Cỏc thuật toỏn này tuõn theo nguyờn tắc đơn giản cố định để định hướng định tuyến từng luồng quang một, trừ khi cú sự kiện thiếu tài nguyờn. Sự kiện này cho phộp thay đổii chớnh sỏch định tuyến. Cỏc thuật toỏn loại này được gọi là “thớch nghi” bởi vỡ nguyờn tắc định tuyến của chỳng thay đổi trong quỏ trỡnh định tuyến.
Nguyờn tắc định tuyến thớch nghi điển hỡnh đú là chọn tuyến cú hướng chặng tối thiểu, ngoại trừ khi chỳng gặp phải thiếu tài nguyờn trờn Ring. Điều này cú nghĩa là thụng tin về cỏc bước súng cũn cho phộp sử dụng trờn mỗi chặng của mỗi Ring cần xỏc định trước khi thực hiện quyết định định tuyến của luồng quang. Vỡ thụng tin này chỉ cú thể cú sau quỏ trỡnh phõn bổ bước súng, do đú chỳng ta phải ghộp hai chức năng định tuyến và gỏn bước súng. Thuật toỏn thớch nghi được đề xuất cú bản chất kế thừa tớnh chất phụ thuộc vào thứ tự lưu lượng được định tuyến như thuật toỏn tải tối thiểu khụng thớch nghi.
3.1.2.2 Định tuyến trong mạng đa Ring
Khi thiết kế mạng cú cấu trỳc đa Ring như vớ dụ hỡnh3.9. Vị trớ của cỏc Ring và cỏch kết nối của chỳng cú ảnh hưởng rất lớn đến sử dụng bước súng và sợi trong mạng. Đõy là bài toỏn phức tạp, trong thực tế việc đặt cỏc Ring trong mạng ở đõu là do vị trớ địa lý, topo, cỏc mẫu lưu lượng và yờu cầu quản lý. Cỏch kết nối và cơ chế định tuyến giữa cỏc Ring phụ thuộc vào chi phớ và phõn cấp của mạng.
Ngoài việc xỏc định định tuyến và phõn bổ bước súng lưu lượng trờn từng Ring chỳng ta sẽ đối mặt với vấn đề định tuyến lưu lượng giữa cỏc Ring trong mạng quang cú cấu trỳc đa Ring. Đối với cấu trỳc này cần xỏc định :
+ Mạng cấu trỳc đa Ring cú phõn cấp khụng ?
Trong mạng đa Ring cú phõn cấp thỡ ở lớp trờn cựng sẽ cú 1 hay nhiều cỏc Ring và cõu hỏi đặt ra là định tuyến sẽđược thực hiện như thế nào giữa cỏc Ring ở lớp trờn này?
+ Tiờu chuẩn định tuyến nào ỏp dụng giữa cỏc Ring vớ dụ lưu lượng từ Ring A đến Ring D thụng qua B hay C hay thụng qua E ?
+ Cú chuyển đổi bước súng, trạm lặp 3R sắp xếp lại luồng ở lớp điện giữa cỏc Ring hay khụng ?
+ Cỏc Ring kết nối với nhau cú cựng hay khỏc cấu trỳc (DPRing hay SPRing).?
+ Cỏc Ring được kết nối với nhau thụng qua , một hay nhiều nỳt ?
Trong trường hợp kết nối nhiều nỳt thỡ cơ chế bảo vệ nào cho phộp cỏc lưu lượng đựoc định tuyến thụng qua cỏc nỳt kết nối (Gateway) khỏc khi cú sự cố
Hỡnh 3.9 Mạng cấu trỳc đa Ring
Một số cụng cụ đó được phỏt triển để tối ưu vị trớ của Ring SDH trong mạng nhưng do bài toỏn phức tạp và phải xột đến một tập lớn cỏc cị trớ và khả năng kết nối Ring cho nờn cỏc cụng cụ này cũng khụng thểđưa ra kết quả tối ưu và nhanh đối với cỏc mạng lớn.
Cỏc cụng cụ này cũng phự hợp với thiết kế mạng Ring quang và chỉ cần bổ xung, sửa đổi cho phự hợp với cỏc đặc trưng của cụng nghệ quang.
3.2 Phương phỏp gỏn bước súng 3.2.1 Phương phỏp gỏn bước súng tĩnh
Với bài toỏn gỏn bước súng tĩnh, cỏc luồng quang và cỏc tuyến của nú đó biết trước và chỳng ta cần gỏn bước súng cho cỏc luồng quang sao cho mỗi luồng quang trong cỏc tuyến sợi đưa ra một bước súng khỏc nhau.
Gỏn bước súng là một trong những đặc trưng riờng của WDM và được xem là khú. Ta cú một số cỏch giải sau:
+ Tỡm kiếm vột cạn tất cả cỏc trường hợp cú thể: cỏch này nhanh chúng vượt qua khả năng của mỏy tớnh hiện nay do đú cỏch này khụng thực tế.
+ Tiếp cận thử - lỗi ngẫu nhiờn: Theo cỏch này sẽ lựa chọn cỏc lưu lượng theo trật tự ngẫu nhiờn và cố gỏn bước súng cho cỏc lưu lượng này.
+ Thuật toỏn Heuristic, theo đú cố gắng điền bước súng theo cỏch tốt nhất cú thể.
+ Chuyển về bài toỏn tụ màu đồ thị. Đõy là bài toỏn kinh điển và cũng cú một số thuật toỏn giải khỏ hữu hiệu.
