[发明专利]弹性光网络中频谱资源分配方法

说明书

技术领域

本发明涉及光网络通信技术领域，具体涉及弹性光网络中频谱资源分配方法。

背景技术

为了弥补传统光网络中频谱利用率和带宽灵活性的不足，2008年9月日本首次提出了频谱切片弹性光网络的概念，迅速受到了研究者的广泛关注，给光网络的频谱灵活问题解决提供了一种重要思路；与此同时，欧洲及美国也提出了类似的概念，例如弹性光网络(Elastic Optical Network,EO-Net)、灵活波分复用网络(Flexible Wavelength Division Multiplexing,FWDM)等；基于正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)的频谱灵活光网络技术，可以使用网络根据业务需求灵活合理地分配频谱资源，并根据物理损伤等信息选用合适的调制格式，为进一步提高光网络的传输速率和效率提供了新的可能。

在弹性光网络的研究领域中，路由与频谱资源分配方法显得尤为重要；方法的不同选择会直观地影响网络阻塞率，资源利用率等网络性能；方法的设计上需要遵循以下两个限制条件：1)频谱一致性，光路建立后，每条链路上的占用的带宽是相同位置的；2)带宽资源连续性，每个业务占用的频谱资源是连续的；由于这些条件的限制，在传统的弹性光网络中，一般采用的首次命中算法为不同业务分配频谱资源，这会使得低速率业务(所需频隙数少)比高速率业务(所需频隙数多)更容易分配到连续的空闲频隙，导致低速业务的阻塞率远小于高速业务的阻塞率。

正交频分复用(OFDM)是一种特殊的多载波调制技术，与一般多载波调制技术不同的是，OFDM使用的子载波是相互正交的；在实际应用中，OFDM信号除了有效的子载波调制模块以外，还包含了许多其他的部分；比较常见的系统框图如图1所示；该系统为OFDM信号的发送机和接收机的基本结构；加入导频的主要作用是用于相位纠正；在没有先验信息的时候，导频就可以用来进行信道估计；解调时可以通过导频来判断哪个地方是符号周期的开始；在系统中，通过引入循环前缀(Cyclic Prefix，CP)使得信号计时通过多径信道，其各个子信道间的正交性仍能够得到完美的保持；CP的做法就是将OFDM码元的最后一部分复制到各码元的前端，且CP的长度必须要大于信道的衰落时间长度；这种可使要传输的OFDM信号呈现出周期性，CP对消除码间干扰和保持子载波间的正交性均起着关键性的作用；另外，CP作为一种保护间隔，实际上它相对于原始数据是一种冗余信息，也需要占用一定额外的频谱和功率资源，但是OFDM系统正是通过牺牲这一部分的频谱资源来实现降低系统的复杂度。

发明内容

本发明提供一种提高网络公平性并具有较低阻塞率损伤的弹性光网络中频谱资源分配方法。

本发明采用的技术方案是：一种弹性光网络中频谱资源分配方法，包括以下步骤：

S1、判断资源分段是否成功，如果是则转入步骤S4，如果否转入步骤S2；

S2、计算分给不同类别业务的资源大小NBS_i，将所有频谱资源分成对应给不同类别业务频谱段，频谱段分别有NBS_i个带宽槽；

S3、计算共享模块带宽槽数量NSBS，并将未分配的NSBS个带宽槽设置成共享模块，资源分段成功并转入步骤S4；

S4、获取业务基本信息，寻找链路集上所有链路分配给该业务的频谱段；

S5、判断这些频谱段内是否有可分配的该业务请求带宽槽数i个连续带宽槽，如果是则分配第一个可用资源块给该业务，业务安置成功，如果否则转入步骤S6；

S6、判断共享模块中是否有可分配的该业务请求带宽槽数i个连续带宽槽，如果是则分配第一个可用资源块给该业务，业务安置成功，如果否则业务阻塞。

进一步的，所述步骤S2中业务的资源大小NBS_i的计算方法如下式：

式中：B为每条链路带宽槽数，i为业务请求的子载波数，为1到N之间的整数；请求的带宽槽数为i的业务出现的概率为P_i。

进一步的，所述步骤S3中共享模块带宽槽数量NSBS计算方法如下式：

进一步的，所述步骤S5中判断这些频谱段内是否有可分配的该业务请求带宽槽数i个连续带宽槽，如果是则还包括以下步骤：

计算选择的资源块中路径碎片化指数FD，分配使得路径FD最小资源块给该业务。

进一步的，所述碎片化指数计算方法如下：