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Technisches
Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Lösen von Optimierungsproblemen,
die während
der Entwicklung eines überwiegend
optischen ATM-Netzes auftreten.
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Beschreibung
des zugehörigen
Standes der Technik
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Die
Technik zum Finden neuer Lösungen zum
Entwickeln von Netzen basierend auf einem asynchronen Übertragungsmode
(ATM = Asynchronous Transfer Mode) oder auf vollständig optischen Netzen
(AON = All Optical Networks) ist ein schnell wachsender Forschungsbereich
im Telekommunikations- und Computergeschäft. Sowohl ATM als auch AON
haben eigene Methoden zum Vereinfachen eines Netzmanagements und
-vermittelns. Während ATM-Netze
das VP-(Virtual Path = virtueller Pfad)-Konzept anwenden, d. h.
viele Verbindungen, die einen gemeinsamen Pfad in einem Teil des
Netzes haben, werden miteinander behandelt (gemanagt, geschaltet
bzw. vermittelt), ordnen die AONs die Wellenlängenverbindungen auf eine derartige Weise
zu, dass Verbindungen derselben Wellenlänge miteinander ohne irgendeine
elektrische Verarbeitung während
der Übertragung
gehandhabt werden. Optische Netze werden einen Wellenlängenmultiplex (WDM
= Wavelength Division Multiplexing) und speziell entwickelte Algorithmen
lassen aufgrund einer räumlichen
Wiederverwendung von Wellenlängen eine
Systemkapazität
hoher Dichte bzw. eine hohe Gesamtsystemkapazität zu.
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Eine
bekannte Idee (Mukherjee, Ramamurthy und Banerjee, "Some principles for
designing a wide-area optical network" IEEE 1994, S. 110–119) besteht im Kombinieren
der Technologie von AONs mit der ATM-Technik. Durch Verwenden von
optischen Verstärkern
und Schaltern in einem überwiegend
optischen ATM-Netz
kann die Anzahl von opto-elektrischen Umwandlungen signifikant reduziert werden,
was zu einer besseren Signalqualität und niedrigeren Verzögerungen
führt,
aber es gibt vom Gesichtspunkt eines ATM aus ein Problem: die VPI/VCI-Modifikation
im Zellenanfangsblock wird unmöglich.
Die Wellenlängenmultiplex-(WDM-)Technik bietet
eine gute Ausnutzung der Faser, aber die Übertragungskapazität wird in
gleiche Teile (Kanäle) aufgeteilt,
die durch die verwendeten Wellenlängen definiert sind. Aufgrund
dieser aufgeteilten Kapazität hat
das statistische Multiplexen (SM = statistical multiplexing), welches
ein weiterer Vorteil des ATM ist, Grenzen. SM kann kurz als die
Verstärkung
bzw. der Gewinn beschrieben werden, die bzw. der dann erreicht wird,
wenn man Kanäle
mit einem datenübertragungsblocklastigen
Verkehr miteinander in einen Kanal dynamisch multiplext, um dadurch
diejenigen leeren Zeitschlitze zu eliminieren, die aufgrund der Datenübertragungsblocklastigkeit
in den Kanälen auftreten
können.
Je größer die
Kapazität
ist, um so niedriger ist die effektive Bandbreite, weshalb die Betriebsmittelausnutzung
effizienter ist.
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Ein
Kombinieren der Technologie von AONs mit der ATM-Technik bringt
aufgrund des Verlustes eines SM einen Verlust an Leistungsfähigkeit
mit sich. Der Gesamteffekt ist aufgrund der verbesserten Leistungsfähigkeit,
die von dem vereinfachten VP-Management kommt, dennoch ein Gewinn.
