动态光网络中面向约束的路由和波长分配算法

论文摘要

IP over Optical对光网络有了新的要求,因此智能光网络的概念被提出。而路由与波长分配（Routing and Wavelength Assignment, RWA）问题正是智能光网络中的一个关键问题。RWA的主要任务是寻找一条合适的光路并为之合理地分配波长,充分利用有限的资源,以提供尽可能大的通信容量。动态光网络中RWA问题与普通网络中不一样,会受到底层物理量的限制,具体表示在波长一致性条件限制、节点端口交叉受限制以及非线性参数的约束。本文在无波长转换器的网络中,在满足波长一致性,节点交叉受限,四波混频（Four-Wave Mixing, FWM）三个约束条件的情况下提出了一种面向约束的RWA算法。为了解决波长一致性条件的约束,文中使用了分层图模型,采用了先分配波长再进行路由的思想。为了解决节点交叉受限的约束,文中扩展了常用的邻接表存储结构,扩展的邻接表存储结构使节点端口的信息能够完全地被反映出来。为了解决FWM的约束,本文在分层的波长关系图上剔除会受到FWM影响的波长链路。通过和几种典型的RWA算法进行了仿真比较,通过仿真表明本文的方法比用D（Dijkstra）算法寻找路由再用首次命中波长分配方法分配波长的RWA算法在阻塞率方面的性能提高了80%,比先分配波长再用D算法寻找路由的RWA算法提高了5%。最终证明了本文提出的考虑了三个约束条件的RWA算法最主要的特点是找到了一条可用的路径,这里的可用是满足了波长一致性,节点交叉受限,FWM三个条件的约束。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 光网络简介
• 1.2 动态光网络中光链路的建立
• 1.3 与底层物理量关联的波长路由算法研究的必要性
• 1.4 课题来源
• 1.5 本文所做的工作
• 2 路由和波长分配问题以及其数学模型
• 2.1 RWA 问题的数学模型
• 2.2 路由选路策略
• 2.3 常见的波长分配方法
• 2.4 RWA 合一算法
• 2.5 小结
• 3 一种基于节点交叉受限的光网络的拓扑参数的存储方法
• 3.1 图的基本概念
• 3.2 图的存储结构
• 3.3 节点交叉受限的光网络的拓扑参数的存储方法
• 3.4 小结
• 4 面向波长一致性约束的动态RWA 算法
• 4.1 没有考虑到波长一致性条件限制的RWA（D+FF）
• 4.2 现有的考虑到波长一致性约束的RWA 算法（分层图+D）
• 4.3 改进的面向波长一致性约束的RWA 算法
• 4.4 仿真与数据分析
• 4.5 小结
• 5 考虑到FWM 约束的RWA 算法
• 5.1 FWM 效应以及对于分配波长的影响
• 5.2 面向约束的RWA 算法的思路
• 5.3 仿真结果与分析
• 5.4 小结
• 6 全文的总结
• 致谢
• 参考文献
• 附录1 攻读硕士学位期间参加的课题和研究成果