光网络的组网优化设计
|
摘要
光纤通信的产生和发展是电信史上的一场重要革命，特别是近年来随着数据业务的增长，网络的带宽需求呈现加速增长的趋势。这使光网络成为光纤通信技术活跃的领域。光网络优化设计成为研究的热点问题之一，国内外高校、研究机构都投入大量的人力、物力和财力致力于这方面的研究。
本文首先明确了光网络的概念、分层模型、发展、特点、应用以及研究现状。接着阐述了光网络组网技术的优化，然后较详细地讲述了光网络优化设计的具体方法，并针对旅行商(Travalling Salesman Problem，TSP)问题，提出了一种改进的蚁群算法。这种算法引入了人工蚂蚁的最大最小信息素和信息素更新机制等，避免了过早停滞的缺点，增强了局部和全局的搜索能力，提高了解的质量。同时对改进算法进行了二十五个节点的仿真，其结果表现出较好的特性。目前我国的工程现状都是根据设计人员的经验和用户的需求来进行网络设计的，本文规划和仿真出九个节点的最短环路，用来指导环形光网络设计，随后使用华为的光网络设备组建网络，进一步验证了算法的可行性和有效性。
最后部分对全文进行了总结，并对光网络的新技术和发展趋势进行了展望和预测。
The generation and development of the fiber communication are a revolution on the history of telecommunication, particularly in recent years the increasing of data consumers and the broad-band demands have taken on increasing speed, this trend makes the Optical Networks the focus of the fiber communication field. The optimization of optical networks has become one of the most heated topics, both domestic and overseas, either in universities or research institutes. They have launched into a lot of manpower, material resources and enlist financial support to explore and research.
Firstly, this thesis defines the concept, layering model, the developments, the traits, the application and present development about Optical Network. Secondly, the method of optimization design is expounded in great detail. An improved Ant colony Algorithm is put forword by contraposing the Travailing Salesman Problem (TSP). This Algorithm imports the MAX-MIN Pheromone and the Pheromone updating Mechanism of anificial ants, which avoids the defects of Prematurity stagnation. Thus improves the local and overall searching ability and enhances the quality of the solution.
Simultaneously, this optimized algorithm is simulated on the network of twenty-five nodes. The result manifests better characteristics. Presently, the project designings are all based on the experiences of the designers and consumer's demand. This thesis layouts and simulates the shortest ring path for nine nodes to illuminate the network of the design. Then facility for establishing network from Huawei company is used to representing the optimized feasibility and validity of this Algorithm.
Finally, the thesis is summarized and the tendency of the new technology is forecasted.
本文首先明确了光网络的概念、分层模型、发展、特点、应用以及研究现状。接着阐述了光网络组网技术的优化，然后较详细地讲述了光网络优化设计的具体方法，并针对旅行商(Travalling Salesman Problem，TSP)问题，提出了一种改进的蚁群算法。这种算法引入了人工蚂蚁的最大最小信息素和信息素更新机制等，避免了过早停滞的缺点，增强了局部和全局的搜索能力，提高了解的质量。同时对改进算法进行了二十五个节点的仿真，其结果表现出较好的特性。目前我国的工程现状都是根据设计人员的经验和用户的需求来进行网络设计的，本文规划和仿真出九个节点的最短环路，用来指导环形光网络设计，随后使用华为的光网络设备组建网络，进一步验证了算法的可行性和有效性。
最后部分对全文进行了总结，并对光网络的新技术和发展趋势进行了展望和预测。
The generation and development of the fiber communication are a revolution on the history of telecommunication, particularly in recent years the increasing of data consumers and the broad-band demands have taken on increasing speed, this trend makes the Optical Networks the focus of the fiber communication field. The optimization of optical networks has become one of the most heated topics, both domestic and overseas, either in universities or research institutes. They have launched into a lot of manpower, material resources and enlist financial support to explore and research.
Firstly, this thesis defines the concept, layering model, the developments, the traits, the application and present development about Optical Network. Secondly, the method of optimization design is expounded in great detail. An improved Ant colony Algorithm is put forword by contraposing the Travailing Salesman Problem (TSP). This Algorithm imports the MAX-MIN Pheromone and the Pheromone updating Mechanism of anificial ants, which avoids the defects of Prematurity stagnation. Thus improves the local and overall searching ability and enhances the quality of the solution.
