CN103684726B - 路由与频谱配置方法和设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种路由与频谱配置方法和设备，用于为基于正交频分复用的光通信网络上任意一对节点之间的连接需求配置传输信道。光通信网络可以为弹性光网络，相应地，传输信道为光路径。该光通信网络允许一对节点之间具有多个传输信道，其中至少一对节点之间具有多个备选传输信道，每个备选传输信道具有多个连续的空闲谱片。该方法包括：当多个备选传输信道中任何一个备选传输信道的空闲谱片数都不大于一个连接需求所需要的谱片数时，将多个备选传输信道中的至少两个传输信道分配给这一个连接需求。通过本发明，降低大带宽需求容易被阻塞的现象，获得较高的频谱分集增益，提高了频谱资源的利用率，进而节省了有限的频谱资源。
Description
技术领域
本发明涉及光核心网络领域，特别涉及弹性光网络中的路由与频谱配置方法以及路由与频谱配置设备。
背景技术
基于光正交频分复用(O-OFDM)技术的弹性光网络是近几年在波分复用(WDM)网络的基础上提出的，又称为超密集波分复用。该网络采用灵活的频谱分割标准与极细的频谱分割粒度，通过频谱谱片（即单个子载波占用的宽度）的灵活组合为各连接需求分配刚好合适的频谱资源以达到节约频谱资源的目的。
图1示出了弹性光网络的核心网络的简单拓扑结构。
基于O-OFDM的弹性光网络的核心网络100主要包含的硬件有比特率/带宽转换器(BR/BVT)120和带宽可变的波长交叉连接(BV-WXC)器件110。其中BV-WXC110是弹性光网络的核心，多个BV-WXC110作为一个个节点彼此连接构成多个链路，负责光信号的路由转发。BR/BVT120置于核心网络的边缘部分，负责根据各连接的带宽需求及传输距离配置传输采用的比特率与传输带宽。
用户设备130对于带宽的请求将通过接入网处理后到达核心网，BR/BVT120根据连接请求的带宽计算分配的谱片数；根据源节点和目标节点，提取预先存储的若干条备选路由路径、谱片的占用状态来计算可用光路径，然后与BV-WXC110一同建立连接以传输信号。
具体的路由频谱配置(RSA)算法的研究，一直是弹性光网络研究的核心问题。
目前主要的RSA算法主要包括两大类：一类是将路由配置问题与频谱配置问题分成两步循序解决，一类是将路由与频谱配置问题一步解决。两步式RSA算法通常先通过路径算法计算出k条备选路径，然后再通过首次命中算法或链路负载均衡算法进行路径选择与频谱配置。一步式RSA算法主要包含MSP算法与频谱限制路径向量搜索(SCPVS)算法,此类算法在网络动态过程中将路径计算与频谱配置两者结合同时进行分配。新近提出了基于时变流量的路由频谱配置算法，该类算法较好的解决了带宽需求随时间动态变化的路径频谱配置问题。此外，动态网络中还有最长路径优先、最多谱片需求优先等连接需求的排序算法。
以上算法均采用基于集中式子载波的分配方式，为每个连接需求分配单个路由路径中若干毗邻的子载波(谱片)，允许为每条光路径选择较优的子载波组进行信号传输。
然而，在采用上述集中式子载波分配方式的情况下，当每个路由路径上都不具有足够多的毗邻的子载波时，连接需求将被阻塞。而光通信网络上那些数量较少的相邻子载波却没能充分利用。
因此，仍然需要对频谱分配方式加以改进，以便更好地满足连接需求。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种路由与频谱配置方法以及一种路由与频谱配置设备，其能够更好地满足连接需求对传输信道(光路径)上的子载波(谱片)的需求。
