[发明专利]一种空分复用弹性光网络的路由纤芯频谱分配方法

权利要求书

1.一种空分复用弹性光网络的路由纤芯频谱分配方法，所述方法综合考虑光节点的频谱转换能力和业务所受芯间串扰，其特征在于：该方法包括以下步骤：

S1：根据节点中介中心性计算公式计算网络拓扑中各节点的中介中心性，确定网络中配置频谱转换器的节点，本方法将这些节点称为SC⁺节点；

进一步，所述S1具体方法为：

S101：按节点中介中心性公式计算网络中各节点的中介中心性，并根据该值对节点降序排序；

节点中介中心性计算公式：

在节点中介中心性计算公式中，v_i表示非源目的节点的中间节点，v_s、v_t分别表示源目的节点，N_V表示网络中的节点总数，V表示网络的节点集合，g_i(v_s,v_t)表示通过节点v_i的从源节点v_s到目的节点v_t的最短路径数目，表示s-t间最短路径总数；

S102：确定网络中SC⁺节点的数量以及位置，选取节点中介中心性排名前的节点作为SC⁺节点，其中，θ∈(0,1)表示SC⁺节点的选取比例，N_V表示网络中节点总数；

S2：根据路径权重公式为业务找出K条最大权重传输路径，K值的大小与网络连通度有关；

进一步，所述S2具体方法为：

其中，路径权重公式为：

路径权重公式：

在上面的路径权重公式中，l_i表示路径p上的链路，N_c表示所用MCF的纤芯集合，|N_c|表示MCF的纤芯数，N_fs表示纤芯的频隙集合，|N_fs|表示纤芯的频隙数，c_j表示纤芯索引号，x表示频隙索引号，为布尔变量，表示链路l_i上纤芯c_j的第x个频隙的占用情况，已被占用则为0，否则为1；表示链路l_i除目的节点外的尾节点剩余的转换器数目，表示链路l_i尾节点配置的转换器总数，此处分母加一是为了避免非SC⁺节点中频谱转换器总数为0造成计算错误；分子中α为权重因子，用来降低瓶颈节点被选择的频率；分母中表示经过链路l_i的最短路径的数目，hop_p表示路径的跳数；

S3：在找出的路径上为业务进行纤芯、频谱分配，根据设计的纤芯频谱分配成本公式计算其分配方式的成本，选择成本最低的分配方式为其分配纤芯频谱资源；

其中，纤芯频谱区域分配成本公式：

上式中，u_c,s表示纤芯c中频谱区域s的负载，l_i表示光纤链路i，f为频谱区域s的频隙索引起始编号；

S4：计算业务传输时的芯间串扰，若不满足串扰阈值条件，则通过降低调制等级或频谱转换的方法降低串扰。

2.如权利要求1所述的一种空分复用弹性光网络的路由纤芯频谱分配方法，所述方法综合考虑光节点的频谱转换能力和业务所受芯间串扰，其特征在于：所述S3具体方法为：

S301：基于顶点着色的思想对纤芯进行分组，将不相邻的纤芯划分为一组；同时，为了进一步降低芯间串扰的影响，将频谱进行分区，分区数与纤芯的分组数相等，每个分区中频隙数相等；

S302：完成纤芯分组和频谱分区之后，根据纤芯频谱分配成本公式计算业务的传输路径上每一条链路的每一根纤芯中各频谱区域的分配成本；

其中，纤芯频谱区域分配成本公式：

S303：计算出频谱区域分配成本后，根据链路分配成本公式计算链路的分配成本，并选择该链路上频谱区域分配成本的最小值；

其中，链路分配成本公式：

这里，p表示路径，c_j表示链路l_i的纤芯j，S为频谱区域集合；

S304：根据路径成本公式，对传输路径上每条链路的分配成本求和，得到路径分配成本；

其中，路径分配成本公式：

S305：重复S302-S304，找到路径分配成本最小的分配方式，按照该分配方式为业务分配纤芯和频隙。

3.如权利要求1所述的一种空分复用弹性光网络的路由纤芯频谱分配方法，所述方法综合考虑光节点的频谱转换能力和业务所受芯间串扰，其特征在于：所述S4具体方法为：

S401：比较路径分配成本和路径跳数，若路径分配成本小于等于路径跳数，则判定业务所受串扰较轻，可以成功传输，否则，根据串扰计算公式计算业务所受串扰，检查是否满足串扰阈值条件，满足则直接传输，否则通过S402所述方法优化串扰；

其中，

串扰计算公式：

三个公式中，h表示单位传输长度的XT增量，式中k，r，β，w_th分别表示耦合系数、弯曲半径、传播常数以及沟槽宽度，表示一根纤芯c和其相邻、并且占用频隙存在部分重叠或完全重叠的纤芯c_a间的串扰，式中L表示光纤传输长度，XT_c为业务在纤芯c上传输所受总串扰；

S402：检查业务的传输路径中是否存在可以进行频谱转换的节点，若有可进行频谱转换的节点，则在该节点进行频谱转换，将业务的承载频谱转换到被相邻纤芯占用更少的频谱上；若传输路径中存在多个可进行频谱转换的节点，则根据节点排名公式为这些节点进行降序排名，选择在名次靠前的节点处进行频谱转换，完成串扰的优化；

其中，节点排名公式：

上式中，v为节点，表示该节点可用SC数目，SC为频谱转换器，N_sc表示该节点SC总数，XT_after表示优化后的业务串扰，XT_before表示频谱转换前业务所受串扰，XT_th为串扰阈值。