基于最大化畅通概率优化模型的固定路由算法

针对以最小化网络阻塞率为目标的光网络路由及波长分配(RWA)问题,考虑到全网结构不均衡易导致部分链路负载过高,进而造成全网阻塞率过高问题,在基于爱尔兰损失公式的链路阻塞概率模型的基础上,建立了最大化路径畅通概率的优化模型。为了克服优化模型的非线性造成的求解困难,借鉴大系统中分解协调的思想对链路负载进行预估,将原优化问题转化成乘积最长路问题,并结合负载滚动预估更新及类Dijkstra算法进行近似求解。仿真比较实验表明,本文算法能够较好地近似求解所提出的最大化畅通概率模型,有效地均衡了全网负载,降低了全网阻塞率,提高了网络传输性能。     

一种基于改进遗传算法的波长路由算法

WDM(波分复用)光网络中基于GA(遗传算法)的RWA(路由与波长分配)算法是目前最常见的算法,为了提高网络资源利用率并进一步降低阻塞率,提出了一种动态的、基于改进GA的DCMA-GA(双交叉变异自适应遗传算法),通过引入自适应交叉与变异概率机制来减少GA的复杂度并应用于波长分配子算法中。仿真结果表明,与经典算法Dijkstra+FF(首次命中)相比,新算法最大能降低50%的阻塞率,在波长分配方面可提高10%的性能,验证了新算法的有效性。     

光网络中一种快速动态负荷均衡的波长路由算法

针对波长路由网络中动态光链路建立问题,提出了一种快速动态波长路由算法(RWA)。在路由子问题上,通过动态改进最短路径算法(Dijistra算法)权值的设置,使之符合光网络中动态流量分布,并适时更新路由信息表来适时调整网络的流量分布,减轻网络负荷,实现一种负荷均衡的路径查找。在波长分配子问题上,提出一种通过动态调节变异和交叉算子的遗传算法(VMCR-GA),可以实现快速波长搜索和分配。通过在几个网络上的仿真分析,比采用普通遗传和D算法的波长路由算法性能优越,网络阻塞率可以降低10%,波长分配效率提高30%~50%,算法的收敛性也大大提高。     

备用路由下一种新的WDM动态路由波长分配算法

基于波长转换度的空闲波长图模型,提出了一种用于WDM光网络在备选路由下的动态RWA算法。路由选择采用K条最短路径算法进行,备选路由集中首选最佳路由时考虑链路的代价、跳数和每一个链路上不可用波长数。通过计算机模拟,分析这3个参数对网络的阻塞率的影响,结果表明本算法中所选定研究的3个参数中选定路由的不可用波长数对网络阻塞率的影响程度比通道的代价,跳数对网络的影响程度大,这个结论对算法中这3个参数数值的选取提供了依据,使算法能够依据实际网络情况动态选取参数,降低网络阻塞率。     

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 网络中基于优先级的多任务波长路由分配算法

提出了一种在WDM网络中基于优先级的多任务波长路由分配算法。算法设计旨在提高光网络资源的利用率、降低网络请求阻塞率。分析了任务请求的路由类型以及负载容量对请求优先级划分的影响方式,给出了网络请求优先级划分策略,结合网络的实时状态提出了一种基于优先级的多任务波长路由分配算法。仿真结果表明,该算法相比现有算法降低了网络请求阻塞率,提高了资源利用率。     

WDM光网络中一种备用路由下支持优先级的波长分配算法

研究了WDM光网络中的动态业务下的波长分配问题,在无波长转换器的条件下提出了一种改进的动态门限算法.该算法不仅能保证高优先级请求有较低的阻塞率,同时还能优化低优先级请求的阻塞率,从而改善全网的平均阻塞率.此外,该算法利用负载均衡算法,能更加精确地描述波长分配对全网状态的影响,从而更加有效地利用了网络资源.计算机仿真结果证明了该算法的有效性.     

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％。     

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。     

WRON中基于波长相关性的波长分配算法

基于节约网络资源和降低网络的阻塞率和波长分配代价的思想,在WRON网络的动态路由波长分配算法中考虑波长相关性.根据波长之间转换度变化,详细定义波长转换器的可转换波长之间的波长转换度,并定义了一个利用二进制数表示的空闲波长指示参数,利用该参数对链路上的空闲波长进行表示,用蚁群系统的蚁群波长信息素更新的计算公式来更新这个指示参数,简化波长分配的过程.通过仿真,证明本算法能够达到节约波长资源,降低网络的阻塞率和波长分配代价的目的.     

