CN101808254A - 一种基于分层图的静态选路与波长分配方法 - Google Patents

Abstract

本发明请求保护基于分层图的静态选路与波长分配方法，涉及光通信技术领域。针对现有静态RWA算法的复杂度较高，且需要将静态RWA问题拆分等特点，本发明为网络拓扑生成分层图模型矩阵；为网络随机生成业务请求集合矩阵D，从生成的业务请求集合矩阵中选取单个业务；在生成的分层图模型上对业务请求集合矩阵D中选取业务选取的业务进行选路和波长分配运算，确定光通路矩阵和波长使用数。本发明避免将静态RWA问题进行拆分，并有效的节省网络资源。另外，还可以实现对各种相关算法进行性能评估，得到算法的多个性能参数，通过性能对比并找出最优的解决方案，从而实现既定的优化目标：节省波长、光纤等网络资源。

Description

一种基于分层图的静态选路与波长分配方法

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及光波分复用网络中的选路与波长分配(RWA)技术。

背景技术

波分复用技术(WDM)以其传输容量大，对高层协议和技术适应性强，以及易于扩展等优点而备受青睐。利用WDM传输技术的光传送网被认为是下一代高速广域骨干网的最具竞争力的选择。为客户层到达的业务选择路由和分配波长的问题被称为路由和波长分配(Routing and WavelengthAssignment)问题，简称RWA问题。如何在有限资源网络中为业务选择合适的路由和分配优化的波长将直接影响到网络的传输效率。作为WDM网络的关键技术，RWA以及资源优化问题已被大批学者研究。在特定的网络拓扑下，如何为到达的连接请求分配路由及如何为路由所经的各链路分配波长，从而使得指定的性能指标达到最优。在WDM网络中，解决RWA问题通常要受到两种限制：当网络中不存在波长变换器时，相同光路的所有链路上必须使用相同的波长，即光路的波长连续性限制；另外，在同一条链路上，经过该链路的不同光路必须分配不同的波长，即不同信道分配限制。

路由和波长分配根据不同的业务可以分为两类：

1.对于静态业务路由和波长分配：给定网络拓扑和一组连接建立请求，需要为这些请求在拓扑上寻找路由并在其路由上分配波长，以建立永久光路来传送业务。静态业务的优化目标为：建立光路所消耗的资源最少(所需波长数或光纤数最少等)，或同等资源下使全网吞吐量最大；

2.对于动态业务路由和波长分配：光路请求随机达到和离开网络，相应的主要性能指标通常是全网阻塞率。

动态RWA问题与静态RWA问题的不同在于：动态RWA问题中的业务是随机到达的，服从泊松分布，并且业务传送完毕后建立的路由需要拆除，路由的保持时间服从负指数分布；而静态RWA问题中的业务是已知的，并且所建立的路由在网络拓扑不发生变化的情况下一般不需要更新。

现有技术对静态业务路由和波长分配的解决方案主要有：1、整数线性规划：将静态RWA问题归结为一类线性规划问题，建立以最小化波长或光纤数为目标的LP模型，求解LP方程实现网络的优化目标。该模型属于一个NP-C问题，当网络的规模较小时，该方法可直接得到最优解。该方法对于较大规模的网络则不太适合，因为算法的复杂度会随着网络规模的扩大成指数递增。另外，其优化目标比较固定，且灵活性较差。2、拆分算法：由于静态RWA问题的复杂性，可以将其分解成路由子问题和波长分配子问题来考虑。然后按照各种路由算法和波长分配算法来分别加以解决。这种算法需要将问题进行拆分，而将每个子问题的局部最优解组合起来并非全局最优。

