文档介绍：摘 要
全光网络可以在光上直接进行交换和路由，突破了传统光网络需要进行光电
转换的瓶颈。同时光网络中的资源分配问题也由传统的光硬件资源分配问题扩展
到路由和波长资源的分配问题。静态路由和波长分配问题是在全光网络中，针对
静态业务请求提出的路由和波长资源分配的问题。
在光网络中进行路由时，单个链路或者节点损坏都会引起整条光通路失效。
保护机制可以使得光网络在发生故障时及时切换到备用系统，确保网络信息顺利
的传输。求解静态路由和波长分配问题时，本文选取基于通路的保护机制。此外
为了节省网络资源，多个低速业务可以利用业务疏导机制汇聚到一个高速波长上
传输。由于低速业务的绑定方式将影响业务请求的路由和波长分配，因此本文研
究了路由和波长分配问题中的业务疏导问题。
解决静态路由和波长问题的方法有建立 ILP 模型求解和启发式算法。启发式
算法可以得到资源分配问题的近似解，求解时间较短。但是启发式算法得到不是
最优解，而且当网络规模较大时算法的性能无法判定。
本文的第二章建立了静态路由和波长分配问题的保护和业务疏导 ILP 模型，同
时针对大规模网络的路由和波长分配问题提出了不同的分解机制。本文利用拉格
朗日松弛算法、Primal 和 Dual 分解算法对大规模网络的 ILP 模型进行了分解求解。
利用计算机软件测试表明，求解 ILP 模型可以得到资源分配的最优解。但是该问
题是 NP-C 问题，在网络规模较大时求解时间较长，甚至无法得到可行解。利用数
学分解的方法对 ILP 模型进行分解后求解，可以降低减问题的规模，模块化解决
问题。理论上数学分解方法可以得到和原模型相同的最优解。测试表明经过有限
次迭代，分解算法可以得到接近原模型最优解的可行解且求解时间较短。
光多播利用分光节点完成光信号的复制和转发，减少了光网络的资源消耗。
由于分光节点代价比较昂贵，在光网络中只有一部分节点可以配置成为分光节点。
在有限的分光节点条件下，优化分光节点配置，使用最少的网络资源完成业务请
求的问题，称为分光节点配置问题。本文的第三章在静态的业务请求下分别提出
了解决分光节点配置问题的 ILP 模型和 MF 启发式算法。文中搭建计算机仿真平
台验证了，ILP 模型可以得到最优解，但是求解时间较长，在网络规模较大时无法
得到可行解。MF 算法不依赖于多播树的建立算法，可以得到接近最优解的近似解，
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求解时间较短。
第四章针对可预测的动态变化的业务请求，提出了分光节点的鲁棒配置算法。
文中的测试验证了，利用鲁棒算法配置分光节点，与静态算法相比可以使网络资
源的消耗在各种业务请求情况下都相对较优，稳定性好，总的资源消耗少，更符
合实际的网络状况。第五章对全文进行了总结和展望。
关键词：路由和波长分配，分解，分光节点，鲁棒
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Abstract
All-optical network can alleviate the O/E/O conversion bottleneck by switching
and routing in optical field. The resource of assignment problem includes optical
hardware, routing and wavelength. With static demand in all-optical network, the static
routing and wavelength assignment problem studies the way of routing and wavelength
assignment to minimize the resource consumption.
In all-optical network the destruction of single link or node will lead to
communication losing, and protecting strategy is used to keep the communica