光纖通信網(wǎng)絡(luò)最優(yōu)化設(shè)計理論和方法

第1章光纖通信網(wǎng)絡(luò)傳輸體制介紹1
1.1光纖通信網(wǎng)絡(luò)的重要地位1
1.2波長路由光纖通信網(wǎng)絡(luò)3
1.3靈活柵格光纖通信網(wǎng)絡(luò)5
1.3.1靈活柵格光纖通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)組成7
1.3.2彈性光節(jié)點模型10
1.4空分復(fù)用光纖通信網(wǎng)絡(luò)12
1.5本章小結(jié)15
本章參考文獻15
第2章路由與頻譜分配問題17
2.1WDM光纖通信網(wǎng)絡(luò)RWA問題17
2.1.1RWA問題的定義17
2.1.2光纖鏈路波長的劃分18
2.1.3RWA問題模型21
2.1.4ILP模型程序22
2.1.5仿真結(jié)果和分析24
2.2靈活柵格光纖通信網(wǎng)絡(luò)RSA問題25
2.2.1RSA問題的定義26
2.2.2RSA問題ILP模型28
2.2.3ILP模型程序29
2.2.4仿真結(jié)果和分析32
2.3基于多播光樹的多播承載問題35
2.3.1單光樹問題定義35
2.3.2單光樹ILP模型36
2.3.3ILP模型和程序38
2.3.4仿真結(jié)果和分析40
2.3.5考慮鏈路故障概率的光樹構(gòu)建48
2.4基于光樹的多播業(yè)務(wù)聚合問題50
2.4.1多播業(yè)務(wù)聚合背景51
2.4.2多播業(yè)務(wù)聚合模型51
2.4.3基于光樹的多播聚合模型55
2.4.4仿真結(jié)果和分析58
2.5基于分布式子樹的多播業(yè)務(wù)聚合問題59
2.5.1基于分布式子樹的多播聚合背景59
2.5.2基于分布式子樹的多播聚合模型61
2.5.3仿真結(jié)果和分析70
2.6多播光樹共享保護問題71
2.6.1針對光樹的生存性策略71
2.6.2基于分布式子光樹的共享路徑保護策略73
2.6.3PDSLTSP的ILP模型73
2.6.4仿真結(jié)果和分析77
2.7多播聚合按需的頻譜分配問題85
2.7.1按需的路由與頻譜分配方案85
2.7.2按需的路由與頻譜分配ILP模型86
2.7.3仿真結(jié)果和分析89
2.8光信號傳輸質(zhì)量預(yù)測97
2.8.1光信號傳輸質(zhì)量預(yù)測的意義97
2.8.2深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和TensorFlow平臺簡介98
2.8.3基于機器學(xué)習(xí)的光路/光樹OSNR預(yù)測方法101
2.8.4基于機器學(xué)習(xí)的光路/光樹可用性預(yù)測方法102
2.8.5數(shù)據(jù)結(jié)果和分析103
2.9本章小結(jié)106
本章參考文獻106

第3章網(wǎng)絡(luò)虛擬映射問題109
3.1數(shù)據(jù)中心光纖通信網(wǎng)絡(luò)及網(wǎng)絡(luò)虛擬化109
3.2虛擬網(wǎng)絡(luò)的映射問題113
3.2.1虛擬網(wǎng)絡(luò)的映射問題概述113
3.2.2虛擬網(wǎng)絡(luò)映射模型114
3.3基于共享保護的虛擬化問題116
3.4基于共享保護的虛擬化映射模型118
3.4.1符號和變量及其含義118
3.4.2約束條件119
3.4.3目標(biāo)函數(shù)120
3.5基于共享保護的啟發(fā)式算法120
3.5.1SPVM算法120
3.5.2基準(zhǔn)算法123
3.6仿真結(jié)果和分析123
3.6.1仿真平臺123
3.6.2仿真結(jié)果124
3.7本章小結(jié)126
本章參考文獻127
第4章光纖通信網(wǎng)絡(luò)多故障抗毀問題128
4.1內(nèi)容連通出現(xiàn)的背景128
4.2K節(jié)點（鏈路）內(nèi)容連通130
4.2.1K節(jié)點（鏈路）內(nèi)容連通的定義130
4.2.2K節(jié)點（鏈路）內(nèi)容連通的判定131
4.3K節(jié)點（鏈路）內(nèi)容連通網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建132
4.3.1K節(jié)點（鏈路）內(nèi)容連通的ILP模型132
4.3.2仿真結(jié)果與數(shù)據(jù)分析134
4.4節(jié)點到節(jié)點集不相交路徑的計算136
4.4.1ILP模型137
4.4.2ILP結(jié)果139
4.5滿足K節(jié)點（鏈路）內(nèi)容連通的共享保護技術(shù)142
