智能光網(wǎng)絡中基于業(yè)務屬性驅(qū)動的資源配置機制和方法研究.pdf

1、作為承載網(wǎng)絡，傳統(tǒng)光網(wǎng)絡只是為用戶提供傳輸帶寬，并不關(guān)心承載在其上的業(yè)務的具體類型。隨著“智能光網(wǎng)絡”技術(shù)的引入，光網(wǎng)絡開始了向“業(yè)務網(wǎng)絡”的角色轉(zhuǎn)變，光網(wǎng)絡能夠直接面向用戶提供服務。為了更好地適應業(yè)務的個性需求，光網(wǎng)絡需要對接入業(yè)務的屬性更深入的了解，針對不同需求的業(yè)務設計不同的傳送策略，以滿足新型業(yè)務的需求。本文中，作者主要研究了基于業(yè)務屬性驅(qū)動的光網(wǎng)絡資源配置問題，針對業(yè)務的可用性要求、采用的保護方式、連接持續(xù)時間以及連接類型設計

2、了新的業(yè)務配置方法和機制。
　　光網(wǎng)絡中的一個故障將引起大量業(yè)務的中斷。為了保證業(yè)務的可用性，共享保護廣泛應用于解決網(wǎng)絡故障問題。在共享保護中可以通過引入“共享保護優(yōu)先級”提高保護波長通道資源的利用效率。第二章中，作者設計了一種新穎的相對優(yōu)先級設置方法。在新方法中，針對每一個新到來的連接請求，在保證其加入不會導致現(xiàn)有連接的可用性下降到低于要求值的前提下，總是允許設定新連接比網(wǎng)絡中現(xiàn)有連接有更高的優(yōu)先級，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不到可用性要求而導致連接請求被拒絕的情況?；谶@個新的優(yōu)先級設置方法，作者設計了FPS共享保護算法。通過仿真實驗，證明了FPS算法相對現(xiàn)有算法能夠降低連接請求阻塞概率，提高了波長通道資源的利用效率。此外，針對共享保護的故障恢復速度較慢的問題，作者從信令機制的角度研究了縮短故障恢復時間的方法，擴展了現(xiàn)有的GMPSL信令協(xié)議，提出了一種保護光路的快速雙向激活信令機制，它分別從首尾兩個方向同時激活一條保護光路，分析結(jié)果顯

4、示它能顯著縮短保護倒換過程中的告警激活時間，且在激活過程中需要更少的信息消息數(shù)，可以降低網(wǎng)絡故障時控制平面的負載。
　　在第三章中，作者研究了共享保護中節(jié)能的路由波長分配和OADM（Optical Add-Drop Multiplexer，光分叉復用器）端口分配問題。共享保護中的保護光路只是“軟預留”于控制平面中，但在它們經(jīng)過的節(jié)點上沒有進行傳輸平面的 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傳輸。基于保護光路的虛光路特性，作者設計了一種共享保護中節(jié)能的路由波長分配算法，稱為 PA算法，它通過最小化網(wǎng)絡中承載了工作光路的光纖數(shù)，來減少光中繼設備產(chǎn)生的能耗，從而降低整個網(wǎng)絡的能耗。仿真結(jié)果顯示，PA算法具有較好的節(jié)能效果,相對于傳統(tǒng)的RWA算法它減少了超過40％的光中繼設備的功耗。本章中還首次提出了共享保護中的 OADM端口分配問題，并且設計了一種節(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)量來降低整個光網(wǎng)絡的能耗。
　　連接持續(xù)時間是智能光網(wǎng)絡中業(yè)務的一個重要屬性。智能光網(wǎng)絡可以根據(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)絡能夠提前預知連接的持續(xù)時間。本文第四章研究了在連接持續(xù)時間預知情況下節(jié)能的資源配置問題，設計了基于連接持續(xù)時間的節(jié)能RWA算法、OADM端口分配算法以及業(yè)務疏導算法。三種算法中都分析了設備在工作狀態(tài)和空閑狀態(tài)時存在的能耗差別，借助對

7、每一條業(yè)務連接持續(xù)時間的了解，減少設備處于工作狀態(tài)的時間，從而降低網(wǎng)絡中設備的能耗。在 RWA問題中，作者針對動態(tài)多纖光網(wǎng)絡場景，設計了一種新RWA算法—HTAPE算法，它能夠降低網(wǎng)絡中光中繼設備的能耗。對于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)的時間，可以降低網(wǎng)絡中 OADM產(chǎn)生的能耗。針對子波長連接的配置問題，作者設計了新的業(yè)務疏導算法—PEP算法，它能夠使得由于新連接的建立而引起網(wǎng)絡能耗的增加最小。<

8、br>　　本文的第五章研究了智能光網(wǎng)絡中針對光多播業(yè)務的資源配置問題。RSVP-TE信令協(xié)議在光網(wǎng)絡中僅限于對點到點連接的支持，它的后向預留信令機制并不能很好的應用于建立點到多點光多播連接。本章中對現(xiàn)有 RSVP-TE信令機制進行了改進，設計了一種兩次握手的光多播信令機制，與原有信令機制中只有一次信令消息交互過程相比，增加了目的節(jié)點向源節(jié)點報告可預留波長信息的步驟。在此基礎上，作者設計了一種節(jié)約波長轉(zhuǎn)換器的波長分配算法，它解決了多播信令