CN102546435A - 一种频谱资源分配方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种频谱资源分配方法，包括：对网络业务进行分类，以及相应地对频谱空间进行分块，并确定网络业务类与频谱块的对应关系，需要为网络业务分配频谱资源时，确定所述网络业务所属的网络业务类；根据网络业务类与频谱块的对应关系确定所述网络业务类对应的频谱块；为所述网络业务分配所述频谱块内的频谱资源。本发明还相应地公开了一种频谱资源分配装置。本发明基于网络业务分类进行频谱资源分配，且能针对不同的网络场景，实例化出不同的频谱资源分配方法，并将频谱空间相应地划分成块，将同一类的业务分配给同一块频谱空间，从而后来的业务可以更好地利用同类业务释放出的频谱空间，从而能够减少频谱碎片，提高频谱资源利用率。
Description
技术领域
本发明涉及频谱灵活光网络领域，尤其涉及一种频谱资源分配方法及装置。
背景技术
在光网络中，较为传统的频谱分配方法有随机分配(Random Assignment)方法和首次命中(FF first-fit)方法，其中：
采用随机分配方法为网络业务分配频谱时，先在频谱空间里搜寻并给出所有可用频谱段的集合，之后在所有可用频谱段中随机选取一段频谱分配给相应的网络业务，例如，采用随机分配方法时，频谱空间的占用情况可以如图1所示；
采用首次命中方法为网络业务分配频谱时，先对所有的可用频谱段进行编号，搜索可用频谱段时，会先选取低编号的频谱段。从而选取的是第一个可用频谱段。这种方法可以让所有使用中的频谱段都尽量在频谱空间中的低端位置，从而频谱空间的高端会有连续的更长的可用频谱，例如，采用首次命中方法时，频谱空间的占用情况可以如图2所示。
频谱灵活光网络架构的提出为光网络中的可变带宽分配提供了解决方案。但同时，也出现了新的频谱分配的问题。具体的，在频谱灵活光网络中，每个业务到达时采用随机分配方法随机分配可用频谱段，会使被占用的频谱段分散，容易产生频谱碎片；而首次命中方法虽然让所有使用中的频谱段尽量在频谱空间中的低端位置，但由于不同的网络业务服务时间并不一致，服务结束的网络业务所占资源被释放后，下一个请求资源的业务所需频谱带宽也很可能不一致，因此，使用首次命中方法也仍然存在被占用频谱段分散、容易产生频谱碎片的问题。
总之，不同的网络业务具有不同的网络业务特性，而上述现有频谱资源分配方法均是对所有网络业务进行混杂分配，所以容易产生大量的频谱碎片，会降低频谱资源利用率。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种频谱资源分配方法及装置，能够减少频谱碎片，提高频谱资源利用率。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种频谱资源分配方法，对网络业务进行分类，以及相应地对频谱空间进行分块，并确定网络业务类与频谱块的对应关系，该方法包括：
需要为网络业务分配频谱资源时，确定所述网络业务所属的网络业务类；
根据网络业务类与频谱块的对应关系确定所述网络业务类对应的频谱块；
为所述网络业务分配所述频谱块内的频谱资源。
所述对网络业务进行分类为：根据网络业务所需带宽、和/或网络业务的服务时间、和/或网络业务的优先级对网络业务进行分类。
设置衡量值X1、X2、......Xn，n为网络业务类的个数，所述根据网络业务所需带宽对网络业务进行分类为：
所需带宽除以X1的余数为零的网络业务分为第一类、所需带宽除以X2的余数为零的网络业务分为第二类、......、所需带宽除以Xn的余数为零的网络业务分为第n类，
所述为网络业务分配对应频谱块内的频谱资源为：采用随机分配方式或首次命中方式为网络业务分配对应频谱块内的频谱资源。
所述根据网络业务所需带宽对网络业务进行分类为：所需带宽不大于预设衡量值Y的网络业务分为一类；所需带宽大于预设衡量值Y的网络业务分为一类，