解决静态业务路由和波长分配方法的性能评估是研究RWA问题的重要环节，目前多采用计算机建模进行仿真分析，本发明针对静态RWA问题的建模与仿真分析，提出一种基于分层图的静态选路与波长分配方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有静态RWA算法的复杂度较高，且需要将静态RWA问题拆分，不能比较各种算法的优越性等缺陷，本发明针对静态RWA问题进行数学建模，并提出了一种采用分层图来解决静态RWA问题的方法。该方法通过实施分层图算法得到静态RWA问题的解决方案。同时，本方法所采用的分层图模型可以避免静态RWA问题的强行拆分，复杂度也有所降低。另外，利用该方法，可以实现对各种静态RWA相关算法进行性能评估，并通过各性能参数来选取最佳的算法和最优的解决方案。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：1.根据特定网络的物理拓扑和波长数目，生成该网络的分层图模型；2.根据网络的业务要求，生成静态业务矩阵；3.按特定算法从静态业务矩阵中选取单个业务；4.按照所选业务的源和目的节点对业务在分层图上进行选路，并记录所选路径以及占用的波长；5.处理完所有业务后，对所建立的路由和占用的波长总数进行统计。该技术方案具体为，分层图生成模块根据网络拓扑G(V，E，W，F)生成分层图模型矩阵LG(V^*，E^*)；静态业务生成模块为网络随机生成业务请求集合矩阵D，要求矩阵D中的每个业务都包括源节点s_i和目的节点d_i，并且业务从源节点s_i到其它节点的概率均等，目的节点d_i的选取服从均匀分布；业务选择模块从生成的业务请求集合矩阵中选取业务；选路与波长分配模块在生成的分层图模型上对选取的业务D_i＝(s_i，d_i)进行选路和波长分配运算，确定光通路矩阵P和波长使用数F。

结合分层图，路由方法如采用最短路径算法，对于每个业务，首先找到该业务在物理拓扑上的最短路径，然后按最短路径在波长分层图上对其进行选路，具体包括步骤，按最短路径在波长分层图上进行选路的方法具体包括，静态业务生成模块为业务请求集合矩阵D中的每个业务进行编号：即D＝{D₁，D₂，...，D_|D|}对于D中的每个业务D_i，在网络拓扑上为其寻找最短路径h_i，设选定的路径为p_i；将第一个业务D₁以最短路径h₁分配到波长分层图的λ₁层；更新LG(V^*，E^*)和D，使E^*＝E^*-p₁，D＝D-D₁；对于业务D_i，在波长分层图上按照从λ₁层到λ_|D|层的顺序，检查其最短路径h_i是否可用，若h_i在前λ_m-1层均不可用，但第λ_m层可用，则更新波长分层图LG(V^*，E^*)和D，该请求被分配的波长为λ_m，直到D为空，即D＝φ。

结合分层图，路由方法如采用随机选取算法，对于业务请求集合矩阵D，从中随机选取业务，然后为所选取的业务在波长分层图上对其进行选路，具体步骤包括，每次都随机从矩阵D中选取一个业务请求D_i；根据当前波长分层图的连接状况，按照从λ₁层到λ_|D|层的顺序进行搜索，首先在λ₁层检查是否存在业务D_i的可用路径，若存在，则选择最短路径为h_i，若|h_i|＞1，则随机选取一条；若D_i在前λ_m-1层均不存在可用路径，但第λ_m层可以找到可用路径p_i，则将业务D_i以路径p_i分配在λ_m层上，更新LG(V^*，E^*)和D，使E^*＝E^*-p_i，D＝D-D_i；直到D＝φ。

结合分层图，路由方法如采用最长路径优先算法，对于每个业务，首先找到该业务在物理拓扑上的最短路径，然后将D中的各业务按最短路径长度的大小降次排序，最短长度最长的业务排在业务矩阵的前面，具体包括如下步骤，静态业务生成模块对于D中的每个业务D_i，在网络拓扑上寻找最短路径h_i；按照各业务最短路径的长度，将业务矩阵D进行降序排列；将D中的每一个业务进行编号：D＝{D₁，D₂，...，D_|D|}；选路与波长分配模块将D₁以最短路径h₁分配到波长分层图的λ₁层，更新LG(V^*，E^*)和D，使E^*＝E^*-p₁，D＝D-D₁；选路与波长分配模块根据当前波长分层图的连接状况，按照从λ₁层到λ_|D|层的顺序进行搜索，首先在λ₁层检查是否存在业务D_i的可用路径，若存在，则选择最短路径为h_i；若D_i在前λ_m-1层均不存在可用路径，但第λ_m层可以找到可用路径p_i，则将业务D_i以路径p_i分配在λ_m层上，更新LG(V^*，E^*)和D，使E^*＝E^*-p_i，D＝D-D_i；直到D＝φ。

