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基于MPLS-TP的分组传送网络关键技术研究

作　者: 张志辉
导　师: 顾畹仪
学　校: 北京邮电大学
专　业: 电磁场与微波技术
关键词: 分组传送网双标签队列调度生存性光传送网路由保护
分类号: TN919.3
类　型: 博士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

随着3G的大规模商用和VoIP、IPTV等网络应用的普及,为了适应全网运营以及IP化发展需要,分组传送网(PTN)技术得以飞速发展。其中PBB-TE和T-MPLS是目前业界呼声最高的两种技术。凭借多业务的接入能力、端到端的传送保证、良好的OAM和QoS特性,T-MPLS技术成为PTN演进方向的不二选择,其发展也日趋成熟完善。不久前,ITU-T和IETF更是成立了联合工作组进一步开展相关工作,并将其定义为MPLS-TP。本论文在国家863项目“基于T-MPLS的电信级分组传送网络”和863重点项目“基于分组的光传送关键技术与实验系统”的支持下,将重点研究MPLS-TP技术在分组传送网络中的应用,通过搭建综合试验平台,研究包括MPLS-TP节点分组交换、转发单元、信令协议、路由协议、管理模型和网管系统、OAM,以及路由算法和生存性策略以及利用MPLS-TP中双标签机制形成的分组管道实现对多种业务的统一承载和传送等内容。PTN和光传送网(OTN)分别作为光传送网在接入层面和核心层而的两大发展方向,可以通过灵活的适配、调度结合起来。然而在汇聚层而,PTN和OTN相融合的研究工作还有待深入。本论文将在MPLS-TP技术体系研究的基础上,利用已有成果及试验平台系统,针对MPLS-TP业务不断增长的潜在需求和OTN承载业务效率不足的现实问题,立足于对承载MPLS-TP业务的OTN进行节点功能模型和体系结构的研究,最终实现融合两种技术优势的MPLS-TP业务承载,并充分提升网络综合能力。本论文从上述两个方面入手,对分组传送网络的功能特性展开了深入研究,并围绕各项关键技术取得了若干具有创新性的研究成果,主要的工作和创新点包括以下几个方面：第一,从MPLS-TP传送技术原理入手,对分层结构、层级接口、业务适配、标签转发机制等方面技术内容进行深入研究。根据不同业务接入的实际需求,分析不同业务的特性并提出相应的自适应队列分配策略。通过差异化处理,在包含多种业务统一接入的分组传送网中实现了端到端的高效传输保障。最后提出了一种MPLS-TP光传送网络多业务节点的实现方法。第二,针对MPLS-TP over OTN多层网络的融合问题,基于两种原有网络技术进行研究,然后分析现有多层网络中对不同业务传送存在的问题,并提出区分优先级的业务传送方案,以完成分组传送网对全业务统一传送的高保障要求；在此基础上,提出OTN节点MPLS-TP业务通道资源分配算法,分析不同承载方式对传输性能的影响。第三,在分析分组传送网生存性的基础上,提出一种多域故障并发下的生存性技术。该技术定义并划分整个分组传送网络,在每个域内实现快速的路由保护算法策略。该技术通过扩展协议信令及关键节点处理,利用不同域的分割隔离,达到提高响应效率、实现资源优化的目的。第四,在上述研究内容的基础上,根据MPLS-TP相关标准及技术原理设计了基于MPLS-TP的分组传送网实验网架构,提出MPLS-TP节点功能模型及多业务传送的封装／解封装解决方案,并在此基础上作为主要成员参与完成硬件传送平台的设计与实现,为分组传送网中各种功能及优化算法的研究提供分析验证手段。

全文目录

摘要  4-7
ABSTRACT  7-12
符号说明  12-14
第一章绪论  14-35
  1.1 研究背景  14-15
  1.2 分组传送网原理与体系结构  15-25
    1.2.1 原理与定义  15-16
    1.2.2 分层结构与功能平面  16-20
    1.2.3 分组传送网技术分类  20-25
  1.3 国内外研究进展  25-27
  1.4 分组传送网应用及现状分析  27-29
    1.4.1 应用举例  27-28
    1.4.2 现状分析  28-29
  1.5 论文的主要工作和创新点  29-31
  1.6 本章小结  31
  参考文献  31-35
第二章 MPLS-TP传送技术研究  35-55
  2.1 MPLS-TP对传送的简化  35-37
  2.2 MPLS-TP业务适配  37-44
    2.2.1 信号适配  39-40
    2.2.2 业务封装  40
    2.2.3 一种自适应的队列调度策略  40-44
  2.3 基于伪线的双标签技术  44-48
    2.3.1 分组交换与转发技术  45-46
    2.3.2 双标签信令传送实现  46-47
    2.3.3 基于双标签传送模式的VPN业务  47-48
  2.4 一种MPLS-TP多业务节点的实现方法  48-52
    2.4.1 问题描述  48
    2.4.2 方法实现  48-52
    2.4.3 仿真验证  52
  2.5 本章小结  52-53
  参考文献  53-55
第三章 MPLS-TP over OTN的承载技术研究  55-73
  3.1 多层网络的融合技术  55-56
  3.2 多层网络中区分优先级的业务传送方法  56-61
    3.2.1 问题描述  56
    3.2.2 系统设计  56-57
    3.2.3 方法实现  57-61
    3.2.4 小结  61
  3.3 一种OTN中MPLS-TP业务通道资源分配方法  61-69
    3.3.1 问题描述  61-63
    3.3.2 系统设计  63-64
    3.3.3 方法实现  64-69
    3.3.4 小结  69
  3.4 仿真验证  69-72
  3.5 本章小结  72
  参考文献  72-73
第四章基于MPLS-TP组网的生存性研究  73-86
  4.1 MPLS-TP生存性技术  73-79
    4.1.1 线性保护倒换机制  73-77
    4.1.2 环网保护  77-79
  4.2 多层多域的路由保护算法研究  79-84
    4.2.1 问题描述  79-80
    4.2.2 体系结构与功能  80-82
    4.2.3 保护策略扩展  82-83
    4.2.4 试验验证  83-84
    4.2.5 小结  84
  4.3 本章小结  84-85
  参考文献  85-86
第五章基于MPLS-TP的分组传送网节点及平台研究  86-111
  5.1 研究综述  86-88
  5.2 MPLS-TP试验网络设计  88-89
    5.2.1 分层结构  88
    5.2.2 网络规划  88-89
  5.3 节点功能模型设计  89-101
    5.3.1 模型设计  89-90
    5.3.2 FPGA设计  90-91
    5.3.3 传送单元实现  91-97
    5.3.4 控制单元设计  97-98
    5.3.5 管理单元设计  98-101
  5.4 组网测试  101-109
    5.4.1 多业务接入测试  101-104
    5.4.2 生存性测试  104-105
    5.4.3 网管系统测试  105-108
    5.4.4 测试总结  108-109
  5.5 本章小结  109
  参考文献  109-111
论文总结与展望  111-113
致谢  113-115
攻读博士学位期间学术成果  115

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