應(yīng)用于MDF的多級Clos網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化設(shè)計(jì)與路由算法研究.pdf

1、總配線架系統(tǒng)(MDF,main distribution frame),是用來連接電信業(yè)銅線用戶與局端機(jī)房的大型交換裝置。其中由SIMPLER NETWORKS公司提出的自動化MDF受到了廣泛關(guān)注,它的核心是由大量的微繼電器交換開關(guān)(MEMS)組成的空分Clos交換網(wǎng)絡(luò)。Clos網(wǎng)絡(luò)是一種可擴(kuò)展的多級交換結(jié)構(gòu),從功能上講它在整個總配線架中充當(dāng)了連接交換的通道作用。但是隨著通信用戶的爆炸式增長,配線架的端口也越來越多,Clos交換網(wǎng)絡(luò)開關(guān)

2、數(shù)量過大,成本較高。雖然有阻塞Clos網(wǎng)絡(luò)能在不改變交換規(guī)模的情況下有效降低組網(wǎng)成本,但是在降低成本的同時也會增加網(wǎng)絡(luò)阻塞率。 針對以上問題,本文對Clos網(wǎng)絡(luò)的性能和結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系進(jìn)行了深入的分析,從網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和路由算法兩方面出發(fā),達(dá)到了低成本和較低阻塞概率的平衡,并仿真表明了本方案的可行性。 -方面,Clos網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展優(yōu)化設(shè)計(jì),它是從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)角度出發(fā)減少開關(guān)數(shù)和降低阻塞概率。首先,網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展性會帶來交換模塊種類增多等問題

3、,種類越多,成本越高。其次,在工程實(shí)現(xiàn)上交換模塊的集成度受到芯片管腳的限制。這些問題是本文進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)時必須考慮的因素。第二章分析了傳統(tǒng)的無阻塞無約束網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化設(shè)計(jì),在此基礎(chǔ)上對帶模塊約束的有阻塞網(wǎng)絡(luò)規(guī)模,級數(shù),開關(guān)數(shù)和交換模塊關(guān)系進(jìn)行了詳細(xì)分析和理論推導(dǎo),最后對Clos網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了綜合優(yōu)化設(shè)計(jì),大膽增加首尾級擴(kuò)展方式,并仿真驗(yàn)證了理論推導(dǎo)的正確性及其網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化設(shè)計(jì)的可行性。 另一方面,路由算法,它是從業(yè)務(wù)選路角度改善網(wǎng)絡(luò)的阻塞性能,

4、在有阻塞Clos交換網(wǎng)絡(luò)中,由于到達(dá)業(yè)務(wù)的隨機(jī)性,會造成系統(tǒng)阻塞。現(xiàn)有的順序選擇法(MI,Minimum Index)和最多占用優(yōu)先級法(P,Packing)只能確保找出一條可行路,卻無法保證找出最優(yōu)路。如此,系統(tǒng)就會因資源利用不合理,使得阻塞率增大。在第三章中提出了一種新的基于概率的Clos最優(yōu)路由算法(ORBP),在算法中,我們首先確定當(dāng)前業(yè)務(wù)可能影響的后續(xù)業(yè)務(wù),稱這些業(yè)務(wù)為相關(guān)業(yè)務(wù),然后運(yùn)用概率統(tǒng)計(jì)的方式,計(jì)算出當(dāng)前業(yè)務(wù)的不同路由