4.5.1基于完美匹配的共享判定原則142
4.5.2ILP模型143
4.5.3ILP結(jié)果147
4.6基于內(nèi)容連通的多路徑保護機制150
4.6.1多路徑保護策略150
4.6.2基于內(nèi)容連通的多路徑保護策略151
4.6.3基于內(nèi)容連通的多路徑保護ILP模型152
4.6.4仿真結(jié)果和分析161
4.7本章小結(jié)164
本章參考文獻165
第5章光纖通信網(wǎng)絡(luò)安全問題166
5.1光纖通信網(wǎng)絡(luò)安全現(xiàn)狀166
5.2相關(guān)安全防護技術(shù)167
5.2.1光學(xué)碼分多址167
5.2.2光通信加密168
5.2.3頻譜搬移機制169
5.2.4光子防火墻169
5.3光學(xué)信息隱藏技術(shù)原理170
5.4光學(xué)信息隱藏ILP模型172
5.4.1面向光學(xué)信息隱藏的路由資源分配ILP模型172
5.4.2普通業(yè)務(wù)和保密業(yè)務(wù)獨立傳輸175
5.4.3保密業(yè)務(wù)隱藏于單個普通業(yè)務(wù)的協(xié)同傳輸ILP模型179
5.4.4仿真結(jié)果與數(shù)據(jù)分析180
5.5本章小結(jié)181
本章參考文獻181
第6章CPLEX軟件簡介183
6.1CPLEX軟件介紹183
6.1.1集成開發(fā)環(huán)境183
6.1.2OPL184
6.1.3優(yōu)化求解器184
6.1.4CPLEX的優(yōu)點185
6.2CPLEX軟件安裝與使用186
6.2.1CPLEX安裝步驟186
6.2.2CPLEX的簡單使用186
6.3CPLEX構(gòu)建模型與樣例測試187
6.4本章小結(jié)188
第7章第十五屆中國研究生數(shù)學(xué)建模競賽論文189
7.1問題重述189
7.1.1問題背景189
7.1.2需要解決的問題190
7.2模型假設(shè)194
7.3符號說明194
7.4問題1模型建立與求解195
7.4.1子問題1數(shù)學(xué)模型和結(jié)果195
7.4.2子問題2數(shù)學(xué)模型和結(jié)果199
7.5問題2模型建立與求解200
7.5.1網(wǎng)絡(luò)參數(shù)配置200
7.5.2子問題1數(shù)學(xué)模型和結(jié)果205
7.5.3子問題2數(shù)學(xué)模型和結(jié)果209
7.5.4子問題3數(shù)學(xué)模型和結(jié)果214
7.6問題3模型建立與求解218
7.7本章小結(jié)221
本章參考文獻222

第1章光纖通信網(wǎng)絡(luò)傳輸體制介紹1
11光纖通信網(wǎng)絡(luò)的重要地位1
12波長路由光纖通信網(wǎng)絡(luò)3
13靈活柵格光纖通信網(wǎng)絡(luò)5
131靈活柵格光纖通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)組成7
132彈性光節(jié)點模型9
14空分復(fù)用光纖通信網(wǎng)絡(luò)12
15本章小結(jié)15
參考文獻15
第2章路由與頻譜分配問題17
21WDM光纖通信網(wǎng)絡(luò)RWA問題17
211RWA問題的定義17
212光纖鏈路波長的劃分18
2.1.3RWA問題模型21
214ILP模型程序22
215仿真結(jié)果和分析24
22靈活柵格光纖通信網(wǎng)絡(luò)RSA問題25
221RSA問題的定義26
222RSA問題ILP模型28
223ILP模型程序29
224仿真結(jié)果和分析32
23基于多播光樹的多播承載問題35
231單光樹問題定義35
232單光樹ILP模型36
233ILP模型和程序38
234仿真結(jié)果和分析40
235考慮鏈路故障概率的光樹構(gòu)建48
24基于光樹的多播業(yè)務(wù)聚合問題50
241多播業(yè)務(wù)聚合背景51
242多播業(yè)務(wù)聚合模型51
243基于光樹的多播聚合模型55
244仿真結(jié)果和分析58
25基于分布式子樹的多播業(yè)務(wù)聚合問題59
251基于分布式子樹的多播聚合背景59
252基于分布式子樹的多播聚合模型61
253仿真結(jié)果和分析70
26多播光樹共享保護問題71
261針對光樹的生存性策略71
262基于分布式子光樹的共享路徑保護策略73
263PDSLTSP的ILP模型73
264仿真結(jié)果和分析77
27多播聚合按需的頻譜分配問題85
271按需的路由與頻譜分配方案85
272按需的路由與頻譜分配ILP模型86
273仿真結(jié)果和分析89


28光信號傳輸質(zhì)量預(yù)測97
