光傳輸設(shè)備中采用Clos交叉矩陣的保護(hù)機(jī)制研究.pdf

1、網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)爆炸式增長(zhǎng)和高帶寬需求業(yè)務(wù)的大量涌現(xiàn)，使得光網(wǎng)絡(luò)成為了下一代核心傳輸網(wǎng)基礎(chǔ)。目前，光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，特別是密集波分技術(shù)以及新型光纖技術(shù)的不斷進(jìn)步，光網(wǎng)絡(luò)的傳輸能力以達(dá)到T比特級(jí)，甚至更高。巨大的傳輸容量和業(yè)務(wù)即時(shí)性使網(wǎng)絡(luò)生存性問題尤為突出，一旦網(wǎng)絡(luò)失效，將帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)影響。因此，如何保證光網(wǎng)絡(luò)中業(yè)務(wù)的可靠傳輸，已經(jīng)成為光傳輸網(wǎng)技術(shù)的核心問題之一。 光交叉連接設(shè)備（OXC）作為全光網(wǎng)絡(luò)中的核心路由設(shè)備，除了

2、完成基本的光信號(hào)交換外，還作為光通道管理器，對(duì)光網(wǎng)絡(luò)提供配置調(diào)度，實(shí)現(xiàn)保護(hù)倒換和恢復(fù)等重要功能。因此，OXC的可靠性和高效性直接決定著網(wǎng)絡(luò)的生存性。本文主要對(duì)光網(wǎng)絡(luò)中基于Clos交叉矩陣結(jié)構(gòu)的光交換設(shè)備的保護(hù)機(jī)制進(jìn)行分析和研究，全文工作和貢獻(xiàn)包括如下三個(gè)方面： 一分析了基于Clos交叉矩陣結(jié)構(gòu)的交叉連接設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)中的保護(hù)倒換原理，實(shí)現(xiàn)了在網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障情況下，交叉連接設(shè)備傳輸單播業(yè)務(wù)和組播業(yè)務(wù)時(shí)的保護(hù)倒換算法。為了驗(yàn)證Clos交叉

3、矩陣的倒換性能，并對(duì)算法的性能進(jìn)行了仿真。從仿真結(jié)果可以看出， Clos交叉矩陣的規(guī)模是保護(hù)倒換中的重要因素，交叉矩陣規(guī)模越大，保護(hù)倒換的重構(gòu)次數(shù)明顯減少，重構(gòu)時(shí)間降低，成功概率增大。而且組播算法中，扇出值也是影響保護(hù)倒換的因素，越大的扇出值會(huì)造成Clos交叉矩陣的內(nèi)部擁塞，倒換性能下降。同時(shí)，Clos交叉矩陣隨業(yè)務(wù)負(fù)載增大，特別當(dāng)負(fù)載≥0．9時(shí)，交叉矩陣內(nèi)部重構(gòu)次數(shù)增多，大大的降低了網(wǎng)絡(luò)保護(hù)倒換的效率和成功率。 二分析了交叉矩

4、陣無(wú)故障和有故障時(shí)的內(nèi)部阻塞性能，根據(jù)Clos交叉矩陣內(nèi)部故障的不同特點(diǎn)，分別建立了模塊故障和鏈路故障兩類故障模型，并對(duì)模型進(jìn)行故障性能仿真；針對(duì)Clos交叉矩陣和故障類型的特點(diǎn)，本文從硬件和軟件兩個(gè)方面提出保護(hù)策略。硬件方面利用Clos交叉矩陣的冗余特性和可擴(kuò)展性對(duì)故障進(jìn)行保護(hù)。軟件方面利用了交叉矩陣的模塊性和路徑多樣性進(jìn)行故障時(shí)的保護(hù)倒換。最后提出Clos交叉矩陣的容錯(cuò)算法，并對(duì)其仿真實(shí)現(xiàn)，仿真結(jié)果表明在容錯(cuò)算法下，Clos交叉矩陣