智能光網(wǎng)絡(luò)中基于業(yè)務(wù)屬性驅(qū)動(dòng)的資源配置機(jī)制和方法研究.pdf

1、作為承載網(wǎng)絡(luò)，傳統(tǒng)光網(wǎng)絡(luò)只是為用戶提供傳輸帶寬，并不關(guān)心承載在其上的業(yè)務(wù)的具體類型。隨著“智能光網(wǎng)絡(luò)”技術(shù)的引入，光網(wǎng)絡(luò)開始了向“業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)”的角色轉(zhuǎn)變，光網(wǎng)絡(luò)能夠直接面向用戶提供服務(wù)。為了更好地適應(yīng)業(yè)務(wù)的個(gè)性需求，光網(wǎng)絡(luò)需要對(duì)接入業(yè)務(wù)的屬性更深入的了解，針對(duì)不同需求的業(yè)務(wù)設(shè)計(jì)不同的傳送策略，以滿足新型業(yè)務(wù)的需求。本文中，作者主要研究了基于業(yè)務(wù)屬性驅(qū)動(dòng)的光網(wǎng)絡(luò)資源配置問題，針對(duì)業(yè)務(wù)的可用性要求、采用的保護(hù)方式、連接持續(xù)時(shí)間以及連接類型設(shè)計(jì)

2、了新的業(yè)務(wù)配置方法和機(jī)制。
　　光網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)故障將引起大量業(yè)務(wù)的中斷。為了保證業(yè)務(wù)的可用性，共享保護(hù)廣泛應(yīng)用于解決網(wǎng)絡(luò)故障問題。在共享保護(hù)中可以通過引入“共享保護(hù)優(yōu)先級(jí)”提高保護(hù)波長(zhǎng)通道資源的利用效率。第二章中，作者設(shè)計(jì)了一種新穎的相對(duì)優(yōu)先級(jí)設(shè)置方法。在新方法中，針對(duì)每一個(gè)新到來的連接請(qǐng)求，在保證其加入不會(huì)導(dǎo)致現(xiàn)有連接的可用性下降到低于要求值的前提下，總是允許設(shè)定新連接比網(wǎng)絡(luò)中現(xiàn)有連接有更高的優(yōu)先級(jí)，盡可能地為新連接獲得最大可用

3、性，這樣可以減少由于達(dá)不到可用性要求而導(dǎo)致連接請(qǐng)求被拒絕的情況。基于這個(gè)新的優(yōu)先級(jí)設(shè)置方法，作者設(shè)計(jì)了FPS共享保護(hù)算法。通過仿真實(shí)驗(yàn)，證明了FPS算法相對(duì)現(xiàn)有算法能夠降低連接請(qǐng)求阻塞概率，提高了波長(zhǎng)通道資源的利用效率。此外，針對(duì)共享保護(hù)的故障恢復(fù)速度較慢的問題，作者從信令機(jī)制的角度研究了縮短故障恢復(fù)時(shí)間的方法，擴(kuò)展了現(xiàn)有的GMPSL信令協(xié)議，提出了一種保護(hù)光路的快速雙向激活信令機(jī)制，它分別從首尾兩個(gè)方向同時(shí)激活一條保護(hù)光路，分析結(jié)果顯

4、示它能顯著縮短保護(hù)倒換過程中的告警激活時(shí)間，且在激活過程中需要更少的信息消息數(shù)，可以降低網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)控制平面的負(fù)載。
　　在第三章中，作者研究了共享保護(hù)中節(jié)能的路由波長(zhǎng)分配和OADM（Optical Add-Drop Multiplexer，光分叉復(fù)用器）端口分配問題。共享保護(hù)中的保護(hù)光路只是“軟預(yù)留”于控制平面中，但在它們經(jīng)過的節(jié)點(diǎn)上沒有進(jìn)行傳輸平面的 OXC（Optical Cross Connect，光交叉連接）的配置，所以它

5、們并沒有承載光信號(hào)傳輸?；诒Ｗo(hù)光路的虛光路特性，作者設(shè)計(jì)了一種共享保護(hù)中節(jié)能的路由波長(zhǎng)分配算法，稱為 PA算法，它通過最小化網(wǎng)絡(luò)中承載了工作光路的光纖數(shù)，來減少光中繼設(shè)備產(chǎn)生的能耗，從而降低整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的能耗。仿真結(jié)果顯示，PA算法具有較好的節(jié)能效果,相對(duì)于傳統(tǒng)的RWA算法它減少了超過40％的光中繼設(shè)備的功耗。本章中還首次提出了共享保護(hù)中的 OADM端口分配問題，并且設(shè)計(jì)了一種節(jié)能的端口分配算法，稱為FFwO算法，它利用這共享保護(hù)光路的虛

6、光路特性，可以通過最小化處于工作狀態(tài)的OADM模塊的數(shù)量來降低整個(gè)光網(wǎng)絡(luò)的能耗。
　　連接持續(xù)時(shí)間是智能光網(wǎng)絡(luò)中業(yè)務(wù)的一個(gè)重要屬性。智能光網(wǎng)絡(luò)可以根據(jù)用戶的需求快速地建立和拆除連接，在建立連接之前，網(wǎng)絡(luò)能夠提前預(yù)知連接的持續(xù)時(shí)間。本文第四章研究了在連接持續(xù)時(shí)間預(yù)知情況下節(jié)能的資源配置問題，設(shè)計(jì)了基于連接持續(xù)時(shí)間的節(jié)能RWA算法、OADM端口分配算法以及業(yè)務(wù)疏導(dǎo)算法。三種算法中都分析了設(shè)備在工作狀態(tài)和空閑狀態(tài)時(shí)存在的能耗差別，借助對(duì)

7、每一條業(yè)務(wù)連接持續(xù)時(shí)間的了解，減少設(shè)備處于工作狀態(tài)的時(shí)間，從而降低網(wǎng)絡(luò)中設(shè)備的能耗。在 RWA問題中，作者針對(duì)動(dòng)態(tài)多纖光網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景，設(shè)計(jì)了一種新RWA算法—HTAPE算法，它能夠降低網(wǎng)絡(luò)中光中繼設(shè)備的能耗。對(duì)于OADM端口分配問題，新的STA算法通過減少OADM模塊處于工作狀態(tài)的時(shí)間，可以降低網(wǎng)絡(luò)中 OADM產(chǎn)生的能耗。針對(duì)子波長(zhǎng)連接的配置問題，作者設(shè)計(jì)了新的業(yè)務(wù)疏導(dǎo)算法—PEP算法，它能夠使得由于新連接的建立而引起網(wǎng)絡(luò)能耗的增加最小。<

8、br>　　本文的第五章研究了智能光網(wǎng)絡(luò)中針對(duì)光多播業(yè)務(wù)的資源配置問題。RSVP-TE信令協(xié)議在光網(wǎng)絡(luò)中僅限于對(duì)點(diǎn)到點(diǎn)連接的支持，它的后向預(yù)留信令機(jī)制并不能很好的應(yīng)用于建立點(diǎn)到多點(diǎn)光多播連接。本章中對(duì)現(xiàn)有 RSVP-TE信令機(jī)制進(jìn)行了改進(jìn)，設(shè)計(jì)了一種兩次握手的光多播信令機(jī)制，與原有信令機(jī)制中只有一次信令消息交互過程相比，增加了目的節(jié)點(diǎn)向源節(jié)點(diǎn)報(bào)告可預(yù)留波長(zhǎng)信息的步驟。在此基礎(chǔ)上，作者設(shè)計(jì)了一種節(jié)約波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器的波長(zhǎng)分配算法，它解決了多播信令