基于强化学习的光网络自适应高效率RWA算法(特邀)

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作者 刘兆洋 潘必韬 《光通信研究》 北大核心 2024年第5期63-70,共8页

【目的】在光网络中,目前基于深度强化学习(DRL)的路由与波长分配(RWA)算法大多依赖于K最短路径(KSP)路由算法提前计算备选路径,这种方法缺乏灵活性和动态性,当网络拓扑变化时需要为所有节点对重新进行KSP计算。为了解决上述问题,文章... 【目的】在光网络中,目前基于深度强化学习(DRL)的路由与波长分配(RWA)算法大多依赖于K最短路径(KSP)路由算法提前计算备选路径,这种方法缺乏灵活性和动态性,当网络拓扑变化时需要为所有节点对重新进行KSP计算。为了解决上述问题,文章提出了基于DRL的自适应高效率(ADE)-RWA框架。【方法】文章提出的ADE-RWA框架的关键点及创新之处在于训练过程中,DRL的智能体在动作选择时从当前节点出发选择最优单步连接,而不是预先计算的完整路径,从而可以动态实时依据网络状态的变化做出路由策略的改变,以适应链路故障等网络拓扑改变的情况。ADE-RWA框架的另一关键点在于DRL训练过程不仅训练其决策神经网络,并且每次成功分配一条路径时,都将其以路由表(LUT)的形式存储。在DRL训练收敛后,网络路径的LUT信息也将完整。此时使用LUT直接查找可用路径,可有效降低计算成本,提高RWA算法效率。此外,LUT查找与DRL训练能够实现动态切换。文章所提算法通过动态感知网络状态的变化,当网络故障引起拓扑变化时,切换到DRL阶段继续进行训练,保证了LUT的动态更新。【结果】实验结果表明,与KSP-首次拟合(FF)和路由调制和频谱分配的深度学习(DeepRMSA)算法相比,文章所提ADE-RWA框架的阻塞率分别降低了36%和30%;且当发生链路故障时,ADE-RWA框架可以迅速适应网络拓扑的变化。【结论】文章提出了基于DRL的ADE-RWA框架,实现了动态光网络拓扑下的自适应RWA,并降低了计算成本。 展开更多

关键词 波长路由光网络 路由与波长分配 深度强化学习 数字孪生

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采用蚁群算法解决光网络中动态及分布式RWA问题的方法 被引量：6

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作者 郑滟雷 顾畹仪 +1 位作者 连伟华 黄善国 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第12期1104-1109,共6页

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... 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. 展开更多

关键词 路由与波长分配 蚁群算法 波分复用 光网络 信息素

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一种提高光网络攻击容忍性的RWA算法研究 被引量：3

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作者 彭炳斌 张引发 +1 位作者 刘涛 王鲸鱼 《光通信技术》 CSCD 北大核心 2013年第3期31-34,共4页

通过研究光网络中带内串扰攻击及其传播原理,在基于串扰攻击有限传播的模型之上,提出了一种限制串扰攻击传播的波长路由分配(Routing and Wavelength Assignment,RWA)算法。该算法把分配后能产生最小串扰攻击传播最大值(Crosstalk Attac... 通过研究光网络中带内串扰攻击及其传播原理,在基于串扰攻击有限传播的模型之上,提出了一种限制串扰攻击传播的波长路由分配(Routing and Wavelength Assignment,RWA)算法。该算法把分配后能产生最小串扰攻击传播最大值(Crosstalk Attack Propagation Maximum,CAPM)的波长路由分配给新的光路请求,从而减少全网的潜在的攻击传播范围。仿真结果显示,与常用的首次命中(Fist-fit)RWA算法相比,该算法能显著降低全网的串扰攻击传播最大值,从而提高光网络的攻击容忍性。 展开更多

关键词 光网络 串扰攻击 波长路由分配 攻击容忍

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ASON网中具有分布估计特征的动态RWA算法 被引量：1

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作者 许昌 常会友 徐俊 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2010年第12期2418-2421,共4页

针对ASON网中动态RWA问题建立了相应的网络模型,并提出一种基于分布估计算法的动态RWA算法.与传统RWA算法相比,该算法在可行解搜索空间及计算量上大大降低,为算法在工程上的实现提供了可行性.仿真实验结果表明,提出的新算法搜索效率高... 针对ASON网中动态RWA问题建立了相应的网络模型,并提出一种基于分布估计算法的动态RWA算法.与传统RWA算法相比,该算法在可行解搜索空间及计算量上大大降低,为算法在工程上的实现提供了可行性.仿真实验结果表明,提出的新算法搜索效率高、求解速度快且能够获得高质量的全局近似最优解,具有较强的实用性. 展开更多