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Eine
Verwendung dieser kombinierten Technik impliziert sowohl Vorteile
als auch Nachteile. Die Nachteile sind, dass das Schalten auf drei
unterschiedlichen Ebenen durchgeführt werden muss (anstelle von
zweien), nämlich:
1. ein reines optisches Schalten für VPLs; 2. ein VP-Schalten
(Querverbindungen), wo das Schalten auf der Basis von VPIs durchgeführt wird
(VPIs werden geändert);
3. ein VC-Schalten. Die Entwicklungsprozedur ist rechenmäßig schwer,
da die Komplexität
etwa bei der Anzahl von verfügbaren
Wellenlängen
zu der Potenz der Anzahl von Knoten im Netz liegt. Der Hauptvorteil ist
dennoch, dass viele optoelektrische Umwandlungen vermieden werden
können,
so dass weniger CCs erforderlich sind, wodurch die Leistungsfähigkeit
verbessert wird.
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Es
gibt ein diesbezügliches
Problem, wie die Architektur von Systemen wie diesem optimal zu
machen ist, d. h. wenn beispielsweise Fernnetze entwickelt werden,
muss man eine vollständige
logische Verbindungsfähigkeit
zwischen den Knoten im Netz annehmen und versuchen, Optimierungsalgorithmen für ein bestes
Ausnutzen der begrenzten Anzahl von Wellenlängen zu finden, um eine hohe
Gesamtsystemkapazität
zu erreichen, und zwar aufgrund einer räumlichen Wiederverwendung von
Wellenlängen.
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Die
Architektur, die in dem IEEE-Dokument verwendet wird, ist eine Kombination
aus wohlbekannten Ansätzen
eines "Einzelsprungs" und eines "Mehrfachsprungs", wie sie in vielen
anderen WDM-Netzen/Vorschlägen
verwendet werden. Das Dokument behandelt eine Optimierung der Kosten, eine
Effizienz und einen Durchsatz des Führungsknotens durch eine theoretische
Analyse. Die Optimierung ist hier in zwei Schritte aufgeteilt, mit
dem Ziel eines Minimierens der durchschnittlichen Nachrichtenverzögerung,
die durch eine Übertragung
verursacht wird: 1. Sie finden eine virtuelle Topologie und bilden
sie in die gegebene physikalische ab; und 2. Ein Zuordnen der Wellenlängen zu
Verbindungen der virtuellen Topologie. Diese Technik bringt hervor, dass
die VP-Entwicklung bereits im Schritt Eins durchgeführt ist,
was bedeutet, dass die Optimalitätskriterien
verschlechtert werden könnten
und die Verzögerungen
sich erhöhen
könnten,
da das Dokument dann, wenn es mehr End-zu-End-Ströme auf einer physikalischen
Verbindung als die zulässige
Anzahl von Wellenlängen
gibt, ein Zurückführen bzw.
Umleiten bzw. erneutes Führen
von einem dieser Ströme vorschlägt. Somit
wird die durchschnittliche Verzögerung
erhöht,
wenn die Wellenlängenzuordnung
und die Bildung einer virtuellen Topologie geteilt werden.
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Im
Patent US-A-4,736,363 ist eine pfadorientierte Führungsstrategie für Paketschaltnetze
mit internen End-zu-End-Protokollen
offenbart. Ein Algorithmus für
einen verteilten schleifenfreien kürzesten Pfad ordnet einen Pfadidentifizierer
zu einem Pfad zu, wenn er erzeugt ist. Der Identifizierer bleibt
während
kürzester
Pfadänderungen
gültig.
Das Netz besteht aus einer Vielzahl von miteinander verbundenen
Paketschaltern, die jeweils vier Informationstabellen haben, und
zwar unter anderem eine Führungstabelle.
Die Führungstabelle
bei jedem Schalter wird durch den Pfadidentifizierer indexiert.
Dieser Identifizierer wird jedem Paket bei dem Quellenpaketschalter
zugeordnet und wird durch das Paket getragen, wenn es das Netz zum
Zielortschalter durchquert. Der Pfadidentifizierer wird bei jedem
durchquerten Paketschalter aktualisiert.
