CN102447623B - 光网络频谱资源碎片级联方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光网络频谱资源碎片级联方法及装置，所述方法包括步骤：A：对新业务进行路由计算并按频谱一致性、连续性约束分配资源，分配失败时，对新业务路径上的空闲频谱资源取交集后形成的公共频谱空闲资源求和而后进行资源分配；B：未成功分配时，比较求和结果是否小于新业务所需带宽，若是，执行步骤C，若否，执行步骤D-F；C：将新业务拆分成第一业务块、第二业务块，对第一业务块执行步骤D-F，对第二业务块返回步骤A进行处理；D：将业务拆分成小业务块；E：将小业务块进行编号；F：将小业务块映射到空闲资源碎片上。本发明能够在不影响或中断原有业务前提下，保证业务高质量、低延时传输，同时能充分利用频谱资源，降低阻塞率。
Description
技术领域
本发明涉及全光网络智能控制技术领域，尤其涉及一种光网络频谱资源碎片级联方法及装置。
背景技术
在波分复用(WDM)网络中，由于通道间隔、信号速率与格式等参数都是固定不变的，直接导致了网络的灵活性不高以及功耗效率低下，已不能适应未来大容量、高速率可扩展的光层传送需要。基于正交频分复用(OFDM)技术的支持带宽灵活的全光网络凭借其高灵活性、可扩展等优势逐步成为光网络的趋势。
在带宽灵活光网络的路由计算和频谱分配的过程中，由于超大业务的到达和结束具有很大的随机性，当随机业务到来时要满足频谱中心频率的一致性和频谱资源连续性，带宽灵活光网络中各条路径的可用频谱资源可能以碎片的形式存在。如果不对这些碎片加以整理，会影响频谱资源的有效利用。即很多空闲的频谱资源由于分布的相对零散没有被充分利用，新业务到来时出现业务阻塞。
为降低业务阻塞率，现有技术通常在带宽灵活光网络中采用碎片整理频谱重构的方法。这种方法可以通过频谱重构的方式将很难利用的频谱碎片整理成连续的频谱资源，降低业务阻塞率；但在对频谱搬移重构的过程中不可避免的改变某些原有业务的频谱或者路由，切换现有的链接，使某些原有业务中断，产生业务数据丢失。所以带宽灵活光网络频谱重构方法会不可避免的导致原有业务传输时延的增大、数据丢包率上升和信息传输质量的恶化。而且随着网络规模的增大和业务量的激增，全光带宽灵活网络频谱重构方法对控制平面的控制难度也随之增大。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是：提供一种光网络频谱资源碎片级联方法及装置，其能够在不影响或中断原有业务的前提下，保证业务高质量、低延时传输，同时本发明充分利用频谱空闲资源，降低了业务阻塞率。
(二)技术方案
为解决上述问题，本发明提供了一种光网络频谱资源碎片级联方法，包括以下步骤：
A：对新业务进行路由计算并按照频谱一致性和频谱连续性约束分配资源，在分配资源失败的情况下，对新业务经路由得到的业务路径上的空闲频谱资源取交集形成公共频谱的空闲资源，并对所有公共频谱的空闲资源求和后进行资源分配；
B：未成功分配时，比较求和结果是否小于新业务所需的频谱带宽并制定拆分策略，若是，则执行步骤C，若否，则执行步骤D-F；
C：将新业务拆分成第一业务块和第二业务块，执行步骤D-F将第一业务块分配到所述业务路径，同时返回步骤A对第二业务块进行处理；
D：根据所述拆分策略将业务拆分成小业务块；
E：将拆分得到的小业务块按照发送业务的顺序进行编号；
F：将编号后的小业务块根据空闲频谱分布情况映射到空闲资源碎片上。
优选地，所述步骤C中，将新业务拆分成第一业务块和第二业务块包括：将原始路由算出的路径公共频谱的空闲资源分配满的部分为第一业务块，剩余不能再在此路径分配资源的业务块就是第二业务块。
优选地，所述步骤D中，将业务拆分成小业务块包括：以首次命中的方式将业务拆分成小业务块。
优选地，所述方法还包括：为便于接收节点对新业务的恢复与使用，将新业务的分块编号情况上报给控制平面的步骤。
一种光网络频谱资源碎片级联的装置，包括：
频谱资源分析模块，用于对新业务进行路由计算并按照频谱一致性和频谱连续性约束分配资源，在分配资源失败的情况下，对新业务经路由得到的业务路径上的空闲频谱资源取交集形成公共频谱的空闲资源，并对所有公共频谱的空闲资源求和；
策略决策模块，用于比较求和结果是否小于新业务所需的频谱带宽并制定拆分策略，若是，则将新业务拆分成第一业务块和第二业务块；将第一业务块交由业务分块模块处理，同时返回频谱资源分析模块对第二业务块进行处理；若否，则将新业务交由业务分块模块处理；
业务分块模块，用于根据策略决策模块制定的拆分策略将新业务分成小业务块；
编号模块，用于将所述小业务块按照发送业务的顺序进行编号；
