WDM全光网络中波长转换器优化配置算法

来源 :中国科学院研究生院(本部) 中国科学院研究生院 中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:nicolaskerry
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
波分复用技术在提升全光网络的利用效率、充分发挥光纤巨大带宽等方面起到了非常重要的作用。波分复用技术在一条光纤上利用不同的波长建立多个通道、传输若干路信号,对于每个通道可单独进行调制,同时传输多路数据,成倍地提高网络的容量。另外,采用波分复用技术的全光网络消除了光-电转换的瓶颈,大幅度地提高了网络的吞吐能力,已经被公认为大型骨干网络架构的优秀解决方案。   但是在WDM全光网络中,波长一致性约束严重制约着网络性能的提升,即一个连接在它所经路由的每条链路上都必须使用同一个波长,为了打破这一约束,就需要在网络节点上合理地配置波长转换器。波长转换器是全光网络中的一种重要器件,它能将某一波长的信号转换成为另一个波长的信号,从而保证数据在网络中尽可能无阻碍地传输。目前,限于波长转换器高昂的成本,以及信号的转换次数越多对其造成的失真也越大等原因,还不可能也没有必要为网络中的每一个节点都配置波长转换器。因此,有限数量的波长转换器必须以一种最优化的方案来配置,以便最大限度地降低网络阻塞概率,又将成本和信号失真控制在一个较小的水平上。   目前波长转换器主要有两种:一是完全波长转换器;二是限制转换范围的波长转换器。本文只考虑完全波长转换器,假定使用固定路由和随机分配波长的路由和波长分配算法。首先我们研究了波长信道占用指标和波长转换期望两方面的内容,并提出了两个基于上述理论的波长转换器配置的启发式算法,这两个算法的操作和实现都非常简单,并且具有很好的效果。另外,我们引入了一套网络阻塞概率的计算模型,并引入遗传算法与之相结合提出了全光WDM网络中波长转换器的配置算法,这个算法具有以下优点:   一、效率高,遗传算法具有不搜索整个解空间即可得到最优或近似最优解的特点。   二、实现简单,本算法的各个环节均可程序化实现,并且借助矩阵方法,可以进一步简化。   三、可以得到最优或近似最优解,由于遗传算法每一次迭代所得的解均沿着更优的方向前进,因此本算法所得的配置方案非常优秀。   我们对该算法在NSFNET网络模型中进行了计算机仿真,结果显示在不同数目的波长转换器配置方案下,该算法均可得到最优解,并且在大多数情况下,本算法效率非常高。在最优配置方案下,当配置波长转换器的结点接近于网络结点数目的一半时,网络的性能已经非常接近所有结点均具备波长转换能力的网络。
其他文献
本论文集中了作者在攻读博士学位期间的主要研究工作。   首先在新的条件下研究了下述超线性Hamiltonian系统非平凡周期解的存在性。   为了得到得到上述系统的周期解
阅读是通过视觉系统接受书面语言传递的信息,理解书面语言的意义、内容、思想感情的一种复杂的心理过程.同时,阅读也是小学生获得知识和信息、吸取精神养料与综合素质能力的
具有有限精度的一元多项式的近似最大公因子的计算在控制理论,网络理论和计算机辅助设计中都有着重要应用。作为符号数值混合计算领域的一个分支,求解近似最大公因子问题的一个
随机优化算法是一类搜索未知函数零点或极值的递推算法。与Newton-Raphson方法等确定性算法不同,随机优化算法能够处理函数值无法准确量测的情况,而这样的问题在系统辨讽适应控
本论文主要研究了一类具有趋化性背景的带边界效应的抛物双曲耦合方程组行波解的渐近稳定性.  全文共分为三章.第一章主要介绍了常见的趋化现象、典型的趋化模型及其行波解
本论文主要研究的是作用在n维欧氏空间Rn上的离散交叉积.   首先研究n=1的情形。设Gm,b是由R上的平移作用tb和膨胀作用dm所生成的群,其中m∈N\{1),b∈R+,群运算为一一映射的复
物理学是一门以实验为研究基础的科学.在物理学中,每个概念的建立、定律的发现,无不有赖于其坚实的实验基础,实验的演示、验证及结论,为物理学的发展发挥了巨大的推动作用.毫
本文的内容分为以下两个部分:   第一部分提出了一种综合了普通间断有限元方法和区域分解方法优点的连续-间断有限元方法。本文考虑这样一个间断系数椭圆型问题:方程的求解
半导体流体动力学模型是半导体宏观模型,主要包括漂流扩散模型、流体力学模型以及能量输运模型.数学上,半导体模型的研究主要从两方面展开:研究模型自身的定性性质和研究模型之
随机投资组合理论是关于证券市场投资组合一个新的理论,它使用数理框架来分析投资组合的行为及证券市场的结构。由于在学术及实际操作中较好的适用性,投资组合理论开始受到越来