根据本发明的一个方面，提供了一种路由与频谱配置方法，用于为基于正交频分复用的光通信网络上任意一对节点之间的连接需求配置传输信道。所述光通信网络可以为弹性光网络，相应地，所述传输信道为光路径。该光通信网络允许一对节点之间具有多个传输信道，其中至少一对节点之间具有多个备选传输信道，每个备选传输信道具有多个连续的空闲谱片。该方法包括：当所述多个备选传输信道中任何一个备选传输信道的空闲谱片数都不大于一个连接需求所需要的谱片数时，将所述多个备选传输信道中的至少两个传输信道分配给所述一个连接需求。
优选地，将至少两个传输信道分配给所述一个连接需求的步骤包括：A1.将所述多个备选传输信道中当前具有最大空闲谱片数的传输信道分配给所述一个连接需求；以及A2.为所述一个连接需求的尚未被满足的剩余连接需求分配其它传输信道。
优选地，步骤A2包括：当所述多个备选传输信道中任何一个备选传输信道的空闲谱片数都不大于所述剩余连接需求所需要的谱片数时，重复所述步骤A1和A2。
优选地，在分配给所述一个连接需求的每个传输信道中，预定数量的空闲谱片用作保护带宽，而传输信道中的其余空闲谱片用于满足所述一个连接需求。
优选地，所述多个备选传输信道位于一个或多个路由路径上，每个路由路径上有一个或多个备选传输信道。
优选地，每个所述路由路径包括一个或多个链路，所述链路为两个节点之间的直接链接路径，该方法还包括：执行静态规划，其中设定如下条件：
(1)链路上被使用的总谱片数小于或等于链路的总谱片数即，其中
(2)同一链路上的相邻信道之间不互相重叠，即，
d≠d’；
(3)分配给同一连接需求的多个传输信道不能使用同一链路的同一谱片，即，
(4)在分配给所述连接需求d的任何一个传输信道经过多条链路的情况下，该传输信道在每一条链路上占用的空闲谱片的位置相同；
(5)在每一个传输信道中分配给连接需求d的谱片数量|ω|>1，即在每一个传输信道上用来传输信号的谱片数最低为1，
在满足上述条件的前提下，寻求使被阻塞的谱片总量即最小的参数设置，
其中，
表示所有连接需求d的集合；
表示连接需求d的所有路由路径的集合；
ωd表示所有能分配给连接需求d的传输信道ω的集合；
是0-1变量，为1时表示在路由路径上为连接需求d分配了传输信道ω，为0则表示在路由路径上没有为连接需求d分配传输信道ω；
xd为0-1变量，为1时表示连接需求d被阻塞，为0表示被部分满足或全部满足；
nd表示连接需求d使用的传输信道数，当nd=0时表示连接需求d被阻塞，当nd>0时表示连接需求d被部分满足或全部满足，
G表示传输信道的保护带宽，有，
表示连接需求d需要的谱片数；
表示连接需求d被满足的谱片数，
根据本发明的另一个方面，提供了一种路由与频谱配置设备，用于为基于正交频分复用的光通信网络上任意一对节点之间的连接需求配置传输信道。所述光通信网络可以为弹性光网络，相应地，所述传输信道为光路径。该光通信网络允许一对节点之间具有多个传输信道，其中至少一对节点之间具有多个备选传输信道，每个备选传输信道具有多个连续的空闲谱片，该设备包括：谱块分配装置，当所述多个备选传输信道中任何一个备选传输信道的空闲谱片数都不大于一个连接需求所需要的谱片数时，将所述多个备选传输信道中的至少两个传输信道分配给所述一个连接需求。
优选地，谱块分配装置包括：最宽传输信道分配装置，用于将所述多个备选传输信道中当前具有最大空闲谱片数的传输信道分配给所述一个连接需求；以及补充分配装置，用于为所述一个连接需求的尚未被满足的剩余连接需求分配其它传输信道，当所述补充分配装置发现所述多个备选传输信道中任何一个备选传输信道的空闲谱片数都不大于所述剩余连接需求所需要的谱片数时，重新由所述最宽传输信道分配装置将所述多个备选传输信道中当前具有最大空前谱片数的传输信道分配给所述剩余连接需求，并继续由所述补充分配装置为尚未被满足的剩余连接需求分配其它传输信道。
