光網(wǎng)絡(luò)中組播路由問(wèn)題的優(yōu)化方法研究

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1、重慶郵電大學(xué)碩士論文第一章緒論的混合傳輸。(3)使用WDM技術(shù)能夠方便地實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的平滑升級(jí)擴(kuò)容。只需要增加光通道數(shù)量與相應(yīng)設(shè)備，就可以通過(guò)增加系統(tǒng)的傳輸容量以實(shí)現(xiàn)擴(kuò)容，且擴(kuò)容時(shí)不對(duì)其它光通道造成不良影響。(4)WDM技術(shù)能夠利用摻鉺光纖放大器(Erbium—DopedFiberAmplifier,EDFA)實(shí)現(xiàn)超長(zhǎng)距離傳輸以減少設(shè)備使用量，從而節(jié)省成本。(5)WDM技術(shù)可提供波長(zhǎng)選路以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的交換和恢復(fù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)未來(lái)透明、靈活且具有高度生存性的全光通信網(wǎng)絡(luò)。WDM技術(shù)解決了高速大容量數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的傳輸問(wèn)題，但是真正建立起一個(gè)具

2、有高度靈活性和可靠性的光網(wǎng)絡(luò)還需要引入若干光節(jié)點(diǎn)以完成信息的選路和上下路調(diào)配等功能。也就是說(shuō)，為了將WDM光網(wǎng)絡(luò)所擁有的巨大帶寬資源轉(zhuǎn)化為實(shí)際組網(wǎng)時(shí)可靈活使用的帶寬，需要靈活光節(jié)點(diǎn)的引入以實(shí)現(xiàn)光層互聯(lián)。目前常用光節(jié)點(diǎn)可以分為兩類：光交叉連接器(OpticalCrossConnect，OXC)和光分插復(fù)用器(OpticalAdd／DropMultiplex，OADM)，如圖1．2所示。這些光節(jié)點(diǎn)可以實(shí)現(xiàn)信號(hào)在光域上的交換和路由選擇，從而使得光域聯(lián)網(wǎng)成為可能。其中OXC是光網(wǎng)絡(luò)中的核心網(wǎng)絡(luò)元件，其功能與SDH中的數(shù)字交叉連接設(shè)備

3、(SDXC)相似，不同之處是高速光信號(hào)的路由選擇和網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)可以直接在光域網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)，無(wú)需經(jīng)過(guò)O／E／O轉(zhuǎn)換和電處理。OADM能夠在光域內(nèi)實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)的SDH分插復(fù)用在時(shí)域內(nèi)完成的功能，且具有透明性，能夠處理任何速率和格式的信號(hào)，與在SDH網(wǎng)絡(luò)中所使用的ADM相比其性能更加優(yōu)越【5】。輸入光纖(a)OXC結(jié)構(gòu)示意圖M輸出光纖解復(fù)用器光開(kāi)關(guān)復(fù)用器——制=2壘卜—一——列絲卜—]，一、

4、、r’r(b)OADM結(jié)構(gòu)示意圖圖1．20XC與OADM結(jié)構(gòu)框圖光交叉連接器OXC和光分插復(fù)用器OADM等光器件的不斷改進(jìn)和成熟，使得光網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)方式從

5、點(diǎn)到點(diǎn)的傳輸系統(tǒng)朝著WDM聯(lián)網(wǎng)方向發(fā)展。WDM光網(wǎng)絡(luò)按照選路方式的不同可劃分為兩種典型結(jié)構(gòu)：廣播與選擇網(wǎng)(BroadcastandSelectOpticalNe倆orks)和波長(zhǎng)路由網(wǎng)(W打elengcllRoutedOpticalNetworks)‘21。廣播與選重慶郵電大學(xué)碩士論文第一章緒論擇網(wǎng)有浪費(fèi)光功率、可擴(kuò)展性差以及帶寬利用率低三個(gè)主要缺點(diǎn)，因此只適用于網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較小且對(duì)網(wǎng)絡(luò)生存性要求不高的局域網(wǎng)或城域網(wǎng)?；诠饴方粨Q的波長(zhǎng)路由網(wǎng)絡(luò)采用波長(zhǎng)路由機(jī)制，主要用于廣域骨干網(wǎng)中。如圖1．3所示，在波長(zhǎng)路由網(wǎng)絡(luò)中OXC和光纖鏈

