基于网络编码的WDM网络故障定位与网元保护策略研究

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1、分类号TN929．11密级重庆邮电大学硕士学位论文论文题目基于网络编码的WDM网络故障定位与英文题目StudyonFaultLocalizationandNetworkUnitProtectionBasedonNetworkCodinginWDMNetworks论文提交日翅2Q12生5月论文答辩日翘2Q量2生5月论文评阅人答辩委员会主席2012年5月刁日独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得重迭由g电太堂或其他教育机构的学位或证书而

2、使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：彳，一谴。寻、签字日期：矽f乙年岁月矽日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解重庆由g电太堂有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权重麽查g电太堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)⋯一躲《呵鼬一雠：彩孛签字日期：矽f2年岁月2乡日签字日期：砂僻广月2妒重庆邮电大学硕士论文摘要摘要光网络

3、技术的发展为下一代网络带来了巨大的传输容量，由于每条链路都承载了大量业务，单个链路故障都会影响大量的业务请求，使网络性能急剧下降。为了降低故障对网络性能的影响，需要减少故障恢复过程中的资源开销，增强网络承载业务的能力；同时还需要降低故障恢复时间，保证网络服务质量。在快速准确定位故障的前提下，利用预留资源实现故障恢复是提高网络生存性的主要方法。网络编码允许中间节点对多条输入信道上的信息进行线性或者非线性处理，再转发给下游节点，从而增加编码节点单次转发的信息量。本文从网络编码技术的特点出发研究WDM网络中基于网络编码的链路故障定位与网元保护策略，力图降低故障恢复的资源开销和时间开销。快

4、速有效的故障定位是故障恢复的前提，传统基于覆盖方法的故障定位机制中，探测信息经过同一链路时需要在空间或时间上分离，这在一定程度上增加了故障定位的时间开销和带宽开销。本文研究了一种基于网络编码的单链路故障定位机制，该机制使用有向图生成算法在网络拓扑上产生无环有向图，根据该有向图建立多棵辅助树，树上分支节点为网络的编码节点，根据各分支上的叶子节点数为编码节点选取合适的编码向量。所选取的编码向量能够使编码操作通过光逻辑器件实现，并且使探测信息经过不同的探测通路后附加上不同的信息，从而根据目的节点收到的探测信息定位故障链路。仿真结果表明该机制能够在保证定位准确度的同时有效减少故障定位的带宽

5、开销和时间开销。实际应用中，流量分布的随机性使每条链路承载的业务数量互不相同。网络中承载业务较多的重负载链路发生故障时导致的后果也更为严重，对这部分链路提供保护具有必要性。基于网络编码的p-cycle保护技术具有资源利用率高的优点，通过圈上节点执行网络编码操作，使跨接链路的故障恢复不需要经历故障定位和数据重传的过程。然而传统基于网络编码的p-cycle保护技术在资源分配上缺乏针对性，本文研究一种基于网络编码的动态P．cycle保护技术，该技术使用圈生成、圈扩张以及圈收缩算法根据重负载链路的动态变化调整配置在网络中的保护圈，为了减少故障恢复时间，在调整圈的过程中优先使重负载链路成为圈

6、的跨接链路。仿真结果表明，该技术在动态环境下具有更好的适应性，故障恢复时间短。关键词：波分复用光网络，网络编码，故障定位，网元保护AbstractThedevelopmentofopticalnetworktechnologyprovideshugetransmissioncapacityfornext．generationnetwork．Eachfibercarrieshugeamountsoftraffic，evenasinglelinkfailurewillaffectalargenumberofservicerequests，whichwillleadtoarapiddec

7、lineinnetworkperformance．Inordertoreducetheimpactoffailures，decreasingtheresourceoverheadandtimeconsumptioninfaultrecoveryprocessisnecessary．ThemainapproachtosurvivelinkfailureiSreservingbackupresourcesduringconnectionsetup，SOthatwhenth