（通信与信息系统专业论文）wdm光网络的生存性算法研究.pdf

ad i ss e r t a t i o ns u b m i a e dt og u a n g d o n gu n i v e r s i t y f o rt h ed e g r e eo fm a s t e ro fe n g i n e e r i n gs c i e n c e r e s e a r c ho fs u r v i v a b i l i t ya l g o r i t h mf o rw d m o p t i c a l n e t w o r k m a s t e ro fs c i e n c ec a n d i d a t e ：x ub i n s u p e r v i s o r ：p r o f h a ny i s h i j u n e2 0 1 0 s c h o o lo fi n f o r m a t i o ne n g in e e r i n g g u a n g d o n gu n i v e r s i t yo ft e c h n o l o g y g u a n g z h o u ，g u a n g d o n g ，p r c h i n a ，5 1 0 0 0 6 摘要 摘要 随着网络业务量的爆炸性增长以及低成本、高性能的光网络设备的不断出 于波分复用( w a v e l e n g t hd i v i s i o nm u l t i p l e x i n g , w d m ) 和波长路由技术的波分复 被认为是下一代高速广域骨干网和城域网的最有力竞争者。同时，由于网络中 长承载的传输容量可高达吉比特每秒，能实现不同传输码率、数据格式和调制 透明传输，那么光纤故障会导致大量业务中断，这使得网络生存性问题显得更 和突出。波分复用光网络本身具有可重构性，可根据通信业务量的需求来改变 逻辑结构，而且具有良好的生存能力，能够在很短的时间内从失效故障中恢复所携带 的业务。波分复用网络的这些特点使得研究生存性算法更有实际意义。 本文的主要工作是研究多种启发式算法( 主要是生物进化算法( e v o l u t i o n a r y a l g o r i t h m s ，e a ) ) 在w d m 网络中优化的应用，例如自适应免疫算法( a d a p t i v ei m m u n e e v o l u t i o n a r ya l g o r i t h m , a i e a ) 应用于w d m 网络业务疏导问题、蚁群算法( a n tc o l o n y a l g o r i t h m , a c a ) 在w d m 光网络业务恢复的应用等。首先介绍了业务疏导技术，业务 疏导技术是w d m 网络业务恢复的基础，可以将低速率o c n 颗粒度的业务流汇聚到 高容量光通路中去，从而提高网络的资源利用率。在此基础上，提出一种新的具有高 疏导性能的进化算法一自适应免疫算法应用于业务疏导。然后针对业务恢复问题， 提出了基于改进蚁群算法的业务恢复算法，深入分析蚁群算法在w d m 光网络业务恢 复中的应用，并从各个方面对算法的性能进行详细的分析比较。本文的研究工作集中 在第二章到第五章，主要内容包括： 第二章中，详细介绍了业务疏导技术和自适应免疫算法，并将a i e a 应用到业务 疏导中，详细定义了网络模型的构造、网络节点结构、参数的定义及限制等等，在程 序实现方面对输入输出两方面做了相应的介绍，最后给出了一个程序的运行实例。 第三章中，首先将a i e a 应用于光网络的业务疏导，以网络的虚拓扑为研究对象， 以网络的吞吐量为优化目标，通过选择、扩展、变异、替换等操作进行多次的迭代为 网络构造出最优的疏导方案，仿真结果表明a i e a 不仅疏导性能好，而且可以应用于 任意的网络拓扑。然后将a i e a 应用于业务恢复中，以网络恢复率为优化目标，为业 广东工业大学硕士学位论文 务受损节点对重建路由以及业务分配，仿真结果表明a i e a 具有较好恢复率性能，比 其他两个启发式算法的恢复率要高。 第四章中，针对w d m 光网络的恢复，提出一种基于改进蚁群算法的w d m 光网 络恢复优化算法，算法以w d m 光网络的虚拓扑为主要研究对象，模拟蚂蚁寻址方式 获得网络业务受损节点恢复方案。在优化过程中，结合免疫算法的变异操作对全局业 务分配进行自适应调节，以获得更高的故障恢复率水平，最终实现网络受损业务恢复， 使整个网络资源利用率达到最优。仿真结果表明，该算法可满足较高的恢复率需求情 况，并可应用于任意形式w d m 网络拓扑结构。 第五章中，为了体现基于改进蚁群算法的光网络恢复算法的性能，将其与a i e a 以及其他两种启发式算法进行比较，仿真结果表明，在网络资源有限时，a c a 和a i e a 的恢复率比其他两种启发式算法的恢复率要高，同时a c a 的时间复杂度要比a i e a 要 低。总之，a c a 综合考虑了恢复率和算法的时间复杂度，表现出良好的业务恢复性能。 