业务映射适配模块，用于将编号后的小业务块根据空闲频谱分布情况映射到空闲资源碎片上。
优选地，所述装置还包括第一拆分模块，用于将原始路由算出的路径公共频谱的空闲资源分配满的部分为第一业务块，剩余不能再在此路径分配资源的业务块就是第二业务块。
优选地，所述装置还包括第二拆分模块，用于以首次命中的方式将业务拆分成小业务块。
优选地，所述装置还包括业务编号管理模块，用于把新业务的分块编号情况上报给控制平面以便接收节点对新业务恢复与使用。
(三)有益效果
本发明通过将新业务带宽根据目前频谱空闲资源状况进行拆分，使得本来阻塞的超大业务在不影响其他已有建路通信业务的情况下成功建立，本发明解决了全光带宽灵活网络中由于空闲频谱资源呈碎片化分布导致的资源浪费问题，大大提高了带宽灵活全光网络的频谱资源利用率。与此同时，只要网络中公共空闲资源大于新到来的随机业务就能将业务成功建路，极大降低了网络阻塞率。本发明在利用带宽灵活全光网络碎片空闲频谱资源时，不会影响网络中其他已有建路的业务，即不会切换现有的连接。本发明在不影响或中断原有业务的前提下，能够保证业务高质量、低延时传输，同时本发明充分利用频谱空闲资源，降低了业务阻塞率。
附图说明
图1为本发明实施方式中所述光网络频谱资源碎片级联方法的流程图；
图2为本发明实施方式中所述进行光网络频谱资源碎片级联的装置的原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
如图1所示，本发明所述的光网络频谱资源碎片级联方法，包括以下步骤：
A：对新业务进行路由计算并按照频谱一致性和频谱连续性约束分配资源，在分配资源失败的情况下，对新业务经路由得到的业务路径上的空闲频谱资源取交集形成公共频谱的空闲资源，并对所有公共频谱的空闲资源求和后进行资源分配；
B：未成功分配时，比较求和结果是否小于新业务所需的频谱带宽并制定拆分策略，若是，则执行步骤C，若否，则执行步骤D-F；
C：将新业务拆分成第一业务块和第二业务块，执行步骤D-F将第一业务块分配到所述业务路径，同时返回步骤A对第二业务块进行处理；
本步骤中，将新业务拆分成第一业务块和第二业务块包括：将原始路由算出的路径公共频谱的空闲资源分配满的部分为第一业务块，剩余不能再在此路径分配资源的业务块就是第二业务块。
D：根据所述拆分策略将业务拆分成小业务块；
本步骤中，将业务拆分成小业务块包括：以首次命中的方式将业务拆分成小业务块。拆分的原则是根据所有公共频谱的空闲资源碎片的情况，以首次命中的方式拆分，尽可能的将前面的碎片填满。也就是说在统计公共频谱空闲资源求和的同时还要统计每个碎片的情况。拆分业务的时候从前往后尽可能将碎片填满。根据这个原则拆分业务。
E：将拆分得到的小业务块按照发送业务的顺序进行编号；
F：将编号后的小业务块根据空闲频谱分布情况映射到空闲资源碎片上。
优选地，所述方法还包括：为便于接收节点对新业务恢复与使用，将新业务的分块编号情况上报给控制平面的步骤。
如图2所示，一种光网络频谱资源碎片级联的装置，包括：
频谱资源分析模块，用于对新业务进行路由计算并按照频谱一致性和频谱连续性约束分配资源，在分配资源失败的情况下，对新业务经路由得到的业务路径上的空闲频谱资源取交集形成公共频谱的空闲资源，并对所有公共频谱的空闲资源求和；
策略决策模块，用于比较求和结果是否小于新业务所需的频谱带宽并制定拆分策略，若是，则将新业务拆分成第一业务块和第二业务块；将第一业务块交由业务分块模块处理，同时返回频谱资源分析模块对第二业务块进行处理；若否，则将新业务交由业务分块模块处理；
业务分块模块，用于根据策略决策模块制定的拆分策略将新业务分成小业务块；
编号模块，用于将所述小业务块按照发送业务的顺序进行编号；
业务映射适配模块，用于将编号后的小业务块根据空闲频谱分布情况映射到空闲资源碎片上。
所述装置包括第一拆分模块，用于将原始路由算出的路径公共频谱的空闲资源分配满的部分为第一业务块，剩余不能再在此路径分配资源的业务块就是第二业务块。所述装置还包括第二拆分模块，用于以首次命中的方式将业务拆分成小业务块。
另外，所述装置还包括业务编号管理模块，用于把新业务的分块编号情况上报给控制平面以便接收节点对新业务恢复与使用。
举例说明带宽灵活光网络频谱资源碎片级联方法，考虑理想的情况忽略每个业务频谱间的保护带宽。
