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国际期刊的创新在计算机和通信工程的研究

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所有——使用波长路由光网络性能分析方法在不同的拓扑

Santhosh Kumar C, Piruthiviraj。P, Preeta Sharan博士
  1. 学生、电子与通信工程系、工程的牛津大学,印度班加罗尔
  2. 电子与通信工程系助理教授,牛津大学的工程、印度班加罗尔
  3. 电子与通信工程系教授,牛津大学的工程,班加罗尔,印度
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文摘

路由和波长分配问题(风险权重)是至关重要的为增加wavelength-routed所有光网络的效率。所以风险权重算法的性能分析需要不同的拓扑,这样我们使用拓扑为特定应用程序例子:(双向视频通信)。提高链路利用率和减少调用阻塞,拓扑的比较是很重要的。摘要拓扑用于检查风险权重是随机的性能,戒指,明星,和树。在本文中,我们首次适应算法用于分配波长和Dijkstra 'srouting最短路径算法对不同拓扑。它表明,在动态产生明星拓扑的电话上执行最好的阻塞概率,也叫阻断率(CBR)是7%,CPU时间0.5秒。对不同的拓扑结构比较分析已经完成。通过考虑各种拓扑结构性能分析已经完成一个专用网络。




关键字
CBR,风险权重和CPU,不同的拓扑。

介绍
波分复用(WDM)光纤网络已经迅速获得认可作为一种手段来处理网络用户的不断增加的带宽需求。在wavelength-routed WDM网络中,终端用户通过全光波分复用通道相互沟通,这被称为光路径。光路是用来支持连接在一个wavelength-routed WDM网络中,而且可能跨越多个光纤连接。没有在所有波长的光纤链接遍历。风险权重需要找到一条路径,并将相同的波长分配给每一个环节沿着路径。这就是所谓的波长连续性限制。这意味着,在某些情况下,连接无法建立,即使每一个环节沿着路径可用波长。
需要新技术来支持巨大的带宽需求。光纤提供了更高的带宽比传统的铜电缆。单纤维有潜在50太赫兹的带宽。阻塞概率的一个关键性能指标在实现wavelength-routed WDM网络的设计。现有的研究表明,一个有效的路由和波长分配(风险权重)算法和波长转换两个主要汽车改善阻塞性能。一个wavelength-routed全光学WDM网络包括光学波长路由节点(即。波长路由器)通过光纤互联链接。lightpath必须建立在任何两个波长路由器之间的通信。Lightpath连接请求到达随着时间的推移,每个Lightpath可能有一个随机的持有期。这些lightpaths需要建立动态通过确定通过网络连接源路由到目的地,并分配一个免费的波长通道光纤链路的选择路线。波长转换可以消除波长连续性约束,从而提高阻塞性能。

文献调查
Chunyong杨,他[2]显示性能分析的四个经典拓扑网络阻塞概率的角度来看,平均跳数,平均分组延迟和链接利用率进行了根据波长转换因子。一般来说,虽然明星拓扑上执行最好的阻塞概率,平均跳数和平均分组延迟,不宜在链路利用率。此外,明星拓扑波长转换并不理想。因此变成了一个昂贵的拓扑。然而,环型拓扑网络是cost-optimal如果适当的波长转换能力的网络是被考虑。
Randhawa Rajneesh;羽衣甘蓝,r s;山东圣光,Anuj[4]首先满足的性能评估,随机的,常用在WDM光纤环网和波长转换算法被提出。不同的阻塞概率算法比较。阻塞概率最大的首次适应算法和最小波长转换算法接近分别为0.01和0.0025。所以波长转换算法的性能是最好的但有负担使用昂贵的硬件。不需要wavelength-convertor,最常用的算法比随机和首次适应算法执行。这些方法是非常有效的WDM光网络的阻塞概率的最小化。

路由和波长分配算法
工程风险权重是一个基本问题,控制,和设计的全光网,出现在大多数网络设计应用程序,包括交通梳理,生存能力设计和交通安排。互联网是由拓扑的集合。不同的拓扑结构表现出不同的性能参数如交通拥堵、延迟、丢包和成本。交通堵塞是一个很重要的参数,减少了网络在不同的拓扑。风险权重的lightpaths光纤网络通常是在两个步骤完成。第一步尝试找到一对节点之间的路由,第二个链接分配波长的路线。文献表明,不同的解决方案,单独或同时处理这些步骤。一种方法是先路线的所有连接,然后将波长分配给他们作为一个单独的步骤。另一种方法是把所以的步骤绑定到一个特定的波长路由。这后一种方法通常是通过从一个特定的波长和减少网络拓扑只有那些链接,波长是可用的。

路由算法
路由算法,有三种基本方法,可以在文献中找到:固定路由、fixed-alternate路由和自适应路由。在这些方法中,固定的路由是最简单的,而自适应路由得到最好的性能。备用路由提供了复杂度和性能之间的权衡。我们简要讨论固定路由方法在这项工作。

