光網絡中保護和業(yè)務量疏導問題的研究.pdf

1、光網絡中的波分復用技術(WDM)不僅滿足了現(xiàn)有因特網中對于帶寬的需求，也為將來可能在局域網和廣域網中出現(xiàn)的具有巨大帶寬需求的新應用提供支持?，F(xiàn)在一條光纖鏈路利用波分復用技術能成倍的支持互不重疊的波長數目，其中每個波長都具有10G-40G的帶寬容量。同時光網絡中的資源分配問題越來越得到重視，即如何在相對有限的資源下提供更多的服務，并且能滿足業(yè)務的QoS需求，其中路由和波長分配問題是資源分配中的主要問題。 本文第二、三章介紹光網絡中

2、保護的資源分配問題，第四章介紹光網絡的資源分配問題。 由于光網絡的巨大傳輸容量，光纖的斷裂或其他網絡節(jié)點設備的失效勢必將會使得大量的業(yè)務丟失，可能遭受比傳統(tǒng)網絡更大的損失。光網絡中的保護機制可以使得在發(fā)生故障時能及時的切換到備用資源，確保網絡信息的順利傳輸。本文的第二章建立了靜態(tài)路由和波長分配問題的保護模型，同時針對大規(guī)模網絡的路由和波長分配問題提出了分解機制。本文利用Bender分解算法對大規(guī)模網絡的整數線性規(guī)劃ILP模型進行

3、了分解求解。求解ILP模型可以得到資源分配的最優(yōu)解，但是該問題是NP—C問題，在網絡規(guī)模較大的時候求解時間較長，甚至可能造成計算機內存資源消耗殆盡而找不到可行解。在數學理論上，通過數學的分解方法對ILP模型進行分解后求解，可以降低問題規(guī)模并得到和原模型相同的最優(yōu)解。通過此類方法。本文將模型進行了分解，仿真結果說明，分解算法可以得到接近于原問題的解，且求解時間和內存消耗都較少。 在時隙WDM網絡中，信息在光信道中均以“幀”的方式進

4、行傳輸，每一幀又進一步劃分成多個“時隙”。顯然，相對于以波長為粒度的非時隙WDM網絡而言，利用相同數目的光信道，時隙WDM網絡可以建立更多的連接。本文的第三章在靜態(tài)業(yè)務請求下，提出了時隙分配的ILP模型。文中的仿真在網絡規(guī)模較大時，直接求解將得不到最優(yōu)解，只有通過分解方法才能得到最優(yōu)解，同時也驗證了ILP模型的正確性。 在實際應用中，每個業(yè)務的通信速率往往遠遠低于一個波長的最高傳輸速率。顯然，為每個業(yè)務提供一個專用波長或者端到端

5、的獨立光路連接，資源利用率低且不經濟。在WDM光網絡中，需要研究如何有效地為這些低速業(yè)務建立連接。業(yè)務量疏導是將多個低速業(yè)務連接聚合起來用一個光路傳輸，可以有效地解決這類問題。在實際網絡中，很多業(yè)務并不僅僅是點到點之間的連接而且還會有其他各種不同的物理約束。本文的第四章對于具有復雜物理約束的業(yè)務量疏導問題，提出了基于部分組合和最大收益的捆綁算法。測試結果表明，利用捆綁算法可以有效的解決具有復雜物理約束的業(yè)務量疏導問題，并且消耗的總的網絡