[发明专利]一种基于分层图的静态选路与波长分配方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及光波分复用网络中的选路与波长分 配(RWA)技术。

背景技术

波分复用技术(WDM)以其传输容量大，对高层协议和技术适应性强， 以及易于扩展等优点而备受青睐。利用WDM传输技术的光传送网被认为是 下一代高速广域骨干网的最具竞争力的选择。为客户层到达的业务选择路由 和分配波长的问题被称为路由和波长分配(Routing and Wavelength Assignment)问题，简称RWA问题。如何在有限资源网络中为业务选择合适 的路由和分配优化的波长将直接影响到网络的传输效率。作为WDM网络的 关键技术，RWA以及资源优化问题已被大批学者研究。在特定的网络拓扑 下，如何为到达的连接请求分配路由及如何为路由所经的各链路分配波长， 从而使得指定的性能指标达到最优。在WDM网络中，解决RWA问题通常要 受到两种限制：当网络中不存在波长变换器时，相同光路的所有链路上必须 使用相同的波长，即光路的波长连续性限制；另外，在同一条链路上，经过 该链路的不同光路必须分配不同的波长，即不同信道分配限制。

路由和波长分配根据不同的业务可以分为两类：

1.对于静态业务路由和波长分配：给定网络拓扑和一组连接建立请求， 需要为这些请求在拓扑上寻找路由并在其路由上分配波长，以建立永久光路 来传送业务。静态业务的优化目标为：建立光路所消耗的资源最少(所需波长 数或光纤数最少等)，或同等资源下使全网吞吐量最大；

2.对于动态业务路由和波长分配：光路请求随机达到和离开网络，相应 的主要性能指标通常是全网阻塞率。

动态RWA问题与静态RWA问题的不同在于：动态RWA问题中的业务 是随机到达的，服从泊松分布，并且业务传送完毕后建立的路由需要拆除， 路由的保持时间服从负指数分布；而静态RWA问题中的业务是已知的，并且 所建立的路由在网络拓扑不发生变化的情况下一般不需要更新。

现有技术对静态业务路由和波长分配的解决方案主要有：1、整数线性规 划：将静态RWA问题归结为一类线性规划问题，建立以最小化波长或光纤数 为目标的LP模型，求解LP方程实现网络的优化目标。该模型属于一个NP-C 问题，当网络的规模较小时，该方法可直接得到最优解。该方法对于较大规 模的网络则不太适合，因为算法的复杂度会随着网络规模的扩大成指数递增。 另外，其优化目标比较固定，且灵活性较差。2、拆分算法：由于静态RWA 问题的复杂性，可以将其分解成路由子问题和波长分配子问题来考虑。然后 按照各种路由算法和波长分配算法来分别加以解决。这种算法需要将问题进 行拆分，而将每个子问题的局部最优解组合起来并非全局最优。

解决静态业务路由和波长分配方法的性能评估是研究RWA问题的重要环 节，目前多采用计算机建模进行仿真分析，本发明针对静态RWA问题的建模 与仿真分析，提出一种基于分层图的静态选路与波长分配方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有静态RWA算法的复杂度较高， 且需要将静态RWA问题拆分，不能比较各种算法的优越性等缺陷，本发明针 对静态RWA问题进行数学建模，并提出了一种采用分层图来解决静态RWA 问题的方法。该方法通过实施分层图算法得到静态RWA问题的解决方案。同 时，本方法所采用的分层图模型可以避免静态RWA问题的强行拆分，复杂度 也有所降低。另外，利用该方法，可以实现对各种静态RWA相关算法进行性 能评估，并通过各性能参数来选取最佳的算法和最优的解决方案。