一种再生器在波分复用光网络中的配置方法

摘要

本发明公开了一种再生器在波分复用(WDM)光网络中的配置方法。该方法将启发式和整数线性规划，分别用于确定网络中配置再生器的路由节点位置和每个节点配置再生器的个数。在已知网络拓扑，可配置的再生器总数有限的情况下，通过本方法合理配置再生器，可降低由于光纤物理传输损伤限制，目的节点无法正确恢复原信息而导致的网络阻塞率。该方法是与网络业务类型无关的，采用本方法可得到网络与业务无关的最低保守性能。另外，该方法是与网络交换类型无关的，由方法得到的WDM网络中再生器的配置结果，既可应用于波长路由网络，也可应用于光分组交换网络。

主权项

1.一种再生器在波分复用光网络中的配置方法，其特征在于包含以下步骤：第一步，在保证任意两节点间光连接的前提下，采用启发式方法确定需要配置再生器的路由节点位置，包括：首先找出网络中任意两节点间的最短路径；然后以链路长度阈值为基准，判断每条光路是否可通；计算每个节点的平均中心距离，并将节点分别按平均中心距离和节点度降序排列；根据排序结果，选择节点度大的节点作为再生器放置节点，当一条光路中有两个或更多个节点具有相同节点度，选择平均中心距离相对较长的节点作为再生器配置节点；确定再生器配置节点后，计算由再生器配置节点分段后的子链路长度，并判断所有子光路的可通性；最后重复前面节点排序、选择再生器配置节点及判断子光路可通性的过程，直到不再存在不通光路为止，其中，所述节点度为节点所连接的支路个数，并且通过以下表达式计算所述平均中心距离，$\frac{1}{2N+m}\underset{i=1}{\overset{2N+m}{\Sigma }}\mathrm{abs}(d_{\mathrm{id}}-\frac{l_{\mathrm{sd}}}{2}),$N为网络中节点个数，l_sd为源节点s到目的节点d的光路径长度，当节点i为源节点s到目的节点d的光路径上的一个中间节点时，节点i到目的节点的路径长度为d_id，对于由N个节点和E条链路构成的网络G(N,E)，在其存在的所有可能光路径中，任意一节点i至少被经过2N+m次，其中N次作为源节点，N次作为目的节点，作为中间节点的次数m不定，且每条经过节点i的光路径都有自己路径长度的中心点，根据上述定义，节点i到当前光路径中心的距离为abs（d_id-l_sd/2），因此，根据上式可求出每个节点的平均中心距离；第二步，在可配置的再生器总数一定的约束下，采用整数线性规划方法确定每个配置再生器的路由节点配置的再生器个数，使网络阻塞率最小；实施整数线性规划过程中，输入参数：G(V,E)：无向网络拓扑图，V为节点集，E为边集；N：节点个数；M：网络中可配置再生器的总数；w：每条链路支持的波长数；l_sd：源节点s到目的节点d所经过的光路；D_i：节点i的节点度；L_T：链路长度阈值；变量：x_i：节点i配置的再生器个数；目标函数：约束条件：x_i≥1，节点i连接链路的单跳链路长度≥L_T(2)$\underset{i=1}{\overset{N}{\Sigma }}{x}_i\le M---\left(3\right)$x_i≤w·(D_i-1)   (4)x_i≥0(5)目标函数（1）最大化由于链路长度阈值限制不通的光路在适当添加再生器后变通的光路数；约束条件（2）限制某节点连接的所有链路中，若其中有一条链路单跳长度超过阈值，则该节点处放置再生器的个数必大于等于1；约束条件（3）指明再生器放置总数的限制；约束条件（4）指出在节点度和链路支持的最大波长数联合限制下，每个节点可配置的最大再生器个数，以避免再生器过多地集中配置在某些节点；约束条件（5）说明每个节点可配置一个，多个或不配置再生器，即配置个数大于等于0。