光傳輸設(shè)備中采用Clos交叉矩陣的保護機制研究.pdf

1、網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)爆炸式增長和高帶寬需求業(yè)務(wù)的大量涌現(xiàn)，使得光網(wǎng)絡(luò)成為了下一代核心傳輸網(wǎng)基礎(chǔ)。目前，光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，特別是密集波分技術(shù)以及新型光纖技術(shù)的不斷進步，光網(wǎng)絡(luò)的傳輸能力以達(dá)到T比特級，甚至更高。巨大的傳輸容量和業(yè)務(wù)即時性使網(wǎng)絡(luò)生存性問題尤為突出，一旦網(wǎng)絡(luò)失效，將帶來巨大的經(jīng)濟損失和社會影響。因此，如何保證光網(wǎng)絡(luò)中業(yè)務(wù)的可靠傳輸，已經(jīng)成為光傳輸網(wǎng)技術(shù)的核心問題之一。 光交叉連接設(shè)備（OXC）作為全光網(wǎng)絡(luò)中的核心路由設(shè)備，除了

2、完成基本的光信號交換外，還作為光通道管理器，對光網(wǎng)絡(luò)提供配置調(diào)度，實現(xiàn)保護倒換和恢復(fù)等重要功能。因此，OXC的可靠性和高效性直接決定著網(wǎng)絡(luò)的生存性。本文主要對光網(wǎng)絡(luò)中基于Clos交叉矩陣結(jié)構(gòu)的光交換設(shè)備的保護機制進行分析和研究，全文工作和貢獻包括如下三個方面： 一分析了基于Clos交叉矩陣結(jié)構(gòu)的交叉連接設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)中的保護倒換原理，實現(xiàn)了在網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障情況下，交叉連接設(shè)備傳輸單播業(yè)務(wù)和組播業(yè)務(wù)時的保護倒換算法。為了驗證Clos交叉

3、矩陣的倒換性能，并對算法的性能進行了仿真。從仿真結(jié)果可以看出， Clos交叉矩陣的規(guī)模是保護倒換中的重要因素，交叉矩陣規(guī)模越大，保護倒換的重構(gòu)次數(shù)明顯減少，重構(gòu)時間降低，成功概率增大。而且組播算法中，扇出值也是影響保護倒換的因素，越大的扇出值會造成Clos交叉矩陣的內(nèi)部擁塞，倒換性能下降。同時，Clos交叉矩陣隨業(yè)務(wù)負(fù)載增大，特別當(dāng)負(fù)載≥0．9時，交叉矩陣內(nèi)部重構(gòu)次數(shù)增多，大大的降低了網(wǎng)絡(luò)保護倒換的效率和成功率。 二分析了交叉矩

4、陣無故障和有故障時的內(nèi)部阻塞性能，根據(jù)Clos交叉矩陣內(nèi)部故障的不同特點，分別建立了模塊故障和鏈路故障兩類故障模型，并對模型進行故障性能仿真；針對Clos交叉矩陣和故障類型的特點，本文從硬件和軟件兩個方面提出保護策略。硬件方面利用Clos交叉矩陣的冗余特性和可擴展性對故障進行保護。軟件方面利用了交叉矩陣的模塊性和路徑多樣性進行故障時的保護倒換。最后提出Clos交叉矩陣的容錯算法，并對其仿真實現(xiàn)，仿真結(jié)果表明在容錯算法下，Clos交叉矩陣