优选地，所述多个备选传输信道位于一个或多个路由路径上，每个路由路径上有一个或多个传输信道，每个所述路由路径包括一个或多个链路，所述链路为两个节点之间的直接链接路径。
根据本发明提出的基于自适应分布式子载波分配方式允许为单个连接需求分配若干非毗邻子载波组进行信号传输，从而降低大带宽需求容易被阻塞的现象，获得较高的频谱分集增益，提高了频谱资源的利用率，进而节省了有限的频谱资源。
在优选实施例中，根据本发明的方法和设备在尽量满足连接需求所需带宽的条件下，每次自动为连接需求选择最大连续空闲频谱谱块(最宽传输信道)进行分配，使该连接需求实际使用的光路径数量尽可能少，能有效地防止连接需求有可能被过度分割导致的保护带宽使用增加降低频谱利用效率，同时不影响自适应分配的频谱空隙填补功能。
同时，根据本发明的方法和设备不设置任何最小可分配空闲谱片数，将不会限制自适应分配过程中的频谱空隙填补功能，即当备选路由路径上存在数量较小的连续空闲谱片时，只要其数量大于2（其中1个作为保护带宽），则该空闲频谱块就有可能分配给某个连接需求进行信号传输，实现了频谱空隙的填补，同样提高了频谱的利用效率。
附图说明
图1是本发明的弹性光网络拓扑结构的简要示意图。
图2是根据本发明的路由与频谱配置方法的流程图。
图3是图2中的步骤S230中可以采用的处理的流程图。
图4是根据一个优选实施例的路由与频谱配置方法的流程图。
图5是根据本发明的路由与频谱配置设备的示意框图。
图6是图5中的谱块分配装置的一种结构的示意框图。
图7A至7C是用来对比集中式分配方式(T-RSA)与自适应分布式分配方式(ASD-RSA)的示意图。
图8是作为示例示出的6节点18链路的网络拓扑结构。
图9是作为示例示出的14节点44链路的NSFNET。
图10是T-RSA、ASD-RSA两种算法阻塞率随备选路径条数改变的曲线。
图11是T-RSA、ASD-RSA两种算法阻塞率随流量负载增加的曲线。
图12是每连接需求使用的光路径条数的统计数据随备选路由路径数量的变化。
图13是ASD-RSA动态算法流程。
具体实施方式
下面参考附图2-13，详细描述根据本发明的路由与频谱配置方法以及路由与频谱配置设备。
采用自适应分布式子载波分配方式(ASD-RSA)是本发明的核心。当前已针对弹性光网络的路由频谱资源配置提出了非常多的算法，在静态层有根据传输距离、比特率自适应调制的分配算法，在动态层有针对时变流量提出的多种分配算法等。上述算法均采用子载波集中式的分配方式(T-RSA)，即：为一个连接需求分配的所有子载波彼此毗邻。而在本发明的自适应分布式子载波分配方式中，一个连接需求可以采用一组彼此毗邻的子载波进行信号传输，也可以采用多组子载波组完成信号的传输，采用一组或多组子载波则根据网络状况自适应选择最佳方式。相对于集中式的分配方式，采用自适应分布式子载波分配方式最大的优势是频谱间隙填补功能，其具体的含义如下：假设某个连接需求d需要8个连续的频谱谱片来传输信号，有编号为1-5共5条备选传输信道(光路径)，其频谱空闲状况为传输信道1有5个连续可用谱片，传输信道2有4个连续可用谱片，传输信道3有6个连续可用谱片，传输信道4有5个连续可用谱片，传输信道5有6个连续可用谱片。若采用集中式分配方式，该连接需求d将被阻塞；若采用自适应分布式分配方式，则可为连接需求d建立传输信道的方式多种，其中一种为：传输信道2（3个谱片传输信号，1个谱片作为保护带宽）、传输信道3（5个谱片传输信号，1个谱片作为保护带宽）两者组合。
根据本发明的路由与频谱配置方法和路由与频谱配置设备用于为基于正交频分复用(ODFM)的光通信网络上任意一对节点之间的连接需求配置传输信道。该光通信网络允许一对节点之间具有多个传输信道。至少一对节点之间具有多个备选传输信道，每个备选传输信道具有多个连续的空闲谱片。
