WDM光网络中动态波长分配算法的研究

论文摘要

WDM光网络由于其高带宽、高速率、组网灵活等各种优越性被认为是未来骨干网的发展方向。波长资源是影响WDM光网络性能的主要因素,而波长分配算法是解决网络资源合理配置和提高网络运行效率的重要途径,所以研究波长分配算法具有十分重要的意义。本文把动态波长分配算法分成单纤和多纤两个不同的数学模型进行总结和改进,单纤光网络中波长分配算法以均衡波长数为目标,多纤光网络中波长分配算法以均衡每个波长的信道容量为目标。在研究方法上,针对改进的算法建立网络模型,通过软件仿真来比较不同算法的性能。本文主要分成以下四个方面:1.从数学模型、理论算法等角度分析了单纤和多纤光网络的波长分配问题,并且介绍了当前比较常见的波长分配算法,分析了常见算法的思路和优劣性。针对软件仿真介绍了两种不同的业务量模型,并分别给出了生成方法。2.基于光网络单纤数学模型提出了两种改进型的波长分配启发式算法。第一种是从预选波长角度出发,通过对路由子问题进行约束,提高波长使用率;第二种是运用波长分集重用思想,对不同QoS要求的业务设置不同的分配策略,在保证公平性的同时改善了网络效率。3.基于光网络多纤数学模型提出了两种改进型的波长分配启发式算法。第一种基于均衡波长信道容量思想的波长分配算法,通过保护瓶颈链路容量,降低全网的拥塞概率;第二种是同时控制优先级和业务均衡的双优化目标算法。4.介绍了论文作者设计开发的波长路由算法集成软件WRON-RWA,着重介绍了Topology Design组件和BlockingProbability组件。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 图列
• 表列
• 第一章 绪论
• 1.1 研究内容和研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 主要工作和论文内容安排
• 第二章 光网络的波长分配问题
• 2.1 光网络的业务分类
• 2.1.1 光网络静态业务量
• 2.1.2 光网络动态业务量
• 2.2 单纤光网络的波长分配问题
• 2.2.1 单纤光网络数学模型
• 2.2.1.1 整数线性规划模型
• 2.2.1.2 比例模型
• 2.2.2 单纤光网络的动态波长分配算法
• 2.2.2.1 基于统计概率的波长分配算法
• 2.2.2.2 基于波长分集重用的波长分配算法
• 2.2.2.3 基于波长图的波长分配算法
• 2.3 多纤光网络的波长分配问题
• 2.3.1 多纤光网络数学模型
• 2.3.2 多纤光网络的动态波长分配算法
• 2.3.2.1 基于分集统计的波长分配算法
• 2.3.2.2 基于均衡策略的波长分配算法
• 2.3.2.3 基于多路由的波长分配算法
• 2.4 仿真模型
• 2.4.1 泊松业务量模型
• 2.4.2 自相似业务量模型
• 第三章 两种单纤光网络的动态波长分配算法
• 3.1 基于预选波长的全网均衡算法
• 3.1.1 网络模型
• 3.1.2 算法描述
• 3.1.3 算法步骤
• 3.1.4 仿真与讨论
• 3.2 一种基于QoS动态共享的波长分配算法
• 3.2.1 简化网络
• 3.2.2 排队论模型
• 3.2.3 基于QoS的波长分配算法的分析
• 3.2.3.1 单类业务的波长分配
• 3.2.3.2 两个优先级业务的波长分配
• 3.2.3.3 其他基于优先级波长分配思路
• 3.2.4 基于QoS动态共享算法
• 3.2.4.1 算法思路
• 3.2.4.2 算法步骤和分析
• 3.2.4.3 网络仿真
• 3.3 小结
• 第四章 两种多纤光网络的动态波长分配算法
• 4.1 最大剩余瓶颈容量算法
• 4.1.1 多纤光网络的波长分配
• 4.1.2 算法描述
• 4.1.3 实例说明
• 4.1.4 仿真结果
• 4.1.5 计算时间复杂度分析
• 4.2 基于优先级和均衡策略算法
• 4.2.1 多纤光网络中优先级和均衡问题
• 4.2.2 算法描述
• 4.2.3 算法步骤
• 4.2.4 算法实例说明
• 4.2.5 仿真结果与讨论
• 4.3 小结
• 第五章 WRON-RWA软件的设计和实现
• 5.1 路由和波长分配算法部分
• 5.2 波长分配算法的主要架构
• 5.3 WRON-RWA功能说明
• 5.3.1 WRON-RWA1.0版介绍
• 5.3.2 Topology Design组件介绍
• 5.3.3 Blocking Probability组件介绍
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 进一步研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文目录