Thông tin tài liệu
I HC QUC GIA HÀ NI I HC CÔNG NGH THUNH TUYN C SÓNG MNG CÁP QUANG KHOÁ LUN TT NGHII HC H CHÍNH QUY Ngành: Công ngh thông tin - 2010 I HC QUC GIA HÀ NI TI HC CÔNG NGH THUNH TUYN C SÓNG MNG CÁP QUANG KHOÁ LUN TT NGHII HC H CHÍNH QUY Ngành: Công ngh thông tin Cán b ng dn: TS. Nguyn Minh Hng - 2010 Li c! c tiên tôi xin gi li c c nh n Tin Minh Hng, n tình ch bng dn tôi trong sut quá trình thc hin khóa lun. Tôi xin chân thành c y cô trong i hc Công Ngh nói chung và các thy cô trong b môn mng máy tính và truy o u kin thun l tôi hc tp, nghiên cu, tích n thc làm c vào cuc sng. Cui cùng tôi mun gi li cình, bn bè, nhi luôn bên cng viên tôi trong quá trình thc hin khóa lun. c 1 nhu cu ng t gii pháp t gii quyt v trên. Ni b s i ca m Wavelength Division Multipexing). Mt trong nhng v quan trng ca mng quang WDM là v nh tuyn và c sóng RWA ( Routing and Wavelength Asignment ) tnh tuyn cho mt b ng quang (lightpath) và phân mt c sóng cho m ng quang . Mt trong nh c nghiên cu trong khóa lun này là s dng thut toán gen (Genetic Algorithm) hay còn gi là thut toán di truyn gii bài toán RWA cho mng WDM. 2 Mục lục Tóm tt 1 Lời mở đầu 4 Bảng kí hiệu – chữ viết tắt 6 thng mng quang 7 1.1. Gii thiu chung 7 1.2. Lch s và s phát trin 8 1.3. ng quang 8 1.3.1. m 9 1.3.2. m 9 1.4. Si quang 10 12 2.1. Gii thiu chung 12 2.2. Nguyên lý hong 13 2.2.1. Tng quan 13 2.2.2. hong 14 2.2.3. m, v tn tng gii quya h thng WDM 15 2.3. nh tuyc sóng 16 2.3.1. Gii thiu chung 16 2.3.2. Tng quan v nh tuyc sóng (RWA) 16 19 3.1. Gii thiu 19 3.2. Thut toán gen trên máy tính 19 3 3.3. n ca thut toán gen 22 3.3.1. Quá trình lai ghép (phép lai) 22 3.3.2. t bit bin) 24 3.3.3. Quá trình sinh sn và chn lc (phép tái sinh và phép chn) 24 quang 25 4.1. Gii thiu chung 25 4.2. c lý thuy th và thun nht. 25 4.2.1. Lý thuy th 25 4.2.2. Thut toán BFS 26 4.3. Các nghiên cnh tuyc sóng mng WDM 29 4.4. Thut toán BFD-RWA 30 4.4.1. Mô t thut toán 30 4.4.2. Chng minh thut toán 36 4.5. Thunh tuyn vc sóng (GA RWA) 37 4.5.1. t v 37 4.5.2. Thut toán gen trong bài toán RWA 38 4.5.3. Chng minh thut toán 41 42 5.1. Công c thc hin 42 5.3. Kt qu 45 t lun 54 Tài liu tham kho 55 4 Lời mở đầu Ngày nay, nhu c c bit là s bùng n ca các loi hình dch v i phi xây dng và phát trin các mô hình mng quang v cao. Công ngh ghép kênh phân c sóng WDM i t gii pháp hoàn ho, cho phép tn dng t rng ln ca si quang. WDM cho phép s dng hiu qu t ca các si quang, nó cho phép truyng thi nhiu kênh khác nhau theo mt si quang bng cách m s dng mc sóng khác nhau. nh tuyc sóng RWA ( Routing and Wavelength Asignment ) là mt trong nhng v quan trong nht ca mng WDM. Trong mng quang mt lightpath t kt ni gia hai node trong mng (có th qua nhng node trung gian). Trong mng WDM hai lightpath có th s dng chung m c sóng min là chúng không s dng cùng mt s c sóng khác nhau s dng có liên quan rt ln chi phí xây dn lí m t ra là làm th gim thiu s c s dc u trong khóa lun này là s dng thut toán gen (Genetic Algorithm) gim thiu s c sóng khác nhau c s dng. Khóa lun g i n c mô t : Hệ thống mạng quang. gii thiu tng quan v mt h thng mng quang bao gm lch sm ca mng quang và cu trúc ca si quang. 