IP/MPLS over OTN生存性设计的能耗研究

摘要

随着经济和社会的发展，信息通信技术极大丰富了人们的生活，人们对通信网络的可靠度要求越来越高，光网络生存性成为人们十分关注的一个领域。提高光网络的生存性对于保障我们正常通信十分重要。而对于另一个问题，光网络的能耗问题随着能源的短缺和环境的污染加剧也开始被研究者所关注。设计节能环保的绿色可生存性网络是一个很有价值的研究方向。
　　本文将光网络生存性和绿色光网络结合起来，探讨可生存光网络的能耗问题。光网络生存性技术分为单层生存性和多层生存性，通过保护机制和恢复机制实现网络的可靠运行。空闲容量分配是生存性设计中一项很重要的内容，可以优化所利用的总的网络资源。绿色光网络本质就是通过各种技术最小化网络的总耗能，可以选择性关闭网络组成部分，可以通过节能网络设计实现，也可以通过节能的IP包转发机制和绿色路由来实现。以最小化网络能耗为目标函数，对不同的生存性配置进行优化，最小化网络总耗能来实现节能环保的绿色光网络。介绍了网络的生存性机制和绿色光网络技术，之后提出了IP/MPLS over OTN生存性设计的能耗模型，选取的网络结构是一个不透明网络，通过整数线性规划算法最小化了网络能耗。文中对不同生存性技术下的网络能耗做了对比分析，并研究了物理网络结构对能耗的影响。对于低带宽的标记交换路径的网络能耗，单层生存性设计要优于多层生存性设计。多层生存性中，对于不同的空闲容量分配方法，层间备份容量共享优于双重保护和选择性保护。网络中耗能最多的部分是路由器的IP/光接口，EDFA的能耗只占不到2％。低连通度的稀疏网络的耗能要高于高连通度的网络的耗能。

目录

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摘要

专用术语注释表

第一章 绪论

1．1 本文研究背景及问题的提出

1．2 本文主要工作和章节安排

第二章 生存性技术

2．1 IP／MPLS over OTN概述

2．2 光网络生存性技术

2．2．1 生存性技术

2．2．2 相关文献

2．2．3 IP／MPLS层的保护

2．2．4 OTN层的保护

2．2．5 IP／MPLS over OTN的保护

2．3 空闲容量分配

2．4 本章小结

第三章 绿色光网络

3．1 绿色光网络概述

3．2 核心网的节能技术

3．2．1 选择性关闭网络部件

3．2．2 节能网络设计

3．2．3 节能的IP包转发

3．2．4 绿色路由

3．3 核心网的能耗结构

3．3．1 透明网络

3．3．2 半透明网络

3．3．3 不透明网络

3．4 本章小结

第四章 网络设计与能耗优化模型

4．1 能耗模型与可生存网络设计

4．1．1 网络能耗组成部分

4．1．2 网络互联模型

4．1．3 生存性设计与优化算法

4．2 ILP优化模型

4．2．1 问题陈述与参数定义

4．2．2 目标函数与约束条件

4．3 本章小结

第五章 仿真结果与分析

5．1 测试网络及其参数的选取

5．2 结果分析

5．2．1 单层生存性设计与多层生存性设计的能耗对比

5．2．2 能耗结构分析

5．3 不同网络连通度下的仿真结果分析

5．3 本章小结

第六章 总结与展望

参考文献

致谢