基于免疫算法的光组播最少网络编码链路研究

最少网络编码链路数目有利于控制光网络的复杂性,并获得最大网络吞吐量。提出一种基于免疫算法解决最少网络编码链路问题的算法,修正了反映个体优秀程度的适应度函数以保护次优备选网络编码链路不被淘汰,增加了一个反映网络编码链路概率的个体浓度函数以确保备选编码链路的多样性,同时,算法通过对选中的编码链路采用精英保留策略简化免疫过程。仿真结果表明:此算法在搜索最小光网络编码链路时不仅收敛速度显著加快,而且能够找到更少的网络编码链路。

基于多核点共享树的多源光组播路由方法

通过网络编码方法优化多核点选择和组播信息传输,本文提出一种基于多核点共享树和网络编码的光组播路由构造和波长分配方法、减少波长资源消耗和提高网络的负载平衡性能.首先,删除产生源点迂回回路的网络编码备选核点集合,采用启发式矩阵运算方法确定多源共享树的网络编码核点,实现多源共享树以最少的核点覆盖最多的源节点;然后,为减少波长信道消耗数目,在确定的核点到目的节点间加入网络编码方法传输信息;最后,讨论了多核点共享树的波长分配方法和目的节点成功解码的边分离路径方法.仿真结果表明:与单核共享树、基于网络编码的单核共享树相比,基于网络编码的多核点共享树组播路由方法需求最少的波长数目和获得最好的网络负载平衡性能.

一种改进的时延受限低代价光组播路由算法

针对光网络时延受限光组播路由计算复杂度高的问题,提出一种基于改进的和声搜索求解时延受限光组播路由的算法。论文通过引入自适应的和声记忆保留率及微调概率提高和声算法搜寻到全局最优光组播树的能力;算法设计了一个能够保持备选光组播树多样性的动态适应度函数以扩大光组播路由的搜索范围;同时,算法在初始化和声库时采用精英保留策略简化和声迭代过程。仿真结果表明,提出的改进算法能够求得代价更低的光组播路由,且算法在较大光网络规模下具有较好的收敛稳定性。

一种支持扇出分割能力的光组播调度算法研究

组播调度是影响光组播分组交换节点吞吐量的重要因素。针对"一次发送"模型下的光组播调度算法对阻塞的源组播实行全部丢弃的缺点,文章基于节点共享有限波长转换器的光分组交换结构,提出了一种支持扇出分割能力的光组播调度算法,该算法采用随机丢弃阻塞的源组播复制的方法,有效地提高了端口资源的利用率。仿真结果表明,该算法与已有算法相比,显著提高了节点的吞吐量。

网络编码及其在光组播中的应用研究

组播应用使光网络的带宽资源日趋紧张。网络编码具有提高带宽利用率、提升网络的吞吐量、改善网络负载均衡等优点。分析了网络编码的特点及其编码代价、传统路由面临的问题,讨论了将网络编码引入光组播,优化光组播路由、提高网络吞吐量和资源利用率的研究方法。

一种基于分布式网络编码的共享树光组播算法

为了减少传统组播共享树算法的网络资源消耗和均衡链路负载,提出了一种基于分布式网络编码的共享树光组播算法。此算法在最大限度地增加光链路共享的情况下,对多点到多点的组播建立具有网络编码功能的共享树进行信息传输,且对具有网络编码的共享树只分配两个波长,有别于传统组播为每个会话分配一个波长,从而减少了波长资源消耗。仿真结果表明,新的基于分布式网络编码的共享树光组播算法相比传统共享组播树方法能有效达到均衡网络负载和减少波长资源消耗的目的。

基于网络编码的光组播树优化RWA研究

为了降低网络负载均衡率与平均阻塞率,提出了基于分层图的具有网络编码能力的共享光组播树算法。通过对该算法的仿真表明,具有网络编码能力的共享光组播树在使用的光路数、平均阻塞率以及网络负载均衡率上要优于共享树。最后作了总结并指出将来的研究方向。

