[發(fā)明專利]一種具有信號功率衰減限制的全光網(wǎng)內(nèi)的組播RWA方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910083901.0
• 申請日: 2009-05-08
• 公開（公告）號: CN101547381A
• 公開（公告）日: 2009-09-30
• 發(fā)明（設計）人: 王建萍;周賢偉;袁俊嶺
• 申請（專利權(quán)）人: 北京科技大學
• 主分類號: H04Q11/00
• 分類號: H04Q11/00;H04B10/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領域

本發(fā)明屬于全光網(wǎng)中的組播路由選擇和波長分配的技術(shù)領域，尤其適用于網(wǎng)絡規(guī)模不是太大且節(jié)點之間連接比較稠密的全光網(wǎng)絡，如全光城域網(wǎng)等。

背景技術(shù)

光網(wǎng)絡中的組播技術(shù)一般著眼于最小化組播通信的花費：組播通信要在整個網(wǎng)絡中尋找一個能夠連接源節(jié)點和所有目的節(jié)點的組播森林(特殊情況下組播森林中只有一棵樹，圖2給出一個實例)，這個組播森林是由很多條鏈路組成的，使用每條鏈路都會產(chǎn)生一定的花費，則鏈路的花費之和就是組播通信的花費，設計者的目的是讓這個花費最小。這個問題是一個Sterner最小樹(SMT，Steiner?Minimum?Tree)問題。

在實際應用中，除了組播通信的花費之外，還有很多其它的問題需要考慮。在一般情況下，總是忽略非線性效應，認為光信號的各種性能都是線性的。但是，當光信號功率大到一定程度時，由于光的色散以及其它非線性效應所引起的信號衰減會呈指數(shù)級數(shù)增加。這就限制了源節(jié)點發(fā)出信號的最高功率。另一方面，目的節(jié)點要想把接收到的信號正確地解調(diào)，此信號的功率就不能太低，即信號到達目的節(jié)點時的功率不能太小。這兩方面的因素就要求信號在傳輸過程中的衰減不能太大，亦即在建立組播樹的時候還要考慮到信號的最大衰減。

在已有的技術(shù)中，只有很少一部分考慮了組播中的信號功率衰減。Du和Hu在他們的著作Steiner?Tree?problem?in?Computer?Communication?Networks中詳盡討論了Steiner?k-tree路由問題：對于給定的源節(jié)點和目的節(jié)點集合，構(gòu)建一個最小花費的組播森林，使得其中的每棵樹中最多包含k個目的節(jié)點。這個問題在光網(wǎng)絡中可以看成在網(wǎng)絡的每個節(jié)點都安裝有分光比可調(diào)的分光器，要求源節(jié)點發(fā)出的信號在到達目的節(jié)點時至多衰減成原來的1/k。但是由于分光比可調(diào)的分光器比較昂貴且技術(shù)還不是很成熟，這種方法在實現(xiàn)時有很大的難度。

Wu等人在其論文Multicast?routing?with?power?consideration?in?sparse?splitting?WDMnetworks中介紹了一種使源節(jié)點到各個目的節(jié)點的最大信號衰減最小的近似方法。但是，在進行通信時，只要接收到的信號足夠強就行了，而不需要衰減最小。這種方法把主要精力放在最小化最大衰減上，有些舍本逐末了。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種具有信號功率衰減限制的全光網(wǎng)內(nèi)的組播RWA(RWA，Routingand?WavelengthAssignment)方法。由于城域網(wǎng)的網(wǎng)絡規(guī)模相對較小且節(jié)點之間的連接相對稠密，故此在進行網(wǎng)絡規(guī)劃時我們假設在網(wǎng)絡中不使用信號放大器和波長轉(zhuǎn)換器，即關(guān)鍵的光學器件只有分光器。由于分光率固定的分光器將信號等功率地分為幾份輸出，信號衰減非常大，故此在進行組播路由選擇時需要考慮信號功率的限制。

為解決以上問題，本發(fā)明提出一種具有信號功率衰減限制的全光網(wǎng)內(nèi)的組播RWA方法。此方法根據(jù)目的節(jié)點對最小接收信號功率的限制，在進行路由選擇和波長分配時考慮鏈路上的信號功率和最小功率限制。具體步驟如下：

(1)從可用波長集合中選擇一個波長，從源節(jié)點出發(fā)，在這個波長的邏輯網(wǎng)絡拓撲上，著手建立一棵組播樹。

(2)當一條鏈路的始端已加入組播樹而鏈路本身未加入組播樹，則稱這條鏈路為邊緣鏈路；將從源節(jié)點發(fā)出的邊緣鏈路分為三類：活動鏈路、休眠鏈路、死亡鏈路；活動鏈路是始端為源節(jié)點、或者為具有組播能力的非源節(jié)點、或者為加入組播樹且未固定的無組播能力的非源節(jié)點，終端為未加入組播樹的節(jié)點的邊緣鏈路；休眠鏈路是始端為源節(jié)點、或者為具有組播能力的非源節(jié)點、或者為加入組播樹且未固定的無組播能力的非源節(jié)點，終端為已加入組播樹且未固定的節(jié)點的邊緣鏈路；其余的邊緣鏈路為死亡鏈路，這些鏈路至少滿足下面兩個條件中的一個：始端為已固定非源節(jié)點，或者終端為已固定任意節(jié)點。

(3)給每條活動鏈路e分配一個臨時功率Power(e)和一個臨時下限功率PowConst(e)。

(4)給每一條活動鏈路指定一個標簽，標簽所標數(shù)值等于由源節(jié)點到鏈路e＝(u，v)的始端在組播樹上的距離Dist(u)加上它自身的花費Cost(e)，即Label(e)＝Dist(u)+Cost(e)。