本文選題：頻譜靈活光網(wǎng)絡(luò)　切入點：保護(hù)恢復(fù)機(jī)制　出處：《北京郵電大學(xué)》2014年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：隨著互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的快速發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)需求增長迅猛,帶寬容量顯著提升,傳送網(wǎng)正在向規(guī)模化、復(fù)雜化方向演進(jìn),超大容量光網(wǎng)絡(luò)的多故障生存性技術(shù)成為一項重要研究課題。在傳統(tǒng)波分復(fù)用(WDM)光網(wǎng)絡(luò)中,波長通道間隔、信號速率與調(diào)制格式等參數(shù)都是固定不變,導(dǎo)致WDM光網(wǎng)絡(luò)的帶寬浪費嚴(yán)重,難以適應(yīng)未來光網(wǎng)絡(luò)保護(hù)恢復(fù)技術(shù)的低冗余和高恢復(fù)率的發(fā)展趨勢。為了解決上述困難,面向精細(xì)顆粒度的頻譜靈活光網(wǎng)絡(luò)是未來光網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的演進(jìn)方向,它的顯著特征是帶寬可變,能夠根據(jù)客戶需求提供恰當(dāng)?shù)膸捹Y源。針對光網(wǎng)絡(luò)的多故障保護(hù)恢復(fù)技術(shù),通過采用可變的調(diào)制格式和線速率,最大可能建立頻譜恢復(fù)通道,提供多故障業(yè)務(wù)恢復(fù)路徑和保護(hù)資源,化解保護(hù)恢復(fù)頻譜資源需求與網(wǎng)絡(luò)容量有限的矛盾。 本論文在國家973重點課題“多重故障下超大容量光網(wǎng)絡(luò)生存性”的支撐下,圍繞頻譜靈活光網(wǎng)絡(luò)的多故障保護(hù)恢復(fù)問題,從多鏈路故障入手,分析多故障業(yè)務(wù)的恢復(fù)特征,采用動態(tài)負(fù)載均衡調(diào)控策略,研究多鏈路故障的生存性；以故障概率理論為依據(jù),根據(jù)鏈路不相交的工作路徑和保護(hù)路徑的聯(lián)合故障概率的約束條件,探索基于故障概率的保護(hù)恢復(fù)機(jī)制,研究聯(lián)合故障概率與頻譜資源的制約關(guān)系；圍繞虛擬光網(wǎng)絡(luò)的生存性映射問題,開展面向能效與成本優(yōu)化的虛擬光網(wǎng)絡(luò)保護(hù)技術(shù)的仿真實驗驗證。本文對上述問題進(jìn)行了深入研究,取得若干關(guān)于多故障保護(hù)恢復(fù)技術(shù)的創(chuàng)新性研究成果,主要表現(xiàn)為： 第一,針對頻譜靈活光網(wǎng)絡(luò)多鏈路故障的特點,根據(jù)動態(tài)業(yè)務(wù)分布不均勻的特點,分析多故障業(yè)務(wù)恢復(fù)特征,采用業(yè)務(wù)感知恢復(fù)技術(shù),提出基于多鏈路故障的業(yè)務(wù)感知恢復(fù)算法。它的核心思想是：對故障業(yè)務(wù)進(jìn)行分類,大粒度業(yè)務(wù)優(yōu)先恢復(fù),小粒度業(yè)務(wù)后恢復(fù)。如果工作路徑和保護(hù)路徑同時發(fā)生故障,需要從源節(jié)點到宿節(jié)點重新計算一條恢復(fù)路徑,把故障業(yè)務(wù)倒換到恢復(fù)路徑上。相比于傳統(tǒng)共享保護(hù)恢復(fù)算法,多鏈路故障業(yè)務(wù)感知恢復(fù)算法能夠有效地減少網(wǎng)絡(luò)的阻塞率,提高多故障業(yè)務(wù)的成功恢復(fù)率。