6、路互連可組成任意的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，它通過(guò)建立源到目的節(jié)點(diǎn)的若干光通路(1ight-path)實(shí)現(xiàn)通信。所謂光通路就是可以跨越多個(gè)光纖鏈路的全光通信信道，光通路通信能夠減少分組所經(jīng)過(guò)的跳數(shù)，從而提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量。光通路中間節(jié)點(diǎn)處的OXC負(fù)責(zé)為其提供光域的路由，終端節(jié)點(diǎn)則將發(fā)射機(jī)或接收機(jī)調(diào)諧至特定波長(zhǎng)上以建立波長(zhǎng)信道。波長(zhǎng)路由網(wǎng)絡(luò)的基本要求是同一光纖鏈路上的不同光通路必須使用不同的波長(zhǎng)，以免通路間相互干擾，即波長(zhǎng)獨(dú)立性(wavelengthdistinct)限制。如圖1．3所示，由于A到C和B到F兩條光通路共享了光纖鏈路(6，7)，因此

7、兩條光通路需要被分配不同的波長(zhǎng)。此外，在沒(méi)有波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器的情況下，一條光通路上所經(jīng)過(guò)的所有鏈路必須使用同一波長(zhǎng)，即波長(zhǎng)連續(xù)性(wavelengtheontinuity)l漫$Ut昏71。如圖1．3所示，A到C和B到F的光通路所經(jīng)過(guò)的所有鏈路都需要使用同一波長(zhǎng)。而帶有波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器的光通路就不必滿足這一約束條件，如圖1．3中D到E的光通路。WDM波長(zhǎng)路由網(wǎng)絡(luò)充分利用了光纖鏈路的豐富帶寬資源，并在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)處引入光交叉連接設(shè)備、光分插復(fù)用器等設(shè)備在光層終端之間建立光通路，為高層邏輯網(wǎng)絡(luò)提供了大容量、高速的信息傳送平臺(tái)，因此它被認(rèn)為是未來(lái)

8、高速?gòu)V域骨干網(wǎng)中最具競(jìng)爭(zhēng)力的候選者。口接入節(jié)點(diǎn)O波長(zhǎng)路由節(jié)點(diǎn)圖1．3波長(zhǎng)路由網(wǎng)絡(luò)示意圖重慶郵電大學(xué)碩士論文第一章緒論1．2光網(wǎng)絡(luò)中的組播技術(shù)具有實(shí)時(shí)互動(dòng)特點(diǎn)的寬帶網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的出現(xiàn)使得組播技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用，組播是一種允許單個(gè)或多個(gè)源節(jié)點(diǎn)發(fā)送單一的數(shù)據(jù)包到多個(gè)目的節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)【8】。組播傳送在某些共享鏈路上只需發(fā)送一次信息，因而無(wú)需向組播源到每個(gè)目的節(jié)點(diǎn)都發(fā)送一個(gè)信息副本，所以與多個(gè)單播實(shí)現(xiàn)的一對(duì)多通信方式相比，組播通信能夠大幅度節(jié)省網(wǎng)絡(luò)帶寬資源，有效地降低網(wǎng)絡(luò)的通信費(fèi)用，是目前最適合寬帶網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的一種一對(duì)多通信方式。需要組

9、播技術(shù)支持的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)大多屬于帶寬密集型業(yè)務(wù)，而光網(wǎng)絡(luò)能夠提供巨大的帶寬資源，滿足寬帶組播業(yè)務(wù)發(fā)展的需求，因此如何在光網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)組播問(wèn)題受到關(guān)注。1．2．1光組播的實(shí)現(xiàn)方法不同于IP組播的技術(shù)特點(diǎn)和實(shí)現(xiàn)方案，光組播屬于一種物理層組播技術(shù)，不僅要求在光域內(nèi)復(fù)制數(shù)據(jù)流，還要在光域內(nèi)完成光信號(hào)副本