CHƯƠNG 4. THIẾT KẾ MẠNG WDM ĐẢM BẢO CHỈ TIÊU CHẤT LƯỢNG
4.4. Các thuật toán thiết kế topo mạng thoả mãn yêu cầu QoR
4.4.3. Thuật toán thiết kế topo mạng dựa trên đồ thị phân lớp
Một đồ thị phân lớp bao gồm một tập các đồ thị bước sóng Gn (1 ≤ n ≤ W), mỗi đồ thị tương ứng với một đồ thị cho một bước sóng λn. Các đồ thị bước sóng độc lập với nhau nếu bộ chuyển đổi bước sóng không được sử dụng. Đồ thị phân lớp cho phép đồng thời xác định đường đi và bước sóng của các tuyến nhờ tính toán đường đi ngắn nhất cho mỗi tuyến. Hình 4.7 chỉ ra ví dụ về đồ thị phân lớp trong đó số bước sóng sử dụng bằng W. Trong hình vẽ, các hình nét liền trên mỗi bước sóng Gn chỉ ra rằng bước sóng λn chưa được sử dụng trên liên kết, các hình nét đứt thể hiện bước sóng λn đã được dành cho tuyến hoạt động hoặc tuyến dự phòng.
Đơn vị cho mỗi cạnh của Gn chính là trễ truyền trên liên kết tương ứng. Để xác định bước sóng gán cho mỗi tập tuyến hoạt động và dự phòng, người ta đưa vào khái niệm chi phí Cn cho mỗi bước sóng λn, chính bằng số liên kết mới sử dụng bước sóng λn cho tuyến hoạt động hoặc dự phòng. Thuật toán được mô tả như sau:
Hình 4.7. Đồ thị phân lớp với số bước sóng W
- Bước 0: Gán w, là số bước sóng cần thiết, bằng 0
- Bước 1: Đối với mỗi đường đi có thể từ nút i đến nút j, thực hiện từ bước 2 đến bước 4.
physical topology
đồ thị phân lớp
layered graph
λ1
λ2
λW
....
G1
G2
GW
....
Graph G
- Bước 2: Cập nhật lại w bằng cách tính toán lại các bước sóng đã được sử dụng tại các liên kết.
- Bước 3: Từ λ1 tới λw+1, tiến hành các bước sau (mỗi bước tương ứng với λn)
Bước 3.1: Kiểm tra xem liệu tuyến chỉ bao gồm các bước sóng chưa sử dụng giữa nút i và j trên đồ thị Gn không. Nếu không tồn tại tuyến như vậy thì quay lại bước 3 và kiểm tra bước sóng tiếp theo trên đồ thị Gn+1. Nếu có thì tuyến hoạt động, ký hiệu Lij có thể được thiết lập với bước sóng hoạt động λn và cập nhật lại đơn vị trên các cạnh của Gn. Nghĩa là các liên kết tương ứng trên Lij bị xoá khỏi Gn và đặt Cnpchính bằng số liên kết bị xoá đi.
Bước 3.2: Dựa trên SLSP, thiết lập tập các tuyến dự phòng {P1, P2,..., Pn} thoả mãn các yêu cầu QoRij. Để phục vụ cho mục đích này, đường đi của các tuyến dự phòng được xác định sao cho tuyến dự phòng tách biệt khỏi tuyến hoạt động Lij tương ứng và số chặng trên tuyến là tối thiểu. Để 2 điều kiện trên được thoả mãn, đầu tiên cần tính toán chi phí Crnlà chi phí để gán bước sóng λn cho tuyến dự phòng Pr (1 ≤ r ≤ k) và xác định tập các tuyến dự phòng cho Lij.
o Bước 3.2.1: Nếu nút nguồn và đích của của Pr là đồng nhất đối với các nút của Lij thì có thể thử gán cho Pr bất kỳ bước sóng λi nào (với 1 ≤ i ≤ w+1). Nếu tuyến dự phòng chỉ bảo vệ từng phần của Lij, tiến hành bước 3.2.2. của thuật toán đối với đồ thị Gn để thoả mãn điều kiện liên tục của bước sóng.
o Bước 3.2.2: Nếu tuyến dự phòng Pr có thể thiết lập trên đồ thị Ge, chi phí của Pr được xác định bằng số liên kết mới được sử dụng trên Ge, chi phí này được đặt bằng Ce. Sau khi kiểm tra tất cả các bước sóng (nghĩa là từ G1 đến Gw+1), chọn e’ ở đó chi phí Ce’
tương ứng với Ge’ là tối thiểu. Sau đó, đặt Ce’ bằng
n
Cr .
Bước 3.3: Đặt ∑
=
+
← k
r n r n
p
n C C
C
1
, trong đó Cn là chi phí để thiết lập bước sóng λn cho cả tuyến hoạt động và tuyến dự phòng giữa nút i và j. Quay trở lại bước 3.
- Bước 4: Chọn a sao cho Ca là giá trị nhỏ nhất trong số {C1, C2,...Cw+1} và gán bước sóng λa cho Pa. Sau đó gán λe’ đã tính toán ở bước 3.2.2 cho tuyến dự phòng.
Thuật toán sẽ lần lượt tính toán chi phí của việc gán bước sóng cho tuyến hoạt động và tuyến dự phòng ở bước 3.1 và 3.2. Bước 3.3 tính toán chi phí Crncho
tuyến r ở bước sóng λn với chi phí ở đây là số bước sóng mới được sử dụng. Bước 3 xác định số bước sóng thực sự được sử dụng tương ứng với chi phí cho việc gán các tuyến hoạt động và dự phòng là nhỏ nhất, và thiết lập tuyến quang với bước sóng λa.
Cần chú ý rằng thuật toán sẽ đếm số bước sóng cần sử dụng w. Tuy nhiên, khi số bước sóng cần sử dụng được cho trước bằng W thì từ bước 3.1 đến 3.4 sẽ thực hiện kiểm tra các bước sóng từ λ1 đến λw.
Toàn bộ thuật toán được mô tả dưới dạng lưu đồ như sau:
Hình 4.8. Lưu đồ của thuật toán đồ thị phân lớp
4.5. Đánh giá thuật toán