光传输设备中采用clos交叉矩阵的保护机制研究

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1、西安电子科技大学硕士学位论文光传输设备中采用Clos交叉矩阵的保护机制研究姓名：雒晓卓申请学位级别：硕士专业：计算机软件与理论指导教师：王长山20080101摘要网络业务爆炸式增长和高带宽需求业务的大量涌现，使得光网络成为了下一代核心传输网基础。目前，光网络技术的快速发展，特别是密集波分技术以及新型光纤技术的不断进步，光网络的传输能力以达到T比特级，甚至更高。巨大的传输容量和业务即时性使网络生存性问题尤为突出，一旦网络失效，将带来巨大的经济损失和社会影响。因此，如何保证光网络中业务的可靠传输，已经成为光传输网技术的核心问题之一。光交叉连接设备(

2、oxc)作为全光网络中的核心路由设备，除了完成基本的光信号交换外，还作为光通道管理器，对光网络提供配置调度，实现保护倒换和恢复等重要功能。因此，OXC的可靠性和高效性直接决定着网络的生存性。本文主要对光网络中基于Clos交叉矩阵结构的光交换设备的保护机制进行分析和研究，全文工作和贡献包括如下三个方面：．一分析了基于Clos交叉矩阵结构的交叉连接设备在网络中的保护倒换原理，实现了在网络发生故障情况下，交叉连接设备传输单播业务和组播业务时的保护倒换算法。为了验证Clos交叉矩阵的倒换性能，并对算法的性能进行了仿真。从仿真结果可以看出，Clos交叉矩

3、阵的规模是保护倒换中的重要因素，交叉矩阵规模越大，保护倒换的重构次数明显减少，重构时间降低，成功概率增大。而且组播算法中，扇出值也是影响保护倒换的因素，越大的扇出值会造成Clos交叉矩阵的内部拥塞，倒换性能下降。同时，Clos交叉矩阵随业务负载增大，特别当负载≥O．9时，交叉矩阵内部重构次数增多，大大的降低了网络保护倒换的效率和成功率。二分析了交叉矩阵无故障和有故障时的内部阻塞性能，根据Clos交叉矩阵内部故障的不同特点，分别建立了模块故障和链路故障两类故障模型，并对模型进行故障性能仿真；针对Clos交叉矩阵和故障类型的特点，本文从硬件和软件两

4、个方面提出保护策略。硬件方面利用Clos交叉矩阵的冗余特性和可扩展性对故障进行保护。软件方面利用了交叉矩阵的模块性和路径多样性进行故障时的保护倒换。最后提出Clos交叉矩阵的容错算法，并对其仿真实现，仿真结果表明在容错算法下，Clos交叉矩阵保护倒换性能较没有容错之前有了较大提升。三将传统Clos交叉矩阵改进为多链路结构的Clos交叉矩阵。文中针对新结构中多链路的特点，提出了新的保护倒换和容错算法。并对其性能进行仿真。关键词：光交叉连接设备Clos交叉矩阵保护倒换容错AbstractABSTRACTAtpresent，therapiddevel

5、opmentofopticalnetworktechnologies，inparticularDWDMtechnology,雏wellasnewfiber-optictechnology,makesopticalnetworktransmissioncapacityhaSreachedTbiffsandevenhighlevel．111eproblemofsurvivabilityfornetworkbecomesmorestandsoutbecauseofthehugecapacityofnetworkandrealtimeservices．

6、Oncethenetworkfailed，itwillbringseriouseconomyexpenseandsocialinfluence．Therefore，howtoensurethereliablebusinesstransmissionhasbecomeoneofthecoretechnologiesinopticalnetwork．AsacoreroutingequipmentinOpticalnetwork,theOpticalCross—Connect(oxc)playsimportantrolesinopticalnetwo

7、rkconfigurationandmanagementexceptforitsbaSicfunctionofopticalrouting．Therefore，thereliabilityandefficiencyofOXCdecidethesurvivabilityofopticalnetwork．TIlispaperpresentsasurveyofthesurvivabilitymechanismsofOXCbasedonCloscross—matrixforopticalnetwork．Themainjobsandcontributio

8、nsinthispaperarefollowingthreeaSpects：1．FirsttheOXCbaSedonCloscross-matrixp