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现在,以IP为代表的分组业务已经占据了通信网的主导地位。同时,下层的传送网则主要由基于WDM技术的光网络构成。尽管WDM技术为光网络带来了充足的带宽资源,但是电域处理能力成为制约其发展的主要因素。在光网络的三种基本交换技术中,OCS具有很高的传送效率,而OPS/OBS相比OCS更适用于动态业务。OPS由于光器件发展限制,目前尚难以实用。OBS虽然能较好地承载突发的业务,在支持相对稳定的业务时,OBS可能会因为冲突而丢包,其性能不如OCS。如何应对IP业务量不确定为光网络设计所带来的挑战,如何将基本的交换技术结合起来,利用其各自的优点,实现更好的网络性能,成为研究者们当前关注的问题。现有的混合交换技术存在虚拓扑的构建,网络实现困难以及如何合理地利用资源进行业务传输等问题。在第二章,本文着重提出了一种新的混合交换光网络——基于OBS的集成型混合交换光网络(OBS-based Integrated Hybrid Switching Optical Network, OIHSON)。OIHSON是OCS和OBS两种交换技术的结合,充分利用OCS的高传送效率和OBS的统计复用性,使得OIHSON在应对突发性业务的网络环境时有良好的性能。OIHSON的拓扑架构分为两层——OCS部分和OBS部分。OCS部分用于承载路由器之间绝大部分相对稳定的业务,对于突发或动态变化产生的超出OCS部分承载容量的业务,则通过OBS部分来承载;当OBS部分发生冲突时,则可以由OCS部分空闲资源承载,尽可能地避免OBS冲突丢包,同时提高资源的利用率。第三章研究了OIHSON的优化设计问题,研究内容包括三个方面:(1)针对OIHSON拓扑架构分层的特点,采用资源预先分离的资源分配方法,简化网络管理和维护/运行的同时,还可以降低节点的复杂度。(2)OIHSON采用两层拓扑架构,OCS部分将用来承载路由器之间绝大部分相对稳定的业务;当业务发生突发时,OCS资源不够而无法承载的那部分业务就由OBS部分承载。在资源预先分离的基础上,两层拓扑可以分开设计。同时,不确定业务模型下虚拓扑设计问题就可以简化为确定业务模型下的静态设计问题。(3)通常,网络设计只考虑网络的运行状态,即所有的网络资源可用,且网络业务可以顺利传送的状态。因此,接下来介绍了各种场景下的容量设计方法,并给出相应的优化模型。为验证、评估OIHSON网络的性能,作者搭建了软件仿真平台。第四章就不同波长资源数目和不同业务源类型等各种情况,分别对OIHSON网络的性能进行仿真验证和分析。仿真结果验证了OIHSON能够较好地应对业务呈突发的网络环境,实现了预期的效果。第五章介绍了OIHSON仿真平台。第六章对全文加以总结。