光纖通信網絡最優(yōu)化設計理論和方法

定　價：￥48.00

作　者：	暫缺
出版社：	北京郵電大學出版社
叢編項：	十三五科學技術專著叢書
標　簽：	暫缺

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ISBN：	9787563558650	出版時間：	2019-09-01	包裝：
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內容簡介

　　本書對光纖通信網絡的路由資源分配問題、網絡虛擬映射問題、多故障抗毀問題、網絡安全問題進行分析，提出*化設計的數(shù)學模型，旨在實現(xiàn)光纖通信網絡高效、靈活、安全的業(yè)務承載。全書共7章。第1章介紹了光纖通信網絡傳輸體制；第2章設計了光纖通信網絡的路由與資源分配模型，同時闡述了光信號傳輸質量預測的方法；第3章設計了針對網絡虛擬映射的數(shù)學模型；第4章闡述了基于內容連通的高抗毀光纖通信網絡生存性技術；第5章闡述了基于信息隱藏的保密業(yè)務和普通業(yè)務一體傳輸?shù)姆桨?；?章簡單地介紹了CPLEX軟件；第7章給出了2018年“華為杯”第十五屆中國研究生數(shù)學建模競賽B題的競賽論文，供讀者相互交流。

作者簡介

　　李新，講師，碩士導師。1986年9月生，2008年畢業(yè)于山東科技大學通信工程專業(yè)，獲得學士學位；2014年畢業(yè)于北京郵電大學通信與信息系統(tǒng)專業(yè)，獲得博士學位。2015年至2017年，在北京郵電大學做博士后研究工作。2017年至今，任教于北京郵電大學光電信息學院。作為主研人員參與國家973、863及自然科學基金項目多項，主持國家自然科學基金青年基金一項和國家電網全球能源互聯(lián)網研究院橫向課題一項。在IEEE等學術期刊、國際會議共發(fā)表SCI/EI檢索的學術論文40余篇，申請發(fā)明專利10余項，獲得獲2016中國產學研合作創(chuàng)新成果一等獎（排名第五）。主要研究領域包括數(shù)據中心光網絡、光網絡生存性、光網絡安全、軟件定義的光網絡等。

圖書目錄

第1章光纖通信網絡傳輸體制介紹1
1.1光纖通信網絡的重要地位1
1.2波長路由光纖通信網絡3
1.3靈活柵格光纖通信網絡5
1.3.1靈活柵格光纖通信網絡系統(tǒng)組成7
1.3.2彈性光節(jié)點模型10
1.4空分復用光纖通信網絡12
1.5本章小結15
本章參考文獻15
第2章路由與頻譜分配問題17
2.1WDM光纖通信網絡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仿真結果和分析24
2.2靈活柵格光纖通信網絡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仿真結果和分析40
2.3.5考慮鏈路故障概率的光樹構建48
2.4基于光樹的多播業(yè)務聚合問題50
2.4.1多播業(yè)務聚合背景51
2.4.2多播業(yè)務聚合模型51
2.4.3基于光樹的多播聚合模型55
2.4.4仿真結果和分析58
2.5基于分布式子樹的多播業(yè)務聚合問題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仿真結果和分析89
2.8光信號傳輸質量預測97
2.8.1光信號傳輸質量預測的意義97
2.8.2深度神經網絡和TensorFlow平臺簡介98
2.8.3基于機器學習的光路/光樹OSNR預測方法101
2.8.4基于機器學習的光路/光樹可用性預測方法102
2.8.5數(shù)據結果和分析103
2.9本章小結106
本章參考文獻106