关键词：生存性；业务恢复；蚁群算法；a i e a ；业务疏导 a i js ，i r a c t a bs 田r a c t w i t ht h ee x p l o s i v eg r o w t ho fr e t w o r kt r a f f i ca n dt h ea p p e a r a m eo fb w e rc o s ta n dh i g h p e r f o r m a n c eo p t i c a ln e t w o r ke q u i p m e n t , w a v e l e n g t hd i v i s i o nm u l t i p l e x i n g ( w d m ) o p t i c a l n e t w o r k s ，b a s e do nw a v e l e n g t hd i v i s i o nm u l t i p l e x i n ga n dw a v e l e n g t h - m u t e dt e c h n o l o g y , a r e o n eo ft h em o s tc o m p e t i t i v ec a n d i d a t e sf o rn e x tg e n e r a t i o nh i g hs p e e dw a nb a c k b o n ea n d m a n s i m u l t a n e o u s l y , e a c hc h a n n e lw a v e l e n g t hh a st h et r a n s m i s s i o nr a t e 0 v e rs e v e r a l g b i t s ，a n dt h en e t w o r kc a na l s or e a l i z et r a n s p a r e n c yt r a n s m i s s i o no f d i f f e r e n tt r a n s p o r tc o d e r a t e s ，d a t af o r m a t sa n dm o d u h t i o m ，s ot h ef a i l u r eo ff i b e rw i l lc a u s eb t so f t r a f f i cd a m a g e ， c o n s e q u e r 吐l y ，t h e n e t w o r ks u r v i v a b i l i t yi s s u eh a sb e c o m em o r ep r e s s i n g , w d mo p t i c a l n e t w o r ki t s e l fc a nb er e c o n f i g u r e d i t sl o g i c a lt o p o l o g yw h i c hh a se x c e l l e n c es u r v i v a b i l i t y p e r f o r m a n c ec a nb ec h a n g e dt om e e tt h ed e m a n do ft r a f f i c ，a n dc a na l s or e c o v e ri n f e c t e d i r a 岱cf i - o mf a i l u r ei nas h o r tt i m e t h e s ef e a t u r e so fw d mn e t w o r km a k et h er e s e a r c ho f s u r v i v a b i l i t ya l g o r i t h mm o r ep r a c t i c a ls i g n i f i c a n c e t h et h e s i sf o c u s e so nt h er e s e a r c ho ft h ea p p l i c a t i o no fs e v e r a lh e u r i s t i ca l g o r i t h m s ( e s p e c i a l l yb i o l o g i c a le v o l u t i o n a r ya l g o r i t h m s ( e a ) ) i nw d m n e t w o r ks u r v i v a b i l i t y , s u c h a sa p p l i c a t i o no fa d a p t i v ei m m u n ee v o l u t i o n a r ya l g o r i t h m ( e a ) i nt r a f f i cg r o o m i n g , a p p l i c a t i o no f a n tc o l o n ya l g o r i t h m ( a c a ) i nw d mo p t i c a ln e t w o r kl r a f f i cr e s t o r a t i o na n d s oo n f i r s t , w ei n t r o d u c et r a f f i cg r o o m i n g t r a f f i cg