波分復(fù)用光傳送網(wǎng)中QoS保證的連接提供.pdf

1、隨著社會信息化的不斷推進(jìn)，人類對通信容量、速度、質(zhì)量以及服務(wù)種類的要求越來越高。個人計算機(jī)和因特網(wǎng)(Internet)的普及、寬帶多媒體業(yè)務(wù)的應(yīng)用以及各種寬帶接入技術(shù)的飛速發(fā)展給今天的通信網(wǎng)絡(luò)帶來了巨大壓力和挑戰(zhàn)，迫切需要建立一個具有巨大帶寬和能夠靈活提供連接的傳送網(wǎng)絡(luò)。基于波分復(fù)用(WDM)和波長路由技術(shù)的光傳送網(wǎng)絡(luò)，以接近無限的帶寬潛力、卓越的傳送性能和優(yōu)越的聯(lián)網(wǎng)能力而倍受人們的關(guān)注，成為目前構(gòu)建高速廣域骨干網(wǎng)最有競爭力的方案。尤其

2、近年來，通過在光網(wǎng)絡(luò)中引入控制平面技術(shù)，光傳送網(wǎng)正向智能化和自動交換方向發(fā)展，為下一代Internet構(gòu)架在光網(wǎng)絡(luò)上做好了準(zhǔn)備。 服務(wù)質(zhì)量(QoS)問題是網(wǎng)絡(luò)通信需要解決的基本問題。通信網(wǎng)絡(luò)中對QoS的需求主要來自應(yīng)用需求和服務(wù)區(qū)分，一方面，一些應(yīng)用需要嚴(yán)格的QoS保證，另一方面，不同的應(yīng)用要求的QoS不同，市場競爭導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商需要為不同的客戶提供區(qū)分服務(wù)以實(shí)現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)資源的優(yōu)化利用。光網(wǎng)絡(luò)作為傳送網(wǎng)絡(luò)，能否提供QoS和區(qū)分服務(wù)

3、不僅對保證業(yè)務(wù)端到端的QoS性能有著至關(guān)重要的影響，而且也關(guān)系到光網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營能否降低網(wǎng)絡(luò)成本、提高網(wǎng)絡(luò)利潤的問題。 本文致力于對WDM光傳送網(wǎng)中QoS保證的動態(tài)連接提供問題的研究。主要研究了結(jié)合QoS問題考慮的資源分配算法，目的是為了尋求在保證連接QoS需求的同時能夠優(yōu)化使用網(wǎng)絡(luò)資源的方法。論文的第一章首先對研究背景和研究方法作了介紹，然后第二章概述了WDM光傳送網(wǎng)中QoS的提供問題，第三章到第六章對各種QoS提供機(jī)制展開了討論，

4、第七章對IP/MPLS over WDM網(wǎng)絡(luò)中的QoS提供問題進(jìn)行了研究。 第三章對傳輸質(zhì)量保證的連接提供問題進(jìn)行了研究。傳輸損傷使全光網(wǎng)的應(yīng)用受到限制，利用超長距離傳輸系統(tǒng)(ULH)和帶少量電再生器的透明光節(jié)點(diǎn)構(gòu)建起來的半透明光網(wǎng)絡(luò)，既能夠有效解決光網(wǎng)絡(luò)中的傳輸損傷問題，又能夠降低網(wǎng)絡(luò)成本。在本章，我們針對一種半透明光網(wǎng)絡(luò)方案，提出了傳輸質(zhì)量保證的連接提供算法CPA-TQG以及兩個動態(tài)路由算法MCR和LRCPF。CPA-TQ

5、G通過將光路由與兩類重要的線性傳輸損傷(偏振模色散(PMD)和光信噪比(OSNR))相結(jié)合考慮，實(shí)現(xiàn)了傳輸質(zhì)量保證的連接提供，而MCR和LRCPF由于在選擇路由時同時考慮了波長資源和再生器資源，其表現(xiàn)均要優(yōu)于現(xiàn)有算法，尤其LRCPF實(shí)現(xiàn)了對再生器的負(fù)載均衡，極大地降低了連接的阻塞概率。(相關(guān)研究成果發(fā)表在Journal of 0ptical Communicatiorls上)第四章對生存性光網(wǎng)絡(luò)中傳輸質(zhì)量保證的連接提供問題進(jìn)行了研究。W

