基于網(wǎng)絡(luò)編碼的波長(zhǎng)資源優(yōu)化型光層組播研究.pdf

1、近年來(lái)，光層組播和網(wǎng)絡(luò)編碼逐步成為熱點(diǎn)研究領(lǐng)域。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，WDM(Wavelength Division Multiplexing)已經(jīng)成為了一種主流傳輸技術(shù)；與此同時(shí)，日益增加的多播業(yè)務(wù)給網(wǎng)絡(luò)帶寬造成了很大的沖擊。在傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)組播中，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)只對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行路由或復(fù)制，很難達(dá)到網(wǎng)絡(luò)組播的最大傳播容量，2000年，Ahlswede等基于網(wǎng)絡(luò)信息流提出了網(wǎng)絡(luò)編碼的思想，其核心是在網(wǎng)絡(luò)的中間節(jié)點(diǎn)引入編碼功能。網(wǎng)絡(luò)編碼理論是網(wǎng)絡(luò)通信研究

2、領(lǐng)域中的一項(xiàng)重要突破，網(wǎng)絡(luò)的中間節(jié)點(diǎn)不再是簡(jiǎn)單的信號(hào)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)，而是將經(jīng)過(guò)其節(jié)點(diǎn)的信息進(jìn)行編碼后再發(fā)送出去，從而提高了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的傳輸效率、容量和健壯性，并且可以達(dá)到網(wǎng)絡(luò)資源利用率的上限。
　　 在WDM網(wǎng)絡(luò)中，可用波長(zhǎng)數(shù)量決定了網(wǎng)絡(luò)能夠提供的最大端到端連接數(shù)量。在具有多個(gè)組播源的光組播中，傳統(tǒng)光組播為每個(gè)組播源分別建立組播樹(shù)，即有源樹(shù)，并且要為每棵有源樹(shù)單獨(dú)分配波長(zhǎng)，這樣勢(shì)必造成波長(zhǎng)資源需求過(guò)大，又由于光網(wǎng)絡(luò)中可用的波長(zhǎng)資源還十分

3、有限，對(duì)現(xiàn)有的可用波長(zhǎng)資源需要高效、合理地利用，因此波長(zhǎng)資源的優(yōu)化配置是一個(gè)重要的必須研究的問(wèn)題。
　　 為了優(yōu)化傳統(tǒng)光層組播波長(zhǎng)資源消耗，本文將網(wǎng)絡(luò)編碼應(yīng)用于光組播樹(shù)的建立中，對(duì)多源多播只建立一棵含網(wǎng)絡(luò)編碼路徑的共享樹(shù)進(jìn)行信息傳輸，且對(duì)建立的網(wǎng)絡(luò)編碼共享樹(shù)只分配兩個(gè)波長(zhǎng)，從而與有源樹(shù)相比能有效達(dá)到減少波長(zhǎng)資源消耗。鑒于此，本文針對(duì)傳統(tǒng)光組播方案沒(méi)有更好地考慮節(jié)省網(wǎng)絡(luò)波長(zhǎng)資源消耗和鏈路負(fù)載均衡性問(wèn)題，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)編碼的優(yōu)勢(shì)，提出了一

4、種基于分布式網(wǎng)絡(luò)編碼的共享樹(shù)光組播算法。算法首先選取一個(gè)中心點(diǎn)作為樹(shù)根，然后逐步將中心點(diǎn)到各接收節(jié)點(diǎn)的最短路徑加入共享樹(shù)中，最后從接收節(jié)點(diǎn)出發(fā)，搜索并建立具有網(wǎng)絡(luò)編碼節(jié)點(diǎn)的路徑加入共享樹(shù)，網(wǎng)絡(luò)編碼結(jié)點(diǎn)由控制中心獲得分布式編碼向量后對(duì)收到的信息進(jìn)行編碼轉(zhuǎn)發(fā)。分布式網(wǎng)絡(luò)編碼共享樹(shù)與傳統(tǒng)光組播樹(shù)的差別在于分布式網(wǎng)絡(luò)編碼共享樹(shù)中分布有一個(gè)或多個(gè)具有網(wǎng)絡(luò)編碼功能的節(jié)點(diǎn)(或路由器)，且能對(duì)收到的信息進(jìn)行編碼。
　　 仿真結(jié)果表明，本文提出的