Định tuyến và gán bước sóng trong mạng WDM sử dụng giải thuật di truyền

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA PHẠM HOÀNG HẢI ĐỊNH TUYẾN VÀ GÁN BƢỚC SÓNG TRONG MẠNG WDM SỬ DỤNG GIẢI THUẬT DI TRUYỀN Chuyên ngành: Kỹ thuật điện tử Mã số: 60 52 70 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH – 2012 Cơng trình đƣợc hồn thành tại: Trƣờng ĐH Bách Khoa – ĐHQG TPHCM Cán hƣớng dẫn khoa học: TS Nguyễn Minh Hoàng (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Cán chấm nhận xét 1: PGS.TS Phan Hồng Liên (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Cán chấm nhận xét 2: TS Phạm Quang Thái (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Luận văn thạc sĩ đƣợc bảo vệ Trƣờng Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM ngày 26 tháng 12 năm 2012 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ) TS Chế Viết Nhật Anh TS Nguyễn Minh Hoàng PGS.TS Phạm Hồng Liên TS Phạm Quang Thái 5.TS Trƣơng Công Dung Nghi Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Trƣởng Khoa quản lý chuyên ngành sau luận văn đãđƣợc sửa chữa (nếu có) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƢỞNG KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: PHẠM HOÀNG HẢI MSHV: 11140014 Ngày, tháng, năm sinh: 19/10/1982 Nơi sinh: Cà Mau Chuyên ngành: Kỹ thuật điện tử Mã số : 605270 I TÊN ĐỀ TÀI: ĐỊNH TUYẾN VÀ GÁN BƢỚC SÓNG TRONG MẠNG WDM SỬ DỤNG GIẢI THUẬT DI TRUYỀN II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Nghiên cứu, áp dụng giải thuật di truyền để thực việc định tuyến gán bƣớc sóng mạng WDM Mơ giải thuật chƣơng trình mơ OWNS/ns-2 để đánh giá giải thuật di truyền nêu luận văn so với kết định tuyến giải thuật di truyền cơng bố trƣớc Đánh giá kết thu đƣợc III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ :02/07/2012 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 30/11/2012 V CÁN BỘ HƢỚNG DẪN: TS NGUYỄN MINH HOÀNG Tp HCM, ngày tháng năm 20 CÁN BỘ HƢỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO (Họ tên chữ ký) (Họ tên chữ ký) TRƢỞNG KHOA….……… (Họ tên chữ ký) LỜI CẢM ƠN Trƣớc tiên, xin cảm ơn thầy cô môn Bộ Môn Điện Tử Bộ Môn Viễn Thông truyền đạt kiến thức quý báu cho suốt trình học tập trƣờng Tơixin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến thầy TS Nguyễn Minh Hoàng, Bộ Môn Điện Tử Viễn Thông, Khoa Điện Điện Tử ngƣời định hƣớng, chỉdẫn phƣơng pháp nghiên cứu, thực đề tài suốt trình thực luận văn Tôi xin cảm ơn bạn bè ngƣời thân động viên, khuyến khích, hỗ trợ mặt tinh thần lúc gặp khó khăn suốt thời gian làm luận văn Tp Hồ Chí Minh 30/11/2012 PHẠM HỒNG HẢI LỜI CAM ĐOAN Tơi cam đoan rằng, luận văn thạc sĩ kỹ thuật điện tử “Định tuyến gán bước sóng mạng WDM sử dụng giải thuật di truyền” cơng trình nghiên cứu riêng Những số liệu đƣợc sử dụng đƣợc rõ nguồn trích dẫn danh mục tài liệu tham khảo Kết nghiên cứu chƣa đƣợc cơng bố bấtkỳ cơng trình nghiên cứu từ trƣớc đến TP.HCM, ngày 