[发明专利]面向时变业务的生存性弹性光网络中心命中频谱分配策略

权利要求书

1.一种面向时变业务的生存性弹性光网络中心命中频谱分配方法，其特征在于：在该方法中，采用工作路径与保护路径分离和共享方法传输时变业务；利用中心命中频谱分配策略完成时变业务频谱分配；当弹性光网络检测到时变业务带宽发生变化，根据准中心频谱扩展或压缩策略，实现为时变业务分配的频谱调整；该方法具体包括以下步骤：

S1：根据时变业务源节点s、目的节点d及带宽B值，在弹性光网络拓扑中采用K最短路径算法，将候选路径保存在工作候选路径集合中，根据时变业务带宽计算时变业务在工作候选路径所需频隙数目，根据跳数计算工作候选路径的频谱代价值，并按照频谱代价值对工作候选路径升序排序；

其中，时变业务的工作候选路径所需频隙数目计算公式如下：

上式中，表示时变业务采用候选路径所需频隙数目，B为时变业务带宽，C_f表示单位频隙提供的带宽，ρ_m表示采用调制格式m对应的调制效率，GB为保护频隙；

其中，频谱代价值计算公式如下：

上式中，表示候选路径的频谱代价值，表示候选路径的跳数；

S2：如果可以从工作候选路径集合中选择满足时变业务工作路径所需频隙数目的候选路径，则采用工作路径与保护路径分离传输方法确定时变业务的工作路径和保护路径；否则，采用工作路径与保护路径共享传输方法确定时变业务的工作路径和保护路径；

具体的步骤如下：

S201:依次从工作候选路径集合中选择空闲频谱块满足时变业务工作路径所需频隙数目的候选路径，如果存在，采用工作路径与保护路径分离传输方法确定时变业务的工作路径和保护路径，转至S202；否则，采用工作路径与保护路径共享传输方法确定时变业务的工作路径和保护路径，转至S204；

S202：计算满足时变业务工作候选路径所需频隙数目候选路径的频谱代价值，将频谱代价值最小的候选路径确定为工作路径，转至S203；

S203：将时变业务的工作路径从网络拓扑中删除，重新执行步骤S1，找到满足时变业务保护路径所需频隙数目的候选路径，转至S3；如果无法找到满足时变业务频隙要求的保护候选路径，则阻塞时变业务；

其中，时变业务保护候选路径所需频隙数目计算公式如下：

上式中，q为时变业务的保护等级；

S204：根据时变业务的保护等级q和带宽B值，计算时变业务采用工作路径与保护路径共享传输方法时每条候选路径中所需频隙数目，转至S205；

其中，工作路径与保护路径共享传输方法路径中时变业务所需频隙数目计算公式如下：

如果0＜q≤0.5，则

如果0.5＜q＜1，则

S205：从工作候选路径集合中选择满足时变业务工作路径与保护路径共享传输方法所需频隙数目的候选路径放入集合P_s'_d；如果集合P_s'_d包含候选路径数量大于2，从集合P_s'_d中选择路径距离差最小的两条候选路径作为时变业务的工作路径和保护路径，转至S3；否则，转至S206；

S206：执行K最短路径算法，建立双路径候选路径集合，从双路径候选路径集合中选择满足时变业务工作路径与保护路径共享传输方法所需频隙数目的候选路径，放入集合P_s'_d并从P_s'_d中选择路径距离差最小的两条候选路径作为时变业务的工作路径和保护路径，转至S3；

S3：分别统计工作路径和保护路径中大于时变业务所需频隙数目的空闲频谱块，选择工作路径和保护路径中最大空闲频谱块，通过设计的中心命中频谱分配策略，完成时变业务频谱分配；

其中，中心命中频谱分配策略的具体步骤为：

S301：分别统计工作路径和保护路径中大于时变业务所需频隙数目的空闲频谱块，选择工作路径和保护路径中最大空闲频谱块，转至S302；

S302：根据工作路径和保护路径中最大空闲频谱的起始、末位索引值以及时变业务所需频隙数目，计算时变业务占用频隙的起始索引值，转至S303；

其中，时变业务占用频隙起始索引值计算公式如下：

上式中，F_first表示时变业务占用频谱块的起始索引值；F₁为工作路径或保护路径中最大空闲频谱块的起始索引值；MCS_max(P)表示工作路径或保护路径P中最大空闲频谱块的大小，即最大空闲频谱块包含频隙数目的个数；f(P)表示时变业务采用工作路径或保护路径P传输时所需频隙数目；

S303：将时变业务所需频谱分配至索引值[F_first,F_first+f(P)-1]处，转至S4；

S4：当弹性光网络检测到时变业务带宽发生变化时，通过设计的准中心频谱扩展或压缩策略，实现为时变业务分配的频谱调整；

其中，准中心频谱扩展或压缩策略的实现步骤为：

S401：根据时变业务带宽变化后需求的带宽值，计算时变业务所需频隙数目，转至S402；

其中，时变业务带宽变化后所需频隙数目计算公式如下：

上式中，f^new(P)表示时变业务带宽变化后所需频隙数目，B^new表示时变业务变化后的带宽；

S402：如果f^new(P)＞f(P)，转至S403；否则，转至S410；

S403：判断时变业务当前占用频谱块能否满足f^new(P)的要求；如果可以，转至S404；否则，阻塞该时变业务；

S404：根据时变业务带宽变化前后所需频隙数目，计算时变业务频谱扩展数目，转至S405；

其中，时变业务频隙扩展数目计算公式如下：

Δ_e＝f^new(P)-f(P)

S405：根据时变业务以及当前占用频谱块的起始、末位索引值，计算时变业务在当前频谱块中的位置，即d_L和d_R，转至S406；

其中，时变业务位置计算公式如下：

d_L＝F_first-F_s

d_R＝F_e-F_end

上式中，d_L和d_R用于确定时变业务在当前频谱块中的位置，F_first和F_end分别表示时变业务占用频谱块的起始、末位索引值，F_s和F_e分别表示时变业务当前占用频谱块的起始、末位索引值；

S406：如果d_L≥d_R，则更新时变业务占用频隙的起始索引值F_first减1，转至S408；否则，转至S407；

S407：更新时变业务占用频隙的末位索引值F_end值加1，转至S408；

S408：更新时变业务频隙扩展数目Δ_e值减1，转至S409；

S409：判断时变业务频隙扩展数目Δ_e值是否为零；如果Δ_e值等于零，则更新时变业务频谱分配，将带宽变化后时变业务的频隙分配至索引值[F_first,F_first+f^new(P)-1]处；否则，返回S405；

S410：根据时变业务带宽变化前后所需频隙数目，计算时变业务频谱压缩数目，转至S411；

其中，时变业务频隙压缩数目计算公式如下：

Δ_c＝f(P)-f^new(P)

S411：根据时变业务以及当前占用频谱块的起始、末位索引值，计算时变业务在当前频谱块中的位置，即d_L和d_R，转至S412；

S412：如果d_L≥d_R，则更新时变业务占用频隙的末位索引值F_end减1，转至S414；否则，转至S413；

S413：更新时变业务占用频隙的起始索引值F_first加1，转至S414；

S414：更新时变业务频隙压缩数目Δ_c值减1，转至S415；

S415：判断时变业务频隙压缩数目Δ_c值是否为零；如果Δ_c值等于零，则更新时变业务频谱分配，将带宽变化后时变业务的频隙分配至索引值[F_first,F_first+f^new(P)-1]处；否则，返回S411。