智能光网络中的路由和波长分配问题

随着下一代智能光网络概念的提出，应用于传统光网络的路由和波长分配方法面临着许多新的挑战。本以自动交换光网络为代表，分析了智能光网络中不同类型连接的特点和实现路由和波长分配的控制软件模块，并着重从路由模式、多粒度分层选路、路由和波长分配算法、信令路由协议等几个方面出发，对智能光网络中的路由和波长分配问题进行了深入的探讨。同时提出了相应的解决方案。     

DWDM波长路由网络光链路负载均衡的波长路由算法

提出了一种应用于密集波分复用(DWDM)波长路由网络(WRON)中光链路负荷均衡的思想,并将其应用于优化Dijkstra算法的权值,同时将优化Dijkstra算法用于遗传算法求得了在不同的负荷条件下波长下限的网络所需波长数目。并将优化前后的算法分别对美国自然科学基金(NSF)网络的最优波长分配进行数值分析,发现基于负荷均衡思想的优化Dijkstra算法能够对网络的性能有很大提高：当遗传代数为20代时,采用优化Dijkstra算法阻塞率降低了约36％;当波长使用数为7个时,降低网络阻塞率10％。     

一种基于改进蚁群算法的光网络波长路由分配算法

路由与波长分配(RWA)是下一代光网络的需要解决的核心问题之一。论文提出了一种基于改进蚁群算法的光网络RWA算法SA-DRWA算法。算法在转移概率中加入了链路的空闲率作为约束条件,同时还引入了随机扰动以防止传统蚁群算法中迭代次数较少时就过早收敛于局部最优路径的缺点。理论分析表明,SA-DRWA算法可以有效地实现光网络中的负载均衡。对不同网络拓扑中算法的性能进行了仿真,结果表明,SA-DRWA算法比传统Dijkstra+FF算法在阻塞率及资源利用率等方面有明显改进,在规则网格型网络中阻塞率和资源利用率分别改善了0.23。     

WDM网络中的动态路由波长分配

本文对WDM全光网中的路由波长分配(RWA)问题进行了分析和研究，详细阐述了面向各类业务的路由波长分配策略以及各种动态路由波长算法的设计思想，并对各种算法的性能以及时间复杂度等参数进行了分析，并在典型拓扑上进行了仿真。     

基于优先级的波长路由算法的计算机仿真

提出了一种基于优先级的波长路由和分配策略。对NSF网络的仿真结果表明，本模型比随机和顺序波长选择的策略具有更优的网络性能，最小的网络阻塞率；当网络负载较低时，波长变化器的使用可以降低网络的阻塞率。     

一种新型的动态路由和波长分配算法

本文讨论了WDM光网中，在动态业务流量和有限范围波长变换情况下的动态路由和波长分配（RWA）问题，基于Moone-Dijkstra算法，考虑到动态波长变换的可能和限制，提出了一种新型的、可实现动态最小代价路由和最佳虚波长通道的综合启发式算法（DMC－OVMP）。该算法对路由子问题和波长分配子问题既相互独立，又相互结合，优化了RWA，保证了网络信息传输的安全性。对中国教育和科研计算机网（CERNET）基于本算法进行了计算机仿真，实现了低的网络阻塞率。     

基于节点功能的WDM光网络分布式路由与波长分配算法

建立了一种具有节点功能区分的WDM多波长光网络模型,根据节点功能将其分为A、B两类,在此基础上提出了波长等价弧和等价网络等概念,并根据此类多波长光网络模型的节点和网络结构特点以及相应的选路和波长分配策略,提出了一种基于节点功能的多波长光网络分布式路由与波长分配算法——BONF算法,证明了算法的可行性,分析了算法的计算复杂度,比较了此算法与其它同类型算法的区别,指出了BONF算法的优点和不足。     