Bài toỏn gỏn bước súng tĩnh cũng cú thể được rỳt gọn thành một bài toỏn tụ màu đồ thị tuần tự (SGC – Sequential Graph Coloring), đõy là bài toỏn NP- đầy đủ. Đưa ra một tập cỏc luồng quang và cỏc tuyến của chỳng, xõy đựng một đồ thị G (V,E) chẳng hạn như mỗi luồng quang được tượng trưng bởi một nỳt trong đồ thị G. Nếu hai luồng quang cựng đi qua một tuyến sợi vật lý chung thỡ vẽ một cạnh giỏn tiếp giữa hai nỳt. Như vậy cỏc nỳt màu của đồ thị phải thoả món hai nỳt lõn cận bất kỳ khụng được cựng màu. Bằng cỏch giải quyết bài toỏn theo cỏch này chỳng ta cú thể giảm bớt số bước súng cần sử dụng.
Với lập luận trờn bài toỏn tụ màu đồ thịđược xõy đựng như sau:
1. Dựng một đồ thị phụ (AG- Auxiliary Graph) G(V,E) như vậy mỗi luồng quang trong hệ thống được biểu diễn bằng một nỳt trong đồ thị G, cú một cạnh khụng hướng giữa hai nỳt trong đồ thị G nếu cỏc luồng quang tương ứng qua một tuyến sợi vật lý chung .
2. Tụ màu cỏc nut của đồ thị G sao cho khụng cú hai nỳt kề nhau cú cựng một màu.
Đõy là bài toỏn NP- đầy đủ và số màu nhỏ nhất cần tụ màu cho một đồ thị G (được gọi là số màu khỏc nhau χ(G) của đồ thị) là khú xỏc định. Tuy nhiờn thuật toỏn tụ màu đồ thị tuần tự cú khả năng tối ưu số màu được sử dụng.
Trong cỏch tiếp cận tụ màu đồ thị tuần tự, cỏc đỉnh được thờm vào tuần tự tới vị trớ của đồ thị đó tụ màu và cỏc màu mới được xỏc để gắn vào cỏc đỉnh mới ra nhập. Tại mỗi bước tổng số màu cần thiết được giữ ở một giỏ trị nhỏ nhất. Dễ dàng thực hiện một số tụ màu đỉnh tuần tự riờng biệt sinh ra một χ(G). Để hiểu điều này đặt Ti là cỏc đỉnh tụ màu i bằng một χ(G) của G. Sau đú cho bất cứ bậc nào của cỏc đỉnh V(G) cú tất cả cỏc thành phần Ti trước bất cứ thành phần của Ti với 1 ≤ i ≤ j ≤ χ(G), tụ màu tuần tự sẽ tương ứng là một χ (G). (4) (1) (2) (7) (3) (5) (8) (6)
Hỡnh 3.10 Mạng cú 8 luồng quang định tuyến λ1 λ2
λ0 λ1
λ2 λ2
λ1 λ0
Hỡnh 3.11 Đồ thị phụ thuộc G(V,E) cho cỏc luồng quang
Cú hai cỏch tiếp cận sử dụng phương phỏp tụ màu đồ thị tuần tự là từ LF và từ SL. Tuy nhiờn kết quả thực tế hay sử dụng thuật toỏn từ LF.
3.2.1.1 Thuật toỏn gỏn bước súng từ bậc lớn nhất (LF – Largest First Algorithm)
Trong cỏch tiếp cận thuật toỏn LF, gọi G là một đồ thị với cỏc đỉnh V(G) = v1, v2,…,vn,, gọi bậc deg(vi) là mức độ kết nối của vi, ta cú deg(vi) ≥ deg(vi+1)
8 7 6 5 4 3 2 1
trong đú, i = 1, 2, 3,…, n-1, trong đú n là số nỳt trong đồ thị G. Khi đú χ (G) ≤
max1 ≤ i ≤ nmin {i, 1+deg(vi)}.
Tại mỗi bước súng, cỏc nỳt với bậc cao nhất sẽđược gỏn một màu và cỏc tuyến sợi tương ứng được xoỏ đi, bởi vậy mà giảm được bậc của cỏc nỳt lõn cận. Do đú tại mỗi bước, bậc của một số nỳt được giảm. Điều này bảo đảm rằng tối thiểu số cỏc màu được sử dụng để tụ màu đồ hoạ.
Bõy giờ chỳng ta sẽ mụ tả cỏch thuật toỏn LF làm viec nhu thế nào : Giả sử cú cỏc luồng quang trong mạng (5-4):
Hỡnh 3.12 Mạng với cỏc yờu cầu luồng quang
Gỏn bước súng từ bậc lớn nhất < 2, 1, 3, 4, 5 > < λ0, λ1, λ1, λ2, λo >
Hỡnh 3.13 G(V,E) cho cỏc luồng quang trong mạng với thuật toỏn gỏn
bước súng từ bậc lớn nhất (Largest First)
Gỏn nhón cỏc nỳt với λ1, λ2,…, λn. Phõn bậc cho mỗi nỳt.
ỏp dụng phõn bậc theo đỉnh đầu tiờn lớn nhỏt cho đồ thị trờn và sử dụng chỉ số nỳt để nhắt cỏc tuyến sợi, chỳng ta nhận được theo bậc <>. ở đõy nỳt λ1 cú bậc cao nhất và nỳt λn cú bậc thấp nhất.
Bõy giờ nỳt cú bậc cao nhất được gỏn với bước súng L1. Rời khỏi nỳt này từ đồ thị và gỏn bậc lại cỏc nỳt và lặp lại quỏ trỡnh gỏn bước súng đến khi tất cả cỏc nỳt đều được gỏn một bước súng.
3.2.1.2 Phương phỏp gỏn bước súng trong mạng Ring