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智能光网络中的自感知技术
2008年8月13日 10:02    通信世界网    评论()    
作 者:王宏祥

    实际中的光网络状态是动态变化的,光网络自身状态感知的对象包括网络中的节点和链路两个方面,如节点数、节点状态、链路连接、路由表、交换设备性能等状态及占用情况等。网络状态的自感知可以通过监控每一个数据包的状态获得反馈信息,掌握网络状况和业务特征,进而对网络参数的权重进行修改,为自主网络控制提供条件。在反馈式的信息感知技术中,数据包到达网络中的每一个节点后,都会向源路径发送反馈信息,信息中包括需要采集的各种数据。上一级节点收到反馈信息,通过驻留的控制算法进行处理,然后控制本节点的动作,实现基于业务的网络优化。

    网络中采用最短路径优先选路方式的出发点在于减小数据传送时延和消耗的网络资源,但这种方式容易引起某些链路的拥塞,造成网络资源利用不公平。如果一条链路上承载的业务过多,当这条链路发生故障时将影响很多的业务。因此将业务分担到多条路径上可以减少这种风险,提高网络的生存性。自组织光网络中需要综合考虑链路承载的业务流量和总业务量进行选路,充分利用网络资源,进行有效的业务分担,减小链路发生故障时对业务的影响。

    3.2基于物理参数感知的光网络路由技术

    现有光网络中的路由算法一般是基于最短路径或者是某种QoS(时延、抖动、丢包率等)的约束算法,没有考虑光链路物理状态对所选光通道性能的影响。但是实际上,由于放大器噪声或残留色散的累积等物理限制因素,或者是光链路和光节点工作状态的改变,可能会使得网络层路由算法选择的最优光通道不能满足光信号质量要求,造成在该光通道上传送业务的丢失。在物理层参数感知的基础上,光网络在应用路由算法进行光通道选择时,需要同时以物理参数与光信号质量作为约束条件,判断所选择的光通道是否能满足误码率要求[13]。

    图2是基于物理参数感知的光网络路由算法的流程[14]。当网络层接收到光通道建立请求时,先会从所有可用资源中计算一条最优的光通道,然后在对物理层参数感知的基础上对所选择的光通道进行光信号质量评估,以判定该光通道的光信号质量是否满足要求。若满足则接纳该光通道建立请求,不满足则把该光通道标记为不可用,再对次优光通道进行光信号质量评估。如果计算出来的所有光通道都不满足光信号质量要求,该光通道建立请求就会被阻塞。文献[12]的仿真表明,与传统最优路径(BP)和首次匹配(FF)算法相比,采用基于物理层参数感知的路由算法有助于光通道建立请求的阻塞率降低。

    4业务属性感知技术

    目前的光网络作为承载网络,对接入业务采取一视同仁的服务策略,虽然在上层可以采取业务分级或QoS的区分,但是光网络作为底层传送网络并不能了解这些信息,因此可能会导致优先等级较高的业务在光网络中并没有得到相应优先级的传送。为了更好地适应上层业务的传送需求,光网络有必要对接入业务的属性进行自动感知,对不同传送需求的业务采取不同的传送策略,实现网络资源的最优化。

    业务属性包括业务统计参数服从的概率分布种类、业务流量、业务的QoS要求等,这些性能表征了接入业务的种类以及对光网络传送质量要求等信息,通过对这些性能的感知,可以为承载该业务的光网络选择最优传输、交换、路由等软硬件配置提供参考依据。

    业务属性感知可以分为3个步骤:业务流区分、业务流属性提取、业务类型区分。业务属性感知的过程是通过提取网络中已知业务数据,通过训练的方法获得这些已知业务的协议指纹,而后利用这些已知的协议指纹去判断网络中未知业务属性这一过程。

    5结束语

    光网络的自感知技术是实现高度智能化的自组织光网络的基础,通过对光网络自身特性及所承载业务属性的感知,光网络的运营、维护和管理将越来越不需要人工的干预。虽然目前光网络的智能性尚十分有限,对自组织光网络及其自感知理论和技术的研究尚处于探索阶段,但是智能化将是光网络的一个重要发展方向和努力目标,更加高效、动态、灵活的自组织光网络将具有十分光明的发展前景。

    6参考文献

    [1]YOOSJ B. Optical packet and burst switching technologies for the future photonic Internet[J]. IEEE Journal of Lightwave Technology, 2006, 24(12):4468-4492.

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    [3]PETERSENMN. Performance monitoring in the next generation of optical networks [C]// Proceedings of International Conference on Photonics in Switching, Oct 16-18, 2006, Herakleion , Greece.2006.

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    [5]LEEJH, CHOI H Y, SHIN S K, et al. A review of the polarization-nulling technique for monitoring optical-signal-to-noise ratio in dynamic WDM networks[J]. IEEE Journal of Lightwave Technology, 2006, 24(11): 4162-4171.

    [6]LIUN,ZHONG W D, WEN Y J, et al. New transmitter configuration for subcarrier multiplexed DPSK systems and its applications to CD monitoring[J]. Optics Express, 2007, 15(3): 839-944.

    [7]OpticalChannelMonitor / Optical Performance Monitor[DB/OL]. [2008-05-26]. http://www.optoplex.com/Optical_Channel_

    Monitor.htm.

    [8]LIZH, LI G F. In-line performance monitoring for RZ-DPSK signals using asynchronous amplitude histogram evaluation [J]. IEEE Photonics Technology Letters, 2006, 18(3): 472-474.

    [9]LUISR,ANDRE P, TEIXEIRA A, et al. Performance monitoring in optical networks using asynchronously acquired samples with nonideal sampling systems and intersymbol interference[J]. IEEE Journal of Lightwave Technology, 2004, 22(11): 2452-2459.

[1]  [2]  [3]  编 辑:张翀
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