[发明专利]弹性光网络中的基于频谱资源素数划分的频谱分配方法

说明书

本发明提出了一种弹性光网络中的基于频谱资源素数划分的频谱分配方法，其步骤为：将网络中每条链路上的频谱资源划分为K种类型的素数块，不同类型素数块中包含的频片个数不同；当一个连接请求需要的频片个数是K种类型中某种素数块的整数倍，分配对应类型的素数块；否则为连接请求需要的频片个数增加一个频片使其是K种类型中某种素数块的整数倍，进而分配对应类型的素数块。本发明通过将频谱资源划分为素数块，一方面使得不同链路上的频谱资源的排列更加整齐，另一方面允许多种类型的连接请求共用一种类型的素数块，减少需要划分的素数块种类，最终达到增加频谱可用性、降低连接请求阻塞率的效果。

技术领域

本发明属于光网络技术领域，具体涉及一种弹性光网络中的基于频谱资源素数划分的频谱分配方法。

背景技术

随着5G移动通信、边云协同计算等技术的快速发展，应用场景对网络带宽的需求越来越高，与此同时不同应用场景的带宽需求差异性也越来越大。传统光网络是基于波分复用技术的，只能为应用提供固定带宽的传输通道，因此无法满足不同应用的带宽差异性需求。弹性光网络(Elastic Optical Network，EON)是基于光正交频分复用技术的，可以借助于带宽可调的光转发器、带宽可调的光交叉连机器等设备，根据不同应用的带宽需求，灵活地为它们分配频谱资源，因此可以满足不同应用的带宽差异性需求。

在弹性光网络中，链路上的频谱资源一般被划分为频谱宽度相同、且远小于每个波长所占用频谱宽度的频片(Frequency Slice,FS)，当一个应用的连接请求到来时，网络可以根据其带宽需求为其分配多个相邻的频片。分配给同一个连接请求的频谱资源要满足三个限制条件：频谱连续性、频谱邻接性、频谱不重叠性。上述三个限制条件会导致不同链路上频片的被占用情况存在很大差异，进而导致相邻链路上空闲频片之间的连续性降低、以及同一条链路上空闲频片之间的邻接性降低。这就是弹性光网络中的频谱资源碎片化现象，它会影响频谱资源的有效使用，最终导致连接请求阻塞率的上升。

为了降低频谱资源的碎片化程度，降低连接请求的阻塞率，学者们设计了各种方法，尽量使得不同链路中的空闲频片排列更加整齐、同一条链路中的空闲频片更加邻接，这些方法在降低连接请求的阻塞率方面有了一定的效果，但仍有很大的进步空间。

发明内容

针对现有不同链路上空闲频片排列不整齐导致频谱资源碎片化的技术问题，本发明提出了一种弹性光网络中的基于频谱资源素数划分的频谱分配方法，将链路中的频片划分为不同类型的素数块，然后根据每个连接请求需要的频片个数，为其分配一个或多个对应类型的素数块；本发明从全局的角度对连接请求使用的频谱资源进行合理安排，使得空闲频片在不同链路上对得更整齐，从而降低频谱资源的碎片化程度，进而降低连接请求的阻塞率。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种弹性光网络中的基于频谱资源素数划分的频谱分配方法，其步骤如下：

步骤一：将网络中每条链路上的频谱资源划分为K种类型的素数块，并将K种类型的素数块的集合记为P＝{2,3,5,…,p_k,…,p_K}，p_k表示第k种类型的素数块的频片大小；

步骤二：当一个频片大小为S的连接请求Q_S到达时，根据频片大小S与集合P中元素的关系确定与连接请求Q_S分配的素数块类型和素数块的数量；

步骤三：判断S是否是集合P中一个元素或多个元素的整数倍，若是，将S在集合P中的最大因子记为p_k，并在对应光路上为连接请求Q_S分配S/p_k个频片大小为p_k的素数块，转至步骤五，否则，S不是集合P中任何一个元素的整数倍，则S+1是集合P中一个元素或多个元素的整数倍，执行步骤四；