優(yōu)化波分復(fù)用光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計的方法研究.pdf

1、隨著光通信技術(shù)的快速發(fā)展,光纖通信已從單純的傳輸技術(shù)逐步演化為重要的組網(wǎng)手段.以波長路由為基礎(chǔ)的光網(wǎng)絡(luò)設(shè)計,對于提高設(shè)備利用率,降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本有著至關(guān)重要的意義.該文研究了優(yōu)化光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計的方法,主要有以下貢獻(xiàn):1)在分路由和單一路由策略下的流量路由優(yōu)化問題.利用勢函數(shù)將網(wǎng)絡(luò)擁塞優(yōu)化目標(biāo)轉(zhuǎn)換為連續(xù)可微的數(shù)學(xué)表達(dá)式,使得目標(biāo)函數(shù)能夠反映整個網(wǎng)絡(luò)中各鏈路負(fù)載狀況.討論了如何調(diào)整勢函數(shù)構(gòu)造參數(shù),控制不同負(fù)載鏈路在目標(biāo)函數(shù)中的權(quán)重表達(dá),縮短

2、算法的收斂時間.根據(jù)一定的數(shù)學(xué)分析,利用微分方法設(shè)計了以當(dāng)前解為基礎(chǔ)的最佳優(yōu)化操作.提出了虛擬鏈路利用率λ<,e>'的概念,用來松弛可行解的限制條件,動態(tài)調(diào)節(jié)λ<,e>'可以靈活適配流量需求矩陣和鏈路帶寬設(shè)定之間的差異,并使得搜索算法可以在更大的廣度上選擇初始方案.2)光通道路由優(yōu)化問題.對光通道路由優(yōu)化進(jìn)行了詳細(xì)的數(shù)學(xué)分析,將其分解為特定邊權(quán)值下的最短路徑問題和可控規(guī)模的線性規(guī)劃模型,在此基礎(chǔ)上,設(shè)計了一個基于當(dāng)前解鄰域變換的快速搜索

3、算法.考慮波長一致性限制條件,將RWA問題轉(zhuǎn)換為更大規(guī)模拓?fù)渖系膯渭兊耐ǖ缆酚蓡栴},使得以降低網(wǎng)絡(luò)擁塞為目標(biāo)的光通道優(yōu)化路由算法可以很好的應(yīng)用于RWA問題的求解.3)在邏輯拓?fù)湓O(shè)計方面.設(shè)計了一個遺傳算法來優(yōu)化設(shè)計,同其他此類方法相比,該算法不同之處在于以高質(zhì)量的初始解群為基礎(chǔ),通過在遺傳操作中引入較多的啟發(fā)規(guī)則,加快"劣質(zhì)"基因的淘汰,提高算法的收斂速度.為了在邏輯網(wǎng)絡(luò)設(shè)計中體現(xiàn)物理光網(wǎng)絡(luò)的影響,提出了源宿節(jié)點對之間光通道友好度ξ<,

4、ij>的概念,并利用公式"r'<,sd>=r<,sd>+β·ξ<,sd>"生成加權(quán)后的流量矩陣R,有效避免了在優(yōu)化算法中引入新的獨立參數(shù).4)在物理光網(wǎng)絡(luò)設(shè)計中,以前述高效的路由方案求解算法為基礎(chǔ),根據(jù)對網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞目焖僭u估,提出了一個由高連接度的基準(zhǔn)拓?fù)渲鸩竭M(jìn)化為目的的拓?fù)涞奈锢砉饩W(wǎng)絡(luò)設(shè)計方法.通過基準(zhǔn)拓?fù)浯_定、冗余鏈路刪除等規(guī)則的設(shè)置,可以在求解過程中方便的引入工程設(shè)計經(jīng)驗,引導(dǎo)算法進(jìn)行高效搜索,避免考察工程上"無效(或低效)"的解空