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随着各种宽带网络应用的不断涌现,组播业务日渐发展成为一种重要的业务模式。光网络拥有巨大的带宽资源,将组播技术移植到光网络将会使得更多的宽带实时应用成为可能。光组播中关键问题之一是路由,论文着手研究了光网络中组播路由问题的优化方法,研究主要包括基于改进和声搜索算法的时延受限光组播路由优化方法和基于启发式算法研究光组播路由的波长代价联合优化方法。
光组播路由优化问题可归结为:满足一定约束条件下寻找组播路由,同时优化某个特定的代价函数。论文在第二章分别介绍了光组播路由优化问题的基本模型、理论基础以及仿真网络产生模型,并对光组播路由优化问题的研究现状进行了详细的介绍,同时对相应的算法性能进行了分析和对比。
首先,针对光网络中组播路由计算复杂度高,且多数组播业务具有实时性要求的特点,论文提出一种基于改进的和声搜索算法求解时延受限光组播路由优化问题的方法。该方法通过自适应的参数设置提高了和声搜索算法寻找到全局最优光组播树的能力,克服了和声搜索算法在和声记忆库规模较大时易于陷入局部最优的缺陷;设计了一个能够保持备选光组播路由多样性的动态适应度函数以扩大光组播路由的搜索范围;同时,初始化阶段采用精英保留策略筛选较优的组播树组成初始和声记忆库。仿真结果表明:改进的优化方法能够求得代价较低的光组播路由,并且在较大光网络规模下具有较好的收敛稳定性。
其次,针对以往光组播路由优化算法仅单一的优化组播路由代价或波长使用数目,并未将二者综合起来考虑,从而导致了组播路由代价高或波长资源消耗量大的问题出现,论文提出了两个基于启发式算法求解波长与代价联合优化的光组播路由问题的方法:LPF-JOWC和SPF-JOWC。LPF-JOWC和SPF-JOWC的特点是分别采用长路优先策略和短路优先策略对违反分光约束的节点进行重路由。此外,该优化方法在目标函数中设计了一个控制参数—组播树总代价与波长使用数目的比值。通过对控制参数的合理取值,使得算法在执行过程中能够根据实际网络的资源状况灵活选择优化目标。仿真结果表明,论文提出的优化方法能够求得代价较低的组播路由,同时能够降低波长使用数目。