WSON網(wǎng)絡(luò)約束路由計(jì)算關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、進(jìn)入21世紀(jì)后，以對(duì)等通信（P2P）業(yè)務(wù)為代表的互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)蓬勃發(fā)展，世界網(wǎng)絡(luò)帶寬需求的年增長(zhǎng)率高達(dá)50％～100％。在業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)下，下一代傳送網(wǎng)正朝著高速率、大容量、超長(zhǎng)距離傳輸?shù)确较蜓葸M(jìn)，智能化是其發(fā)展的必然趨勢(shì)。波長(zhǎng)交換光網(wǎng)絡(luò)（WSON），即基于WDM傳送網(wǎng)的.ASON，是IETF標(biāo)準(zhǔn)組織倡導(dǎo)的OTN的骨干傳送網(wǎng)和第三代全光網(wǎng)的智能波分標(biāo)準(zhǔn)。
　　 WSON交叉連接的對(duì)象是光層波長(zhǎng)通道，與電層交換處理需求存在著很大差別。一方面

2、，由于全光波長(zhǎng)變換器件不成熟，光路在每一段鏈路上需要保持波長(zhǎng)一致性，從而對(duì)控制平面的路徑選擇和資源分配提出了更為嚴(yán)格的要求。另一方面，由于WSON透明傳送的特點(diǎn)，端到端光路隨著傳輸距離和節(jié)點(diǎn)跳數(shù)增加，存在物理?yè)p傷積累現(xiàn)象，目前全光3R再生技術(shù)尚不成熟，導(dǎo)致波長(zhǎng)通道光信號(hào)質(zhì)量因損傷積累而嚴(yán)重下降甚至不可用，迫切需要發(fā)展物理?yè)p傷約束感知的新型路徑計(jì)算技術(shù)。針對(duì)上述問(wèn)題，論文分析比較了通用多協(xié)議標(biāo)簽交換（GMPLS）分布式控制平面和路徑計(jì)算單

3、元（PCE）集中式控制平面兩種WSON組網(wǎng)模式下的約束路由計(jì)算關(guān)鍵技術(shù)，主要工作和創(chuàng)新性成果如下：
　　 （1）針對(duì)基于GMPLS分布式控制的波長(zhǎng)一致性約束路由方案中因流量工程信息不準(zhǔn)確導(dǎo)致的前向波長(zhǎng)預(yù)留失敗問(wèn)題，提出基于PCE的集中式路徑計(jì)算和波長(zhǎng)預(yù)留方案，以有效降低網(wǎng)絡(luò)阻塞率。包括：通過(guò)采集全局路由信息實(shí)施波長(zhǎng)預(yù)留，可完全避免前向預(yù)留失敗；擴(kuò)展PCEP協(xié)議技術(shù)支持發(fā)布流量工程信息，可快速同步流量信息庫(kù)；采用一次信令技術(shù)，可減

4、少信令時(shí)延。同時(shí)，針對(duì)波長(zhǎng)一致性約束信令方案中信令時(shí)延過(guò)長(zhǎng)造成后向信令沖突的問(wèn)題，提出了基于PCE的后向回溯波長(zhǎng)分配信令方案，具有集中式回溯機(jī)制探測(cè)可用波長(zhǎng)的特點(diǎn)，在網(wǎng)絡(luò)重負(fù)載下能夠有效抑制后向信令沖突。
　　 （2）針對(duì)傳統(tǒng)分布式路由計(jì)算和波長(zhǎng)分配方案難以實(shí)現(xiàn)多域多故障下準(zhǔn)確重路由的問(wèn)題，論文提出基于PCE的快速重路由方案，通過(guò)建立重路由消息緩沖器為多域多故障環(huán)境提供集中式重路由計(jì)算，可以有效地抑制網(wǎng)絡(luò)多故障引發(fā)重路由時(shí)波長(zhǎng)通

5、道預(yù)留沖突概率，提高網(wǎng)絡(luò)生存性。
　　 （3）針對(duì)不同控制通道帶寬下大數(shù)據(jù)量物理?yè)p傷信息發(fā)布過(guò)程對(duì)流量工程信息泛洪收斂性的影響嚴(yán)重程度進(jìn)行了組網(wǎng)試驗(yàn)分析和對(duì)比，提出：擴(kuò)展PCEP協(xié)議發(fā)布物理?yè)p傷信息的PCE信息庫(kù)同步方案，以減少物理?yè)p傷信息發(fā)布數(shù)量；控制通道物理?yè)p傷信息的數(shù)據(jù)壓縮傳輸方案，以減小物理?yè)p傷信息數(shù)據(jù)包的規(guī)模。通過(guò)上述解決措施，可以有效抑制有限帶寬條件下物理?yè)p傷信息發(fā)布對(duì)控制平面性能的影響。進(jìn)一步，提出GMPLS路由協(xié)

6、議和PCEP協(xié)議的擴(kuò)展方案以支持上述功能。
　　 （4）參照ASON/WSON/PCE/GMPLS標(biāo)準(zhǔn)，遵循模塊內(nèi)高內(nèi)聚、模塊間低耦合的設(shè)計(jì)原則，設(shè)計(jì)并研制具備分布式和集中式路徑計(jì)算功能的WSON仿真軟件，具有高度模塊化設(shè)計(jì)特點(diǎn)，易于擴(kuò)展應(yīng)用于多層多域光網(wǎng)絡(luò)的仿真。
　　 （5）針對(duì)分布式網(wǎng)絡(luò)單物理機(jī)仿真單節(jié)點(diǎn)方案存在的成本高、設(shè)備資源利用率低等問(wèn)題，提出基于虛擬機(jī)軟件技術(shù)搭建模擬試驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)的解決方案，支持單臺(tái)服務(wù)器設(shè)備仿