CN103338162A - 一种光网络频谱资源双向不对称分配方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光网络频谱资源双向不对称分配方法及装置，所述方法包括步骤：A：对新业务的正向和反向带宽需求进行分析；B：对新业务进行正向和反向路由计算；C：对新业务进行正向和反向频谱资源分配；D：将新业务正向和反向的业务路径信息和频谱资源分配信息上传到网络拓扑和资源信息数据库中；E：建立正向和反向两条光路。本发明能够在当前已有的总频谱资源保持不变的前提下，利用新业务的正向和反向带宽需求的差异，充分利用光网络中的频谱资源，降低业务阻塞率。
Description
技术领域
本发明涉及光通信技术领域，尤其涉及一种光网络频谱资源双向不对称分配方法及装置。
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的，这直接导致了网络的灵活性不高，这已然不能满足光传送网大容量、高速率的发展需求。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、可扩展等优势正逐步成为光网络的发展趋势。
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，而且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的连续性，从而导致带宽灵活光网络中各条路径上的可用频谱资源因无法满足这两个约束而浪费。
为减少带宽灵活光网络中的这种资源浪费，现有技术通常通过在RSA（路由与频谱分配）阶段对路由策略和频谱分配策略进行改进，或在RSA之后对链路频谱资源进行整理和重构这两种方式实现。这种方法只是简单的根据网络状态进行优化，而没有根据业务本身的特点进行优化。
现有的RSA，在一个新业务请求到来时，忽略了这个新业务的正向和反向（正向，是源节点到目的节点的方向；反向，是目的节点到源节点的方向）带宽需求的差异性，为该业务的正向和反向链路分配相同的频谱资源，这就造成了一定的频谱资源的浪费，而这一部分频谱资源的浪费是无法通过上述两种方式的优化挽回的。
与此同时，随着对网络的层次分级的简化，对网络进行集中控制正在逐步取代分布式的管理控制平面。而网络的集中控制可以实现对网络资源的统一调度，使得对网络资源的分配优化更加灵活，也使得本发明中的光网络频谱资源双向不对称分配方法和装置得以实现。
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双向不对称分配方法及装置，其能够在当前已有的总频谱资源保持不变的前提下，利用新业务正向和反向的带宽需求的差异，充分利用光网络中的频谱资源，降低业务阻塞率。
（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双向不对称分配方法，包括以下步骤：
A：对新业务的正向和反向带宽需求进行分析；
B：根据新业务的源节点和目的节点，以及网络拓扑和资源信息数据库，对新业务进行正向和反向路由计算，得到正向和反向两条业务路径；
C：在两条业务路径上，根据步骤A中所得的新业务的正向和反向带宽需求，在步骤B中所得的业务路径上进行正向和反向频谱资源分配，得到新业务在正向和反向两条业务路径上分配所得的频谱资源的信息；
D：根据新业务的正向和反向两条业务路径信息和分别所占的频谱资源信息对网络拓扑和资源信息数据库进行更新；
E：根据新业务的正向和反向两条业务路径信息和分别所占的频谱资源信息建立对应的光路。
优选地，所述步骤B中，在计算得到正向和反向中某一条业务路径后，可直接将该路径应用到另外一条业务路径上，使得正向和反向两条业务路径同路。
一种光网络频谱资源非对称分配装置包括：
业务分析模块，用于对新业务的正向和反向带宽需求进行分析；
