基于负载均衡的卫星光网络路由与波长分配方法研究

作     者：王蔚龙 李勇军 赵尚弘 辛宁 赵海燕 Wang Weilong;Li Yongjun;Zhao Shanghong;Xin Ning;Zhao Haiyan

作者机构：空军工程大学信息与导航学院通信系统教研室陕西西安710038 中国空间技术研究院通信卫星事业部北京100094 

出 版 物：《激光与光电子学进展》 (Laser & Optoelectronics Progress)

年 卷 期：2021年第58卷第7期

页      面：149-159页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0803[工学-光学工程] 

基　　金：国家自然科学基金(91638101) 国家自然科学基金青年科学基金(61701522) 

主　　题：光通信 卫星光网络 路由与波长分配 波分复用 负载均衡 LEO卫星星座 蚁群算法 

摘      要：提出基于用户业务分布的卫星光网络负载均衡路由与波长分配(LBRWA)算法,利用蚁群算法寻找最优光路径,实现了卫星光网络负载平衡。建立基于全球用户业务分布的卫星光网络LBRWA优化模型,根据链路持续时间和波长空闲率搜寻下一跳链路,同时引入随机扰动,避免局部最优。利用全球用户流量强度分布模型修正统计平均光路径成本,实现链路状态更新,将流量引向非热点区域卫星节点,为用户请求寻找负载均衡的最优光路径。研究结果表明,与传统基于链路状态的弹性负载均衡(ELB)算法相比,LBRWA算法将拥塞率降低了20.49%,且在资源利用率、业务分布指数和最大归一化星间链路负载方面具有更好的性能,有效地实现了卫星光网络负载均衡。