兩層光網絡規(guī)劃的優(yōu)化算法研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、隨著波分復用(WDM,WavelengthDivisionMultiplexing)、光交叉連接(OXC,OpticalCross-Connect)以及光分插復用(OADM,OpticalAdd-dropMultiplexing)等技術的飛速發(fā)展,使得WDM技術可以提供巨大的帶寬,從而成為下一代骨干網絡的核心技術。由于MPLS技術具有良好的QoS、TE等功能及其在統(tǒng)一控制平面上的應用,使得MPLS成為了適配IP和WDM網絡的最佳選擇,M

2、PLSoverWDM網絡得到了迅速發(fā)展。 WDM光網絡中每個波長可以提供高達上吉比特(如OC-48、OC-192、OC-768)的傳輸容量,而在實際應用中,很多業(yè)務請求的通信速率都小于一個波長粒度,例如OC-1、OC-3、OC-12(51.84Mb/s、155.52Mb/s、622.08Mb/s)。顯然,為每個帶寬小于一個波長粒度的業(yè)務請求分配一個獨立的波長信道,會降低網絡資源利用率且不經濟。并且,由于光纖中波長數目的限制、網絡

3、節(jié)點中光收發(fā)器數目以及光交叉連接容量的限制等,不可能為每個業(yè)務請求分配一個獨立的波長信道。顯然,有必要將多個低速的業(yè)務請求匯集起來用一個波長信道傳輸或者某個業(yè)務請求通過多跳光路(MultihopLightpath)的相續(xù)匯集最終到達目的節(jié)點,這就是所謂的業(yè)務量疏導(TrafflcGrooming)技術。 WDM光網絡以其巨大的帶寬滿足海量的需求,但巨大傳輸帶寬也面臨挑戰(zhàn),即一旦網絡部件失效,大量業(yè)務數據將會丟失,將導致巨大的損失

4、。因此在網絡設計時需要將網絡的抗毀能力納入考慮,因此,多層WDM光網絡的生存性研究已經成為熱點。 本文研究MPILSoverWDM兩層光網絡中的優(yōu)化設計問題,主要研究帶共享風險鏈路組(SharedRiskLinkGroups,SRLG)的網絡可生存性業(yè)務量疏導問題??缮嫘詷I(yè)務量疏導問題可以如此描述:給定一個網絡配置,包括物理鏈路、每個網絡節(jié)點的光收發(fā)器數目、每根光纖的波長數目以及波長容量,可生存性業(yè)務量疏導就是為一組具有各種低

5、速帶寬粒度的業(yè)務連接建立光路并提供保護,以有效地安排這些連接請求,同時優(yōu)化網絡的性能。 本文主要研究了兩種問題:(1)針對網絡資源配置足夠、需要最小化已用的物理資源(即波長)的問題,作者分別提出了一種基于鏈路.路徑(Link-Path)的整數線性規(guī)劃(integerlinearprogramming,ILP)數學模型和一種名為層間信息路由δ多層業(yè)務量疏導(CrossLayerInformationRouting&Multi-la

6、yerTrafficGrooming,CLIR-MLXG)的啟發(fā)式算法。相比于一般的基于節(jié)點-鏈路(Node-Link)的ILP模型,本文提出的ILP模型大大的降低了問題規(guī)模,減少了求解時間;相比于已經存在的啟發(fā)式算法,CLIR-MLTG算法避免了在不必要的情況下增加光路,從而避免了增加物理資源。(2)針對物理網絡資源受限的情況下,最大化網絡吞吐量的同時最大化網絡收益的問題,提出了一種基于拉格朗日松弛(LagrangianRelaxat

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