基于網(wǎng)絡(luò)編碼的光網(wǎng)絡(luò)通路保護(hù)策略研究.pdf

1、波分復(fù)用(WDM，Wavelength Division Multiplexing)技術(shù)的發(fā)展為下一代網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)了巨大的傳輸容量?jī)?yōu)勢(shì)，以此為核心的光網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)取代了傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)成為最有競(jìng)爭(zhēng)力的傳輸網(wǎng)絡(luò)。由于每一條鏈路都承載了大量業(yè)務(wù)，任何鏈路或節(jié)點(diǎn)的失效都將導(dǎo)致巨大的損失，因此，在光網(wǎng)絡(luò)中引入有效的保護(hù)策略是必然的趨勢(shì)，而共享資源的保護(hù)方式因其能有效節(jié)省網(wǎng)絡(luò)資源更是受到了廣大運(yùn)營(yíng)商的青昧。但現(xiàn)有通信網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)只能對(duì)收到的信息進(jìn)行存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)，很

2、難達(dá)到網(wǎng)絡(luò)傳輸容量的上限。從信息理論的觀點(diǎn)來(lái)看，沒(méi)有理由讓節(jié)點(diǎn)只能進(jìn)行存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)，為了提高光網(wǎng)絡(luò)的性能，本論文采用Ahlswede等在2000年提出的網(wǎng)絡(luò)編碼的思想，使其在中間節(jié)點(diǎn)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行線性組合，并且將網(wǎng)絡(luò)編碼與光網(wǎng)絡(luò)保護(hù)機(jī)制相結(jié)合，主要圍繞共享通路保護(hù)的方式展開(kāi)進(jìn)行研究。
　　 論文首先介紹了光網(wǎng)絡(luò)最基本的保護(hù)策略，網(wǎng)絡(luò)編碼的概念、研究現(xiàn)狀以及網(wǎng)絡(luò)編碼與光組播網(wǎng)絡(luò)結(jié)合等相關(guān)問(wèn)題。在分析了網(wǎng)絡(luò)編碼的基本思想和用法之后，將其引

3、入到光網(wǎng)絡(luò)保護(hù)策略的研究中，通過(guò)與傳統(tǒng)的1+1保護(hù)、1:1保護(hù)、1：N保護(hù)、M：N保護(hù)進(jìn)行比較并拓展，改進(jìn)一種基于單鏈路故障的1+N通路保護(hù)機(jī)制，該機(jī)制采取一種新的核心節(jié)點(diǎn)選取算法，并在該核心節(jié)點(diǎn)處進(jìn)行編碼，在不通過(guò)故障監(jiān)測(cè)和定位的情況下仍然能準(zhǔn)確地恢復(fù)出由于鏈路故障丟失的數(shù)據(jù)。針對(duì)優(yōu)化目標(biāo)，建立了整數(shù)線型規(guī)劃模型，分析表明，該機(jī)制能優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)的性能。同時(shí)通過(guò)仿真進(jìn)一步驗(yàn)證了在共享保護(hù)資源的前提下，基于網(wǎng)絡(luò)編碼的光網(wǎng)絡(luò)保護(hù)機(jī)制可有效節(jié)約波

4、長(zhǎng)資源消耗，提高網(wǎng)絡(luò)鏈路的資源利用率。
　　 其次，結(jié)合傳統(tǒng)的光組播保護(hù)方案，以及采用網(wǎng)絡(luò)編碼與光組播結(jié)合可節(jié)約波長(zhǎng)資源的優(yōu)點(diǎn)，本文提出了新的光組播保護(hù)機(jī)制，即一種基于網(wǎng)絡(luò)編碼的光組播通路保護(hù)機(jī)制。該機(jī)制將網(wǎng)絡(luò)編碼應(yīng)用于光組播樹(shù)的建立中，網(wǎng)絡(luò)編碼由集中式擴(kuò)展為分布式，即讓各個(gè)中間節(jié)點(diǎn)都具有編碼功能。核心節(jié)點(diǎn)按照第二段所提算法選取，并且在選路機(jī)制中引入Dijkstra算法，將建立的基于網(wǎng)絡(luò)編碼的組播樹(shù)和目的節(jié)點(diǎn)之間相互保護(hù)相結(jié)合。