[发明专利]弹性光网络中基于子频带虚拟级联技术的频谱分配方法

说明书

技术领域

本发明涉及弹性光网络中的基于子频带虚拟级联技术的频谱分配方法，属于光通信和光网络技术领域。

背景技术

传统的波分复用(WavelengthDivisionMultiplexing，WDM)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，难以适应互联网中快速变化的海量信息传输。灵活栅格弹性光网络(Flex-gridOpticalNetwork)具有频率栅格粒度更小、支持光通道频谱部分重叠等优势，避免了建立光路时分配固定频谱而造成的资源浪费，极大地提高了频谱资源的利用率，从而成为极具潜力的下一代光传送网络。

在基于CO-OFDM弹性光网络中，光通道由多个CO-OFDM子频带(Sub-Band)构成，而每个子频带又包含多个子载波。为了更好地提高网络资源利用率，可以参照SDH/MSTP网络中的虚拟级联(VirtualConcatenation，VCAT)技术，即将一个通道的带宽拆分为多个虚拟容器(VirtualContainer，VC)，并使虚拟容器分别沿着不同的路径进行传输，最后在接收端再重新组合。在CO-OFDM光网络中的子频带与SDH/MSTP光网络中的虚拟容器(VC)类似。因此，可以将时域的虚拟级联技术应用到频域的CO-OFDM光通道中，称之为CO-OFDM子频带虚拟级联技术。[Kozicki,B.；Opticalpathaggregationfor1-Tb/stransmissioninspectrum-slicedelasticopticalpathnetwork.IEEEPTL,Vol.22,Issue:17,2010]

弹性光网络中的核心问题之一是路由和频谱分配(RSA)，即以自适应业务带宽需求方式建立一条端到端的光路径，将VCAT技术运用到弹性光网络的频谱分配中，可以有效降低业务阻塞率。同时，基于VCAT在多条路径上均匀分配业务带宽具有最佳性能。[G.X.Shen.BenefitsofSub-BandVirtualConcatenation(VCAT)inCO-OFDMOpticalNetworks.ICTON2012]

但是，目前已经提出的针对CO-OFDM光网络虚拟级联的文献大多假设每条光路上业务请求的频隙数是相同的，而这与在实际情况中差异化的业务请求所需的光路的不相等频隙数存在较大差异；另一方面，即使光路请求的速率固定，则根据业务的传输距离采用适宜的调制方式可以有效地提高网络资源利用率(如高阶的调制方式所需要的频隙数更少)。显然，如何将VCAT技术与支持多种调制方式的灵活频谱分配机制对于弹性光网络提高频谱效率和降低业务阻塞率具有非常重要的作用。

在本发明中，根据路径长度选择最佳的调制方式借鉴了[BocoiA,SchusterM,RambachF,etal.Reach-dependentcapacityinopticalnetworksenabledbyOFDM[C].OpticalFiberCommunication-incudespostdeadlinepapers,2009.OFC2009.Conferenceon.IEEE,2009:1-3.]中提出的路径长度与最佳调制方式的对应关系。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对支持子频带虚拟级联技术的弹性光网络上，引入支持多种调制方式的频谱分配方法，从而能够进一步降低网络的业务阻塞率。

为解决上述技术问题，本发明提出了一种弹性光网络中的基于子频带虚拟级联技术的频谱资源分配方法，包括以下步骤：

步骤1：当客户端业务连接请求到达时，首先计算出从源节点到目的节点的最短路径和次最短路径，且该两条路径无重合链路；

步骤2：针对计算出的两条路径，结合根据次最短路径的长度选出最佳的调制方式；

步骤3：根据业务请求速率和最佳调制方式计算出所需频隙数，将总频隙数均匀分配到两条传输路径中；

步骤4：判断这两条传输路径是否同时有满足连续可用频隙数的频隙。如果有，执行步骤5，否则阻塞；

步骤5：从最低标号开始选择连续可用频隙，建立光路。

所述调制方式包括BPSK、QPSK、8QAM、16QAM、32QAM和64QAM。每种调制方式对应的最大传输距离是通过考虑了物理层因素(如OSNR)之后得到的。BPSK、QPSK、8QAM、16QAM、32QAM和64QAM对应的最大传输距离分别为9600、4800、2400、1200、600和300km。