在这里，光通信网络可以为弹性光网络，传输信道可以为光路径。但是本发明不限于此。
响应于连接需求，将搜索出可用的传输信道作为备选传输信道。一对节点之间往往会搜索出多个备选传输信道。所搜索出的多个备选传输信道可以位于一个或多个路由路径上。每个路由路径上也可以有一个或多个备选传输信道。
每个路由路径可以包括一个或多个链路。这里所提到的链路是两个节点(可以称之为相邻节点)之间的直接链接路径。
一个链路上可以有部分谱片被占用，而部分谱片处于空闲状态。多个连续的空闲谱片可以组成一个空闲谱块。
备选传输信道可以是由一条路由路径所包含的多个链路上编号相同的多个连续空闲谱片组成的空闲谱块。每个链路上组成空闲谱块的空闲谱片的编号组合可以相同或不同，其中多个链路上编号相同的空闲谱片组成的空闲谱块(换句话说，该多个链路上的空闲谱块的重叠部分)可以作为备选传输信道。也就是说，一条传输信道在其经过的不同链路上使用相同编号的谱片组成的谱块。
下面描述根据本发明的路由与频谱配置方法。
图2是根据本发明的路由与频谱配置方法的流程图。
响应于一个连接需求，在步骤S210，判断是否存在空闲谱片数大于该连接需求所需要的谱片数的备选传输信道。
当在步骤S210中判定存在这样的备选传输信道时，在步骤S220，为该连接需求分配所找到的备选传输信道。
当有多个备选传输信道的空闲谱片数大于所需要的谱片数时，可以采用各种方案来进行选择。例如，可以直接分配所找到的第一个备选传输信道，以便快速做出反应；也可以分配例如这些备选传输信道中，空闲谱片数最少(但大于所需要的谱片数)的传输信道，以便更高效地利用所有传输信道。
而当在步骤S210中判定不存在这样的备选传输信道时，即，当多个备选传输信道中任何一个备选传输信道的谱片数都不大于该连接需求所需要的谱片数时，在步骤S230，将多个备选传输信道中的至少两个传输信道分配给该连接需求。
步骤S230可以采用多种方式来实现。例如可以依次将多个备选传输信道分配给该连接需求，直到完全满足该连接需求所需要的谱片数或所有备选传输信道满载被阻塞。也可以采用其它任何规则来选择要分配给该连接需求的传输信道。
图3示出了在步骤S230中可以采用的一种分配方式。
当在步骤S210中判定所有备选传输信道的空闲谱片数都不大于该连接需求所需要的谱片数时，寻找当前空闲谱片数最大的传输信道(当前最宽传输信道)，并在步骤S310将该当前最宽传输信道分配给该连接需求。
然后，在步骤S320中，为该连接需求的尚未被满足的剩余连接需求分配其它传输信道。
步骤S320可以采用本领域技术人员可以想到的任何方式来执行。例如，当多个备选传输信道中任何一个备选传输信道的空闲谱片数都还是不大于剩余连接需求所需要的谱片数时，可以依次将多个备选传输信道分配给该连接需求，直到完全满足该连接需求所需要的谱片数或所有备选传输信道满载被阻塞。也可以采用其它任何规则来选择要分配给该连接需求的传输信道。
在一个优选实施例中，针对剩余连接需求，进一步执行图2所示的步骤S210至S230。
图4是根据该优选实施例的路由与频谱配置方法的流程图。
响应于一个连接需求，在步骤S410，判断是否存在空闲谱片数大于该连接需求所需要的谱片数的备选传输信道。
当在步骤S410中判定存在这样的备选传输信道时，在步骤S420，为该连接需求分配所找到的备选传输信道。如上所述，可以采用多种方式来实现这一分配。
当在步骤S410中判定所有备选传输信道的空闲谱片数都不大于该连接需求所需要的谱片数时，寻找当前空闲谱片数最大的传输信道(当前最宽传输信道)，并在步骤S430将该当前最宽传输信道分配给该连接需求。
