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现今信息网络中光纤网络承载着人类社会80%以上的电信业务,支撑着我们的信息社会并引领着网络世界的更新和变革。快速发展的WDM(波分复用)光网络中,网络设备的故障失效会导致多条光路的失效,而每条光路都可能携带多个Gb/s信息,这样一来则造成通信服务的严重中断。网络生存性指在发生故障时的网络恢复能力,由于其是确保运营商向用户提供高质量服务的关键,因此研究如何实现快速的保护和恢复网络中的设备故障具有极其重要的意义。
网络的冗余资源和恢复时间是WDM光网络生存性技术的两个重要性能指标。为了降低网络的冗余资源,本文采用结合快速保护和高效网络资源利用率的预配置保护圈法(P圈法)来进行光网络生存性设计。同时为了提高计算的速度,缩短计算时间,在实现网络中P圈配置时采用了与并行算法相结合。本论文我们将从光网络静态流量模型出发,设计实现基于P圈法的网络生存性并行算法,并进一步将其应用到基于动态流量模型光网络中去。主要创新点如下:
(1)当网络所支持的业务类型为静态业务情况时,可根据网络上工作波长资源的使用情况、空闲波长资源的剩余情况以及节点对之间的业务分布情况,构造P圈来抵御光网络中的故障。P圈是通过对保护资源预配置实现自己高效率的资源利用率,因此为进一步获得更高效的网络资源利用率,在实现P圈配置时,采用了与并行技术相结合,设计出基于P圈保护的并行启发式算法,并发计算出网络拓扑中所有备选P圈的性能指标并选取性能最优的P圈优先配置到网络。
(2)此外,为适应不断变化的WDM光网络的流量需求,运用基于P圈的并行启发式法算法实现动态配置P圈。但当前的基于流量的光网络生存性研究一直采用传统的短相关模型——Poisson模型,而随着高速IP数据和多媒体为代表的宽带业务的迅猛增长,传统的流量模型(如泊松过程和马尔可夫模型)已不在适合网络流量的分析和建模。一些研究人员通过收集并分析各种不同的网络中的通信流量,发现通信量中的自相似性始终是存在。为获得更接近实际的数据,采集并分析了广西大学局域网的出口动态流量数据,在此基础上生成比较接近实际的自相似流量过程,把基于P圈的并行启发式算法运用在新的动态流量业务下对光网络提供有效而快速地保护,降低网络阻塞率。