多波长光网络的路由算法和仿真的研究

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近年,随着因特网用户和语音用户的高速增长,各种新的通信业务不断涌现,使得对网络的带宽需求不断增加。为了解决急速增长的通信需求,光网络特别是DWDM网络已广泛运用于现代通信网络。随着子系统技术的不断发展,比如OADMs、OXCs技术的成熟,DWDM已经转化成为网络层的技术了。但是,DWDM技术的引入在提高网络带宽的同时也使网络结构变得更加复杂,网络管理与维护日趋困难。于是为了降低网络及运营成本,有效、充分利用宝贵的网络资源,提高网络的灵活性、可扩展性和生存性,光网络的波长路由(RWA)的概念就应运而生了。 RWA可以用来有效管理WDM网络资源,优化各种网络性能,如吞吐率和网络阻塞率。但是,许多约束条件如波长一致性约束,有限的波长变换功能,信号衰减以及功率限制等等,使RWA进一步复杂化了。RWA问题可分为两类问题,路由选择和波长分配。路由问题的目标函数是最优化各种成本函数、波长的数目、网络阻塞率、延迟等等。现在,整数线性规划等各种优化方法应用过来解决RWA问题,但是全局优化的计算时间非常大,并且随着网络规模及约束集的增大而增大。这些方法主要用于相对静态的业务。但是在实际应用中,业务可能是随机到达的;而且对于每个业务来说,网络资源是不确定的,是受之前的业务响应的资源占用情况影响的。因而,根据网络的业务流状态动态地建立源端与宿端之间的波长路径就变得非常重要。对于这些,上述方法很难实用。而且对于复杂网络来说,用上述方法分析也是很困难的。 为了解决上述问题,本文提出了几种多波长网络的动态路由算法。这些方法是基于这种网络业务到达时间的随机性和服务时间的随机性的。当一个网络业务到来时,就根据网络资源的现状来为业务分配网络资源;当一个网络业务服务结束时,就把它占用的资源释放出来供其它业务使用。这就是所谓的动态性。这些算法适用于所有多波长网络的路由仿真。 然而,一个网络路由算法的好坏必须有评定标准。对于通信网来说,评定标准主要是网络性能。而分析一个通信网络的性能主要有三种手段:现场试验、计算机仿真、理论分析。考虑到计算机仿真在网络性能分析方面的优势,常常采用计算机仿真作为光网络性能分析以及算法分析方面研究的手段。 本文首先通过分析多波长光网络的特点,建立了多波长网络的理论模型;然后应用C/C++语言搭建出基本的仿真试验平台,并以此平台作为光网络路由算法仿真的试验平台对本文提出的光网络的动态路由算法进行仿真。
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