路由计算模块，用于根据新业务的源节点和目的节点，以及网络拓扑和资源信息数据库，对新业务进行正向和反向路由计算，计算路由所使用的路由表是网络拓扑和资源信息数据库中的双向路由表；
频谱资源分配模块，用于根据新业务的正向和反向带宽需求，在正向和反向业务路径上分别分配频谱资源，每条链路上的频谱资源是单向分配的；
网络拓扑和资源信息数据库模块，用于存储网络的拓扑信息和频谱资源信息，主要包括节点和链路信息，链路信息包含单向链路的权值与单向链路上的频谱资源分配信息。单向链路的权值λ是根据单向链路上的已用频谱资源数m和总频谱资源数n根据权值计算公式计算得出的，权值计算公式为：λ=(n+1)/(n-m+1)；
业务管理模块，用于把新业务正向和反向的路由和频谱资源占用信息上报给网络拓扑和资源信息数据库，以更新数据库中的网络拓扑和资源信息；并把新业务正向和反向的路由和频谱资源占用信息下发给数据平面，以建立光路，并便于源节点和目的节点之间进行业务同步；
业务数据同步模块，用于根据新业务的正向和反向业务路径信息和分别所占用的频谱资源信息，在源节点和目的节点之间进行业务同步，准确发送和接收业务数据。
（三）有益效果。
本发明通过利用新业务正向和反向带宽需求的不对称性，在进行路由计算与频谱资源分配时，对正向和反向业务需求分别进行计算和分配，使得网络中原本对称分配的频谱资源变成了不对称分配。当新业务的正向和反向带宽需求不同时，就可以节省出部分频谱资源，从而使得其他业务在申 请频谱资源的时候，网络中可供分配的资源比原来频谱资源对称分配时的更多，大大降低了网络中的业务阻塞率，并提高了频谱利用率。
附图说明
图1为本发明实施方式中所述的光网络频谱资源双向不对称分配方法的流程图；
图2为本发明实施方式中所述的进行光网络频谱资源双向不对称分配装置的原理示意图。
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双向不对称分配方法包括以下步骤：
A：对新业务的正向和反向带宽需求进行分析；
B：根据新业务的源节点和目的节点，以及网络拓扑和资源信息数据库，对新业务进行正向和反向路由计算，得到正向和反向两条业务路径。在具体实施过程中，在计算得到正向和反向中某一条业务路径后，可直接将该路径应用到另外一条业务路径上，使得正向和反向两条业务路径同路；
C：在两条业务路径上，根据步骤A中所得的新业务的正向和反向带宽需求，在步骤B中所得的业务路径上进行正向和反向频谱资源分配，得到新业务在正向和反向两条业务路径上分配所得的频谱资源的信息，这些信息包括所需占用频谱段的起止频段和频谱宽度等；
D：根据新业务的正向和反向两条业务路径信息和分别所占的频谱资源信息对网络拓扑和资源信息数据库进行更新；
E：根据新业务的正向和反向两条业务路径信息和分别所占的频谱资源信息建立对应的光路。
如图2所示，本发明所述的光网络频谱资源双向不对称分配装置包括：
业务分析模块，用于对新业务的正向和反向带宽需求进行分析；
路由计算模块，用于根据新业务的源节点和目的节点，以及网络拓扑和资源信息数据库，对新业务进行正向和反向路由计算，计算路由所使用的路由表是网络拓扑和资源信息数据库中的双向路由表；
频谱资源分配模块，用于根据新业务的正向和反向带宽需求，在正向和反向业务路径上分别分配频谱资源，每条链路上的频谱资源是单向分配的；
网络拓扑和资源信息数据库模块，用于存储网络的拓扑信息和频谱资源信息，主要包括节点和链路信息，链路信息包含单向链路的权值与单向链路上的频谱资源分配信息。单向链路的权值λ是根据链路上的已用频谱资源数m和总频谱资源数n根据权值计算公式计算得出的，权值计算公式为： λ=(n+1)/(n-m+1)；
业务管理模块，用于把新业务正向和反向的路由和频谱资源占用信息上报给网络拓扑和资源信息数据库，以更新数据库中的网络拓扑和资源信息；并把频谱资源占用信息下发给数据平面，以建立光路，并便于源节点和目的节点之间进行业务同步；
业务数据同步模块，用于根据新业务的正向和反向业务路径信息和分别所占的频谱资源信息，在源节点和目的节点之间进行业务同步，准确发送和接收业务数据。
