【硕士论文】SDH网络增量规划算法研究与实现.pdf

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1、摘要摘要近年来，随着信息社会的发展，全球Internot业务呈现出一种爆炸式增长的趋势。人们在思考怎么样改进现有的传输技术的同时，怎么样有效的去规划一个传输网络，以节省资源也成为另一个热点。光传送网是电信网络的基础，它为整个电信网络的业务提供传输通道和平台。SDH(同步数字系列)作为一种传送网标准化的传送技术体制，在光传送网中获得了巨大的发展。本文主要研究了SDH网络规划中增量规划算法研究与实现。增量规划是在网络中已经配置好业务的时候，将新增的业务配置在当前的网络上，使得网络成本或资源最小。增量规划中是否允许网络扩容会直接导致优化的目标不同。本文详细分析了单层SDH网络增量规划和两层SDH网

2、络增量规划，在允许扩容与不允许扩容两种场景下，提出了适用于各自场景的启发式算法。本文第一章中概要介绍了SDH网络的基本原理和结构、生存性和业务量疏导相关问题。第二章中，主要研究了单层SDH网络的增量规划问题，在不允许扩容的场景下，我们给出了该问题的整数线性规划的数学语言描述，提出的启发式算法采取不同的权重值结合，通过迭代得到多次计算的最优值。权重设计中主要考虑了最小跳和负载均衡。仿真部分与ILP对比分析的结果表明该算法达到了很好的效果。在允许扩容的场景下，引入扩容权重，分析了单纯的考虑充分利用现有资源或者直接新增资源，这两种方法都会导致总的新增资源的增加，本文提出的启发式算法综合考虑了二者对

3、总的新增资源的影响，期望在二者之间找到一个合理的折中。此外，也给出了该场景下的整数线性规划(ILP)数学语言描述。与ILP对比的仿真结果表明算法达到了理想的效果。第三章中，主要研究了两层SDH网络的增量规划问题。通过引入预先构建的虚拓扑、在虚拓扑上进行客户层业务的分层计算、业务量疏导，将低粒度的客户层业务汇聚为高粒度的服务层业务，从而将两层增量规划问题转化为两个独立的单层增量规划问题。因此本章中，我们将详细介绍在虚拓扑上面计算客户层业务的增量启发式算法设计。在不允许扩容与允许扩容两种场景下，各自给出了在端到端和多跳(End．to．End和Sub—Path)两种业务量疏导方式下的启发式算法设计

4、。在不允许扩容的场景下，在端到端疏导方式下，链路权重设计考虑了最小跳和负载均衡两种方式；在多跳疏导方式下，链路权重设计除了考虑最小跳和负载均衡摘要之外，还考虑了上下层资源的联合优化设计。应该减少FA的数目，且通过分析在计算下层需要保护的业务时，上层工作路径的选取对总的使用资源的影响，可以看出，上下层资源的联合优化设计可以有效的减少总的使用资源。仿真数据的对比分析表明了多跳疏导方式下启发式算法的优越性。在允许扩容的场景下，引入了扩容权重。在端到端疏导方式下，采取不同的权重值组合通过迭代选取最优的结果作为最后的结果，权重值组合为最小跳、扩容和负载均衡、扩容。在多跳疏导方式下，权重设计中综合考虑了

5、最小跳、负载均衡、扩容和上下层资源的联合优化设计，通过调整参数，可以在各个部分之间达到一个合理的平衡点。仿真部分对比分析了两种疏导方式下的启发式算法的性能，结果表明了多跳疏导方式下算法可以达到非常理想的效果。关键词：SDH网络，增量规划，启发式算法，扩容II第一章绪论第一章绪论1．1SDH网络概述根据11ru．TG．872建议中定义光传送网(OTN)【l】是为一组客户层信号提供主要在光域上进行客户信息的传送、复用、选路、监控和生存性处理功能的光纤网络。我们通常所说的光网络是“光传送网"的通俗说法。它可分为光通道层、光复用段层和光传输段层。其中光通道层负责为来自电复用段层的不同格式的客户信息选

6、择路由和分配波长，为灵活的网络选路安排通路连接，为透明地传递各种不同格式的客户层信号的光通路提供端到端的联网功能。光复用段层保证相邻两个波长复用传输设备间多波长复用光信号的完整传输，为多波长信号提供网络功能。光传输段层为光信号在不同类型光传输媒质(G652、G653、G654、G655光纤、G656光纤等)上提供传输功能同时实现对光放大器或中继器的检测和控制功能等。除了上述三层之外，在光传送网中还应该包括一个物理媒质层．光传输段层的服务层，即用来传输的光纤。光传送网是电信网络的基础，它为整个电信网络所承载的业务提供传输通道和平台【2】，SDH(同步数字系列)作为一种传送网标准化的传送技术体制

7、，在光传送网中获得了巨大的发展。SDH的产生要追溯到1985年美国BeUcore提出了同步光纤网(SONET)的设想，在此基础上ITU．T于1988年提出了SDH的建议，并于1990年和1992年两次修订完善，形成一套SDH的标准。与传统的PDH相比较，SDH有如下特点【3】：(1)灵活的分插功能。(2)SDH有强大的网络管理能力。(3)强大的自愈能力。(4)SDH有标准的光接口规范。(5)SDH具有后向兼容