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。     

WDM光网络中的组播路由算法研究

组播是一种应用广泛的点到多点或多点到多点的通信方式.本文剖析了光层组播的特点,在综合分类的基础上,对光网络组播路由算法的最新研究进展进行了归纳和总结,指出了其面临的问题与挑战,并对今后需重点研究的方向进行了展望.     

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。     

光网络中基于预定组播业务的资源优化

文章利用遗传算法安排光网络中预定组播业务的计算顺序,提出了优化业务顺序的分层图算法和点着色算法,并与按时间顺序安排业务的算法进行了比较.仿真表明,优化排序后,资源优化效果明显.在波长数的优化上,分层图算法比点着色算法性能更好.在分层图算法中,业务放置顺序的优化对组播树总链路数的减少也有一定帮助.     

基于共享路径和网络编码的光组播容量优化

为了降低光组播路由 的光域网络编码代价和提高达到理论最大光组播容量的 概率,提出一种基于共享链路和网络编 码的优化光组播容量方法。首先设计一种从多条源－ 宿最短路径中选择能达到最大光组播容量的最短路径簇,然后在 最短路径簇中计算路径的共享度,选择共享度高的组播路径传输网络编码信息,构造网络编 码次数最少的光组播编码子图, 解决传统的网络编码组 播路由和最大共享度链路组播路由中存在的网络编码次数过多和达到最大光组播容量概率过 低的问 题。仿真结果表明:本文提出的方法具有最低的网络编码代价,能以最大的概率达到光组播 理论最大容量。     

适合全光组播网络的网络编码技术研究

传统的网络编解码算法需要进行线性运算,只适合在电域中实现。而当前全光器件的发展已经能够实现逻辑运算和移位操作。为了将网络编码引入到全光组播网络当中,文章研究了生成网络编码组播树的算法,以及适合于光网络编码的编码向量选取方法,并对所提出的算法进行了仿真分析。结果表明,将网络编码应用于全光组播中能够显著提高组播性能。     

WDM光网络中的组播波长分配算法研究

组播是一种应用广泛的点到多点或多点到多点的通信方式,光层组播以其独特优势引起了人们的关注和重视.在综合分类的基础上,对光网络组播波长分配算法的最新研究进展进行了归纳和总结,并对今后需重点研究的方向进行了展望.     

稀疏分光WDM网络组播协议设计

重点描述了在稀疏分光波分复用(WDM)网络中实现组播的协议流程问题,通过扩展RSVP和OSPF协议,设计出在稀疏分光WDM网络中组播森林的建立连接协议流程,并给出了状态机模型.     

基于遗传算法的全光组播路由

该文提出使用遗传算法优化组播业务放置进光网络的顺序,按照此顺序为业务构建组播树并选择波长,以最小化光网络中使用的波长数及组播链路数。比较了3种路由算法的优劣以及波长变换器对资源优化的改善作用。基于NSFNet网络的仿真证明组播能力节点只需占到全网节点数的一半就能达到很好的优化效果。     

无线mesh网络中编码感知且负载均衡的组播路由

提出一种新的基于网络编码的负载均衡路由量度CRM-LB(coding-aware routing metric with load balancing),CRM-LB在CRM(coding-aware routing metric)的基础上增加了对路径p上所有节点通信密集程度与网络拥塞程度的考虑。进一步提出了基于CRM-LB的无线mesh网络多播路由CLR(coding and load-balancing routing)。该协议可以增加网络编码机会,同时考虑到网络中的负载均衡。通过性能分析和仿真实验表明,该协议在提高多播吞吐量的前提下,不仅能更好地支持网络编码,而且网络负载基本均衡。     

基于网络编码的机会网络高效路由算法

针对采用Epidemic机制的机会网络路由算法在数据分组传送阶段存在通信冗余的问题,提出了一种基于网络编码的高效路由算法--NCBER(network-coding-based epidemic routing）。NCBER在传送数据分组的过程中使用主动异或网络编码和多播,并取消了 Request（请求）控制分组,从而减少数据分组的转发次数和控制分组数量,降低网络开销,缩短分组传输时延。理论分析和仿真结果表明,NCBER 算法在网络开销和数据分组端到端时延性能方面优于经典的Epidemic路由算法及其改进算法MRRMR（message redundancy removal of multi-copy routing）,并且使数据传送成功率保持在100%。     

Minimum coding nodes multicast tree for two-channel all-optical network coding scheme

A heuristic algorithm of establishing a minimum coding nodes multicast tree on which a two-channel all-optical network coding scheme can be performed is presented.To minimize the coding nodes,the heuri...     

Optimization of layered multicast with network coding and genetic algorithm

This article studies the problem of constructing optimal layered multicast with network coding for heterogeneous networks.Based on the flexibility of layered source coding, a global-favorable optimization scheme is proposed, which maximizes the aggregate throughput of heterogeneous sink nodes for layered multicast with network coding by determining the optimal bit rates of the layers. To solve this global-favorable optimization scheme, especially in the large-scale heterogeneous networks, a new problem-specific genetic algorithm (GA) is further proposed. It not only searches efficiently for the optimal allocation of layer bit rates, but also guarantees the validity of candidate solutions in the whole evolutionary process. Simulation results demonstrate that this new GA-based optimization scheme could obtain efficiently the optimal or satisfactorily near-optimal bit rates for layered multicast with network coding, even in the large-scale heterogeneous networks.     

啁啾光纤光栅波长路由光网络的组播功能实现

在基于光路交换的4节点16×10 Gbps双纤单向新型分布式全光自愈环网上,利用啁啾光纤光栅(CFBG)和环行器等无源器件实现了光层组播,避免了光/电/光转换.CFBG在网络中用于实现色散补偿、上下话路和波长路由.通过调节光栅的中心波长,分别完成对控制信息、组播业务信息的分别读取.整个网络不存在关键性节点,每个节点都可以作为组播业务的发起端和接收端.根据控制信息配置传输信道,提高了组播数据流的传输效率.研究结果表明,这种组播方式具有物理实现简单、安全性高、对组播数据速率和格式透明以及数据传输无阻塞等特点.     

基于网络编码的非等长多播数据分发策略

提出了一种新的编码数据分发算法,该算法通过收集每个多播路径簇上承载业务信息的带宽,来确定编码后数据的分发策略,使编码节点能够对带宽不相同的数据进行处理并在解码节点正确解码,从而更加贴近现实网络.仿真结果表明,该算法在资源消耗和网络均衡方面较传统的多播算法有更好的表现.