2: Mạng quang WDM gii thiu v mng WDM v nguyên lý ho ng và các khái nim chung v nh tuyc sóng trong mng WDM : Thuật toán gen gii gii thiu tng quan v s dng thut toán di truyn trên máy tính và các phép toán trong thut toán di truyn Thuật toán gen trong bài toán định tuyến và phân bước sóng mạng quang mô t chi tit vic áp dng thunh tuyn c sóng mng WDM 5 : Thực hiện mô phỏng. Mô phng li thut toán trong mt s mô hình mng ví d. 6: Kết luận 6 Bảng kí hiệu – chữ viết tắt BFD Best Fit Decreasing BFS Breadth-First Search GA Genetic Algorithm RWA Routing and Wavelength Asignment SDM Space Devision Multiplexing TDM Time Devision Multiplexing WDM Wavelength Division Multipexing 7 H thng mng quang 1.1. Gii thiu chung H thng mng quang là h thng truyn thông tin qua si quang. c bi c truyn trong si quang. Ti thit b nhn nó bi i u. i trên các h thng mng t nhanh. S ng truy cp cao mà Internet là mt ví d n hình: s i s dng Internet ngày nhu cu v n. Chng hn khi download nhng d liu hàng GB chúng ta phi ch i hàng ngày mc d liu cn thit hoc vi nhu cu gi . Hình 1.1 H thng mng s d n t Hình 1.2 H thng mng quang mng mng [...]... làm tiền đề để áp d ng thuật toán gen vào bài toán RWA 4.4 Thuật toán BFD-RWA 4.4.1 Mô tả thuật toán Thuật toán BFD (Best Fit Decreasing) là thuật toán được Skorin-Kapov nghiên cứu cho bài toán đ nh tuyến và phân bước sóng (RWA) trong mạng quang WDM Một topology vật lý c a mạng quang được biểu diễn bằng đồ th G = (V, A) với V là số đỉnh c a đồ th tương ứng với số node trong mạng và A là số cạnh nối 2... cho bài toán đ nh tuyến và phân bước sóng mạng WDM Bài toán đ nh tuyến và phân bước sóng RWA (Routing and Wavelength Assignment) c a chúng ta được mô tả như sau: Với một mạng quang WDM và một bộ lightpath có sẵn, cần tìm một tuyến đường cho mỗi sợi quang và gán cho mỗi sợi quang đó một bước sóng sao cho số lượng bước sóng sử d ng nhỏ nhất 29 Có nhiều phương pháp khác nhau đề xuất để giải quyết bài toán. .. dưới dạng quang thông qua các kết nối trung gian Khi các lightpath thực hiên việc mang thông tin t một node nguồn đến một node đ ch nào đó th nó cần được đ nh tuyến và gán bước sóng Đ nh tuyến và gán bước sóng cho lightpath là vấn đ hết sức quan trong và xảy ra thường xuyên trong mạng Phần này sẽ nói rõ về việc đ nh tuyến và gán bước sóng trong mạng WDM 2.3.2 Tổng quan về định tuyến và gán bước sóng (RWA)... pháp th chia bài toán thành hai bài toán con: bài toán đ nh tuyến và bài toán phân bước sóng Một số phương pháp khác th giải quyết đồng thời cả hai vấn đề Bannerjee và Mukherjee [5] giải quyết bài toán trong 2 giai đoạn Đầu tiên một trong những tuyến đường cho mỗi lightpath được chọn bởi thuật toán làm t m đường ngẫu nhiên Sau đó một bước sóng sẽ được chọn cho để gán mỗi lightpath Hyytia và Virtamo [6]... thống mạng WDM và thuật toán gen đều có những ưu điểm rất vượt trội Một bên là một công nghệ mạng được coi là cuộc