24/11/2012 Phạm Hoàng Hải Đề tài: Định tuyến gán bước sóng mạng WDM sử dụng giải thuật di truyền TÓM TẮT Trong mạng quang ghép kênh phân chia theo bước sóng (WDM), có yêu cầu thiếtlập kết nối quang hai node mạng cần tính tốn đường gán bước sóng (RWA) cho kết nối Nếu tìm đường đi, bước sóng rỗi kết nối thiết lập, ngược lại, kết nối bị từ chối (nghẽn) Có nhiều nghiên cứu đề xuấtáp dụng chế tự động định tuyến gán bước sóng[5] Giải thuật tối ưu giải thuật định tuyến gán bước sóng cho kết nối thiết lập với xác suất nghẽn (không thực thành công) thấp, tận dụng tốt tài nguyên mạng Luận văn nghiên cứu áp dụng giải thuật di truyền vào vấn đề định tuyến gán bước sóng (GA- RWA- New)nhằm mục đích đạt yêu cầu trên, sử dụng hàm thích nghi đánh giá kết nối quang (lightpath) có dung hịa hai đối số số node mạngđi qua bước sóng rỗi cịn lại chúng Giải thuậtGA- RWA-New mơ đánh giá chương trình OWNS/ns-2 áp dụng cho mạng NSFNET, ARPANET Kết cho thấy giải thuật GA- RWANewđược đề xuất luận văn làm giảm xác suất nghẽn cải thiện hoạt động mạng so với giải thuậtđịnh tuyến gán bước sóng giải thuật di truyềntrong vi Đề tài: Định tuyến gán bước sóng mạng WDM sử dụng giải thuật di truyền ABSTRACT In Wavelength Division Multiplexed (WDM)network, lightpaths arrive and release randomly, whena lightpath is requested, it need to be routed and assigned a wavelength (ie RWA- Routing and Wavelength Assignment).If a route is found and there’s free wavelength onthe route, the lightpath is established successfully, otherwise, it is blocked Many reseaches about finding a “good” algorithm of RWA[5] A “good” algorithm is one which has lowblocking probability and improving network performance In this thesis, the author proposes using a genetic algorithmfor RWA problem (GA-RWA-New), in which fitness functionof each lightpath includes hop-count and number of free wavelengths on the routes The proposed GA-RWA-New algorithm is simulated using OWNS/ns-2 tool on NSFNET, ARPANET The results show that GA-RWA-New algorithm reduces blocking probability, but also improving network performance when comparing with the genetic algorithm RWA (GA-RWA-Old) in [1] vii Đề tài: Định tuyến gán bước sóng mạng WDM sử dụng giải thuật di truyền MỤC LỤC TÓM TẮT vi ABSTRACT vii MỤC LỤC iii DANH MỤC HÌNH v DANH MỤC BẢNG xii CHỮ VIẾT TẮT xiii CHƢƠNG – GIỚI THIỆU 1.1 Tổng quan động lực đề tài 1.2 Nội dung thực 1.3 Phạm vi toán 1.4 Đối tƣợng khảo sát 1.5 Mô 1.6 Các kết cần so sánh CHƢƠNG - CÁC THÀNH PHẦN TRONG MẠNG WDM 2.1 Tổ ng quan về WDM 2.2 Ghép kênh phân chia theo bƣớc sóng 2.3 Các thành phân mạng WDM 2.3.1 Bộ ghép kênh xen rớt bƣớc sóng .10 2.3.2 Bộ chuyển mạch quang .11 2.3.3 Sợi quang 13 2.3.4 Bộ tách/ghép tín hiệu 17 2.3.4 Bộ Isolator/ Circulator .18 2.3.5 Bộ thu lọc 19 2.3.6 Bộ khuếch đại quang 20 CHƢƠNG - ĐỊNH TUYẾN VÀ GÁN BƢỚC SÓNG TRONG MẠNG WDM 23 3.1 Bài tốn định tuyến gán bƣớc sóng .23 3.2 Định