举例说明光网络频谱资源双向不对称分配方法，考虑理想的情况，忽略每个业务频谱间的保护带宽。
假设某个新业务需要正向5个和反向8个子载波才能完成业务传送；网络中每条链路的频谱子载波数为30个。
根据光网络频谱资源双向不对称分配方法，利用新业务的源节点和目的节点以及网络拓扑和资源信息数据库，进行有权重有向图上的最短路径计算，分别得到新业务的正向和反向业务路径，然后将计算出的两条业务路径上的单向链路的频谱资源分别取交集，得到两条业务路径上单向链路的公共空闲频谱资源，如表1和表2所示。其中表1是新业务正向路径上的频谱资源占用和空闲情况，表2是新业务反向路径上的频谱资源占用和空闲情况，阴影部分表示占用，空白部分表示空闲。
表1
表2
根据频谱一致性和频谱连续性约束，在新业务的正向和反向路径上利用首次命中法分别寻找可用的资源，对新业务的正向路径分配标号为10至14的频谱资源，对新业务的反向路径分配标号为8至15的频谱资源，分配了资源之后的正向和反向业务路径上的频谱资源占用和空闲情况如表3和表4所示。
表3
表4
在路由计算和频谱分配成功之后，便将新业务的正向和反向业务路径信息和分别所占的频谱资源信息更新到网络拓扑和资源信息数据库中，然后在源节点和目的节点之间建立两条光路，对业务进行传送。源节点和目的节点再根据正向和反向业务所占编号，分别发送和接收业务数据。
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形，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 (3)
1.一种光网络频谱资源双向不对称分配方法，其特征在于，包括以下步骤：
A：对新业务的正向和反向带宽需求进行分析；
B：根据新业务的源节点和目的节点，以及网络拓扑和资源信息数据库，对新业务进行正向和反向路由计算，得到正向和反向两条业务路径；
C：在两条业务路径上，根据步骤A中所得的新业务的正向和反向带宽需求，在步骤B中所得的业务路径上进行正向和反向频谱资源分配，得到新业务在正向和反向两条业务路径上分配所得的频谱资源的信息；
D：根据新业务的正向和反向两条业务路径信息和分别所占的频谱资源信息对网络拓扑和资源信息数据库进行更新；
E：根据新业务的正向和反向两条业务路径信息和分别所占的频谱资源信息建立对应的光路。
2.如权利要求1所述的光网络频谱资源双向不对称分配方法，其特征在于，所述步骤B中，在计算得到正向和反向中某一条业务路径后，直接将该路径应用到另外一条业务路径上，使得正向和反向两条业务路径同路。
3.一种光网络频谱资源双向不对称分配装置，其特征在于，包括：
业务分析模块，用于对新业务的正向和反向带宽需求进行分析；
路由计算模块，用于根据新业务的源节点和目的节点，以及网络拓扑和资源信息数据库，对新业务进行正向和反向路由计算，计算路由所使用的路由表是网络拓扑和资源信息数据库中的双向路由表；
频谱资源分配模块，用于根据新业务的正向和反向带宽需求，在正向和反向业务路径上分别分配频谱资源，每条链路上的频谱资源是单向分配的；
网络拓扑和资源信息数据库模块，用于存储网络的拓扑信息和频谱资源信息，主要包括节点和链路信息，链路信息包含单向链路的权值与单向链路上的频谱资源分配信息。单向链路的权值λ是根据链路上的已用频谱资源数m和总频谱资源数n根据权值计算公式计算得出的，权值计算公式为：λ=(n+1)/(n-m+1)；
业务管理模块，用于把新业务正向和反向的路由和频谱资源占用信息上报给网络拓扑和资源信息数据库，以更新数据库中的网络拓扑和资源信息；并把频谱资源占用信息下发给数据平面，以建立光路，并便于源节点和目的节点之间进行业务同步；
业务数据同步模块，用于根据新业务的正向和反向业务路径信息和分别所占的频谱资源信息，在源节点和目的节点之间进行业务同步，准确发送和接收业务数据。
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