[发明专利]基于滑动频谱窗的弹性光网络中时变业务共享保护方法

说明书

本发明涉及基于滑动频谱窗的弹性光网络中时变业务共享保护方法，属于通信网络技术领域。本发明通过选择低代价的共享保护路径和滑动频谱窗实现时变业务传输资源分配。当时变业务到达弹性光网络时，采用最短路径算法以及首次命中策略完成时变业务工作路径选择和频谱分配；采用K最短路径算法为时变业务寻找候选保护路径集合，计算各候选保护路径的代价函数值，选择满足时变业务带宽需求且路径代价函数值最小的时变业务保护路径；创建时变业务的滑动频谱窗，为时变业务分配共享度高的保护路径频谱块；当弹性光网络检测到时变业务带宽变化时，基于滑动频谱窗为时变业务调整保护频谱分配。本发明能提高时变业务生存性传输的频谱利用率和成功率。

技术领域

本发明属于光纤通信技术领域，涉及基于滑动频谱窗的弹性光网络中时变业务共享保护方法。

背景技术

支持动态流量需求对于网络运营商来说是一个重大挑战。为了解决这个挑战，网络运营商需要一个灵活的骨干光网络。基于光正交频分复用(Orthogonal FrequencyDivision Multiplexing,OFDM)的弹性光网络(Elastic Optical Networks,EONs)被广泛地认为是一个极具发展潜力的智能光网络，能够有效地克服传统波分复用(WavelengthDivision Multiplexing, WDM)网络粗糙粒度带宽资源划分方式，以及固定不变调制格式的缺点，更加高效地使用网络中的资源。弹性光网络可以根据业务的请求带宽将网络中的频谱资源划分为细粒度并且连续的频隙(Frequency Slot,FS)，以一种更接近无网格系统的方式服务请求，极大地减少了带宽消耗。

由于频谱连续性、频谱一致性和频谱不重叠的限制，路由和频谱分配(Routingand Spectrum Assignment,RSA)问题是EONs中的一个基本问题。对于给定的业务请求，旨在为其确定一条路径，并在该路径中为业务请求分配合适的频谱资源，提高资源利用率。近些年来，随着互联网技术的飞速发展，新型业务地不断涌现，如高清视频直播，在线游戏等，业务的带宽往往会随着时间的变化而变化，称之为时变业务，传统的资源分配方法在处理时变业务的时候显得不够灵活。因此，研究时变业务在弹性光网络中的路由频谱分配，提高时变业务的频谱利用率显得至关重要。

随着光网络技术的不断发展，单光纤的传输容量可以达到400Gbps甚至是1Tbps以上。因此，网络组件，如光纤链路和网络节点的故障都将会造成大量的数据丢失和业务中断，给用户和运营商带来难以估计的损失。在WDM网络中，生存性问题得到了广泛的关注。随着技术的发展，越来越多的人将目光转移到了生存性EONs中。在生存性EONs中，如果时变业务的带宽发生变化，不仅工作路径的资源分配会受到影响，保护路径也需做出相应的改变。考虑时变业务在生存性弹性光网络中的应用，研究时变业务在生存性弹性光网络中带宽的调整是十分必要的。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种面向时变业务的生存性弹性光网络路由和频谱分配策略，用于减少网络中频谱资源的消耗，降低业务阻塞率。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

基于滑动频谱窗的弹性光网络中时变业务共享保护方法，在该算法中，为减少网络中频谱资源的消耗，设计保护路径代价函数，根据路径代价函数值选择时变业务的保护路径；利用滑动频谱窗，寻找保护路径中频谱窗共享度最高的位置，完成时变业务的频谱分配；当弹性光网络检测到时变业务带宽发生变化，保护路径根据时变业务频隙变化数目，利用当前占用的频谱块以及滑动频谱窗，完成保护路径带宽的调整；该策略具体包括以下步骤：

S1：根据时变业务请求，在弹性光网络中执行最短路径算法寻找时变业务的工作路径，并采用首选即中方法分配工作路径所需频谱块；采用工作路径和保护路径边分离的准则，执行K最短路径算法寻找时变业务的候选保护路径集；