r o o m i n gw h i c hi st h eb a s i so fw d m n e t w o r kt r a f f i cr e s t o r a t i o nc a ni m p r o v et h er e s o u r c eu t i l i z a t i o nb yc o m p a c t i n gl o ws p e e d o c - nt r a f f i cs t r e a m si n t o h i g hc a p a c i t yl i g h t p a t h o n t h i sb a s i sw ep r o p o s ean e w e v o l u t i o n a r ya l g o r i t h mw h i c hh a sh i g hg r o o m i n gp e r f o r m a n c e - - ma d a p t i v ei m m u n e e v o l u t i o n a r ya l g o r i t h m t h e nw ea m l y 刀et h et r a f f i cr e s t o r a t i o no fs e v e r a la l g o r i t h m si n w d m o p t i c a ln e t w o r ka n dc o m p a r ep e r f o r m a n c eo ft h e s ea l g o r i t h m sf r o ms e v e r a la s p e c t s d e e p 虹t h em a i nr e s e a r c hf o c u s e so nt h ec h a p t e r2 t o5 ，t h em a i nc o n t e n t si n c l u d e ： i nc h a p t e r2 ，w ei n t r o d u c et r a f f i cg r o o m i n gi nw h i c ht h ea d a p t i v ei m m u n ee v o l u t i o n a r y a l g o r i t h mi sa p p l i e d t h e nn e t w o r km o d e l , n o d ea r c h i t e c t u r ea n dr e l e v a n tp a r a m e t e r sa r e d e f i n e d ，w ea l s oi n t r o d u c et h ei 印ma n do u t p u to fp r o g r a m , ap r o g r a mi n s t a n c ei sg i v e n f i n a l l y i i i 广东工业大学硕士学位论文 i nc h a p t e r3 ，w ea p p l yt h ea i e ai nt r a f f i cg r o o m i n gr e 孕r d i n gv i r t u a lt o p o l o g ya n d t h r o u g h p u ta st h er e s e a r c ho b j e c ta n do p t i m i z a t i o no b j e c t i v er e s p e c t i v e l y f i n a u yw eg e tt h e o p t i m a lg r o o m i n gi n d i v i d u a lt h r o u g hm u l t i p l ei t e r a t i o n so fs e l e c t , e x t e n d ，m u t a t i o n , r e p l a c e o p e r a t i o n t h es i m u l a t i o nr e s u ks h o w st h a ta i e ar i o to n l y h a se x c e l l e n tg r o o m i n g p e r f o r m a n c e ，b u ta l s oc a nb ea p p l i e di na r b i w a r yt o p o l o g y t h e nw ea p p l ya i e ai ni r a f f i c r e s t o r a t i o nr e g a r d i n gr e s t o r a t i o nr a t i oa so p t i m i z a t i o no b j e c t i v ei no r d e rt or e b u i l dr o u t ca n d r e a s s i g nt r a f f i cf o rn o d ep a i r sw i t ht r a f f i cd a m a g e t h es i m u l a t i o nr e s u l ts h o w st h a ta i