A distributed routing and wavelength assignment algorithm for online multicast in all-optical WDM networks

Routing and wavelength assignment for online real-time multicast connection setup is a difficult task due to the dynamic change of availabilities of wavelengths on links and the consideration of wavelength conversion delay in WDM networks. This paper presents a distributed routing and wavelength assignment scheme for the setup of real-time multicast connections. It integrates routing and wavelength assignment as a single process, which greatly reduces the connection setup time. The proposed routing method is based on the Prim’s MST (Minimum Spanning Tree) algorithm and the K-restricted breadth-first search method, which can produce a sub-minimal cost tree under a given delay bound. The wave-length assignment uses the least-conversion and load balancing strategies. Simulation results show that the proposed algorithm is suitable for online multicast connection establishment in WDM networks. Biography: Huang Chuan-he(1963-), male, Associate professor, research direction: computer networks, distributed computing systems, quantum computation.     

A Distributed Routing and Wavelength Assignment Algorithm for Online Muiticast in All-Optical WDM Networks

Routing and wavelength assignment for online real-time multicast connection setup is a difficulttask due to the dynamic change of availabilities of wavelengths on links and the consideration of wave-length conversion delay in WDM networks. This paper presents a distributed routing and wavelength as-signment scheme for the setup of real-time multicast connections. It integrates routing and wavelength as-signment as a single process, which greatly reduces the connection setup time. The proposed routingmethod is based on the Prim's MST (Minimum Spanning Tree) algorithm and the K-restricted breadth-first search method, which can produce a sub-minimal cost tree under a given delay bound. The wave-length assignment uses the least-conversion and load balancing strategies. Simulation results show that theproposed algorithm is suitable for online multicast connection establishment in WDM networks.     

基于多参数约束的自适应物理层损伤感知路由和波长分配算法

为有效解决透明光网络中物理层损伤造成信号传输质量降低的问题,提出了一种自适应物理层损伤感知的路由和波长分配算法.路由时根据网络的当前状态,考虑多个物理层损伤参数,动态地调整其权重,合理选择优化的光路路由;波长分配时将波长排序转化为寻找最短哈密顿回路,采用整数线性规划离线建模得到最佳波长排序进行波长分配.通过路由和波长分配两方面对线性和非线性物理层损伤的综合考虑,保证了光路的传输质量.仿真表明,所提方法降低了网络总的阻塞率,改善了由光路质量造成的业务阻塞.     

A Novel Dynamic Routing and Wavelength Assignment Integrate Algorithm in WDM Optical Network

Dynamic routing and wavelength assignment in the wavelength division multiplex optical networks with both dynamic service tragic and limited-range wavelength conversion have been discussed. Based on Moone-Dijkstra algorithm, a novel heuristic dynamic mincost ＆ optimal virtual wavelength path （DMC-OVWP） algorithm is proposed, in which the probability and limitation of wavelength conversion are taken into account. With separation and combination of routing and wavelength assignment sub-problems, RWA problem is optimized. The simulation results for the topology like China Education and Research Network using the algorithm show that low blocking probability is obtained.     

IP/DWDM光因特网中的容错路由选择机制

研究了IP/DWDM光因特网中的容错路由选择机制,对动态到达的光路请求进行路由选择和波长分配,并且提供故障光路恢复能力·在考虑网络负载均衡的基础上,为光路请求进行路由选择·以减少端到端延迟为目的,提出一种启发式算法进行波长分配·针对光路上的单点/多点故障(包括链路故障、节点故障和信道故障),基于预防式和反应式容错模式,设计了四种容错路由选择机制·仿真结果表明,提出的这些机制是可行和有效的·     

WDM网络中基于改进蚁群算法的受限组播路由算法

针对波分复用(WDM)光网络中动态选路和波长分配(RWA)问题,提出了一种基于改进蚁群算法的分布式动态RWA方法.在蚂蚁选路的概率中加入成本因素,并且只增加优秀路径上的信息素,从而对现有蚁群算法进行了改进,加快了其收敛速度.作者将改进的蚁群优化算法与分层图相结合,提出了一种构造时延受限的最小代价组播树的并行算法.仿真结果表明,与现有最短路经相比,该算法有效降低光路阻塞率,促进波长资源的合理分配,同时分布式的计算方法也降低了现代频繁变化的大型光网络的通信开销.     

