種動(dòng)態(tài)路由與波長(zhǎng)分配算法，該算法提供了合理的算法復(fù)雜度和對(duì)動(dòng)態(tài)業(yè)務(wù)請(qǐng)求的快速反應(yīng)能力。該算法能夠有效提高帶寬利用率、降低路由阻塞率，并且當(dāng)與波段形成過(guò)程相結(jié)合時(shí)，該算法能夠在滿足大流量流媒體業(yè)務(wù)的動(dòng)態(tài)路由需求的前提下顯著降低WDM網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)成本。
　　 隨后，

5、研究WDM/TDM EPON中的資源調(diào)度算法。論文介紹并分析了TDMEPON和WDM/TDM EPON中當(dāng)前的幾種帶寬分配算法的優(yōu)點(diǎn)和局限性。在此基礎(chǔ)上，提出了一種可變?cè)S可周期資源調(diào)度算法，該方案包含兩部分內(nèi)容：可變?cè)S可周期算法和改進(jìn)的許可生成機(jī)制。該算法能夠更好地適應(yīng)可變比特率（VBR）流媒體業(yè)務(wù)的大流量和突發(fā)的特點(diǎn)，顯著減小WDM/TDM EPON中不同優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)的平均包時(shí)延和最大包時(shí)延，并提高網(wǎng)絡(luò)吞吐能力。
　　 然后，研

6、究把業(yè)務(wù)流量預(yù)測(cè)與WDM/TDM中的資源分配相結(jié)合。論文介紹了寬帶流媒體業(yè)務(wù)的用戶體驗(yàn)質(zhì)量和服務(wù)質(zhì)量需求，并介紹了IP視頻流傳輸質(zhì)量評(píng)估的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)--媒體傳輸質(zhì)量度量指標(biāo)。在IEEE802.3ah EFM任務(wù)小組提出的多點(diǎn)控制協(xié)議（MPCP）架構(gòu)下，其他資源調(diào)度算法將等待期間內(nèi)到達(dá)的數(shù)據(jù)包推遲到下一個(gè)周期中傳輸，從而引入額外的時(shí)延。為避免話音與流媒體業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)未得到及時(shí)傳輸，論文提出了一種在WDM/TDM EPON中的基于自適應(yīng)線性預(yù)測(cè)的