WDM光网络的选路和波长分配算法研究

摘要

随着网络技术的发展以及新的Internet应用的出现，全球Internet业务呈现出爆炸式增长的趋势，迫切要求扩大广域骨干通信网的容量。波分复用技术(WDM)允许在一根光纤中同时传输若干路不同波长的光信号，具有实现简单和易于扩展的特点，是目前充分利用光纤容量的方法中最具吸引力的候选者。 波长路由光网络(WRON)是非常适合下一代高速广域网使用的一种网络。由于波长资源有限，如何利用有限的波长资源，最大限度地提高网络的吞吐量以改善网络的阻塞性能，成为WRON的核心问题之一。通过优化路由选择和波长分配(RWA)以及通过合理引入波长转换技术是目前解决这个问题的两种方法。优化光通道的选路和波长分配(RWA)是网络设计的核心问题，其主要任务是寻找一条合适的光路并为之合理地分配波长，使有限的资源充分发挥作用，以提供尽可能大的通信容量。 本论文首先介绍了WDM光网络的产生背景、研究概况、结构特征以及WDM技术的发展前景。同时介绍了RWA问题的相关概念及常见算法，并对静态网络和动态网络情况下的路由和波长分配问题进行了深入研究。最后对业务优先级问题进行了研究，并且给出了一种基于优先级的波长分配算法，从而实现了网络综合性能的优化。仿真结果证明了该算法的有效性。

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第一章绪论

1.1 WDM光网络发展概述

1.1.1从点到点传输系统到WDM智能光网络

1.1.2国内外光网络研究概况

1.1.3智能光网络标准化进展

1.2 WDM光网络的结构和特征

1.2.1 WDM光网络的分层结构

1.2.2 WDM光网络的三个基本特征

1.3 WDM技术的发展前景

1.4本论文主要的研究内容

第二章路由和波长分配问题的基础知识

2.1引言

2.2波长路由网

2.3图论相关知识

2.4网络拓扑模型和相关约定

2.5光网络的路由和波长分配

2.5.1常用选路算法

2.5.2常用波长分配算法

2.6关于RWA问题的深入研究

第三章WDM光网络中静态选路和波长分配算法

3.1引言

3.2静态路由算法

3.3静态波长分配算法

3.4改进静态RWA算法

3.5遗传算法

3.5.1概述

3.5.2基本遗传算法

第四章动态情况下路由与波长分配算法

4.1引言

4.2集中式动态RWA算法

4.3分布式动态RWA算法

4.3.1相关工作回顾

4.3.2基于光链路释放机制的分布式动态波长分配算法

4.4小结

第五章WDM网络中基于优先级的波长分配算法

5.1研究背景

5.2数学模型与分析

5.2.1基本假设

5.2.2问题描述与数学模型

5.3WDM网络中基于优先级的波长分配算法

5.3.1算法基本思想

5.3.2算法描述

5.3.3复杂度分析

5.3.4改善网络公平性和负载均衡性

5.3.6仿真实验与数值分析

5.4小结

结束语

参考文献

附录：部分源程序

致谢

攻读学位期间发表的学术论文