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近年来,宽带视频、多媒体等业务日益兴起,特别是Internet业务的快速增长,对骨干网的带宽提出了越来越高的要求。波分复用技术(WDM)以其传输容量大,对高层协议和技术适应性强,以及易于扩展等优点成为光网络领域研究的焦点。因此WDM网络的关键技术以及波长分配和路由选择(RWA)技术的光传送网是下一代高速骨干网最具有竞争力的候选者。随着网络技术的发展,各种新的业务相继出现,这些业务在可靠性上有着不同的要求,如何区分业务可靠性是当前网络研究的一个热点。又由于每一条链路都承载了大量的业务,任何链路或节点的失效都将导致巨大的损失,因此在光网络中引入有效的生存性策略是必然的趋势。保护和恢复机制是生存性策略的两种方法,而恢复机制在资源利用率上高于保护方案。本文对如何有效解决RWA问题并实现其优化目标及网络生存性问题进行了研究。
在现有的RWA算法中,启发式算法需要将RWA问题拆分为选路与波长分配两个子问题,复杂度比较大。为了能有效降低算法的复杂度,本文采用了整数线性规划算法来解决RWA问题。本文首先针对业务频率树(BFP-Tree)方法路由机制网络阻塞率较低问题,结合了负载平衡思想,改进了一种基于BFP-Tree方法的路由机制,按照网络中各链路使用波长数的统计方差最小作为优化目标,对业务请求进行路由选择,建立整数线性规划模型。通过仿真验证这种路由方案在阻塞概率方面要优于BFP-Tree路由机制,其负载更均衡,提高网络的资源利用率。
其次,本文在研究负载平衡的背景下,将使链路波长使用数均衡的负载平衡思想引入到光网络恢复机制中,同时区分业务的可靠性,改进了已有的恢复算法。在负载平衡的条件下保证优先级越高的业务对应的阻塞率较低作为优化目标,建立整数线性规划模型,通过仿真实验验证了该算法的性能良好。该算法不仅降低了全网阻塞率,而且保证了较高优先级的光路建立请求具有较低的阻塞率,更适合现代光网络中不同业务请求对应不同服务等级的要求。