多粒度交换光网络路由和波长分配算法研究

多粒度交换能减少交换节点中的交换矩阵规模及复用器和解复用器的数目，从而降低其成本，但是使得RWA问题变得较多纤光网更加复杂．本文提出了一种称为多维空间图(MDS-G)的模型，该模型能够全面准确地描述多粒度光网络中的资源状态，基于该模型的算法能够将多粒度交换光网络的路由和波长分配两个通常分开解决的子问题一步解决，从而得到较现有的方法更好的性能，仿真也证实了这一点．     

一种基于网络风险的路由波长分配算法

大多数RWA(路由波长分配)问题研究都是基于阻塞率、负载均衡、信号损伤和物理攻击的,很少涉及到业务与链路工作状态的依赖关系,然而链路的失效必然造成全网业务安全性能的下降。文章从业务风险的角度描述链路失效对全网业务的影响,提出了一种基于网络风险的RWA算法——R-RWA。在路由分配阶段,该算法把具有较小网络风险的路由方案分配给光路请求,以降低链路失效对全网业务的影响。仿真结果表明,与经典SP(最短路径)算法相比,该算法可以有效地降低网络的安全风险,提高网络的抗风险能力。     

静态波长路由光网络中路由和波长分配算法的统计修正

本文采用统计的方法对以网络最小所需波长数为优化目标的路由和波长分配算法进行了修正.数值模拟计算表明,经过统计方法修正之后,可以求得更接近波长下限的网络所需波长数.另外本文还首次提出用统计的方法对路由和波长分配算法进行比较,通过比较两个算法在经过统计修正之后求得的网络所需波长数的分布可以知道它们的优劣.     

部分共享波长转换光网络动态路由的改进算法

提出了一种应用于部分共享波长转换（PWC）的波长路由光网络（WRON）中的基于节点阻塞的动态路由算法,它不需要共享复杂的波长转换信息,而是将各节点的阻塞特性考虑到路由过程中。为评价算法性能,在14节点的国家科学基金网（NSFNET）拓扑中进行了仿真。结果表明,新的路由算法显著改善了网络的阻塞性能和建路失败的概率,尤其是随着网络负载的降低,网络性能的改善更显著。     

全光网络中动态型波长路由算法的研究

分析了光路径的跳数（H）、拥挤程度（C）以及全网剩余波长总数（FW）对选路的影响,进而提出一种新型的动态波长路由算法。该算法利用网络中剩余资源的数量,动态调节选路策略,将业务分布在最短、负载最小以及剩余波长数和跳数比值最大的路径上;当有效资源减少时,增加最短路径选择的概率;当有效资源增加时,增加小负载路径的选择概率。计算机仿真结果表明,该算法的阻塞率比传统算法FAR和FPLC算法分别降低了19．1％和12．7％。     

一种波长转换范围受限全光网中的波长分配算法

本文研究了波长转换范围受限全光网中的动态路由和波长分配问题,提出了一种固定备选路由条件下新的路由和波长分配算法.算法引入了波长相关性的概念,用波长关联权值定量描述了各路由的前后链路上不同波长之间的相互依赖关系.在建立连接时首先使用那些依赖性强,对其他路由影响小的波长,从全局的角度出发选择最优的路由和波长分配方案.计算机仿真表明,本文算法能够适用于稀疏网络和网状网,在均匀业务强度或者大部分业务量来自于长跳路由的情况下,本文算法能够显著降低网络阻塞概率和使用的波长转换器数目,有效提高系统性能.     

多域光网络中基于优先级的波长路由分配算法

本文提出一种在多域光网络中基于优先级的路由波长分配算法.算法设计旨在解决复杂网络拓扑下,多任务请求路由波长分配问题.本文首先根据复杂网络拓扑情况与任务请求状况,完成多域的划分,对跨域任务的最短路由进行路由分裂;其次依据域内与域间优先级设定策略,完成多任务请求优先级设定;按照优先级顺序,采用模糊优化波长分配算法完成波长分配.仿真结果表明本算法在处理复杂网络拓扑、多任务路由波长分配问题上效果明显,有效的降低了网络请求阻塞率,提高了光网络资源利用率.     