所述为网络业务分配所述频谱块内的频谱资源为：
所述网络业务所需带宽不大于预设衡量值Y，则从相应频谱块的起始端进行首次命中分配；所述网络业务所需带宽大于预设衡量值Y，则从相应频谱块的结束端逆向进行首次命中分配。
所述根据网络业务的服务时间对网络业务进行分类为：服务时间不大于预设衡量值Z的网络业务分为一类；服务时间大于预设衡量值Z的网络业务分为一类，
所述为网络业务分配所述频谱块内的频谱资源为：
所述网络业务的服务时间不大于预设衡量值Z，则从相应频谱块的起始端进行首次命中分配；所述网络业务的服务时间大于预设衡量值Z，则从相应频谱块的结束端逆向进行首次命中分配。
所述频谱块之间不重叠、部分重叠或全部重叠。
一种频谱资源分配装置，包括：网络业务分类模块、频谱空间分块模块、对应关系确定&存储模块、频谱资源分配模块；其中，
所述网络业务分类模块，用于对网络业务进行分类；
所述频谱空间分块模块，用于对频谱空间进行分块；
所述对应关系确定&存储模块，用于确定并存储网络业务类与频谱块的对应关系；
所述频谱资源分配模块，用于在需要为网络业务分配频谱资源时，根据网络业务分类模块的分类情况确定所述网络业务所属的网络业务类，以及根据对应关系确定&存储模块存储的网络业务类与频谱块的对应关系确定所述网络业务类对应的频谱块，之后为所述网络业务分配所述频谱块内的频谱资源。
所述网络业务分类模块，具体用于根据网络业务所需带宽、和/或网络业务的服务时间、和/或网络业务的优先级对网络业务进行分类。
所述网络业务分类模块，具体用于设置衡量值X1、X2、......Xn，n为网络业务类的个数，将所需带宽除以X1的余数为零的网络业务分为第一类、所需带宽除以X2的余数为零的网络业务分为第二类、......、所需带宽除以Xn的余数为零的网络业务分为第n类；
所述频谱资源分配模块，具体用于采用随机分配方式或首次命中方式为网络业务分配对应频谱块内的频谱资源。
所述网络业务分类模块，具体用于将所需带宽不大于预设衡量值Y的网络业务分为一类；所需带宽大于预设衡量值Y的网络业务分为一类，
所述频谱资源分配模块，具体用于在网络业务所需带宽不大于预设衡量值Y时，从相应频谱块的起始端进行首次命中分配；网络业务所需带宽大于预设衡量值Y时，从相应频谱块的结束端逆向进行首次命中分配。
所述网络业务分类模块，具体用于将服务时间不大于预设衡量值Z的网络业务分为一类；服务时间大于预设衡量值Z的网络业务分为一类，
所述频谱资源分配模块，具体用于在网络业务的服务时间不大于预设衡量值Z时，从相应频谱块的起始端进行首次命中分配；网络业务的服务时间大于预设衡量值Z时，从相应频谱块的结束端逆向进行首次命中分配。
所述频谱块之间不重叠、部分重叠或全部重叠。
本发明频谱资源分配方法及装置，对网络业务进行分类，以及相应地对频谱空间进行分块，并确定网络业务类与频谱块的对应关系，需要为网络业务分配频谱资源时，确定所述网络业务所属的网络业务类；根据网络业务类与频谱块的对应关系确定所述网络业务类对应的频谱块；为所述网络业务分配所述频谱块内的频谱资源。本发明基于网络业务分类进行频谱资源分配，且能针对不同的网络场景，实例化出不同的频谱资源分配方法，并将频谱空间相应地划分成块，将同一类的业务分配给同一块频谱空间，从而后来的业务可以更好地利用同类业务释放出的频谱空间，从而能够减少频谱碎片，提高频谱资源利用率。
附图说明
图1为采用随机分配方法时，频谱空间的占用情况示意图；
图2为采用首次命中方法时，频谱空间的占用情况示意图；
图3为本发明频谱资源分配方法流程示意图；
图4为本发明频谱分配的原理示意图；
图5为基于本发明方法的一种频谱空间占用情况示意图；
图6为本发明实施例1划分频谱资源的分配示意图；
图7为本发明实施例2划分频谱资源的分配示意图；
