[發明專利]一種基于光層次架構的光網絡動態多播路由波長分配方法

在審

• 申請號: 201510420758.5
• 申請日: 2015-07-16
• 公開（公告）號: CN105007223A
• 公開（公告）日: 2015-10-28
• 發明（設計）人: 沈建華;褚兵兵
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: H04L12/721
• 分類號: H04L12/721;H04L12/761;H04J14/02;H04Q11/00
• 代理公司: 江蘇愛信律師事務所 32241
• 代理人: 唐小紅

技術領域

本發明涉及一種光網絡動態多播路由和波長分配方法，尤其涉及一種基于光層次架構的光網絡動態多播路由和波長分配方法，屬于光通信技術領域。

背景技術

光網絡是由網絡節點和連接節點的多波長光纖鏈路構成。波分復用技術(WDM)可以在一根光纖中同時傳輸若干不同波長的光信號，具有技術方案成熟和易于擴展等特點，是目前充分利用光纖帶寬和提升系統容量最常用的方法之一。

路由和波長分配(RWA)是WDM光網絡中設計和優化的核心問題之一，主要是指在光網絡中為從源節點到目的節點的連接請求選擇合適的路由，并給該路由分配合適的波長。多播是一種點到多點的通信方式，光網絡中建立的點到多點波長信道稱為光樹，WDM光網絡中的多播RWA問題即建立點到多點的光樹。在全分光WDM網絡中，所有節點均可以分光，建立一個多播會話只需一個光樹，稱為Steiner問題。與普通的RWA問題相比，建立多播樹光網絡中存在包括稀疏分光器配置約束、波長連續性約束、能量損傷約束等約束問題。由于分光器價格昂貴，且會帶來額外損耗，波長轉換也會引入額外的代價，技術實現相對復雜，因此研究稀疏分光器配置和零波長轉換器配置下的WDM光網絡中的多播RWA問題具有更好的應用價值。在稀疏分光器配置約束和波長連續性配置約束下的WDM光網絡中RWA算法包括重路由到源、重路由到任何節點、僅限成員、成員優先等。相關文獻表明：以上四種經典算法中，成員優先算法較好的控制阻塞率，綜合性能最優[Xijun?Zhang,John?Wei,Chunming?Qiao.Constrained?Multicast?Routing?in?WDM?Networks?with?Sparse?Light?Splitting[J].IEEE/OSA?Journal?of?Lightware?Technology,2000:18(12):1917-1927]。

稀疏分光配置下的WDM網絡可以看作一個無向圖G(V,E,c,W)。V代表圖G的定點集。每個節點v∈V，v是MI節點(不可多播節點)或MC節點(可多播節點)。

V＝{v|v＝MI?or?v＝MC}????????????????(4)

E代表圖G的邊集，與網絡中節點間的光纖鏈路相對應。W表示每根光纖支持的波長數。每條邊e∈E都關聯一個代價函數C(e)。由于目標是最小化波長信道的使用，因此代價函數C(e)可以定義如下：

C(e)＝1,e∈E?????????????????????(5)

考慮一個多播會話ms(s,D)，且應滿足以下限制：(1)波長連續性限制，即在沒有波長轉換器的條件下，一個光架構(例如光樹或光層次)的所有鏈路必須使用相同的波長；(2)區別波長限制，兩個光樹若有相交則必須使用不同的波長；(3)稀疏分光限制。請求建立一個完成從源s到所有目的節點集合D的多播會話的光架構的集合(例如光樹)。不失一般性，假設在一個多播會話中有K＝|D|個目的節點，建立該多播會話ms(s,D)需要k個光架構(例如光樹或光層次)LS_i(s,D_i)，其中i∈[1,k]，1≤k≤K≤N-1?？紤]網絡資源的最佳利用，總代價應該最小。因此，一個多播會話的總代價可以由建立該多播會話的所有光架構的代價和計算得出