[发明专利]弹性光网络中可塑预留业务的频谱分配方法

说明书

本发明提出了一种弹性光网络中可塑预留业务的频谱分配方法，对于一个可塑预留型连接请求，计算其被允许使用的频块尺寸类型；然后针对每种类型的频块尺寸，在其所在路径的允许时间范围内查找所有可用频块集合，所有尺寸类型可用频块的并集为连接请求的可用频块集合；计算每个可用频块的度量向量，度量向量由消耗资源数、影响资源数和到角落距离这三个分量组成；按照字典序比较各个可用频块的度量向量，并选择度量向量最小的可用频块分配给连接请求。本发明在为可塑预留型连接请求分配资源时，充分考虑了其所消耗的资源数量以及所分配频谱对网络剩余资源的影响，可以提高网络频谱资源的利用率、降低可塑预留型连接请求的阻塞率。

技术领域

本发明涉及光通信网络的技术领域，尤其涉及一种弹性光网络中可塑预留业务的频谱分配方法。

背景技术

弹性光网络是一种新型的核心网技术，它可以根据用户的带宽需求，灵活地为每一个连接请求分配频谱资源；在弹性光网络中，频谱资源通常被划分为频带宽度较小的频隙(比如每个频隙的宽度为12.5GHz或6.25GHz)，根据用户的带宽需求，可以为用户分配相邻的多个频隙。故此，弹性光网络可以大幅度提高频谱资源的利用率，降低用户连接请求的阻塞率。

随着移动互联网、云计算、边缘计算等技术的快速发展，网络应用类型也在发生着变化，在网络节点之间传送大容量数据的场景越来越多，比如，云数据中心之间的数据备份、云数据中心向边缘数据中心的数据分发等。大容量数据的传输具有以下几个特点：(1)大容量数据每次需要传送的数据总量可以提前获知；(2)大容量数据一般会给定完成传输的最后期限；(3)大容量数据传输所需要的带宽可以灵活选择。大容量数据的连接请求又被称为可塑预留型(Malleable Reservation，MR)连接请求，即可以根据需要传输的数据量和网络频谱资源的空闲情况，将连接请求所使用的频块塑造成不同的尺寸。

在为可塑预留型型连接请求(或简称MR请求)分配频谱资源时，频谱资源在频率上被划分为多个频隙之后，在时间上还会被划分为等长的时隙，即频谱资源被划分为大小相等的频谱单元(简称频元)，每个频元能够传输的数据量是固定的。一个MR请求的数据量是确定的，故其需要的频元个数是确定的，但可以根据需要而塑造为不同形状的矩形频块。比如，一个需要12个频元的MR请求，既可以使用2频隙×6时隙的频块，又可以使用3频隙×4时隙的频块，还可以使用4频隙×3时隙的频块。不同的频块选择方式，会对网络频谱资源的利用率产生很大的影响，进而会影响到MR请求的阻塞率。如果合理地为每个MR请求分配合适的频块，是关系到网络性能的问题。

发明内容

针对在弹性光网络中传输大容量数据时所需要的频谱资源具有可塑性，不同频块的选择会影响可塑预留型请求阻塞率的技术问题，本发明提出一种弹性光网络中可塑预留业务的频谱分配方法，在为每个连接请求分配频谱资源时，尽量消耗较少的频谱资源，并尽量减少所使用频谱资源对剩余空闲资源的影响，从而提高频谱资源的利用率，降低连接请求的阻塞率。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种弹性光网络中可塑预留业务的频谱分配方法，其步骤如下：

步骤一：对于一个可塑预留型的连接请求r＝(s,d,N_cell,t_arrival,t_deadline)，s和d为连接请求r的源节点和目的节点、即连接请求r所在的路径为P_sd；N_cell为连接请求r需要的频元个数，t_arrival为连接请求r的到达时间；t_deadline为连接请求r的最晚完成时间；