[发明专利]支持多播/广播的光交换结构的波导布局优化方法

权利要求书

1.一种支持多播/广播的光交换结构的波导布局优化方法，其特征在于，包括有如下步骤：

(1)确定待优化的光交换结构的端口数：在波导布局优化中，输入待优化的支持多播/广播的基于波导的光交换结构的端口数；

(2)在二维正交坐标系中建立数学模型：根据待优化的基于波导的光交换结构的端口数，在二维正交坐标系中生成与输入输出端口对应的交换单元坐标，建立支持多播/广播的基于波导的光交换结构的波导布局的数学模型；

(3)在对解空间搜索前对数学模型预处理：根据交换单元坐标和支持多播/广播的基于波导的光交换结构的连接关系，计算相应交换单元之间纵向波导的长度，缩小搜索空间；

(4)使用启发式算法搜索得到最优解：使用启发式算法，搜索得到使得波导交叉数最小的相应交换单元之间两段横向波导的长度；

使用启发式算法搜索得到最优解，包括有如下步骤：

(4a)将生成的相应交换单元之间纵向波导的长度作为启发式算法的输入，将相应交换单元之间两段横向波导的长度作为启发式算法的变量；

(4b)定义适应度函数：用相应交换单元之间两段横向波导的长度作为变量，参与定义适应度函数；

(4c)设置第一段横向波导长度的搜索范围：第一段横向波导长度的搜索范围为[0,D]，D为大于N²的正整数，N为待优化的基于波导的光交换结构端口数，N为大于1的正整数；

(4d)选择较优的启发式算法：在启发式算法中，选择能够在较短时间内得到较优结果的启发式算法，参与搜索得到最优解的计算；

(4e)得到最优横向波导长度：使用较优的启发式算法，结合定义的适应度函数和第一段横向波导长度的搜索范围，搜索得到使得波导交叉数最小的相应交换单元之间两段横向波导的长度；

(5)绘制优化后的波导布局：根据与输入输出端口对应的交换单元坐标、相应交换单元之间纵向波导的长度和相应交换单元之间两段横向波导的长度，得到优化后的波导布局。

2.根据权利要求1所述的支持多播/广播的光交换结构的波导布局优化方法，其特征在于，步骤(2)所述的在二维正交坐标系中建立数学模型，包括有如下步骤：

(2a)定义数学模型变量：定义待优化的基于波导的光交换结构端口数为N，N为大于1的正整数，定义与输入/输出端口相关的交换单元纵向间隔为T，T为大于2的正整数，定义与输出端口相关的交换单元较与输入端口相关的交换单元的纵向偏移为S，S为大于1的正整数，定义与输出端口相关的交换单元较与输入端口相关的交换单元的横向偏移为D，D为大于N²的正整数，定义与输入端口相关的第n个交换单元为In，定义与输出端口相关的第n个交换单元为On，n为交换单元序号且是小于N²的非负整数；

(2b)生成与输入端口相关的交换单元坐标：在二维正交坐标系中，得到与输入端口相关的交换单元坐标为In(0,nT)；

(2c)生成与输出端口相关的交换单元坐标：在二维正交坐标系中，得到与输出端口相关的交换单元坐标为On(D,nT+S)；

(2d)建立数学模型：在同一二维正交坐标系中，与输入和输出端口相关的交换单元共同构成支持多播/广播的基于波导的光交换结构的波导布局的数学模型。