图8为本发明实施例3划分频谱资源的分配示意图；
图9为本发明实施例4基于多种业务属性的频谱资源多级分配示意图；
图10为实施例一种频谱资源二级分配方法示意图；
图11为图10对应的频谱空间二级划分示意图。
具体实施方式
本发明的基本思想是：对网络业务进行分类，以及相应地对频谱空间进行分块，并确定网络业务类与频谱块的对应关系，需要为网络业务分配频谱资源时，确定所述网络业务所属的网络业务类；根据网络业务类与频谱块的对应关系确定所述网络业务类对应的频谱块；为所述网络业务分配所述频谱块内的频谱资源。
在频谱灵活光网络中，频谱碎片产生的根本原因在于网络业务具有各种不同的特性。因此我们提出了一种考虑网络业务特性的频谱分配方法，它将网络业务分类，频谱空间分块，将同类别的网络业务分配到相应的频谱块中。这种分配方法的关键在于，一个网络业务服务到期资源释放后，同类别的网络业务能更好地分配到相应的频谱块中，以减少频谱碎片的产生。
图3为本发明频谱资源分配方法流程示意图，如图3所示，该方法包括：
步骤301：需要为网络业务分配频谱资源时，确定所述网络业务所属的网络业务类；
这里，需要预先对网络业务进行分类，以及相应地对频谱空间进行分块，并确定网络业务类与频谱块的对应关系。
具体的，可以根据网络业务所需带宽、和/或网络业务的服务时间、和/或网络业务的优先级对网络业务进行分类。
各种网络业务带宽大小总体分布具有一定规律性或网络业务带宽大小差异明显的网络环境下，可使用基于带宽的分类方法。具体的分类方法的设定可依据带宽分布的规律。对于网络业务带宽大小分布较为规律，可采取基于倍数划分的频谱分配方法；对于网络业务带宽大小分布较为均匀的，可采用双向频谱资源分配方法。
各种网络业务服务时间长短差异较大的网络环境下，可使用基于时间的分类方法。可为服务时间短的业务划分较小的频谱块，服务时间长的业务划分较大的频谱块，具体的分配方法可根据服务时间的分布情况具体设定。
各种网络业务中存在一些对QoS要求很高的网络环境下，可使用基于业务优先级的分类方法，优先保证优先级高的业务分配到足够的频谱空间，同时尽量减少频谱碎片的产生。
当然，也可以结合多种业务属性对业务进行分类，频谱空间也相应地进行多级划分。这种分配模式能更好地结合业务本身特性进行资源分配，能减少频谱碎片的产生。
步骤302：根据网络业务类与频谱块的对应关系确定所述网络业务类对应的频谱块；
步骤303：为所述网络业务分配所述频谱块内的频谱资源。
本发明频谱分配的原理如图4所示。
可选的，设置衡量值X1、X2、......Xn，n为网络业务类的个数，所述根据网络业务所需带宽对网络业务进行分类为：所需带宽除以X1的余数为零的网络业务分为第一类、所需带宽除以X2的余数为零的网络业务分为第二类、......、所需带宽除以Xn的余数为零的网络业务分为第n类，
所述为网络业务分配对应频谱块内的频谱资源为：采用随机分配方式或首次命中方式为网络业务分配对应频谱块内的频谱资源。
可选的，所述根据网络业务所需带宽对网络业务进行分类为：所需带宽不大于预设衡量值Y的网络业务分为一类；所需带宽大于预设衡量值Y的网络业务分为一类，
所述为网络业务分配所述频谱块内的频谱资源为：所述网络业务所需带宽不大于预设衡量值Y，则从相应频谱块的起始端进行首次命中分配；所述网络业务所需带宽大于预设衡量值Y，则从相应频谱块的结束端逆向进行首次命中分配。
可选的，所述根据网络业务的服务时间对网络业务进行分类为：服务时间不大于预设衡量值Z的网络业务分为一类；服务时间大于预设衡量值Z的网络业务分为一类，
所述为网络业务分配所述频谱块内的频谱资源为：所述网络业务的服务时间不大于预设衡量值Z，则从相应频谱块的起始端进行首次命中分配；所述网络业务的服务时间大于预设衡量值Z，则从相应频谱块的结束端逆向进行首次命中分配。
需要说明的是，上述频谱块之间可以不重叠、部分重叠或全部重叠。