一种快速动态分布式光链路建立方法

提出一种改进的波长分配算法,用于波长路由光网络中快速动态分布式光链路的建立。该算法采用提前释放和超时释放两种波长和链路释放机制,减少了网络拥塞,更适合波长路由网络的实际运行规则。通过在美国自然科学基金网(NSF)上的仿真计算,与以前的研究结果相比,该算法可以减少网络的阻塞率8％,同时缩短了光链路建立的时间。     

一种改进遗传算法在WDM光网络中的应用

在波长路由光网(WRON)中,波长转换对提高网络性能、减少阻塞率起着重要的作用.但由于目前全光波长转换器非常昂贵,因而如何最优利用波长转换是配置光网络的一个重要问题.文中利用遗传算法很好地解决了这一问题,并且利用数值模拟的方法,计算了美国自然科学基金网(NSFnet)网络中最优配置下网络的阻塞情况.然后针对普通遗传算法的缺点,提出了一种改进遗传算法.最后利用数值模拟的方法,比较了两种算法的性能.     

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。     

基于改进蚁群算法的卫星光网络波长分配方法

路由与波长分配是下一代光网络的需要解决的核心问题之一。本文采用智能蚁群算法,研究了卫星光网络的路由与波长分配问题,为通信请求寻找最优的数据传输光路径。基于请求区域受限策略(Restricted Request Area,RRA)和链路波长负载平衡策略,建立了考虑传输延迟和波长连续性约束的双主星分布式星群节点结构光网络系统模型。利用智能蚁群路由和波长分配(Smart Ant Colony Routing AndWavelength Assignment,SAC-RWA)算法求解系统模型,以找到具有稀疏波长转换的卫星光网络中最小成本波长路径。所提出的算法允许单个蚂蚁同时完成路由和波长分配,仿真结果表明,RRA能够明显改进卫星光网络的性能,以略微增加拥塞率的代价显著降低了计算复杂度。     

Wavelength retuning without service interruption in an all‐optical survivable network

This paper proposes a new wavelength retuning (WRT) scheme in an all‐optical WDM network. Compared with the existing WRT schemes developed for all‐optical networks, which can alleviate the wavelength‐continuity constraint but cannot avoid service interruption or data loss, the proposed scheme is able to alleviate the wavelength‐continuity constraint and reduce the connection blocking probability with no service interruption to the on‐going traffic. This is achieved by allocating two routes, one for active path and one for backup path, to each incoming connection request and conducting WRT only on the backup path. The backup path provides an alternate path in case of a failure, while the active path carries traffic under normal conditions. Thus, WRT on the backup path will not cause any impact on data transmission. An optimal backup path WRT scheme and a heuristic algorithm are developed and the performance evaluation on the proposed schemes is presented. The simulation results show that the proposed optimal scheme reduces the connection blocking probability by 46.8% on average, while the proposed heuristic scheme reduces the blocking probability by 28.3% on average, all compared with the scheme without WRT. Copyright © 2009 John Wiley & Sons, Ltd.     

混合光波长转换在波分复用光网络中的应用

在全光网络中，如何合理利用波长转换来降低光网络的阻塞率是一个非常关键的问题。研究了最新的波长转换体系结构和波长转换手段，提出一种全新的混合波长转换方法，在减少网络中波长转换器个数的同时，维持拥塞概率类似于全波长转换。提出了5种不同的波长转换器使用策略，并利用数值模拟的方法，比较了这5种不同的波长转换器使用策略，分析结果，得出了最小化光网络的阻塞概率的波长转换使用策略。结合混合波长转换和波长转换器使用策略，进一步提出了光网络中优化波长转换器配置的遗传算法，通过对14个节点的美国自然科学基金网(NSF Net)的数值模拟，结果表明它是十分有效的，在减少光网络中波长转换器数量，且不增加光网络波长数量的情况下，基本保持原有网络性能。     

A Node-Level Blocking Probability Analysis for WRONs

This work presents the blocking performance of a single node with (full or limited) wavelength conversion in wavelength routed optical networks (WRON) based on the theory of probability. A blocking probability model is proposed. Particularly, we pay more attention to investigate wavelength routing node performance improvement by using the more feasible case of limited wavelength conversion. Based on our analytical model, we calculate the blocking probability for a single wavelength routing node and then make a simulation to validate it. It is shown that a node with low conversion degrees having a small number of fiber link ports and a large number of wavelengths per link is a more realistic choice.