tuyến gán bƣớc sóng tĩnh .25 3.2.1 Bài tốn tối thiểu hóa số bƣớc sóng cần thiết 25 viii Đề tài: Định tuyến gán bước sóng mạng WDM sử dụng giải thuật di truyền 3.2.2 Bài toán cực đại hóa số kết nối thực đƣợc .26 3.2.3 Trƣờng hợp có chuyển đổi bƣớc sóng 27 3.3 Định tuyến gán bƣớc sóng động 29 3.3.1 Định tuyến 29 3.3.2 Gán bƣớc sóng 34 CHƢƠNG – RWA SỬ DỤNG GIẢI THUẬT DI TRUYỀN 45 4.1 Giải thuật di truyền 45 4.1.1 Mã hóa lời giải 46 4.1.4 Giá trị thích nghi .48 4.1.2 Phép lai ghép 48 4.1.3 Phép đột biến 50 4.1.4 Chọn lọc cá thể 50 4.1.5 Lƣu đồ giải thuật di truyền 51 4.2 Định tuyến gán bƣớc sóng sử dụng giải thuật di truyền 51 4.2.1 Phƣơng pháp Bisbal 51 4.2.2 Hàm thích nghi đƣợc đề xuất luận văn .60 CHƢƠNG - KẾT QUẢ MÔ PHỎNG 63 5.1 Mơ hình mơ 63 5.2 Các giải thuật đƣợc so sánh .64 5.3 Các thông số cần mô .64 5.3.1 Các điều kiện chung để mô .64 5.3.2 Các thông số đầu vào 64 5.3.3 Các thông số đầu 65 5.4 Kết mô .65 5.4.1 Mạng NSFNET 65 5.4.2 Mạng ARPANET 71 5.4.3 Nhận xét mạng NSFNET, ARPANET 74 CHƢƠNG - KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 75 6.1 Kết luận .75 6.2 Hƣớng phát triển đề tài 77 ix Đề tài: Định tuyến gán bước sóng mạng WDM sử dụng giải thuật di truyền DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Mạng WDM định tuyến theo bƣớc sóng Hình 2.1 Biểu đồ dự báo phát triển băng thông Ethernet Hình 2.2 Miền suy hao thấp sợi quang Hình 2.3 Khoảng cách kênh lƣới ITU 100Ghz Hình 2.4 Các thành phần mạng WDM 10 Hình 2.5 Bộ ghép kênh xen rớt bƣớc sóng .10 Hình 2.6 Chuyển mạch hình thụ động 11 Hình 2.7 Bộ định tuyến thụ động 4x4 12 Hình 2.8 Bộ chuyển mạch 4x4 chủ động 13 Hình 2.9 Suy hao bƣớc sóng sợi quang 14 Hình 2.10 Sợi đa mode sợi đơn mode 16 Hình 2.11 Bộ coupler FBT 2x2 có hƣớng 17 Hình 2.12 Nguyên lý phát LASER 18 Hình 2.13 Bộ Circulator cửa 19 Hình 2.15 Bộ khuyếch đại sợi pha Erbium .21 Hình 3.1 Mạng WRON 23 Hình 3.2 Định tuyến cố định 30 Hình 3.3 Định tuyến cố định thay 30 Hình 3.4 Định tuyến thích nghi 32 Hình 3.5 Phƣơng pháp tơ màu đồ thị .35 Hình 3.6 Giải thuật MAXSUM 40 Hình 3.7 Giải thuật RCL 42 Hình 3.8 Kỹ thuật giành trƣớc bƣớc sóng 44 Hình 4.1 Giải toán giải thuật di truyền .46 Hình 4.2 Lai ghép điểm 49 Hình 4.3 Lai ghép nhiều điểm 49 Hình 4.4 Lai ghép .50 x Đề tài: Định tuyến gán bước sóng mạng WDM sử dụng giải thuật di truyền So sánh xác suất nghẽn: Hình 5.3 Biểu đồ xác suất nghẽn W=4; P=4; G=4 mạng NSFNET Hệ số sử dụng đƣờng truyền (Link Utilization): Link Utilization W=4; P=4; G=4; NSFNET 0.8 0.7 0.6 0.5 The New GA-RWA 0.4 The Old GA-RWA 0.3 0.2 0.1 Request Requests 30 40 50 60 70 80 Hình 5.4 Biểu đồ LU W=4; P=4; G=4; mạng NSFNET Chương – Kết mô 66 Đề tài: Định tuyến gán bước sóng mạng WDM sử dụng giải thuật di truyền Số hop-count trung bình: Hop-count (W=4; P=4; G=4; NSFNET) 2.5 The New GA-RWA 1.5 The Old GA-RWA 0.5 Requests 30 40 50 60 70 80 Hình 5.5 Biểu đồ số hop-count trung bìnhW=4; P=4; G=4; mạng