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Zusammenfassung
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Ein
Kombinieren von ATM-Netzen mit einem nur optischen Netz (AON) ist
eine eher neue Technik mit Nachteilen und Vorteilen. Hier versuchen
wir, die virtuelle Topologie eines optimalen ATM-Netzes an einer
Spitze eines AON zu entwickeln. Das Optimalitätskriterium bezieht sich hier
auf ein Machen des ATM-Netzes "so
optisch" wie möglich, was
bedeutet, dass wir so lange Lichtpfade wie möglich im Netz wünschen,
ohne die Wellenlänge ändern zu
müssen, d.
h. die Gesamtanzahl von nötigen
Wellenlängenänderungen
im Netz sollte so wenig wie möglich
sein, um dadurch die Notwendigkeit für die Lichtpfade zu minimieren,
in Querverbindungen (CCs) einzutreten. Diese Idee löst das Problem
durch ein Verfahren zum Finden eines optimalen Führens der VPCs, so dass das
Ausmaß eines
VP-Schaltens maximal
reduziert werden kann, und offenbart ein solches Verfahren. In ATM-Netzen
ist eine End-zu-End-Verbindung
zu einer VCC (virtuellen Kanalverbindung) zugeordnet. Eine oder
mehrere VCCs werden bei einer VP-Verbindung
(VPC) eingerichtet, die aus einer oder mehreren VP-Verbindungen
(VPL) entlang dem Pfad der VCC gebildet ist. Die VPL besteht aus
einer oder mehreren VPs, die verkettet sind. Somit ist VP ein "Bündel" von VCCs entlang einer physikalischen
Verbindung.
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Entlang
einer VPL wird VPI/VCI nicht geändert.
Daher wird keine elektrische Verarbeitung entlang der VPL benötigt, was
auch die Aufgabe bei der Erfindung ist. Da keine elektrische Verarbeitung
entlang einer VPL benötigt
wird, kann dieselbe Wellenlänge
allen ihrer Komponenten, d. h. VPs, zugeordnet werden. In diesem
Fall werden die VPCs, die diese VPLs verwenden, nicht in die Querverbindungen (CCs)
eintreten müssen.
Sie können
durch passive optische Schalter geschaltet werden. Da die Grenze bezüglich der
Verarbeitungskapazität
von CCs von der internen Busgeschwindigkeit abhängt, realisiert ein Anwenden
eines ATM-Netzes an dem obersten Ende eines AON die Verwendung von
viel größeren Netzen.
Die Aufgabe besteht im Tragen der Zellen durch die virtuelle Topologie
soweit es möglich
ist in dem optischen Bereich. Ein Weiterleiten eines Pakets von
Lichtpfad zu Lichtpfad wird über
ein elektronisches Schalten durchgeführt, wenn es erforderlich ist.
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Wenn
wir ein Fernnetz entwickeln, muss eine vollständige logische Verbindungsfähigkeit
angenommen werden, was bedeutet, dass jeder Knoten dazu fähig sein
muss, mit jedem anderen Knoten im Netz zu verbinden. Im Allgemeinen
besteht die Entwicklung aus drei Problemen, die optimal zu lösen sind:
1. Führen
der VPCs; 2. Teilen von ihnen in VPLs; 3. Dimensionieren der VPLs.
Diese Probleme hängen
voneinander ab. Wenn unser Modell angewendet wird, kann das dritte
Problem entspannt werden, und statt dessen haben wir eine Beschränkung: keine
der VPL-Kapazitäten
sollte die Teil-(Kanal-)Kapazität übersteigen.