第3章網絡虛擬映射問題109
3.1數(shù)據中心光纖通信網絡及網絡虛擬化109
3.2虛擬網絡的映射問題113
3.2.1虛擬網絡的映射問題概述113
3.2.2虛擬網絡映射模型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基準算法123
3.6仿真結果和分析123
3.6.1仿真平臺123
3.6.2仿真結果124
3.7本章小結126
本章參考文獻127
第4章光纖通信網絡多故障抗毀問題128
4.1內容連通出現(xiàn)的背景128
4.2K節(jié)點（鏈路）內容連通130
4.2.1K節(jié)點（鏈路）內容連通的定義130
4.2.2K節(jié)點（鏈路）內容連通的判定131
4.3K節(jié)點（鏈路）內容連通網絡的構建132
4.3.1K節(jié)點（鏈路）內容連通的ILP模型132
4.3.2仿真結果與數(shù)據分析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結果139
4.5滿足K節(jié)點（鏈路）內容連通的共享保護技術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結果147
4.6基于內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基于內容連通的多路徑保護策略151
4.6.3基于內容連通的多路徑保護ILP模型152
4.6.4仿真結果和分析161
4.7本章小結164
本章參考文獻165
第5章光纖通信網絡安全問題166
5.1光纖通信網絡安全現(xiàn)狀166
5.2相關安全防護技術167
5.2.1光學碼分多址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光學信息隱藏技術原理170
5.4光學信息隱藏ILP模型172
5.4.1面向光學信息隱藏的路由資源分配ILP模型172
5.4.2普通業(yè)務和保密業(yè)務獨立傳輸175
5.4.3保密業(yè)務隱藏于單個普通業(yè)務的協(xié)同傳輸ILP模型179
5.4.4仿真結果與數(shù)據分析180
5.5本章小結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構建模型與樣例測試187
6.4本章小結188
第7章第十五屆中國研究生數(shù)學建模競賽論文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)學模型和結果195
7.4.2子問題2數(shù)學模型和結果199
7.5問題2模型建立與求解200
7.5.1網絡參數(shù)配置200
7.5.2子問題1數(shù)學模型和結果205
7.5.3子問題2數(shù)學模型和結果209
7.5.4子問題3數(shù)學模型和結果214
7.6問題3模型建立與求解218
7.7本章小結221
本章參考文獻222

第1章光纖通信網絡傳輸體制介紹1
11光纖通信網絡的重要地位1
12波長路由光纖通信網絡3
13靈活柵格光纖通信網絡5
131靈活柵格光纖通信網絡系統(tǒng)組成7
132彈性光節(jié)點模型9
14空分復用光纖通信網絡12
15本章小結15
參考文獻15
第2章路由與頻譜分配問題17
21WDM光纖通信網絡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仿真結果和分析24
22靈活柵格光纖通信網絡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仿真結果和分析40
235考慮鏈路故障概率的光樹構建48
24基于光樹的多播業(yè)務聚合問題50
241多播業(yè)務聚合背景51
242多播業(yè)務聚合模型51
243基于光樹的多播聚合模型55
244仿真結果和分析58
25基于分布式子樹的多播業(yè)務聚合問題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仿真結果和分析89

28光信號傳輸質量預測97
281光信號傳輸質量預測的意義97
282深度神經網絡和TensorFlow平臺簡介98
283基于機器學習的光路/光樹OSNR預測方法101
284基于機器學習的光路/光樹可用性預測方法102
285數(shù)據結果和分析103
29本章小結106
本章參考文獻106
第3章網絡虛擬映射問題109
31數(shù)據中心光纖通信網絡及網絡虛擬化109
32虛擬網絡的映射問題113
321虛擬網絡的映射問題概述113
322虛擬網絡映射模型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基準算法123
36仿真結果和分析123
361仿真平臺123
362仿真結果124
37本章小結126
參考文獻127
第4章光纖通信網絡多故障抗毀問題128
41內容連通出現(xiàn)的背景128
42K節(jié)點（鏈路）內容連通130
421K節(jié)點（鏈路）內容連通的定義130
422K節(jié)點（鏈路）內容連通的判定131
43K節(jié)點（鏈路）內容連通網絡的構建132
431K節(jié)點（鏈路）內容連通的ILP模型132
432仿真結果與數(shù)據分析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結果139
45滿足K節(jié)點（鏈路）內容連通的共享保護技術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結果147
46基于內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基于內容連通的多路徑保護策略151
463基于內容連通的多路徑保護ILP模型152
464仿真結果和分析161
47本章小結164
參考文獻164
第5章光纖通信網絡安全問題166
5.1光纖通信網絡安全現(xiàn)狀166
52相關安全防護技術167
521光學碼分多址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光學信息隱藏技術原理170
54光學信息隱藏線性規(guī)劃模型172
541面向光學信息隱藏的路由資源分配ILP模型172
542普通業(yè)務和保密業(yè)務獨立傳輸175
543保密業(yè)務隱藏于單個普通業(yè)務的協(xié)同傳輸ILP模型179
544仿真結果與數(shù)據分析180
55本章小結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構建模型與樣例測試187
64本章小結188
第7章第十五屆中國研究生數(shù)學
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)學模型和結果195
742子問題2數(shù)學模型和結果199
75問題2模型建立與求解200
751網絡參數(shù)配置200
752子問題1數(shù)學模型和結果205
753子問題2數(shù)學模型和結果209
754子問題3數(shù)學模型和結果214
76問題3模型建立與求解218
77本章小結221
參考文獻223