WDM光网络中的多播算法研究

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1、电子科技大学博士学位论文WDM光网络中的多播算法研究姓名：王雄申请学位级别：博士专业：通信与信息系统指导教师：李乐民20071201中文摘要种启发式算法。这两种算法分别在计算多播生存性路由的过程中删除和避免形成多余链路。计算机仿真表明，这两种算法可以有效地减少多播生存性路由中的多余链路，因而比现有算法有更好的性能。在大多数情况下两种算法的性能和ILP最优解相当接近。(2)在无波长变换器和分光节点稀疏配置的网络中，现有的多播专用保护算法计算出来的保护路不能和工作树共享波长i从而增加使用的波长资源和计算保护路由失败的概

2、率。针对这一问题，本文提出了一种分光节点稀疏配置和波长连续性约束下的多播专用保护算法。该算法通过构造辅助图的方法，使得找出的保护路满足与工作树共享波长的条件，从而减少建立生存性路由所需要的波长资源。另一方面，在波长连续性约束下，由于可以和工作树共享波长，该算法计算保护路由的成功率也是很高的。计算机仿真表明，在分光节点稀疏配置和波长连续性约束下，该算法能有效地提高波长利用率和降低网络阻塞率。共享备份资源可以有效减少消耗的保护资源，从而可以有效地提高资源的利用率。目前研究多播共享保护设计问题的文献还较少。本文第四章研究

3、WDM网络中的多播共享保护设计问题。主要贡献在于：(1)研究了SRLG(共享链路风险组)约束下的多播共享保护问题。在SRLG约束下，有可能找不到和工作路SRLG分离的保护路径。这就是所谓的“陷阱(trap)’’问题。分段保护可以有效地解决“陷阱"问题。然而，现有的多播分段算法都采用固定分段方式。固定分段方式有两个主要的缺点：第一，在有些情况下不能有效地避免“陷阱"问题；第二，采用固定分段方式不能有效地保证波长利用率的优化。为此，本文提出了一种更灵活的多播共享分段保护算法。该算法可以根据网络状态和多播树所经过的SRL

4、G链路来确定多播树的分段方式，从而有效地避免“陷阱”问题和提高资源的利用率。(2)据我们所知，目前还没有文献研究分光节点稀疏配置下约束下的多播共享保护问题。为此，本文对分光节点稀疏配置约束下的多播共享保护问题进行了研究，并且提出了一种分光节点稀疏配置约束下的多播共享保护算法。该算法可以在分光节点稀疏配置的网络中实现自共享(同一棵多播树的保护路和工作树间的波长共享)和空闲容量共享(不同多播树的保护路间的波长共享)。仿真结果表明，通过共享可以大大地提高资源利用率和降低网络的阻塞概率。在WDM网络中，每个波长可以提供高达

5、数十Gbps的传输容量。但是，很多多播业务连接请求的带宽都小于一个波长容量。为了提高波长的利用率，可以将低速的多播业务连接疏导在一根波长上进行传输。目前研究动态多播业务量疏导的文献还较少。现有的动态多播业务量疏导算法可以分成两类：第一类采用疏导图的方法来疏导动态多播业务；第二类采用尽量使用已有光树的方法来疏导新到II中文摘要的业务。第一类动态多播业务量疏导算法使用的疏导图的节点数目相当多，从而算法的复杂度很高；而第二类算法的波长利用率又比较低。为此，本文第五章研究动态多播业务量疏导问题。主要贡献在于：针对现有动态多

6、播业务量疏导算法的缺点，本文提出了两种动态多播业务量疏导算法。这两种算法的基本思想是通过尽量扩展已有的光树来为新业务提供连接，从而提高波长利用率和避免构建分层图来进行疏导带来的高复杂度。仿真结果表明这两种算法可以有效地提高波长利用率和降低网络阻塞概率。关键词：波分复用网络，多播，稀疏分光，波长连续性，多播专用保护，多播共享保护，多播业务量疏导IIIAbstractWiththedevelopmentofnetworktechnologiesandthevarietyofuser’srequirements，mult

7、icastapplicationssuchasvideoconferencing，high—definitiontelevision，interactivedistancelearning,anddistributedgamesbecomewidelypopular．Ontheotherhand，theemergenceofwavelength—divisionmultiplexing(WDM)technologyhasmadeitpossibleforasinglefibertoprovidevastamount

8、ofbandwidthsandopenedthegatesforbandwidth-intensivemulticastapplications．Therefore，theproblemofsupportingmulticastinginWDMnetworkshasbecomearesearchtopicinrecentyears．Inordertoreal