NSFNET  Kết luận: - Ở giải thuật di truyền mới, trƣờng hợp (Số bƣớc sóng sợi W=4; P=4; G=4)có xác suất nghẽncải thiện vùng tải yêu cầu thấp Tỉ lệ kết nối giải thuật di truyền cũ Đây kết quan trọng cần có, phản ảnh trực tiếp chất lƣợng mạng - Hệ số sử dụng đƣờng truyền LU (Link Utilization) giải thuật lớn so với giải thuật di truyền cũ, trung bình 0,1 Điều cho thấy số kết nối đồng thời đƣợc thiết lập mạng nhiều Tải đƣợc phân bố mạng cân giải thuật cũ - Số hop trung bình giải thuật tăng lên trung bình 0.2chặng Một số route ngắn không đƣợc ƣu tiên lựa chọn trƣớc nữa, thay vào xem xét tƣơng đối số hop-count bƣớc sóng cịn thừa route B Các thông số mô W=8, G=4, P=4 - Số bƣớc sóng sợi quang: W = - Các thông số giải thuật di truyền: G = 4, P = - Tốc độ đến tải trung bình: yêu cầu /giây Chương – Kết mô 67 Đề tài: Định tuyến gán bước sóng mạng WDM sử dụng giải thuật di truyền - Thời gian trung bình yêu cầu: 1giây - β=0.1 So sánh xác suất nghẽn: Hình 5.6Biểu đồ xác suất nghẽn trƣờng hợp W=8; P=4; G=4; mạng NSFNET Hệ số sử dụng đƣờng truyền (Link Utilization): Link Utilization W=8; P=4; G=4; NSFNET 0.8 0.7 0.6 0.5 The New GA-RWA 0.4 The Old GA-RWA 0.3 0.2 0.1 Requests 75 95 115 135 155 Hình 5.7Biểu đồ LU W=8; P=4; G=4; mạng NSFNET Chương – Kết mô 68 Đề tài: Định tuyến gán bước sóng mạng WDM sử dụng giải thuật di truyền Số hop-count trung bình: Hop-count W=8; P=4; G=4; NSFNET 2.5 The New GA-RWA 1.5 The Old GA-RWA 0.5 Requests 75 95 115 135 155 Hình 5.8 Biểu đồ Hop-count W=8; P=4; G=4 mạng NSFNET  Nhận xét - Ở giải thuật di truyền mới, trƣờng hợp (Số bƣớc sóng sợi W=8; P=4; G=4)có xác suất nghẽncải thiện vùng tải yêu cầu thấp Tỉ lệ kết nối giải thuật di truyền cũ Đây kết quan trọng cần có, phản ảnh trực tiếp chất lƣợng mạng - Hệ số sử dụng đƣờng truyền LU (Link Utilization) giải thuật lớn so với giải thuật di truyền cũ, trung bình 0.1 Điều cho thấy số kết nối đồng thời đƣợc thiết lập mạng nhiều Tải đƣợc phân bố mạng cân giải thuật cũ - Số hop-count trung bình giải thuật có phần cao so với giải thuật cũ Điều phản ánh thực tế làcách tính route giải thuật lựa chọn đƣờng có cân đối số bƣớc sóng rỗi số hop-count route C Các thông số mô W=16; G=4; P=4 - Số bƣớc sóng sợi quang: W = 16 - Các thông số giải thuật di truyền: G = 4, số quần thể: P = - Tốc độ đến tải trung bình: 2yêu cầu /giây - Thời gian trung bình u cầu: 5giây - Hê ̣ sớ β=0.1 Chương – Kết mô 69 Đề tài: Định tuyến gán bước sóng mạng WDM sử dụng giải thuật di truyền So sánh xác suất nghẽn: Hình 5.9Biểu đồ xác suất nghẽn W=16; P=4; G=4, mạng NSFNET Hệ số sử dụng đƣờng truyền (Link Utilization): Link Utilization W=16; P=4; G=4; NSFNET 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 The New GA-RWA The Old GA-RWA Requests 90 110 130 150 170 Hình 5.10Biểu đồ LU W=16; P=4; G=4, mạng NSFNET Chương – Kết mô 70 Đề tài: Định tuyến gán bước sóng mạng WDM sử dụng giải thuật di truyền Số hop-count trung