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随着通信技术的不断提高和通信业务的巨大增长,WDM全光网以其巨大的带宽容量和优良的传输性能而成为当前主干传输网的首选。WDM全光网中的组播通信是一种重要的通信机制。在这种通信机制下的组播路由的确定及相应的波长分配问题是一个核心问题。目前已有一些学者对WDM全光网中组播的路由和波长分配问题进行了研究,并证明了该问题是一个NP-Hard问题。波长转换器是WDM网络节点上对波长进行转换的装置,它能打破WDM全光网络中的波长一致性限制,大大提高网络的接通性能。节点配置波长转换器后组播路由的选择更多,波长分配更为灵活,因此组播路由和波长分配方案的优化求解更为复杂。
本文对WDM网络中组播路由和波长分配问题进行了较系统的总结和综述,分析国内外相关研究现状及技术发展脉络,提出了两种新的路由和波长分配算法,通过实验和算法分析证明了算法的优化效果。此外,针对WDM全光网实时组播需求提出了几种路由和波长分配策略,并对它们进行了分析比较。
本文的主要创新研究成果包括:
(1)研究了WDM网络中组播路由及波长分配的动态变化性,在考虑波长转换器的情况下,提出了一种在WDM网络中实时组播的分布式优化RWA算法。该算法将路由与波长分配统一进行优化确定,可大大减少连接的建立时间。组播路由算法以Prim最小生成树算法基础,生成一棵满足给定延迟时限的最小成本树。波长分配使用最少波长转换和同一波长最长使用策略。
(2)在WDM网络中只有部分节点具有波长转换器的情况下,采用网络分层技巧提出了一种路由和波长分配的遗传算法。这种算法将网络拓扑按照波长分层,其中波长转换器作为各个分层网之间的连接。在此基础上用遗传算法寻找费用最小的组播路由树。然后再将这种分层图上的路由树合并为原网络拓扑中的一棵最优组播路由树,同时也获得了该路由树上各链路的波长优化配置方案。
(3)对WDM光网络中的实时组播提出了几种新的路由和波长分配策略,并对其进行了分析和比较。