彈性光網絡——基礎、設計、控制與管理

目 錄
第1章 光網絡簡介 1
1.1 通信網絡概覽 1
1.2 光網絡概覽 2
1.2.1 光傳輸系統 4
1.2.2 波分復用 6
1.2.3 光網絡架構 7
1.3 基於DWDM的光網絡的缺點 10
習題 11
第2章 彈性光網絡(EON) 14
2.1 EON背後的驅動力 14
2.2 OFDM技術與EON之間的關系 15
2.3 EON的一些獨特概念 16
2.4 EON的關鍵技術 18
2.4.1 頻譜高效的超信道 19
2.4.2 光轉發器 19
習題 19
第3章 彈性光網絡的網絡與節點架構 21
3.1 彈性光網絡(EON)架構 21
3.1.1 帶寬可變轉發器(BVT) 21
3.1.2 帶寬可變波長交叉連接器(BV-WXC) 23
3.2 EON節點架構 24
3.2.1 廣播與選擇型節點架構 24
3.2.2 頻譜路由型節點架構 25
3.2.3 具有動態功能的開關與選擇型節點架構 26
3.2.4 架構按需型節點架構 27
3.2.5 各種節點架構的比較 28
習題 29
第4章 彈性光網絡中的路由與頻譜分配 30
4.1 RSA與RWA 30
4.2 路由子問題 32
4.2.1 不考慮彈性特征的路由算法 32
4.2.2 考慮彈性特征的路由算法 34
4.3 頻譜分配策略 36
4.3.1 針對一組連接請求的頻譜分配策略 36
4.3.2 針對一組連接請求的頻譜分配策略的比較 38
4.3.3 針對單個連接請求的頻譜分配策略 39
4.3.4 針對單個連接請求的頻譜分配策略的比較 42
4.3.5 聯合RSA策略 43
習題 44
第5章 路由與頻譜分配的相關問題 45
5.1 頻譜碎片 45
5.1.1 主動式頻譜碎片感知RSA算法 46
5.1.2 響應式頻譜碎片感知RSA算法 46
5.2 信號調制 47
5.2.1 考慮離線信號調制的頻譜分配方案 48
5.2.2 考慮在線信號調制的頻譜分配方案 48
5.3 信號傳輸質量 49
5.4 業務流量疏導 49
5.5 網絡生存性 52
5.5.1 保護 52
5.5.2 恢復 53
5.6 網絡節能 53
5.7 使用SBVT所節省的網絡成本 54
習題 56

第6章 彈性光網絡中的頻譜碎片問題 57
6.1 頻譜碎片問題概述 57
6.2 頻譜碎片度量 58
6.2.1 鏈路中的頻譜碎片度量 59
6.2.2 網絡中的頻譜碎片度量 62
6.3 頻譜碎片對頻譜分配策略的影響 63
6.3.1 首次命中策略 63
6.3.2 隨機命中策略 64
6.3.3 最終命中策略 64
6.3.4 首次?最終命中策略 65
6.3.5 最少使用策略 65
6.3.6 最多使用策略 65
6.3.7 精確命中策略 65
習題 67
第7章 不消除碎片的頻譜碎片整理方法 69
7.1 不消除碎片的頻譜碎片整理方法 69
7.1.1 分區方法 70
7.1.2 多路徑路由與多圖方法 77
7.2 EON中不消除碎片的頻譜碎片整理方法的相關研究 77
7.2.1 多路徑路由 77
7.2.2 多圖方法 78
7.2.3 頻譜資源分區 78
7.2.4 重路由 79
7.3 不消除碎片的頻譜碎片整理方法的性能分析 81
7.3.1 仿真的假設與所考慮的參數 81
7.3.2 數值仿真結果與分析 82
習題 86
第8章 消除碎片的頻譜碎片整理方法 87
8.1 碎片消除方法 87
8.1.1 非無中斷的碎片消除方法 87
8.1.2 無中斷的碎片消除方法 87
8.2 EON中碎片消除方法的相關研究 96
8.2.1 跳重調法的相關研究 96
8.2.2 推挽重調法的相關研究 96
8.2.3 碎片消除方法的實驗研究 97
8.3 碎片消除方法的性能分析 99
習題 101
第9章 基於1+1通路保護的EON中的頻譜碎片整理方法 103
9.1 概述 103
9.2 基於通路交換的頻譜碎片整理概述 104
9.3 基於通路交換的頻譜碎片整理方法 105
9.3.1 動態頻譜碎片整理 107
9.3.2 啟發式算法 107
9.3.3 時間與存儲空間復雜度 110
9.4 算法的性能評估 111
9.5 相關研究 113
習題 115
第10章 軟件定義EON中的頻譜碎片整理方法 118
10.1 軟件定義EON 118
10.2 SD-EON架構 120
10.3 性能評估 122
10.4 相關研究 124
10.4.1 軟件定義光網絡及網絡虛擬化 124
10.4.2 頻譜資源管理 124
習題 126
第11章 EON中優化問題的數學建模 128
11.1 線性規劃基礎 128
11.1.1 優化問題 128
11.1.2 線性規劃問題 129
11.1.3 整數線性規劃問題 133
11.2 EON中優化問題的ILP表達式 135
11.2.1 在可用頻譜資源中創建分區 135
11.2.2 創建不相交的光通路連接組 136
11.2.3 路由分區 137
11.2.4 基於1+1通路保護的EON中的通路交換 139
11.2.5 基於1+1通路保護的EON中可重路由備用通路的通路交換 143
習題 148
第12章 彈性光網絡問題的計算復雜度分析 150
12.1 計算復雜度分析基礎 150
12.1.1 大O符號 151
12.1.2 大 符號 152
12.1.3 大Θ符號 153
12.2 NP完備問題 154
12.2.1 證明NP完備問題的方法 154
12.3 NP完備問題的證明 155
12.3.1 3著色問題 155
12.3.2 靜態光通路建立問題 157
12.3.3 路由與頻譜分配問題 159
12.3.4 路由分區問題 160
習題 162
第13章 彈性光網絡中的問題與挑戰 164
13.1 網絡硬件開發 164
13.2 網絡控制與管理 165
13.3 能耗 166
13.4 物理層損傷 167
13.5 頻譜資源管理 167
13.6 災難應對 169
習題 170
各章習題答案 171
原著參考文獻 198