波长路由光网络相关问题分析

摘要：光纤凭借着带宽大和传输损耗小的特点逐渐代替了铜缆，并且是干线网一种重要传输介质。文章重点对波长路由光网进行了深入的探究和分析，详细指出波长路由光网络所具有的优势，同时针对波长路光网络中的RWA问题和波长路由光网络中故障管理的问题进行了分析。

关键词：波长路由光网络；波长分配；故障管理

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）15-3481-02

近年来，技术改革逐渐深入，进而使得我国的发展正朝着经济全球化与社会信息化方向快速发展。以虚拟网络为代表的数据业务量逐渐增多，如：IP。另外，新业务的大量出现，从而使人们对宽带有了更大的需求。然而，由于波长路由网络具有较强灵活性、透明性等，发展成为当前非常重要的WDM层组网技术之一。其中，波长路由光网络主要包含两种类型，即静态与动态。但是，在应用此技术时，关键问题极为路由和波长分配问题。这样一来，可以对所出现的故障进行有效管理，为用户提供高质量的服务。

1 波长路由光网络概述和存在的问题分析

1.1 关于波长路由光网络概述

我们已知道，因为器件技术逐渐朝着更高方向发展，如，在光网络中，宽带复用技术应用十分广泛。事实上，宽带复用技术主要划分为三大类，即时分复用、波分复用以及码分复用。在把上述技术应用到光网络中时，可使网络性能大大提高。其中，光网络节点凭借波长信息决定路由功能，严格按照端到端的逻辑来选择输出的，并不是把信息发送给所有输出端，这样以来，能够节省网络终端使用量。

在将复用技术应用到光网络中后，其波长路由光网络的实用价值将更大。此网络是由波长路由节点以及诸多点到点光线连接所构成的。

1.2 波长路由光网络具有的优势

和传统电信网络相比较来说，波长路由光网络可提供更大通信容量。此外，此网络的透明性、可管理性以及灵活性等都较强。因此，我们可以将波长路由光网络所具有的优势大致总结为以下几点：

事实上，波长路由网借助波长选择器对路由进行选择的。换言之，结合波长信号来选择路由。另外，传输码率、数据格式以及调制方式等不仅有较强的透明性，而且又能够为用户提供多种高质量的协议业务，对用户端到端业务不受任何限制。这种透明性是指网络所有信息由源地址在到达目的地址过程时，不需要进行光-电-光间的转换。这主要是由于在波长路由光网络当中，其所有的信号传输都必须在光域中完成，而传输速率与格式都只受接收端与发射端限制。由此看来，波长路由光网络对信号传输来说是极其透明的。

现如今，波长路由网络既能够和现有通信网络相互兼容，又能提供数字网等一些综合性业务与网络升级功能等。

另外，波长路由网络也具有一定的可扩展性。而在增加新网络节点后，既不会影响到网络结构以及设备运行，又能给大大降低网络运行的成本。同时，此网络通过增加波长来达到扩容的目的。

一般来说，波长路由网络结构要比传统网络结构要简单的多，并且端和端之间的通信都是借助光通道最终实现的，同时，在此路途当中，并没有增设变换与存储设备。所以，能够减轻网络成本运行成本，同时又能大大提高信号传输质量。除此之外，在波长路由网络中，大多数光器件都为无源类型的，这样一来，网络的可靠性与维护性也非常高。

1.3 波长路由网中路由存在的问题

在波长路由网络中，其路由方式大多数都是和传统线路交换网络相类似的。从整体上分析，路由计算方法主要有两大类，即静态算法与自适应算法。其中，静态路由算法中路由分配并不需要对网络状态予以考虑。然而，在静态路由中，典型的两个例子即为固定路由和替换路由。但是，在自适应路由中，由网络运行状态决定连接请求的路由选择。因此，我们对路由方式进行总结：

1.3.1固定路由

在固定路由中，源节点与目的节点只有唯一一条固定路由。在发出连接请求送达后，在动态波长路由网络中，若在这个固定的路由上缺少可用资源，那么此连接请求便会阻塞。此问题的出现主要是由于可选用的路由过少，导致阻塞率大大升高。其中，固定路由方式最为常见的方式即为固定短径路由，并且常应用到静态波长路由网络当中。

