[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

说明书

本发明涉及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，属于光纤通信技术领域。本发明所述方法首先根据节点的中介中心性来确定节点重要度，并依据节点重要度对节点进行降序排列，按照光网络节点数目的一定比例值对排序的光网络节点配置有限频谱转换器；在业务请求的路由选择阶段，设计考虑路径负载及路径中有限频谱转换器使用比例的路径权重计算方法，升序排列候选路径；在纤芯频谱分配阶段，采用纤芯分组和频谱分区的方法，设计考虑频谱区间紧密度和频谱区间重叠频隙数的纤芯频谱选择方法，降低纤芯间的串扰值；对于频谱分配失败的业务请求，将通过有限频谱转换器重新为业务请求寻找可用频谱块，提高业务成功传输的概率。

技术领域

本发明属于光纤通信技术领域，涉及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。

背景技术

随着互联网业务的快速发展，网络带宽资源消耗不断增加，光网络因其传输容量大、传输距离远等优点备受运营商青睐。传统的波分复用网络采用固定的频谱粒度和单一的调制格式，无法满足灵活多变的业务请求。基于光正交频分复用技术的弹性光网络(Elastic Optical Networks,EONs)可以灵活分配频谱粒度和自适应选择调制格式，在近些年受到广泛的关注和研究。而随着日益增长的流量需求，采用单芯光纤的EONs已经无法满足业务的传输需求，而空分复用(Space Division Multiplexing,SDM)技术采用多芯光纤，从物理结构上对光纤进行扩容，是当前克服光纤容量瓶颈的有效手段。多芯光纤弹性光网络则结合了空分复用技术和弹性光网络的优点，具有频谱分配方式灵活、传输容量大、资源利用率高等优点。

在多芯弹性光网络中，业务请求分配必须满足频谱分配的三个约束条件，减少了业务请求分配的灵活性。为缓解频谱约束条件对业务请求分配的影响，可在多芯弹性光网络的节点内配置相关器件。在节点配置有限频谱转换器可放宽频谱分配时的一致性约束，在频谱转换范围内，分配失败的业务请求可将频隙转换到相同纤芯的其他频隙中，提高业务请求成功传输的概率，并在一定程度上优化芯间串扰对业务请求带来的影响。但是权衡使所有网络中节点均具有频谱转换能力导致的附加成本与网络全配置方式带来的阻塞率改善，在网络中全配置有限频谱转换器的成本效益并不高。故可采用稀疏配置来减少配置光器件的成本，若要采用稀疏配置的方式，选取网络的节点又是一大难题。现有衡量节点重要性的方法或是直接按照节点度数排序，或是按照节点负载进行排序，前者存在边缘节点度数也可能较高的现象，不够客观，后者在网络中有业务请求传输时才可进行判定，不适用于节点的器件配置。在多芯弹性光网络中，纤芯间不可避免地将产生芯间串扰(Inter-CoreCrosstalk,ICXT)，即业务请求在传输过程中将出现频隙重叠，使光信号功率泄露到相邻纤芯中，影响业务传输的质量。综上，如何合理选出配置有限频谱转换器的节点来降低成本及如何在业务传输时更合理地为其分配资源以减少串扰芯间对资源分配的影响至关重要。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供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，通过在网络节点配置有限频谱转换器来放松频谱一致性约束，在频谱分配阶段，通过考虑串扰的影响来提高频谱利用率。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

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，该方法包括以下步骤：

S1：根据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，并根据计算得到的中介中心性值对网络中的节点降序排列，选取一定数目的节点配置有限频谱转换器；

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：