论文摘要
近年来,随着网络技术的发展以及新的Internet应用的出现,全球Internet业务呈现出一种爆炸式增长的趋势,由此对传输网络的带宽提出了越来越高的要求。波分复用技术以它的传输容量大、技术适应性强以及易于扩展等优点而备受青睐。通过引入光交叉连接OXC,光网络可以通过波长选路为节点对提供端到端的光通道,进而实现波长的重用。而另一方面,WDM技术使大量业务量能够聚合到很少的网络设备中,单节点或单链路的失效都可能会造成巨大的数据损失,光网络规划与优化设计的过程中必须要考虑网络的生存性问题。网状结构由于能够提供资源利用率很高的容量配置,现已成为长距离骨干网的主要组网方式。结合作者参与开发的“面向工程的SDH、DWDM网络规划与优化软件”（简称为NPO软件）,本文提出,网状WDM光网络规划和优化的核心问题之一,是结合生存性设计的路由与波长分配（RWA）问题。所谓路由与波长分配问题（或称路由与信道分配（RCA）问题）,就是在给定一组光连接请求（业务）条件下,寻找源节点到目的节点的路由并给这些路由分配波长（信道）。在使用通路保护策略的抗毁光网络中,传统的RWA演变成为这样的一个问题:（1）为每一个业务寻找两条物理分离的通路;（2）为这些通路分配合理的波长（信道）。上述结合生存性设计的RWA算法会在组网规划与优化的过程中被反复调用,算法性能直接影响到光网络规划与优化最终结果的优劣。本文集中研究了基于共享通路保护的静态RWA问题。根据网络节点类型分为两种情况加以考虑:一、所有网络节点都具备全波长转换能力;二、所有网络节点都不具备波长转换能力。针对第一种情况,此时的光网络模型等价于传统电路交换网络,分配业务时不用考虑波长连续性限制,RWA问题不涉及波长分配,只需要考虑选路与信道（channel）分配,因此可以简化为网络的容量（包括工作容量和备用容量）优化配置问题。第三章中提出了一种联合容量优化算法MSC-JOCP,能够在不改变已存在业务的前提下、同时对新增业务的工作通路和保护通路进行优化（二者保持链路分离或节点分离）,最大可能地共享保护资源,同时可以兼顾资源均匀分布。MSC-JOCP算法已成功应用于NPO V1.0软件,仿真结果说明,该算法同样适用于SDH传输网络。针对第二种情况,选路与波长分配必须要遵从波长连续性限制,即:光通道必须在其路由的所有链路上使用同一波长。第四章提出的TA-RWA算法将上述问题分解成为选路子问题和波长分配子问题两个问题分别加以研究。选路子问题中,将“物理分离”的概念进一步泛化为SRLG分离,改进了已有的选路算法xdh-TA,使其能够在有效避免陷阱的同时兼顾负载均衡。在波长分配子问题中,比较了不同的图着色（波长分配）算法,对其性能作了仿真和对比。文章还研究了使用不同业务预处理策略时的算法性能。