曹俊忠[1]2003年在《WDM全光传送网生存性的研究》文中提出随着通信容量的增加和现代社会对通信依赖性的增强，光网络的生存性问题越来越突出。光层保护恢复具有保护速度快、可靠性高、成本低、透明性强、可为各种业务提供一个公共生存平台的特点，因而成为研究的热点问题。然而由于全光传送网处理的是光信号，以具有模拟特征的波长为单位，使得全光传送网的生存性技术与比较成熟的 SDH 生存性技术相比，有了许多新的特点，有许多问题期待解决。本文的研究重点是有成本效益的光层保护方案与关键技术以及工作通道与保护通道的路由与波长分配问题。本文首先分析了当前对光传送网生存性研究的现状和前人所做的主要工作。然后对网络生存性的概念、光传送网的分层及节点结构以及光传送网生存性的基本技术进行了总结，为以后各章节的讨论提供了理论基础。随后研究了光层保护的网络故障监测、倒换判椐、故障定位、倒换协调、保护倒换时间等问题，提出了主通道光功率监测、备用通道背向散射曲线监测的故障监测方法。本文还针对网络最大故障源—光缆故障，设计完成了一个光层复用段保护系统，给出了详细的软、硬件结构、通信协议及测试结果。该系统已通过天津市科委组织的技术鉴定，并荣获市科技进步二等奖。对网状光网络工作通道和保护通道路由与波长分配算法的研究是本文的另一重点。文中从提高网络生存性角度出发，对链路不相关算法进行了改进，提出了一个新的路由波长分配算法—光纤物理路由最大不相关算法。文中给出了各种保护机制下的 ILP 描述与启发式算法，并给出了范例。最后给出了算法实现的计算机仿真软件。分析表明，光纤物理路由最大不相关算法避免了光缆阻断、通信管道塌陷等恶性事故引起的工作通道与保护通道同时失效的情况，减少了保护失效概率。
张程[2]2004年在《WDM全光传送网生存性研究》文中研究说明随着现代社会对通信依赖性的增强，光网络的生存性问题越来越突出。光层保护恢复具有保护速度快、可靠性高、成本低、透明性强等优点，因而成为研究的热点问题。然而由于光传送网处理的是光信号，以具有模拟特征的波长为单位，使得光通信网的光层生存性技术与比较成熟的SDH生存性技术相比，有了许多新的特点，有许多问题期待解决。本文的研究重点是光层自愈方案与关键技术问题。本文首先分析了当前光传送网生存性研究的现状，然后对光网络生存性的概念、光传送网的分层结构、电层网络生存性技术进行了描述，主要探讨了光层网络生存性技术、特点，提出了一种光层保护RWA（路由波长分配）ILP(整数线性规划)算法和两种RWA启发式算法，对它们的内容和性能做了详细描述，还详细讨论了光层生存性关键技术。本文还针对网络最常出现的故障――光纤断裂，设计完成了一个光层复用段保护系统，给出了详细的硬、软件解决方案、通信协议，指明了生存性各关键技术在本系统的实现，最后还给出了测试结果，并对测试结果给出了分析总结。该系统已通过天津市科委组织的技术鉴定，并荣获市科技进步二等奖。
刘海霞[3]2006年在《波长可变WDM网中基于优先级的RWA算法研究》文中指出随着全球“信息高速公路”的发展,以及宽带视频、多媒体等业务的日益兴起,特别是Internet业务的快速增长,对广域骨干网的带宽提出了越来越高的要求。以波分复用(WDM)技术为基础的光传送网络由于其大容量和良好的灵活性而成为目前光通信领域研究的焦点。因此利用WDM传输技术以及选路和波长分配RWA(Routing and Wavelength Algorithm, RWA)技术的光传送网是下一代高速骨干网最具竞争力的候选者。波长转换器是波长路由光网络中的重要器件,它在解决交叉连接中的波长竞争和提高波长利用率,增强灵活性和可扩展性以及解决不同供应商提供的网络设备互连时存在的波长集合不兼容的问题等方面有着不可或缺的作用。研究波长转换器对于波长路由光网络性能的影响有着重要的理论意义和实践意义。