生存性分析模型的光纤通信论文范文

1网络生存性分析数学模型

现代计算机仿真技术的发展为网络的生存性分析提供了很大的帮助，根据光纤通信网络的结构特点，通过计算机仿真，可以模拟网络遇到故障时的情景，并以节点的负载率较低和工作路径跳数较少为原则对新的业务路径进行搜寻。建立的数学模型如下:假设通信网络由于某种原因造成两传输站点之间的光纤断裂，定义断开的光纤链路名称为m∈L(φ)，其上承载的业务集合为S(θ)，L(φ)表示光纤链路集合，整个网络站点的集合为N(Θ)，则对S(θ)中的业务si∈S(θ)按照如下公式进行重新计算。

2生存性分析平台的实现步骤

根据以上模型，编程实现网络生存性分析平台软件，平台包含网络结构导入、网络图形化编辑、新业务拓展分析、网络负载分析、网络均衡性分析、网络故障应急预案评估等功能。软件的总体思路是:对业务优先权进行分级，通过计算带宽，寻求最优路径，尽可能地使所有业务资源分配合理，即在保障优先级高的业务顺利进行的情形下，尽可能让低优先级的业务也能够进行，以期发挥网络最大的效益。软件实现步骤如下:a)构建网络结构和配置网络业务。本系统能够根据现有的网络资源建立网络模型，并根据现实网络中的业务流程为网络模型分配业务，为进行网络生存性分析做好准备。b)模拟网络故障。边和节点都有可能出现故障。在本文的网络仿真模型中，对链路和传输站故障进行无差别对待。因为一条链路损坏代表这条链路的两个节点间无法传递信息，而一个节点损坏表示与这个节点相连的所有链路都无法传递信息，节点的两个邻接节点之间也无法通过此节点进行通信。假设某一节点由于受到人为或自然的破坏，创建两个特殊的变量记录这条链路所承载的业务和每条业务的路由。c)更新网络结构，重新配置损坏链路上的业务。当某一条链路损坏时，把它看做是原网络结构上去掉一条边，然后对其上的业务按新业务拓展和保护方法重新分配。因为本文的业务是分级保护的，一级业务实行1+1路由保护，即随时都有一条路由进行保护，一旦损坏的链路上有一级业务，那么系统将立即切换到备用路由，同时又对其寻找另一条保护路由。而对二级和三级业务根据业务配置原则对其进行重新配置路由即可。d)网络性能分析。针对网络拓扑、业务分配方案和设备配置情况计算分析网络各项性能指标，包含节点性能分析、链路性能分析、区域/网络分析、均衡性分析和规划方案比较等。这些性能指标便于用户分析当前规划方案的网络总体性能，对于进一步指导规划和网络瓶颈的解决有着重大的作用。e)显示结果。仿真后系统将会将生存性分析的结果呈现出来，显示结果包括业务名称、原始路由以及新分配的替代路由。

3生存性分析仿真结果

本文自主开发出应用于网络优化的生存性分析模块的主菜单包括导入网络、编辑模式、删除光纤、一键仿真和使用帮助，界面如图2所示。以现有的部分网络资源为例，建立一个网络模型，并仿照真实网络的运行方式为模型分配业务并进行仿真。网络模型的拓扑结构如图3所示。假设A-I这条光纤由于外界因素遭到破坏，那么就可以在仿真时将这条光纤删除，在删除光纤时软件系统会提醒用户这条光纤上所承载的业务将会重新分配路由，用户确认后开始删除，删除后的网络拓扑如图4所示。系统对受影响的业务重新分配路由的仿真过程如下:系统首先将这些业务保存在已定义好的变量S(θ)中，然后调用Find()函数去寻找新的路径，对删除光纤上承载的业务进行重新分配，仿真结果如图5所示。从结果中可以看出，A-I这段光纤链路被删除后，其承载的业务都找到了新的工作路由，所有的业务都是在保证网络负载尽可能均衡的情况下进行分配的。当某一个站点容量不足时就选择其他的传输节点，并记录容量不足的节点，并对管理员提示:容量不足请扩容。如果是节点故障，则与该节点直接相连的所有链路将失效，软件将按照网络负载均衡的原则对失效链路上的所有业务进行重新分配和评估，得到相应的仿真结果。

4结束语

由于光纤通信网络承载的各种高质量业务(语音、视频、数据等)越来越多，一旦出现网络故障而导致通信中断，将会造成不可估量的损失。本文针对光纤通信网络承载的业务复杂、人工方法无法准确评估光纤通信网络故障对其承载业务的影响、难以制定科学有效的应对预案等难题，利用计算机仿真技术建立网络生存性分析模型、开发网络仿真与优化平台，模拟光纤通信网络链路和节点故障，评估各类应对预案的优劣，按照业务保护等级原则快速生成业务保护预案，提高了预案的科学性和有效性。预案在实际网络故障发生时最大限度地减轻了故障对其承载业务的影响，增强了网络的可靠性，更好地发挥了网络的建设效益。此外，通过仿真评估网络各个链路和各个节点故障对其承载的各类不同级别业务的影响程度，能够科学有效地判断网络结构的合理性，给出网络优化配置方案，为光纤通信网络的规划、运行维护管理和网络优化提供科学的决策依据。

作者：王培国刘发彪黄炜李泽单位：成都市江汉路31号网管中心电子科技大学通信与信息工程学院