Dynamic Deflection Routing with Virtual Wavelength Assignment in Optical Burst-Switched Networks

In optical burst-switched networks, one of the most significant issues is contention resolution. There have been several deflection routing techniques as contention resolution. While contention is resolved by traditional deflection routing, it cannot guarantee that the control packet will reserve all the wavelengths successfully to the destination on the alternate path, especially when traffic load in a network is high. Therefore, in this paper, we propose a Deflection Routing with Virtual Wavelength Assignment (DR-VWA) algorithm in order to provide a higher resource guarantee for loss-sensitive traffic bursts. The proposed DR-VWA scheme (1) dynamically decides the alternate path with the least traffic load and (2) allows high-priority bursts in terms of loss to be assigned available wavelengths over the path virtually. The proposed scheme is evaluated through simulation, and it is shown that significant improvement with regard to burst loss and wavelength conversion cost can be achieved.This work was supported in part by the Korea Science and Engineering Foundation (KOSEF) through OIRC project and by the US National Communications System (NCS).     

WDM网络中基于负载平衡的动态波长路由算法

在WDM网络中，路由和波长分配（RWA）算法是一个焦点问题．当前的RWA算法多是考虑路径跳数或全网拥塞程度，并没有分析各个链路的具体情况．文中提出一种WDM网络中能实现负载平衡的路由算法——最大波长跳数比值（MWHR）算法。基本思想是：根据各备选路径的跳数和其经过的各链路上的可用波长数信息。计算该路径的优先选取权值，优先选取权值最大的路径．仿真表明，该算法在保证较低的阻塞率情况下，能有效的将业务负载均衡分布在网络中的所有链路上．     

波分复用光网中的一种新型波长分配算法

目前网络承载业务的趋势是以IP为中心的数据业务,从而促进了以WDM光网络向高速和宽带多波长的应用和普及,为了进一步提高网络的性能并提高资源利用率,出现了光网络控制面技术.路由选择与波长分配问题是WDM光传输网络控制面中非常重要的问题之一.目前实际应用最广泛的波长分配算法是First-Fir(FF)算法.本文基于FF算法,研究动态业务下波分复用光网络在固定选路下的波长分配问题,提出了一种新的波长分配启发式算法——Joint First Fit.计算机仿真试验表明,与常用的FF算法相比,该算法显著的降低了网络呼叫阻塞率,有利于提高网络资源的利用率.     

一种波长转换受限WDM网络的动态路由和波长分配算法

本文基于分层图模型,提出了在节点波长转换范围受限和波长转换器数目受限情况下,解决WDM网络的动态路由和波长分配问题的一种算法.通过计算机仿真,研究了本算法的性能以及这两种波长转换受限情况对网络阻塞率的影响.     

Dynamic Routing and Wavelength Assignment in Survivable WDM Networks

Dense wavelength division multiplexing (DWDM) networks are very attractive candidates for next generation optical Internet and intelligent long-haul core networks. In this paper we consider DWDM networks with wavelength routing switches enabling the dynamic establishment of lightpaths between each pair of nodes. The dynamic routing and wavelength assignment (RWA) problem is studied in multifiber networks, assuming both protection strategies: dedicated and shared. We solve the two subproblems of RWA simultaneously, in a combined way using joint methods for the wavelength selection (WS) and wavelength routing (WR) tasks. For the WS problem in contrast to existing strategies we propose a new, network state based selection method, which tries to route the demand on each wavelength, and selects the best one according to different network metrics (such as available channels, wavelengths per fiber and network load). For the WR problem we propose several weight functions for using in routing algorithms (Dijkstra or Suurballe), adapting dynamically to the load of the links and to the length of the path. The combination of different wavelength selection and routing (WS&WR) methods enables wide configuration opportunities of our proposed algorithm allowing good adaptation to any network state. We also propose the extension of the RWA algorithm for dedicated and shared protection and a new method for applying shared protection in dynamic WDM environment. The detailed analysis of the strategies demonstrate that our RWA algorithm provides significantly better performance than previous methods in terms of blocking probability whether with or without protection methods.