模型发现最佳光纤网络连接10,000倍的速度

设计光纤网络需要找到最有效的方式来连接位于不同地方的电话和电脑，这是一个昂贵和耗时的过程。现在，北卡罗来纳州立大学的研究人员开发了一种模型，可以用更少的计算能力，以1万倍的速度找到最优连接。

“过去需要几天才能解决的问题现在可以在几秒钟内解决，”北卡罗来纳州大学计算机科学教授乔治·罗卡斯博士说，他撰写了一篇描述这种新方法的论文。Rouskas说，当数据通过网络中更大的“环”时，该模型可以以1万多倍的速度解决问题。

每当你打电话或访问一个网站时，你就会通过光纤电缆网络发送和接收光波长形式的数据。这些数据通常通过环传输，以确保信息到达需要的地方。这些环网一直面临着确保其系统设计能够有效满足用户需求的挑战。因此，环形网络设计者试图确定在两点之间传输用户数据的最佳光纤线路，以及使用哪种波长的光。大多数商用光纤可以处理大约100种不同波长的光。

解决这些设计挑战是困难和耗时的。使用现有的技术，找到一个环的最佳解决方案可能需要数天，即使是更小的环。而且环的连接是不断修改的，以应对不断变化的使用模式和不断增加的交通需求。

但由Rouskas和他的团队开发的新模型应该会大大加快速度。具体来说，研究人员已经设计了一个数学模型，为环网设计者确定了精确的最佳路由和波长。该模型创建了一个包含环形内所有路径以及这些路径重叠处的大型图。然后，该模型将图形分解成更小的单元，每个单元由环形的路径组成，这些路径不重叠。因为这些路径不重叠，所以它们可以使用相同波长的光。重叠的路径不能使用相同波长的光——因为两个物体不能同时占据相同的空间。

通过将所有的潜在路径分解成这些更小的组，该模型能够识别两点之间的最佳路径和波长，比以前的技术效率高得多。

“这将大大缩短反馈周期，并对现有环进行重新设计，”Rouskas说。这也意味着戒指的设计工作可以用更少的计算机资源来完成，这使得它更便宜。这将使网络供应商比以往任何时候都更能响应用户的需求。”

这篇论文，“环RWA的快速精确ILP分解”，发表在7月号的光通信与网络学报．这篇论文由Emre Yetginer博士和Zeyu Liu博士共同撰写，Emre Yetginer博士曾是北卡罗来纳州立大学博士后研究员，现在就职于Tubitak UEKAE。

北卡罗来纳州立大学计算机科学系是该大学工程学院的一部分。

希普曼-

编辑:研究摘要如下。

环RWA的快速精确ILP分解

作者: Emre Yetginer, Tubitak UEKAE;Zeyu Liu和George N. Rouskas，北卡罗莱纳州立大学

发表: 2011年7月,光通信与网络学报

文摘:波分复用环现在能够支持超过100个波长的单一光纤。传统的路由和波长分配问题的链路和路径公式是低效的，这是由于波长分配的固有对称性和问题的规模随着波长的数量迅速增加。虽然基于最大独立集(MIS)的公式没有这些缺点，但随着网络规模的增加，变量的数量呈指数增长。本文提出了一种新的ILP(整数线性规划)公式，该公式的核心思想是对路径集进行分区，并利用每个分区中计算出的独立集来表示原始网络中的MIS。这种精确的分解将变量的数量与约束的数量进行了权衡，因此，在网络维度上获得了更好的可伸缩性。对不同尺寸环形网络的数值计算结果表明，这种新的ILP分解方法在运行时间上比现有的分解方法减少了几个数量级。我们的主要贡献是一种新颖的、极其快速的技术，可以在几秒钟内使用商用cpu获得任意波长的最大SONET环实例的最佳解决方案;如果不投入大量的计算资源和时间，这些实例就无法用经典公式来解决。