BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI -o0o - ĐOÀN THỊ MINH NGUYỆT THUẬT TOÁN SINH CỘT GIẢI BÀI TOÁN “ĐỊNH TUYẾN VÀ GÁN BƢỚC SÓNG TRONG MẠNG WDM” LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN HÀ NỘI, NĂM 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI -o0o - ĐOÀN THỊ MINH NGUYỆT THUẬT TOÁN SINH CỘT GIẢI BÀI TOÁN “ĐỊNH TUYẾN VÀ GÁN BƢỚC SÓNG TRONG MẠNG WDM” Chuyên ngành: Khoa học máy tính Mã số : 60 48 01 01 LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS ĐỖ TRUNG KIÊN HÀ NỘI, NĂM 2017 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu khoa học kết nghiên cứu cá nhân Các số liệu tài liệu trích dẫn công trình trung thực Kết nghiên cứu không trùng với công trình công bố trước Tôi chịu trách nhiệm với lời cam đoan Hà Nội, tháng năm 2017 Đoàn Thị Minh Nguyệt LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn này, em nhận giúp đỡ thầy cô, bạn bè, anh chị đồng nghiệp, người thân gia đình Không biết nói cảm kích, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến: Thầy giáo hướng dẫn TS Đỗ Trung Kiên, người tận tình hướng dẫn, động viên, trang bị kiến thức tài liệu quý báu, tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ em suốt trình nghiên cứu hoàn thành luận văn Các thầy cô giáo khoa Công nghệ thông tin, trường Đại học Sư phạm Hà Nội, trực tiếp giảng dạy tạo điều kiện giúp đỡ em suốt khóa học để em hoàn thành tốt luận văn Sau em xin gửi lời biết ơn sâu sắc tới gia đình, người thân, anh chị em bạn bè giúp đỡ động viên em hoàn thành luận văn Mặc dù cố gắng để hoàn thành luận văn thời gian kiến thức có hạn nên chắn luận văn tránh khỏi thiếu sót Kính mong nhận ý kiến đóng góp quý thầy, cô bạn Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng năm 2017 Tác giả Đoàn Thị Minh Nguyệt MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Lịch sử vấn đề nghiên cứu Mục đích nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu Nhiệm vụ nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Cấu trúc luận văn CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MẠNG QUANG WDM 1.1 Giới thiệu mạng quang 1.1.1 Mạng quang hệ thứ 1.1.2 Mạng quang hệ thứ hai .5 1.1.3 Mạng quang hệ thứ ba 1.1.4 Sơ đồ khối tổng quát mạng WDM .9 1.2 Các phần tử mạng quang WDM 12 1.2.1 Thiết bị đầu cuối (OLT) 13 1.2.2 Bộ khuếch đại quang 15 1.2.3 Bộ ghép kênh xen/rớt quang (OADM) 17 1.2.4 Bộ kết nối chéo quang (OXC) 17 1.3 Kết luận chương .20 CHƢƠNG 2: ĐỊNH TUYẾN VÀ GÁN BƢỚC SÓNG TRONG MẠNG WDM 21 2.1 Giới thiệu toán định tuyến gán bước sóng 21 2.2 Định tuyến gán bước sóng 23 2.2.1 Phương pháp định tuyến 25 2.2.2 Các phương pháp gán bước sóng 26 2.2.3 Tô màu đồ thị 28 2.3 Thiết lập đường ảo (Virtual path) 29 2.4 Chuyển đổi bước sóng .31 2.5 Các phương pháp định tuyến gán bước sóng 33 2.5.1 Các phương pháp gần 33 2.5.2 Các phương pháp xác 34 2.6 Thuật toán sinh cột…………………………………………………… 41 2.7 Kết luận chương……………………………………………………….42 CHƢƠNG 3: LỜI GIẢI TỐI ƢU CHO BÀI TOÁN ĐỊNH TUYẾN VÀ GÁN BƢỚC SÓNG TRONG MẠNG WDM 42 3.1 Các kí hiệu định nghĩa 42 3.2 Thuật toán sinh cột cho toán RWA 43 3.2.1 Bài toán (Master problem) 43 3.2.2 Bài toán (Pricing problem – PPLINK) 44 3.2.3 Lời giải toán 45 3.3 Cải tiến thuật toán sinh cột cho toán RWA 46 3.3.1 Tính đường ngắn 46 3.3.2 Lời giải thuật toán CG+ 47 3.4 Kết tính toán 49 3.4.1 Mạng tập liệu 49 3.4.2 Đánh giá hiệu năng: Chất lượng lời giải 50 3.4.3 Đánh giá hiệu năng: So sánh thuật toán sinh cột với thuật toán cải tiến ………………………………………………………………… 51 KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO 55 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt Tiếng anh Tiếng việt APD Avlanche Photodiode Diod quang kiểu thác APS Automatic Protection Switching Chuyển mạch bảo vệ tự động CDM code-division multiplex Ghép kênh phân chia mã CWDM Coarse WDM WDM thưa DWDM Dense WDM WDM mật độ cao EDFA Erbium-Doped Fiber Amplifier Bộ khuếch đại quang sợi ILP Integer Linear Programming Mô hình quy hoạch tuyến tính nguyên IPC inter-process communication Cổng kết nối nội ITU International Telecommunication Union Hiệp Hội Viễn Thông Quốc Tế NSFNET National Science Foundation Network Mạng tổ chức khoa học quốc gia OADM Optical Add/Drop Multipler Bộ ghép kênh xen/rớt quang OLT Optical Line Terminator Thiết bị đầu cuối OSC Optical Supervision Channel Kênh giám sát quang OXC Optical Cross Connect Bộ kết nối chéo quang PLC Plannar Lightwave Circuit Bộ chia quang PS Splitter Power Bộ chia nguồn ROAM Reconfigurable Optical Add/Drop Multipler Cấu hình lại ghép kênh xen/rớt quang RWA Routing and Wavelength Assignment Định tuyến gán bước sóng Từ viết tắt Tiếng anh Tiếng việt SDH Synchronous Digital Hierarchy Hệ phân cấp số đồng SONET Synchronous Optical Networking Mạng quang đồng TDM Time Division Multiplexing Ghép kênh phân chia thời gian USANET USA Network Mạng Mỹ WDM Wavelength Division Multiplexing Ghép kênh phân chia bước sóng DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Mạng WDM Hình 1.2: Sơ đồ ROADM bốn mức Hình 1.3: Mạng lưới với nút đối xứng Hình 1.4: Sơ đồ chức mạng WDM 10 Hình 1.5: Mạng lưới định tuyến bước sóng 12 Hình 1.6: Sơ đồ khối thiết bị đầu cuối OLT 14 Hình 1.7: Bộ khuếch đại quang EDFA 16 Hình 1.8: Vai trò OADM mạng có nút 17 Hình 1.9: Minh họa mạng dùng OXC 18 Hình 1.10: Các trạng thái OXC 20 Hình 2.1: Định tuyến gán bước sóng 23 Hình 2.2 Minh họa mối liên hệ toán gán bước sóng toán tô màu đồ thị 29 Hình 2.3: Các đường ảo đường vật lý 30 Hình 2.4: Sự chuyển đổi bước sóng 31 Hình 2.5: Các khả chuyển đổi bước sóng 32 Hình 2.6: Vấn đề đối xứng công thức Link Path 34 Hình 2.7: Minh họa biến 36 Hình 2.8 Sơ đồ khối thuật toán sinh cột 41 Hình 3.1 Thuật toán sinh cột (CG) 45 Hình 3.2 Sơ đồ thuật toán CG+ 48 Hình 3.3 Sơ đồ mạng NSF USA 49 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 3.1 Đặc thù tập yêu cầu kết nối 50 Bảng 3.2 Chất lượng lời giải 51 Bảng 