1.3.2 替代路由

在将固定路由改进之后便可成为替代路由。其中，替代路由可允许一个源-目节点对有多个使用路由，同时按照一定顺序予以配排列。当解决一些动态问题时，某个连接请求到达后，按次序查找路由中是否有一条可用资源符合此请求的要求，若存在，便会自动选择此路由；若不存在，那么此项请求便会被阻塞。和固定路由来说，此路由存在很多阻塞率指标。然而，怎样选择能够相互替代路由是值得我们深入探究的。

1.3.3自适应路由

自适应路由的路由在选择时，所必须严格遵循的原则为结合当时网络运行状态选择。换言之，结合网络中链路可用资源状态来最终予以决定的。其中，最小阻塞路由便为自适应路由的一个典型例子。例如：在最小阻塞路由方式选择过程中，由备选路由中选择可用路由的主要原则为：要选择占用网络资源偏少的路由。但是，若处在动态播出路由网络当中，若为自适应路由，其阻塞率指标要比上述两种方式好得多。然而，此种路由方式又对算法实时性提出较高的要求，所以，在选择自适应路由方式前，还需要对路由效率与性能予以全面考虑。

1.4 波长路由网中波长分配问题

在波长路由光网络中，波长分配问题是一非常重要的问题。其中，在静态波长路由光网络当中，常和路由问题紧密结合在一起，从而获得最优解。但是，在动态波长路由光网络当中，其波长的分配策略对于阻塞率来说具有重大影响。常用的波长分配策略：

1.4.1 随机分配法

也就是说从可用波长中随机抽取一波长分配指定给光通道。可以说，此种分配方法十分简单，而不需要对网络状态信息全面了解，但此种方法会有较高的阻塞率。

1.4.2 首次命中法

按照此方案，在不同波长中都做好标记。这样，在选择波长过程中，由小到大进行排序，从中选择最小波长。而在应用首次命中法时，是极易实现的，同时，阻塞指标远比随机分配法小得多。

1.4.3 最小使用法

在应用最小使用法时，波长选择方式是将网络中使用次数最少的波长。如果此波长不可用，再选择第二使用次数最少的波长，以此类推下去。这可以看做是改进首次命中法的一种方式。而此种波长排号不固定，是结合网络当时情况而定的。这种方案的阻塞率要低于首次命中法的阻塞率，但在实现过程中会存在一些麻烦。若要弄懂当前网络情况，必须借助网络状态传输协议进行测定。然而，这又和网络管理方式为集中式或是分布式有着紧密关联。

1.4.4 波长保留法

在这个方案里，常常将波长予以保留，而在一些特定业务当中，才允许使用。但是，它对降低网络阻塞率并没有做出任何贡献。然而，却可以为某些特定业务提供高质量的服务。所以，此种方法在高质量要求场合应用价值是非常高的。

1.5 故障管理的问题

网络当中的故障管理机制通常有两种。一种叫做保护机制，就是备用资源已经被预先计算好了，另一种叫做恢复机制，就是未事先准备好备用资源，是由中断后的连接动态来寻找。总之，动态恢复机制对网络资源利用效率是非常高的，并不需要预留出一定的闲置资源。然而，保护机制恢复速度是极快的，同时又能确保业务可以快速予以恢复。

一般保护主要包含两种：其一为路径保护；其二为链路保护。其中，对于路径保护来说，当存在一定故障时，业务便快速被转移给其它保护路径中。但是，在此处，工作路径和保护路径是两条完全分离的链路，这样一来，才能够保证遇到一个故障只对一个链路产生影响，而某个单个故障却不可以终止此业务。然而，在链路保护中，业务必须在失效光纤链路中重找新的路由。除此之外，又有一种称之为是子路径保护方式，在这种模式下，工作路径划分为多个小段，进而再对每一段路径予以保护。子路径保护能提供更快的故障恢复速度和更高的资源利用率。进一步深入研究波长路由网络中使用的保护机制，将它与IP层中的恢复机制结合起来，建立一个合适的协议，为广大用户提供更高质量的服务。另外，研究人员还需要对波长路由网络中QoS问题进行深入的探究和分析，建立起相应的协议，为用户提供出等级区分的服务。

2 结束语

我国未来的电信网络的结构将会是以WDM传送网络构成的核心的网终，由SDH、WDM环等所构成的城域网，再通过多元化的宽带业务的接入向广大用户延伸。从网络构架上来说，IP over WDM将会成为网络发展的趋势。这当中WDM网最主要的形式是波长路由光网络，因此，波长路由光网络的发展前景非常广阔。

参考文献：

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