e a h a se x c e l l e n tr e s t o r a t i o np e r f o r m a n c e ，a n di t sr e s t o r a t i o nr a t i oi s h i g h e rt h a na n o t h e rt w o h e u r i s t i ca l g o r i t h m s i nc h a p t e r4 ，w ep r o p o s eal l e wa l g o r i t h mb a s e do na n tc o l o n ya l g o r i t h mf o rw d m o p t i c a ln e t w o r kr e s t o r a t i o no p t i m i z a t i o n a 妇t od e s i g nt h ev i r t u a lt o p o l o g y , w eg e tt h e s o l u t i o n sb ys i m u l a t i n gt h ea d d r e s s i n gm o d eo fa n t s ，a n dm o r e o v e r , u s et h ea b e r r a n c e o p e r a t i o no fi m m u n ea l g o r i t h mt oa d j u s tt h eg l o b a lw a f f l e d i s l r i b u t i o mf i n a n y ，w e a c c o m p l i s ht h eg l o b a lo p t i m i z a t i o no ft h ev i r t u a lt o p o l o g ya n dt r a f f i cr e s t o r a t i o n , m a x i m i z e t h er e s o u r c eu t i l i z a t i o n t h es i m u l a t i o nr e s u l ts h o w st h ea l g o r i t h mc a ns a t i s f y h i g h r e s t o r a t i o nr a t i od e m a n da n da l s oc a na p p l yt oa n yt o p o l o g yo f w d m i nc h a p t e r5 ，i no r d e rt o r e p r e s e n tt h ep e r f o r m a n c eo fr e s t o r a t i o na l g o r i t h mb a s e do n i m p r o v e da c 八w ec o m p a r ei tw i t ha i e aa n da n o t h e rt w oh e u r i s t i ca l g o r i t h m s t h e s i m u l a t i o nr e s u l ts h o w st h a ti nc a s eo fl i m i t e dn e t w o r kr e s o u r c er e s t o r a t i o nr a t i oo fb o t h a c aa n da i e aa r eh i g h e rt h a nt h a to ft w oh e u r i s t i ca l g o r i t h m s m e a n w h i l e ，t i m e c o m p l e x i t yo fa c a i sl o w e rt h a nt h a to fa i e a i naw o r d ，a c aw h i c hc o n s i d e rr e s t o r a t i o n r a t i oa n dt i m ec o m p l e x i t ys y n t h e t i c a l l ys h o w se x c e l l e n tt r a f f i cr e s t o r a t i o np e r f o r m a n c e k e yw o r d s ：s u r v i v a b i l i t y ；t r a f f i cr e s t o r a t i o n ；a n tc o l o n ya l g o r i t h m ；a d a p t i v ei m m u n e e v e l u t i o n a r y a l g o r i t h m ；t r a f f i cg r o o m i n g i v 1 4 2 基于启发式算法的生存性算法7 1 4 3 基于进化算法的生存性算法8 1 5 本论文的主要贡献和内容安排9 第二章w d m 光网络的业务疏导1 0 2 1w d m 光网络的业务疏导1 0 2 2 自适应免疫算法a i e a 11 2 3a i e a 的基本步骤1 1 2 4 网络模型一1 3 