光传送网环覆盖保护策略研究

　　光传送网络的拓扑结构一直是网络设计人员所关注的问题[1].尽管当前可用的拓扑种类较多，但人们往往比较喜欢网状结构，这是因为网状光传送网络具有高度连通性，所以无论是在正常状态还是故障状态下它都能有效地使用网络资源，从而使得网络容量需求达到最小，但其结构复杂,使得网络资源的控制和管理变得复杂.当发生故障时除了需要硬件交换器以外，还必须使用大量的软件处理(恢复消息的交换和处理、网络配置数据库的一致性维护以及波长信道分配策略等)才能够实现受损业务的恢复，导致故障恢复时间较长，可靠性差。

　　环形拓扑是所有通信网络都支持的一种结构，在目前的计算机网络和电信网络等领域中正运行着大量的环形网络；它也是光传送网络的一种主要拓扑结构，尽管在容量效率方面比不上网状结构，但它具有一些网状结构无法达到的优良特征，尤其当发生网络故障时，环形网络通过硬件交换器可以轻松地实现网络保护，倒换速度快，可靠性高.正是基于这一优良特性,我们提出了环覆盖保护方法.

　　1　分层互连环

　　网络规模是影响环形网络性能的一个关键因素，在环形网络中，随着节点数的增加，网络容量需求以及业务节点间的路径长度将明显增加，这限制了单个环形网络能够容纳的节点数目.为了在大规模网络中利用环形网络的优点，比较实际的做法就是对网络节点分组，然后为每个分组建立一个环形网络，且这些环形网络之间通过公共节点相互连接，从而形成具有层次结构的互连环网(Interconnected Ring)；如果每个环都具有生存能力(即属于自愈环类型)，则称该互连环是为自愈互连环[2～3].

　　分层互连环根据网络规模可以划分成不同等级，除了最顶层仅包含一个环形网络之外，其它各层都包括一定数量的环网络.较高层次的环可以互连多个较低层次的环，它们的连通性是通过层间公共节点(Common Node)，也被称作互连节点(Interconnecting Node)的桥接作用来保证的，各个环在正常状态下的操作以及故障状态下的自动保护交换都是相互独立的.图1给出了两层互连环的典型拓扑结构，其中，(a)为单归宿(Single homing)型网络，它包括4个初级环和一个2级环，它能够处理任何单个链路故障.但由于环之间仅通过一个公共节点进行连接，所以它无法处理发生在这些公共节点上的故障，此时的互连环被分割成两个“孤岛”，失去了物理连通性的网络显然是不可恢复的.为了解决这个问题，单归宿型互连环网络必须在环之间增加一个冗余公共节点，即必须构建双归宿(Dual homing)型互连网才能保证网络在公共节点有故障时也是可生存的.图1(b)描述了它的基本结构，图中的所有初级环都是通过两个公共节点与2级环进行互连的.