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WDM光网络中基于网络编码的路径保护机制研究

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摘要

第一章 绪论

1.1 WDM光网络简介

1.1.1 WDM光网络的相关设备与和功能

1.1.2 WDM网络的特点和发展

1.2 WDM光网络相关技术

1.2.1 波长路由分配关键技术

1.2.2 业务量疏导技术

1.2.3 光生存性技术

1.3 WDM光网络生存性研究

1.3.1 WDM光网络生存性研究意义

1.3.2 WDM光网络生存性研究现状

1.4 全文主要工作及内容安排

第二章 WDM光网络中基于网络编码的保护技术

2.1 WDM光网络保护技术

2.1.1 保护技术的分类及特点

2.1.2 光网络保护技术的发展及设备实现

2.2 WDM光网络路径保护技术

2.2.1 WDM光网络共享路径保护和专用路径保护

2.2.2 WDM光网络路径保护技术研究现状

2.3 基于网络编码的光网络路径保护技术

2.3.1 网络编码技术

2.3.2 光网络中网络编码与保护的融合

2.3.3 基于网络编码的路径保护研究现状

2.4 本章小结

第三章 基于网络编码的共享链路路径保护机制研究

3.1 单故障问题解决分析

3.2 基于网络编码的共享链路路径保护机制

3.2.1 编码保护方式分析

3.2.2 单故障整数规划模型

3.3 路径保护机制及流程图

3.3.1 路径保护机制

3.3.2 SNCPP机制流程

3.4 性能仿真

3.4.1 仿真环境

3.4.2 保护时延分析

3.4.3 保护开销对比

3.4.4 路径保护效率对比

3.5 本章小结

第四章 基于链路部分分离的多故障编码路径保护

4.1 多故障编码解决研究

4.2 分集编码多路径保护方式

4.2.1 多路径保护模型

4.2.2 分集编码方式和故障解决分析

4.2.3 具有编码能力的节点结构

4.3 基于链路部分分离的多故障路径保护策略

4.3.1 链路部分分离

4.3.2 多故障路径保护参数

4.3.3 网络模型及流程图

4.4 性能仿真

4.4.1 保护时延分析

4.4.2 统计波长数和资源占用率

4.4.3 负载均衡分析

4.4.4 阻塞率

4.5 结束语

第五章 全文总结及展望

5.1 全文总结

5.2 进一步工作展望

致谢

参考文献

附录 攻读硕士学位期间从事的科研工作

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摘要

WDM(Wavelength Division Multiplexing,WDM)光网络作为下一代光网络传输的主要技术,因其各方面的优势而引起了学者的广泛关注。作为衡量光网络可靠性的重要因素,高效的生存性技术是光网络高速发展的关键。新兴的网络编码通过增加节点的编解码处理能力来提升网络吞吐量,提出“接收-编码-转发”的通信模式,极大地提高了网络传输效率和资源利用率,在改善网络生存性性能方面具有重要意义。
   基于上述思想,本文首先从总体上介绍了WDM光网络相关技术发展情况,然后对网络编码及其在光保护技术方面的应用进行概述,并着重研究了国内外关于网络编码与路径保护技术结合的发展现状。
   其次,为了更好地解决光网络中的单故障问题,论文利用网络中共享链路的特点,结合网络编码信息融合的优势,提出一种基于网络编码的路径保护机制。该机制将共享链路的端节点加入到保护路径源目的节点集中,采用改进的智能算法建立经过所有节点的最短保护路径,并结合编码信息融合的方式,实现了对存在共享链路路径的保护。仿真结果表明所提出的机制不仅能够对存在共享链路故障的网络提供保护,同时节省了资源消耗,极大地提高了保护效率。
   再次,数据业务增加和网络规模扩大使得光网络多故障问题受到关注。传统的多故障保护机制不仅会引起网络资源的过度占用,还容易在为多故障分配保护路由时陷入拓扑“陷阱”问题。针对该问题,论文提出了一种基于链路部分分离的分集编码路径保护方法,根据实际拓扑依次建立多条链路完全分离的工作路径和多条链路部分分离的保护路径,在工作路径上传输原始信息的同时,通过保护路径传输编码保护信息,利用较少的网络资源实现多故障的保护。仿真结果表明,与传统的多故障保护机制相比,所提出机制极大地降低了多故障保护所引起的资源开销,同时降低了网络拥塞率,通过大规模业务的分散传输方式,提高了网络负载均衡度。
   最后对全文工作进行了总结,并对下一步研究方向和内容进行了展望。

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