cách mạng trong công nghệ truyền thông, một bên là một thuật toán tìm kiếm đang tỏ ra là thuật toán tối ưu nhất, hoàn thiện nhất so với các thuật toán tìm kiếm thường hay sử d ng Vậy nếu có thể kết hợp chúng được vào cho nhau tức là sử d ng thuật toán gen cho bài toán đ nh tuyến và phân bước. .. lightpath được chọn và ác đ nh, mỗi lightpath cần được đ nh tuyến và gán bước sóng cho nó T đó đ t ra bài toán đ nh tuyến và gán bước sóng Đ nh tuyến là vấn đề t m đường giữa hai node bất kì trong mạng để thỏa mãn một m c đ ch nào đó gọi là hàm m c tiêu (cost function) Vấn đề này rất quan trọng trong mạng Bài toán RWA cần thỏa mãn hai điều kiện sau: Điều kiện về tính liên t c c a bước sóng: mỗi lightpath... chuyển sang sử d ng nhiều bước sóng trên đường đi t nguồn đến đ ch c a nó M c dù vậy chi phí cho mỗi bộ chuyển bước sóng là rất cao, cho nên các nghiên cứu hiện nay tập chung giải quyết bài toán với số bộ chuyển bước sóng ít nhất có thể ho c không sử d ng Và trong khuôn kh khóa luận này bài toán giải quyết là không sử d ng bộ chuyển bước sóng 17 Trong một mạng không có bộ chuyển bước sóng, các lightpath... biến, sinh sản và chọn lọc tự nhiên 3.2 Thuật toán gen trên máy tính Với khả n ng hiện nay máy t nh đã giúp giải được rất nhiều bài toán khó mà trước kia không thể giải được M c dù vậy, vẫn còn một số lớn các bài toán chưa có giải thuật 19 hợp lý để giải chúng Trong số đó bài toán tối ưu là bài toán thường xuyên g p phải trong các ứng d ng thực tế Bài toán tối ưu có thể được xem như bài toán t m kiếm... án gen 3.1 Giới thiệu Thuật toán gen (GA - Genetic Algorithm) hay thuật toán di truyền là thuật toán tìm kiếm dựa trên chọn lọc tự nhiên và quá trình thích nghi Thuật toán này được áp d ng cho một loạt các vấn đề phức tạp để tìm ra một lời giải chính xác ho c gần đúng Thuật toán di truyền là một lớp đ c biệt c a thuật toán tiến hóa được lấy cảm hứng t tiến hóa sinh học di truyền, đột biến, lựa chọn và. .. cũng đi theo chiến thuật phân chia nhưng sử d ng thuật toán khác nhau cho t ng giai đoạn Các tuyến đường được tính bằng cách sử d ng thuật toán đường đi ngắn nhất Sau đó một bước sóng được chọn để gán cho mỗi lightpath Manohar, Manjunath và Shegaonkar [7] sử d ng thuật toán tham lam để giải quyết bài toán R A đây là phương pháp đầu tiên giải quyết đồng thời cả hai bài toán con Tại mỗi bước l p, một tập . toán di truyn trên máy tính và các phép toán trong thut toán di truyn Thuật toán gen trong bài toán định tuyến và phân bước sóng mạng quang mô t chi tit vic áp. quang (lightpath) và phân mt c sóng cho m ng quang . Mt trong nh c nghiên cu trong khóa lun này là s dng thut toán gen (Genetic Algorithm). ng và các khái nim chung v nh tuyc sóng trong mng WDM : Thuật toán gen gii gii thiu tng quan v s dng thut toán di truyn trên máy tính và
Ngày đăng: 27/06/2014, 22:20
Xem thêm: LUẬN VĂN: THUẬT TOÁN GEN TRONG BÀI TOÁN ĐỊNH TUYẾN VÀ PHÂN BƯỚC SÓNG MẠNG CÁP QUANG doc, LUẬN VĂN: THUẬT TOÁN GEN TRONG BÀI TOÁN ĐỊNH TUYẾN VÀ PHÂN BƯỚC SÓNG MẠNG CÁP QUANG doc