通信工程师传输与接入教程：WRN的选路算法[1]

3.8.3 WRN的选路算法

在DWDM的光网络的实现中，如何合理地规划网络的波长资源，是决定网络资源利用 效率的关键问题，波长路由网络可以大大简化路由选择算法和网络的控制和管理，不需要在交换时预处理路由信息，从而更有利于实现高速、大容量的通信网络，提高网络的可靠性和 稳定性。但这种组网方案的可行性在很大程度上受到了网络所需波长数目的限制。

1.波长通道和虚波长通道

根据OXC能否提供波长变换功能，光通道可以分为波长通道（WP）和虚波长通道（VWP）。

在光通道层传输的信号，在所有的波长复用段中都使用相同的波长，并保持不变，这种通道就是波长通道（WP）。建立这种通道必须找到一组链路，在这些链路上均使用一个共同的波长，且这个波长应该是空闲的。如果找不到这样一条路径，则通道建立请求就被阻塞掉了。为了避免这种阻塞，网络实际需要的波长数必须很多，从而使每波长通道的利用率较低。在实际使用中，由于技术原因，滤波器与放大器的带宽有限，通道间隔也不能过小，以免引起信道串音，可用的波长总数是有限的，所以经常不足以支持大量节点的需要。

虚波长通道（VWP）是利用了OXC的波长变换功能，在不同的波长复用段可以使用不同波长的光通道，从而提高了波长的利用率，减少了全网所需的波长数，降低了阻塞概率。建立虚波长通道时，只需找到一条路径，其中每条链路的波长复用段都有空闲的波长可用。为了实现节点间的虚波长通道的连接，在光通道的节点处设置有波长变换器，将接收到的信号波长λ1不变换为本段可用的波长λ2，从而避免与已占有该链路λ1波长的信号产生碰揸，引起阻塞。所以波长变换器是建立VWP的关键器件。

波长通道方式要求光通道层在选路和分配波长时采用集中控制方式，因为只有在掌握了整个网络所有波长复用段的波长占用情况之后，才可能为一个新的传送请求选一条合适的路由。而虚波长通道方式下，在确定通道的传输链路后，各波长复用段的波长可以逐个分配，因此可以进行分布式控制。分布式控制可能选不到最佳路由，但是可以大大降低光通道层选路的复杂性和选路所需的时间。由于任何两个节点之间都可能存在多条路由，因此必须有一套有效的路由选择和波长分配算法。根据网络的拓扑结构和目前的状态，为新的传送请求选路并分配波长。另外，当光通道层中允许接入分组信息时，还需要相应的分组交换型的选路算法。

2.路由选择和波长分配

光通道的建立，要求在传送网的物理结构中选择一条由业务源点到宿点的全光路由，并为其分配一定的波长。考虑到波长资源的重利用以及提髙网络性能，优化光通道的选路和波长分配（RWA）方案成为光通道层设计的核心问题。

在波长通道和虚波长通道这两种结构中，波长通道需满足波长一致性，其各链路段必须采用相同的波长，不同的波长通道分配不同的波长，路由选择和波长分配是独立的两个问题；虚波长通道网络，由于组成虚波长路由的各段可以分配不同的波长，所以基本上不存在波长的分配问题。

光传送网支持电路交换型业务，也可支持分组交换型业务，所以两者讨论的优化目的不同。

（1）电路交换型光传送网

电路交换型光传送网的业务可以分为静态业务和动态业务两种类型。

静态业务的波长分配（RWA）问题是指对一组确定的、需要建立的光通道选择路由并分配波长。这类问题可以归结为一类数学线性规划问题，针对VWP和WPM络，可以给出一种以波长优化为目的的比较完善的数学描述。当网络规模较小时，可以直接利用线性规划问题的般算法求解网络需要的域少波长数n.由于网络规模的扩大需要的计算时间将呈指数增长，所以对大型网络最优化波长数目的计算必须提出启发式的算法。对VWP网络，可以采用Nagatsu等人提出的选路优化策略或求最大路径概率的方案等，具体数学描述超出了本书的范围，可以参看相关的书籍。

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