本文研究了在WRONs (Wavelength Routed Optical Networks, WRONS)中使用WCs(Wave- length Converter Networks ,WCs)时的网络性能和RWA算法,及WC (Wavelength Converter, WC)的配置问题。本文首先分析了光网络加入部分波长可变节点对网络性能的改善,并对如何在WDM光网络中合理放置转换节点,以达到较好改善网络性能的效果进行了研究。在网络中配置转换器对网络性能的改善取决于网络拓扑和大小,及可用波长数和所用的RWA算法。并对几种配置算法进行了分析比较。其次研究了部分波长可变WDM网中支持优先级的波长分配问题,以及在此网络中网络阻塞概率的计算;基于链路波长占用独立性假设,改进了在部分波长转换WDM网中已有的RWA算法,提出了一种支持优先级的动态波长分配算法,该算法保证了较高优先级的光路建立请求具有较低的阻塞率,比原有算法更加适合现代光网络中不同业务请求对应不同服务等级的要求。同时该方法适用于链路上配置任意数目转换器的情况。最后对波长可变光网络中支持服务质量(QoS)的动态RWA算法进行了研究。首先研究了部分波长可变WDM网状网中的网络生存性,而后结合分层图模型提出了一种在动态业务情况下的支持不同QoS要求的路由波长分配算法,仿真结果表明该算法具有很好的性能,提高了全网的资源利用率,满足了客户层业务在建立光通路时不同的QoS要求对网络阻塞率的要求。
陈鹏斌[4]2014年在《光传送网（OTN）的规划与生存性研究》文中提出20世纪末以来,随着电信通信网的日渐成熟、互联网的迅猛发展以及物联网技术的兴起,叁网融合的时代悄然到来。不断增多的全业务种类、持续扩大的网络规模、日益复杂的组网模式,光传送网在这种大趋势下也在不断演进和发展。无论在如何高效可靠地提升网络传输业务能力的方面,还是在如何减少网络建设和运维成本的方面,电信运营商一直以来都非常重视光传送网的规划与优化。除此之外,现今光网络复杂程度的不断升级和用户对业务服务质量的更高要求,光网络的生存性技术作为保证网络正常运行的一种手段,越来越受到电信运营商的关注。开发光传送网规划优化系统软件的目的在于为规划人员提供高效且精确的仿真工具,让他们更快更准更优地完成网络规划或优化方案。本论文在横向项目“新一代光网络算法研究与智能工具开发”的支撑下,主要完成了以下五个方面的工作：第一,讨论了光传送网网络规划的新式分类,包括新建规划、扩容规划、滚动规划及智能拓扑构建规划等四类,并研究了网络规划的流程,包括网络拓扑设计、业务路由与资源分配、空闲容量分配。第二,结合现有的网络实际情况以及规划软件编制的可实现性综合考虑,本文制定了光传送网的网络评估的指标体系模型,包括网络生存性、网络利用率、网络可扩性叁个大类。第叁,按照优化的方向,本文把光传送网优化分成业务路由优化、网络架构优化、网络生存性优化等叁类,并分别进行了流程设计第四,基于项目组的规划软件开发基础之上对用于网络生存性仿真的故障模拟模块进行了详细的设计,包括了故障设置、故障处理、故障评估和故障恢复等步骤。第五,.展示了项目组开发的成果"Network Smarter"光传送网规划优化系统软件的设计架构和功能模块。
戈丽萍[5]2006年在《WDM全光通信网技术及其发展》文中指出在IP业务的高速增长和WDM技术提供超大容量带宽资源的双重刺激下,传统光网络正在朝着适于传输IP业务的新一代光网络演进。本文描述了WDM光传送网的发展与现状,讨论了基于OXC和OADM的WDM光传送网技术,并对下一代光网络的发展进行了分析和展望。
