文档介绍：项目名称:
Pbits级可控管光网络基础研究
首席科学家:
陈章渊北京大学
起止年限:
2010年1月-2014年8月
依托部门:
教育部
一、研究内容
针对上述关键科学问题和未来10-15年的重大需求,本立项将在已有研究工作基础上,继续深入研究Pbit/s级可控管光网络问题,推动与之相关的前瞻性应用基础研究,力争做出创新性的贡献。
本立项拟就Pbit/s级可控管光网络开展如下6个方面的基础研究。
(1)Pbit/s级海量数据流交换机制
光网络容量是光链路传输容量、网络节点交换容量与边缘网络业务适配能力的三者综合性能的反映,对高速大容量多粒度光交换机制进行研究,将能够提高光传送网容量、满足Pbit/s级海量数据交换需求。
本项目针对光网络的海量信息流、多业务和多颗粒的特点,研究适用于Pbit/s级容量光网络体系的高速大容量多粒度光交换模型与实现方案,重点研究业务映射、复用、适配、光电混合汇聚和光传送通道结构等方面的总体构架与实现机理,解决支持Pbit/s级海量数据流交换的光网络的普适性问题。
(2)光网络资源的时空特性与时空标记模型
当前网络的标记体系是基于空间(节点及节点内部的端口)来实现面向业务的资源调度和配置,没有考虑资源在时间上的调度和优先级,是导致网络链路资源利用率下降的原因之一。
本项目重点研究光网络资源动态分布特征,探索其时空描述方法,建立光网络资源的时空标记模型;研究时空标记分发、处理、应用、以及相应的网络资源优化理论,探索时空标记体系与其它光网络之间的互连互通策略和实现方法。
(3)时空标记网络的互连互通及其实现
基于时空标记光网络的互连互通研究,探索可用于我国电信网络平滑升级的光网络升级策略与方案。
(1)可扩展光交换矩阵结构与Pbit/s光节点模型
网络节点交换容量是目前和可预见到将来制约光网络容量的最主要因素之一,交换结构规模庞大,交换模式种类繁多,导致超大容量交换实现困难,资源调度效率低下,交换的可扩展性差。
基于大粒度光交换、细粒度电交换的思想,本项目研究Pbit/s多粒度全光交换机制与节点模型,Pbit/s容量全光节点的阻塞和多播/组播问题以及可扩展的超大规模交换矩阵的结构优化,解决网络节点的大容量交换及高扩展性。
(2)Pbit/s级节点和每通道Tbit/s传输链路中的物理限制
随着链路容量以及节点交换容量的迅猛增长,节点内部结构以及传输链路之间的相关物理效应将不容忽视。本项目探索节点结构与每通道Tbit/s传输链路相关物理效应理论分析模型,研究Pbit/s全光节点的光功率均衡问题、光纤传输效应对Pbit/s全光节点和每通道Tbit/s传输性能的影响以及Pbit/s全光节点的串扰问题。
(3)集中与分布的协同控管机制
网络规模的扩展给网络的控制增加了许多不稳定因素,如控制效率下降、信令风暴、动态控制过程振荡等现象。
本项目对集中与分布协同、时空资源优化的智能控制管理体系,以支撑光网络的时空标记体系的控管。以分层、分域控制结构为出发点,重点研究光网络层/域划分策略与方法、单域集中、全网分布的协同控管机制,构建层/域的动态控管模型,解决光传送网高可扩展性问题。
(4)基于光网络快速建链/拆链的控制模式
光网络建链/拆链过程存在着快速与高资源利用率的矛盾,这也是光网络控管的核心问题之一。本项目研究信令和路由协同优化的策略,提高建/拆链路信令的效率;基于业务等级,优化光网络资源的动态分配过程;探索光网络建链/拆链过程中资源冲突避免策略,研究光网络快速建链/拆链高成功率的策略及其基于时空标记体系的控管模式。
(5)多约束条件下光网络快速路由算法及其可扩展性
路由算法一方面影响建链的速度,另一方面又影响着光网络资源的利用率,是光网络控制核心问题之一。路由算法的效率不仅和算法自身的复杂度相关,还和网络当前资源状态、网络业务状态密切相关。当前普遍采用的OSPF基于Dijkstra算法,但对于多粒度、超大容量的光网络而言,该算法约束条件过多(MPLS网络中的流量工程约束;光传送多粒度的约束;光域性能的约束:光学非线性-自/交叉相位调制/调制不稳定、偏振模色散、色度色散、噪声、串扰)引发优化算法效率下降、存在扩展性差问题。
本立项在现有线性模型的基础上,分析光网络多约束条件对模型的影响,建立多约束条件下路由优化的非线性网络模型。研究网络资源占用模型及其预测方法、多约束条件下路由优化的非线性网络模型、分层/域路由算法中的并行计算模式和可扩展的路由算法,实现大规模网络路由算法收敛时间的快速机制
(1)多故障快速发现、甄别与定位机制
网络