bình: Hop-count W=16; P=4; G=4; NSFNET 2.5 The New GA-RWA 1.5 The Old GA-RWA 0.5 Requests 90 110 130 150 170 Hình 5.11Biểu đồ số hop-count trung bìnhW=16; P=4; G=4; mạng NSFNET  Kết luận: - Ở giải thuật di truyền mới, trƣờng hợp (Số bƣớc sóng sợi W=16; P=4; G=4)có xác suất nghẽncải thiện đáng kể Tỉ lệ kết nối giải thuật di truyền cũ Hệ số sử dụng đƣờng truyền LU (Link Utilization) giải thuật lớn - so với giải thuật di truyền cũ, trung bình 0,1 Điều cho thấy số kết nối đồng thời đƣợc thiết lập mạng nhiều Tải đƣợc phân bố mạng cân giải thuật cũ Số hop trung bình giải thuật tăng lên nhƣng không chênh lê ̣ch nhiề u - Điều phản ánh thực tế làcách tính route giải thuật có cân đối số bƣớc sóng rỗi số hop-count route 5.4.2 Mạng ARPANET - Số bƣớc sóng sợi quang: W = - Thông số giải thuật di truyền: G = 4, số quần thể: P = - Tốc độ đến tải trung bình: 1yêu cầu/giây, thời gian trung bình yêu cầu: 5giây Chương – Kết mô 71 Đề tài: Định tuyến gán bước sóng mạng WDM sử dụng giải thuật di truyền - Hê ̣ số β = 0.1 Hình 5.12 Mơ hình mạng ARPANET Hệ số sử dụng đƣờng truyền (Link Utilization): Hình 5.13Biểu đồ xác suất nghẽnW=16; P=4; G=4; mạng NSFNET Chương – Kết mô 72 Đề tài: Định tuyến gán bước sóng mạng WDM sử dụng giải thuật di truyền Hệ số sử dụng đƣờng truyền (Link Utilization): Link Utilization W=16; P=4; G=4; ARPANET 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 The New GA-RWA The Old GA-RWA Requests 70 80 90 100 Hình 5.14 Biểu đồ LU W=16; P=4; G=4; mạng ARPANET Số hop-count trung bình: Hop-count W=16; P=4; G=4; ARPANET 3.5 2.5 1.5 0.5 The New GA-RWA The Old GA-RWA Requests 70 80 90 100 Hình 5.15 Biểu đồ số hop-count W=8; P=4; G=4; mạng ARPANET Chương – Kết mô 73 Đề tài: Định tuyến gán bước sóng mạng WDM sử dụng giải thuật di truyền  Kết luận: - Ở giải thuật di truyền mới, trƣờng hợp , có xác suất nghẽncải thiện đáng kể Tỉ lệ kết nối giải thuật di truyền cũ - Hệ số sử dụng đƣờng truyền LU (Link Utilization) giải thuật lớn so với giải thuật di truyền cũ, trung bình 0,1 Cho thấy số kết nối đồng thời đƣợc thiết lập mạng nhiều Tải đƣợc phân bố mạng cân giải thuật cũ - Số hop trung bình giải thuật cao giải thuâ ̣t cũ nhƣng không nhiề u Các hop hai giải thuật gần nhƣ Điề u này số bƣớc sóng sƣ̉ dụng nhiều hơn, đó it́ có trƣờng hơ ̣p ngheñ để giải thuâ ̣t mới cho ̣n đƣờ ng khác thay thế Hơn nƣ̃a , mạng APARTNET mạng có độ kết nối thấp (số kế t nố i trung biǹ h của mỗi node), nên đột biến tạo đƣợc sựphong phú để lựa chọn 5.4.3 Nhận xét mạng NSFNET, ARPANET Qua việc mô giả lập với trƣờng hợp khác mạng NSFNET Một số nhận xét quan trọng rút nhƣ sau: Giải thuật di truyền đƣơ ̣c đề x́ t l ̣n văn có tính đến ảnh hƣởng số bƣớc sóng rỗi nhƣ luận văn trình bày mơ giải thuật nhƣ làm cho nâng cao cho mạng WDM đôi chút hiệu hoạt động (perfmance) Trong trƣờng hợp khác tỉ lệ kết nối thất bại chiếm tỉ lệ thấp giải thuật cũ Hệ số sử dụng đƣờng truyền trung bình tăng