王毅[6]2006年在《对基于SDH的MSTP多速率业务收集在CWDM系统中应用的研究》文中提出光通信领域，伴随着SDH（Synchronous Digital Hierarchy）技术的发展，大型城域网骨干层业务大多采用大容量SDH环网构成， IP数据网传输则通常独立组网；大型城域网的汇聚层以及中小型城域网的骨干汇聚层则采用SDH或MSTP（Multi-Service Transport Platform）环网构成；作为技术上的自然延伸，城域网接入层采用SDH/MSTP设备，应该是理想的选择。本文主要讨论光通信网络的发展状况、全光网络和波分复用系统，并且将着重讨论MSTP中的相关技术。其中分章节介绍了SDH、WDM、CWDM以及SDH的虚级联。然后将阐述这样一套系统及其相关理论，他构建于Alcatel光网络事业部1692MSE产品平台之中（1692MSE是Alcatel光通信部门推出的一款基于CWDM技术的8×2.5GB城域光网络产品），以创新的单盘物理形式实现通信网络中多种不同速率业务的收集、整理和汇聚，以规范的一路SDH STM-16速率通过CWDM系统，并在对端反向操作，实现多种速率业务共享带宽的汇聚传输。这篇论文的主要工作在于系统中的SDH虚容器级联（VC）和链路容量调整规范（LCAS）技术的分析和应用，和对研发中测试板的调试实现。总之，本文的价值在于它提出并设计了一种新的单盘架构，并分析、讨论了其中的关键技术。这张单盘将以高度的集成性和易用性完成从前光网络系统中以若干模块组合完成的应用。这套系统大大提高了光纤网络的利用率，体现了很高的应用价值。
何敏[7]2003年在《全光网络路由优化设计及算法研究》文中指出随着越来越多的用户应用网络模式的发展，如因特网浏览、视频点播、视频电话等需要巨大网络带宽的通信业务的应用，迫切需要一个信息容量大大超过现有的高速网络(如ATM)的网络。而基于波分复用技术的全光网络则充分满足了现代网络通信带宽需求，并具有很好的网络性能。 本论文主要研究了无波长转换机制下的WDM波长路由型全光网。合理的路由和波长分配方案，可以更为有效地利用和分配网络硬件资源，降低业务请求阻塞率，从而大大减小了网络的运行成本，提高网络性能。论文介绍了波分复用系统的原理、发展历程，讨论了WDM全光网体系结构、网络物理拓扑和逻辑拓扑，光交换/光路由等技术和关键器件，着重研究波长路由型全光网优化设计中的路由和波长分配问题。论文给出了分析RWA算法阻塞率的方法，提出的新RWA算法中路由采用了优化的含自适应成分的替代路由法，该算法既保证了网络低阻塞率的要求，又具有一定的网络容错能力，利用前K条链路信息的技术使得算法运行时间更短，在波长分配的问题上，算法应用优先级的方法以满足不同优先级别业务的需求。文章还讨论了一种基于分层图模型的RWA算法，它使得光网络的路由和波长分配两个子问题同步解决。最后给出了以求得最轻链路权重总和为目的的启发式算法程序及图形仿真结果。
赵学军[8]2006年在《WDM光网络技术及路由算法的研究》文中研究说明随着IP业务井喷式的爆发，现在的宽带容量越来越面临巨大的压力。网络容量必须跟上这一要求，而WDM技术恰好能利用光纤的巨大带宽，满足这一要求，并能极大降低传输数字信号的代价。这使的WDM网络成为现代通信技术中比较吸引人们的技术。WDM全光通信网以其良好的性能越来越受重视。可以预见在不久的将来，WDM全光网络将得到极大的应用。WDM光网络离不开光电器件，本篇论文研究了光电器件中的光放大光放大部分。通过稀土能级的稳态族粒子数研究，建立了光在其掺杂放大器中的传播模型，基于Yb／Er速率方程和传输方程，分析了高浓度稀土元素对集成光学Yb／Er玻璃放大的负面效应和抑制策略，同质CET导致离子观察寿命的减少，有时同时伴有光发射。异质CET导致的群效应，增加了各种能量的损耗，减少了最大可用增益，极大的影响放大器的特性，降低了器件的全面效率。研究结果对器件的设计和制作工艺具有指导意义。波长变换技术是近几年来研究的热点，本文从网络的传输、性能、管理等方面分析它对网络的影响。对RWA问题人们研究以久，本文从网络负载均衡问题出发，引进FJ算法，它既能减少网络阻塞率，又能合理分配网络资源，并从着一角度出发，提出对权重的修改意见。文章最后对WDM全光网络的情景做了一个美好的展望。
