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随着数字广播、物联网和云计算等应用需求的增长,网络中点到多点、多点到单点和多点到多点的多播应用越来越多,网络带宽的消耗和拥塞发生快速增加,使网络资源日趋紧张。随着波分技术的成熟,目前每个波长信道所提供的带宽与各多播业务所需带宽有一定差异,并且网络中所能提供的波长数目和光收发器数目有限,并不能为每个请求都建立一条直接的光树,业务疏导是光多播网络降低业务请求阻塞率和提高单波长带宽利用率的有效方法,因此针对多播业务疏导技术的研究引起业内的广泛关注。
由于动态业务是随机、顺序的到达网络,且服务时间不定,相比于静态业务具有更多不确定性。基于已有研究没有考虑在不同时刻网络中各资源使用情况对业务疏导算法性能的影响,论文第三章首先研究了一种新的节点结构,此结构主要包括波长交换单元和业务疏导单元,能够很好的完成多播业务的疏导传输。然后基于此结构提出了一种自适应动态多播业务疏导算法。该算法首先根据不同的目标(节约节点光收发器和节约疏导端口数)提出了最小化使用节点收发器数方法和最小化使用节点疏导端口数方法,并在此基础上提出了一种能够根据当前网络资源的使用情况,自适应选择合适疏导策略的方法,该方法利用分层辅助图模型进行分析,通过设定一个阈值来实现。仿真结果表明,在网络资源有限的情况下,相比已有算法,该算法能够获得较低的阻塞率,具有较好的网络性能。
由于网络中配备具有疏导能力的节点个数超过一定值时对网络性能改善并不明显,并且具有疏导能力的节点相比无疏导能力的节点代价更高,所以如何合理选择尽量少的疏导节点对网络的建设具有很大的实用意义和经济价值。论文在第四章提出了一种疏导节点个数最少化的多播业务疏导方法,包括一种节点最小代价最大度数的疏导节点排序方法,基于稀疏疏导节点网络的多播业务传输方法,和基于网络阻塞率约束的最少疏导节点个数的选择方法。最少疏导节点个数选择方法是将网络的业务阻塞率性能指标作为选择无疏导能力节点的主要因素,通过设定网络性能恶化的允许范围值,逐个减少具有疏导能力的需求节点个数。最后仿真表明,此算法能够明显降低网络保持一定阻塞率下需求疏导节点的个数,从而大大降低网络的建设成本。