Chứng tỏ giải thuật tận dụng tài nguyên mạng tốt hơn, có cải thiện Số hop-count trung bình tăng giải thuật cũ, cho thấy số đƣờng có ƣu tiên bƣớc sóng rỗi Chương – Kết mơ 74 Đề tài: Định tuyến gán bước sóng mạng WDM sử dụng giải thuật di truyền CHƢƠNG - KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 6.1 Kết luận Luận văn đạt đƣợc mục tiêu ban đầu đề Đó nghiên cứu áp dụng thành công phƣơng pháp định tuyến thuật tốn di truyền vào vấn đề RWA Mơ thành công giải thuật RWA công cụ OWNS/ns-2, giải thuật di truyền Bisbal 0và giải thuật sử dụng luận văn, hai giải thuật đƣợc so sánh với thông số nhƣ xác suất nghẽn, hệ số sử dụng đƣờng truyền, số hopcount So với giải thuật di truyền cũ, giải thuật RWA-GA-New mang lại kết quan trọng sau đây: - Giảm tỉ thiết lập kết nối không thành công, thông số quan trọng để đánh giá chất lƣợng dịch vụ mạng.Hàm thích nghi đƣợc đề xuất luận văn cho kết xác suất nghẽn (tỉ lệ thiết lập kết nối không thành công) thấp so với giải thuật di truyền [1] - Tăng hệ số sử dụng đƣờng truyền trung bình, thơng số mà quan trọng, cho thấy mức độ tận dụng tài nguyên mạng để thiết lập đƣợc nhiều kết nối đồng thời mạng Ở giải thuật luận văn trình bày, hệ số sử dụng đƣờng truyền cao giải thuật di truyền cũ - Số chặng trung bình (hop-count)của lightpath đƣợc thiết lập tăng lên Đây thông số rõ ràng thể tiêu chí cân đối số hop-count số bƣớc sóng rỗi route Trung bình mạng NSFNET số tăng lên khoảng 0.25 mạng NSFNET.Kết nhƣợc điểm phƣơng pháp định tuyến đƣợc đề xuất, số chă ̣ng của mỡi lightpath lớn mức độ rủi ro truyền dẫn tăng lên Trong thực tế, kết nối qua nhiều chặng thời gian trễ tổng cộng (đƣờng truyền xử lý trung gian) tăng, ảnh hƣởng đến chất lƣợng dịch vụ mạng Về sở lý thuyết, phƣơng pháp định tuyến đƣợc trình bày luận văn loại định tuyến thích nghi, có u cầu thiết lập lightpath giải thuật đƣợc gọi để tính tốn.Cũng giống nhƣ tốn tìm lời giải tối ƣu, định tuyến sử Chương 6: Kết luận hướng phát triển đề tài 75 Đề tài: Định tuyến gán bước sóng mạng WDM sử dụng giải thuật di truyền dụng phƣơng pháp tìm lời giải tối ƣu sử dụng phép toán di truyền nhƣ lai ghép, đột biến, chọn lọc, tái sinh để tìm đƣợc đƣờng tối ƣu theo hƣớng kết hợp số bƣớc nhảy (hop-count) số bƣớc sóng cịn thừa suốt tuyến Theo đó,việc lựa chọn hàm thích nghi giải thuật nhƣ trình bày phần lựa chọn hàm thích nghi chƣơng quan trọng đƣa tiêu chí cho q trình tìm kiếm với thời gian ngắn nhƣ sau: - Nếu hai đƣờng có số chặng đƣờng có số bƣớc sóng thừa nhiều đƣợc ƣu tiên để lựa chọn Qua cân tải tốt - Giữa hai đƣờng có số bƣớc sóng rỗi ƣu tiên chọn đƣờng có số bƣớc nhảy ngắn - Nếu đƣờng ngắn khơng cịn bƣớc sóng thừa phải thay đƣờng Và hàm thích nghi đƣợc xây dựng luận văn xét lý thuyết thỏa yêu cầu Việc thực hàm thích nghi thỏa yêu cầu nhƣ với hi vọng cải thiện đƣợc mức độ hiệu hoạt động mạng WDM Đó tính sẵn sàng, cải thiện tỉ lệ thiết lập kết nối thành cơng Nếu mạng đƣợc có