2 5 程序输入输出1 4 2 6 程序运行实例16 2 7 本章小结一1 7 第三章基于a i e a 的w d m 光网络恢复优化1 8 3 1 目标函数1 8 3 2a i e a 应用于业务疏导的结果分析1 9 3 3a i e a 应用于业务恢复的结果分析2 0 v 广东工业大学硕士学位论文 3 4 本章小结2 2 第四章基于蚁群算法的w d m 光网络的恢复优化2 3 4 1 蚁群算法发展及应用2 3 4 1 1 蚁群算法发展历程2 3 4 1 2 蚁群算法的应用2 4 4 2 蚁群算法的基本原理2 5 4 3 蚁群算法的数学模型2 6 4 4 基于蚁群算法的w d m 光网络业务恢复2 7 4 4 1 业务恢复算法的步骤2 7 4 4 2 网络模型2 9 4 4 3 仿真结果3 0 4 5 本章小结3 1 第五章基于改进a c a 的恢复算法的性能评价3 3 5 1w d m 光网络恢复的性能指标3 3 5 1 1 网络生存性能的技术指标3 3 5 1 2 算法性能的技术指标3 4 5 2 算法的性能比较3 4 5 2 1 各种算法的特点3 5 5 2 2 仿真结果的比较3 5 5 3 本章小节3 7 总结与展望- 3 9 参考文献4 1 攻读学位期间发表论文4 5 独创性声明4 6 致谢。4 7 附录英文缩写：4 8 v i c o n te n r i s c o n t e n t s a b s l l 王a c t j r u c o n t e n t s v i i c h a p t e r ii n t r o d u c t i o n 1 1 1d e v e l o p m e n tc o u r s eo f o p t i c a lf i b e rc o m m u n i c a t i o n 1 1 2s u m m a r i z eo f w d mo p t i c a ln e t w o r k 2 1 3s u r v i v a b i l i t yi s s u eo f w d m o p t i c a ln e t w o r k 4 1 3 1t e c h n o l o g yo f p r o t e c t i o ni no p t i c a ln e t w o r k 4 1 3 2t e c h n o b g yo f r e s t o r a t i o ni no p t i c a ln e t w o r k 6 1 4c u r r e n ts i t u a t i o no fs u r v i v a b i l i t ya l g o r i t h mi no p t i c a ln e t w o r k 7 1 4 1s u r v i v a b i l i t ya l g o r i t h mb a s e do ni l p 7 1 4 2s u r v i v a b i l i t ya l g o r i t h mb a s e do nh e u r i s t i ca l g o r i t h m 7 1 4 3s u r v i v a b i l i t ya l g o r i t h mb a s e do ne v o l u t i o n a r ya l g o r i t h m 8 1 5m a i nc o m r i b u t i o na n dc o n t e n ta r r a n g e m e n to f t h i sa r t i c a l 9 c h a p t e r 2t r a f f i cg r o o m i n go fw d m o p t i c a ln e t w o r k 1 0 2 1t r a f f i cg r o o m i n go f w d mo p t i c a lm t w o r k 10 2 2a d a p t i v ei m m u n ee v o l u t i o n a r ya l g o r i t h m 11 2 3b a s i cs t e po f a i e a 11 2 4n e 铆o r km o d e l 13 2 5i n p u ta n do u t p u to f p r o g r a m 1 4 2 6i n s t a n c eo f p r o g r a m 1 6 2 7s u m m a r yo f t h i sc h a p t e r 17 c h a p t e r 3r e s t o r a t i o no o t i m i z a t i o no fw d mn e t w o r kb a s e do na i e a 18 3 1o b j e c t i v ef u n c t i o n 18 3 2r e s u l ta n a l y z eo f t r a f f i cg r o o m i n gb a s e do n a i e a 1 9 3 3r e s u l ta n a l y z eo f r e s t o r a t i o no p