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1、北京邮电大学博士学位论文光层组网的几个受限问题的研究姓名：温锋申请学位级别：博士专业：电磁场与微波技术指导教师：林金桐20030501摘要随着光通信技术的迅速发展，光层组网成为光通信发展的重要课题。从最基本的角度看，光层组网主要受限于以下三个方面：光信号传输的损伤累积、光缓存和光信号处理的困难以及光交换技术的限制。为了从技术上克服这些困难，从网络体系、网络协议以及器件和系统结构方面都提出了很多解决办法，本论文的工作也集中在对这些问题的总体解决策略和具体解决办法之上，主要包括四个方面的内容：智能光网络及其保护恢复技术、光突发交换网的体系结构及其关键技术、光分组分组网络中的偏射路由算法以及高速O
2、T D M 局域网中的数据收发受限问题。本论文的主要工作如下：1系统总结了智能光网络技术的体系结构和相关构思，分析了智能光网络中采用重叠模型和对等模型的异同，并从M P L S 的体系结构和关键技术出发，探讨了将M P L S应用于光网络的问题，在此基础上系统介绍了G M P L S 体系结构的特征。2探讨了智能光网络中的保护恢复技术。和S D H 的保护恢复技术相比，光层组网对保护恢复提出了许多新问题，本文在总结这些问题的基础上，提出并探讨了在光层环保护中将复用段层和光信道层保护恢复结合的生存性策略，并将其应用在基于G M P L S 的广播选择型环网上，进行了详细的分析。智能光网络的体系结
3、构本身对网络的保护恢复并没有本质的影响，但其控制平面为网状网和多层保护恢复技术的实现提供了有利的条件。分析表明，通过扩展传统的保护恢复技术、利用多层保护恢复机制、结合集中控制和分布式控制的互补性来实现多级别业务是将来智能光网络中生存性提供的关键。3介绍了光突发交换网络O B S 的产生原因和相关构思，比较了光突发交换网与波长交换网、光分组交换网的异同，总结了在光突发交换网络中边缘节点和核心节点中要实现的关键技术，并对这些关键技术的解决进行了探讨，从技术的角度对光突发交换网络的前景做了估计。4分析了在0 B S 中引入标签交换思想的相关技术问题，结果说明标签交换不仅能使O B S 网络中的交换更
4、加简捷快速，而且能引入M P L S 面向连接的好处，比如在流量工程、业务质量保障和业务汇聚方面的优势；另外，从资源统计复用的角度提出了在O B S 中基于周期性预留建立标签交换通道L S P 的设想。5探讨了在光分组网络中采用偏射路由算法来避免或缓解光分组网络对光缓存需求的问题。通过对偏射路由模型进行仿真，将偏射路由算法和传统的存储转发网络进行了比较，结果说明，尽管相对存储转发路由算法而言偏射路由会导致数据包在网络中更大的平均跳转次数，网络的吞吐量也因此下降，但在光处理和光存储技术还很不成熟的情况下，通过架构规则网状网和使用偏射路由算法，光分组网络能够利用网状网具有迂回路由的特性在基本无需光
5、存储器或极少数光存储器的条件下达到很高的网络性能。6考虑了网络采用偏射路由算法时一个时隙中两条链路都空闲情况下本地节点可以插入两个光分组的情形，仿真结果说明，这种策略能使网络的效率进一步增加，同时带来更大的偏射代价，但在所探讨的网络结构和业务模式中，两方面的影响都不是很明显。7 介绍了新近发展的基于时隙O T D M 系统的技术要点，分析了高速O T D M 局域网中的压缩解压缩系统的设计问题。基于时隙的O T D M 局域网中接收系统可能受限于光分组压缩解压缩器结构，本论文提出了使用分组重排和并行解压缩来缓解该受限问题的方案。8不论是光分组压缩解压缩器结构还是电处理速率的不足，都可能引入光分
6、组的发送和接收受限问题，本论文通过对传统的C R M A 接入控制协议进行进一步扩展，得到了在接收受限条件下既能避免将数据分组简单丢弃、又能获取很高网络性能的高速网络接入控制协议；作为代价，数据分组接入网络的延时有一定增加，但在可忍受的范围之内。关键字：光网络，全光网，A S O N ，保护恢复，M P L S ，G M P L S ，多波长网络，O B S ，L O B S 光分组网络，偏射路由，O T D M ，C R M A 。A b s t r a c tO p t i c a ln e t w o r k i n gi so n eo ft h em o s ti m p o r t
7、 a n ti s s u e smo p t i c a lc o m m u n i c a t i o nw i t ht h er a p i dd e v e l o p m e n to ft h et e c h n i q u e si nt h i sa r e aT h el i m i t a t i o n si no p t i c a ln e t w o r k i n gn o to n l yc o m ef r o mt h et r a d i t i o n a li m p a i r m e n ti nt r a n s m i s s i o n
8、b u ta l s of r o mt h ed i f f i e u l t yi no p t i c a lb u f f e r i n g o p t i c a lp r o c e s s i n ga n do p t i c a ls w i t c h i n g T h cd i s s e r t a t i o nf o c u s e so nt h eo v e r c o m i n go ft h e s el i m i t a t i o n sa n di n c l u d e sf o u rp a r t s ：t h ei n t e l l
