[发明专利]弹性光网络中静态业务流选路和频谱资源分配方法

说明书

技术领域

本发明属于通信技术领域，更进一步涉及有线通信技术领域中的一种弹性光网络中静态业务流选路和频谱分配（Routing and Spectrum Allocation RSA）方法。本发明可以应用于频谱分片的弹性光网络（Spectrum sliced Elastic Optical Path,SLICE），为静态业务进行协同路由和频谱资源分配。

背景技术

传统的波分多路复用（Wavelength Division Multiplex,WDM）网络中每个波长容量固定，在实际应用中，为确保接收端的信号质量与滤波效果，在分配频谱资源时，要遵守频谱一致性约束、频谱连续性约束和频谱冲突约束，链路中不满足这三个约束条件的频隙不能被分配，因此会造成大量的频隙闲置，还有一部分为区分不同静态业务而未被用来传输信息的保护频隙。网络中源宿节点相同的不同静态业务，分配频谱资源时，为区分不同业务需要保护频隙，降低了频谱资源利用率。为更高效地利用网络资源，必须减少保护频隙，弹性光网络中静态业务流选路与频谱资源分配方法就是用于解决这一问题的优化设计技术。

K.Christodoulopoulos,I.Tomkos等人在文献“Routing and Spectrum Allocation in OFDM-based Optical Networks with Elastic Bandwidth Allocation”（IEEE Globecom2010,2010,pp.1-6）中提出最多子载波数优先（Most Subcarriers First，MSF）方法，按照请求带宽的大小将业务降序排列。该算法的不足是，为请求带宽大的业务请求优先分配频谱资源，导致网络传输静态业务所使用的频谱资源在不同链路上分配不均衡，易造成网络阻塞，降低了链路资源利用率。

K.Christodoulopoulos,I.Tomkos等人在文献“Elastic Bandwidth Allocation in Flexible OFDM-Based Optical Networks”（Journal of Lightwave Technology,2011,Volume29,Issue9,pp.1354–1366）中提出最长路径优先（Longest Path First，LPF）方法，按照业务最短路的路径长度将业务降序排列。该算法的不足是，该算法优先为某些业务请求分配频谱资源，导致网络中链路承载的静态业务分布不均，频谱资源利用率不高。

Hashimoto,T.,Baba,K.-i等人在文献“A Study on Routing,Modulation Level,and Spectrum Allocation Algorithms for Elastic Optical Path Networks”（3rdInternational Conference on Photonics2012,2012,pp.395-399）提出扩展的最多k路径频隙数优先（Extended Most k Paths’Slot First,EMkPSF）方法，该方法的具体步骤是，第一步：每个业务请求计算k条最短路经；第二步：将一条径最短路经的子载波个数s乘以该最短路径跳数h，求出每个静态业务的k条最短路径所需的频隙数总数ps；第三步：求出k条最短路径所需频隙数的平均值。该业务的该算法存在的不足是，采用简单的乘积关系，频谱资源和链路资源的利用率低。

北京邮电大学申请的专利“弹性光网络中频谱资源分配方法及系统”（申请号：201110404332.2申请日：2011.12.07公开号：CN102523068公开日：2012.06.27），公开了一种弹性光网络中的频谱资源分配方法。该方法的具体步骤是，第一步：当客户端请求到达时，从候选光路中选择可用频隙最多的一条光路；第二步：若客户端请求所需的误码率小于预设的误码率阈值，则选择低阶调制方式，否则执行步骤三；第三步：若光路的跳数超过预设的跳数阈值，则选择低阶调制方式，否则选择高阶调制方式；第四步：判断是否有足够的连续可用频隙，若有，则执行第五步，否则阻塞；第五步：从最低标号开始选择频隙，根据选择的调制方式进行光路建立。该方法存在的不足是，为承载静态业务，该方法选择了一条可用频隙最多的光路，使可用频隙数大于或等于实际所需频隙，频隙资源未充分利用，导致某一段光路因承载大量业务使网络拥塞；由于选路与频谱分配两个子问题的相关性，该方法未考虑路由选择子问题，降低了链路利用率。