đƣợc mức độ cân tải tốt hoạt động vận hành tốt hơn, mang lại hiệu cao Về phƣơng pháp mô phỏng, mô phỏng các lý th uyế t đã trin ̀ h bày , mơ hình định tuyến gán bƣớc sóng theo giải thuật di truyền đƣợc lập trinh mở rộng mô mạng quang OWNS Giải thuật đƣợc viết ngôn ngữ C++ tcl nhƣ phần mở rộng Trong đó, tác giả lập trình gồm phần, giải thuật theo hƣớng lập trình giải thuật di truyền cũ Phần thứ hai theo hƣớng đề xuât luận văn Sau đó, cho hai giải thuật chạy OWNS/ns-2 để so sánh kết Nhƣ̃ng ̣n chế của luâ ̣n văn , thời gian gấ p rút và lƣơ ̣ng lâ ̣ p trình mô phỏng nhiều nên luận văn cịn có số điểm chƣa thể hoàn thành : Chƣa khảo sát đƣơ ̣c ảnh hƣởng của các ̣ số G , P, β mố i tƣơng quan lẫn Cũng nhƣ chƣa đƣa mô ̣t số cu ̣ thể hay thố ng kê nào để khu yế n nghi ̣viê ̣c cho ̣n lƣ̣a các giá trị để giải thuật hoạt động hiệu Chương 6: Kết luận hướng phát triển đề tài 76 Đề tài: Định tuyến gán bước sóng mạng WDM sử dụng giải thuật di truyền 6.2 Hƣớng phát triển đề tài Gíải thuật định tuyến gán bƣớc sóng theo thuật toán di truyền đƣợc sử dụng luận văn đƣợc dùng phối hợp với kỹ thuật gán bƣớc sóng First Fit lời giải tối ƣu Đề tài đƣợc mở rộng với việc sử dụng giải thuật định tuyến theo thuật toán di truyền kết hợp với giải gán bƣớc sóng khác nhƣ MAXSUM, Least – Used,Most-Used, Least-Load, Relative Capacity Loss Chương 6: Kết luận hướng phát triển đề tài 77 Đề tài: Định tuyến gán bước sóng mạng WDM sử dụng giải thuật di truyền TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Bisbal D., et al “Dynamic Routing and Wavelength Assignment in Optical Networks by Means of Genetic Algorithms”, Photonic Network Communications, vol.7, pp 43-58, 2004 [2] Barpanda R.S., et al“Solving large problem instances of the RWA problem using Genetic Algorithms”, Industrial and Information Systems (ICIIS), pp 41-46, 2010 [3] Monoyios D.,Vlachos K “Multiobjective Genetic Algorithms for Solving the Impairment-Aware Routing and Wavelength Assignment Problem”, Optical Comm and Net., vol.3, pp 40-47., 2011 [4] Monoyios D., Vlachos K “On the use of genetic algorithms for solving the RWA problem employing the maximum quantity of edge disjoint paths”, Transparent Optical Net., vol.3, pp 154-157, 2008 [5] MokhtarA., AzizogluM., “Adaptive wavelength routing in all-optical network”, IEEE/ACM Transactions on Networking, vol 6, no 2, pp.197206, 1998 [6] Zang H., Jue J P., Mukherjee B “A Review of Routing and Wavelength Assignment Approaches for Wavelength Routed Optical WDM Networks” Optical Networks Magazine vol 1, no 1,pp 47-60,2000 [7] Asima N., “Optical WDM network simulator: OWns – An Overview” Jounal Of Computing,vol.4, no 4, pp 72-78, 2012 [8] Bauer, K Merz, P.