波长转换器在DWDM光网络中最优化放置问题的研究

论文摘要

波长转换器是密集波分复用(DWDM)光网络中的关键光电子器件,是近年来国内外的研究热点。在DWDM 全光网中引入波长转换节点,对网络的性能,尤其是对阻塞概率性能有较大的改善。作者在攻读硕士学位期间,在国家863 计划和武汉市重大科技攻关项目的资助下,围绕波长转换节点在光网络中的最佳放置问题,开展了较为深入而广泛的研究工作,提出了若干新方案,获得了一些创新研究成果。概括全文,在研究中开展的工作及取得的主要成果有: (1) 在查阅国内外文献的基础上,论述了波长转换研究的重要性,阐述了波长转换节点在全光网中的应用前景及重要作用,概括了波长转换节点在各种不同类型网络中的应用。(2) 在分析不同网络拓扑结构及特点的基础上,研究了两种主要的网络阻塞概率模型——负载链路相关模型和负载链路无关模型,并以负载链路相关模型为基础分析了网络中的节点是否具有波长转换功能时对网络性能产生的不同影响。(3) 在最短路径路由和波长随机分配的模型基础上,对传统图论中关于求解最短路径的Dijkstra 算法和Floyd 算法分别做出改进,提出了基于网络负载均衡的最优路径概念,使两种改进后的算法分别具有简单求解网络中最优路径的功能。经结合实际的网络模拟结果表明,网络阻塞性能相对于文献报道结果有20%的改善。(4) 从理论上证明了波长转换节点在总线和环形两种规则网络拓扑上的最佳放置方案,为该类型网络的优化配置提供了一定的依据。研究了任意拓扑类型的DWDM 全光网中波长转换节点最优放置问题,提出了四种全新的启发式放置算法。分析表明,将启发式波长转换节点放置算法和网络负载平衡策略相结合,可以大幅度降低传统网络的阻塞率。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 波长转换器在全光网中的应用
• 1.3 波长转换节点对网络性能的改善
• 1.4 本课题研究的内容
• 2 网络拓扑结构与阻塞概率模型
• 2.1 引言
• 2.2 网络拓扑结构
• 2.3 网络拓扑的数学表示
• 2.4 网络阻塞率模型
• 2.5 小结
• 3 波长路由的选择及对其网络阻塞率的影响
• 3.1 引言
• 3.2 波长转换对RAW 的影响
• 3.3 以负载平衡为目的的最优路径选择算法
• 3.4 算法改进实例
• 3.5 小结
• 4 波长转换节点放置的优化算法
• 4.1 引言
• 4.2 几种特殊形式网络拓扑的波长转换器放置问题
• 4.3 启发式算法的考虑因素
• 4.4 基于节点权值排序的启发式算法
• 4.5 基于穷举的搜索算法
• 4.6 四种启发式算法的比较
• 4.7 小结
• 5 总结与探讨
• 致谢
• 参考文献
• 附录1 攻读硕士学位期间发表论文目录
• 附录2 鉴定证书