本发明所建立的分层图模型可以避免静态RWA问题的强行拆分，并且计算复杂度也有所降低。采用本方法对WDM网络中的静态RWA问题进行有效的仿真分析，可以实现对各种基于分层图的静态RWA算法的仿真，得到各算法用以解决静态RWA问题的最终效果，如所建立的路由、路由的长度、路由所占用的波长以及所需波长总数等各种性能。根据这些性能参数，不仅可以评估每个算法的优越性，还可以对比各种算法，得出最优的解决方案。通过该方法选取的最优方案，可以实现静态RWA的优化目标，使建立路由所消耗的资源最少(所需波长数或光纤数最少等)。

附图说明

图1波长分层图模型示意图

图2基于分层图的静态业务路由和波长分配模块结构示意图

图3利用本发明建立仿真分析，LGRAND、LGSP和LGLPF三种算法性能对比分析示意图

具体实施方式

为了避免现有静态业务路由和波长分配方法中计算复杂度较高，或需要将静态RWA方法拆分等缺陷，本发明采用分层图方法解决静态业务路由和波长分配问题。设网络拓扑为G(V，E，W，F)，其中，V表示节点集合，E表示两条光纤形成的双向链路集合，W为每条光纤所包含的的波长数，F为网络中业务所使用的波长总数。

根据公式确定使用波长总数F，其中，根据公式

判断是否使用了新的波长。根据公式

限定一次路由请求所经过的链路数最多为h＝|L|-1，并设L为网络中的链路数。根据公式

限定出口节点处理波长数最多为|W|；根据公式

限定在一条光纤中最多可用|W|个波长；根据公式

限定了入口节点处理波长数最多为|W|；公式

限定各节点波长的使用情况。如h＝|V|-1表示网络中一条路径的最大跳数，通路P_i的长度为h_i则要求通路P_i的长度满足h_i≤h，其中，|V|表示网络中节点的个数；通路P_i使用ij链路中的光纤则R_sd ^ij为1，否则为0。如果业务D_i的路径P_i在波长分层图的λ_m层，则λ_m＝1，否则为0。如业务请求集合D所对应的路径集合为P，在波长分层图上所占的总层数为F，则1≤F≤W。

生成分层图模型的方法具体包括，将网络物理拓扑复制W份，形成分层图中的W层，所对应的分层图模型为LG(V^*，E^*)，V^*表示节点集合，E^*表示链路(单向)集合。将网络物理拓扑中的节点v_i对应各个分层图模型中的{v_i ¹，v_i ²，...v_i ^W}，{v_i ¹，v_i ²，...v_i ^W}分别表示同一个节点v_i在W个波长分层图中各层对应的节点；网络拓扑中的链路e_i对应到分层图中的各层为{e_i ¹，e_i ²，...e_i ^W}，分别表示同一条链路在W个波长分层图的各层中对应的链路，分层图模型LG(V^*，E^*)的每一层为一个波长层，波长层编号为λ₁，λ₂，...λ_W。

如图1所示为波长分层图模型，图1(a)为网络物理拓扑，图1(b)为层数W＝3时网络物理拓扑图1(a)对应的分层图。在波长分层图模型中，光路从源节点到目的节点必须要在同一个波长分层内，即满足波长连续性限制。对于一个连接请求，在波长分层图上进行选路，它所经过的路径，就是该光连接在网络物理拓扑上经过的路径，路径所在的波长分层，就是它所占用的波长。如图1(b)中，光连接(v₅，v₄)的路径是v₅ ³→v₂ ³→v₅ ³→v₄ ³，即该请求在网络物理拓扑中的实际路径为v₅→v₂→v₅→v₄，且该路径被分配的波长为λ₃。上面的例子表明分层图模型可以同时解决选路和波长分配两个问题。