“A Multilevel Approach for the Routing and Wavelength Assignment Problem”, Applications and the Internet, Turku, pp 225-228, 2008 [9] BarpandaR S., et al., “Genetic Algorithm techniques to solve Routing and Wavelength Assignment problem in Wavelength Division Multiplexing alloptical networks”,Communication Systems and Networks, Bangalore, 2011 [10] Kavian Y S., et al., “QoS-based RWA in DWDM optical networks using genetic algorithms”, ICTON-MW, Marrakech, 2008 [11] D'Ambrosia, J., “40 gigabit Ethernet and 100 gigabit Ethernet: The development of a flexible architecture”, Communications Magazine, vol.47, no , pp 8-14, 2009 Tài liệu tham khảo 78 Đề tài: Định tuyến gán bước sóng mạng WDM sử dụng giải thuật di truyền [12] Krishna M S., Suresh S.,“Optical WDM Networks -Principles And Practice”, Kluwer Academic Publisher, 2002 [13] Govind P.A., “Fiber-optic communications system (3rd)”, A John Wiley & Sons Inc Publication, 2002 [14] Dixit S., “IP over WDM: Buiding the Next-Generation Optical Network”, NJ: John Wiley & Sons Inc, 2004 [15] Birman A., Kershenbaum A, “Routing and Wavelength Assignment Methods in Single-Hop All-Optical Networks with Blocking”, IEEE INFOCOM, vol 2, pp 431-438, 1995 [16] MuhkerjeeB.,“Optical WDM Networks”.New York: SpringerPublisher, 2006 [17] Simmons J M., 2008 “Optical Network Design and Planning” New York:SpringerPublisher, 2008 [18] Hideyuki S., Takeshi O., “OTDM and WDM for Large-Scale Photonic Networks as the Global Information Infrastructure”, Elsevier Academic Press, vol.3, pp 14-15, 2004 [19] Huỳnh Thái Hoàng, Topic: “Giải Thuật Di Truyền”, Đại Học Bách Khoa TPHCM, Feb., 26th, 2012 [20] Vũ Văn San, “Hệ thống thông tin quang”, Hà Nội: NXB Bƣu điện,2008 Tài liệu tham khảo 79 Đề tài: Định tuyến gán bước sóng mạng WDM sử dụng giải thuật di truyền LÝ LỊCH TRÍCH NGANG Lý lịch sơ lƣợc: - Họ tên: PHẠM HOÀNG HẢI - Ngày sinh: 19/10/1982 - Nơi sinh: Cà Mau - Quốc tịch: Việt Nam - Giới tính: Nam - Địa liên lạc: Số 70, Nguyễn Du, Khóm 5, Phƣờng 5, TP Cà Mau, Cà Mau - Phone: 0919.624.625 - E-mail: hoanghaicmu@yahoo.com Quá trình đào tạo  Đào tạo đại học: - Hệ đào tạo: Chính quy - Thời gian đào tạo: từ 09/2001 đến 01/2006 - Nơi đào tạo: Đại học Bách Khoa Tp.HCM - Ngành học: Điện tử - Viễn thông  Đào tạo thạc sĩ - Thời gian đào tạo: từ 08/2011 đến - Nơi đào tạo: Đại học Bách Khoa TpHCM - Ngành học: Kỹ thuật Điện tử Q trình cơng tác chun mơn kể từ tốt nghiệp đại học Thời gian 12/2006 đến Nơi công tác Viễn Thông Cà Mau, Cà Mau Chức vụ Nhân viên 80 ... hoạt động mạng so với giải thuật? ?ịnh tuyến gán bước sóng giải thuật di truyềntrong vi Đề tài: Định tuyến gán bước sóng mạng WDM sử dụng giải thuật di truyền ABSTRACT In Wavelength Division Multiplexed... (link) đƣờng (link-disjoint) Hình 3.3 Định tuyến cố định thay Chương – Định tuyến gán bước sóng mạng WDM 30 Đề tài: Định tuyến gán bước sóng mạng WDM sử dụng giải thuật di truyền có yêu cầu kết... mộtkếtnối có thểđƣợc định tuyến Chương – Định tuyến gán bước sóng mạng WDM 26 Đề tài: Định tuyến gán bước sóng mạng WDM sử dụng giải thuật di truyền - A=(aij):làmộtmatrậnPxNsdtrongđóaij=1nếuđƣờng