然后，针对剩余连接需求，该过程返回步骤S410，判断是否存在空闲谱片数大于该剩余连接需求所需要的谱片数的备选传输信道。由此循环，直到完全满足该连接需求所需要的谱片数或所有备选传输信道满载被阻塞。
在分配给连接需求的每个传输信道中，将预定数量的空闲谱片作为保护带宽，而传输信道中的其余空闲谱片用于满足一个连接需求。例如，保护带宽可以使用一个谱片。
保护带宽的作用是确保两个相邻传输信道之间的信号不会相互串扰，影响最终信号的判决。每一个传输信道均需要一个谱片作为保护带宽，不管这个信道的宽度是一个谱片还是多个谱片。
该方法还可以包括执行静态规划的步骤(图中未示出)。在静态规划中，设定如下条件：
(1)链路上被使用的总谱片数小于或等于链路的总谱片数即，其中
(2)同一链路上的相邻信道之间不互相重叠，即，
d≠d’；
(3)分配给同一连接需求的多个传输信道不能使用同一链路的同一谱片，即，
(4)在分配给连接需求d的任何一个传输信道经过多条链路的情况下，该传输信道在每一条链路上占用的连续空闲谱片的位置相同；
(5)在每一个传输信道中分配给连接需求d的谱片数量|ω|>1，即在每一个传输信道上用来传输信号的谱片数最低为1，
在满足上述条件的前提下，寻求使被阻塞的谱片总量即最小的参数设置，
其中，
表示所有连接需求d的集合；
表示连接需求d的所有路由路径的集合；
ωd表示所有能分配给连接需求d的传输信道ω的集合；
是0-1变量，为1时表示在路由路径上为连接需求d分配了传输信道ω，为0则表示在路由路径上没有为连接需求d分配传输信道ω；
xd为0-1变量，为1时表示连接需求d被阻塞，为0表示被部分满足或全部满足；
nd表示连接需求d使用的传输信道数，当nd=0时表示连接需求d被阻塞，当nd>0时表示连接需求d被部分满足或全部满足，
G表示传输信道的保护带宽，有，
表示连接需求d需要的谱片数；
表示连接需求d被满足的谱片数，
在图4描述的方法(动态算法过程)中，若所有备选传输信道上均不存在大于所需频谱谱片数量的连续空闲频谱则该算法将自动搜索所有备选传输信道上的最大连续空闲频谱谱块ω1，以分配给该连接需求，此时仍需要的频谱谱片数变为接下来遍历所有备选传输信道搜索大于或等于的连续空闲频谱谱片，若存在则直接分配，若不存在则再次自动搜索所有备选传输信道上的最大连续空闲频谱谱片进行分配。如此循环，直至该连接需求被全部满足或所有备选传输信道满载被阻塞。
下面描述根据本发明的路由与频谱配置设备。
图5是根据本发明的路由与频谱配置设备的示意框图。
根据本发明的路由与频谱配置设备包括谱块分配装置520。当多个备选传输信道中任何一个备选传输信道的空闲谱片数都不大于一个连接需求所需要的谱片数时，谱块分配装置520将多个备选传输信道中的至少两个传输信道分配给一个连接需求。
当存在空闲谱片数大于该连接需求所需要的谱片数的备选传输信道时，谱块分配装置520可以采用各种方式来进行分配。
该路由与频谱配置设备还可以包括判断装置510，用于判断多个备选传输信道中是否存在空闲谱片数大于该连接需求所需要的谱片数的备选传输信道，并将判断结果提供给上述谱块分配装置520。
图6是图5中的谱块分配装置520的一种优选结构的示意框图。
该优选结构包括最宽传输信道分配装置610和补充分配装置620。
最宽传输信道分配装置610将多个备选传输信道中当前具有最大连续空闲谱片数的传输信道分配给该连接需求。
补充分配装置620为该连接需求的尚未被满足的剩余连接需求分配其它传输信道。
补充分配装置620可以采用各种方式来进行分配。