关键词 ASON 网络生存性 保护容量 分布估计算法

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路由与波长分配的RWA算法应用于光通信网络 被引量：7

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作者 王安梅 《激光杂志》 北大核心 2015年第4期179-181,共3页

随着科学技术的不断发展,光通信网络成为了网络技术的主要发展趋势,逐渐在通信网络中发挥出显著作用。现阶段,光通信网络中的光网络主要采用基于密集波分复用技术组成,一旦波分数量增加,光网络中的路由选择与波长分配问题就难以解决。... 随着科学技术的不断发展,光通信网络成为了网络技术的主要发展趋势,逐渐在通信网络中发挥出显著作用。现阶段,光通信网络中的光网络主要采用基于密集波分复用技术组成,一旦波分数量增加,光网络中的路由选择与波长分配问题就难以解决。本文详细阐述了分层图模型的概念,提出波长可变光网络中的动态RWA算法,并在此基础上分析了动态RWA算法的数值模拟,以在提高波长资源利用率的同时,降低网络阻塞率。 展开更多

关键词 光通信网络 路由与波长分配 动态rwa算法

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波长路由光网络中RWA算法的设计分析 被引量：3

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作者 张曙光 叶运峰 +1 位作者 李晓东 赵继军 《光通信研究》 北大核心 2009年第5期33-36,共4页

文章通过对波长路由光网络中路由与波长分配(RWA)问题的研究,介绍了求解路由子问题和波长分配子问题的常用方法,总结了3种类型的RWA问题的优化解决方法,最后对目前RWA算法设计中存在的问题进行了分析并阐述了解决此类问题的重要性。

关键词 波分复用 波长路由光网络 路由与波长分配

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波长可变光网络下基于能耗感知的RWA算法 被引量：1

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作者 袁诗瑶 郭宏翔 +1 位作者 张东旭 伍剑 《光通信研究》 北大核心 2013年第2期6-8,69,共4页

光网络的绿色节能是当前的研究热点之一,采用能耗感知的RWA(路由波长分配)算法对业务进行配置作为一种有效的节能方法获得了广泛关注,而现有的相关研究成果忽视了波长转换器在光网络节能方面能起的作用。文章提出了一种基于波长可变全... 光网络的绿色节能是当前的研究热点之一,采用能耗感知的RWA(路由波长分配)算法对业务进行配置作为一种有效的节能方法获得了广泛关注,而现有的相关研究成果忽视了波长转换器在光网络节能方面能起的作用。文章提出了一种基于波长可变全光网络下的RWA算法——LBC-WC(基于负载计算代价的波长转换增强型)算法,旨在利用波长转换器来使光纤能承担更多的光路,使更多的光纤空余出来。在稀疏配置波长转换器的波长交换光网络场景下对算法进行了仿真,仿真结果表明,该算法能够大幅度减少网络中使用的光纤数目,有效提高光纤利用率,提高网络能效。 展开更多

关键词 路由波长分配 能耗感知 波长转换器

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基于PCE的WSON光网络RWA分配策略与仿真 被引量：3

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作者 柳刚 《光通信技术》 CSCD 北大核心 2012年第11期22-24,共3页

为了有效分配WSON光网络中的波长资源,提出了一种基于路径计算单元(Path Computation Element,PCE)的波长交换光网络(Wavel ength-Switched Optical Network,WSON)路由与波长分配策略。该策略通过PCE建立波长资源冲突避免表,并由目的节... 为了有效分配WSON光网络中的波长资源,提出了一种基于路径计算单元(Path Computation Element,PCE)的波长交换光网络(Wavel ength-Switched Optical Network,WSON)路由与波长分配策略。该策略通过PCE建立波长资源冲突避免表,并由目的节点与PCE进行通信确认,避免资源竞争问题的发生。将该策略下的网络阻塞情况与FF算法、RF算法进行对比仿真,仿真结果表明运用该策略可以有效抑制波长预留冲突,大大降低网络阻塞率。 展开更多

关键词 波长交换光网络 路由与波长分配 资源预留 网络阻塞率

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RWA方法对WDM网络P圈优化性能的影响

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作者 葛晨晖 孙小菡 张明德 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第11期1742-1745,共4页

