Path Routing in Mesh Optical Networks

Path Routing in Mesh Optical Networks pdf epub mobi txt 電子書 下載 在線閱讀 2026

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出版者:John Wiley & Sons Inc
作者:Labourdette, Jean-francois Bouillet
出品人:
頁數:304
译者:
出版時間:2007-11
價格:940.00元
裝幀:HRD
isbn號碼:9780470015650
叢書系列:
圖書標籤:
  • 光網絡
  • Mesh網絡
  • 路徑路由
  • 光路由
  • 網絡優化
  • 通信網絡
  • 光學網絡
  • 路由算法
  • 網絡性能
  • 光縴通信
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具體描述

Transport networks evolved from DCS (Digital Cross-connect Systems)-based mesh architectures, to SONET/SDH (Synchronous Optical Networking/Synchronous Digital Hierarchy) ring architectures in the 1990's. In the past few years, technological advancements in optical transport switches have allowed service providers to support the same fast recovery in mesh networks previously available in ring networks while achieving better capacity efficiency and resulting in lower capital cost. Optical transport networks today not only provide trunking capacity to higher-layer networks, such as inter-router connectivity in an IP-centric infrastructure, but also support efficient routing and fast failure recovery of high-bandwidth services. This is possible due to the emergence of optical network elements that have the intelligence required to efficiently control the network. Optical mesh networks will enable a variety of dynamic services such as bandwidth-on-demand, Just-In-Time bandwidth, bandwidth scheduling, bandwidth brokering, and optical virtual private networks that open up new opportunities for service providers and their customers alike. Path Routing in Mesh Optical Networks combines both theoretical as well as practical aspects of routing and dimensioning for mesh optical networks. All authors have worked as technical leaders for the equipment vendor Tellium who implemented such capabilities in its product, and whose product was deployed in service provider networks. Path Routing in Mesh Optical Networks * Presents an in-depth treatment of a specific class of optical networks, i.e. path-oriented mesh optical networks.* Focuses on routing and recovery, dimensioning, performance analysis and availability in mesh optical networks.* Explains and analyses routing specifically associated with Dedicated Backup Path Protection (DBPP) and Shared Backup Path Protection (SBPP) recovery architectures. As most of the core backbone networks evolve to mesh topologies utilizing intelligent network elements for provisioning and recovery of services, Path Routing in Mesh Optical Networks will be an invaluable tool for both researchers and engineers in the industry who are responsible for designing, developing, deploying and maintaining mesh optical networks. It will also be a useful reference book for graduate students and university professors who are interested in optical networks or telecommunications networking. With a foreword by Professor Wayne D. Grover, author of the book Mesh-Based Survivable Networks.