3.3 So sánh thuật toán sinh cột với thuật toán cải tiến 52 CHƢƠNG 3: LỜI GIẢI TỐI ƢU CHO BÀI TOÁN ĐỊNH TUYẾN VÀ GÁN BƢỚC SÓNG TRONG MẠNG WDM Như nói phần trước, toán định tuyến gán bước sóng toán NP-khó, đại đa số báo đề xuất lời giải gần đúng, số báo đề xuất lời giải xác phương pháp khó giải với toán kích thước lớn Trong chương này, giới thiệu kí hiệu định nghĩa mục 3.1 Thuật toán sinh cột giải toán RWA diễn tả mục 3.2 sau đề xuất cải tiến để tăng tốc thuật toán mục 3.3 Mục 3.4 đưa đánh giá kết thực nghiệm thuật toán sinh cột thuật toán sinh cột cải tiến 3.1 Các kí hiệu định nghĩa Chúng giả định mạng quang WDM biểu diễn đồ thị G(V, E) với V = {𝑣1, 𝑣2,…, 𝑣 } nút tương ứng với node mạng vật lý, tập cạnh E = { , …, } cạnh ứng với liên kết đơn mạng vật lý: số liên kết từ 𝑣 đến 𝑣 số lượng liên kết hỗ trợ kết nối từ 𝑣 đến 𝑣 Tập bước sóng có sẵn ký hiệu Λ = {λ1, λ2,…, λw} với W = |Λ| Luồng giao thông mạng định nghĩa ma trận D kích thước n × n, phần tử Dij số yêu cầu kết nối từ 𝑣i tới 𝑣j Tất bước sóng cho có dung lượng Kí hiệu = {(𝑣 𝑣 ) ∈ V×V: dsd > 0} tập yêu cầu; dsd số yêu cầu kết nối từ 𝑣i tới 𝑣j Gọi +(𝑣 ) (hoặc -(𝑣 )) tập đường (hoặc vào) nút 𝑣 Trong nghiên cứu này, xét mạng không sử dụng chuyển đổi bước sóng, nghĩa bước sóng sử dụng xuyên suốt từ nguồn đến đích với yêu cầu kết nối 42 Bài toán RWA phát biểu sau: cho đồ thị G(V,E) tương ứng với mạng quang WDM tập K yêu cầu kết nối, tìm lightpath(p, λ) thích hợp cho kết nối, lightpath định nghĩa đường p gán bước sóng λ, cho hai đường chia sẻ liên kết gán bước sóng Ở nghiên cứu mục tiêu giảm xác suất tắc nghẽn tương đương với tối đa khả đáp ứng yêu cầu kết nối, toán max – RWA 3.2 Thuật toán sinh cột cho toán RWA 3.2.1 Bài toán (Master problem) Mô hình tối ưu cho toán RWA nằm định nghĩa cấu hình bước sóng Chúng ta ký hiệu tập cấu hình bước sóng Mỗi cấu hình bước sóng bao gồm tập đường thẳng không chứa cạnh chung phân bố bước sóng Các đường thẳng cấu hình nối kết điểm đầu điểm cuối yêu cầu kết nối Một cấu hình bước sóng diễn tả vector chứa số nguyên, số lượng kết nối mà cấu hình cung cấp cho yêu cầu kết nối từ 𝑣𝑠 tới 𝑣𝑑 (= không cung cấp đường nào) Có tập biến mô hình: diễn tả số lượng lựa chọn cấu hình lời giải, cấu hình với bước sóng riêng biệt, biến số lượng nối kết chấp nhận từ 𝑣𝑠 tới 𝑣𝑑 Hàm mục tiêu toán mô hình hóa sau: ∑ ∈ Ràng buộc: ∑ 𝑊 ∈ 43 định nghĩa ∑ 𝑣 𝑣 ∈ 𝑣 𝑣 ∈ ∈ ∈ ∈ 𝑣 𝑣 ∈ Ràng buộc (2) đảm bảo không phân bố nhiều số lượng bước sóng cung cấp Ràng buộc (3) đảm bảo cung cấp đầy đủ cho yêu cầu kết nối Ràng buộc (4) đảm bảo số lượng kết nối chấp nhận cho yêu cầu kết nối không vượt số lượng đòi hỏi (< yêu cầu kết nối ban đầu) Để sinh cấu hình bước sóng, cần giải toán gọi Bài toán (mục 3.2.2) Trong phần tiếp theo, giới thiệu mô hình toán học cho toán 3.2.2 Bài toán (Pricing problem – ) Chúng ta định nghĩa tập biến α = ( tồn đường từ 𝑣 tới 𝑣 ), = qua cạnh , ngược lại Hàm mục tiêu toán xây dựng từ giá trị đối ngẫu