在实施过程中，设定网络拓扑结构中的各条链路包含单根光纤、且波长数相等；网络中的光纤长度相等，则路径距离可简化为跳数；网络中的每个节点所到达的业务量相同，并且业务之间无差别；光路节点处(输入输出)能力不受限制，光路建立请求的阻塞不会由节点引起；允许一对节点之间同时存在多条光路，一旦连接建立请求被拒绝，则立即被丢弃，无等待队列；网络各个节点处不设置波长变换器。

如图2所示为基于分层图的静态业务路由和波长分配系统结构示意图。系统由下列模块组成：分层图生成模块；静态业务生成模块；业务选择模块；选路与波长分配模块；波长与光通路统计模块。

分层图生成模块为网络物理拓扑G生成分层图模型矩阵LG；静态业务生成模块为网络随机生成业务请求集合矩阵D，要求矩阵D中的每个业务都包括源节点s_i和目的节点d_i，并且业务从源节点s_i到其它节点的概率均等，目的节点d_i的选取服从均匀分布；业务选择模块从生成的业务请求集合矩阵中选取单个业务，选取时判断D是否为空，若D不为空，从D中选取业务。若D为空，结束业务选择；选路与波长分配模块在生成的分层图模型上对选取的业务D_i＝(s_i，d_i)进行选路和波长分配运算。选路之前，首先检查网络的连接状况，根据网络当前的连接状态，对业务进行选路。最后，对各个业务所选取的路径和占用的波长进行统计，得到建立的光通路集合和网络中总的波长消耗数目。

网络中的业务请求集合为D，单个节点上的业务量为|A|，则全网业务总量为：|D|＝|A|*|V|。设集合中的某业务请求为D_i＝{s_i，d_i}，0＜i≤|D|，则D_i∈D。其中，s_i表示该业务的源节点，d_i表示该业务的目的节点。如为业务D_i所选定的路径为P_i，P_i＝{s_i，...v_m，...d_i}，v_m为路径P_i上的中间节点。业务请求集合D所对应的路径集合为P。如通路P_i使用ij链路中光纤，则R_sd ^ij为1，否则R_sd ^ij为0。设h＝|V|-1，通路P_i的长度为h_i则要求通路P_i的长度满足h_i≤h，其中，|V|表示网络中节点的个数。如果业务D_i的路径P_i在波长分层图的λ_m层，则λ_m＝1，否则为0。如路径集合P在波长分层图上所占的总层数为F，则1≤F≤W。以下针对采用的不同算法对本发明的具体实施作具体描述。

1)基于本发明分层图模型的最短路径算法LGSP(Layered-graph Basedshortest path algorithm)的静态选路与波长分配方法。对于每个业务，首先找到该业务在物理拓扑上的最短路径，然后均按最短路径在波长分层图上对其进行选路。具体步骤如下：

步骤1：对于给定的网络物理拓扑G(V，E，W，F)，分层图生成模块为其构建波长分层图模型LG(V^*，E^*)，V^*表示节点集合，E^*表示链路(单向)集合。

步骤2：静态业务生成模块建立网络业务矩阵，设网络中的业务请求集合矩阵为D，为D中的每一个业务进行编号：1，2，...|D|，得D＝{D₁，D₂，...，D_|D|}。

步骤3：初始化网络中使用波长数F，设置F＝0。

步骤4：对于D中的每个业务D_i，在网络物理拓扑上可用迪杰斯特拉(Dijkstra)算法为其寻找最短路径h_i，对最短路径h_i作进一步判断，若有多条最短路径(即|h_i|≥1)，则随机选取一条最短路径作为可用路径，设选定的最短可用路径为p_i。

