[发明专利]弹性光网络中基于频谱感知的能效资源分配与路径重配置方法

权利要求书

1.一种弹性光网络中基于频谱感知的能效资源分配与路径重配置方法，其特征在于：

该方法包括了基于频隙利用率感知的频谱分配方式和基于频谱感知的路径重配置机制：

所述基于频隙利用率感知的频谱分配方式是指在分配频谱资源时考虑路由路径的邻接链路上的频隙使用情况，优先选取在邻接链路上使用率高的频谱窗口来传递业务请求，使得频谱资源更加整合从而减少网络中的频谱碎片以提高后续请求在其功耗最低路径上传输的成功率；

所述基于频谱感知的路径重配置机制是指当一个请求的功耗最小的路径上的频谱资源被其他请求占用需要选择次优路径传输时，若该请求在次优路径上传输一段时间后发现占用他功耗值最低路径上的其他请求被释放，则将该请求的后续传输重配置到其功耗最低路径上，尽可能地使请求通过其功耗最低的路径传输以减少整个网络的能耗；

所述基于频谱感知的路径重配置机制具体包括以下几个步骤：

1)如果请求因其功耗最小的路由路径上的频谱资源被其他请求占用而选择其他路由路径传输时，将该请求加入到可重配置请求链表，链表记录该请求当前的路由路径、当前路由路径的功耗、功耗最小路由路径、功耗最小路由路径的功耗和请求到达的时间；

2)根据重配置后所能节约功耗的大小对这些请求进行降序排序，当多个请求节约的功耗相同时，后到达的请求排在前面；

3)当网络中有请求被释放时，检查可重配链表中是否有请求可以被重配置，请求可重配一方面要求其功耗最小路径上能找到频谱放置窗口，另一方面要求功耗最低的路径中满足一致性的空闲频隙，该频隙在整条路径上都空闲，数目不得低于光纤频隙总数的10％以避免重配置引起网络负载不均衡；

4)如果有请求可以被重配置，将该请求当前的光路拆除，在其功耗最小的路径上为该请求上分配频谱资源，完成重配置；如果一个请求被释放后，有多个候选重配置请求都可以被重配置，只重配置第一个候选重配置请求以避免过度重配置所引起频谱碎片。

2.根据权利要求1所述的弹性光网络中基于频谱感知的能效资源分配与路径重配置方法，其特征在于：

所述的频谱窗口的频隙使用率的计算方法，采用以下步骤：

1)找出该业务传输路径的相关光纤链路，相关光纤链路是指流入该路径源节点的光纤，流出该路径目的节点的光纤，流入、流出该路径中间节点的光纤；

2)F为每条光纤上的频隙数，链路l上各个频隙的使用情况可用F位的二进制数组表示为代表其中链路l上第i个频隙的使用情况，表示该频隙空闲，表示该频隙被使用；

3)计算各频隙在相关光纤链路上的使用状况U_A，表示频隙i在相关光纤链路上的使用情况，L_A为该路径的相关光纤链路集合；对于一个窗口W_i^j的频隙使用率为i为窗口的起始位置，j为窗口的终止位置。

3.根据权利要求1所述的弹性光网络中基于频谱感知的能效资源分配与路径重配置方法，其特征在于：

所述的频谱放置窗口选择的方法为：如果路由路径中存在空闲频谱块其大小刚好等于请求所需的大小，直接将该空闲频谱块选定为频谱放置窗口；否则，选择频隙使用率最高的窗口，如果存在多个窗口频隙使用率都为最大，选择频隙位置低的窗口。

4.根据权利要求1所述的弹性光网络中基于频谱感知的能效资源分配与路径重配置方法，其特征在于：

可重配请求链表用于存储可被重配置的请求的相关信息，包括该请求目前的传输路径、目前路径的功耗、功耗最低的路径、功耗最低路径的功耗以及请求的到达时间；链表中的请求按照重配置后能节约的功耗降序排列；如果存在多个请求节约的功耗相同，后到的请求排在前面。

5.根据权利要求1所述的弹性光网络中基于频谱感知的能效资源分配与路径重配置方法，其特征在于：

判断可重配置请求链表中请求是否可以执行重配置的方法，包括以下步骤：

1)根据基于频隙利用率感知的频谱分配算法，检查请求在其功耗最小的路径上是否有频谱放置窗口；

2)如果找不到频谱放置窗口，该请求不能执行重配置；如果找到频谱放置窗口，再检查功耗最小路径上的频隙使用情况，如果该路径满足频谱一致性的空闲频隙少于光纤总频隙的10％，则不能执行重配置，反之则能。