toán Với giá trị đối ngẫu kết hợp với ràng buộc (2) giá trị đối ngẫu kết hợp với ràng buộc (3) lời giải nới lỏng tuyến tính toán (nghĩa toán (1) – (6)) Mô hình toán học toán xây dựng sau: ∑ ∈ ∑ ∈ Ràng buộc: ∈ ∑ ∈ 44 ∑ 𝑣 𝑣 ∑ ∈ 𝑣∈ {𝑣 𝑣 } ∈ ∈ ` 𝑣 𝑣 ∑ ∈ ∈ ∑ 𝑣 𝑣 ∑ ∈ ∈ ∈ ∈ { } (12) Ràng buộc (8), (9) (11) định nghĩa tập đường cạnh chung, nghĩa cấu hình Ràng buộc (10) đảm bảo số lượng kết nối cấp cho yêu cầu kết nối không vượt số lượng đòi hỏi 3.2.3 Lời giải toán Ở sử dụng thuật toán sinh cột (Column Generation – CG) để tìm lời giải toán Tập cấu hình ban đầu Các cột thêm vào Bài toán giới hạn Giá trị đối ngẫu ràng buộc Thêm cấu hình (cột) vừa sinh Đúng Tìm lời giải nguyên 𝑍 𝐼𝐿𝑃 ) Lời giải nới lỏng tuyến tính tối ưu (𝑍 𝐿𝑃 ) Hình 3.1 Thuật toán sinh cột (CG) 45 Giải toán Nếu chi phí toán Sai Hình 3.1 sơ đồ khối mô tả việc sử dụng phương pháp sinh cột (CG) để giải toán tối ưu quy hoạch tuyến tính nguyên (ILP) với quy mô lớn Đầu tiên giải toán với tập cấu hình (gọi toán giới hạn – Restriced Master Problem (RMP) ) Giải toán giới hạn thu giá trị đối ngẫu ràng buộc, giá trị hỗ trợ cho toán xác định cấu hình khả thi để thêm vào toán làm tăng giá trị hàm mục tiêu Quá trình lặp lặp lại tìm cấu hình khả thi tập cấu hình toán tối ưu nhất, lời giải nới lỏng tuyến tính tối ưu thuật toán (kí hiệu ) Tiếp theo, chương trình tìm lời giải nguyên thuật toán (kí hiệu )bằng cách giải toán tập cấu hình tìm 3.3 Cải tiến thuật toán sinh cột cho toán RWA với mạng kích thƣớc lớn Trong trình thực nghiệm mô hình đề xuất trên, thấy lời giải toán chiếm số lượng lớn đường ngắn Do vậy, mục đề xuất thuật toán cải tiến để tăng tốc thời gian thực thuật toán đề xuất Cụ thể cấu hình xây dựng dựa đường ngắn Từ giảm số lần lặp thời gian tính thuật toán đề xuất mục 3.2 Trong phần giới thiệu thuật toán để xây dựng tập đường ngắn (mục 3.3.1) mô hình toán học toán cải tiến (mục 3.3.2) 3.3.1 Tính đƣờng ngắn Tập đường ngắn cho cặp đỉnh tính toán lần toàn chương trình Với cặp đỉnh (𝑣𝑠, 𝑣𝑑) sử dụng thuật toán Yen Algorithm [9] để tìm k đường ngắn – ký hiệu | | 46 3.3.2 Lời giải thuật toán CG+ Chúng ta cải tiến toán mô hình CG cho sinh cấu hình với nhiều đường ngắn Bài toán cải tiến ( ) xây dựng mô hình toán học sau:  max  u  ( vs ,vd )SD  pPsd sd p usd(3) (13) Với ràng buộc:  ( vs ,vd )SD  pPsd  pPsd sd p p l  psd   Dsd  psd  (0;1) Trong đó, l L (14) (vs,vd )  SD (15) l  L,(vs ,vd )  SD (16) giá trị đối ngẫu kết hợp với ràng buộc (2) (3) toán (mục 3.2.1) tập đường ngắn Ta định nghĩa tập biến: 𝑣 ={ 𝑣 = { Ràng buộc (14) đảm bảo cấu hình có cạnh l sử dụng Ràng buộc (15) đảm bảo số lượng kết nối cấp cho yêu cầu kết nối không vượt số lượng yêu cầu kết nối ban đầu Thuật toán sinh cột cải tiến mô tả hình đây: 47 Giá trị đối ngẫu Bài toán ràng buộc Đúng Bài toán cải tiến Điều kiện tối ưu thỏa mãn? Đúng Lời giải nới lỏng tuyến tính tối Tìm lời giải nguyên (𝑍 𝐼𝐿𝑃 Bài toán ban đầu Sai Điều kiện tối ưu thỏa mãn? Sai ưu (𝑍 𝐿𝑃 ) Hình 