分光器和波长转换器稀疏配置下动态多播RWA问题研究

论文摘要

如何在WDM光网络中实现对多播业务的支持成为了近年来光网络研究的热点问题之一,多播路由和波长分配是光网络多播研究的一个重要方面。光层的多播包含一些特殊的约束：波长连续性约束、分光节点稀疏配置约束和能量损伤约束。研究多约束条件下的多播路由和波长分配问题的复杂度和代价都较高,在实际应用中很难实现,所以目前的算法多是研究一种或两种约束条件下的算法。因为分光器的配置是光能量损伤的一个主要原因,且全波长转换网络的实现仍是不现实的,所以,对分光器和波长转换器稀疏配置约束下的多播路由和波长分配问题的研究具有重要意义。本文以降低请求阻塞率、提高网络的资源利用率为目标,从两方面对分光器和波长转换器稀疏配置下的多播路由和波长分配问题进行了研究：将选路和波长分配作为两个子问题独立考虑；将选路和波长分配同时考虑,并提出了新的算法M-GRWA。本文首先对比了以往的多播路由和波长分配算法,总结它们的优点和不足。对路由和波长分配算法做了设计：在独立考虑选路和波长分配时,提出基于虚源的新的多播路由和波长分配算法——MS-GRWA算法。这种算法在选路的时候,同时考虑路径的跳数和路径中剩余波长数这两种因素,根据网络情况动态地选择路径。在建立光树时,引入了MPH算法,减少了波长资源的利用。在进行波长分配时,为了充分利用波长资源、降低网络成本,将波长代价、波长经过的波长转换器和分光器的数目、及所能到达的目的点数作为考虑因素,提出新的波长选择公式；在同时考虑时,利用了通用分层辅助图模型,提出了新的多播路由和波长分配方法——MC-GRWA算法,在选路的同时完成波长分配,在保证一定时间复杂度的情况下,降低网络的阻塞率、减小网络的成本。仿真结果表明,MS-GRWA算法与VS-based算法相比,在请求阻塞率和波长使用率方面分别减少了20%和6%；MC-GRWA算法与MWCT算法相比在请求阻塞率方面减少了23%。可以看出,相同条件下,M-GRWA算法具有较优的性能,达到了最初设计的要求与目的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文的主要工作及内容安排
• 第2章 WDM光网络中的多播路由和波长分配问题的研究
• 2.1 WDM光网络概述
• 2.2 WDM光网络中的多播技术
• 2.2.1 光网络中的多播机制
• 2.2.2 支持多播的节点
• 2.2.3 多播的技术支持
• 2.2.4 多播路由和波长分配问题的约束条件
• 2.3 多播路由和波长分配问题分析
• 2.4 多播路由算法研究
• 2.4.1 基于源的多播路由算法
• 2.4.2 基于虚源的多播路由算法
• 2.5 多播波长分配算法研究
• 2.5.1 使波长转换或波长使用数量最小化
• 2.5.2 使网络容量最大化
• 2.6 本章小结
• 第3章 MS-GRWA算法的设计与仿真
• 3.1 分光器和波长转换器稀疏配置下多播RWA问题的提出
• 3.2 M-GRWA算法思想
• 3.2.1 问题描述
• 3.2.2 M-GRWA算法的核心思想
• 3.3 M-GRWA算法的仿真
• 3.3.1 M-GRWA算法的仿真实现
• 3.3.2 M-GRWA算法的性能指标
• 3.4 MS-GRWA算法设计
• 3.4.1 多播路由算法MS-GR设计
• 3.4.2 多播波长分配算法MS-GWA设计
• 3.4.3 MS-GRWA算法步骤与具体流程
• 3.4.4 MS-GRWA算法时间复杂度分析
• 3.5 MS-GRWA算法的仿真实现与性能评估
• 3.5.1 网络拓扑的选定
• 3.5.2 业务模型
• 3.5.3 MS-GRWA算法的仿真结果分析
• 3.6 本章小结
• 第4章 MC-GRWA算法的设计与仿真
• 4.1 MC-GRWA算法设计
• 4.2 MC-GRWA算法步骤和具体流程
• 4.3 MC-GRWA算法时间复杂度分析
• 4.4 MC-GRWA算法仿真实现与性能评估
• 4.5 本章小结
• 第5章 结束语
• 5.1 工作总结
• 5.2 研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 研究生期间发表论文情况