6、DM光網(wǎng)絡(luò)易于受故障影響，為用戶提供可靠的光連接是光網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營除了保證傳輸質(zhì)量以外的另一個重要目標(biāo)。本章我們針對半透明光網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)，提出了一種共享再生段保護(hù)機(jī)制SRSP，然后結(jié)合網(wǎng)絡(luò)生存性和傳輸質(zhì)量問題提出了基于共享路徑保護(hù)的、傳輸質(zhì)量保證的連接提供算法QoT-SPF和基于共享再生段保護(hù)的、傳輸質(zhì)量保證的連接提供算法QoT-SRSF。仿真結(jié)果表明QOT-SRSF比QoT-SPP具有更高的資源利用率和更短的恢復(fù)時間。(相關(guān)研究成果發(fā)表在OS

7、A Optics Express上)第五章對可用度保證的連接提供問題進(jìn)行了研究?？捎枚仁枪膺B接可靠性的一個重要度量。在WDM光網(wǎng)絡(luò)中，由于不同光鏈路的故障過程和修復(fù)過程是隨機(jī)獨(dú)立的，可能存在多個鏈路故障同時發(fā)生情況，因此，任何生存性機(jī)制都只能為用戶提供基于概率的保護(hù)。本章我們考慮多鏈路故障情況推導(dǎo)了光網(wǎng)絡(luò)中連接的可用度模型，并基于專用路徑保護(hù)和共享路徑保護(hù)提出了可用度保證的連接提供算法AG-DPP和AG-SPP。仿真結(jié)果表明，AG-SP

8、P由于考慮了保護(hù)資源的相關(guān)性，能夠在保證連接可用度的同時利用共享保護(hù)達(dá)到優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)資源的目的。此外，我們在AG-SPP的基礎(chǔ)上提出了AG-PB-SPP算法，通過引入優(yōu)先級機(jī)制不僅有效解決了對共享保護(hù)資源的競爭問題，而且提高了保護(hù)資源的共享程度。(相關(guān)研究成果已整理并投往IEICE transactionson communications)第六章對WDM光網(wǎng)絡(luò)中恢復(fù)時間保證的連接提供問題進(jìn)行了研究?；謴?fù)時間是度量光連接可靠性的另一個重要參

9、數(shù)，一些業(yè)務(wù)對恢復(fù)時間有嚴(yán)格的要求。本章我們提出了一種基于輔助圖的共享段保護(hù)算法AGBSP，然后在AGBSP的基礎(chǔ)上，提出了恢復(fù)時間保證的連接提供算法AGBSP—QoP。仿真結(jié)果表明，AGBSF由于在對工作路徑劃分段時采用了綜合劃分策略，而且在選擇工作段時實(shí)現(xiàn)了全局最優(yōu)決策，因而取得了比現(xiàn)有保護(hù)算法更好的網(wǎng)絡(luò)性能；AGBSP-SSP不僅實(shí)現(xiàn)了恢復(fù)時間保證的連接提供，而且還能夠適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)對恢復(fù)時間要求的動態(tài)變化。(相關(guān)研究成果部分部分發(fā)

10、表在Photonic Network Communications 第七章對IP／MPLoSover wDM網(wǎng)絡(luò)中QoS保證的連接提供問題進(jìn)行了研究。IP／MPIs over WDM是下一代Internet的發(fā)展方向。在IP／MPLS over WDM網(wǎng)絡(luò)中，IP／MPLS網(wǎng)絡(luò)與WDM網(wǎng)絡(luò)衡量和提供QoS的方式不同，如何將電層連接對QoS的要求和光層連接對QoS的要求映射起來，對滿足業(yè)務(wù)端到端的QoS需求至關(guān)重要。本章我們提出