一种基于时延约束的光网络共享通路保护机制

针对实时业务在光网络上的低时延和生存性要求,提出了一种基于时延约束的光网络共享通路保护机制.考虑到低时延要求,该机制将节点的负载和波长转换情况作为处理时延的影响因素,将链路的长度作为传播时延的影响因素,为实时业务请求设计了工作路由算法,并基于波长转换对时延的影响设计了相应的波长分配方案以减少波长转换次数.在生存性方面,基于共享通路保护机制和低时延要求设计了保护路由算法及相应的波长分配方案.仿真表明,该机制是可行和有效的.     

采用蚁群算法解决光网络中动态及 分布式RWA问题的方法

为了在大规模节点网络中提高路由与波长分配(RWA)算法的性能指标,解决集中式计算方式与网络资源实时变化之间的矛盾问题,提出了一种基于动态业务模型下的分布式蚁群算法. 该方法在波长连续的前提下,尝试利用蚂蚁找食的天然特性,由单只蚂蚁一次性的完成路由和波长分配任务,算法在两个具备不同规则的拓扑结构上进行了仿真. 通过算法分析和仿真结果表明,基于分布式的策略可以更好地完成光路的选择,可降低光网络中的呼叫阻塞率,有利于提高网络资源的利用率.     

部分波长可变WDM网中支持优先级的波长分配算法

基于链路波长占用独立性假设,改进了在部分波长转换WDM网中已有的RWA算法,提出了一种支持优先级的动态波长分配算法。该算法保证了较高优先级的光路建立请求具有较低的阻塞率,比原有算法更加适合现代光网络中不同业务请求对应不同服务等级的要求：同时该方法适用于链路上配置任意数目转换器的情况。     

基于Cayley图的跨层定向扩散路由算法

为提高无线传感器网络的能量利用率,采用图嵌入的方法在MAC层设计固定信道分配协议,在此基础上使用跨层路由协议改进了定向扩散的路由协议,提出一种基于Cayley图的跨层定向扩散路由算法(CLDD).模型采用的图嵌入方法以Cayley图为逻辑拓扑结构,它具有点对称性质且网络直径达到O(log2N),这使下一跳路由简单、平均路由长度缩小,而且使系统具有高聚集性及鲁棒性.仿真实验表明,CLDD在系统能耗以及传输时延等方面均优于定向扩散算法和Omniscient Multicast算法.     

面向大规模蜂群自组网跨层路由协议设计与仿真

针对大规模蜂群自组网中，大量路由开销导致广播风暴而严重影响通信质量的问题，设计了一种跨层路由协议。该协议对路由层和接入层进行一体化设计，利用统一连通支配集算法在接入层构建虚拟骨干网络，利用骨干网信息在网络层进行拓扑发现，引入基于模糊视觉的触发式洪泛机制，能减少节点控制信息的转发次数、缩小洪泛范围。采用基于传输时间和接收信号信噪比（signal noise ratio,SNR）的度量判据方式计算路径，实现动态网络拓扑的路由快速收敛，增强网络感知的灵敏度。仿真结果表明，与现有路由协议相比，跨层路由协议能够大幅降低网络开销，在端到端时延、吞吐量和路由建立时间方面，其性能也有显著提升。     

一种网格计算环境下WDM网路由和波长分配算法

波长路由光网络为网格计算动态提供端到端的专用光路，以满足网格计算应用的数据密集性，提前预留是 网格计算中一种重要资源占用形式。目前波长路由光网络的提前预留研究多是关注用户请求的弹性调度，以缓解 资源碎片影响。从路由和波长分配（RWA）算法缓解资源碎片影响的角度，分析了提前预留中RWA算法的特殊 性，在已有路由和波长分配问题上增加了时间向量因素，并提出了最少资源碎片聚集（L-RFC）算法，引入了时间向 量上的资源碎片影响因子作为波长分配权衡因素，将资源碎片影响分散在不同波长上。仿真证明，该算法即降低 了阻塞     

一种网格计算环境下WDM网路由和波长分配算法

波长路由光网络为网格计算动态提供端到端的专用光路,以满足网格计算应用的数据密集性,提前预留是网格计算中一种重要资源占用形式。目前波长路由光网络的提前预留研究多是关注用户请求的弹性调度,以缓解资源碎片影响。从路由和波长分配(RWA)算法缓解资源碎片影响的角度,分析了提前预留中RWA算法的特殊性,在已有路由和波长分配问题上增加了时间向量因素;并提出了最少资源碎片聚集(L-RFC)算法,引入了时间向量上的资源碎片影响因子作为波长分配权衡因素,将资源碎片影响分散在不同波长上。仿真证明,该算法即降低了阻塞率和资源碎片率,又提高了资源利用率,性能明显优于已有的RWA算法。     