研究不同的路由和波长分配(RWA)方法对无波长变换WDM网络P圈优化性能的影响.提出了用负载均衡的方法对各波长层的工作容量进行均衡,以降低网络总容量.分别研究了动态分层通用RWA(DL-GRWA)、最短路径RWA(SP-RWA)、动态分层负载均衡(DL-LB... 研究不同的路由和波长分配(RWA)方法对无波长变换WDM网络P圈优化性能的影响.提出了用负载均衡的方法对各波长层的工作容量进行均衡,以降低网络总容量.分别研究了动态分层通用RWA(DL-GRWA)、最短路径RWA(SP-RWA)、动态分层负载均衡(DL-LB)、最短路径负载均衡(SP-LB)、固定波长负载均衡(FW-LB)5种方法对网络总容量的影响.仿真发现,无论何种RWA方法,随着圈最大跳数限制的变大,网络总容量都逐渐降低,其中SP-LB方法所需要的网络总容量最小. 展开更多

关键词 波分复用 P圈 路由和波长分配 整数线性规划

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WDM光网络中基于业务等级的动态RWA算法研究

10

作者 车全江 葛文萍 《光通信技术》 北大核心 2015年第5期22-23,共2页

在WDM光网络中,将波长路由算法(Routing and Wavelength Assignment,RWA)与服务等级约定(Service Level Agreement,SLA)结合在一起研究,以此来确保高等级业务在传输时具有更好的可靠性和低阻塞率,并对实验数据进行仿真分析。

关键词 WDM光网络 波长路由算法rwa 业务等级SLA

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电力骨干光传输网络的动态波道均衡路由波长分配算法 被引量：11

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作者 孙毅 周爽 +2 位作者 陆俊 孙跃 杜娜 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2016年第13期114-120,共7页

提出一种电力光传输网络中基于业务的路由波长分配(RWA)算法。算法设计旨在解决复杂电力光传输网络拓扑下,多业务等级请求路由波长分配问题。首先根据复杂网络拓扑情况与业务请求状况,完成业务请求合并与对跨域业务的路由选择;其次依据... 提出一种电力光传输网络中基于业务的路由波长分配(RWA)算法。算法设计旨在解决复杂电力光传输网络拓扑下,多业务等级请求路由波长分配问题。首先根据复杂网络拓扑情况与业务请求状况,完成业务请求合并与对跨域业务的路由选择;其次依据域内与域间优先级设定策略,完成业务请求优先级设定,并按照优先级顺序,采用分组波长分配算法完成波长分配。仿真结果表明,算法在处理大规模复杂网络拓扑、多业务等级路由波长分配问题上,有效降低了网络请求阻塞率,提高了光传输网络资源利用率。 展开更多

关键词 光传输网络 多域 多业务 路由波长分配 波道均衡

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基于蚁群算法的分布式卫星光网络波长路由分配技术研究 被引量：8

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作者 董毅 赵尚弘 +2 位作者 李勇军 赵静 邓博于 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第11期2650-2656,共7页

为了解决分布式卫星光网络波长路由分配复杂的问题,论文提出基于小窗口策略的蚁群优化算法。采用链路可持续时间和波长空闲率作为启发函数,在实现负载均衡的同时,降低网络的拥塞率;引入小窗口策略引导蚂蚁在最小路由请求区域内进行选路... 为了解决分布式卫星光网络波长路由分配复杂的问题,论文提出基于小窗口策略的蚁群优化算法。采用链路可持续时间和波长空闲率作为启发函数,在实现负载均衡的同时,降低网络的拥塞率;引入小窗口策略引导蚂蚁在最小路由请求区域内进行选路,提高了算法的收敛速度;通过计算相邻链路空闲波长的交集,实现了由单只蚂蚁同时完成路由选择和波长分配。对单主星和双主星两种场景下的算法性能进行了仿真分析,结果表明:与经典的Dijkstra+FF算法相比较,单主星和双主星时的网络拥塞率最高分别降低了0.5和0.7,网络资源利用率改善最高可达到0.45和0.50。 展开更多

关键词 分布式卫星光网络 波长路由分配 蚁群算法 小窗口策略 拥塞率

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IP/MPLSover WDM网中基于共享风险链路组限制的共享通路保护算法 被引量：19

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作者 何荣希 张治中 +1 位作者 李乐民 王晟 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第11期1638-1642,共5页

