下一代光交换网络故障容忍策略研究

本项目申请拟深入研究下一代光交换网络中的故障容忍策略，通过对基于探测圈理论的广义网络故障监测技术、面向生存性的动态业务量疏导策略和通用动态业务量疏导性能分析模型等内容的研究，能够在全光交换网络的故障容忍方面有所创新，其中探测圈理论为故障容忍策略的基础，面向生存性的疏导策略进一步优化网络性能，分析模型为疏导策略实时调整提供有力依据。具体研究内容以及目标是：结合探测圈理论设计全光交换网络中的广义故障监测机制，使其具有较好的可扩展性、稳定性、快速性、经济性以及全面性；研究基于生存性的网络分割策略，设计面向生存性的动态业务量疏导策略，解决波长容量上升与业务可用性之间的矛盾；尝试采用动态调整的条件相关性模型描述链路之间负载的相关性，建立通用业务量疏导分析模型，解决当前分析模型的扩展性问题。通过深入的理论分析、计算机仿真并辅之必要的实验，使所提出算法在将来能够应用于实际的光交换网络中。

本项目瞄准光纤容量上升与业务中断损失之间的矛盾，深入研究了下一代光交换光网络的故障容忍策略，主要包括故障监测与定位机制、面向生存性的业务量疏导策略、业务量疏导性能分析、网络生存性路由机制、资源竞争解决机制等多个方面。从网络演进、业务需求、投资成本及故障管理等方面，攻克了资源配置、网元保护、连接重构、性能监测以及故障定位等关键技术问题，为实现可控、可管及可靠的光承载网络奠定了坚实的基础。其中，项目组提出新型光交换网络故障监测与定位系列解决方案，系统研究了适用于电域、全光域、光电混合域等多域网络性能监测方法，首次定义探测突发并用于新型光突发交换的故障监测中，使用网络分割理论有效降低了资源开销，提升了网络故障预警能力；在此基础上，首次将骑士巡游理论、最小支配集理论用于海量告警信息状态下的故障定位，解决了误告警所引发的误操作问题，缩减了故障业务等待时间。项目组还提出了面向生存性的业务量疏导策略，基于分簇思想，有效提升了网络的高速传输和故障容忍性能。项目组还深入分析了业务量疏导性能，提出网络高抗毁算法；设计了新的节点网络编码结构，并分析基于网络编码的多播业务量疏导性能，保障了多粒度业务对不同网络环境的动态适应性。三年研究中，本项目共发表高质量学术论文43篇（其中SCI检索6篇、EI检索22篇），申请国家发明专利6项，圆满完成了项目任务指标。特别是在本项目的支持下，项目组与产业界顶尖企业深入开展产学研合作，开发研制出城域环网节点设备，取得显著经济社会效益。“高抗毁光网络关键技术研究及应用”荣获2012年重庆市科技进步一等奖，并被推荐申报2013年国家科技进步一等奖；“全光网络体系结构及交换理论研究”荣获2010年度重庆市自然科学三等奖。