基于ASON光组播的建模和算法研究

文章在对互联网工程任务组(简称IETF)相关草案研究的基础上,提出了基于自动交换光网络(ASON)的光组播模型,对组播算法和结构模型进行了分析,提出了光组播路由算法的基本思路、性能分析和比较,并建立了基于集中方式的组播模型,该模型可满足ASON对多播业务应用的需求。

共享有限范围多波长和全单波长转换器的光组播冲突解决方案

研究了一种有限范围多波长转换器(LMWC)反馈共享连接和全单波长转换器(FRWC)输出共享连接相结合的解决全光组播波长资源竞争的解决方案,并提出有限范围多波长转换器优先的波长变换调度算法,以最大双向匹配最小边长权重方法选择多波长转换器解决冲突光组播波长变换。仿真结果表明:所提的结构与输出共享全多波长转换器(FMWC)节点结构或输出共享FRWC节点结构相比,都能够明显降低光组播节点的分组丢包率(PLP),减少系统需求LM-WC多波长转换器的数目,提高多波长转换器的利用率;LMWC具有不同波长转换范围对光分组冲突解决性能也有影响。

图压缩优化光组播最小网络编码路由

将网络编码和光网络相结合可以有效解决光网络的带宽资源利用率等问题。然而,在光网络中进行编码操作,又将增加光网的光域运算开销、复杂度和缓存需求。为了减少光网络中网络编码的操作次数,本文提出一种基于图压缩的方法优化光网络拓扑结构,结合智能优化遗传算法(GA)实现组播最大速率的光组播最小编码节点,通过对光网络拓扑结构中的一类特殊潜在编码节点进行压缩处理,达到缩小算法搜索空间、排除大量非最优解的目的。仿真结果表明,通过本文图压缩优化后的光网络拓扑结构,可以使得现有的智能优化GA在求解光组播最小网络编码路由问题时效率更高,寻找到的解更优。

基于无色无向无冲突可重构光分插复用器节点的全光IP组播能效调度

为了提高无色无向无冲突灵活的可重构光分插复用器(CDC-F ROADM)节点的弹性光网络IP组播频谱-能耗效率,该文提出一种全光组播能效调度算法(AMEESA)。在算法路由阶段,考虑能耗和链路频谱资源使用情况设计链路代价函数,构建最小代价光树算法组播光树。在频谱分配阶段,设计基于高效光谱分辨率(HSR)光树中间节点频谱转换方法,选择节能频谱转换方案为组播光树分配频谱块资源。仿真分析表明,所提算法能有效提升网络能效,降低IP组播带宽阻塞率。

一种用于光组播冲突解决的节点结构及其调度策略

光分组在核心节点处的冲突解决问题是实现全光组播分组交换的关键。本文提出了一种新型的解决光组播冲突的节点结构,用于冲突解决的部分包括输出共享的网络编码模块和光纤延迟线(FDL)环形反馈共享缓存(FDL-LSFB)模块。网络编码模块将异或网络编码作为冲突解决方式,利用全光异或门将冲突组播进行网络编码并且改变编码后分组波长,从而避免波长冲突。而FDL-LSFB模块由子交换矩阵和FDL缓存组连接成环状,且冲突组播可从任意子交换矩阵进出缓存模块,使用少数的FDL可以提供大容量的光缓存、提高FDL利用率。针对FDL-LSFB模块冲突组播调度问题,为减小缓存时延,设计了最小缓存长度级联控制算法(MLCBST),进而提出冲突光组播的总调度策略。仿真结果表明,本文提出的组播节点结构和调度策略在降低丢包率(PLP)和减小缓存时延方面具有明显的效果。

改进的遗传模拟退火算法优化光组播网络编码

网络编码可以提高WDM光网络有限数目波长转换器的利用率,但是网络编码操作将增加光域运算开销、复杂度和缓存需求。为了达到光组播容量条件下尽可能减少网络编码的次数,结合遗传算法和基于模拟退火的个体接受策略,提出一种改进的遗传模拟退火算法(GSAA)。算法通过设计一个既能满足最大组播吞吐量又考虑波长连续性约束路由的算法适应度函数实现网络编码次数减少;为保证种群空间中部分染色体可行性,算法在初始种群中加入一部分可行人工染色体;为了提高算法的局部搜索能力和收敛速度,算法在迭代过程中设计了一个局部搜索过程和自适应变异操作。仿真结果表明:改进的GSAA在收敛速度、网络编码次数等方面优于其它遗传算法。

