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1、上海交通大学 硕士学位论文 波长转换能力受限的光突发交换网络中的波长分配机制 姓名：徐江伟 申请学位级别：硕士 专业：通信与信息系统 指导教师：范戈 20081201 硕士学位论文 I 波长转换能力受限的光突发交换网络中的波长分配机制 波长转换能力受限的光突发交换网络中的波长分配机制 摘 要 随着互联网业务流量的迅速增长，透明高效的全光网是宽带通信网 的发展目标。而光交换技术则在全光通信网中扮演着重要的角色。光突 发交换作为一种折衷的技术，结合了光路交换与光分组交换的优点同时 克服了它们的缺点，具有中等的交换粒度和单向预留的信令协议，是很 有希望投入商用的一种光交换技术。 目前，由于光器件技术
2、还不成熟且成本很高，在光突发交换网络中 很难为所有交换节点配备全波长转换器，因此对波长转换能力受限的光 突发交换网络进行研究具有很强的实用价值。 本文的工作主要是围绕着波长转换能力受限的光突发交换网络中的 波长分配机制展开，针对其中的信令控制协议、波长选择算法这两方面 进行比较全面和深入的研究，并在此基础上提出了新的波长分配算法。 本文分析了各种传统的波长分配算法的性能及特点，提出了新的分 布式自适应性波长分配算法：基于子段优先级的波长分配算法。结合基 于竞争限制的信令控制协议，我们的波长分配算法可以挽救更多的数据 突发包，实现更低的全网突发包丢失率。 硕士学位论文 II 关键词：光突发交换，
3、信令控制协议，波长分配算法，波长转换器， 突发包丢失率，有限范围波长转换 硕士学位论文 III WAVELENGTH ASSIGNMENT STRATEGIES IN OBS NETWORKS WITH LIMITED WAVELENGTH CONVERSION CAPABILITIES ABSTRACT As the Internet traffic grows very fast, the transparent and efficient all-optical network is the developing object of broadband communication net
4、work. And optical switching technologies play an important role in all-optical network. Optical burst switching as a technical compromise， which takes in the advantages of optical circuit switching and optical packet switching while avoiding their shortcomings，has a medium switching granularity and
5、a single-way reservation signaling protocol, its very likely to become an technology for commercial use. Its not feasible to equip each node with a full wavelength converter in an OBS network due to the immature technologies and high costs of the optical devices. As a result, its of great practical
6、value to do research upon the OBS networks with limited wavelength conversion capability. The major work in this thesis is focusing on the wavelength assignment strategies in the OBS network with Limited Wavelength Conversion Capabilities. The signaling protocol and wavelength assignment algorithm a
7、re relative comprehensively and profoundly analyzed. Then we put forward 硕士学位论文 IV an new wavelength assignment algorithm . In this thesis, we do a comprehensive analysis in various traditional wavelength assignment algorithms together with their features, and put forward a new distributed, adaptive
8、 wavelength assignment algorithm, named the Priority-based Wavelength Assignment-leg algorithm. Combined with Contention-based Limited Signaling Protocol, a signaling protocol that retrieves more data bursts than traditional signaling protocols, our algorithm can promise a lower overall network burs
9、t loss rate. KEY WORDS: Optical Burst Switching, Signaling Protocol, Wavelength Assignment Algorithm，wavelength converter， Burst Loss Probability， Limited Range Wavelength Conversion 硕士学位论文 V 中英文缩略语表 ASON Automatically Switched Optical Network 自动交换光网络 AON All Optical Network 全光网络 BCP Burst Control P
10、acket 突发控制分组 BDP Burst Data Packet 突发数据分组 CLDR Contention-Based Limited Deflection Routing 基于竞争限制的偏射路由协议 CLSP Contention-based Limited Signaling Protocol 基于竞争限制的信令协议 COS Class of Service 服务等级 DoD Delay-on-Demand 按需延迟 FCP Forward Control Packet 前向控制分组 FDL Fiber Delay Line 光纤延迟线 IBT In-Band-Terminator
11、 带内终止 JET Just-Enough-Time JIT Just-In-Time LHN Leg Head Node 子段头节点 LIN Leg Intermediate Node 子段中间节点 LRWC Limited Range Wavelength Converter 转换度有限的波长转换器 LWCC Limited Wavelength Conversion Capabilities 有限波长转换能力 MPLS Multi-Protocol Label Switching 多协议标签交换 NSFNET National Science Foundation NET 上海交通大学上
12、海交通大学 学位论文原创性声明学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究 工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人 或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集 体， 均已在文中以明确方式标明。 本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名：徐江伟 日期： 2009 年 1 月 9 日 上海交通大学上海交通大学 学位论文版权使用授权书学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文
13、被查阅和借 阅。 本人授权上海交通大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库 进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 保密保密，在 年解密后适用本授权书。 本学位论文属于 不保密不保密 。 （请在以上方框内打“”） 学位论文作者签名：徐江伟 指导教师签名：范戈 日期： 2009 年 1 月 9日 日期： 2009 年 1月 9 日 硕士学位论文 1 第一章 第一章 绪论 随着以IP为代表的数据业务井喷式的增长和新型业务的不断涌现， 全球通信网络 的主导业务已经由话音业务转向了数据业务。通信业务特别是互联网业务在世界范 围内的飞速发展， 越来越多的用户接入和使
14、用， 各种各样的应用形式(如多媒体网页、 多媒体游戏、多媒体会议以及电子商务等)使互联网业务呈现全方位多层次爆炸性的 增长趋势。无论是网络运营商还是普通用户都对通信网络提出更高要求，用户希望 服务更快速、更多样化，网络提供商则要求网络运行更加高效且能带来更多经济效 益，而实际上当前的网络还远达不到这两者的要求。 为了适应网络流量的迅速增长、业务的多样性和突发性，下一代互联骨干网必 须是以全光网络（AON：All Optical Network）为核心，拥有迅速的连接速率和极高 的数据传输速率。 波分复用 (WDM： Wavelength Division Multiplexing)技术的出现，
15、 使得光纤提供超大容量的传输成为可能。传统光网络向着适于传输IP业务的光互联 网的演进已势在必行，以高速光传输技术、宽带光接入技术、光交换技术为核心， 面向互联网应用的光交换网络已经成为光纤通信研究的热点。 光突发交换(OBS：Optical Burst Switching)是一种介于光路交换(OCS: Optical Circuit Switching)和光分组交换(OPS: Optical Packet Switching)之间的光交换技术。 与光路交换相比，OBS 提高了波长带宽的利用率，可以更好地支持突发性强的 IP 数 据业务；与光分组交换相比，OBS 避免了使用复杂的光存储器件和光逻辑器件，更 易于利用现有的技术来实现1。因此，对 OBS 的研究已经成为业界关注的热点之一。 本文集中研究 OBS 网络中的信令控制协议和波长分配(Wavelength Assignment) 问题。 1.1 1