Die Erfindung schlägt
ein Zweiphasenverfahren zum Erreichen einer Optimalität so oft
wie möglich
vor, wobei die erste Phase ein Finden von einem (oder zweien für Zuverlässigkeitszwecke) Knoten-
und -Scheitelpunkt-Trennpfades (Pfaden) für jedes Knotenpaar und ein
Zuordnen von Kapazitäten gemäß ihrem
Verkehr zu ihnen. Die Aufgabe besteht im Minimieren der gesamten
Netzkosten beim Führen
der VPCs. Dies fordert Eingangsparameter, wie beispielsweise eine
Position von Knoten, geschätzte Verkehrsanforderungen
zwischen Knoten und die Kosten zum Aufbauen von physikalischen Verbindungen
zwischen ihnen, wenn wir das Netz entwickeln; oder geschätzte Verkehrsanforderungen
zwischen den Knoten und der physikalischen Topologie mit gegebenen
Kapazitäten,
wenn wir die VPCs umleiten. Der zweite Teil des Verfahrens enthält ein Trennen
von Pfaden zwischen Knotenpaaren in Sequenzen und Verknüpfen von
diesen Sequenzen in VPLs und ein Zuordnen einer Wellenlänge zu ihnen. Die
Betonung wird auf diesen zweiten Teil gelegt. Die zu minimierende
Aufgabe ist hier die Gesamtanzahl von Trennungen einer VPC, oder
in anderen Worten ein Minimieren der Anzahl von VPLs entlang einer VPC.
Es kann mathematisch als beschränktes
diskretes Optimierungsproblem ausgedrückt werden, welches durch eine
stochastische Optimierung gelöst werden
kann (z. B. einen simulierten Vergütungs- oder einen genetischen
Algorithmus). Die Neuheit der Erfindung liegt in dem Zweistufenmodell
als Gesamtheit und insbesondere im zweiten Schritt mit der Aufgabe
der Optimierung der Beschränkungen,
d. h. der Formulierung des Problems, und darin, wie eine stochastische
Optimierung auf dieses Problem anzuwenden ist, d. h. wie das Modell
an den Optimierungsalgorithmus angepasst wird, um ein optimales Netz mit
einem Minimum an Verwendung einer elektrischen Verarbeitung zu erhalten.
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Das
Verfahren ergibt die optimale virtuelle Topologie gleichzeitig mit
der Wellenlängenzuordnung!
Weiterhin erhöht
es die Übertragungsverzögerungen
im Netz nicht, weil wir einige der Ströme verbinden, wenn genügend Kapazität verfügbar ist,
anstelle eines Umlenkens von einem der Ströme, was beim Stand der Technik
nötig ist,
wenn die Anzahl von Strömen
auf einer physikalischen Verbindung größer als die Anzahl von verfügbaren Wellenlängen ist.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnung
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden in Verbindung mit einer Zeichnung beschrieben
werden, wobei:
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1 ein
Beispiel eines Netzes mit sechs Knoten mit seiner physikalischen
und virtuellen Topologie optimiert gemäß der Erfindung zeigt.
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Detaillierte
Beschreibung von Ausführungsbeispielen
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Zum
Vereinfachen der Darstellung der Idee und des bevorzugten Ausführungsbeispiels
ist in 1 ein Beispiel eines Netzes gezeigt. Die Zeichnung
zeigt das optimale ATM-Netz mit sechs Knoten 11–16 über einem
optischen Netz 1, das einen Wellenlängenmultiplex WDM oder einen
Raummultiplex, Raum-DM verwendet. Die Anzahl von Knoten und der
physikalische Abstand ist natürlich
beliebig, und das gezeigte Verfahren ist nicht auf ein Netz mit
der physikalischen Topologie von derjenigen in der Zeichnung beschränkt. Die
Knoten der 1 sind durch sieben physikalische
Verbindungen 2–8 miteinander
verbunden, wie es in der Figur gesehen wird. Bei diesem Beispiel
nehmen wir eine vollständige
logische Verbindungsfähigkeit
und drei unterschiedliche Wellenlängen a, b und c an. Mit der
gegebenen physikalischen Topologie erhalten wir 15 VPCs: sieben
einer Länge
Eins (22; 26; 29; 31; 35; 39; 43), sechs
einer Länge
Zwei (21 und 25; 24 und 44; 27 und 28; 32 und 36; 30 und 34; 37 und 40)
und zwei einer Länge
Drei (23 und 45 und 41; 33 und 38 und 42).
Insgesamt haben wir zehn "Sprünge", d. h. das Durchlaufen
eines Knotens auf dem Weg von dem Ursprungsknoten zu dem Zielortknoten,
wo eine elektrische Verarbeitung (ein neues Zuordnen und ein neues
Multiplexen einer Wellenlänge)
benötigt werden
könnte,
wenn nicht das Optimierungsverfahren gemäß der Erfindung, wie es nachfolgend
gezeigt ist, die Anzahl von Sprüngen
reduziert hätte.