改进遗传算法优化光组播网络编码链路数目

光组播中使用网络编码能提高组播吞吐量、均衡网络负载和提高网络资源利用率,但会增加光组播网络节点的光域计算开销和存储开销。由于缺少光RAM,光组播网络需要尽量减少光网络中的编码操作次数,而光网络编码链路的数目可以更好地反映出编码操作次数。因此,本文提出了基于改进遗传算法(GA)的最小化编码链路算法。为了防止算法收敛速度过快陷入局部最优,算法设计了动态变异的操作,根据每一代最佳个体的适应度的变化情况确定变异概率;在算法的迭代过程中改进新个体接受策略和局部操作,不仅能保证种群的多样性,也可以提高算法的局部寻优能力。仿真结果表明,最小化编码链路算法能够有效地解决光网络中最少网络编码链路问题,能够在较短的时间内找到更少编码链路的网络编码信息传输方案。

光组播路由代价与波长使用量的联合优化方法

为解决光组播路由中组播中路由代价和波长资源消耗单一化造成的组播路树路由的代价过高问题,在分光节点约束条件下,提出了光组播路由代价与波长使用量联合优化的长路优先(LPF)方法和短路优先(SPF)方法。算法通过检查最小光组播树是否存在节点分光约束的问题,根据设置的波长使用代价控制因子,使LPF或SPF的路由代价和波长使用量最小。LPF方法首先选择组播树最长路径或新波长通道重路由受分光约束的目的节点,SPF方法先选择组播树中最短路径或新波长通道重路由受分光约束的目的节点,仿真结果表明,本文提出的两种联合优化方法都能实现路由代价较低和波长需求较少的目的。

多波长转换结合网络编码的光组播结构和最小转换度调度

组播的应用使光交换节点的丢包率和分组竞争概率增加.为解决这个问题,综合考虑节点的结构代价和丢包率性能因素,设计一种反馈共享的有限范围多波长转换器和输出共享的基于逻辑运算的全光网络编码器结合的光组播节点结构,并在光组播调度策略中着重考虑最小化波长转换度的组播冲突问题,提出一种基于改进的最大权重独立集算法的波长分配方法.仿真结果表明,相比现有的光组播节点及算法,该结构能够在低成本代价和低时延的基础上降低丢包率,提升了光组播节点的性能.

编码链路最少的多源光组播路由

网络编码提高波分复用网络多源光组播带宽利用率时,导致光域中存储和运算开销增加,为此,设计了一种改进的自适应遗传算法可最少化光组播的网络编码光纤链路数目.该算法设计了自适应调整的交叉概率和差异最大化交叉操作,保证种群多样性,避免陷入局部最优;通过自适应调整交叉概率,保证种群在开始阶段可以很快实现多样性,使种群中的较优个体保持稳定.仿真结果表明,所提算法与对比算法相比收敛速度更快,可以用更短时间找到编码链路数目最少的方案.

基于阵列波导光栅的组播交换网络

目前的光组播交换机设计方案存在源器件数目较大、路由算法时间复杂度较高的问题,使得系统的可扩展性较差。针对这些问题,提出了一种基于阵列波导光栅(AWG)的无阻塞三级复制网络。通过级联两个这样的复制网络,实现了一个有源器件数为O(N)的WDM组播交换机,其路由与波长分配时间复杂度可比拟于点到点单播交换网络。

WDM网络中的光层组播技术

组播应用主要是一些带宽密集型的业务,而光网络又能够提供巨大的带宽。随着光通信技术的发展,如何在光层实现组播已经成为光网络研究的热点之一。主要介绍了组播的应用以及在光层实现组播的关键技术;分析了实现光层组播的节点结构、光树的概念以及针对组播的波长路由算法。

光网络组播的生存性

简要回顾了光层组播的概念,讨论了如何对组播树实施保护恢复的生存性机制,提出了几种不同的资源共享策略,并介绍了一些目前研究组播生存性问题常用的理论方法。