文档介绍：摘 要
近年来，波分复用光网络已成为广域骨干网可行的体系解决方案。随着 IP 等
业务量在光网络中的广泛应用，网络业务不但对网络带宽产生高的需求，而且由
于 IP 等业务量本身的不确定性和不可预见性，要求光网络能够为用户提供各种带
宽粒度的服务和应用，即对网络带宽的动态分配要求也越来越迫切。在光网络中
单个波长上传输的通信速率越来越高，例如 OC-48,OC-192,OC-768(对应的速度为
,10Gb/s,40Gb/s)，此时光网络提供的速率(或带宽)是粗粒度。然而在实际应
用中，每个业务的通信速率往往远远低于一个波长的传输速率，例如 OC-1，OC-3，
OC-12(对应的速度为 ,,)。显然，如果为每个业务
请求都分配一个专用波长，资源利用率低且不经济。并且由于光纤中波长数目、
网络节点处波长上/下路端口等的限制，不可能为每个业务都建立端到端的独立光
路连接。因此，在 WDM 光网络中，需要研究如何有效地为这些低速业务请求建
立连接。业务量疏导是将多个低速业务连接聚合起来用一个光路传输，可以有效
地解决这类问题。
随着 Internet 和多媒体业务的爆炸性增长，越来越多的波长被用于承载业务。
然而，随着波长数的增加，OXC 的尺寸(即端口数)和相关的控制管理的费用以及
难度将大幅增加。因此，尽管 WDM 技术日趋成熟，光纤日益普及，光交叉连接
器和交换技术取得了巨大进步，大型交换设备的高费用和复杂性以及未证实的可
靠性还是阻碍了它们的应用。在这一应用背景下，人们提出了一种新的业务量疏
导方法，即光路成组，它是把多个波长组合在一起形成一个波带。由于波带交换
能减小光交叉连接器的端口数、控制复杂性和连接费用等，在学术上引起了广泛
的关注。
光交换机是光网络中最基本的节点设备。为支持业务量疏导，光交换机应具
有多粒度交换功能。我们把由多粒度光交换机构成的网络称为多粒度交换光网络。
本文的工作紧密地围绕多粒度交换光网络的路由技术展开，先后对 IP+Optical
网络与波带交换光网络进行了较为深入的研究与分析。
第一章首先给出了业务量疏导的概念，接着介绍了多粒度交换技术的提出背
I
景及最新的研究进展情况，最后给出了本文的组织结构。
许多关于业务量疏导问题的早期工作主要关注 SDH/WDM 环，这些业务量通
常是静态的，且假定是预先确定的。但在实际运行的网络中，网络业务量通常随
时间是不断变化的，即业务请求动态到达动态离开，因而，对动态业务量疏导算
法的研究将更具有实际意义。针对网络节点不具有光域内的波长变换能力并且节
点处的波长上/下路端口数和光纤中的波长数受限等情况，本文第二章研究了动态
业务条件下，IP+Optical 网络的疏导问题。首先提出了三种疏导策略，定义了两种
用于业务量疏导的选路图，并在此基础上提出了一种自适应业务量疏导算法：
TLRA，最后在仿真平台下考察了该算法的性能。
波带交换技术是目前具有大型交叉连接器的光网络减少费用和复杂性的关键
技术，是一项非常新的技术，能有效减少光交叉连接器的端口数。本文第三章比
较研究了基于波带交换的三种多粒度光交叉连接器结构，提出了各种波带交换方
案和光路成组策略，并讨论了波带交换光网络中的路由、波带转换和故障恢复问
题。
多粒度 OXC(MG-OXC)是近几年出现的一种新型的光交叉连接结构，该种节
点的使用使得传统的波长路由光网络具备了波带交换，光纤交换的能力。本文第
四章研究了动态业务条件下基于波带、波长两级交换的波带交换光网络的路由技
术，分析了波带交换(WBS)光网络中多粒度连接的特点，提出了一种适用于无波长
变换功能的波带交换光网络的动态路由与波长分配算法。同时，比较研究了此算
法下采用不同的节点交换比例、不同波带划分方案及不同路由方式时波带交换光
网络的阻塞性能，并分析了多粒度光交叉连接节点的最佳交换比例，所得结果对
于波带交换光网络的优化设计具有一定的指导意义。