光网络动态路由体系及其关键算法的研究

未来光网络的超大容量、超大规模、多粒度交换及异构的特征给光网络动态控制带来了一个新的、需要解决的科学问题：光网络跨层、跨域路由体系及其算法。本申请围绕该科学问题，研究多层多域光网络动态分布式路由、信令、资源管理，研究域间、域内联合优化的多粒度光网络路由优化算法及支持区分业务的、光网络多重故障保护恢复算法，研究跨层、跨域路由算法分布式的使能技术，研究先进的实验技术，并通过升级课题组现有的大规模光网络实验平台，实验验证相关研究成果。通过三年的研究，预计将提出、实现并在先进的实验平台上验证如下成果：支持多层多域流量工程、支持跨层跨域多故障的保护恢复的光网络动态路由控制体系结构；适合大规模光网络的跨域、跨层联合优化的路由算法；支持区分业务的、多重故障的光网络保护恢复算法。预计将申请国家发明专利2项，在国内外核心期刊和本领域重要国际会议上发表论文12篇；培养博士5人，硕士生3人。

本项目以实现光网络的动态控制为目标，围绕光网络的跨层、跨域路由体系及其相应算法这一关键问题的解决，进行了深入系统研究，取得的主要研究成果如下：.1、提出了集中/分布式控管技术融合的思想，研究和设计了集中与分布相协调的网络控管架构，并根据功能需求，设计了路径计算单元功能模块。实验证明，此种网络控管结构，可扩展性强，稳定性好，可方便地实现优化的跨层跨域资源调度，可简单地实现异构网络互联。同时，在上述网络控管架构下，提出了基于信息扩散的网络路由、基于分层路径计算单元的跨域路由和多层网络中短光路延迟拆除等策略。.2、研究提出集中与分布相协调的网络控管结构下的使能技术，包括：设计了跨层跨域信令控制流程等；分析了路由计算复杂度与网络规模的关系、信令控制复杂度与网络规模的关系等；提出了可优化设计路由域大小的策略。 .3、搭建了大规模网络实验平台。该平台是世界上首个实现SDH与OTN网络智能异构互联的网络实验平台。共可调度3个域(2个SDH域，1个OTN域)，200个节点。在该平台上，实现了自己设计的路径计算单元功能模块和跨层跨域信令控制流程，实现了集中与分布相协调网络控管结构下跨层跨域路由计算，验证了集中与分布式相协调的网络控管结构的性能。.4、针对多粒度、带宽可变的大容量光网络，提出了基于频谱连续性限制的多种路由和频谱分配算法。从减小路由计算复杂度角度出发，提出了频谱扫描路由算法和离散频谱扫描路由算法。在兼顾路由和频谱资源限制及传输距离约束的前提下，实现了传输距离约束的动态路由和频谱分配算法。实验证明这几种路由和频谱分配算法均可以实现较好的网络性能。.5、在大规模ASON试验平台上搭建了多粒度、大容量光网络的控制平面。对基于流量工程的资源预留协议进行了可变带宽条件下的扩展，设计并实现了基于频谱灵活、带宽可变条件下的信令流程，验证了大容量、多粒度光网络的网络性能。.项目持续期间，共发表学术论文35篇，其中SCI收录6篇，EI收录27 篇，申请国家发明专利4项；国际学术会议特邀报告2人次；培养博士后2名，博士10名，硕士7名；全面完成项目计划及其任务指标。