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智能光网络路由及生存性技术研究

谭志  
【摘要】: 智能光网络的大规模应用是光通信技术发展的大势所趋,对其组网实现必须解决的网络可扩展性和生存性两大问题进行研究具有战略性意义。另一方面,智能光网络能够灵活自主地建立网络连接、合理有效地调度网络资源,并能提供快速、多样的业务恢复手段。这些功能的实现,得益于路由和生存性等智能化网络控制技术的引入。具体而言,本论文中的工作紧密围绕智能光网络的路由和生存性技术展开,在对智能光网络进行了系统的分析后,抓住了路由和生存性技术中的关键问题,对如下几个方面进行了深入的,创新性的研究: 1.通过对分层网络拓扑信息同步机制的研究,提出了一种基于Speaker节点的拓扑信息通告机制和分层路由算法。该机制和算法能够很好地减少路由控制负载和链路状态数据库(LSDB)条目,3层结构比2层结构减少22%的控制负载量,相应地,LSDB减少41%,能够很好地解决网络扩展性问题。试验平台证明了这种机制和算法在ASON分层路由网络中的可行性。 2.研究并开发了基于NS-2平台的ASON分层仿真器,该仿真器比试验平台更灵活,不受物理设备限制,能够仿真各种分层网络性能,验证提出的机制和算法,仿真结果表明2层或3层网络的阻塞率低于4层的阻塞率,同时得出了一个重要结论:ASON分成2或3层比较合适。 3.采用多经分流法研究了智能光网络负载平衡和基于带宽约束的并行路径路由策略,通过对传统单路径算法的研究,提出了基于带宽约束的并行路径路由算法(PPBA)。数值结果表明:(a)在跳数相同的单路径策略下,可行路径越多,其阻塞率相对越低,当超过3条后,这种变化趋势不在明显。(b)PPBA(并行路径)算法每增加1条可行路径不仅大大地降低阻塞率,而且能大大地扩展可接受的带宽范围,比如说对同样的4条可行路径,PPBA算法的带宽几乎是单路径策略带宽的3倍。更多并行路径的增加意味着每条路径共享的流量占整个流量的比例减少,因此网络作为一个整体能支持更多的流量负荷。同时本节还研究了在波长一致性约束条件下的公平流量路由问题,根据爱尔兰B公式分析了两跳用户与单跳用户在相同的服务门限即QoS参数时,得出了两跳用户应该支付单跳用户的两倍以上的费用,这个结论与通常坚持的两跳或多跳用户应该支付少于单跳用户两倍费用的观点是相反的。 4.在全面分析ASON控制平面生存性的基础上,提出了解决控制平面失效的方案及控制平面状态恢复方案。在研究了光SLA技术的基础上,首次提出了区分业务服务的映射策略和区分业务服务的弹性策略,这些方案和策略对运营商网络规划有一定的参考价值。 5.通过研究M∶N共享备份路径提供策略,提出了M∶N共享保护策略在回复模式下的阻塞概率模型,推导出的阻塞概率模型公式符合Engest损失公式,通过该公式计算出来的结果能够很好地与实际网络符合。研究了具有感知QoS优先级的1∶N共享保护策略,通过考察可用性参数,表明这种策略的可用性优于传统的1∶N保护策略的可用性。


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