多层光网络规划软件系统设计及采用蚁群的业务量疏导算法的研究

论文摘要

随着光网络的发展、业务量的爆炸性增长和高性能光网络设备的出现,智能光传送网成为下一代网必不可少的一部分。由于异构网络的大范围融合,光传送网朝着多层多域的方向演进。本文综合考虑了实际中SDH网络和技术的存在,并结合WDM光网络的发展趋势,研究了IP（MPLS）/SDH/WDM光网络中的动态业务量疏导问题,提出了一种采用蚁群算法的动态业务联合疏导与选路算法,为多层多域光网络规划提供了有效的解决方案,具有一定的理论意义和应用前景。本文根据多层多域光网络的发展与现状,总结了光网络规划的方法及其关键技术,并结合国家高新技术研究发展计划（863计划）重点项目“基于PCE的多层多域光网络关键技术研究与实验系统”,在课题组已有研究的基础上,首先通过VC++平台编程,设计并开发了多层多域业务联合疏导与选路软件,即解决业务联合疏导与选路问题的windows应用程序。其次,利用提出的采用蚁群的多层多域启发式算法,解决IP（MPLS）/SDH/WDM三层光网络中动态业务量疏导问题,本文提出的算法考虑了不同业务等级的情况,针对不同等级的业务采用不同的资源联合优化方案,整体上对资源进行联合优化。通过数学建模,将该问题转变成整数线性规划问题并利用数学规划软件CPLEX进行求解,通过对比分析仿真结果研究了算法的性能。最后,通过对已有研究成果的总结,提出了下一步的研究方向。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 多层光网络的发展与现状
• 1.1.1 多层多域光网络概念的提出
• 1.1.2 网络层次模型的演进
• 1.2 本文研究背景及意义
• 1.3 本文研究内容及安排
• 第二章 多层多域光网络业务疏导与选路的基本原理
• 2.1 多层多域光网络中动态路由和波长分配算法概述
• 2.2 多层光网络的业务疏导问题
• 2.2.1 流量工程与业务量疏导
• 2.2.2 路由与波长分配算法研究现状
• 2.3 光网络控制平面参考模型与选路策略
• 2.4 蚁群算法
• 2.4.1 蚁群算法的基本原理
• 2.4.2 蚁群算法的特点
• 2.4.3 多层多域光网络中蚁群算法的应用
• 2.5 视化光网络业务疏导和选路软件
• 第三章 多层多域光网络业务联合疏导与选路软件的设计及实现
• 3.1 软件的总体功能
• 3.2 软件的模块功能
• 3.2.1 软件菜单设计及其功能
• 3.2.2 软件输入模块功能
• 3.2.3 软件仿真模块功能
• 3.2.4 软件输出模块功能
• 3.3 软件的编程实现及调测试
• 3.4 软件的特色
• 第四章 采用蚁群的多层多域光网络业务疏导和选路算法
• 4.1 多层多域光网络的结构模型
• 4.1.1 分层式的网络模型
• 4.1.2 问题的分析与求解
• 4.2 数学模型
• 4.2.1 模型描述
• 4.2.2 目标函数
• 4.2.3 约束条件
• 4.3 采用蚁群的多层多域光网络业务疏导和选路算法的实现
• 4.3.1 系统框架的主要组成模块及功能
• 4.3.2 资源联合优化机制
• 4.4 集中式的蚁群路由算法的设计
• 4.4.1 反馈前向路径移动概率
• 4.4.2 信息素更新规则
• 4.4.3 评优准则
• 4.4.4 集中式蚁群选路算法实现步骤及流程
• 4.5 分布式蚁群路由与波长分配算法的设计
• 4.5.1 结点概率路由表更新策略
• 4.5.2 业务选路与波长分配准则
• 4.5.3 算法实现步骤及流程
• 第五章 算法软件实现及性能评估
• 5.1 算法软件的实现
• 5.2 蚁群算法性能仿真
• 5.2.1 集中式蚁群算法性能仿真与分析
• 5.2.2 分布式蚁群算法性能仿真与分析
• 5.2.3 蚁群算法因子设计对算法的影响
• 5.3 采用蚁群的多层多域业务疏导算法的性能仿真
• 5.3.1 多层多域光网络中算法性能分析
• 5.3.2 软件输出仿真曲线
• 5.4 数学规划软件仿真性能对比与分析
• 5.5 结论
• 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 作者在读期间研究成果