3.2 Sơ đồ thuật toán CG+ Thuật toán sinh cột cải tiến mô tả hình 3.4 Sau giải toán chương trình thu giá trị đối ngẫu, giá trị hỗ trợ giải toán cải tiến để xác định cấu hình khả thi Chương trình kiểm tra cấu hình có khả thi cấu hình hay không? Nếu khả thi hơn, chương trình quay lại giải toán lặp lại đến toán cải tiến không cho kết tốt Lúc giải toán ban đầu ( , chương trình cho kết khả thi quay lại toán Các giá trị đối ngẫu dùng để phục vụ toán ban đầu bỏ qua toán cải tiến Cứ tiếp tục đến toán không cho kết tốt chương trình kết thúc 48 Trong phần thực nghiệm tiến hành với tập đường ngắn cho cặp yêu cầu ( đường ngắn cho cặp yêu cầu ( ) tập bao gồm bao gồm k ) 3.4 Kết tính toán Trong phần kiểm tra đánh giá hai giải pháp đề xuất để tìm lời giải tối ưu cho toán định tuyến gán bước sóng trình bày phần Chương trình viết ngôn ngữ lập trình tối ưu OPL (Optimization Programming Language) sử dụng thư viện CPLEX 12.6.2 Trong mục 3.4.1 mô tả sơ đồ mạng tập liệu thực nghiệm, sau mục 3.4.2 đánh giá hiệu chất lượng lời giải Cuối mục 3.4.3 so sánh chất lượng hai giải pháp CG CG+ 3.4.1 Mạng tập liệu Tôi chạy thử nghiệm hai mạng thực tế NSFNET USANET mô tả hình 3.3 Mạng NSFNET gồm 14 nút 42 cạnh có hướng, mạng USANET gồm 24 nút 87 cạnh có hướng Số bước sóng thiết lập đến 30 cho liệu thực nghiệm Hình 3.3 Sơ đồ mạng NSF USA 49 Chúng thực nghiệm 20 liệu xây dựng sau: với liệu ( 0), đòi hỏi băng thông cho cặp nút yêu cầu sinh cách ngẫu nhiên khoảng số {0, 1, 2, 3, 4, 5} Đòi hỏi băng thông cặp nút tăng dần theo thứ tự liệu, nghĩa +1, +1 xây dựng từ ⊆ thêm vào tới yêu cầu cho cặp nút Bảng 3.1 đưa đặc thù chi tiết liệu thực nghiệm | | diễn tả số cặp nút yêu cầu ∑{𝑣𝑠,𝑣𝑑}∈ ; 𝑑𝑠𝑑 diễn tả tổng số yêu cầu toàn mạng NSFNET Tập liệu | | { ∈ #W ∑ USANET Tập | | liệu } #W ∑ { ∈ } NSF_0 147 467 30 USA_0 457 1,346 70 NSF_1 167 546 30 USA_1 518 1,661 70 NSF_2 175 639 40 USA_2 529 1,898 100 NSF_3 178 757 40 USA_3 538 2,176 100 NSF_4 180 843 45 USA_4 542 2,440 120 NSF_5 181 921 50 USA_5 546 2,726 140 Bảng 3.1 Đặc thù tập yêu cầu kết nối 3.4.2 Đánh giá hiệu năng: Chất lƣợng lời giải Bảng 3.2 thống kê kết thực nghiệm liệu tạo mục trên, với số lượng bước sóng nâng lên cho liệu cho tỷ lệ yêu cầu đáp ứng đạt ngưỡng 85% (yêu cầu 50 mạng thực tế) Với liệu, đưa cận cho – giá trị tối ưu mô hình nới lỏng tuyến tính), cận toán ( ( – lời giải tối ưu nguyên thuật toán); Cột Gap(%) diễn tả độ lệch tối ưu thuật toán, xác định công thức ; Cột GoS(%) diễn tả số lượng yêu cầu đáp ứng NSFNET USANET Tập Gap GoS( Tập Gap GoS liệu (%) (%) %) liệu (%) NSF_0 430.0 412 4.2 96.1 USA_0 1,281.0 1,229 4.1 91.8 NSF_1 519.0 499 3.9 93.1 USA_1 1,507.0 1,453 3.6 90.2 NSF_2 575.0 553 3.8 87.5 USA_1 1,770.0 1,714 3.2 90.8 NSF_3 706.0 681 3.5 92.4 USA_3 2,035.0 1,943 4.5 89.9 NSF_4 751.0 729 2.9 88.1 USA_4 2,255.0 2,190 2.9 90.4 NSF_5 838.0 818 2.4 88.8 USA_5 2,516.0 2,418 3.9 89.4 Bảng 3.2 Chất lượng lời giải Chất lượng lời giải thể