本文研究了IP/MPLSoverWDM网中 ,如何建立两条共享风险链路组 (SRLG)分离的标记交换路径 (LSP)问题 ,提出一种新的基于SRLG分离的共享通路保护算法 .该算法既可以保证用户业务的可靠性要求 ,同时又能够有效提高全网的资源利用率 ,从而... 本文研究了IP/MPLSoverWDM网中 ,如何建立两条共享风险链路组 (SRLG)分离的标记交换路径 (LSP)问题 ,提出一种新的基于SRLG分离的共享通路保护算法 .该算法既可以保证用户业务的可靠性要求 ,同时又能够有效提高全网的资源利用率 ,从而大大降低全网LSP建立请求的阻塞率 .本文还对所提算法进行了仿真研究 ,并给出了仿真结果 . 展开更多

关键词 IP/MPLS OVER WDM网 因特网 通用多协议标签交换 共享风险链路组 共享通路保护 动态选路 波长分配 波分复用

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基于关键链路预测的动态路由和波长分配算法 被引量：10

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作者 单广军 朱光喜 +1 位作者 刘德明 李建明 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第7期1673-1677,共5页

光网络中的路由和波长分配(RWA)算法是NP难问题.目前的解决方案大多是基于启发式算法或图论的,其计算复杂度往往随着网络规模的增加呈指数增长,而且链路阻塞概率建模也十分困难.本文提出了一种基于"关键链路"预测机制的RWA算... 光网络中的路由和波长分配(RWA)算法是NP难问题.目前的解决方案大多是基于启发式算法或图论的,其计算复杂度往往随着网络规模的增加呈指数增长,而且链路阻塞概率建模也十分困难.本文提出了一种基于"关键链路"预测机制的RWA算法,并综合考虑跳数和空闲波长数的因素,不仅通过链路层面,而且也从网络层面来解决RWA问题.实验结果表明我们的算法可以实现很好的流量负载均衡和低的阻塞率,具有较小的计算复杂度. 展开更多

关键词 光网络 路由和波长分配(rwa)算法 计算复杂度 阻塞率 负载均衡

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光突发交换网络中一种基于负载平衡的路由机制 被引量：7

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作者 王汝言 赵成仕 隆克平 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第11期2085-2089,共5页

光突发交换(OBS)是实现下一代光互联网技术中的一种极具前景的方案.OBS网络中采用的路由机制多是最短路径优先的路由选择机制,这种路由机制本身的缺陷会使网络有较大的阻塞概率,不能实时反映网络流量的变化,同时对不同的网络拓扑的适应... 光突发交换(OBS)是实现下一代光互联网技术中的一种极具前景的方案.OBS网络中采用的路由机制多是最短路径优先的路由选择机制,这种路由机制本身的缺陷会使网络有较大的阻塞概率,不能实时反映网络流量的变化,同时对不同的网络拓扑的适应性较差.本文提出了一种OBS网络中能实现负载平衡的路由机制,对一个请求选择一条可以使网络中各链路使用波长数的统计方差最小的路由.仿真结果表明,该方法在阻塞概率方面要优于最短路径路由机制;而在传输延迟性能方面接近于最短路径路由机制,同时对于不同的网络拓扑以及节点流量的变化都具有一定的适应性. 展开更多

关键词 全光网络 光突发交换 路由机制 负载平衡 rwa

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一种实现负载均衡的波长选路算法 被引量：4

16

作者 李喆 金春慧 何荣希 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期118-121,共4页

针对全光网络中单根光纤支持波长数量不同的问题,研究了现有的RWA算法,设计了一种新的代价函数,并提出了一种新的实现负载均衡的波长选路算法·在选路时,该算法尽量回避那些包含较小波长数量链路的路径,使全网的业务在各链路上分布... 针对全光网络中单根光纤支持波长数量不同的问题,研究了现有的RWA算法,设计了一种新的代价函数,并提出了一种新的实现负载均衡的波长选路算法·在选路时,该算法尽量回避那些包含较小波长数量链路的路径,使全网的业务在各链路上分布均衡,且更适合于不规则的网络结构·网络负载越大,算法性能越好·在不同负载的动态业务下对所提算法进行了仿真研究,结果表明,所提算法可以更好地提高网络的性能,降低全网阻塞率· 展开更多

关键词 选路和波长分配 K最短路由 WDM 负载均衡 备用路由

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抗毁WDM网中支持QoS的选路和波长分配算法 被引量：3

17

作者 何荣希 李乐民 +1 位作者 徐世中 王晟 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第9期1153-1160,共8页

