面向業(yè)務的下一代光網絡體系研究.pdf

1、智能光網絡的引入對光網絡的業(yè)務發(fā)展有著重要的影響。但隨著互聯(lián)網業(yè)務的爆炸式增長，數據分組成為光網絡傳送的主要服務對象；另外未來用戶所需業(yè)務呈現多樣性、復雜性的趨勢，如何快速引入新業(yè)務并為其提供充分的支撐也成為一個急需解決的問題。盡管智能光網絡已經進行了有益嘗試，但在復雜業(yè)務邏輯處理方面還存在很大的局限性。正是在國家863和國家自然科學基金等項目的支持下，作者對面向業(yè)務的下一代光網絡體系構架以及相關技術做了比較深入和系統(tǒng)的研究，整個工作緊

2、緊圍繞業(yè)務平面的構建、光網絡業(yè)務中的關鍵支撐技術、光網絡交換方式的發(fā)展和融合、以及試驗網絡的搭建四項最關鍵的內容，提出了具體的實現方案和算法，同時通過我們所開發(fā)的ASON(Automatic Switched Optical Networks)控制平面協(xié)議棧平臺，對相關的方案和算法進行了系統(tǒng)級的仿真，驗證了它們的可行性和有效性。 通過三年的不懈努力，我們目前已經取得了有創(chuàng)新意義的成果，主要的創(chuàng)新點總結如下： (1) 提出

3、了面向業(yè)務的下一代光網絡體系構架，在原有ASON框架的基礎上引入了業(yè)務平面。通過業(yè)務平面，可以實現業(yè)務交換與業(yè)務生成相分離及業(yè)務生成獨立于業(yè)務運行環(huán)境。業(yè)務功能不同粒度的劃分和分布，可以提高業(yè)務運行效率并實現業(yè)務的定制和組合；業(yè)務平面可以支持應用對網絡核心資源的訪問，以及第三方業(yè)務開發(fā)商的運作，從而加快新業(yè)務的開發(fā)；業(yè)務平面對協(xié)調不同管理域和不同交換結構的光網絡的互信、互通也會有積極的影響。運用業(yè)務平面，可以實現或擴充自適應業(yè)務接入，自

4、適應業(yè)務重構和自適應業(yè)務定制等功能。 (2) 運用遺傳算法對光層組播中的資源使用進行優(yōu)化；我們提出了多個組播業(yè)務共存時存在的幾種問題和場景：稀疏分光節(jié)點網絡中的組播路由，靜態(tài)組播梳理和準動態(tài)組播業(yè)務拆建；并用遺傳算法排列業(yè)務計算順序以優(yōu)化網絡資源。另外我們提出了一個支持業(yè)務梳理的智能光網絡組播協(xié)議，給出了消息類型，信令流程及狀態(tài)機模型，仿真表明業(yè)務梳理可以明顯降低組播業(yè)務阻塞率。 (3) 研究了新型的支持組播的光交換結構

5、。在這種結構中，光分路器和波長變換器為所有入端口和出端口共享。為了適應這種結構變化，我們同時設計了一種組播路由算法以及鏈路權重變化的策略以均衡網絡流量。仿真證明：當共享的光分路器和波長變換器數目在一定程度內變化時，組播性能并沒有很大變化，因此可以一定程度地減少其數目同時保證業(yè)務性能；同時使用鏈路權重變化策略也有利于降低業(yè)務阻塞率。 (4) 研究了預訂業(yè)務在光網絡中的應用。為了在智能光網絡中實現預訂業(yè)務，擴展了GMPLS(Gene

6、ralized Multi-Protocol LabelSwitching)相關協(xié)議，同時提出了最短路、鏈路權重變化和分層圖三種路由波長分配算法，以及劃分共享波長和非預訂業(yè)務專有波長的機制。仿真表明，業(yè)務量較低時，分層圖算法最優(yōu)。 (5) 提出了光電路交換和光突發(fā)交換融合的混合光交換結構，這種結構在業(yè)務接入點根據業(yè)務特性為其分配相應的交換機制以充分利用資源并減小處理開銷，這也是上述自適應業(yè)務接入的一部分功能。同時我們在光突發(fā)交換

7、中運用光緩存器和折射路由技術解決突發(fā)包間的沖突；為了保證光電路交換業(yè)務的性能，引入波長劃分機制使部分波長為光電路交換專用。我們運用排隊論，從理論上分析了兩種交換機制共存時相互性能的影響，并與仿真進行比較。結果證明，二者符合得很好。另一方面，我們提出了光突發(fā)交換網絡通過光電路交換網絡互通時的兩種資源分配算法：時間驅動的資源分配算法和流量驅動的資源分配算法。 另外，我們自主搭建了ASON控制平面協(xié)議棧，并在此基礎上初步開發(fā)了業(yè)務平面