在一个优选实施例中，当补充分配装置620发现多个备选传输信道中任何一个备选传输信道的连续空闲谱片数都不大于剩余连接需求所需要的谱片数时，重新由最宽传输信道分配装置610将多个备选传输信道中当前具有最大连续空前谱片数的传输信道分配给剩余连接需求，并继续由补充分配装置620为尚未被满足的剩余连接需求分配其它传输信道。由此循环，直到完全满足该连接需求或所有备选传输信道满载被阻塞。
图7A至7C是用来对比集中式分配方式(T-RSA)与自适应分布式分配方式(ASD-RSA)的示意图。
图7A至7C中以A、B、C三个节点两两相连接的网络结构为例进行说明。
假设从A节点到C节点的一个连接需求需要5个谱片来传输信号。
图7A示出了AB、BC、AC三条路径上的谱片占用情况。图中谱片标号为1表示被占用，为0表示空闲。从图中可以看出A到B之间有4个连续空闲谱片，B到C之间有4个连续空闲谱片，A到C之间有3个连续空闲谱片。
图7B示出了采用T-RSA算法的结果：由于两条备选路径均没有足够的频谱资源，该连接需求将被阻塞。
图7C则示出了采用ASD-RSA分配机制的方案：该连接需求可以采用AC路径占用三个连续谱片、ABC路径占用4个连续谱片完成信号的传输（每条光路径中包含一个谱片的保护带宽）。
通过图7B和图7C的对比可以看出，根据本发明的自适应分布式子载波分配方式在频谱利用率方面优于集中式分配方式。
图8是作为示例示出的6节点18链路的网络拓扑结构。使用该网络拓扑结构进行本发明的静态仿真。该网络拓扑结构中，具有A、B、C、D、E、F(下表中分别用数字1-6代表)共6个节点，18条单向链路，每条链路的总频谱资源设为80个谱片。
下面的表1给出了30个节点对之间的流量矩阵，ILP仿真时各个节点对之间的流量采用统一取值的方式，每条链路的总频谱资源为80，取10表示网络低负载状态，取30表示网络中等负载，取50表示网络高负载状态。
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |
| 1 | 0 | T12 | T13 | T14 | T15 | T16 |
| 2 | T21 | 0 | T23 | T24 | T25 | T26 |
| 3 | T31 | T32 | 0 | T34 | T35 | T36 |
| 4 | T41 | T42 | T43 | 0 | T45 | T46 |
| 5 | T51 | T52 | T53 | T54 | 0 | T56 |
| 6 | T61 | T62 | T63 | T64 | T65 | 0 |
表1
通过在MATLAB中仿真，得出整数线性规划(ILP)仿真结果如表2。表2示出了采用T-RSA、ASD-RSA两种算法的阻塞频谱总量及阻塞率对比。
表2
从表2可以看出，在同等网络输入的情况下，根据本发明的ASD-RSA算法（自适应分布式分配方式）的阻塞率明显低于T-RSA算法（集中式分配方法），可以得出本发明能提高频谱资源利用率，节省更多频谱资源的结论。
图9是作为示例示出的14节点44链路的NSFNET(美国国家科学基金委员会主干网)的网络拓扑结构。图10-12是使用该网络拓扑结构进行动态仿真得到的对比结果。
在动态仿真时，流量需求设为从12.5Gb/s～200Gb/s，统一采用BPSK（二进制相移键控）调制方式，则转化为谱片数量为1～16；每条链路的总带宽资源为320个谱片。
图10是T-RSA、ASD-RSA两种算法阻塞率随备选路由路径条数改变的曲线。
从该图可以看出，T-RSA算法受k值的影响较大。典型的弹性光网络RSA算法采用一条光路径(传输信道)信号传输，当k值较小时，其可选路径数量小，被阻塞的可能性大，当k值数量增大能明显降低其阻塞率。
根据本发明的ASD-RSA算法采用自适应分配方式，该算法允许一个连接需求在同一条路由路径上采用多条光路径进行信号传输，因此其k=2的阻塞率与k=5的阻塞率基本相同，对备选路由路径条数依赖性不大。