步骤5：按编号顺序从业务矩阵D中选取业务，首先为D₁进行RWA运算，将D₁以最短路径h₁分配到波长分层图的λ₁层。更新LG(V^*，E^*)和D，使E^*＝E^*-p₁，D＝D-D₁。全网中业务所占用的波长总数为F＝1。业务选择模块进一步判断D是否为空。

步骤6：若D不为空，从D中选取业务。选路与波长分配模块在生成的分层图模型上对选取的业务D_i＝(s_i，d_i)进行选路和波长分配运算，每分配一个波长，按F＝F+1更新波长占用总数F。对于业务D_i，在分层图上按照从λ₁层到λ_|D|层的顺序，首先在λ₁层检查其最短路径h_i是否可用，即h_i上的链路是否空闲。若h_i在前λ_m-1层均不可用，但第λ_m层可用，则更新波长分层图LG(V^*，E^*)和D，该请求被分配的波长为λ_m。更新LG(V^*，E^*)和D，使E^*＝E^*-p_i，D＝D-D_i。若F≤m，则F＝m，否则，F保持不变。

步骤6：if D＝φ，则选路过程完毕，返回业务在网络中占用的波长总数F。

2)基于本发明分层图模型的随机选取算法LGRAND(Layered-graphBased rand algorithm)的静态选路与波长分配方法。对于业务请求集合矩阵D，从中随机选取业务，然后为所选取的业务在波长分层图上对其进行选路。以下是步骤：

步骤1：对于给定的网络物理拓扑G(V，E，W，F)，分层图生成模块为其构建波长分层图模型LG(V^*，E^*)，V^*表示节点集合，E^*表示链路(单向)集合。

步骤2：静态业务生成模块建立网络业务请求矩阵，假设业务请求矩阵为D，每次都随机从矩阵D中选取一个业务请求D_i。

步骤3：初始化网络中使用波长数F，设置F＝0。

步骤4：选路与波长分配模块对D_i在波长分层图上进行RWA运算，每分配一个波长，按F＝F+1更新波长占用总数F。根据当前波长分层图的连接状况，按照从λ₁层到λ_|D|层的顺序进行搜索。首先在λ₁层检查是否存在业务D_i的可用路径，若存在，则选择最短路径为h_i，若|h_i|＞1，则随机选取一条最短路径作为最短可用路径。

步骤5：若D不为空，从D中选取业务。若D_i在前λ_m-1层均不存在可用路径，但第λ_m层可以找到最短可用路径p_i，则将业务D_i以路径p_i分配在λ_m层上。更新LG(V^*，E^*)和D，使E^*＝E^*-p_i，D＝D-D_i。对F作进一步判断，若F≤m，则F＝m，否则，F保持不变。进一步判断D是否为空。

步骤6：if D≠φ，则返回步骤5。

步骤7：if D＝φ，则选路过程完毕，返回业务在网络中占用的波长数F。

3)基于本发明分层图模型的最长路径优先算法LGLPF(Layered-graphBased Longest Path First algorithm)的静态选路与波长分配方法。对于每个业务，首先找到该业务在物理拓扑上的最短路径，然后将D中的各业务按最短路径长度的大小降次排序，最短长度最长的业务(D中所有业务对应的最短路径中最长的为“最短长度最长”，其业务为“最短长度最长的业务”)排在业务矩阵的前面。

步骤1：对于给定的网络物理拓扑G(V，E，W，F)，分层图生成模块为其构建波长分层图模型LG(V^*，E^*)，V^*表示节点集合，E^*表示链路(单向)集合。

步骤2：静态业务生成模块建立网络业务请求矩阵D，对于D中的每个业务D_i，在网络物理拓扑上用Dijkstra算法为其寻找最短路径h_i，若|h_i|≥1，则随机选取一条最短路径作为最短可用路径p_i。