需要说明的是，网络业务分类与频谱空间分块的标准需要保持一致，具体的，网络业务分类方法与频谱空间分块方法的对照表如表1所示：
| 属性 | 分类方法 | 频谱空间划分 |
| Band | ClassifyBandBased() | BandBasedDivide() |
| HoldTime | ClassifyTimeBased() | TimeBasedDivide() |
| Priority | ClassifyPriorityBased() | PriorityBasedDivide() |
| ...... | ...... | ...... |
表1
表1中列出了一些可用的分类方法和频谱空间划分方法。实际应用中具体采用哪种分类方法，需要对网络场景进行具体的分析。
图5为基于本发明方法的一种频谱空间占用情况示意图，如图5所示，空闲的频谱空间被分成频谱块1和频谱块2，业务1、业务2、业务6、业务7、业务8和业务9属于同一类网络业务，占用频谱块1的频谱资源，业务3、业务4、业务5和业务10属于同一类网络业务，占用频谱块2的频谱资源，之后，业务2、业务7、业务9和业务4陆续结束，业务2、业务9释放的相应的频谱资源便可被分配给与业务2、业务9同类的业务11、业务12，业务4释放的相应的频谱资源便可被分配给与其同类的业务13，从而可以避免产生频谱碎片，提高频谱资源利用率。
本发明还相应地提出了一种频谱资源分配装置，该装置包括：网络业务分类模块、频谱空间分块模块、对应关系确定&存储模块、频谱资源分配模块；其中，
所述网络业务分类模块，用于对网络业务进行分类；
所述频谱空间分块模块，用于对频谱空间进行分块；
所述对应关系确定&存储模块，用于确定并存储网络业务类与频谱块的对应关系；
所述频谱资源分配模块，用于在需要为网络业务分配频谱资源时，根据网络业务分类模块的分类情况确定所述网络业务所属的网络业务类，以及根据对应关系确定&存储模块存储的网络业务类与频谱块的对应关系确定所述网络业务类对应的频谱块，之后为所述网络业务分配所述频谱块内的频谱资源。
所述网络业务分类模块，具体用于根据网络业务所需带宽、和/或网络业务的服务时间、和/或网络业务的优先级对网络业务进行分类。
所述网络业务分类模块，具体用于设置衡量值X1、X2、......Xn，n为网络业务类的个数，将所需带宽除以X1的余数为零的网络业务分为第一类、所需带宽除以X2的余数为零的网络业务分为第二类、......、所需带宽除以Xn的余数为零的网络业务分为第n类；
所述频谱资源分配模块，具体用于采用随机分配方式或首次命中方式为网络业务分配对应频谱块内的频谱资源。
所述网络业务分类模块，具体用于将所需带宽不大于预设衡量值Y的网络业务分为一类；所需带宽大于预设衡量值Y的网络业务分为一类，
所述频谱资源分配模块，具体用于在网络业务所需带宽不大于预设衡量值Y时，从相应频谱块的起始端进行首次命中分配；网络业务所需带宽大于预设衡量值Y时，从相应频谱块的结束端逆向进行首次命中分配。
所述网络业务分类模块，具体用于将服务时间不大于预设衡量值Z的网络业务分为一类；服务时间大于预设衡量值Z的网络业务分为一类，
所述频谱资源分配模块，具体用于在网络业务的服务时间不大于预设衡量值Z时，从相应频谱块的起始端进行首次命中分配；网络业务的服务时间大于预设衡量值Z时，从相应频谱块的结束端逆向进行首次命中分配。
所述频谱块之间不重叠、部分重叠或全部重叠。
下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细说明。
实施例1
本实施例描述基于业务所需带宽的倍数划分频谱资源的分配方法。图6为本发明实施例1划分频谱资源的分配示意图，图6所示的分类方法适用于网络业务的带宽大小取值变化比较规律的情况。由于每一个频谱块分布的业务所占频谱段都是同一个数的倍数，倍数大的业务服务结束资源被释放后，倍数小或相等的业务可以分配进来；多个倍数小的业务服务结束资源释放后，倍数大的业务可以分配进来。这种划分可以有效的减少资源碎片的产生。