Das vorgeschlagene Optimierungsverfahren hat die Anzahl von Sprüngen, die
durch Querverbindungen (CCs) verarbeitet werden, bei diesem Beispiel
von 10 auf 4 reduziert. Diejenigen Stellen 50, 60, 70, 80,
wo die Ströme
gemischt werden und wo wir eine elektrische Verarbeitung und eine
Pufferung benötigen,
sind in 1 gezeigt.
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Unter
einer Vorgabe der Position der Knoten, der Verkehrsmatrix, der physikalischen
Verbindungen und ihrer Kapazitäten
beginnen wir mit dem ersten Schritt des Verfahrens, der ein Führen der
Ursprungs-Zielort-Knotenpaare oder VPCs am obersten Ende des physikalischen
Netzes basierend auf irgendwelchen Optimalitätskriterien ohne irgendwelche
Beschränkungen
in Bezug auf die optische Art der physikalischen Schicht, z. B.
kürzester
Pfad, am wenigsten belasteter Pfad, oder durch den Flussführungsalgorithmus
mit Mehrfachnutzen enthält.
Dieser Schritt enthält
nichts Neues, so dass er nicht weiter erklärt werden wird, außer dass
angegeben wird, dass dann, wenn anfangs die physikalischen Verbindungen
und ihre Kapazitäten
nicht gegeben sind, wir auch irgendwelche bekannten Optimalitätskriterien für diesen
Parameter annehmen können.
Jedoch selbst dann, wenn der Schritt Eins allein stehend nicht wichtig
ist, ist er in Kombination mit dem zweiten Schritt wichtig, da er sicherstellt,
dass eine Optimalität
beim Anwenden von Schritt Zwei nicht verschlechtert wird. Vor einer
gründlichen
Beschreibung von Schritt Zwei ist es wichtig, die vielen Abkürzungen
zu klären
und zu definieren, welche die ATM-Technologie hervorbrachte.
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Die
Wege werden in Grundbaueinheiten aufgeteilt, die wir bei dieser
Anmeldung mit bbus abkürzen, – jede Länge von
einer physikalischen Verbindung, anders ausgedrückt eine physikalische Verbindung,
ist eine Gruppe von bbus. Somit gibt es in 1 insgesamt 25 bbus,
die von 21 bis 45 nummeriert sind. Die Vereinigung
von allen physikalischen Verbindungen 2–8 und den Knoten 11–16 ist
das Netz 1. Eine Untergruppe von einer physikalischen Verbindung
ist VP (bbus derselben Wellenlänge),
z. B. 34, 35 und 37. Daher ist eine physikalische
Verbindung eine Vereinigung von VPs. VPs sind getrennte Gruppen.
Die VPs bedecken bzw. versorgen alle bbus einer physikalischen Verbindung.
Eine serielle Gruppierung (Vereinigung) von (einem oder mehreren)
VPs (derselben Wellenlänge)
ist eine VPL. Eine serielle Gruppierung von (einer oder mehreren
VPLs) ist eine VPC. Ein Beispiel wird dies einfacher machen: Die
untere rechte Verbindung 8 in der 1 enthält fünf bbus 34–38,
aber es gibt nur drei VPs. Die VPC der Wellenlänge b zwischen Knoten 14 und 13,
die die Verbindung 8 durchläuft, besteht aus einer einzigen
VPL, die aus drei VPs 33, 38 und 42 besteht,
und eine andere VP an der Verbindung 8 ist die VP der Wellenlänge c, die
aus einer parallelen Begrenzung von drei bbus 34, 35 und 37 besteht.
Die bbu 34 ist ein Teil einer VPC zwischen Knoten 12 und 16 und
ist eine aus nur einer VP aufgebaute VPL. Da diese VPC eine Wellenlänge ändert, gibt
es eine Notwendigkeit für
eine elektrische Verarbeitung (Querverbindung) im Knoten 15.