Simultaneously, this optimized algorithm is simulated on the network of twenty-five nodes. The result manifests better characteristics. Presently, the project designings are all based on the experiences of the designers and consumer's demand. This thesis layouts and simulates the shortest ring path for nine nodes to illuminate the network of the design. Then facility for establishing network from Huawei company is used to representing the optimized feasibility and validity of this Algorithm.
Finally, the thesis is summarized and the tendency of the new technology is forecasted.
引文
[1] 殷剑宏，吴开亚，图论及其算法，中国科技大学出版社，2003
[2] 李馨，叶明，郝文化，OPNET MODELER网络仿真与建模，西安电子科技大学出版社，2006
[3] 钱能，C++程序设计教程(第二版)，清华大学出版社，2005．9
[4] 龚倩，徐荣，张民，叶培大，光网络的组网与优化设计，北京邮电大学出版社，2002
[5] 韦乐平，张成良，光网络-系统器件和联网技术，人民邮电出版社，2006．10
[6] 吴彦文，郑大力，仲肇伟，光网络的生存性技术，北京邮电大学出版社，2002．3
[7] 刘国辉，光传送网原理与技术，北京邮电大学出版社，2004．10
[8] 任海兰，光传送网设备，北京邮电大学出版社，2004．8
[9] 张劲松，陶智勇，韵湘，光波分复用技术，北京邮电大学出版社，2002．3
[10] 马声全，高速光纤通信ITU-T规范与系统设计，北京邮电大学出版社，2002．1
[11] Thomas E．Stern Krishna Bala 著，徐荣，龚倩，多波长光网络(原名Multiwavelength Optical Networks A Layered Approach) 人 民邮电出版社，2001．4
[12] 张宝富 全光网络，人民邮电出版社，2002年1月
[13] 韦乐平，光同步数字传送网，人民邮电出版社，1998年7月
[14] 杨世平，张引发，邓大鹏，何渊，SDH光同步数字元设备与工程应用，人民邮电出版社，2001．4
[15] 邓忠礼，赵晖SDH光同步数字传送网测试(修订本)，人民邮电出版社2002
[16] 郭超，光网络的生存性技术研究，上海交通大学硕士论文
[17] 曹雷，湖南电信省级光传送网的设计与实现，2003．
[18] 蒋培培，WDM光网络中的路由与波长分配，西安电子科技大学硕士论文
[19] 杨维，现代优化算法及其应用研究，山东大学硕士学位论文，2004．
[20] 陈云志，SDH & WDM 系统与设备，人民邮电出版社，1999．11
[21] 李立勇，长途光纤传输网的网络优化设计，华中科大硕士论文
[22] 毛谦，与光纤通信系统设计有关的几个问题(上、下)，邮电设计技术，2002．
[23] 孙学军，张述军，姜延吉，李志成，DWDM传输系统原理与测试，人民邮电出版社2000．2
[24] 纪越峰，光波分复用系统(修订版)，北京邮电大学出版社，2001．11
[25] 顾畹仪，张杰，全光通信网(修订版)，北京邮电大学出版社，2001．11
[26] 吴健学，李文耀，自动交换光网络，北京邮电大学出版社，2003．12
[27] 唐雄燕，左鹏，智能光网络-技术与应用实践，电子工业出版社，2005．3
[28] 中国通信学会，赵梓森，光纤通信工程(修订本)，人民邮电出版社，1994．5
[29] 高尚，杨静宇，智能群算法及其应用，中国水利出版社，2006．5
[30] 华为技术，OptiX BWS 320／400G DWDM技术手册，2002
[31] 华为技术，OptiX 10G技术手册，2002
[32] 龚倩，徐荣，叶小华，张民高速超长距离光传输技术，人民邮电出社，2005．5
[33] 顾畹仪，张杰，王建全，李晗，何健吾，光传送网，机械工业出版社，2003．3
