wdm光纤网故障的光路恢复策略

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1、WDM光纤网故障的光路恢复策略～教育资源库　　摘要鉴于近年来波分复用()系统在长途光纤主干网上得到了愈来愈广泛的应用这一情况，针对如何确保网络的故障恢复(restoration)能力，尽可能缩短故障恢复时间，减少故障恢复代价等问题；概述了一些恢复策略，讨论了它们的性能并对其前景进行展望。　　关键字光纤网波分多路复用光路恢复　　中图分类号TP393.0文献标识码A　　1引言　　随着网络和多媒体技术的发展，人们对网络带宽的要求越来越大，另一方面，由于光电转换速度的限制，光纤的传输能力又没有得到充分的利用，于是技术在光纤网上的应用得到蓬勃的

2、发展。进入新千年，有些长途主干线路新设的地下光缆将包含100根新型单模光纤，而每对光纤加密集波分多路复用(D)系统可达100路波长，每路波长的数据传输速率达10Gb/s，每对光纤能够同时传输的数据速率达1Tb/s,面对如此巨大的数据传输率，当光纤网某一部件出现故障时，如何高效快速地恢复，是保证网络服务质量的重要问题。　　波分多路复用光网易受元件故障的影响，光缆被切断，节点失效，波长复用期/解复用器出现故障均会引起严重的后果，因而光网应有完备的抗故障措施，也就是说当故障出现时，网络应具有对通信进行重新路由和网络重建的能力，即故障的恢复能

3、力。网络的故障恢复既可以在光层提供也可以在较高层的客户层提供，它们各有优缺点。在光层提供的故障恢复具有恢复时间短，资源利用率高，协议透明性的优点。本文主要谈论单链路故障模型(singlelinkfailuremodel)下在光通道层对网络故障的恢复问题。　　2恢复方法的分类　　当一条链路发生故障时，与它相邻接的节点能够通过监视链路上能量的强弱来发现故障。发现故障后，有不同的恢复策略。　　恢复策略主要分为两大类：主动恢复方法(proactive)和被动(reactive)恢复方法。　　被动恢复方法是最简单的，当一条光路(lightpat

4、h)出现故障后，寻找一条新光路以绕过故障的过程才开始进行。这种方法在系统没有故障时开销很低，单不能保证恢复成功，在分布式控制协议的情况下，同时为不同的失效光路进行恢复的尝试可能因为冲突要重复好几次才会成功，从而导致网络流量的增加和恢复时间的延长。　　主动式恢复可以克服以上缺点，在这种方法中，用标记符标明备用光路(backuppash)的同时，相应的设备光路的资源被预留，从而使主光路出现故障时备用光路随时可用，使故障恢复率达到100%。　　主动恢复方法包括：　　*备用专用预留方法每一条光路均有一条专用的备用光路。它的优点是恢复时间短，因

5、为它在建立主光路的同时分配了备用路径，但它保留了过多的资源，也不被看好，本文不做重点介绍。　　*备用复用如果两主光路在链路上是分离的，那么它们不会同时失效(在单链路故障模型的条件下)，因而它们的备用光路可以共享一个波长通道(dash;(1)新的备用光路选择与主光路相同的波长；(2)新的备用光路可选择不同的波长，这种方法更灵活，但需要客户层的协作。　　3.2波长转换的单光纤网的恢复设计　　下面是一种采用与故障无关的波长转换单光纤网的恢复设计方法，它的目的是使所需的加权波长数最小。考虑到单节点和单链路失效，下列要求必须满足；仅当主光路失效

6、时，备用光路的波长才会被使用；主/备用光路在选择链路时应相分离。　　这种方法采用启发式算法，恢复问题被分成独立的子集，每个子集对应着一个需求，对应着一个需求的主/备光路对被赋予一个代价值。具体实现有两种：(1)从一个需求的初始可行解法开始，可用作主光路的候选路径按代价的升序排列，对于每条候选主光路，选择一条最好的路径作为备用光路，这一过程继续下去直到主/备用光路对的代价值不再改善。对每一个需求应12下一页友情提醒：，特别！用上述过程，最终形成对初始问题的解法。(2)从每个满足需求的分离的、最短的主/备用光路对开始，对每个连续需求，先确

7、定主光路，再选择最好的备用光路。这两种算法在一些随机网络的模拟实现显示，第一种算法比第二种算法性能稍好，两种算法都优于基于最短路径的算法，并可以通过备用复用的技术进一步提高它们的性能。　　4动态业务量的光路恢复　　与静态业务量不同，动态业务量的光路故障恢复要求计算简单的算法，算法的目标是选择最好的主/备用光路对以改善网络的阻塞性能(阻塞性能指的是连接请求被阻塞的可能性)，也就是说利用固定的资源提供尽可能多的恢复光路。下面介绍两种为动态业务量提供路由的算法，它们均是主动式、与故障无关的、基于路径的方法。　　4.1基于备用光路复用的路由算

8、法　　这种算法采用一种更替路由的方法。首先为每一个节点计算一个候选路径集，一个源、目的节点的候选路径应是链路分离的。当一个新的连接请求到达时，最小代价的主/备用光路对被选择。这一对光路所需求的空闲通道应是最少的。一条波长