Die Querverbindung ist durch ein Bezugszeichen 70 visualisiert.
Für das Knotenpaar 15 und 16,
die durch die einzelne bbu 35 verbunden sind, ist die VP
der Wellenlänge
c eine VPL und eine VPC zur gleichen Zeit. Die VPLs sind die wichtigsten Aufbaublöcke, da
sie die parallele und serielle Gruppierung von bbus sind, die keinerlei
Verarbeitung benötigen.
Die VPCs beschreiben nur eine Sequenz von VPLs, die durch einen Punkt-zu-Punkt-Strom verwendet
werden.
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Der
zweite Schritt basiert wie gesagt auf einem beliebigen ersten Schritt
und trennt Pfade zwischen Knotenpaaren in Sequenzen und vereinigt
die Sequenzen in VPLs, die ihnen eine Wellenlänge zuordnen. Das Problem wächst mit
der Anzahl von Knoten und der Anzahl von verfügbaren Wellenlängen schnell
an. Bereits bei dem in 1 angegebenen Beispiel mit sechs
Knoten und drei verfügbaren
Wellenlängen
und 25 bbus besteht der Zustandsraum aus 3^25 unterschiedlichen
Zuständen.
Somit ist das Problem für
ein solches kleines Beispiel extrem komplex. Gemäß der Idee wird das Problem
signifikant reduziert werden, wenn der Zustandsraum durch Beginnen
mit einem Zuordnen von ein und derselben Wellenlänge zu allen logischen Verbindungen
der Länge
1 zwischen benachbarten Knoten verengt wird. In 1 ist
dies durch bbu 22; 26; 29; 31; 35; 39; 43 dargestellt,
denen allen die Wellenlänge
c zugeordnet worden ist. Diese Zuordnung verschlechtert die Allgemeinheit
des Modells nicht, selbst wenn sie sie vereinfacht. Die gesamte
Komplexität
wird 3^7 mal niedriger sein: 3^18. Das Problem beginnt nun Form
anzunehmen. Um mit dem Schritt Zwei im Modell fortzufahren, wird
eine mathematische Formulierung des durch das Verfahren zu lösenden Problems benötigt. Auf
diese erste Weise, die nachfolgend beschrieben ist, wird eine nicht
deterministische globale Optimierung, wie z. B. ein simuliertes
Tempern bzw. Ausglühen
mit einem "Kühlungszeitplan" oder ein genetischer
Algorithmus oder eine Tabellensuche, zum Erhalten der Objektfunktion
verwendet, die im Minimieren der Gesamtanzahl von VPLs (Minimieren
der Anzahl von Sprüngen
für jede
VPC) besteht. Nachfolgend ist gemäß der Erfindung gezeigt, wie
das Problem formuliert werden kann, um durch ein simuliertes Tempern
gelöst
zu werden.
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Die
Eingaben sind: Die physikalische Topologie; Einer oder mehrere optimal
gewählte
Pfade; Die Anzahl von Wellenlängen,
die durch eine jeweilige Faser unterstützt werden; Eine geschätzte Verkehrsanforderung
zu einer Geschäftszeit
für jedes
Knotenpaar; Die Übertragungskapazität der Faser
für eine jeweilige
Wellenlänge.
Der Algorithmus wird folgende Ausgaben ergeben: VPs, d. h. die parallele
Bündlung bzw.
Begrenzung von bbus; VPLs, d. h. die serielle Bündlung von VPs entlang einer
VPC und die zu jeder einzelnen VPL zugeordnete Wellenlänge. Es
gibt eine Anzahl von Beschränkungen,
die nicht verletzt werden dürfen:
Die Anzahl von Wellenlängen/Verbindungen
kann den gegebenen Wert nicht übersteigen; Eine Übertragungskapazität jeder
Wellenlänge
sollte nicht überschritten
werden; Eine maximale Anzahl von Sprüngen entlang einer VPC kann
beschränkt werden.
