[发明专利]基于可靠性感知的频谱资源最优化方法

说明书

本发明涉及一种基于可靠性感知的频谱资源最优化方法及系统，为了提供一种使业务请求的传输路径更可靠，同时使频谱灵活光网络的频谱资源达到最优化而设计。本发明基于可靠性感知的频谱资源最优化方法及系统，首先,需要对频谱灵活光网络进行初始化，并对光纤链路进行可靠性重新标度；其次，生成一组业务请求，并对业务请求进行最低可靠性阈值进行重新标度；最后，根据可靠性感知的频谱资源最优化目标函数，满足最优化目标函数的约束条件，得出频谱资源占用最小化的优化解。本发明保证了业务请求在选择路径过程的可靠性，同时解决了业务请求的频谱资源最优化问题，从而提高了频谱灵活光网络的资源利用效率。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种基于可靠性感知的频谱资源最优化方法及系统。

背景技术

在传统波分复用(WDM)光网络中，波长通道带宽间隔、信号速率与调制格式等参数都是固定不变，容易导致WDM光网络的带宽资源浪费严重，难以适应未来光网络高可靠、高效率、最优化的光网络服务需求。为了解决上述困难，利用频谱灵活光网络的频谱资源精细化，频谱灵活光网络将能够利用带宽粒度可变的特性，为用户提供恰当的带宽资源。特别地，根据业务请求的带宽属性，频谱灵活光网络能够提供灵活的频谱带宽资源接入，可以动态高效地分配业务请求的带宽资源，以适应频谱灵活光网络的最优化资源配置需求，使频谱灵活光网络达到最佳的使用状态。

为了建立业务的连接请求，需要在频谱灵活光网络的拓扑上建立可靠的传输路径，并在所选择的路径上进行频谱资源查找，找到满足业务请求的带宽资源后，分配业务请求的带宽资源。通常地，在建立业务请求的过程中，路由计算与频谱资源分配过程是相互独立的，一方面，在工作路由计算过程中，通常采用传统的最短路径方法，没有考虑所选择的路由是否可靠；另一方面，在频谱资源查找过程中，通常采用首次命中的方式进行频谱资源查找，而没有形成最优化频谱资源选择与分配机制。目前，对于频谱资源分配与优化问题，主要采用两种不同方法：

1)采用路由与频谱分配相分离方法。对于每一个业务请求，通常采用最短路径算法(Dijkstra algorithm)或是K条最短路径算法(K-shortestpaths algorithm)，从源节点到目的节点进行路径计算，若找到一条路径，则路径计算成功，如果没有找到可用路径，则建立路径失败。根据业务请求的带宽需求，在成功建立的路径中，查找可用的频谱资源，可用的频谱资源必须满足频谱连续性和频谱一致性的双重约束条件。若找到业务请求的频谱资源，为业务请求预留频谱资源。从而，这个业务请求在频谱灵活光网络中建立成功。虽然路由与频谱分配相分离的方法能够保证在所选择的路由与分配的频谱资源中做到了优化，但并没有实现全局最优化的频谱资源配置。

2)采用频谱窗口平面方法(Spectrum window planes)。根据业务请求的带宽需求大小，把频谱灵活光网络中的频谱间隙按照业务请求的带宽需求大小划成不同的频谱窗口平面，并且每一个频谱窗口平面的频谱间隙数与业务请求的带宽需求大小必须相等。同时，频谱窗口平面必须满足频谱连续性和一致性的约束条件。从业务请求的源节点到目的节点，利用最短路径的计算方法，从频谱窗口平面最低的索引编号开始查找，直到找到可用的频谱资源，然后预留所选择的可用频谱资源作为工作频谱。若没有找到可用的频谱资源，这个业务请求建立失败。

上述第一种方法中，由于路由与频谱分配相分离的方法，并没有对所有业务请求进行全局频谱资源是优化。同时，在路由计算过程中，没有考虑所选择的路径的可靠性，难以保证路径能够持续正常工作，容易增大所选择的路径发生故障的风险，使频谱灵活光网络无法保证业务的可靠性传输。上述第二种方法中，虽然通过频谱窗口平面方法，一方面，提高了频谱资源的查找空间，容易找到满足业务请求的传输路径和相应的频谱资源。另一方面，与采用路由与频谱分配相分离方法，这种方法更加复杂，运行时间比较长。

虽然上述两种方面解决了业务请求的路由与频谱分配问题，但是并没有对业务请求所建立的传输路径进行可靠性评估，也没有使频谱资源达到最优化的目的。