9、 i g e n to p t i c a ln e t w o r kO o N la n di t ss u r v i v a b i l i t y o p t i c a lb u r s ts w i t c h i n g ( O B S ) n e t w o r ka n di t sc o r r e s p o n d i n gk e yt e c h n i q u e s ，t h ed e f l e c t i o nr o u t i n ga l g r i t h mi no p t i c a lp a c k e ts w i t c h i n g
10、( O P S ) n e t w o r ka n dt h el i m i t a t i o ni nt h er e c e i v i n gs y s t e mo f h i g h - s p e e dO T D ML A Nn em a i nc o n t e n t so f t h i sd i s s e r t a t i o na r e ：1T h ea r c h i t e c t u r eo fI O Ni ss u m m a r i z e dw i t ht h ec o m p a r i s o no fo v e r l a ya n d
11、p e e r - t o - p e e rm o d e l23456T h em e t h o d so fp r o t e c t i o na n dr e s t o r a t i o ni nI O Na r ea n a l y z e dT h es t u d ys h o w st h a ti t st h ek e yt or e a l i z ep r o t e c t i o na n dr e s t o r a t i o ni nI O Nt op r o v i d ed i f f e r e n tl e v e ls e r v i c e
12、 sb ye x t e n d i n gt r a d i t i o n a lt e c h n i q u e s ，u s i n gl a y e r e dp r o t e c t i o na n dr e s t o r a t i o nm e c h a n i s ma n dc o m b i n a t i n gc e n t r a l i z e da n dd i s t r i b u t e dc o n t r o ls t r a t e g y I na d d i t i o n ，t h ec o m b i n a t i o no fo
13、 p t i c a lm u l t i p l e x i n gs e c t i o nO M Ss h a r e dp r o t e c t i o na n do p t i c a lc h a n n e ls e c t i o np r o t e c t i o ni sp r o p o s e dt oe n h a n c et h es u r v i v a b i l i t yo f m el i g t h p a t hi no p t i c a lr i n gAm u l t i - w a v e l e n g t hr i n gn e
14、t w o r kb a s e do nb r o a d c a s t i n ga n ds e l e c tO A D Ma n dG M P L Si ss t u d i e d ，T h er e s u l ts h o w st h en e t w o r k si sb e n e f i t e di ns u r v i v a b i l i t ya n ds c a l a b i l i t yf i o m G M P L Sa n dt h eb r o a d c a s t i n ga n ds e l e c ts t r u c t u r
15、eo f O A D M T h ea r c h i t e c t u r eo fO B Sn e t w o r ki si n t r o d u c e da n dt h ek e yt e c h n i q u e so fe d g en o d e sa n dc o r en o d e si nO B Sn e t w o r ka r es t u d i e dT h er e s u l ts h o w st h a tO B Sh a sb r i g h tf u t u r eb e c a u s ei ti sn o to n l ye a s i
16、e rt ob er e a l i z e dt h a no p t i c a lp a c k e ts w i t c h i n gb u ta l s os t i l lh a sg o o ds t a t i s t i c a lm u l t i p l e x i n ga b i l i t y L a b e l e do p t i c a lb u r s ts w i t c h i n g ( L O B S ) n e t w o r ki sa n a l y z e dI tn o to n l ys i m p l i f i e st h es w i t c h i n go p e r a t i o n ，b u ta l s oi sb e n e f i t e df r o mt h ec o n n e c t i o no r i e n t e df e a t u r eo fM P L S ，s u c ha st r a f f i ce n g i n e e r i n gc a p a
