[发明专利]基于通道密度和最小间隙的触发式聚合光路重构方法

说明书

技术领域

本发明属于通信技术领域，更进一步涉及光路重构方法，可用弹性光网络中对频谱碎片的整理。

背景技术

传统的波分多路复用WDM网络中每个波长容量固定，且相邻波长之间用保护带宽分开以确保信号质量与接收端的滤波，缺点是带宽粒度大且使用不灵活，波长间的保护带宽也会造成频谱资源的浪费，为此需要一个数据速率更加弹性、灵活、可重构以及资源更有效利用的光网络。最近提出的频谱分片弹性光网络,SLICE可灵活地给业务分配可变带宽，并高效地利用频谱资源。在实际应用中，为确保接收端的信号质量与滤波效果，在分配频谱资源时，要遵守频谱一致性约束、频谱连续性约束和频谱冲突约束，链路中不满足这三个约束条件的频隙不能被分配。在一个动态业务场景中，光通道的建立与拆除过程会引起频谱的碎片化。在小的非连续频带中的可用频谱即碎片会导致网络中的频谱效率受影响，降低了为一个连接找到足够连续频谱的可能性。尽管有足够的频谱可用，新到达的请求要么必须使用更多的网络频谱，要么被阻塞。因此，频谱碎片会导致频谱利用率降低和业务阻塞率上升。目前，对频谱碎片这一问题有以下几种解决方案：

Patel A.N.等人在文献“Defragmentation of Transparent Flexible Optical WDM(FWDM)Networks”(Optical Fiber Communication Conference and Exposition,2011,pp.1-3)中首次提出了频谱碎片的概念并给出了两种周期式光路重构算法：Greedy算法和最短路径SP算法。Greedy算法和最短路径SP算法，是将占有最大序号频谱的连接请求重新分配到最小序号的频谱上，并且是按照所占用频谱序号降序重构所有存在的连接请求。这样可以使得所有存在的连接请求集中到小序号的频谱范围内，但是每一次重构所选择的并不是最佳方案，重构完成后仍然会占用较多的频谱，使得阻塞率比较高。

Weiguo Ju,Shanguo Huang,Zhenzhen Xu,Jie Zhang,Wanyi Gu等人在文献“Dynamic Adaptive Spectrum Defragmentation Scheme in Elastic Optical Path Networks”,(Opto-Electronics and Communications Conference,2012,pp.21-22)中提出了最大频谱增益重路由算法MSGR和动态频谱移动算法DSSD，这两种算法都是触发式光路重构算法。MSGR算法只有在大颗粒度的连接请求离开后，释放出足够的频谱资源时才能被触发，该算法只允许具有最大频谱增益的连接请求被重构，该算法虽然进行光路重构的次数较少，但是对后续到达的连接请求影响不大，除非后续的连接请求正好占用被释放的频谱资源。DSSD算法只有在最小间隙超过某个门限值时才能被触发，该算法只进行频谱搬移，而不对连接请求重新选路，这样频谱碎片仍然很大，对阻塞率改善不大。

Alberto Castro,Luis Velasco,Marc Ruiz等人在文献“Dynamic routing and spectrum(re)allocation in future flexgrid optical networks”(Journal of Computer Networks,2012,Volume 56,Issue12,pp.2869-2883)中提出动态选路与频谱分配算法RSA和SPRESSO算法。SPRESSO算法是触发式光路重构算法，当新到达的连接请求无法建立时算法被触发。该算法将与新到达连接请求最短路径上有冲突的连接请求进行频谱搬移，但是路径不会发生改变。

Yawei Yin,Ke Wen,David J.Geisler,Ruiting Liu,and S.J.B.Yoo等人在文献“Dynamic on-demand defragmentation in flexible bandwidth elastic optical networks”(OPTICS EXPRESS,2012,Volume 20,pp.1798-1804)中通过建立辅助图，将光路重构转换为求辅助图最大独立集MIS的问题。当网络规模较小时，求解MIS问题所花费时间不多，但是当网络规模增大，MIS求解的复杂度大大增加，计算时间很长，而且不适合于动态场景。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提出一种基于通道密度和最小间隙的触发式聚合光路重构方法，以在动态场景下提高频谱利用率，降低阻塞率。