[发明专利]一种弹性光网络中基于业务优先级感知的频谱分配方法

说明书

本发明公开了一种弹性光网络中基于业务优先级感知的频谱分配方法，对到达的业务首先按照带宽需求大小进行排序，根据网络中空闲频隙块的大小选择性地抛弃带宽需求过大的业务，剩余业务的优先级按带宽需求的降序排列，带宽需求较大的业务优先级高并优先分配。随着网络中业务持续到达和增加，当剩余的频谱碎片块大小较小的时候，带宽需求小的业务更易于填入剩余的空闲频隙块中，从而提高了频谱资源的整体利用效率。本发明能够有效地提高网络中业务完成度，降低业务阻塞率，降低网络中的频谱碎片的离散化程度。

技术领域

本发明涉及一种弹性光网络(EON)中基于业务优先级感知的频谱分配方案，属于弹性光网络、资源分配技术领域。

背景技术

传统的波分复用(WDM，Wavelength Division Multiplexing)网络采用固定的频谱分割机制，存在资源使用率低和灵活性差等缺点。弹性光网络(EON，Elastic OpticalNetwork)采用正交频分复用(OFDM，Orthogonal Frequency Division Multiplexing)技术将网络频谱资源进一步分割成窄小的频谱单元，即频隙(FS，Frequency Slot)，并可根据实际的业务需求数量分配适宜的邻接频谱单元，据此进行动态有效的频谱资源分配，从而提高了网络中资源的利用率和业务传输效率。

在弹性光网络中，频谱分配必须满足一致性和连续性的约束，若不对到达的动态业务请求进行分级处理即进行频谱分配，网络中可能出现较多的频谱碎片(fragment)，导致网络总体资源利用率降低，业务阻塞率增加。

针对频谱分配和频谱碎片等问题，学术界已经提出一些改进的频谱分配策略，通过对网络进行流量疏导、对相关业务进行重新分配和频谱的重构等方式来完成。Eiji Oki等人提出了一种基于分块的First-Last Fit频谱分配方案，将有链路相交的连接分为不同的色块并为色块标号，奇数号色块的连接从频谱的首端开始分配，偶数号从尾端开始分配，其优点为业务阻塞率低，缺点是当路由表复杂的情况下分块过程过于复杂[E.Oki andB.C.Chatterjee,Performance evaluation of partition scheme with first-lastfit spectrum allocation for elastic optical networks,in 2016 18thInternational Conference on Transparent Optical Networks(ICTON),2016,pp.1-4.]。Hideki Tode等人提出另一种方案，将网络中每条链路上的频谱沿着频谱轴分为具有递增固定长度的优先区域和通用区域，其优点为业务阻塞率低，网络中的碎片化程度低，缺点是由于动态业务带宽需求的不均衡性，造成优先区域的频谱资源存在浪费可能，降低了资源利用率[H.Tode and Y.Hirota,Routing,spectrum and core assignment forspace division multiplexing elastic optical networks,in TelecommunicationsNetwork Strategy and Planning Symposium (Networks),2014 16th International,2014,pp.1-7.]。刘焕淋等人提出了一种基于频谱感知的业务分割-合并的弹性光网络资源分配策略，该方案通过将业务分割为多个带宽需求较小的业务降低了业务阻塞率，缺点是在业务分割的情况下产生过多的保护带，从而造成频谱资源的浪费[刘焕淋,徐一帆,陈勇,基于频谱感知的业务分割-合并的弹性光网络资源分配策略,电子与信息学报,pp.892-898,2016.]。

发明内容