智能交通係統中的自適應路徑規劃與動態資源分配 本書概述: 本書深入探討瞭現代智能交通係統中至關重要的兩個核心問題:自適應路徑規劃(Adaptive Routing)和動態資源分配(Dynamic Resource Allocation)。隨著城市化進程的加速和交通流量的日益復雜,傳統的、靜態的交通管理模式已難以應對瞬息萬變的交通需求和突發事件。本書旨在為交通工程師、係統架構師以及相關領域的研究人員提供一套全麵、深入且實用的理論框架和技術指南,以構建更加高效、魯棒和響應迅速的未來交通網絡。 全書內容聚焦於如何利用先進的計算模型、機器學習算法以及實時數據流,實現交通流的優化控製。我們摒棄瞭對光網絡或特定物理拓撲的討論,轉而專注於交通流的邏輯結構、信息交換以及決策製定過程,這使得本書的理論基礎能夠廣泛應用於公路交通、軌道交通乃至無人機編隊管理等多種場景。 第一部分:交通流的建模與分析基礎 本部分奠定瞭理解動態交通係統的基礎。我們首先從宏觀和微觀層麵解析交通流的特性。宏觀上,引入瞭基於連續介質理論的交通流模型,例如 Lighthill-Whitham-Richards (LWR) 模型及其擴展,用以描述車隊密度、速度和流量之間的相互關係。重點分析瞭擁堵波的形成、傳播與消散機製,這對於理解路徑規劃的“瓶頸”至關重要。 微觀層麵,本書詳細考察瞭車輛個體行為對整體交通的影響。我們采用瞭基於個體的仿真(Agent-Based Simulation)方法,構建瞭精細化的駕駛員決策模型,包括換道決策、跟車距離維持以及對突發事件的反應機製。通過引入心理物理學和博弈論的視角,我們探討瞭不同駕駛員策略集閤下的係統均衡狀態,為後續的路徑優化提供瞭現實的約束條件。 此外,我們深入分析瞭交通網絡拓撲結構對擁堵模式的影響。不同於簡單的節點-鏈路模型,我們引入瞭圖論在網絡結構分析中的高級應用,包括網絡的連通性、中心性度量(如介數中心性、接近中心性)在評估關鍵路段脆弱性中的作用。這部分內容為確定網絡的“關鍵控製點”提供瞭定量分析工具。 第二部分:自適應路徑規劃的理論與算法 自適應路徑規劃是本書的核心。它要求係統能夠根據實時的交通狀態(如路段占有率、平均速度、事故報告)動態地重新計算和調整路徑。 我們首先係統性地迴顧並超越瞭經典的靜態最短路徑算法(如 Dijkstra, Floyd-Warshall)。重點引入瞭時間相關成本函數(Time-Dependent Cost Functions),其中路徑的成本不再是固定的距離或時間,而是時間的函數,且該函數依賴於齣發時間和預期的網絡狀態。 接下來的章節專注於動態最短路徑問題(Dynamic Shortest Path Problems, DSPP)。我們探討瞭基於預測的路徑規劃,即係統不僅要考慮當前的交通狀況,還要利用時間序列分析和交通預測模型(如基於 ARIMA 或 LSTM 的模型)來預測未來短時間內的路況。這催生瞭機會主義路徑規劃的概念,即在最優路徑被預測性地“預定”之前,提前鎖定資源或通知用戶。 本書的創新之處在於詳細闡述瞭基於多目標優化的魯棒路徑規劃。在實際交通中,我們通常需要平衡多個相互衝突的目標,例如:最小化總體行程時間、最大化路徑公平性(避免所有車輛都湧嚮同一條“最優”路綫)、以及最小化路徑對突發事件的敏感性。我們采用瞭帕纍托最優(Pareto Optimality)的概念來求解這些多目標問題,並介紹瞭高效的啓發式算法來處理高維度的決策空間。 第三部分:動態資源分配與協同控製 交通網絡中的“資源”可以被理解為可用的路權、信號燈配時、可用的車道容量,甚至是通知用戶的優先級。動態資源分配旨在有效地將這些稀缺資源分配給不同的交通需求。 本部分的核心是基於需求的信號控製。我們詳細介紹瞭如何將傳統的固定周期信號配時係統轉變為完全響應式的係統。這涉及對路口處排隊長度、車輛到達率的實時估計,並使用先進的控製理論,如模型預測控製(Model Predictive Control, MPC),來優化信號切換的間隔和相位時長。MPC 的引入使得係統能夠前瞻性地處理信號變化對下遊路口的影響,實現區域級的流量平滑。 此外,本書深入探討瞭交通信息發布與用戶均衡的交互。信息發布本身就是一種資源分配機製。我們使用 Wardrop 原理的動態擴展來分析不同信息精度下駕駛員的行為。當係統提供高精度信息時,路徑選擇會趨嚮於係統最優;然而,信息不完全或延遲會導緻次優的用戶均衡。本書提供瞭量化信息價值和成本的框架,指導管理者決定何時以及如何發布精確度不同的交通信息。 最後的章節討論瞭網絡彈性與故障恢復機製。在發生重大事故或基礎設施故障時,網絡必須迅速重構。我們應用瞭網絡流理論的變體,構建瞭快速路徑替代和流量重新分配的算法,確保在關鍵節點失效的情況下,整體網絡的連通性和可接受的性能水平得以維持。 結論與展望 本書強調,未來智能交通係統的成功將依賴於計算的效率、模型的精確性以及係統各要素之間協同作用的能力。本書提供的理論工具和算法框架,為構建一個能夠自我感知、自我優化和自我修復的動態交通基礎設施提供瞭堅實的智力支撐。它不僅是關於“如何找到一條路”的指南,更是關於“如何管理一個不斷變化且充滿不確定性的交通生態係統”的綜閤性研究。

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