【摘 要】
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随着新基建的提出,5G通信推动网络由“光+电”混合通信网向全光通信网络发展。传统光网络架构的底层网络节点需要计算并传输大量的用户请求,负载过大易造成整个网络的瘫痪,仅仅增加光转发设备已无法满足多样化的业务。该文融合软件定义网络（Software Defined Network,SDN）实现数控分离,将计算功能集中至控制层,并利用光交叉技术构建软件定义四粒度光交换网络。新型网络架构具有更高的灵活性,
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随着新基建的提出,5G通信推动网络由“光+电”混合通信网向全光通信网络发展。传统光网络架构的底层网络节点需要计算并传输大量的用户请求,负载过大易造成整个网络的瘫痪,仅仅增加光转发设备已无法满足多样化的业务。该文融合软件定义网络（Software Defined Network,SDN）实现数控分离,将计算功能集中至控制层,并利用光交叉技术构建软件定义四粒度光交换网络。新型网络架构具有更高的灵活性,需要适配的资源分配算法。因此,该文对四粒度光交换网络的业务传输算法进行了研究,具体内容如下:首先,研究SDN网络和多粒度光交换技术,以状态路径计算单元（Stateful Path Computation Element,S-PCE）充当控制层的控制器,构建软件定义四粒度光交换网络。网络控制层集中管理整个网络,并结合底层GMPLS分布式结构协同控制完成数据转发,实现向软件定义光网络的过渡。其次,研究软件定义四粒度网络资源分配算法。在改进传统CSPF路由算法基础上,提出约束最短码群路由算法。对具有相同或部分相同路径的业务请求,在带宽约束条件下,按照码群路由（Code Group Routing Entity,CGRE）技术进行光码捆绑共同传输业务,能够有效提高网络带宽的占用率。针对光码资源利用不充足的问题,提出斐波那契光码分配算法。网络在S-PCE的控制下,采用斐波那契数列动态不固定捆绑光码,对光码级业务请求进行预计算,高效地使用光码资源完成路径计算功能。最后,对支持CGRE的四粒度光交换结构和基于光码分复用（Optical Code Division Multiplexing,OCDM）的四粒度光交换结构进行对比,分析表明引入CGRE可以减少网络资源消耗。同时,对提出的路由与光码分配算法在波长使用数、光码利用率和吞吐量等方面进行仿真分析,验证了算法的优越性。
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