[发明专利]频谱灵活光网络中自适应负载均衡能耗优化方法及系统

权利要求书

1.一种频谱灵活光网络中自适应负载均衡能耗优化方法，其特征在于，包括：

对于一组连接请求集合中的每一个连接请求，分别运用K条最短路径算法，计算出该连接请求从源节点到目的节点的K条候选路径；

分别计算该连接请求采用各候选路径进行传输的能耗，将各候选路径对应的能耗由低到高进行优先级排序，能耗越低，优先级越高；

根据所述的K条候选路径的优先级选择优先级高的候选路径进行频谱资源分配，具体包括：根据连接请求所需的频谱间隙，查找满足连接请求所需的带宽资源，为该连接请求分配频谱资源，

若频谱资源同时满足频谱连续性和频谱一致性双重约束条件，则在频谱灵活光网络中，则连接请求建立成功，则该候选路径为该连接请求的工作路径；

若频谱资源不满足频谱连续性约束条件和/或频谱一致性约束条件，则连接请求建立失败，选择优先级低一级的候选路径进行频谱资源分配，依次类推直至连接请求建立成功；

其中，所述的计算该连接请求采用各候选路径进行传输的能耗的具体方法包括：

计算一条候选路径的能耗时，根据当前候选路径，将该连接请求CR(s，d，FS)的带宽需求切分成多个线速率的频谱通道进行传输，其中，s和d分别表示连接请求的源节点和目的节点，FS表示每一个连接请求的带宽需求，把FS切分成的一组多个线速率，其中，表示B个r_i线速率，i＝1，2，...，|R|；|R|表示线速率的种数；

根据该连接请求CR(s，d，FS)的带宽需求切分的多个线速率的频谱通道，确定当前待计算候选路径上需要使用的光再生器和光转发器的数量；

根据当前候选路径上需要使用的光再生器和光转发器的数量，计算该连接请求使用当前待计算候选路径传输的能耗，其中该连接请求的能耗TC用以下公式表示：

式中，θ_r和分别表示在线速率r和单位时间下光转发器的单位功耗和光再生器的单位功耗；α_r和β_r分别表示在线速率r下光转发器的数量和光再生器的数量。

2.根据权利要求1所述的频谱灵活光网络中自适应负载均衡能耗优化方法，其特征在于，在计算每一个连接请求的K条候选路径前首先进行负载均衡调节步骤，所述的负载均衡调节步骤包括：遍历频谱灵活光网络拓扑中的每一条光纤链路，当光纤链路的频谱资源占用率高于设定的阈值时，动态调整该条光纤链路的传输距离增大为原来的β倍，其中β＞1，每一条光纤链路自适应负载均衡后的光纤链路传输距离采用如下公式表示：

式中，表示在光纤链路(v_i，v_j)中距离自适应负载均衡后的光纤链路传输距离；表示频谱灵活光网络的光纤链路原传输距离；表示频谱资源占用率；|F|表示光纤链路的频谱隙数目；α表示预设的参数；从节点v_i到节点v_j表示光纤链路(v_i，v_j)，其中，v_i，v_j∈V，V＝{v₁，v₂，v₃，…，v_|V|}表示一组光交换节点，|V|表示光纤链路中的光交换节点的数量。

3.根据权利要求1所述的频谱灵活光网络中自适应负载均衡能耗优化方法，其特征在于，各条候选路径上需要使用的光再生器和光转发器数量的计算具体包括：遍历每条候选路径中的任意两个节点对，若节点对的传输距离小于连接请求采用线速率的最大传输距离，则该节点对建立连接链路，设置该连接链路权值为1个单位长度，形成计算再生器数目的临时拓扑；利用最短路径算法，在形成的临时拓扑中计算出一条权值最短的路径；该最短路径的节点数为N，连接请求路径经过的节点，除去源节点和目的节点即为放置光再生器的点，即配置光再生器数量为R＝(N-2)；在每一个连接请求的源节点和目的节点上，需要根据连接请求所切分的每一种线速率分别配置1个光转发器。