基于遺傳算法優(yōu)化彈性光網(wǎng)絡(luò)中針對(duì)單播和組播的路由頻譜分配.pdf

1、光正交頻分復(fù)用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)作為彈性光網(wǎng)絡(luò)(Elastic Optical Networks，EONs)的一種調(diào)制技術(shù)，由于其頻譜利用的高效性、靈活性和對(duì)損傷的容忍能力近期來已經(jīng)被越來越多的提起。對(duì)于等待服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求，當(dāng)路由信息確定并在得出合適調(diào)制等級(jí)的基礎(chǔ)上，請(qǐng)求被彈性地分配相應(yīng)數(shù)量的OFDM子載波帶寬槽，從而得到合適的資源分配，這一過程中所涉及到的

2、路由、調(diào)制和光譜分配(Routing，Modulation andSpectrum Assignment，RMSA)問題成為了本文基本研究?jī)?nèi)容。當(dāng)前已有學(xué)者們提出多種算法來解決它，同時(shí)RMSA問題也已被證實(shí)是一個(gè)NP完全問題。為了研究的便利，在不失正確性的前提下，本文的研究過程中將RMSA問題分解成兩個(gè)子問題，即1）路由和調(diào)制等級(jí)以及2）光譜分配問題，并且依次按序解決它們。在此基礎(chǔ)上，本文提出了一種高效地啟發(fā)式算法—自適應(yīng)遺傳算法(Ge

3、neticAlgorithm，GA)來解決EONs中考慮單播(Unicast)和組播(Multicast)的動(dòng)態(tài)路由、調(diào)制和光譜分配(Dynamic RMSA)這一綜合問題。GA作為進(jìn)化算法的一個(gè)分支，可以在基于當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的情況下，提供一種有效的方法為動(dòng)態(tài)光網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求提供光譜分配的服務(wù)。GA是為多目標(biāo)優(yōu)化而設(shè)計(jì)，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求流量較低，光譜資源足夠承載所有請(qǐng)求，即沒有請(qǐng)求被阻塞的情況會(huì)發(fā)生，此時(shí)GA將會(huì)最小化拓?fù)渲兴泄饫w上所需求的最大帶寬

4、槽數(shù)值;然而，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)流量較大時(shí)，由于阻塞會(huì)出現(xiàn)，基因算法將會(huì)盡力為所有等待請(qǐng)求的服務(wù)提供資源分配，即優(yōu)化目標(biāo)為最小化網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求被阻塞的概率。
　　本文對(duì)提出的GA就動(dòng)態(tài)RMSA問題的服務(wù)能力在14點(diǎn)NSFNET拓?fù)浜?8點(diǎn)US Backbone拓?fù)渲羞M(jìn)行了仿真。仿真結(jié)果證實(shí):1）在僅存單播請(qǐng)求情況下，基于基因算法來解決RMSA問題的方法(GA-RMSA)從網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡和較低的網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求被阻塞概率兩方面均優(yōu)于多個(gè)已存的算法;2）在考慮組