图11是T-RSA、ASD-RSA两种算法阻塞率随流量负载增加的变化曲线。可以看出根据本发明的ASD-RSA算法阻塞率明显低于典型的T-RSA算法。
图12是在根据本发明的ASD-RSA算法中，每连接需求所使用的光路径(传输信道)条数的统计数据随备选路由路径数量k值的变化柱状图。
图12中横坐标上的数字表示备选路由路径数k。每个k值对应的10个柱从左到右分别表示采用的光路径的条数为1、2、3、……、9、≥10的连接需求所占比例。
可以看出，当k=1时，仅有58%左右的连接需求采用一条光路径；当k=2,3,4,5时，采用一条光路径的连接需求为70%左右。与图10对比分析可以得出结论：过度分割将显著提高网络阻塞率。
图13是根据本发明的ASD-RSA动态算法的一种具体实现方式的详细流程图。
在步骤S1300，进行输入，设置输入次数，并累计每一个连接需求所需要的频谱数量。
然后对于每一个连接需求，逐个地，进入下面的循环操作。
在步骤S1310，针对连接需求LD(S，D，Tsd，Δt)执行ASD-RSA动态算法，源节点S和目标节点D之间需要Tsd个频谱谱片来进行信号传输。
在步骤S1320，获得源节点S和目标节点D之间的k条备选路由路径，清除过期连接。
在步骤S1330，获得各链路的频谱谱片占用状况信息。
在步骤S1340，遍历k条备选路径，搜索“大于或等于所需谱片数+1”的连续空闲谱片。
当在步骤S1340中找到“大于或等于所需谱片数+1”的连续空闲谱片时，在步骤S1350，为该连接需求分配相应信道，将频谱谱片的状态改为“1”，即表示“被占用”。然后返回步骤S1310，对下一个连接需求执行频谱分配。
当在步骤S1340中没有找到“大于或等于所需谱片数+1”的连续空闲谱片时，在步骤S1360，搜索k条备选路由路径上是否存在可用空闲谱片。
当在步骤S1340中确定不存在可用空闲谱片时，在步骤S1370，该部分频谱需求被阻塞，并计入“被阻塞频谱总量”中。然后返回步骤S1310，对下一个连接需求执行频谱分配。
当在步骤S1340中确定存在可用空闲谱片时，在步骤S1380，遍历k条备选路由路径，以搜索“具有最大连续空闲谱片数mk的传输信道”，并将该传输信道分配给该连接需求，将相应谱片的状态修改为“1”，即表示“被占用”。
然后在步骤S1390，将所需谱片数量变为Tsd-(mk-1)，返回步骤S1340，对剩余的连接需求执行分配。
由此循环，直到对每一个连接需求都执行了频谱分配。
至此，已参考实施例详细描述了根据本发明的路由与频谱配置方法和设备。本领域技术人员应该明白，本发明的方法和设备不限于这里描述的实施例，而是还可以采用其它方式来实施。本发明的保护范围由所附权利要求书限定。依据本发明公开的内容，本领域的普通技术人员能够显而易见的想到的一些雷同、替代方案，均应落入本发明保护的范围。
Claims (10)
1.一种路由与频谱配置方法，用于为基于正交频分复用的光通信网络上任意一对节点之间的连接需求配置传输信道，该光通信网络中，一对节点之间具有多个传输信道，其中至少一对节点之间具有多个备选传输信道，每个备选传输信道具有多个连续的空闲谱片，该方法包括：
当所述多个备选传输信道中任何一个备选传输信道的空闲谱片数都不大于一个连接需求所需要的谱片数时，将所述多个备选传输信道中的至少两个备选传输信道分配给所述一个连接需求。
2.根据权利要求1所述的方法，其中将至少两个备选传输信道分配给所述一个连接需求的步骤包括：
A1.将所述多个备选传输信道中当前具有最大空闲谱片数的备选传输信道分配给所述一个连接需求；以及