实施例2
图7为本发明实施例2划分频谱资源的分配示意图，本实施例也是适用于频谱灵活光网络的频谱分配的一种实现，其中网络业务的分类是基于带宽的，也即根据业务所占用带宽大小来进行分类，再根据这种分类，给该业务在相应的频谱资源空间块中分配资源。
这种方法中，先根据带宽大小的分布情况选取一个Value，每到一个业务，都将该业务的带宽与Value相比较，小于或等于Value则从频谱空间的起始端进行首次命中分配，大于Value则从频谱空间的结束端逆向进行首次命中分配。
在这种情况下，频谱资源空间的分块并不是严格分割的，只是通过两端分配的方式，使频谱资源占用少的业务与频谱资源占用多的业务相对分配于频谱空间的两端。从而在一个业务的频谱资源被释放后，能分配给具有相似的资源需求的业务。
实施例3
图8为本发明实施例3划分频谱资源的分配示意图，本实施例也是适用于频谱切片光网络的频谱分配模型的一种实现。其中网络业务的分类是基于业务服务时间的，也即根据业务所持续的时间长短来进行分类，再根据这种分类，给该业务在相应的频谱资源空间块中分配资源。
在这种情况下，频谱资源空间的分块并不是严格分割的，只是通过两端分配的方式，使服务时间短的业务与服务时间长的业务相对分配于频谱空间的两端。从而在一个业务的频谱资源被释放后，能分配给具有相似的资源需求的业务，减少了频谱碎片的产生。
实施例4
本实施例提出了一种基于多种属性的业务分类方法，并相应的提出了频谱空间的多级划分。
图9所示为基于多种业务属性的频谱资源多级分配模式。多级分类的顺序可针对具体应用场景进行具体设定。
图10给出了一种频谱资源二级分配方法作为示例，其中选择带宽和业务服务时间作为分类依据，根据业务带宽先进行第一级分类，再根据业务服务时间进行第二级分类，分类后将业务分配当相应的频谱块。对应的频谱空间二级划分如图11所示。
分级的顺序可根据需要进行调整，即可先根据业务服务时间进行一级分类，再根据业务带宽进行二级分类。分类依据的属性也可灵活变化。
本发明提出了对业务进行分类然后基于分类结果予以频谱资源分配的思想，并给出了基于业务分类的频谱资源分配模型。这种模型可以根据不同的网络场景，给出不同的分类方法和频谱划分方法。由于考虑到网络业务的具体特性，频谱资源的分配更加合理，频谱碎片也相对更少。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。
Claims (12)
1.一种频谱资源分配方法，其特征在于，对网络业务进行分类，以及相应地对频谱空间进行分块，并确定网络业务类与频谱块的对应关系，该方法包括：
需要为网络业务分配频谱资源时，确定所述网络业务所属的网络业务类；
根据网络业务类与频谱块的对应关系确定所述网络业务类对应的频谱块；
为所述网络业务分配所述频谱块内的频谱资源。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对网络业务进行分类为：根据网络业务所需带宽、和/或网络业务的服务时间、和/或网络业务的优先级对网络业务进行分类。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，设置衡量值X1、X2、......Xn，n为网络业务类的个数，所述根据网络业务所需带宽对网络业务进行分类为：
所需带宽除以X1的余数为零的网络业务分为第一类、所需带宽除以X2的余数为零的网络业务分为第二类、......、所需带宽除以Xn的余数为零的网络业务分为第n类，