固定的路由
路由连接的最简单的方法是给定sourcedestination总是选择相同的固定路线。这种方法的一个例子是固定的最短路径路由。的最短路径路由计算每一对sourcedestination脱机使用标准的最短路径算法,如迪杰斯特拉算法和任何建立指定的两个节点之间的连接使用预先确定的路线。这种路由连接的方法非常简单。然而,这种方法的缺点是,如果资源(波长)沿着路径被绑起来,它可能导致阻塞概率高在动态情况下,也可能导致大量的波长在静态的情况下使用。此外,固定路由可能无法处理故障情况下,一个或多个链接的网络失败。处理链接错误,路由方案必须考虑备用到目的地的路径,或者必须能够找到动态路线。

静态风险权重模型
所有的光路径建立的网络是已知的。目标通常是适应需求,同时最大限度地减少使用的波长数量在所有链接。

动态设置
之间的光路请求源对到达目的地。一个典型的目标是最小化呼叫阻塞概率或阻塞调用的数量在给定的一段时间。相反,动态路由算法是适合使用交通工程,通常他们能够显著提高阻塞性能。

目标的路由和波长分配算法
•分析相同的算法的性能在不同的拓扑结构,所以我们可以使用它为特定的应用程序。
•满足带宽、延迟和吞吐量要求每承认连接。
•减少调用的阻塞比。

首次适应算法
选择最低的索引列表的免费波长和波长分配连接请求。请求完成时波长被加入到免费的波长。

首先满足波长分配
首先满足不需要全球知识网络。不需要存储保持网络状态和不需要的通信开销。计算开销小和低复杂性。此外,阻塞概率和公平的性能而言是最好的之一。
因此,首先满足优先在实践中虽然WDM光网络的性能分析是广泛的研究,有更少的工作分析的阻塞性能首先满足计划。在这个方案中,所有波长屈指可数。当搜索可用波长,波长编号较低被认为是前高的波长。
然后选择第一个可用的波长。这个方案不需要全局信息。与随机波长分配相比,该方案的计算成本较低,因为没有需要搜索整个波长空间每个路线。

拓扑用于比较阻塞概率
1。随机
2。明星
3所示。环
4所示。树

网络刺激
我们目前的刺激场景和结果来说明拓扑的性能。随机拓扑场景,星环,树在图1,2,3,4。

问题的形成
波分复用(WDM)技术的成熟和对带宽的需求增加,动态配置在WDM层lightpaths成为一个重要的和具有挑战性的问题。任何分布式路由算法动态交通应该是简单,有效,也可伸缩。大多数的多媒体和实时应用程序需要特定的服务质量(QoS),因此重要的是路由算法应该提供lightpaths满足所需的QoS。我们的算法也措施绩效评估考虑调用阻塞比和仿真时间。下一代基于WDM网络基本上侧重于路由和波长分配问题(风险权重)在wavelength-routed光学波分复用网络。大多数致力于这种网络的操作下波长连续性约束,光路径的设置节点对之间的连接请求,和一个光路必须占据相同的波长,它跨越了所有的链接。
在不同拓扑结构表现出不同的性能参数,如交通拥堵,延迟、丢包和成本。交通堵塞是一个很重要的参数,减少了网络在不同的拓扑。建立光路,必须选择一个路由和波长必须分配到光路。如果没有这个波长光路选择的路线,然后连接请求被阻塞。在计划的工作波长取决于动态带宽分配的因素。
我们检查风险权重问题,审核各种路由和波长分配方法方法提出了在文献中。最后,我们提出了一种新的风险权重算法,动态流量下工作良好检查调用阻塞的性能比恒定调用的数量。我们通过仿真证明其性能。

问题陈述
阻塞概率的差异在随机的,戒指,明星,树拓扑描述。通过观察性能评估参数,如阻塞概率比和刺激时间明星拓扑上执行最好的阻塞概率和模拟花费更少的时间比其他拓扑。
性能评估参数:
阻塞概率比例=(总调用——成功调用)/总电话
仿真时间= CPU时间
波长选择的是50 /链接
调用的数量= 100

仿真结果
下面图5、7、9和11显示了性能阻塞概率和图6,8、10和12显示了性能仿真时间随机的,戒指,明星,分别树拓扑结构。

结论
通过比较不同拓扑的价值观的基础上调用的阻塞比和CPU时间(sec), 24%随机拓扑CBR和CPU时间是0.6秒,明星CBR和CPU时间是0.5秒,7%环47%和CPU时间是0.65秒,树拓扑50%和CPU时间是0.7 sec.It发现明星拓扑上执行最好的阻塞概率和模拟花费更少的时间比其他拓扑。

表乍一看
表的图标
表1

数据乍一看
图1 图2 图3 图4
图1 图2 图3 图4
图1 图2 图3 图4
图5 图6 图7 图8

引用