[发明专利]一种基于光树分割的最大疏导光树方法

说明书

本发明涉及一种基于光树分割的最大疏导光树方法，属于光纤通信技术领域。本发明所述的方法通过采用基于光树分割的光树疏导方法，将光树分割与疏导策略相结合，首先从已路由光树中找出与当前多播业务源节点相同且目的节点相同的数目最多的光树，即为该业务的最大疏导光树，若最大疏导光树能够承载当前业务，则建立源节点到剩余目的节点的最短路径树；若最大疏导光树不能承载当前业务或光树不存在，则将调制格式相同的目的节点划分为一棵子光树，并计算加入剩余目的节点前后子光树消耗频隙数大小，判定是否加入该目的节点，从而最大程度上从而避免因光树分割造成保护带及收发器资源的浪费，在提高频谱利用率的同时降低网络能耗。

技术领域

本发明属于光纤通信技术领域，涉及一种基于光树分割的最大疏导光树方法。

背景技术

随着视频会议、远程学习等一些带宽密集型应用的不断兴起，互联网流量迅速增长，多播作为支持这些应用的关键技术受到研究者的广泛关注。多播是通信网络中将业务发射端的信息复制多份同时传递给多个接收端的一种信息传输技术，即点到多点的通信。为满足网络高带宽需求，相比带宽粒度固定的波分复用(Wavelength DivisionMultiplexing,WDM)光网络，基于相干光正交频分复用(Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing,OFDM)的弹性光网络因其栅格粒度小，频谱分配灵活等优势，使资源利用率得到了很大的提高，成为极具潜力的下一代光网络。但是，弹性光网络在频谱分配过程中需要满足一致性和连续性约束，一些空闲的频谱资源由于不满足一致性或连续性，致使这些频谱无法得到合理利用，进而导致频谱碎片的产生。面临着高带宽业务增长所带来的巨大挑战和压力，弹性光网络的转发器等资源也日益紧缺。在弹性光网络中，业务的转发需要频繁地通过转发器调制到不同等级的子载波上，这样便造成了转发器的总能耗巨大。多播业务由于有多个接收端，不仅需要消耗更多的转发器资源，同时也引起了网络能耗的增加。现有研究表明，减少收发器的使用是实现绿色路由传输的有效手段。此外，网络中业务间保护频隙占用的额外频谱开销，不仅造成频谱资源的浪费，同时也增大了网络能耗。因此，针对弹性光网络中多播业务，如何设计高效地路由频谱分配策略在优化网络频谱资源的同时降低网络能耗是非常有必要的。

对于点到多点的多播业务路由频谱分配问题，通常是计算一棵满足业务的多播树，并分配合适的频谱资源，优化目标为最小化网络资源或是网络阻塞率等。现有算法提出了将一棵较大的多播树分割为光森林，利用多棵光树完成一个多播业务的请求。由于物理层损伤限制，光树的调制等级取决于光树中最长路由路径对应的调制等级，因此，不得不选用最低的调制等级而导致消耗更多的频谱资源。采用光树分割后，不仅能够利用链路上的频谱碎片，还可以通过调制等级的改变来减小业务所需频隙数，从而提高频谱利用率，降低网络阻塞率。但这种将一棵光树分为多棵子光树的算法会引起保护带宽及收发器数目的增加，造成频谱资源的浪费及网络能耗的增加。

弹性光网络的能耗主要来自路由器、转发器、光交叉连接设备以及光放大器。对于网络绿色节能的研究，大部分文献主要从路由器端口以及转发器入手。综合考虑电域与光域，由于路由器端口能耗相对其他设备比重更大，可采用电疏导以节约路由器端口的使用，但基于节能的电疏导需满足业务同源同宿的条件。而在光域，研究者们主要从转发器入手，达到节能的目的。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于光树分割的最大疏导光树方法，用于提高网络频谱利用率，减小网络能耗。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于光树分割的最大疏导光树方法，该方法包括以下步骤：

S1：根据业务请求大小，确定多播业务路由顺序，将业务路由状态设置为0，从已路由业务集合中寻找当前业务的最大疏导光树；