電信級以太網(wǎng)多業(yè)務環(huán)網(wǎng)保護技術和組網(wǎng)優(yōu)化策略研究.pdf

1、電信級以太網(wǎng)技術使以太網(wǎng)具備電信級的可擴展性、可管理性和服務質(zhì)量保障等能力。以太網(wǎng)技術在電信級網(wǎng)絡中的應用推動了傳統(tǒng)電信網(wǎng)絡向分組化網(wǎng)絡的轉(zhuǎn)型。然而以太網(wǎng)的分組化特性和自身機制導致可靠性問題難以有效解決，從而影響了以太網(wǎng)在電信級網(wǎng)絡上的規(guī)模應用。
　　傳統(tǒng)的剛性保護不利于根據(jù)用戶的實際需求和分組業(yè)務的特性來提供差異化的保護策略和優(yōu)化網(wǎng)絡資源。而彈性保護帶來了保護質(zhì)量不確定的問題。一種基于多業(yè)務環(huán)MSR(Multiple Servi

2、ces Ring)的保護質(zhì)量模型采用在故障前后業(yè)務的可用帶寬來衡量保護質(zhì)量，并引入保護質(zhì)量因子進行定量評估業(yè)務的保護質(zhì)量。在此模型下，一種面向收益的MQoP(MSR Quality of Protection)差異化保護機制根據(jù)業(yè)務不同的保護需求和收益情況對多業(yè)務實施差異化保護。在商用系統(tǒng)平臺上的實驗分析表明該機制在MSR彈性管道中為多業(yè)務提供的差異性保護質(zhì)量可以得到量化保證。
　　現(xiàn)有以太網(wǎng)保護機制無法發(fā)揮以太網(wǎng)簡單高效的特性，

3、難以滿足電信級50ms保護倒換要求或存在拓撲結構的局限性。一種基于預配置彈性自愈回路R-cycle（Resilient cycle）的快速保護技術和以此技術為基礎的彈性以太環(huán)網(wǎng)RER（Resilient Ethernet Ring）保護控制協(xié)議在不改變以太網(wǎng)標準轉(zhuǎn)發(fā)方式的前提下可在任意網(wǎng)絡拓撲下實現(xiàn)快速保護倒換。該技術和協(xié)議采用分布式檢測和控制機制在R-cycle內(nèi)實施簡單高效的自動保護倒換操作。針對R-cycle間共享鏈路的歸屬問題，

4、一種結點關聯(lián)鏈路歸屬R-cycle數(shù)量的約束方法可避免在網(wǎng)絡規(guī)劃中超環(huán)問題的出現(xiàn)。通過在商用系統(tǒng)上與現(xiàn)有環(huán)網(wǎng)保護標準的對比實驗驗證，RER可實現(xiàn)分布式電信級50ms保護，在可擴展性和網(wǎng)絡普適性方面該技術相對現(xiàn)有環(huán)網(wǎng)標準亦有較大優(yōu)勢。
　　基于以太網(wǎng)層進行保護的現(xiàn)有協(xié)議均要求在出現(xiàn)故障后網(wǎng)絡中所有結點都需進行地址表更新。這個操作所導致的業(yè)務流量洪泛會極大地影響業(yè)務自愈時間。目前的解決方法需要引入大量的協(xié)議開銷，占用較多帶寬。一種基于

5、通路觸發(fā)的刷新機制PBTF（Path-based Trigger Flushing）可在不增加協(xié)議開銷的情況下有效減少網(wǎng)絡中進行地址刷新的結點數(shù)量。通過與最新協(xié)議標準在理論和實驗方面的對比分析，該機制可有效避免單點故障導致的全網(wǎng)結點地址刷新造成大規(guī)模流量洪泛的問題。在商用平臺上的實驗對比數(shù)據(jù)表明，采用PBTF機制的RER協(xié)議在業(yè)務自愈時間上優(yōu)于G.8032協(xié)議。而且隨著網(wǎng)絡規(guī)模增大、業(yè)務數(shù)量增多，優(yōu)化效果愈加明顯。實驗數(shù)據(jù)顯示在城域網(wǎng)典

6、型的三級環(huán)網(wǎng)級聯(lián)組網(wǎng)模式下，該機制在業(yè)務數(shù)量較多(超過1.6萬條)的情況下可使業(yè)務自愈時間縮短接近50％。
　　在多個以太環(huán)網(wǎng)互聯(lián)的網(wǎng)狀網(wǎng)中不同環(huán)間層次化關系和阻塞端口的位置會導致不同的帶寬需求和流量分布。為了優(yōu)化網(wǎng)絡結構和流量分配，一種基于R-cycle的網(wǎng)絡規(guī)劃模型可對網(wǎng)絡的鏈路帶寬、保護容量分配、負載均衡、最小成本和最大收益等優(yōu)化目標及其約束條件進行分析和網(wǎng)絡設計。一種啟發(fā)式的HRNPA組網(wǎng)規(guī)劃算法及其子算法可在多項式時間內(nèi)