thông qua giá trị cột Gap(%), độ lệch tối ưu lời giải thuật toán Chúng ta quan sát thấy giá trị nhỏ (dưới 5%), nghĩa mô hình đưa lời giải gần với lời giải tối ưu toán 3.4.3 Đánh giá hiệu năng: So sánh thuật toán sinh cột với thuật toán cải tiến Bảng 3.3 đưa kết so sánh lời giải thuật toán sinh cột (CG) với thuật toán cải tiến ( ), mô hình đề xuất mục 3.2, với giá trị K = (2 đường ngắn cho cặp đỉnh) Cột 51 #PP_LINK diễn tả số lần thực giải toán với mô hình (7)-(12), nghĩa đầu vào toàn thông tin mạng, cột #PP_PATH diễn tả số lần thực giải toán với mô hình (14)-(17), nghĩa đầu vào gồm tập đường ngắn (hoặc K đường ngắn cho ) cặp đỉnh; cột CPU diễn tả thời gian thực thuật toán với đơn vị tính theo giây Tập CG CPU # liệu (giây) CPU # # (giây) CPU # # (giây) NSF_0 85 20 127 25 158 NSF_1 116 35 119 57 223 33 NSF_2 105 35 129 161 NSF_3 128 45 141 76 288 24 NSF_4 132 45 132 27 225 7 NSF_5 141 50 151 48 272 USA_0 249 663 253 70 378 35 USA_1 292 1,032 295 89 329 23 USA_2 307 1,225 307 83 360 34 USA_3 326 1,216 384 93 334 23 USA_4 324 1,211 361 91 315 21 USA_5 292 1,031 337 95 307 20 Bảng 3.3 So sánh thuật toán sinh cột với thuật toán cải tiến Dựa bảng thống kê, quan sát thấy số lượng lần L lặp việc giải toán # # P hai giải pháp sau thực giải toán nhỏ, lần với 52 lần với lần với mạng NSFNET, lần với mạng USANET Điều chứng tỏ số lượng cấu hình sinh chủ yếu chứa đựng đường ngắn Từ lợi ích này, thấy thời gian thực thuật toán CG thời gian thực tốt thuật toán chí tốt thời gian thực 53 KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI Sau thời gian nghiên cứu, tìm hiểu hoàn thành đề tài: Thuật toán sinh cột giải toán “Định tuyến gán bước sóng mạng WDM” Đề tài thực nội dung sau:  Xây dựng thuật toán sinh cột để tìm lời giải xác cho toán định tuyến gán bước sóng (RWA)  Thử nghiệm hai mạng thực tế NSFNET USANET  Cải tiến thuật toán để đưa lời giải với mạng có kích thước lớn Hướng phát triển tương lai:  Tiếp tục nghiên cứu, đưa cải tiến để tăng tốc thuật toán  Thực nghiệm mạng lưu lượng động 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] A.Katangur, Y.Pan, and M.Fraser (2004) “Simulated annealing routing and wavelength lower bounds estimation on wavelength-division multiplexing optical multistage networks” Optical Engineering, 43(5), pp.1080-1091 [2] B.Jaumard, C.Meyer, and B.Thiongane, “ILP formulations for the RWA problem for symmetrical systems”, Submitted for Publication [3] B.Jaumard and T.Hemazro, “Routing and wavelength assignment in single hop all optical networks with minimum blocking,” submitted for Publication [4] C Barnhart, E.L Johnson, G.L Nemhauser, M.W.P Savelsbergh, and P.H Vance (1998), Branch-and-price “Column generation for solving huge integer programs”, Operations Research, 46(3), pp 316 – 329 [5] D.Banerjee and B.Mukherjee (1997) “Wavelength routed optical networks: Linear formulation, resource budgeting tradeoffs, and reconfiguration study” in