t i m i z a t i o nb a s e do na i e a 2 0 3 4s u m m a r yo f t h i sc h a p t e r 2 2 c h a p t e r 4r e s t o r a t i o no p t i m i z a t i o no f w d m n e t w o r kb a s e do n a c a 2 3 4 1d e v e l o p m e n ta n da p p l i c a t i o no f a c a 2 3 4 1 1d e v e l o p m e n tc o u r s eo f a c a 2 3 4 1 2t h ea p p l i c a t i o n so f a c a 2 4 4 2b a s i ct h e o r yo f a c a 2 5 i 广东工业大学硕士学位论文 4 3m a t h e r m t i c a lm o d e lo f a c a 2 6 4 4t m 伍cr e s t o r a t i o ni nw d mn e t w o r kb a s e do n a c a 2 7 4 4 1s t e p so f t r a f f i cr e s t o r a t i o na l g o r i t h m 2 7 4 4 2n e t w o r km o d e l 2 9 4 4 3s i m u l a t i o nr e s u l t 3 0 4 5s u m m a r yo f t h i sc h a p t e r 31 c h a p t e r5p e r l o r m a n c eo fr e s t o r a t i o na l g o r i t h mb a s e d o ni m p r o v e da c a 3 3 5 1p e r f o r m a r l c ei n d i c a t o r so f w d mn e t w o r kr e s t o r a t i o n 3 3 5 1 1t e c h n i c a li n d i c a t o r so f n e t w o r ks u r v i v a l p e r f o r m a n c e 3 3 5 1 2t e c h n i c a li n d i c a t o r so f a l g o r i t h mp e r f o r r m n c e 3 4 5 2p e r f o r m a n c ec o m p a r i s o na m o n gd i f f e r e n ta l g o r i t h m s 3 4 5 2 1f e a t u r e so f d i f f e r e n ta l g o r i t h m s 。3 5 5 2 2c o m p a r i s o no f s i m u l a t i o nr e s u l t 3 5 5 3s u m m a r yo f t h i sc h a p t e r 3 7 c o n c l u s i o n sa n dp r o s p e c t 3 9 r e f e r e n c e 4 1 p u b h c a t i o n s 4 5 p r om e t h e a nd e c l a r e 4 6 a c k n o w l e c l g em e n t s z 1 7 a p p e n d i xa b b r e v i a t i o n 4 8 i i 1 1 光纤通信的发展历程 2 0 0 9 年1 0 月份瑞典皇家科学院宣布，将2 0 0 9 年诺贝尔物理学奖授予英国华裔科 学家高锟以及美国科学家威拉德博伊尔和乔治史密斯。瑞典皇家科学院常任秘书贡 诺厄奎斯特在记者招待会上说，高锟在“有关光在纤维中的传输以用于光学通信方面 取得了突破性成就，他将获得物理学奖一半的奖金，共5 0 0 万瑞典克朗( 约合7 0 万美 元) ；博伊尔和史密斯将分享物理学奖另一半奖金。 会上诺贝尔物理学奖评选委员会主席约瑟夫努德格伦用一根光纤电缆形象地解 释了高锟的重要成就：早在1 9 6 6 年，高锟就取得了光纤物理学上的突破性成果，他计 算出如何使光在光导纤维中进行远距离传输，这项成果最终促使光纤通信系统问世， 而正是光纤通信为当今互联网的发展铺平了道路。 1 9 6 6 年英籍华人高锟发表论文光频介质纤维表面波导，提出用石英玻璃纤维 ( 光纤) 传送光信号来进行通信，可实现长距离、大容量通信。于19 7 0 年损失为2 0 d b k m 的光纤研制出来了。据说康宁公司花费3 0 0 0 万美元，得到3 0 米光纤样品，认为非常 值得。这一突破，引起整个通信界的震动，世界发达国家开始投入巨大力量研究光纤 通信。 1 9 7 7 年，世界上第一个商用光纤通信系统在美国芝加哥的两个电话局之间开通， 距离为7 k m ，采用多模光纤，工作波长为0 8 5 9 m ，光纤损耗为2 5 一3 d b k m ，传输速 率为4 4 7 3 6 m b s ，这就是通常所说的第一代光纤通信系统。 