電信級(jí)以太網(wǎng)多業(yè)務(wù)環(huán)網(wǎng)保護(hù)技術(shù)和組網(wǎng)優(yōu)化策略研究.pdf

1、電信級(jí)以太網(wǎng)技術(shù)使以太網(wǎng)具備電信級(jí)的可擴(kuò)展性、可管理性和服務(wù)質(zhì)量保障等能力。以太網(wǎng)技術(shù)在電信級(jí)網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用推動(dòng)了傳統(tǒng)電信網(wǎng)絡(luò)向分組化網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)型。然而以太網(wǎng)的分組化特性和自身機(jī)制導(dǎo)致可靠性問題難以有效解決，從而影響了以太網(wǎng)在電信級(jí)網(wǎng)絡(luò)上的規(guī)模應(yīng)用。
　　傳統(tǒng)的剛性保護(hù)不利于根據(jù)用戶的實(shí)際需求和分組業(yè)務(wù)的特性來提供差異化的保護(hù)策略和優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)資源。而彈性保護(hù)帶來了保護(hù)質(zhì)量不確定的問題。一種基于多業(yè)務(wù)環(huán)MSR(Multiple Servi

2、ces Ring)的保護(hù)質(zhì)量模型采用在故障前后業(yè)務(wù)的可用帶寬來衡量保護(hù)質(zhì)量，并引入保護(hù)質(zhì)量因子進(jìn)行定量評(píng)估業(yè)務(wù)的保護(hù)質(zhì)量。在此模型下，一種面向收益的MQoP(MSR Quality of Protection)差異化保護(hù)機(jī)制根據(jù)業(yè)務(wù)不同的保護(hù)需求和收益情況對(duì)多業(yè)務(wù)實(shí)施差異化保護(hù)。在商用系統(tǒng)平臺(tái)上的實(shí)驗(yàn)分析表明該機(jī)制在MSR彈性管道中為多業(yè)務(wù)提供的差異性保護(hù)質(zhì)量可以得到量化保證。
　　現(xiàn)有以太網(wǎng)保護(hù)機(jī)制無法發(fā)揮以太網(wǎng)簡(jiǎn)單高效的特性，

3、難以滿足電信級(jí)50ms保護(hù)倒換要求或存在拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的局限性。一種基于預(yù)配置彈性自愈回路R-cycle（Resilient cycle）的快速保護(hù)技術(shù)和以此技術(shù)為基礎(chǔ)的彈性以太環(huán)網(wǎng)RER（Resilient Ethernet Ring）保護(hù)控制協(xié)議在不改變以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)發(fā)方式的前提下可在任意網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湎聦?shí)現(xiàn)快速保護(hù)倒換。該技術(shù)和協(xié)議采用分布式檢測(cè)和控制機(jī)制在R-cycle內(nèi)實(shí)施簡(jiǎn)單高效的自動(dòng)保護(hù)倒換操作。針對(duì)R-cycle間共享鏈路的歸屬問題，

4、一種結(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)鏈路歸屬R-cycle數(shù)量的約束方法可避免在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中超環(huán)問題的出現(xiàn)。通過在商用系統(tǒng)上與現(xiàn)有環(huán)網(wǎng)保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)比實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，RER可實(shí)現(xiàn)分布式電信級(jí)50ms保護(hù)，在可擴(kuò)展性和網(wǎng)絡(luò)普適性方面該技術(shù)相對(duì)現(xiàn)有環(huán)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)亦有較大優(yōu)勢(shì)。
　　基于以太網(wǎng)層進(jìn)行保護(hù)的現(xiàn)有協(xié)議均要求在出現(xiàn)故障后網(wǎng)絡(luò)中所有結(jié)點(diǎn)都需進(jìn)行地址表更新。這個(gè)操作所導(dǎo)致的業(yè)務(wù)流量洪泛會(huì)極大地影響業(yè)務(wù)自愈時(shí)間。目前的解決方法需要引入大量的協(xié)議開銷，占用較多帶寬。一種基于

5、通路觸發(fā)的刷新機(jī)制PBTF（Path-based Trigger Flushing）可在不增加協(xié)議開銷的情況下有效減少網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行地址刷新的結(jié)點(diǎn)數(shù)量。通過與最新協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)在理論和實(shí)驗(yàn)方面的對(duì)比分析，該機(jī)制可有效避免單點(diǎn)故障導(dǎo)致的全網(wǎng)結(jié)點(diǎn)地址刷新造成大規(guī)模流量洪泛的問題。在商用平臺(tái)上的實(shí)驗(yàn)對(duì)比數(shù)據(jù)表明，采用PBTF機(jī)制的RER協(xié)議在業(yè)務(wù)自愈時(shí)間上優(yōu)于G.8032協(xié)議。而且隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模增大、業(yè)務(wù)數(shù)量增多，優(yōu)化效果愈加明顯。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示在城域網(wǎng)典

6、型的三級(jí)環(huán)網(wǎng)級(jí)聯(lián)組網(wǎng)模式下，該機(jī)制在業(yè)務(wù)數(shù)量較多(超過1.6萬條)的情況下可使業(yè)務(wù)自愈時(shí)間縮短接近50％。
　　在多個(gè)以太環(huán)網(wǎng)互聯(lián)的網(wǎng)狀網(wǎng)中不同環(huán)間層次化關(guān)系和阻塞端口的位置會(huì)導(dǎo)致不同的帶寬需求和流量分布。為了優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和流量分配，一種基于R-cycle的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃模型可對(duì)網(wǎng)絡(luò)的鏈路帶寬、保護(hù)容量分配、負(fù)載均衡、最小成本和最大收益等優(yōu)化目標(biāo)及其約束條件進(jìn)行分析和網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)。一種啟發(fā)式的HRNPA組網(wǎng)規(guī)劃算法及其子算法可在多項(xiàng)式時(shí)間內(nèi)