罗启彬[9]2001年在《WDM光传送网的关键技术研究》文中研究表明本论文针对基于波分复用技术的光传送网的关键技术，包括光传送网络的资源分配、光网络的生存性和光网络的节点结构及其性能进行了研究，然后提出了相应的解决方案，并综合应用数学建模、计算机仿真和PTDS应用仿真软件平台对所提出的方案进行了详细地分析、讨论，最后得出一些具有参考价值的结论。论文的主要工作及成果如下： 1、探讨了WDM光传送网的拓扑结构，对WDM光传送网的物理拓扑结构和逻辑拓扑结构进行了分析和比较，为后一阶段的工作打下基础。 2、对WDM光传送网络的资源分配进行了研究，并在给定网络的阻塞概率情况下，分析了如何才能充分利用光网络的有限光纤和波长资源以建立更多的连接请求的问题，然后提出了一种新的解决此问题的RWA方案，仿真结果显示这种方案要优于其他几种传统的RWA方案。 3、WDM光传送网的生存性是一个很重要的问题。本文独立地提出了一种解决WDM光传送网的生存性方案，并进行了计算机仿真，结果显示此方案不但能达到光网络的生存性要求，而且还节约了网络的光纤资源，降低了成本；最后利用PTDS应用仿真软件平台对一个二纤单向WDM光环形网的生存性进行了模拟，从而验证了WDM光环网的自愈保护策略的可行性问题。 4、利用PTDS应用仿真软件对WDM光传送网的节点结构和性能进行了分析，然后模拟了一种新的OXC结构——基于阵列光交换开关的OXC，这种OXC不但考虑了器件的集成度和成本问题，而且模拟结果还显示其具有灵活交叉连接的功能，为OXC的实用化提供了新的思路。
鲁才[10]2007年在《WDM光网络中的多播算法研究》文中研究表明随着光网络的迅速普及，作为未来Internet骨干支撑的WDM(Wavelength Division Multiplexing)光网络组网技术和业务提供技术受到了越来越多的关注。另一方面，随着光学技术的日益成熟，功能越来越完善的各种光通信器件／设备大批涌现，使得许多原来需要在业务交换层面完成的工作被更多地移植到了光层，一个典型的例子就是近年来广受关注的光网络多播技术。分光器的出现为实现光网络中多播传输提供了硬件基础，利用分光器可以设计出支持光层多播路由的光交叉连接器MC-OXC(Multicast Capable-OXC)。在单播连接中，光层路由是一个路状结构，而多播连接是一种点对多点的连接请求，需要在光层上构建全光的树状路由——光树或者光林(多棵光树)。与光层的单播路由，光层树状多播路由问题更加复杂。本文主要研究光层多播的算法设计问题，主要包括WDM光网络多播的网络静态规划问题、多约束条件下光树的优化设计问题、光层多播的保护问题以及光层多播的业务疏导问题。与光层的单播连接和IP层的多播技术相比，光层多播路由的计算问题存在一些特殊的约束条件，主要包括波长连续性约束、稀疏分光器配置约束和能量损伤约束。在实际的光网络中，不是每个节点都配置波长转换器。这就导致了光网络中的波长连续性约束。在这种下，多播选路与波长选择密切相关。对于单播请求，波长连续性约束下的光路计算问题被称为RWA(Routing and Wavelength Assignment)问题，而相应光树的计算问题被称为MC-RWA(Multicasting RWA)问题。此外，考虑到网络建设成本，在实际的光网络中，不是所有的网络节点都配置了分光器。这就形成了光网络中多播路由的稀疏分光器约束。在稀疏分光器配置约束下，光树的计算问题不再是一个传统的Steiner Tree(有文献译为施泰纳树，即求覆盖网络节点集合的一个子集的最佳生成子树)问题。