[发明专利]基于可靠性感知的频谱资源最优化方法

权利要求书

1.一种基于可靠性感知的频谱资源最优化方法，其特征在于，包括：

对频谱灵活光网络进行初始化，对光纤链路进行可靠性重新标度；

生成一组业务请求，对业务请求满足最低可靠性阈值进行重新标度；

以频谱灵活光网络的频谱资源最小化占用为目标，确定一组已知业务请求的频谱资源最优化目标函数；

运行频谱资源最优化目标函数，得到频谱资源占用最小化的优化解，所述频谱资源最优化目标函数的限制条件包括流量守恒约束条件、频谱隙唯一占用条件、频谱连续性约束条件、可靠性感知约束条件；

对光纤链路进行可靠性重新标度以及对业务请求满足最低可靠性阈值进行重新标度的具体方法如下：

在频谱灵活光网络G(V，E，F)中，已知一组业务请求集合TD，每一个业务请求，TD(s，d，FS_s，d，R_s，d)∈TD，且满足s≠d，其中：V、E、F分别表示频谱灵活光网络的光交换节点集合、光纤链路集合、每条光纤链路的频谱隙集合，即F＝{f₁，f₂，f₃，...，f_n}；|V|、|E|、|F|分别表示频谱灵活光网络的光交换节点数目、光纤链路数、频谱间隙的数目；

在E中每条链路为(k，l)，其中k，l∈V，且满足k≠l，它代表从节点k和节点l之间的链接；s和d分别表示业务请求的源节点和目的节点，FS_s，d代表业务请求的带宽需求，R_s，d表示业务请求的最低可靠性阈值；

在路由计算过程中，业务请求必须满足其最低可靠性阈值要求，即F(x)≥R_s，d，式中：F(x)＝∏_(k，l)∈xr_k，l表示路径x的可靠性，这里x代表业务请求TD(s，d，FS_s，d，R_s，d)从源节点s到目的节点d之间的一条路径；

通过把这个约束条件∏_(k，l)∈xr_k，l≥R_s，d，两边取对数的形式，转化为：

log r_1，2+log r_1，3+…+log r_k，l+…≥log R_s，d (1)

若令和ψ_s，d＝-log R_s，d，则(1)式可以转化为：

其中，和ψ_s，d分别表示光纤链路(k，l)可靠性的重标度值和业务请求的重标度最低可靠性阈值。

2.根据权利要求1所述的基于可靠性感知的频谱资源最优化方法，其特征在于，包括对频谱灵活光网络初始化监控、业务请求产生状态记录与分析、路径计算过程可靠性和业务请求最低可靠性阈值的感知、对最优化频谱资源目标函数、最优化频谱资源的约束条件进行监控。

3.根据权利要求1所述的基于可靠性感知的频谱资源最优化方法，其特征在于，以频谱灵活光网络的频谱资源最小化占用为优化目标，确定可靠性感知的频谱资源最优化目标函数，即在频谱灵活光网络的所有光纤链路E中，一组业务请求TD占用频谱隙F的数目最小，频谱资源最优化目标函数用以下式子表示：

其中，表示二进制变量；

当从源节点s到目的节点d之间的业务请求在光纤链路(k，l)上占用编号为f的频谱隙时，

当从源节点s到目的节点d之间的业务请求在光纤链路(k，l)上没有占用编号为f的频谱隙时，

其中，频谱资源最优化目标函数必须满足以下约束条件：

1)业务请求的带宽流量守恒约束条件：对于每一个从源节点s到目的节点d之间的业务请求TD(s，d，FS_s，d，R_s，d)，源节点流出的流量等于业务请求的带宽需求-FS_s，d；

由于中间节点业务请求的流量有流入与流出，中间节点流量之差为0；

在目的节点，由于业务请求只有流量流入，则目的节点的流量等于业务请求的带宽需求FS_s，d；流量守恒约束条件可以用以下式子表示：

其中，χ_k表示与节点l连接的节点集；

2)频谱隙唯一占用约束条件：一个频谱隙只能被一个业务请求TD(s，d，FS_s，d，R_s，d)占用，不能被两个或两个以上的业务请求同时占用，它的描述如下：

3)频谱连续性约束条件：对于每一个业务请求TD(s，d，FS_s，d，R_s，d)所选择的频谱隙必须满足频谱连续性条件；

当和时，编号大于或等于f+2的频谱隙没有被任何一个业务请求所占用，即用(6)式表示；

当编号小于f的频谱隙已经被业务请求TD(s，d，FS_s，d，R_s，d)占用，用(7)式表示；

其中，Θ表示一个大于|F|×∈的数值，这里∈表示在频谱灵活光网络中所有节点对之间最长的一条路径；

4)可靠性感知约束条件：对于每一个业务请求TD(s，d，FS_s，d，R_s，d)，所建立的工作路径必须满足业务请求的最低可靠性阈值约束条件，即满足(2)式的约束条件，这个条件转化为以下约束条件：

其中，和ψ_s，d分别表示重新标度的光纤链路(k，l)可靠性和业务请求的重标度最低可靠性阈值。