光網(wǎng)絡面臨著超大規(guī)模、超高速率發(fā)展的挑戰(zhàn),超大規(guī)模體現(xiàn)在數(shù)以萬計的節(jié)點要實現(xiàn)智能聯(lián)網(wǎng),而超高速率體現(xiàn)為高達Tbit/s的光網(wǎng)絡每根光纖中波長通道的傳輸速率,同時隨著光網(wǎng)絡容量大規(guī)模增加和Pbit/s的節(jié)點吞吐能力,這些因素使得光纖鏈路故障就能夠造成大量業(yè)務的中斷,其生存性問題也日趨復雜化。光網(wǎng)絡規(guī)模的擴大,網(wǎng)絡拓撲復雜程度的增加,導致光網(wǎng)絡發(fā)生隨機并發(fā)多個鏈路故障的可能性大大提高,而通常光網(wǎng)絡中光纖鏈路故障的生存性技術主要針對單個鏈路故障,雖然已有研究多故障保護恢復的相關生存性技術,但是仍無法有效解決光網(wǎng)絡隨機并發(fā)多個鏈路故障問題。為了解決上述問題,滿足多重故障下光網(wǎng)絡生存性需求,本文主要針對隨機并發(fā)多個鏈路故障的保護技術開展研究,開展理論推導、構建其數(shù)學模型、仿真實驗驗證等工作,取得以下三個方面創(chuàng)新性研究成果:第一、建立了帶寬可變光網(wǎng)絡的邏輯冗余度和頻譜資源保護效率的理論分析模型,在發(fā)生單個鏈路故障情況下和多個鏈路故障情況下,分別推導出帶寬可變光網(wǎng)絡的邏輯冗余度下界及其最小值、頻譜資源保護效率的上界及其最大值,并在網(wǎng)絡保護資源充足的條件下(100%抵御鏈路故障),證明了:網(wǎng)絡的邏輯冗余度下界及其最小值僅由隨機并發(fā)出現(xiàn)的鏈路故障數(shù)量和網(wǎng)絡平均節(jié)點度決定,網(wǎng)絡的頻譜資源保護效率上界及其最大值僅由其網(wǎng)絡全連通圖中的節(jié)點數(shù)量和隨機并發(fā)出現(xiàn)的鏈路故障數(shù)量決定。第二、針對光網(wǎng)絡拓撲連通度高、頻譜資源相對有限的特點,提出了基于k-邊連通、抵御多個鏈路故障的立體化保護結構及其構造算法APSC和資源分配策略。通過對該保護結構的邏輯冗余度及其資源保護效率的分析,證明了其是抵御帶寬可變光網(wǎng)絡多個鏈路故障的最優(yōu)保護結構;該保護結構保護的隨機并發(fā)鏈路故障個數(shù)越多,其邏輯冗余度越大,需要更多的保護頻譜資源保護故障的業(yè)務;該保護結構的平均節(jié)點度越大,則其邏輯冗余度越小,網(wǎng)絡中更多的工作業(yè)務可以共享它的保護頻譜資源。仿真結果表明,基于k-邊連通的立體化保護結構都能夠有效的降低網(wǎng)絡邏輯冗余度并提高網(wǎng)絡的資源保護效率。第三、針對波分復用光網(wǎng)絡中出現(xiàn)的多個鏈路故障,提出了基于k-邊連通、抵御多個鏈路故障的立體化保護結構構造算法NEMK、整數(shù)線性規(guī)劃模型及其拓撲分值、容量效率和效率比值,另外把立體化、規(guī)則化、可擴展性的思想運用到大容量光網(wǎng)絡的容錯和保護中,提出了基于多面體的立體化保護結構構造方法及其資源分配和多故障保護方法。立體化保護結構的拓撲分值和容量效率僅由拓撲結構決定,保護結構的拓撲分值和容量效率的值越大表示該保護結構的跨接鏈路越多,是一種先驗效率;保護結構的效率比值是由拓撲結構以及該保護結構的保護資源數(shù)量和實際保護的工作資源數(shù)量決定,該保護結構的效率比值越大表示保護結構的保護資源的利用率越高,是一種后驗效率。
【學位單位】：北京郵電大學
【學位級別】：博士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TN929.1
【部分圖文】：

多相關的理論研宄與試驗，嘗試從不同角度提出和驗證新的解決方案。２００５年??研宄人員在文獻［３６］中對多域光網(wǎng)絡中的故障類型進行了研究，并進行了分類，??如圖１．２所示，根據(jù)故障的范圍可以分為域內故障、域間故障（無并發(fā)）、域間??１０??

圖２．２靜態(tài)網(wǎng)絡情況下，泛歐（：０３�。玻常咕W(wǎng)絡的邏輯冗余度和基于泛歐（：０５�。玻常咕W(wǎng)絡的全連??通圖的邏輯冗余度比較??圖２．２中基于泛歐ＣＯＳＴ２３９網(wǎng)絡的全連通圖的邏輯冗余度實際上是１１個節(jié)點??的鏈路可恢復帶寬可變光網(wǎng)絡的邏輯冗余度最小值，其全連通圖的平均節(jié)點度是??１０，泛歐ＣＯＳＴ２３９網(wǎng)絡的平均節(jié)點度是５０／１１，泛歐ＣＯＳＴ２３９網(wǎng)絡在抵御單個鏈??路故障、兩個鏈路故障和三個鏈路故障時的邏輯冗余度均大于該最小值，這同樣??說明鏈路可恢復帶寬可變光網(wǎng)絡的平均節(jié)點度越大，網(wǎng)絡邏輯冗余度越小，光網(wǎng)??絡中的保護頻譜資源能為更多的工作業(yè)務所共享。??泛歐ＣＯＳＴ２３９網(wǎng)絡在抵御單個鏈路故障、兩個鏈路故障、三個鏈路故障時的??邏輯冗余度依次增大，這同樣說明鏈路可恢復帶寬可變光網(wǎng)絡的隨機并發(fā)鏈路故??障個數(shù)越多

ｆ正則且ｈ?（邊）連通的保護結構構的子集和完全規(guī)則形式。??示有１０個節(jié)點和２２條鏈路的網(wǎng)絡拓撲，假設譜資源，同時每條鏈路具有相同的總頻譜資路故障，選取其中最苛刻的一種情況，即鏈路的保護結構是一個３－邊連通保護結構體，其?ＤＨ，ＥＨ，?Ｅｌ，?ＦＧ，?ＦＪ，?ＧＪ，?ＨＩ，?ＩＪ是保護結構體上工作頻譜資源在這些鏈路上，在考慮所有可能位的保護頻譜資源在這些鏈路上，才能保證所鏈路故障的情況下是１００％可被保護；ＣＤ，?ＣＦ，的跨接鏈路，只需各配置３個單位的工作頻譜些鏈路上。對于兩個鏈路故障ＡＢ，ＢＣ，可以進行保護。??
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本文編號：2883007