分光器稀疏配置约束下动态多播路由算法设计与仿真

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多播路由和波长分配是光网络多播研究的一个重要方面,与IP层多播相比,光层多播有一些特殊约束,包括波长连续性约束、分光节点稀疏配置约束、能量损伤约束。对可行的多播路由,需要同时满足上述的三种约束条件,但是多约束下的多播路由计算问题很复杂,很难实现。考虑到分光节点稀疏配置有助于减小能量损伤,并且为WDM网络的所有节点配置分光器和全波长转换器在时下仍是不现实的,所以本文基于动态业务模式,对分光节点稀疏配置约束和波长连续性约束下的多播路由问题进行了研究。首先研究了光网络中支持多播的主要技术,包括多播机制、支持多播的节点结构和控制平面功能模块。然后,总结了现有分光器稀疏配置约束下多播路由算法的三种主要思路:基于重路由、基于多播树扩张和基于虚源(VS, Virtual Source),分析了基于虚源和基于源(重路由、多播树扩张)相比的优点。最后,从基于虚源的思路出发,以提高网络资源利用率、降低阻塞率为目标,对现有的基于虚源的多播路由算法进行分析与深入研究,提出了新算法—N_VSBA (New Virtual Source Based Algorithm)。该算法将最小影响路由算法的思想引入虚源节点之间路由的计算过程中,旨在解决已有基于虚源算法的两个VS节点集中的所有节点都通过的预先计算一条路径来建立光树,容易阻塞的问题;将MPH (Minimum Pathcost Heuristic)算法引入不可分光目的节点加入光树的过程中,旨在解决基于虚源的算法不能利用不可分光节点TaC (Tap and Continue)功能的问题。N_VSBA的基本思路为:首先计算各VS节点对之间的多条备用路径,构造备用路径组成的辅助图,多播请求到来时,考虑链路的剩余资源和对将来可能到来请求的影响,动态设置辅助图各边的代价,并在辅助图上计算包含VS节点的最小代价树;最后用约束下的MPH算法计算各VS节点集中包含目的节点的最小代价树。仿真结果表明,N_VSBA与现有的基于虚源的多播路由算法VSBA相比,在阻塞率、平均波长链路数和平均最大波长数力面分别减少了11%、11%和17%,可以得出,在相同条件下,N_VSBA表现较好,性能优良。
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