[发明专利]一种基于分区的频谱分配方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种多速率灵活频谱光网络中的频谱分配方法，涉及采用不同调制格式的多速率信道之间物理层损伤规避问题，以及针对采用不同调制格式的多速率信道间物理层损伤效应进行频谱资源分配的方法，属于光通信技术领域。

背景技术

多速率灵活频谱光网络中存在多种线路速率，如10Gb/s、40Gb/s和100Gb/s等。不同速率的信号通常采用不同的调制格式进行调制。一般地，10Gb/s信号采用强度调制，如OOK (On-off Keying，开关键控)；40Gb/s和100Gb/s信号采用相位调制，如DQPSK (Differential Quadrature Phase Shift Keying，差分四相相移键控)和DP-QPSK (Dual Polarization Quadrature Phase Shift Keying，双极化四相相移键控)。但是，强度调制会改变光纤的折射率，导致在相位调制信号上产生XPM (Cross Phase Modulation，交叉相位调制)，XPM是一种物理层损伤，它会劣化光信号传输质量。并且在强度调制信号之间或者相位调制信号之间，XPM效应是很小的，10Gb/s信道对100Gb/s信道产生的XPM影响比对40Gb/s信道产生的XPM影响更加严重。频谱分配技术作为分配频谱资源的关键技术，可以为具有不同速率、不同调制格式的业务请求分配不同的频谱资源，规避信道间物理层损伤效应。

光网络中信号的传输质量可以利用BER (Bit Error Ratio，误码率)衡量。当利用路由和频谱分配方法分配光路后，在目的端可以通过BER来衡量接收光信号的质量。由于在强度调制和相位调制信道间设置保护带宽可以降低物理层损伤效应，并且保护带宽越大，信道间效应越小，因此，信道的邻接关系直接影响着信道间XPM效应的大小。通过预留保护带宽的方法可以降低物理层损伤的影响，但是过多的频谱被用作保护带宽，会造成资源浪费；在假设传输质量最坏的情况下进行频谱分配，也会造成一些可用资源的浪费；由于速率越高受到的信道间XPM影响越大，将高速率信号拆分为多个低速率信号可以降低信道间效应。这些频谱分配算法在传统首次命中频谱分配的方法上分配频谱资源，将强度调制信道和相位调制信道混合排列，使强度调制信道直接与相位调制信道相邻。忽略了信道间XPM效应，导致连接请求由于物理层损伤对信号的劣化太严重而阻塞。

目前考虑多速率、多调制格式信道间XPM效应的频谱分配方法不能有效的规避信道间效应，保证资源利用率。这种方法的主要缺点为：1）设置保护带宽，但未考虑保护带宽在资源利用率上的影响；2）采用FF (First Fit, 首次适应)方法为多速率业务分配频谱资源，造成相位调制信道和强度调制信道的混合排列，加大了信道间XPM效应对传输质量的劣化。因此，如何在频谱分配过程中，针对信道间XPM效应对传输质量的劣化、频谱资源利用率问题进行频谱分配方法的设计已成为业内人员研究的重点。

本发明主要目的是提供一种适用于多速率、多调制格式共存的灵活频谱光网络中信道间物理层损伤感知的频谱分配方法。该方法考虑强度调制信道和相位调制信道间的物理层损伤影响，为采用不同调制格式的多速率业务提供保证传输质量的频谱资源。

发明内容

本发明采用下述的技术方案：

多速率灵活频谱光网络的一种基于分区的频谱分配方法，该方法包括如下步骤：

1）将频谱资源按照请求速率的种类数分为多个区域，并为每个区域中的频谱资源进行编号；

2）将到达的业务请求根据其速率映射到相应的频谱分区中；

3）根据不同速率业务请求所需的带宽计算其占用的频隙数，在分区中选择满足业务请求带宽需求的空闲频谱资源；

4）根据频谱资源中传输信号的BER是否满足业务的需求，建立或阻塞连接。

所述划分频谱为多个区域具体为：如果某一速率的业务采用强度调制格式进行调制，则在频谱资源的边界处划分一个区域供该速率业务建立连接；其他速率业务如果也采用强度调制，那么在该边缘频谱区域的邻接处划分频谱区域，即采用强度调制格式速率的频谱区域是相邻的；采用相位调制的其他速率业务的频谱区域在采用强度调制格式速率的频谱区域的另一边；并且速率越大，其频谱区域距离采用强度调制格式速率的频谱区域越远，加大相位调制信道和强度调制信道之间的保护带宽； 

所述占用频隙数的计算与频隙宽度、请求速率和选用调制格式的频谱效率有关，其值为请求速率比上频隙宽度与频谱效率的乘积；