[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

说明书

技术领域

本发明属于光纤通信技术领域，涉及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。

背景技术

随着高带宽需求应用，如HDTV(高清电视)、视频会议、多媒体远程教育等的快速发展，网络的带宽资源日趋紧张。目前骨干网中部署的WDM网络通过波分复用技术，将多个波长信道复用到一根光纤中传输，以提升单根光纤的传输带宽。但是WDM(波分复用)光网络遵循ITU-T的固定频率栅格标准，存在网络频谱资源配置不灵活、能耗高等问题，以至于难以满足未来海量信息的传输需求。基于此M.Jinno等人提出了弹性光网络，弹性光网络基于OFDM(正交频分复用)技术具有频率栅格粒度更小、支持子载波频谱部分重叠等优势，避免了建立光路时分配过多频谱而造成的资源浪费，极大地提高了频谱资源的利用率，被认为是极具潜力的下一代光传送网络。

随着网络流量的激增，网络的能耗也在快速地增长。2012年ICT(信息和通信技术)行业的能耗大致占全球能耗的2％，并且以每年10％的年速率增长。倡导高效、节能、环保的通信服务，推动ICT产业可持续发展已刻不容缓。相比于传统的WDM网络弹性光网络的节能路由频谱方法更加的灵活也更加的复杂，不同的路由以及不同的调制格式都可能使得传送某个请求的能耗不同。现有的节能路由频谱分配算法选用功耗最小的路由和调制等级组合来传递请求，并采用首选即中的频谱分配方式分配频谱资源。这种节能路由频谱分配算法比较适用于请求只建立连接不拆除连接的网络规划阶段，并不适用于网络运营阶段。因为在网络运营阶段，网络中请求连接动态的建立和释放会产生大量的频谱碎片，频谱碎片可能会导致请求功耗最小的路由路径不可用，甚至可能会导致请求阻塞。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种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，在为请求分配频隙资源时，该方法根据路由路径邻接光纤线路上的频隙使用情况，选用频隙使用率高的频谱窗口以使得频谱资源更加整合，从而减少网络中的频谱碎片，提高后续业务在其功耗最低路径上传输的成功率；针对那些在次优路径上传送的请求，当有其它请求释放传输资源后，如果有请求的路径可以被重配置，将这些在次优路径上传输的请求重配置到其功耗最小的最优路径上传输，从时域上减少传送该请求的功耗。以上两个步骤可以降低网络中的带宽阻塞率，提高网络的能效。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

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，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的频谱分配方式是指在分配频谱资源时考虑路由路径的相关光纤链路上的频隙使用情况，选取在邻接链路上使用率高的频隙来传递业务请求，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，若该在次优路径上传输一段时间后发现占用该请求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。

进一步，所述基于频隙利用率感知的频谱分配方式具体包括以下几个步骤：

1)找出该路由路径上所有可行的候选频谱放置窗口；所述候选频谱放置窗口是指路径上满足频谱一致性和连续性约束的潜在频谱放置窗口；

2)由于每条链路由一对反向的有向光纤构成，先找出该路由路径的所有相关光纤链路，这里的相关光纤链路是指流入源节点的光纤、从目的节点流出的光纤以及流入、流出路由路径中间节点的光纤；

3)统计业务传输路径的相关光纤链路上的各个频隙使用情况，计算各个候选频谱放置窗口的频隙使用情况，选择频隙使用率高的候选窗口为该请求的频谱放置窗口；如果路由路径上存在一个大小刚好等于请求所需频隙大小的空闲频谱块，直接选用这个空闲频谱块为请求的频谱放置窗口，不用考虑相关光纤线路的频隙使用情况。

进一步，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；