INFOCOM, Kobe, Japan [6] D Banerjee, V.Mehta, and S Pandey (2004) “A genetic algorithm approach for solving the routing and wavelength assignment problem in WDM networks” in International Conference in Networks, ICN'04, Pointe Pitre, Guadeloupe [7] H.Zang, J.P.Jue, and B.Mukherjee (2000) “A review of routing and wavelength assignment approaches for wavelength-routed optical WDM networks,” Optical Networks Magazine, pp 47 – 60 [8] I.Chlamtac, A.Ganz, and G.Karmi (1993), “Lightnets: Topologies for highspeed optical networks,” IEEE Journal of Lightware Technology, 11(3), pp 951 – 961 [9] Jin Y.Yen (1971) “Finding the k Shortest Loopless Paths in a Network”, Management Science, 17(11), pp 712 – 716 55 [10] M.Ali, B.Ramamurthy, and J.Deogun (1999) “Genetic algorithm for routing in WDM optical networks with power considerations part i: The unicast case,” in Proceedings of the 8th IEEE ICCCN'99, Boston-Natick, MA, USA, pp 335 – 340 [11] Rajiv Ramaswami, Kumar N Sivarajan, Galen H Sasaki, Optical Network, A Practical Perspective Third Edition [12] Rajesh M.Krishnaswamy and Kumar N.Sivaraja (2001) “Algorithms for routing and wavelength assignment based on solutions of LP-relaxation,” IEEE Communications Letters, 5(10), pp 435 – 437 [13] Rajesh M.Krishnaswamy and Kumar N.Sivaraja (2001) “Design of logical topologies: A linear formulation for wavelength routed optical networks with no wavelength changers” IEEE/ACM Transactions on Networking, 9(2), pp 184 – 198 [14] R.Dutta and G.Rouska (2000) “A survey of virtual topology design algorithms for wavelength routed optical networks,” Optical Networks Magazine, 1(1), pp 73 – 89 [15] S.Banerjee, J.Yoo, and C.Chen (1997 ) “Design of wavelength routed optical networks for packet switched traffic,” IEEE Journal of Lightware Technology, 15(9), pp 1636 – 1646 [16] T.Noronha and C.Ribeiro (2004), “Routing and wavelength assignment by partition coloring,” European Journal of Operational Research [17] Z.Zhang and A.Acampora (1995) “A heuristic wavelength assignment algorithm for multihop WDM networks with wavelength routing and wavelength re-use” IEEE/ACM Transactions on Networking, 3(3), pp 281 – 288 [18] Y.Qin, C.K.Siew, and B.Li (2002), “Effective routing and wavelength assignment in a wavelength-routed network,” Optical Networks Magazine, 4(2), pp 65 – 73 56 ... BƢỚC SÓNG TRONG MẠNG WDM Bài toán định tuyến gán bước sóng toán trung tâm thiết kế mạng quang WDM Có vai trò quan trọng việc tối ưu hóa tốc độ mạng Trong chương này, giới thiệu chi tiết toán định. .. lý thuyết mạng WDM  Bài toán định tuyến gán bước sóng mạng quang với kích thước lớn Nhiệm vụ nghiên cứu  Tìm hiểu mạng WDM, toán định tuyến gán bước sóng  Các lời giải trước cho toán RWA ... Phần 2: Nội dung Chương 1: Tổng quan mạng quang WDM Chương 2: Định tuyến gán bước sóng mạng WDM Chương 3: Lời giải tối ưu cho toán định tuyến gán bước sóng mạng WDM Phần 3: Kết luận hướng phát triển