当新业务路由计算出来后，将计算出的业务路径频谱资源取交集得到业务路径公共频谱的空闲资源，假设频谱子载波数为40个，如表1。其中编号1至8、编号12至21和编号24至36的子载波均为已有业务分配的资源，白色编号为9、10、11、22、23、37、38、39、40的子载波为公共频谱空闲资源。假设新业务需要为其分配12个子载波才能完成业务传送，根据频谱一致性和频谱连续性约束寻找可用空闲资源时发现连续的空闲资源没有连续的12个空闲子载波，空闲子载波总数只有9个，因此根据带宽灵活光网络频谱资源碎片级联方法将新业务分成需要分配9个子载波的业务块A和需要分配3个子载波的业务块B。将业务块A拆分为9块，分别按照顺序依次编号为A1至A9，将白色空闲资源子载波9、10、11、22、23、37、38、39、40分配给编号为A1至A9的业务块A，比如子载波9承载业务块A的编号为A1的业务，子载波10承载业务块A的编号为A2的业务，子载波11承载业务块A的编号为A3的业务，子载波22承载业务块A的编号为A4的业务，以此类推。业务块A分配完毕如表2。
表1
表2
对于业务块B需要根据路由策略重新计算次短径路由，公共频谱空闲资源如表3。编号为1至13和17至40的子载波为已分配的频谱资源，白色子载波14、15、16为空闲的频谱资源。由于业务块B还需要分配3个子载波，因此将业务块B拆分为3块，编号分别为B1、B2、B3。频谱分配时，将子载波14承载业务B1，子载波15承载业务B2，子载波16承载业务B3，如表4。频谱成功分配后，完成业务块B的建路传送过程。
表3
表4
在接收端将新业务的业务块A和业务块B都接收完成后，根据建路前拆分业务的业务编号将接收到的业务重新整合，恢复出原业务。业务整理顺序为A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7、A8、A9、B1、B2、B3。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。
Claims (8)
1.一种光网络频谱资源碎片级联方法，其特征在于，包括以下步骤：
A：对新业务进行路由计算并按照频谱一致性和频谱连续性约束分配资源，在分配资源失败的情况下，对新业务经路由计算得到的业务路径上的空闲频谱资源取交集形成公共频谱的空闲资源，并对所有公共频谱的空闲资源求和后进行资源分配；
B：未成功分配时，比较求和结果是否小于新业务所需的频谱带宽并制定拆分策略，若是，则执行步骤C，若否，则执行步骤D-F；
C：将新业务拆分成第一业务块和第二业务块，执行步骤D-F将第一业务块分配到所述业务路径，同时返回步骤A对第二业务块进行处理；
D：根据所述拆分策略将业务拆分成小业务块；
E：将拆分得到的小业务块按照发送业务的顺序进行编号；
F：将编号后的小业务块根据空闲频谱分布情况映射到空闲资源碎片上。
2.如权利要求1所述的光网络频谱资源碎片级联方法，其特征在于，所述步骤C中，将新业务拆分成第一业务块和第二业务块包括：将原始路由算出的路径公共频谱的空闲资源分配满的部分为第一业务块，剩余不能再在此路径分配资源的业务块就是第二业务块。
3.如权利要求1所述的光网络频谱资源碎片级联方法，其特征在于，所述步骤D中，将业务拆分成小业务块包括：以首次命中的方式将业务拆分成小业务块。
4.如权利要求1所述的光网络频谱资源碎片级联方法，其特征在于，还包括：为便于接收节点对新业务恢复与使用，将新业务的分块编号情况上报给控制平面的步骤。
5.一种光网络频谱资源碎片级联的装置，其特征在于，包括：
频谱资源分析模块，用于对新业务进行路由计算并按照频谱一致性和频谱连续性约束分配资源，在分配资源失败的情况下，对新业务经路由计算得到的业务路径上的空闲频谱资源取交集形成公共频谱的空闲资源，并对所有公共频谱的空闲资源求和；
策略决策模块，用于比较求和结果是否小于新业务所需的频谱带宽并制定拆分策略，若是，则将新业务拆分成第一业务块和第二业务块；将第一业务块交由业务分块模块处理，同时返回频谱资源分析模块对第二业务块进行处理；若否，则将新业务交由业务分块模块处理；
业务分块模块，用于根据策略决策模块制定的拆分策略将新业务分成小业务块；
编号模块，用于将所述小业务块按照发送业务的顺序进行编号；
业务映射适配模块，用于将编号后的小业务块根据空闲频谱分布情况映射到空闲资源碎片上。
6.如权利要求5所述的进行光网络频谱资源碎片级联的装置，其特征在于，还包括第一拆分模块，用于将原始路由算出的路径公共频谱的空闲资源分配满的部分为第一业务块，剩余不能再在此路径分配资源的业务块就是第二业务块。
7.如权利要求5所述的进行光网络频谱资源碎片级联的装置，其特征在于，还包括第二拆分模块，用于以首次命中的方式将业务拆分成小业务块。
8.如权利要求5所述的进行光网络频谱资源碎片级联的装置，其特征在于，还包括业务编号管理模块，用于把新业务的分块编号情况上报给控制平面以便接收节点对新业务恢复与使用。
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