所述为网络业务分配对应频谱块内的频谱资源为：采用随机分配方式或首次命中方式为网络业务分配对应频谱块内的频谱资源。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据网络业务所需带宽对网络业务进行分类为：所需带宽不大于预设衡量值Y的网络业务分为一类；所需带宽大于预设衡量值Y的网络业务分为一类，
所述为网络业务分配所述频谱块内的频谱资源为：
所述网络业务所需带宽不大于预设衡量值Y，则从相应频谱块的起始端进行首次命中分配；所述网络业务所需带宽大于预设衡量值Y，则从相应频谱块的结束端逆向进行首次命中分配。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据网络业务的服务时间对网络业务进行分类为：服务时间不大于预设衡量值Z的网络业务分为一类；服务时间大于预设衡量值Z的网络业务分为一类，
所述为网络业务分配所述频谱块内的频谱资源为：
所述网络业务的服务时间不大于预设衡量值Z，则从相应频谱块的起始端进行首次命中分配；所述网络业务的服务时间大于预设衡量值Z，则从相应频谱块的结束端逆向进行首次命中分配。
6.根据权利要求1至5任一项所述的方法，其特征在于，所述频谱块之间不重叠、部分重叠或全部重叠。
7.一种频谱资源分配装置，其特征在于，该装置包括：网络业务分类模块、频谱空间分块模块、对应关系确定&存储模块、频谱资源分配模块；其中，
所述网络业务分类模块，用于对网络业务进行分类；
所述频谱空间分块模块，用于对频谱空间进行分块；
所述对应关系确定&存储模块，用于确定并存储网络业务类与频谱块的对应关系；
所述频谱资源分配模块，用于在需要为网络业务分配频谱资源时，根据网络业务分类模块的分类情况确定所述网络业务所属的网络业务类，以及根据对应关系确定&存储模块存储的网络业务类与频谱块的对应关系确定所述网络业务类对应的频谱块，之后为所述网络业务分配所述频谱块内的频谱资源。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，
所述网络业务分类模块，具体用于根据网络业务所需带宽、和/或网络业务的服务时间、和/或网络业务的优先级对网络业务进行分类。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，
所述网络业务分类模块，具体用于设置衡量值X1、X2、......Xn，n为网络业务类的个数，将所需带宽除以X1的余数为零的网络业务分为第一类、所需带宽除以X2的余数为零的网络业务分为第二类、......、所需带宽除以Xn的余数为零的网络业务分为第n类；
所述频谱资源分配模块，具体用于采用随机分配方式或首次命中方式为网络业务分配对应频谱块内的频谱资源。
10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，
所述网络业务分类模块，具体用于将所需带宽不大于预设衡量值Y的网络业务分为一类；所需带宽大于预设衡量值Y的网络业务分为一类，
所述频谱资源分配模块，具体用于在网络业务所需带宽不大于预设衡量值Y时，从相应频谱块的起始端进行首次命中分配；网络业务所需带宽大于预设衡量值Y时，从相应频谱块的结束端逆向进行首次命中分配。
11.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，
所述网络业务分类模块，具体用于将服务时间不大于预设衡量值Z的网络业务分为一类；服务时间大于预设衡量值Z的网络业务分为一类，
所述频谱资源分配模块，具体用于在网络业务的服务时间不大于预设衡量值Z时，从相应频谱块的起始端进行首次命中分配；网络业务的服务时间大于预设衡量值Z时，从相应频谱块的结束端逆向进行首次命中分配。
12.根据权利要求7至11任一项所述的装置，其特征在于，所述频谱块之间不重叠、部分重叠或全部重叠。
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