步骤3：初始化网络中使用波长数F，设置F＝0。

步骤4：按照各业务最短路径的长度，将业务矩阵D进行降序排列。排列后的业务请求矩阵为D，将D中的每一个业务进行编号：1，2，...|D|，则D＝{D₁，D₂，...，D_|D|}。

步骤5：按编号顺序从业务矩阵D中选取业务，选路与波长分配模块首先为D₁进行RWA运算。将D₁以最短路径h₁分配到波长分层图的λ₁层，更新LG(V^*，E^*)和D，使E^*＝E^*-p₁，D＝D-D₁。全网中业务所占用的波长总数为F＝1。

步骤6：对于业务D_i，选路与波长分配模块对D_i在波长分层图上进行RWA运算，每分配一个波长，按F＝F+1更新波长占用总数F。根据当前波长分层图的连接状况，按照从λ₁层到λ_|D|层的顺序进行搜索。首先在λ₁层检查是否存在业务D_i的可用路径。若存在，则选择最短路径为h_i，若|h_i|＞1，则随机选取一条最短路径作为最短可用路径p_i。若D_i在前λ_m-1层均不存在可用路径，但第λ_m层可以找到可用路径p_i，则将业务D_i以路径p_i分配在λ_m层上。更新LG(V^*，E^*)和D，使E^*＝E^*-p_i，D＝D-D_i。若F≤m，则F＝m，否则，F保持不变。进一步判断矩阵D是否为空。

步骤7：if D≠φ，则返回Step 5。

步骤8：if D＝φ，则选路过程完毕，返回F。

上述三个算法中，LGSP算法的主要特点是业务在分层图上分配波长时都采用最短路径，这样的好处是减少传输时延，以及减少业务信号在传输过程中所受的物理损伤，但该算法所消耗的波长数较大。LGRAND主要是从业务集合D中随机选取业务，然后为所选取的业务均在波长分层图上对其进行选路。LGLPF算法的最大特点是对业务矩阵D的排序处理，将最短路径最长的业务排在前面处理，可以减小算法的难度，使算法更加灵活。

图3是针对一种网络拓扑，利用本方法对基于分层图的最短路径算法(LGSP)、基于分层图的随机选取算法(LGRAND)和基于分层图的最长路径优先算法(LGLPF)进行的性能比较。可以看出，网络中所使用的波长数随着业务量的增加而上升，并且网络拓扑的规模越大，所使用的波长数越多。在不同负载与网络拓扑下LGRAND和LGLPF两种算法所消耗的波长数都要比LGSP算法更少，并且业务负载和网络拓扑规模越大，LGRAND和LGLPF算法比LGSP算法节省的波长数越多。图中，横坐标“Demands on every node”表示每个节点的业务请求数；纵坐标“Wavelength”表示不同方法波长使用总数；LGSP-mean表示利用LGSP方法所使用的平均波长数；LGRAND-mean表示利用LGRAND方法所使用的平均波长数；LGLPF-mean表示利用LGLPF方法所使用的平均波长数。

通过在该仿真系统上的性能对比可知，LGRAND和LGLPF算法在节省波长方面比LGSP算法具有更好的性能。因此，我们可以采用LGRAND和LGLPF算法来解决静态RWA问题。由此可见，采用本发明的基于分层图的静态RWA仿真分析方法能够较好地解决静态RWA问题，并且通过对各种分层图算法进行性能对比分析，找到最优的解决方案，从而较大地减少了网络波长使用数目，提高了网络资源利用率。

Claims (5)

1.一种基于分层图的静态选路与波长分配方法，其特征在于，分层图生成模块为网络拓扑G(V，E，W，F)生成分层图模型矩阵LG(V^*，E^*)；静态业务生成模块为网络随机生成业务请求集合矩阵D，要求矩阵D中的每个业务都包括源节点s_i和目的节点d_i，并且业务从源节点s_i到其它节点的概率均等，目的节点d_i的选取服从均匀分布；业务选择模块从生成的业务请求集合矩阵中选取单个业务；选路与波长分配模块在生成的分层图模型上对选取业务D_i＝(s_i，d_i)进行选路和波长分配运算，确定光通路矩阵和波长使用数F。