A2.为所述一个连接需求的尚未被满足的剩余连接需求分配其它备选传输信道。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述步骤A2包括：
当所述多个备选传输信道中任何一个备选传输信道的空闲谱片数都不大于所述剩余连接需求所需要的谱片数时，重复所述步骤A1和A2。
4.根据权利要求1-3中任何一项所述的方法，其中在分配给所述一个连接需求的每个传输信道中，预定数量的空闲谱片用作保护带宽，而传输信道中的其余空闲谱片用于满足所述一个连接需求。
5.根据权利要求1-3中任何一项所述的方法，其中所述多个备选传输信道位于一个或多个路由路径上，每个路由路径上有一个或多个备选传输信道。
6.根据权利要求5所述的方法，其中每个所述路由路径包括一个或多个链路，所述链路为两个节点之间的直接链接路径，该方法还包括：
执行静态规划，其中设定如下条件：
(1)链路上被使用的总谱片数小于或等于链路的总谱片数即，其中
(2)同一链路上的相邻信道之间不互相重叠，即，
(3)分配给同一连接需求的多个传输信道不能使用同一链路的同一谱片，即，
(4)在分配给所述连接需求的任何一个传输信道经过多条链路的情况下，该传输信道在每一条链路上占用的空闲谱片的位置相同；
(5)在每一个传输信道中分配给连接需求的谱片数量大于1，即在每一个传输信道上用来传输信号的谱片数最低为1，
在满足上述条件的前提下，寻求使被阻塞的谱片总量即最小的参数设置，
其中，
表示连接需求；
表示路由路径；
表示所有连接需求的集合；
表示连接需求的所有路由路径的集合；
表示所有能分配给连接需求的传输信道ω的集合；
是0-1变量，为1时表示在路由路径上为连接需求分配了传输信道ω，为0则表示在路由路径上没有为连接需求分配传输信道ω；
为0-1变量，为1时表示连接需求被阻塞，为0表示被部分满足或全部满足；
表示连接需求使用的传输信道数，当时表示连接需求被阻塞，当时表示连接需求被部分满足或全部满足，
G表示传输信道的保护带宽，有，
表示连接需求需要的谱片数；
表示连接需求被满足的谱片数，
7.根据权利要求1-3中任何一项所述的方法，其中所述光通信网络为弹性光网络，所述传输信道为光路径。
8.一种路由与频谱配置设备，用于为基于正交频分复用的光通信网络上任意一对节点之间的连接需求配置传输信道，该光通信网络中，一对节点之间具有多个传输信道，其中至少一对节点之间具有多个备选传输信道，每个备选传输信道具有多个连续的空闲谱片，该设备包括：
谱块分配装置，当所述多个备选传输信道中任何一个备选传输信道的空闲谱片数都不大于一个连接需求所需要的谱片数时，将所述多个备选传输信道中的至少两个备选传输信道分配给所述一个连接需求。
9.根据权利要求8所述的设备，其中所述谱块分配装置包括：
最宽传输信道分配装置，用于将所述多个备选传输信道中当前具有最大空闲谱片数的备选传输信道分配给所述一个连接需求；以及
补充分配装置，用于为所述一个连接需求的尚未被满足的剩余连接需求分配其它备选传输信道，
当所述补充分配装置发现所述多个备选传输信道中任何一个备选传输信道的空闲谱片数都不大于所述剩余连接需求所需要的谱片数时，重新由所述最宽传输信道分配装置将所述多个备选传输信道中当前具有最大空闲谱片数的备选传输信道分配给所述剩余连接需求，并继续由所述补充分配装置为尚未被满足的剩余连接需求分配其它备选传输信道。
10.根据权利要求8或9所述的设备，其中所述多个备选传输信道位于一个或多个路由路径上，每个路由路径上有一个或多个传输信道，每个所述路由路径包括一个或多个链路，所述链路为两个节点之间的直接链接路径。
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