该文首先探讨了抗毁WDM网中支持QoS的分层图模型,在此基础上提出一种抗毁WDM网中支持QoS的选路和波长分配算法。该算法根据上层业务不同的QoS要求,对其光路建立请求区别对待,以满足它们不同的阻塞率和恢复率要求。计算机仿真结果表明该... 该文首先探讨了抗毁WDM网中支持QoS的分层图模型,在此基础上提出一种抗毁WDM网中支持QoS的选路和波长分配算法。该算法根据上层业务不同的QoS要求,对其光路建立请求区别对待,以满足它们不同的阻塞率和恢复率要求。计算机仿真结果表明该算法既满足了上层业务不同的QoS要求,同时又充分利用了有限的网络资源,使全网的平均阻塞率降低。 展开更多

关键词 抗毁WDM网 分层图 服务质量 生存性 路由选择 波长分配算法 光传送网 波分复用

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智能光网络中一种新型的分布式恢复方法(英文) 被引量：5

18

作者 何建吾 梅杰 +1 位作者 顾畹仪 张杰 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第12期1464-1469,共6页

提出了一种基于固定备用路由和目的端触发的智能光网络中的分布式恢复方法 ,所选择的任一对源端节点和目的的端节点之间的固定备用路由包括该节点对之间的k条最短路径路由和基于部分链路无关的路由 目的端节点一旦探测到业务通道的失... 提出了一种基于固定备用路由和目的端触发的智能光网络中的分布式恢复方法 ,所选择的任一对源端节点和目的的端节点之间的固定备用路由包括该节点对之间的k条最短路径路由和基于部分链路无关的路由 目的端节点一旦探测到业务通道的失效将立即启动恢复进程 ,根据网络当前的资源使用情况 ,在这些备用路由中按照一定的次序选择一条恢复路由并为此分配一条可用的波长 (对于没有波长变换器的光网络 ) ,然后将恢复通道的建立请求消息发送给该恢复通道的相关节点 ,这些相关节点可以锁定相关的网络资源 ,以避免来自其他恢复通道的竞争 所提出的算法增加了固定备用路由的数量 ,从仿真结果可以看出 。 展开更多

关键词 智能光网络 恢复 分布式连接控制 连接管理 路由和波长分配

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WDM全光网络中Multicast的寻径与波长分配算法 被引量：4

19

作者 黄传河 陈莘萌 贾小华 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2002年第15期153-156,163,共5页

在WDM全光网络中实现实时Multicast功能是计算机网络的应用要求,也是现代计算机网络的重要特征。该文提出了一种在WDM全光网络中实现实时Multicast的算法。该算法以辅助的波长图为基础,将寻径与波长分配统一进行,构造满足延迟约束的、... 在WDM全光网络中实现实时Multicast功能是计算机网络的应用要求,也是现代计算机网络的重要特征。该文提出了一种在WDM全光网络中实现实时Multicast的算法。该算法以辅助的波长图为基础,将寻径与波长分配统一进行,构造满足延迟约束的、具有较低成本的Multicast树,实现Multicast功能。 展开更多

关键词 WDM 全光网络 MULTICAST 寻径 波长分配算法 STEINER树 计算机网络 波长寻径网络

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一种基于改进蚁群算法的光网络波长路由分配算法 被引量：14

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作者 程希 沈建华 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第3期710-715,共6页

路由与波长分配(RWA)是下一代光网络的需要解决的核心问题之一。论文提出了一种基于改进蚁群算法的光网络RWA算法—SA-DRWA算法。算法在转移概率中加入了链路的空闲率作为约束条件,同时还引入了随机扰动以防止传统蚁群算法中迭代次数较... 路由与波长分配(RWA)是下一代光网络的需要解决的核心问题之一。论文提出了一种基于改进蚁群算法的光网络RWA算法—SA-DRWA算法。算法在转移概率中加入了链路的空闲率作为约束条件,同时还引入了随机扰动以防止传统蚁群算法中迭代次数较少时就过早收敛于局部最优路径的缺点。理论分析表明,SA-DRWA算法可以有效地实现光网络中的负载均衡。对不同网络拓扑中算法的性能进行了仿真,结果表明,SA-DRWA算法比传统Dijkstra+FF算法在阻塞率及资源利用率等方面有明显改进,在规则网格型网络中阻塞率和资源利用率分别改善了0.23。 展开更多

关键词 光网络 路由与波长分配 蚁群算法 阻塞率 资源利用率

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