281光信號傳輸質(zhì)量預(yù)測的意義97
282深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和TensorFlow平臺簡介98
283基于機器學(xué)習(xí)的光路/光樹OSNR預(yù)測方法101
284基于機器學(xué)習(xí)的光路/光樹可用性預(yù)測方法102
285數(shù)據(jù)結(jié)果和分析103
29本章小結(jié)106
本章參考文獻106
第3章網(wǎng)絡(luò)虛擬映射問題109
31數(shù)據(jù)中心光纖通信網(wǎng)絡(luò)及網(wǎng)絡(luò)虛擬化109
32虛擬網(wǎng)絡(luò)的映射問題113
321虛擬網(wǎng)絡(luò)的映射問題概述113
322虛擬網(wǎng)絡(luò)映射模型114
33基于共享保護的虛擬化問題116
34基于共享保護的虛擬化映射模型118
341符號和變量及其含義118
342約束條件119
343目標(biāo)函數(shù)120
35基于共享保護的啟發(fā)式算法120
351SPVM算法120
352基準(zhǔn)算法123
36仿真結(jié)果和分析123
361仿真平臺123
362仿真結(jié)果124
37本章小結(jié)126
參考文獻127
第4章光纖通信網(wǎng)絡(luò)多故障抗毀問題128
41內(nèi)容連通出現(xiàn)的背景128
42K節(jié)點（鏈路）內(nèi)容連通130
421K節(jié)點（鏈路）內(nèi)容連通的定義130
422K節(jié)點（鏈路）內(nèi)容連通的判定131
43K節(jié)點（鏈路）內(nèi)容連通網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建132
431K節(jié)點（鏈路）內(nèi)容連通的ILP模型132
432仿真結(jié)果與數(shù)據(jù)分析134
44節(jié)點到節(jié)點集不相交路徑的計算136
441ILP模型136
442ILP結(jié)果139
45滿足K節(jié)點（鏈路）內(nèi)容連通的共享保護技術(shù)141
451基于完美匹配的共享判定原則141
452ILP模型143
453ILP結(jié)果147
46基于內(nèi)容連通的多路徑保護機制150
461多路徑保護策略150
462基于內(nèi)容連通的多路徑保護策略151
463基于內(nèi)容連通的多路徑保護ILP模型152
464仿真結(jié)果和分析161
47本章小結(jié)164
參考文獻164
第5章光纖通信網(wǎng)絡(luò)安全問題166
5.1光纖通信網(wǎng)絡(luò)安全現(xiàn)狀166
52相關(guān)安全防護技術(shù)167
521光學(xué)碼分多址167
522光通信加密168
523頻譜搬移機制169
524光子防火墻169
53光學(xué)信息隱藏技術(shù)原理170
54光學(xué)信息隱藏線性規(guī)劃模型172
541面向光學(xué)信息隱藏的路由資源分配ILP模型172
542普通業(yè)務(wù)和保密業(yè)務(wù)獨立傳輸175
543保密業(yè)務(wù)隱藏于單個普通業(yè)務(wù)的協(xié)同傳輸ILP模型179
544仿真結(jié)果與數(shù)據(jù)分析180
55本章小結(jié)181
參考文獻181
第6章CPLEX軟件簡介183
61CPLEX軟件介紹183
611集成開發(fā)環(huán)境183
612OPL184
613優(yōu)化求解器184
614CPLEX的優(yōu)點185
62CPLEX軟件安裝與使用186
621CPLEX安裝步驟186
622CPLEX的簡單使用186
63CPLEX構(gòu)建模型與樣例測試187
64本章小結(jié)188
第7章第十五屆中國研究生數(shù)學(xué)
建模競賽論文189
71問題重述189
711問題背景189
712需要解決的問題190
72模型假設(shè)194
73符號說明194
74問題1模型建立與求解195
741子問題1數(shù)學(xué)模型和結(jié)果195
742子問題2數(shù)學(xué)模型和結(jié)果199
75問題2模型建立與求解200
751網(wǎng)絡(luò)參數(shù)配置200
752子問題1數(shù)學(xué)模型和結(jié)果205
753子問題2數(shù)學(xué)模型和結(jié)果209
754子問題3數(shù)學(xué)模型和結(jié)果214
76問題3模型建立與求解218
77本章小結(jié)221
參考文獻223