Dynamic Routing and Wavelength Assignment for Multi-Lightpath Demands

In wavelength division muhiplcxing (WDM) networks without wavelength conversion functionality, we convert the dynamic routing and wavelength assignment problem for multi-lightpath demands to the cdge-disjoint paths problem, and propose a new algorithm. The computer simulations show that the proposed algorithm has better blocking probability performance them a sequential algorithm, which first separates a multi-lightpath demand into mutilple single-lightpath demands, then uses the fixed alternate routing first fit wavelength assignment (AP- FF) algorithm for each single-light path demand.     

WDM光网络的动态路由等效算法与仿真

针对WDM光网络的特点,提出一种动态的路由和波长分配的等效算法,适用于各个节点不同且具有部分或全部波长转换能力的光网络。采用波长图技术和增加虚拟源节点和目的节点的方法,把WDM网络转化为等效的单波长网络,从而把路由和波长分配问题转化为等效的单波长网络的路由问题,大大简化了算法的程序。最后采用了最短径算法对WDM网络进行了路由选择和波长分配的仿真。     

一种WDM光网络中混合波带交换算法研究

波长/波带混合交换是WDM光网络中的一个新的研究热点.提出了一种在WDM多层多粒度交换网络中新的跨层交换路由算法-最大波带链路路由算法.该算法最大限度地利用波带交换链路和波带/波长混合交换链路的容量,仿真表明该算法能降低阻塞率,有效提供网络性能.     

认知无线视觉传感网络机会传输的分布式跨层优化

为了充分利用空闲授权无线电频段和增强视觉信息的端到端传输质量,研究了认知无线视觉传感网络机会传输的跨层设计问题。在分析信道随机性和网络模型的基础上,把跨层设计问题表达为一个视觉信息峰值信噪比和网络平均传输时延的权衡优化问题。通过对该问题进行对偶分解和基于随机次梯度的求解方法,提出了一个分布式跨层传输优化算法。该算法不需要预先知道可用授权频段的静态概率分布,而通过节点在每个时隙中进行独立计算和局部信息交换使得上层视觉感知信息的压缩速率与底层链路机会传输自适应匹配,达到权衡优化问题的最优解,因此可以作为认知无线视觉传感网络的实用传输协议。仿真结果表明,该分布式算法能够快速收敛,并能获得与集中式最优化算法相似的性能。     

利用遗传算法改进的路由和波长分配算法

给定拓扑结构和流量请求的波分复用静态波长路由光网络中 ,利用路由和波长分配算法求得的网络最小所需波长数与网络节点编号有关。为了得到网络最小所需波长数所对应的网络节点编号 ,首次利用遗传算法对节点编号进行优化。和已有的统计方法相比较 ,采用遗传算法可以有效地消除原有方法的随机性和盲目性。模拟计算表明 ,利用遗传算法可以更快地求得网络最小所需波长数所对应的网络节点编号。以此求得的网络所需波长数 ,更接近理论最小值     

一种双种群进化集成QoS组播路由算法

设计了一种IP/DWDM光Internet中的非NP类QoS组播路由算法,采用树形编码方式,基于双种群进化,寻找一棵带宽、延迟、延迟抖动与出错率受限的费用优化组播路由树,集成解决路由与波长分配问题.仿真结果表明,该算法是可行和有效的,不仅能够满足QoS约束,而且性能优于基于经典遗传算法设计的QoS组播路由算法,克服了算法易早熟、收敛慢等缺点,有效地解决了IP/DWDM光Internet中的QoS组播路由问题.     

最少波长数算法实现波分复用的时域复杂度改进及对比研究

优化降低波长转换次数成为光纤传输当前的研究热点,为了进一步改进波分复用技术的传播速度,做了以下工作:提出了计算源节点与各目标节点之间的最短路,以获得所要的组播树;应用波长图的设计、MPH算法实现最小成本树,完成了这次改进算法的设计;理论上分析了最少波长数的实现、波长和路由分配,验证了算法的合理性。从建立的仿真模型结果表明:算法在计算最少波长转换次数、位置确定方面具有明显的优势;达到了WDM网络的成本降低,网速提高的目的。通过与传统的Dijkstra与Floyd算法对比设计的算法在时间复杂度、空间复杂度以及结合性方面有着一定提升。这一研究对于WDM网络传输的改进具有明显的意义。