1 9 7 7 - - 一1 9 8 2 年的第二代光纤通信系统特征是：采用1 3 1 0 n m 长波长多模或单模光 纤，光纤损耗为o 5 5 一1 d b k m ，传输速率为1 4 0 m b s ，中继距离为2 0 - - 5 0 k m ，于1 9 8 2 年开始陆续投入使用，一般用于中、短距长途通信线路，也用作大城市市话局间中继 线，以实现无中继传输。 1 9 8 2 一- 1 9 8 8 年的第三代光纤通信系统采用1 3 1 0 n m 长波长单模光纤，光纤损耗可 以降至0 3 - - 0 5 d b k m ，实用化、大规模应用是其主要特征，传输信号为准同步数字系 列( p l e s i o c h r o m u sd i g i t a lh i e r a r c h y , p d h ) 的各次群路信号，中继距离为5 0 - - 1 0 0 k m ，于 1 9 8 3 年以后陆续投入使用，主要用于长途干线和海底通信。 广东工业大学硕士学位论文 1 9 8 8 - 1 9 9 6 年的第四代光纤通信系统主要特征是：开始采用1 5 5 0 n m 波长窗口的 光纤，光纤损耗进一步降至0 2 d b k m ，主要用于建设同步数字系y u ( s y n c h r o m u sd i g i t a l h i e r a r c h y , s d h ) 同步传送网络，传输速率达2 5 g b s ，中继距离为8 0 - - 1 2 0 k m ，并开始 采用掺铒光纤放大器( e r b i t m a - d o p e do p t i c a lf i b e ra r n p l i f i e r ，e d f a ) 和波分复用器等新型 器件。 1 9 9 6 年至今属于第五代光纤通信系统，主要特征是：采用密集波分复用( d e n s e w a v e l e n g t hd i v i s i o nm u l t i p l e x i n g , d w d m ) 技术组建大容量传送平台，单波长信道传输 速率已达1 0 g b s 甚至更高，另外将语音、数据和图像等各种业务和接口融合在统一平 台上传送，如多业务传送平台( m u l t i - s e r v i c et r a n s f e rp l a t f o r m ，m s t p ) 等。 光纤通信是目前世界上发展最快的领域，平均每9 个月性能翻一番、价格降低一 半，其速度已超过了计算机芯片性能每1 8 个月翻一番的摩尔定律的一倍。在短短的3 0 多年间已经经历了五代通信系统的使用。 今后光纤通信将朝着全光传输交换的方向发展，即全光网络，网络更具智能特性。 在传送容量和传送距离等性能方面随着各种光技术及其器件的发展会有更大的突破n ，。 1 2w d m 光网络概述 虽然光纤的带宽资源丰富，可以传输高速率的数字信号。但另一方面，如果不能 很好地利用这些丰富的资源，将造成巨大的资源浪费。所以为了提高光纤的利用率， 人们提出了各种各样的光复用方法，如光波分复用，光时分复用，光频分复用，光码 分复用等。它们是指按频率，时间，波长，编码等方面进行分割的光纤通信。其中， 被认为最具有潜力的技术是波分复用技术。 波分复用技术将光纤的巨大带宽分割成许多具有不同波长的w d m 信道，每一个 信道均独立地按其对应的波长进行路由选择，所有信道可以同时以不同的速率进行传 输，而互不影响。w d m 光网络一般由包含光交叉连接器( o p t i c a lc r o s sc o n n e c t o r , o x c ) 和光分插复用器( o p t i c a la d d d r o pm u l t i p l e x e r , o a d m ) 的波长路由节点以及连接节点 的光纤组成，不同的波长信道复用在同一根光纤中传输，而网络中的每一光纤链路大 多均由一对单向的光纤构成。网络中的每个连接请求均通过在源节点与目的节点之间 建立一条光路( l i g h t p a t h ) 来实现，光路是指任意节点对之间的一条全光通道，可以经过 一条或多条光纤链路犯，。 2 第一章绪论 w d m 系统的基本构成有两种形式：双纤单向传输和单纤双向传输。 图1 1 双纤单向w d m 示意图 f i g ，l - 1t h ei m a g eo fw d m i nt w ou n i d i r e c t i o m lf i b e r s 图1 2 单纤双向w d m 示意图 f i g 1 - 2t h ei m a g eo fw d m i ns i n g l eb i d i r e c t i o n a lf i b e r 双纤单向传输的w d m 系统是指用两根光纤分别传输两个不同方向上的信号。每 一根光纤上传输的都是单向w d m 信号。由于该系统发送方向信号和返回方向信号经 由不同的光纤，不会产生串音，在两个方向上可以使用相同的设备，因而系统设计简 单，要求低，易于逐步升级扩容，所以得到了广泛的开发和应用。双纤单向w d m 示 意图如图1 1 。 单纤双向w d m 是指所有光通路同时在一根光纤上沿相反的两个方向传送载有各 种信息的、具有不同波长的已调光