论文部分内容阅读
波分复用(WDM,Wavelength Division Multiplexing)技术的发展为下一代网络带来了巨大的传输容量优势,以此为核心的光网络已经取代了传统网络成为最有竞争力的传输网络。由于每一条链路都承载了大量业务,任何链路或节点的失效都将导致巨大的损失,因此,在光网络中引入有效的保护策略是必然的趋势,而共享资源的保护方式因其能有效节省网络资源更是受到了广大运营商的青昧。但现有通信网络中的节点只能对收到的信息进行存储和转发,很难达到网络传输容量的上限。从信息理论的观点来看,没有理由让节点只能进行存储和转发,为了提高光网络的性能,本论文采用Ahlswede等在2000年提出的网络编码的思想,使其在中间节点对数据进行线性组合,并且将网络编码与光网络保护机制相结合,主要围绕共享通路保护的方式展开进行研究。
论文首先介绍了光网络最基本的保护策略,网络编码的概念、研究现状以及网络编码与光组播网络结合等相关问题。在分析了网络编码的基本思想和用法之后,将其引入到光网络保护策略的研究中,通过与传统的1+1保护、1:1保护、1:N保护、M:N保护进行比较并拓展,改进一种基于单链路故障的1+N通路保护机制,该机制采取一种新的核心节点选取算法,并在该核心节点处进行编码,在不通过故障监测和定位的情况下仍然能准确地恢复出由于链路故障丢失的数据。针对优化目标,建立了整数线型规划模型,分析表明,该机制能优化网络的性能。同时通过仿真进一步验证了在共享保护资源的前提下,基于网络编码的光网络保护机制可有效节约波长资源消耗,提高网络链路的资源利用率。
其次,结合传统的光组播保护方案,以及采用网络编码与光组播结合可节约波长资源的优点,本文提出了新的光组播保护机制,即一种基于网络编码的光组播通路保护机制。该机制将网络编码应用于光组播树的建立中,网络编码由集中式扩展为分布式,即让各个中间节点都具有编码功能。核心节点按照第二段所提算法选取,并且在选路机制中引入Dijkstra算法,将建立的基于网络编码的组播树和目的节点之间相互保护相结合。通过仿真验证了该机制在光组播网络的保护开销和平均带宽资源消耗方面的改善,证明该机制性能良好。