频谱灵活光网络中绿色疏导算法设计与仿真实现

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随着互联网技术的不断发展,带宽需求呈现爆炸式增长,这不仅导致网络资源的使用逐步趋近于饱和,而且使得网络能耗日益加剧。为此,构建动态灵活、超大容量的绿色光网络显得尤为重要。传统的波分复用光网络在带宽分配上采用“一刀切”的模式,导致网络带宽利用率低、灵活性差、功耗较大。而基于正交频分复用技术的频谱灵活光网络突破了基于固定带宽间隔的波长光通道限制,能更有效地利用频谱资源,具有广阔的发展前景。同时,作为构建绿色光网络的核心技术之一,业务量疏导技术得到了广泛关注,如何将其有效运用到频谱灵活光网络中成为新的挑战。本文构建了频谱灵活光网络功耗模型,并给出了频谱灵活光网络的绿色疏导问题描述。针对静态业务,本文设计了一个满足频谱灵活光网络多方面约束条件的绿色疏导整数线性规划(Integral Linear Programming, ILP)模型,为网络规划提供理论依据。针对动态业务,本文根据网络节点结构和疏导准则,设计了一种新的可以充分反应网络中各设备功耗以及频谱资源使用的疏导图模型。在此基础上,本文提出了两种调制模式下的绿色疏导算法。该算法将路由选取与能量消耗或频谱资源联系起来考虑,对于不同的网络需求,可以根据疏导策略选择不同的连接建立方式,能更有效地利用网络的频谱资源,降低网络功耗,实现以更低的功耗以及更少的频谱资源为网络中更多的业务请求建立连接。本文对所设计的算法进行了仿真和分析。仿真结果表明,在节能以及提高网络频谱效率方面,本文所设计的绿色疏导ILP模型和绿色疏导启发式算法均体现出良好的性能。因此,本文的研究工作可以作为构建绿色频谱灵活光网络的一个有价值的参考。
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