WDM光网络中基于p-Cycle的保护算法研究

论文摘要

随着社会经济的发展,人们对通信业务的需求体现出高层次和多样化的特点,这对通信网络的容量提出了严峻的挑战,而光通信技术的出现给通信领域带来了蓬勃发展的机遇,WDM技术正是在这种背景下发展起来的,一根光纤可以提供巨大的带宽。但在基于WDM技术的光网络中,一根光纤的失效也同样会导致大量数据的丢失。因此,对WDM光网络的生存性进行深入研究具有重要的价值,其中,具有“与环形一样的恢复速度以及与网状结构一样的资源利用率”的预置圈(P圈)技术近年来成为光网络生存性的研究热点之一。传统的P圈保护算法通常是通过两步进行的:第一步构造P圈,第二步选择高效的备选P圈进行容量配置。在P圈的构造算法中,Grow算法是经典的构造算法,但Grow算法在圈扩张时没有考虑到边的扩张顺序,从而失去一些先验效率高的圈,因此,本文提出了一种改进的Grow构造算法,该算法通过设置参数K,在每次扩张时选择前K个先验效率最高的圈作为备选圈,并对所选择的P圈进行相同的扩张,直到网络拓扑中所有的链路都不能再扩张为止。为了检验算法的性能,本文还考虑了跳数受限时的情况。仿真表明该算法可以有效地增加先验效率,减少配置P圈的个数,提高资源利用率。性能高的备选P圈只是具有潜在的保护效率,只有为备选P圈分配了空闲容量,才能真正将P圈配置到网络中。传统的P圈保护算法通常要通过两步进行,这样就需要更多的计算时间。本文提出只用一步就可以完成构造P圈并容量配置的新算法,该算法以冗余度为评价标准,结合了未保护链路比率在未保护链路数少的情况下能有效地约束P圈的扩张,只需一步就能计算出高效的P圈并100%保护光网络。通过仿真,该算法可以有效地降低配置P圈的数量,减少计算时间,提高资源利用率。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 WDM光网络概况
• 1.2 光网络生存性的研究意义
• 1.3 光网络生存性的研究现状
• 1.4 本文的工作和内容安排
• 第二章 光网络生存性技术研究
• 2.1 生存性技术的评价指标
• 2.2 生存性的保护和恢复技术
• 2.3 生存性保护技术中常用基本概念
• 2.3.1 专用保护与共享保护
• 2.3.2 通路保护，链路保护，分段保护和预置圈保护
• 2.4 故障恢复的基本过程
• 2.5 光网络中常见的生存性保护技术
• 2.5.1 点对点网络生存性技术
• 2.5.2 环形网络生存性技术
• 2.5.3 网状网络生存性技术
• 2.6 P圈的介绍
• 2.6.1 P圈的基本概念
• 2.6.2 链路P圈的保护方案
• 2.6.3 P圈的主要研究方向
• 2.7 小结
• 第三章 一种基于P圈的启发式构造算法的研究
• 3.1 P圈性能的理论论证
• 3.1.1 圈的概念及相关定理
• 3.1.2 链路型简单P圈
• 3.2 P圈技术重点
• 3.3 基本圈的构造和扩张
• 3.3.1 SLA算法的介绍
• 3.3.2 SP-Add算法介绍
• 3.3.3 Grow算法介绍
• 3.4 一种新的P圈构造算法
• 3.4.1 P圈的评价标准
• 3.4.2 算法描述
• 3.4.3 ImprovedGrow算法性能检验
• 3.4.4 仿真及数据分析
• 3.5 小结
• 第四章 一种基于P圈的单链路故障启发式算法的研究
• 4.1 容量分配的研究背景
• 4.1.1 P圈容量分配的概念
• 4.1.2 空闲容量分配的数学模型
• 4.2 常用的容量分配算法
• 4.3 容量分配的网络模型
• 4.4 POCA算法的由来
• 4.5 一种新的容量分配启发式算法
• 4.5.1 P圈的评价标准
• 4.5.2 算法描述
• 4.5.3 仿真与数据分析
• 4.6 小结
• 第五章 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文