全光網中的拓撲設計與波長分配問題研究.pdf

1、信息社會的來臨，正在改變生活中的許多方面，對信息的需求和依賴是這個社會的一個標志.因特網的迅猛發(fā)展和新業(yè)務的不斷出現(xiàn)導致對帶寬的需求越來越大，同時隨著光網絡技術的發(fā)展，對服務質量的要求也越來越高，但是一個網絡的性能不僅取決于它的物理資源(光學交叉連接器，轉換器，光纖，每條光纖的波長數)而且取決于它的控制策略.一個差的資源管理策略將會導致網絡利用率和吞吐量大大降低.然而基于光波長復用的直接聯(lián)網有它特有的局限性，現(xiàn)有的以SONET/sDH技

2、術為主的廣域骨干網絡越來越不能適應這種需求，迫切需要一種新的性價比更高的技術來滿足人們對信息的需求.光的波分復用技術(Wavelength Division Multiplexing：WDM)為解決這種矛盾提供了一個方案.WDM技術對光纖巨大帶寬的充分利用可以導致傳輸數據的價格大的降低，這使它已經成為廣域骨干網絡中最具吸引力的技術，而且可以預言遠的將來，它還會在其他網絡領域中得到更廣泛的應用. 首先，同一條光纖復用波長數量有限，

3、使得以波長為信道標識的網絡的通道數量較少.再者，波長轉換技術及其成本的限制使得網絡結點一般沒有波長轉換能力，導致了波長連續(xù)性限制，這使得源目的結點間的通信必須始終被承載在同一波長信道上.WDM網絡中，波長變換技術是一項關鍵技術，然而卻一直備受爭議.波長變換技術具有可以改善網絡的性能，簡化網絡的控制等一系列的特點，但是由于目前技術的限制，制造理想的全光波長變換器還很困難，而且波長變換器仍處于實驗室制造階段，當它商用化時，價格將較昂貴.鑒于

4、技術和價格的限制，有限范圍波長變換的研究和稀疏節(jié)點波長變換的研究應運而生.為了充分有效地利用網絡資源，在全光網絡中進行波長路由和分配就成為了最優(yōu)設計問題中的核心問題. 在全光網中利用波分多路復用技術，一條光纖可以同時傳輸幾種信號，每個信號使用不同的波長.因此一個典型的問題(也就是已知的波長選路問題)就是在網絡中接受通信請求.也就是說對每一對通信請求，在網絡中找到一條路并為它指定一個波長使得共享一條鏈路的兩條路使用不同的波長.這個

5、問題可以抽象成路染色問題即給定一個路的集合，給這些路指定顏色，使得共享同一邊的路顏色不同.本文的目標就是最小化使用的顏色數目. 網絡的拓撲結構可以用圖來表示，稱為網絡拓撲圖.可以通過研究圖的性質來研究網絡的結構.研究圖的性質的理論就是圖論，圖的染色是圖論的一個重要內容.一般來說，圖的染色分為頂點染色和邊染色.邊染色又可以分為嚴格的邊染色和，f-染色.圖的染色具有廣泛的應用，本文所考慮的就是圖的染色在全光網絡理論中的應用.由于規(guī)則

6、的拓撲結構已經研究的比較成熟，對于界限，平均值都容易獲得.規(guī)則拓撲上的路由算法通常都很簡單，通信路由子問題很容易解決.而且當目標函數是最小化最大擁塞界時規(guī)則拓撲所固有的負載均衡特征是很重要的.因此本文決定用某一規(guī)則拓撲作為邏輯拓撲來考慮問題. 本文主要研究了全光網絡中的拓撲設計問題與靜態(tài)網絡中的波長分配以及波長路由全光網中的拓撲設計與波長分配問題研究網絡的邏輯拓撲最優(yōu)設計問題，并得到了一些結果.共分為五章.在本論文的第一章緒論中