Der Algorithmus sucht seinen Weg zu einem globalen Optimum durch
Machen von "elementaren Bewegungen", die in diesem Fall
im Ändern
der Wellenlänge
eines beliebigen bbu im Netz bestehen. Es kann mehrere globale Optima
geben. Eine elementare Bewegung ist hier als Ändern der Wellenlänge einer
beliebigen bbu definiert, und prüft,
ob die VPs in benachbarten Verbindungen mit einer VPL verkettet werden
können
oder nicht. Wenn sie von derselben Wellenlänge sind und wenn alle bbus
von dieser Wellenlänge
beide Verbindungen kreuzen, dann verketten wir diese VPs in eine
VPL. Nachdem wir die Objektfunktion auswerten: zählen wir die Gesamtanzahl von
VPLs und dann, wenn die Beschränkungen
verletzt sind, fügen
wir einen Schuldausdruck hinzu. Während eines Versuchens, die
Objektfunktion zu minimieren, werden die Zustände, wo eine Schuld hinzugefügt ist,
mit niedrigeren und niedrigeren Wahrscheinlichkeiten akzeptiert.
Dies ist aufgrund des "Kühlens" beim simulierten
Tempern so. Beim simulierten Tempern führen wir elementare Bewegungen
zufällig
durch. Wenn die Objektfunktion einen besseren Wert als im vorherigen
Schritt hat, wird sie mit einer höheren Wahrscheinlichkeit angenommen, und
wenn sie schlechter ist, mit einer niedrigeren Wahrscheinlichkeit.
Ein Akzeptieren bzw. Annehmen eines Zustands bedeutet, dass wir
uns in den nächsten
Schritt des Algorithmus zu einem der Nachbarn (benachbarten Zustände in dem
mehrdimensionalen Zustandsraum) von diesem Zustand bewegen werden.
Während
eines Durchführens
eines Kühlens werden
alle Zustände
zu Beginn mit nahezu derselben Wahrscheinlichkeit akzeptiert; am
Ende wird die Wahrscheinlichkeit einer Akzeptanz nahezu deterministisch:
eine bessere Bewegung wird akzeptiert, eine schlechtere wird zurückgewiesen.
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Beim
Anwenden eines simulierten Temperns (mit einem Kühlungszeitplan) haben Tests
gezeigt, dass wir Ergebnisse in etwa 10^4 Schritten erlangen. Dieses
Ergebnis ist ein globales Optimum mit einer Wahrscheinlichkeit von
etwa 0,8. Wenn wir die gesamte Prozedur 10 mal wiederholen,
wird die Wahrscheinlichkeit zum Finden eines globalen Optimums 1 – (10^-7)
sein.
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Bei
einem weiteren Ausführungsbeispiel
der Erfindungsschritte Eins und Zwei würde die Optimierungsprozedur
genauso gut arbeiten, wenn wir anstelle eines Habens von mehreren
Wellenlängen mehrere
Fasern hätten
(d. h. einen Raummultiplex anstelle von WDM). Dies würde eine
Verwendung von Kabeln implizieren, die mehrere Fasern enthalten,
und eine Verwendung derselben Wellenlänge im gesamten Netz. Bei dem
in 1 gezeigten Beispiel würde dies bedeuten, dass jede
physikalische Verbindung 2–8 drei Fasern enthalten
würde.
Das gesamte Beispiel würde
genau äquivalent
wie das oben beschriebene sein, mit dem Unterschied, dass die drei
Wellenlängen
a, b und c stattdessen drei unterschiedliche Fasern bezeichnen würden, wobei
jede dieselbe Wellenlänge
verwendet. Eine VP würde dann
als eine Faser in einer physikalischen Verbindung definiert sein.
Zwischen Fasern von unterschiedlichen physikalischen Verbindungen
kann ein optisches Schalten auf einfache Weise durchgeführt werden.
Ein natürlicher
Grund besteht dann darin, dass dann, wenn wir eine VPL aus mehreren
VPs (Fasern) bilden, kein Verkehrsstrom bei Knoten zwischen diesen
VPs eintreten oder austreten kann.