在光树路由结构中，光信号从源点输出经过树状路由传输到每个目的节点。信号能量经过了传输衰减损伤和分光器的分光损伤。传输损伤主要是由于光信号在光纤系统中信号能量的吸收、散射等原因造成的。分光器引入的信号能量损伤是由于光信号通过分光器后，将输入的信号能量分成了多份并通过不同的光树分支输出，从而导致了每条分支上信号能量的损伤。但是为了保证每个目的节点接收到的信号能量都能超过接收器的接收门限，光树的计算必须考虑光树的能量损伤约束条件。这叁个约束条件在计算光树的过程中同时存在，所以一个可行的多播树必须满足上述所有约束条件。光网络多播的静态规划可用于网络建设初期的规划设计或者网络中较大周期的虚拓扑重配置中。本文第二章主要从两个方面研究了光网络多播的静态规划问题：(1)在稀疏波长转换器和分光器配置的网络中，波长转换器和分光器的最佳放置问题；(2)在光纤波长通道数受限情况下，研究如何利用最少的网络资源承载给定业务矩阵的多播连接。这两个问题解决都是在波长连续性约束、稀疏分光器配置约束和能量损伤约束条件下进行的。在第二章，通过一个混合线性规划MILP(Mixed Integer Linear Programming)模型，将光网络中多播的静态规划问题转化为一个优化问题。通过求解此模型的最优解，可以获得分光器和波长转换器的最佳放置位置，并且可以得到满足所有约束条件的网络虚拓扑设计。由于光网络中多播路由的能量损伤约束是一个乘性约束。利用多播树上节点的能量守恒规律，在第二章，用一组线性的关系式准确描述了光层多播的能量损伤约束条件。给定网络资源配置(包括波长转换器和分光器的放置位置、光纤链路上的波长通道数)，第叁章研究了在动态多播业务环境中的多播树构建问题。如果没有约束条件，最佳多播树的计算问题就是一个传统的Steiner Tree问题。由于Steiner Tree问题是一个NP完全问题，约束条件下多播树的计算问题要比Steiner Tree问题更为复杂，所以约束条件下多播树的计算问题也是一个NP完全问题。在动态连接环境中，只能通过启发式算法来求解一个近似解。在图论中，树是一个不含圈的简单连通图。但是光层多播的约束条件下，一个可行的多播路由可以包含圈。针对这一特点，第叁章提出的NMO(Novel-Member-Only)算法是对Member-Only的改进算法，提高了算法的性能。对于能量损伤约束条件下的多播树计算问题，提出了基于多播树扩张的选路算法MRST(Multicast Routing Basing on Spanning Tree)和基于重路由的选路算法MRRR(Multicast Routing Basing on Re-Route)。此外，一个可行的多播树算法必须满足所有约束条件，第叁章还提出了多约束条件下的多播树构建算法。WDM技术可以大大提高链路的传输容量，同时也使网络的生存性问题日渐突出。在WDM光网络中，网络部件失效时可能遭受比传统网络更大的损失，比如一根光纤断裂将导致所有经过该光纤的光路或者光树都失效，而每条全光通道都能以Gbps的速率传输数据，这样的失效对网络中业务的影响是非常严重的。本文的第四章和第五章研究WDM网络多播的保护问题。第四章主要研究多播专用保护技术，第五章主要研究了多播的共享保护技术。在第四章，首先将多播专用保护问题用一个最优化数学模型进行描述。给定多播请求和网络配置，通过求解最优化模型，可以得到最佳的多播专用保护通路由，并为动态多播业务环境下的启发式算法提供一个理论上的参考。与单播保护问题类似，光网络中多播保护可以采用分段保护的机制。在分段多播保护中，一个关键的问题是如何将给定多播树进行分段。分段机制的不同将会对算法性能产生很大的影响。