例如,在三條鏈路故障下,若采用首次命中的頻譜分配方法,與傳統(tǒng)共享保護(hù)恢復(fù)算法相比,多鏈路故障業(yè)務(wù)感知恢復(fù)算法的成功恢復(fù)率大約提升1.5倍。 第二,根據(jù)多鏈路故障事件的獨立性特點,以鏈路故障概率為約束條件,建立專用保護(hù)和共享保護(hù)的聯(lián)合故障概率模型。一方面,針對專用保護(hù),提出最小頻譜消耗的專用保護(hù)整數(shù)線性規(guī)劃方法、頻譜感知專用保護(hù)算法和業(yè)務(wù)認(rèn)知專用保護(hù)算法,仿真實驗表明,與傳統(tǒng)專用保護(hù)算法相比,專用保護(hù)的整數(shù)線性規(guī)劃方法和頻譜感知專用保護(hù)算法能夠顯著提高頻譜利用率,平均值達(dá)到12.3%。另一方面,針對共享保護(hù),以頻譜資源最大共享度為約束條件,首次建立融合頻譜資源最大共享度和鏈路故障概率的聯(lián)合故障概率模型,提出一種最小空閑頻譜塊消耗的算法,仿真結(jié)果表明,與傳統(tǒng)共享保護(hù)頻譜塊消耗算法和最大共享頻譜塊消耗算法相比,提出的算法解決了最小頻譜資源消耗和聯(lián)合故障概率的均衡問題。 第三,針對光網(wǎng)絡(luò)生存性需求與網(wǎng)絡(luò)資源容量有限的矛盾關(guān)系,建立基于不同優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)的保護(hù)恢復(fù)模型,解決面向頻譜資源、能量效率與網(wǎng)絡(luò)成本三方面優(yōu)化問題。1)圍繞靜態(tài)業(yè)務(wù)和動態(tài)業(yè)務(wù)的頻譜資源優(yōu)化問題,基于聯(lián)合故障概率建模思想,建立基于單路徑的重標(biāo)度故障概率網(wǎng)絡(luò)模型,提出重標(biāo)度故障概率認(rèn)知算法、重標(biāo)度故障概率感知算法和整數(shù)線性規(guī)劃方法,克服了最小頻譜資源消耗和重標(biāo)度故障概率的制約關(guān)系。2)考慮虛擬光網(wǎng)絡(luò)生存性的能效關(guān)鍵問題,通過采用最小能量子矩陣映射方法,根據(jù)最大帶寬對最小單位能耗映射原則,提出虛擬光網(wǎng)絡(luò)的生存性能量感知映射算法,仿真實驗表明,若采用線速率為400Gbps的通道傳輸業(yè)務(wù),與傳統(tǒng)映射方法相比,提出的映射方法大約能夠節(jié)省37.5%的能耗。3)針對虛擬光網(wǎng)絡(luò)生存性成本問題,借助預(yù)配置工作路徑和保護(hù)路徑的最短距離輔助圖,采用虛擬節(jié)點與鏈路協(xié)同映射策略,提出面向成本優(yōu)化的虛擬光網(wǎng)絡(luò)生存性規(guī)劃方法和虛擬光網(wǎng)絡(luò)生存性映射算法,保證虛擬光網(wǎng)絡(luò)生存性網(wǎng)絡(luò)成本最低化。
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【學(xué)位授予單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TN929.1

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 張杰;陳伯文;趙永利;Jason P.Jue;顧畹儀;;基于聯(lián)合故障概率的頻譜靈活光網(wǎng)絡(luò)生存性業(yè)務(wù)認(rèn)知算法(英文)[J];中國通信;2013年04期

2 劉陽;華楠;鄭小平;張漢一;周炳琨;;可變帶寬光網(wǎng)絡(luò)中多項式復(fù)雜度的頻譜掃描路由算法(英文)[J];中國通信;2013年04期

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本文編號：1613230