基于網(wǎng)絡(luò)編碼的光組播波長分配優(yōu)化研究

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1、分類號TN929．11密級重慶郵電大學(xué)碩士學(xué)位論文論文題目基于網(wǎng)絡(luò)編碼的光組播波長分配優(yōu)化研究英文題目ResearchonOptimizationofWavelengthAllocationinOpticalMulticastBasedonNetworkCoding論文提交日期2Q12璽壘且論文答辯日期2衄2笙5．目一論文評閱人答辯委員會主席2012年5月26日獨創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進行的研究工作及取得的研究成果。據(jù)我所知，除了文中特別加以標注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得重麼自Ⅱ魚太堂或其他教育機構(gòu)的學(xué)位或證

2、書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻均已在論文中作了明確的說明并表示謝意。學(xué)位論文作者簽名：布巖魅簽字日期：刀』≯年j月心日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解重麼郵電盔堂有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)重麼由I電太堂可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。(保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)書)學(xué)位論文作者簽名：輒差如d導(dǎo)師簽名：司瘴。竹簽字日期：聲。11-年s月工5日簽字日期：&日l凈歲月述Et重慶郵電人學(xué)

3、碩士論文摘要隨著光纖通信的發(fā)展與普及，光網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)逐漸成為熱門研究方向。與此同時，由于光學(xué)技術(shù)的日益完善，功能各異的光通信器件和設(shè)備也大量出現(xiàn)，使得許多原來需要在業(yè)務(wù)交換層面完成的工作被更多的移植到光層來實現(xiàn)，一個典型的技術(shù)就是光網(wǎng)絡(luò)組播。Ahlswede等基于網(wǎng)絡(luò)信息流提出了網(wǎng)絡(luò)編碼的思想，其核心是在網(wǎng)絡(luò)的中間節(jié)點引入編碼功能，從而提升網(wǎng)絡(luò)的吞吐量和帶寬利用率。本文著手研究光網(wǎng)絡(luò)組播中網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)的相關(guān)問題，主要包括光組播中網(wǎng)絡(luò)編碼波長的優(yōu)化問題和分層光組播中基于網(wǎng)絡(luò)編碼的速率分配優(yōu)化問題。傳統(tǒng)的光組播路由算法均是通過構(gòu)建組播光樹來實現(xiàn)，但此類算法已經(jīng)被證明無法最大化網(wǎng)絡(luò)吞吐量、鏈路的

4、負載均衡特性不夠優(yōu)良、網(wǎng)絡(luò)資源利用率也不夠高。在網(wǎng)絡(luò)的中間節(jié)點加入網(wǎng)絡(luò)編碼，可以提高整個網(wǎng)絡(luò)的傳輸效率、健壯性和吞吐量。本文第二章分別介紹了光組播和網(wǎng)絡(luò)編碼的基本理論及主要特點，分析了光網(wǎng)絡(luò)中基于網(wǎng)絡(luò)編碼的組播優(yōu)化方案。光組播中，在中間節(jié)點使用網(wǎng)絡(luò)編碼可以提高網(wǎng)絡(luò)傳輸性能，但大量使用網(wǎng)絡(luò)編碼波長既提高了算法復(fù)雜度又增加了額外的編碼代價。因此需要在不影響光組播傳輸速率的情況下盡量少地使用編碼波長。本文第三章研究了光組播中最小化編碼波長鏈路的問題，利用免疫算法搜索范圍大而收斂速度快的優(yōu)勢，提出了一種基于免疫算法的編碼波長分配優(yōu)化算法。仿真結(jié)果表明，與經(jīng)典算法相比，該算法既較好地降低光網(wǎng)絡(luò)的

5、編碼波長需求數(shù)目，又可以以較快速度獲得最優(yōu)編碼方案。分層光組播是一種適用于異構(gòu)光網(wǎng)絡(luò)中的有效的多速率數(shù)據(jù)傳輸方案。與單層組播相比，分層組播通過將數(shù)據(jù)按照分組成員優(yōu)先級進行發(fā)送，可以實現(xiàn)每層組播成員的速率最大化。但是由于光網(wǎng)絡(luò)的多速率分層優(yōu)先級不明確，網(wǎng)絡(luò)中各目的節(jié)點能達到的最大吞吐量會受到各層組播速率的限制，很難完全利用波長帶寬。本文第四章利用網(wǎng)絡(luò)編碼改善鏈路利用率的優(yōu)勢，將網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)加入到共享度高的鏈路上并為其優(yōu)先分配帶寬，提出了一種優(yōu)化光組播分層速率和帶寬分配的算法。仿真結(jié)果表明，該算法使整個網(wǎng)絡(luò)吞吐量最大化的同時降低了網(wǎng)絡(luò)的波長資源消耗。關(guān)鍵詞：光組播網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)編碼，編碼波長鏈

6、路，免疫算法，吞吐量，資源消耗率j!叢由!皇奎蘭堡主堡鑾壘!!皇竺!_______。-。_。●_。__________‘__________-●___-__。____。_。。。。。。。。●-_。J-__-________●___________●。。。●_________。。。。。。。。。。。。’—————。。。。。?！狝bstractWiththedevelopmentandpopularizationofopticalfibercommunication，opticalnetworkresearchisbecommingmoreandmorepopular．Atthesameti

7、me，withthedevelopmentofopticaltechnology,lotsofopticalcommunicationdevicesandequipmentswithvariousfunctionshascomeintobeing．Itmademuchoriginalworkneedstobedoneatthelevelofbusinessexchangetransplantintoopticallayertoimplement