在第四章提出的自适应分段保护ASSP(Adaptive Segment Shared Protection)机制中，算法将多播树上的枝叶节点作为分段的起始节点，同时为其构建一条保护通路，重复这一过程直到多播树上没有枝叶节点为止，从而实现了多播树的保护。同时，在网络稀疏配置(稀疏波长转换器配置和稀疏分光器配置)约束下，现有的多播保护算法在波长连续性限制约束下将会失效。第四章还提出了网络稀疏配置下的双路多播保护TPMP(Two-Paths Multicast Protection)算法。为了提高资源利用率，第五章研究了光网络多播的共享保护机制。首先通过一个ILP模型将共享保护机制描述成一个最优化问题，通过ILP模型的求解可以得到共享保护机制下的多播虚拓扑设计。并提出了混合共享的多播保护算法MSSP(Mixed Segment Shared Protection)。根据仿真结果，MSSP算法提高了网络资源的利用率。在WDM网络中，波长路由的巨大带宽和单个连接请求的小粒度带宽不匹配。为了提高传输效率，可以将低速的多播业务连接汇聚起来在一棵光树上进行传输。第六章研究了WDM网络多播的业务疏导技术，并提出了多播树分解的业务疏导算法MTD(Multicasting Tree Decompose)。MTD业务疏导算法的基本思想是尽量通过网络上现有的光树进行业务疏导，每一次业务疏导都会导致新建多播树目的节点数的减少，从而改善网络的多播吞吐能力。此外，第六章还研究了WDM网络多播业务疏导的生存性问题，并提出了两种分析模型：多播混合带宽保护的业务疏导分析模型TG-MBP(Traffic Grooming with Mixed Bandwidth Protection)和多播共享保护的业务疏导分析模型TG-SP(Traffic Grooming with Shared Protection)。在TG-MBP模型中，一个专用保护的多播路由SMR(Survivable Multicasting Route)可以分解成为两棵“对偶”树结构。在网络正常情况下，连接都可以传输到SMR上的任意节点，从而保证了到SMR上任意节点的业务都可以进行业务疏导。利用TG-MBP提出了专用分段保护的多播业务疏导算法MTG-SP(Multicast Traffic with Segment Protection)。在TG-SP模型中，多播保护采用的是共享保护机制。在共享保护模型中，只有到工作树上节点的业务才可以进行业务疏导。基于这一模型，提出了共享分段保护的多播业务疏导算法MTG-SSP(Multicast Traffic Grooming with Shared Segment Protection)。最后进行了全文总结。
参考文献：
[1]. WDM全光传送网生存性的研究[D]. 曹俊忠. 天津大学. 2003
[2]. WDM全光传送网生存性研究[D]. 张程. 天津大学. 2004
[3]. 波长可变WDM网中基于优先级的RWA算法研究[D]. 刘海霞. 湖南大学. 2006
[4]. 光传送网（OTN）的规划与生存性研究[D]. 陈鹏斌. 北京邮电大学. 2014
[5]. WDM全光通信网技术及其发展[J]. 戈丽萍. 内蒙古科技与经济. 2006
[6]. 对基于SDH的MSTP多速率业务收集在CWDM系统中应用的研究[D]. 王毅. 电子科技大学. 2006
[7]. 全光网络路由优化设计及算法研究[D]. 何敏. 湖南大学. 2003
[8]. WDM光网络技术及路由算法的研究[D]. 赵学军. 西安科技大学. 2006
[9]. WDM光传送网的关键技术研究[D]. 罗启彬. 电子科技大学. 2001
[10]. WDM光网络中的多播算法研究[D]. 鲁才. 电子科技大学. 2007
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