2.根据权利要求1所述的静态选路与波长分配方法，其特征在于，生成分层图模型矩阵具体包括：将网络拓扑复制W份，形成分层图中的W层，所对应的分层图模型矩阵为LG(V^*，E^*)，将网络拓扑中节点集合V中的任一节点v_i对应分层图中各层的节点{v_i ¹，v_i ²，...v_i ^W}，网络拓扑中双向链路集合E中的链路e_i对应分层图中各层的链路{e_i ¹，e_i ²，...e_i ^W}；分层图模型的每一层为一个波长层，编号为λ₁，λ₂，...λ_W，其中，W为每条光纤所包含的的波长数。

3.根据权利要求1所述的静态选路与波长分配方法，其特征在于，选路方法如采用最短路径算法，对于每个业务，首先找到该业务在物理拓扑上的最短路径，然后按最短路径在波长分层图上对其进行选路，具体包括步骤，静态业务生成模块为D中的每一个业务进行编号：即D＝{D₁，D₂，...，D_|D|}按编号顺序从业务矩阵D中选取业务，对于D中的每个业务D_i，在网络拓扑上为其寻找最短路径h_i，并从中选定可用路径p_i；选路与波长分配模块在生成的分层图上对选取的业务D_i＝(s_i，d_i)进行选路和波长分配运算，每分配一个波长，按F＝F+1更新波长占用总数F；对于业务D_i，在分层图上按照从λ₁层到λ_|D|层的顺序，首先在λ₁层检查其最短路径h_i是否可用，若h_i在前λ_m-1层均不可用，但第λ_m层可用，则更新波长分层图LG(V^*，E^*)和D，使E^*＝E^*-p_i，D＝D-D_i.该请求被分配的波长为λ_m；若F≤m，则F＝m，否则，F保持不变，直到D＝φ。

4.根据权利要求1所述的静态选路与波长分配方法，其特征在于，选路方法如采用随机选取算法，对于业务集合D，从中随机选取业务，然后为所选取的业务在波长分层图上对其进行选路，具体步骤包括，选路与波长分配模块对D_i在波长分层图上进行RWA运算，每分配一个波长，按F＝F+1更新波长占用总数F；按照从λ₁层到λ_|D|层的顺序进行搜索，检查是否存在业务D_i的可用路径，若D_i在前λ_m-1层均不存在可用路径，但第λ_m层可以找到可用路径p_i，则将业务D_i以路径p_i分配在λ_m层上，更新LG(V^*，E^*)和D，使E^*＝E^*-p_i，D＝D-D_i；若F≤m，则F＝m，否则，F保持不变，直到D＝φ。

5.根据权利要求1所述的静态选路与波长分配方法，其特征在于，选路方法如采用最长路径优先算法，对于每个业务，首先找到该业务在网络拓扑上的最短路径，然后将D中的各业务按最短路径长度的大小降次排序，最短长度最长的业务排在业务矩阵的前面，具体包括如下步骤，静态业务生成模块对于D中的每个业务D_i，在网络拓扑上寻找最短路径h_i；按照各业务最短路径的长度，将业务矩阵D进行降序排列，将D中的每一个业务进行编号：D＝{D₁，D₂，...，D_|D|}；选路与波长分配模块对D_i在波长分层图上进行RWA运算，每分配一个波长，按F＝F+1更新波长占用总数F；按照从λ₁层到λ_|D|层的顺序进行搜索，若D_i在前λ_m-1层均不存在可用路径，但第λ_m层找到可用路径p_i，则将业务D_i以路径p_i分配在λ_m层上，更新LG(V^*，E^*)和D，使E^*＝E^*-p_i，D＝D-D_i；若F≤m，则F＝m，否则，F保持不变，直到D＝φ。

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