[发明专利]基于频谱转换和光缓存技术的组播交换节点冲突解决方法

说明书

本发明涉及一种基于频谱转换和光缓存技术的组播交换节点冲突解决方法，属于光纤通信技术领域。包括基于有限范围频谱转换器和光纤延迟线结合的弹性光组播交换节点结构及其调度策略。当单播或组播业务在交换节点输出端发生冲突，首先利用有限范围频谱转换器根据基于最小差值的调度算法在频谱域来解决频谱冲突，最小化不可用频谱，进而提高频谱利用率。对于没有解决冲突的单播或组播业务，然后利用光纤延迟线根据基于低时延的调度算法在时间域解决冲突，同时考虑去避免光纤延迟线输入端和目的输出端的冲突。本发明所提结构及调度算法大大降低了交换节点内发生冲突的概率，减小了带宽阻塞率和平均时延，进一步提升了弹性光组播交换节点的性能。

技术领域

本发明属于光纤通信技术领域，涉及基于频谱转换和光缓存技术的组播交换节点冲突解决方法。

背景技术

随着云计算、高清视频、在线游戏等新型宽带网络应用的不断涌现，用户对网络带宽有了更高的要求。传统的波分复用光网络采用固定波长栅格的分配方式，使得带宽资源有很大程度上的浪费。与波分复用光网络相比，基于正交频分复用的弹性光网络将频谱资源分割为更小的粒度，动态地为业务请求分配频谱，能有效地提高频谱利用率和带宽分配灵活性，因此被广泛地认为是下一代光网络的重要演进方向之一。与此同时，随着新型组播业务在整个网络中所占比重不断增大，以及用户对高质量组播应用的要求不断提高，网络带宽正面临着严峻的挑战。而且，组播业务请求在弹性光网络的交换节点处复制和转发会造成业务间的频谱冲突更加激烈。因此，针对弹性光网络中组播交换节点处的频谱冲突问题，设计合适的支持弹性光组播交换的节点结构和调度算法十分重要。

目前，弹性光组播冲突解决方法主要集中在频谱转换、光缓存、偏射路由和网络编码。偏射路由方法在解决冲突时对整个网络的资源占用程度较高，当网络处于高负载时，会造成很严重的阻塞情况，并且容易造成绕路现象。网络编码会增加计算的复杂性，并且编码、解码操作增加了传输时延。因此，通常将频谱转换和光缓存技术作为冲突解决方法，但目前对此方法的研究仍是一个难题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供基于频谱转换和光缓存技术的组播交换节点冲突解决方法，包括基于有限范围频谱转换器和光纤延迟线结合的弹性光组播交换节点结构及其调度策略。该方法能够有效地解决弹性光组播交换的频谱冲突问题，在提高频谱转换器和光纤延迟线的利用率、降低带宽阻塞率和减小平均时延方面具有明显的优势和效果。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

基于频谱转换和光缓存技术的组播交换节点冲突解决方法，包括以下步骤：

S1：在组播交换节点中，每个输入端口到达的业务先通过一个1×M的带宽可变波长选择开关BV-WSS(Bandwidth-VariableWavelength Selective Switch)将不同业务占用的频谱进行分离；如果是单播业务，就直接发送到交换矩阵中；如果是组播业务，先通过分光器将业务复制为S份，再通过光开关来控制组播数，然后发送到交换矩阵中；

S2：若到达的单播或组播业务无频谱冲突，则直接输出到输出端口；

若到达的单播或组播业务存在频谱冲突，先利用有限范围频谱转换器(LimitedRange SpectrumConverter,LRSC)将冲突的业务转换到相邻的空闲频谱上；

若还有剩余的业务仍处于冲突状态，则再通过光纤延迟线(FiberDelayLine,FDL)继续解决冲突；

S3：通过LRSC或FDL后无冲突的业务，发送到输出端的耦合器合路输出；仍有冲突的业务会被丢弃。