[发明专利]多芯弹性光网络基于节点和串扰感知的资源分配方法

权利要求书

1.一种多芯弹性光网络基于节点和串扰感知的资源分配方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

S1：根据光网络中的节点中介中心性公式，计算网络拓扑中各节点的中介中心性，并根据中介中心性值对网络中的节点降序排列，节点的中介中心性值越大代表该节点越重要，其次，根据网络中节点和链路的数目，确定网络中可配置有限频谱转换器节点的比例θ，网络中可进行频谱转换的节点比例的取值范围为L为网络中链路数目，|V|表示网络中的节点数目，为向上取整数值，然后，根据节点的排序，选|V|×θ个节点，依次为其配置有限频谱转换器；

其中，节点中介中心性的计算公式为：

在该公式中，V为网络中的节点集合，p_i(s,t)表示源节点为s、目的节点为t，并通过中间节点i的最短路径数目，0.5(|V|-1)×(|V|-2)表示除节点i外，若在网络中的任意节点对之间选一条最短长度路径，网络中最短长度路径的总数；

S2：根据业务请求，在多芯弹性光网络中使用最短路径方法选择K条候选路径，其中K的取值为网络拓扑的节点平均度数向上取极大整数值，根据路径权重公式，计算各候选路径权重值，并根据路径权重值的大小，升序排列候选路径在集合P中；

其中，路径权重值的计算公式为：

在路径权重公式中，α₁、α₂为权重系数，分别表示路径负载及路径中配置的有限频谱转换器对候选路径的影响，其中α₁+α₂＝1，hop_k为第k条候选路径的跳数，为候选路径k中第i条链路的权重值，rc和RC分别为节点处可用有限频谱转换器的数目及有限频谱转换器的总数；

S3：在路径集合P中为业务请求进行纤芯频谱分配，根据频谱分配权重公式，计算业务请求分配在候选路径的不同频谱区间时的频谱分配权重值，选择频谱分配权重值最小的分配方式为业务请求分配路径、纤芯和频谱块；

具体地，S3的详细步骤为：

S301：根据顶点着色的思想对纤芯进行分组，将不相邻的纤芯分为一组，为进一步降低芯间串扰的影响，将频谱进行分区，其分区数与纤芯的分组数相关，当纤芯分组数为奇数时，其分区数为纤芯分组数加1，当纤芯分组数为偶数时，其分区数与纤芯分组数相等，每个分区的频隙数由区间频隙计算公式得出；

其中，区间频隙计算公式为：

在区间频隙计算公式中，首先根据业务请求带宽所需频隙数的大小，将具有相同最大因数的业务请求聚合为一组，m和n分别为第i组业务请求的种类数和业务请求的总种类数，R_x和R_ij分别是第x种业务请求和第i组第j种业务请求所需的频隙数，P_x和P_ij分别是第x种业务请求和第i组第j种业务请求占总业务请求的比例，S为纤芯中频隙的总数，下标min FS表示分配给组i的频隙数目必须是组i中最小业务请求带宽所需频隙数的倍数；

S302：计算业务请求所需频隙数的最大因数，为业务请求选择合适的频谱区间分配频谱资源，若业务请求分配在奇数区间，采用首次匹配准则分配频谱资源，即从低索引值的频隙开始寻找可用频谱块，若业务请求分配在偶数区间，采用尾次匹配准则分配频谱资源，即从高索引值的频隙开始寻找可用频谱块；

S303：若业务请求在最大因数的频谱区间中无可用频谱资源，将检查该业务请求所需频隙数是否与其他组业务请求所需频隙数有相同的因子，若有，则将该业务请求分配到相应的频谱区间中，并根据业务分配准则，为业务请求分配合适的频谱块，若没有，将根据频谱分配权重公式，在其它所有频谱区间内寻找频谱分配权重值最大的空闲频谱块传输业务请求，并记录频谱块所在的候选路径和纤芯序号；

其中，频谱分配权重的计算公式为：

在频谱分配权重的计算公式中，为选择候选路径k的纤芯c区间s中的频谱块时的权重值，为候选路径k的纤芯c区间s的频谱紧密度，为选择候选路径k的纤芯c区间s中的频谱块时，相邻纤芯c′与所选频谱块重叠的频隙数，其中，和分别表示在候选路径k的纤芯c区间s的最大占用频隙索引值和最小占用频隙索引值，表示候选路径k的纤芯c区间s中第i个频隙的状态，占用为0，否则为1，表示候选路径k的纤芯c区间s中第j个空闲频谱块包含的频隙数，为候选路径k的纤芯c区间s中空闲频谱块的数目，f_s、f_e分别为所选频谱块的开始频隙索引值和结束频隙索引值，P_core为选择纤芯的相邻纤芯集合，和分别代表纤芯c和与纤芯c相邻的纤芯c′中第j个频隙的占用状态，占用为0，否则为1；

S4：计算业务请求使用上一步确定的路径、纤芯和频谱块传输时的芯间串扰值，若不满足串扰阈值条件，将通过频谱转换的方法降低串扰，首先检查业务请求的候选路径中是否存在可以进行频谱转换的节点，若存在，则在传输纤芯的频谱转换范围内判断是否存在满足业务带宽需求的频谱块，若存在，则优先为业务请求选择与相邻纤芯重叠较少频隙的频谱块，并记录频谱块所在的候选路径和纤芯序号，否则，在下一候选路径中采用S3所述方法为业务请求寻找合适的频谱块，并记录频谱块所在的候选路径和纤芯序号。