引用本文:
朱恩黎,张引发,刘乾:智能光网络的复杂网络特性实证研究[J]. 光通信技术,2018,42(1):9-12.
朱恩黎,张引发,刘 乾
(西安通信学院,西安 710106)
【下载PDF全文】 【下载Word】摘要:随着光通信技术的不断发展,光网络的结构也变得越来越复杂,而复杂网络理论能分析实际系统的性质。从智能光网络的拓扑结构出发研究其复杂网络特性,首先对近两年某区域智能光网络故障数据进行分析,其次对智能光网络进行拓扑建模,计算网络的聚类系数和平均路径长度,从而分析网络性能。实证研究表明,智能光网络是一个小世界网络,并且其故障分布、度分布都符合幂律分布,该网络具有无标度特性。该结论为下一步研究智能光网络自组织临界性奠定基础。
关键词:智能光网络;拓扑结构;小世界;无标度
中图分类号:TN929.11 文献标志码:A 文章编号:1002-5561(2018)01-0009-04
DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2018.01.003
0 引言
传统光网络的设计是基于语音业务的,故其拓扑结构主要为简单的线形和环形结构,在业务配置时,需要逐环、逐点的配置,难以实时管理,而在实际运营过程中,也不能根据业务分布的变化动态地改变光网络的逻辑拓扑结构。因此,智能光网络应运而生。以环网为主的传统光网络的主要保护机制为环网保护,由于环网保护需要预留一半的网络资源,因此其带宽利用率较低。而基于网状网的智能光网络不仅能提供如1∶1、1+1和M∶N通道保护措施,还可以提供灵活的恢复机制,这些恢复机制不但反应快,而且能有效节约光网络资源。但是,由于网络容量及规模的拓展远远赶不上用户需求的爆炸式增长,光网络运行一段时间后,就可能发生拥塞现象。现阶段,从拥塞控制技术[1,2]、波长分配及路由选择[3]这些方面研究智能光网络拥塞的成果已有很多,但从本质出发,通过分析智能光网络拓扑结构,判定其性质,从而对其业务流量进行优化控制的研究还相对较少。
通过研究发现,复杂网络理论[4]能从网络的拓扑结构入手,计算其基本特征参数,进一步分析网络的性质。该理论起源于1736年著名数学家欧拉对"哥尼斯堡七桥问题"的论证,经过数百年的发展,直至1998年Watts和Strogatz分别提出小世界[5]和无标度模型[6],开启了复杂网络理论研究的新时期,具有重大意义。因此,本文对智能光网络的复杂特性进行研究。
4 结束语
本文结合复杂网络理论的相关知识,对某智能光网络进行拓扑建模,并对其特性进行分析,得出如下结论:智能光网络组网方式由单一或简单的环状网逐步向多个环状网或网状网组网发展,网络趋向扁平化,节点的平均度增加,其逐步演化而形成的网络拓扑结构与同等规模的随机网络相比,具有较大的平均路径长度和大得多的聚类系数,符合小世界特性的判据条件,属于小世界网络;智能光网络的网络架构已经处于稳定状态,节点度符合位于2~16区间内有限空间的幂律分布,说明该网络具有明显的无标度特性。本文得出了智能光网络的故障分布和度分布均符合幂律分布的结论,这是光网络具有自组织临界性的判定条件,下一步我们将针对智能光网络的自组织临界性作进一步研究。