應用于MDF的多級Clos網(wǎng)絡優(yōu)化設計與路由算法研究.pdf

1、總配線架系統(tǒng)(MDF,main distribution frame),是用來連接電信業(yè)銅線用戶與局端機房的大型交換裝置。其中由SIMPLER NETWORKS公司提出的自動化MDF受到了廣泛關注,它的核心是由大量的微繼電器交換開關(MEMS)組成的空分Clos交換網(wǎng)絡。Clos網(wǎng)絡是一種可擴展的多級交換結構,從功能上講它在整個總配線架中充當了連接交換的通道作用。但是隨著通信用戶的爆炸式增長,配線架的端口也越來越多,Clos交換網(wǎng)絡開關

2、數(shù)量過大,成本較高。雖然有阻塞Clos網(wǎng)絡能在不改變交換規(guī)模的情況下有效降低組網(wǎng)成本,但是在降低成本的同時也會增加網(wǎng)絡阻塞率。 針對以上問題,本文對Clos網(wǎng)絡的性能和結構之間的關系進行了深入的分析,從網(wǎng)絡設計和路由算法兩方面出發(fā),達到了低成本和較低阻塞概率的平衡,并仿真表明了本方案的可行性。 -方面,Clos網(wǎng)絡擴展優(yōu)化設計,它是從網(wǎng)絡結構角度出發(fā)減少開關數(shù)和降低阻塞概率。首先,網(wǎng)絡的擴展性會帶來交換模塊種類增多等問題

3、,種類越多,成本越高。其次,在工程實現(xiàn)上交換模塊的集成度受到芯片管腳的限制。這些問題是本文進行網(wǎng)絡設計時必須考慮的因素。第二章分析了傳統(tǒng)的無阻塞無約束網(wǎng)絡優(yōu)化設計,在此基礎上對帶模塊約束的有阻塞網(wǎng)絡規(guī)模,級數(shù),開關數(shù)和交換模塊關系進行了詳細分析和理論推導,最后對Clos網(wǎng)絡進行了綜合優(yōu)化設計,大膽增加首尾級擴展方式,并仿真驗證了理論推導的正確性及其網(wǎng)絡優(yōu)化設計的可行性。 另一方面,路由算法,它是從業(yè)務選路角度改善網(wǎng)絡的阻塞性能,

4、在有阻塞Clos交換網(wǎng)絡中,由于到達業(yè)務的隨機性,會造成系統(tǒng)阻塞?，F(xiàn)有的順序選擇法(MI,Minimum Index)和最多占用優(yōu)先級法(P,Packing)只能確保找出一條可行路,卻無法保證找出最優(yōu)路。如此,系統(tǒng)就會因資源利用不合理,使得阻塞率增大。在第三章中提出了一種新的基于概率的Clos最優(yōu)路由算法(ORBP),在算法中,我們首先確定當前業(yè)務可能影響的后續(xù)業(yè)務,稱這些業(yè)務為相關業(yè)務,然后運用概率統(tǒng)計的方式,計算出當前業(yè)務的不同路由