發(fā)布時間：2020-11-14 03:17

　　 光網(wǎng)絡(luò)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(dá)Tbit/s的光網(wǎng)絡(luò)每根光纖中波長通道的傳輸速率,同時隨著光網(wǎng)絡(luò)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(wù)的中斷,其生存性問題也日趨復(fù)雜化。光網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)大,網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋸?fù)雜程度的增加,導(dǎo)致光網(wǎng)絡(luò)發(fā)生隨機(jī)并發(fā)多個鏈路故障的可能性大大提高,而通常光網(wǎng)絡(luò)中光纖鏈路故障的生存性技術(shù)主要針對單個鏈路故障,雖然已有研究多故障保護(hù)恢復(fù)的相關(guān)生存性技術(shù),但是仍無法有效解決光網(wǎng)絡(luò)隨機(jī)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(luò)生存性需求,本文主要針對隨機(jī)并發(fā)多個鏈路故障的保護(hù)技術(shù)開展研究,開展理論推導(dǎo)、構(gòu)建其數(shù)學(xué)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(luò)的邏輯冗余度和頻譜資源保護(hù)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(dǎo)出帶寬可變光網(wǎng)絡(luò)的邏輯冗余度下界及其最小值、頻譜資源保護(hù)效率的上界及其最大值,并在網(wǎng)絡(luò)保護(hù)資源充足的條件下(100%抵御鏈路故障),證明了:網(wǎng)絡(luò)的邏輯冗余度下界及其最小值僅由隨機(jī)并發(fā)出現(xiàn)的鏈路故障數(shù)量和網(wǎng)絡(luò)平均節(jié)點度決定,網(wǎng)絡(luò)的頻譜資源保護(hù)效率上界及其最大值僅由其網(wǎng)絡(luò)全連通圖中的節(jié)點數(shù)量和隨機(jī)并發(fā)出現(xiàn)的鏈路故障數(shù)量決定。第二、針對光網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溥B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(hù)結(jié)構(gòu)及其構(gòu)造算法APSC和資源分配策略。通過對該保護(hù)結(jié)構(gòu)的邏輯冗余度及其資源保護(hù)效率的分析,證明了其是抵御帶寬可變光網(wǎng)絡(luò)多個鏈路故障的最優(yōu)保護(hù)結(jié)構(gòu);該保護(hù)結(jié)構(gòu)保護(hù)的隨機(jī)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(hù)頻譜資源保護(hù)故障的業(yè)務(wù);該保護(hù)結(jié)構(gòu)的平均節(jié)點度越大,則其邏輯冗余度越小,網(wǎng)絡(luò)中更多的工作業(yè)務(wù)可以共享它的保護(hù)頻譜資源。仿真結(jié)果表明,基于k-邊連通的立體化保護(hù)結(jié)構(gòu)都能夠有效的降低網(wǎng)絡(luò)邏輯冗余度并提高網(wǎng)絡(luò)的資源保護(hù)效率。第三、針對波分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)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(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)造算法NEMK、整數(shù)線性規(guī)劃模型及其拓?fù)浞种怠⑷萘啃屎托时戎?另外把立體化、規(guī)則化、可擴(kuò)展性的思想運(yùn)用到大容量光網(wǎng)絡(luò)的容錯和保護(hù)中,提出了基于多面體的立體化保護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)造方法及其資源分配和多故障保護(hù)方法。立體化保護(hù)結(jié)構(gòu)的拓?fù)浞种岛腿萘啃蕛H由拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)決定,保護(hù)結(jié)構(gòu)的拓?fù)浞种岛腿萘啃实闹翟酱蟊硎驹摫Ｗo(hù)結(jié)構(gòu)的跨接鏈路越多,是一種先驗效率;保護(hù)結(jié)構(gòu)的效率比值是由拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及該保護(hù)結(jié)構(gòu)的保護(hù)資源數(shù)量和實際保護(hù)的工作資源數(shù)量決定,該保護(hù)結(jié)構(gòu)的效率比值越大表示保護(hù)結(jié)構(gòu)的保護(hù)資源的利用率越高,是一種后驗效率。
【學(xué)位單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TN929.1
【部分圖文】：

多相關(guān)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(xiàn)［３６］中對多域光網(wǎng)絡(luò)中的故障類型進(jìn)行了研究，并進(jìn)行了分類，??如圖１．２所示，根據(jù)故障的范圍可以分為域內(nèi)故障、域間故障（無并發(fā)）、域間??１０??

圖２．２靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)情況下，泛歐（：０３�。玻常咕W(wǎng)絡(luò)的邏輯冗余度和基于泛歐（：０５丁２３９網(wǎng)絡(luò)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(luò)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(fù)帶寬可變光網(wǎng)絡(luò)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(luò)的平均節(jié)點度是５０／１１，泛歐ＣＯＳＴ２３９網(wǎng)絡(luò)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(fù)帶寬可變光網(wǎng)絡(luò)的平均節(jié)點度越大，網(wǎng)絡(luò)邏輯冗余度越小，光網(wǎng)??絡(luò)中的保護(hù)頻譜資源能為更多的工作業(yè)務(wù)所共享。??泛歐ＣＯＳＴ２３９網(wǎng)絡(luò)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(fù)帶寬可變光網(wǎng)絡(luò)的隨機(jī)并發(fā)鏈路故??障個數(shù)越多

ｆ正則且ｈ?（邊）連通的保護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)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(luò)拓?fù)�，假設(shè)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(hù)結(jié)構(gòu)是一個３－邊連通保護(hù)結(jié)構(gòu)體，其?ＤＨ，ＥＨ，?Ｅｌ，?ＦＧ，?ＦＪ，?ＧＪ，?ＨＩ，?ＩＪ是保護(hù)結(jié)構(gòu)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(hù)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(hù)；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(jìn)行保護(hù)。??
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本文編號：2883007