[34] 张宗永，孙静，谭家华，蚁群算法的改进及其应用，上海交通大学学报，2002．11
[35] 屈稳太，丁伟，一种改进的蚁群算法及其在TSP中的应用，系统工程理论与实践，2006．5
[36] 陈佑健，蚁群算法的改进及在TSP问题上的仿真验证，计算机工程与设计，2006．7
[37] 卢辉斌，贾兴伟，范庆辉，基本蚂蚁算法中参数的讨论与改进，计算机工程，2005．
[38] 张程，WDM全光传送网生存性研究，天津大学硕士论文，2004．
[39] 华为技术，Optix10G工程现场培训手册，2002
[40] 郑福生，国家电力通信干线的优化设计研究，华中科技大学硕士学位论文2004
[2] 李馨，叶明，郝文化，OPNET MODELER网络仿真与建模，西安电子科技大学出版社，2006
[3] 钱能，C++程序设计教程(第二版)，清华大学出版社，2005．9
[4] 龚倩，徐荣，张民，叶培大，光网络的组网与优化设计，北京邮电大学出版社，2002
[5] 韦乐平，张成良，光网络-系统器件和联网技术，人民邮电出版社，2006．10
[6] 吴彦文，郑大力，仲肇伟，光网络的生存性技术，北京邮电大学出版社，2002．3
[7] 刘国辉，光传送网原理与技术，北京邮电大学出版社，2004．10
[8] 任海兰，光传送网设备，北京邮电大学出版社，2004．8
[9] 张劲松，陶智勇，韵湘，光波分复用技术，北京邮电大学出版社，2002．3
[10] 马声全，高速光纤通信ITU-T规范与系统设计，北京邮电大学出版社，2002．1
[11] Thomas E．Stern Krishna Bala 著，徐荣，龚倩，多波长光网络(原名Multiwavelength Optical Networks A Layered Approach) 人 民邮电出版社，2001．4
[12] 张宝富 全光网络，人民邮电出版社，2002年1月
[13] 韦乐平，光同步数字传送网，人民邮电出版社，1998年7月
[14] 杨世平，张引发，邓大鹏，何渊，SDH光同步数字元设备与工程应用，人民邮电出版社，2001．4
[15] 邓忠礼，赵晖SDH光同步数字传送网测试(修订本)，人民邮电出版社2002
[16] 郭超，光网络的生存性技术研究，上海交通大学硕士论文
[17] 曹雷，湖南电信省级光传送网的设计与实现，2003．
[18] 蒋培培，WDM光网络中的路由与波长分配，西安电子科技大学硕士论文
[19] 杨维，现代优化算法及其应用研究，山东大学硕士学位论文，2004．
[20] 陈云志，SDH & WDM 系统与设备，人民邮电出版社，1999．11
[21] 李立勇，长途光纤传输网的网络优化设计，华中科大硕士论文
[22] 毛谦，与光纤通信系统设计有关的几个问题(上、下)，邮电设计技术，2002．
[23] 孙学军，张述军，姜延吉，李志成，DWDM传输系统原理与测试，人民邮电出版社2000．2
[24] 纪越峰，光波分复用系统(修订版)，北京邮电大学出版社，2001．11
[25] 顾畹仪，张杰，全光通信网(修订版)，北京邮电大学出版社，2001．11
[26] 吴健学，李文耀，自动交换光网络，北京邮电大学出版社，2003．12
[27] 唐雄燕，左鹏，智能光网络-技术与应用实践，电子工业出版社，2005．3
[28] 中国通信学会，赵梓森，光纤通信工程(修订本)，人民邮电出版社，1994．5
[29] 高尚，杨静宇，智能群算法及其应用，中国水利出版社，2006．5
[30] 华为技术，OptiX BWS 320／400G DWDM技术手册，2002
[31] 华为技术，OptiX 10G技术手册，2002
[32] 龚倩，徐荣，叶小华，张民高速超长距离光传输技术，人民邮电出社，2005．5
[33] 顾畹仪，张杰，王建全，李晗，何健吾，光传送网，机械工业出版社，2003．3
[34] 张宗永，孙静，谭家华，蚁群算法的改进及其应用，上海交通大学学报，2002．11
[35] 屈稳太，丁伟，一种改进的蚁群算法及其在TSP中的应用，系统工程理论与实践，2006．5
[36] 陈佑健，蚁群算法的改进及在TSP问题上的仿真验证，计算机工程与设计，2006．7
[37] 卢辉斌，贾兴伟，范庆辉，基本蚂蚁算法中参数的讨论与改进，计算机工程，2005．
[38] 张程，WDM全光传送网生存性研究，天津大学硕士论文，2004．
[39] 华为技术，Optix10G工程现场培训手册，2002
[40] 郑福生，国家电力通信干线的优化设计研究，华中科技大学硕士学位论文2004