CN103748817B - 用于灵活网格波长交换光网络的路由选择和带宽指配 - Google Patents

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Abstract

占用波长交换光网络(20)中的不同数量的相邻频隙的不同带宽的新路径的路由选择和带宽指配涉及选择(100)路由，并且指配(110、120)相邻频隙的集合。指配可将新路径中的较宽路径放置在可用频隙的谱中与放置较窄路径的一端相对的一端。与常规首次拟合指配相比，在指配之后剩余的可用相邻隙的集合的大小可能增加。有时能够沿路由的全部或部分接纳较宽的后续新路径，并且因而能够降低阻塞概率。选择要使用可能路由中的哪一个能够根据哪一个具有更多的可用相邻频隙集合或者哪一个具有被占用隙之间的较宽间隙来作出。

Description

用于灵活网格波长交换光网络的路由选择和带宽指配
技术领域
本发明涉及承载不同带宽的路径的波长交换光网络中的新路径的路由选择和波长指配的方法、对应的设备和对应的计算机程序。
背景技术
ITU-T当前正修订G.694.1建议(G.694.1 “Spectral grids for WDMapplications：DWDM frequency grid”，ITU-T建议，2002年6月)，该建议定义了用于DWDM中的信道间隔的最常见频率网格。ITU-T的研究组15正在讨论什么可能是将要在下一代光网络中采用的更有效网格间隔。当前已经提出了带宽-可变光交叉连接(BV-OXC)以改进波长交换光网络(WSON)中的频谱利用。提供了初始BV-OXC实现，以便说明采用不同调制格式和比特率的操作。BV-OXC通过实现频谱的可配置部分的按端口分配来克服固定ITU-T网格间隔。朝灵活网格的演进可能是具有可重新配置光分插复用器(ROADM)能力的产品中的“下一步”。
关于如何实现这类灵活网格以实现一般在光子学以及具体在WSON中的改进的带宽效率，存在各种不同的观点。这种灵活网格技术的一个棘手方面是如何实现跨工作于灵活网格WDM基础设施上的WSON网眼的路径计算。在一些情况下，当采用工作于具有“可调谐”调制格式的附加自由度的灵活网格上的灵活“频隙”来替代明确定义的工作于具有固定比特率和调制格式的刚性网格上的“信道”时，早已复杂的路由选择和波长指配(RWA)实践变得甚至更加困难。RWA可能需要朝着实际上成为路由选择和谱指配(RSA)计算(其设计成有效地利用灵活谱资源)演进。但是，现有RWA解决方案因频率网格和光信号的不同带宽粒度而不是直接可适用于BV-OXC。在光正交频分复用(OFDM)的上下文中提出了动态RSA方案，其中弹性请求的细粒度被专门用来占用自由可变数量的相邻副载波，如下文所示：K.Christodoulopous等人，“Dynamic bandwidth allocation in flexible OFDM-basednetworks”，Proc. of OFC/NFOEC，2011。已知基于首次拟合技术进行频隙指配，这意味着隙的最低索引可用集合被选择用于新路径。
发明内容
本发明的实施例提供改进的方法和设备。按照本发明的第一方面，提供一种波长交换光网络中的新路径的路由选择和带宽指配的方法，所述网络设置成承载占用不同数量的相邻频隙的不同带宽的路径。为新路径中每一个选择路由，以及向每个相应新路径指配相邻频隙的集合。为了所选路由具有用于其相应新路径的足够相邻频隙的不止一个可用集合，进行指配，以便将新路径中的较宽路径放置在可用频隙的谱的与放置新路径中的较窄路径的频隙的谱的一端相对的一端。
这个指配的有益效果(如以下所述的图2所示)在于，与常规首次拟合指配方法相比，在指配之后剩余的可用相邻隙的集合的大小可能增加。这意味着，与常规情况相比，有时能够沿路由的全部或部分接纳较宽的后续新路径。因此，能够更有效地填充隙，并且能够降低阻塞概率。例如，在存在较宽和较窄的新路径并且随后结束(drop)较窄的新路径的情况下，这种效果出现。如果较宽的新路径处于可用隙的相对端，则更可能存在一个大的剩余集合，而在常规首次拟合指配情况下，在较宽的新路径的任一侧可能存在两个较小的剩余集合。
另一方面提供用于波长交换光网络中的新路径的路由选择和带宽指配的设备，所述网络设置成承载占用不同数量的相邻频隙的不同带宽的路径。该设备具有用于为新路径中每一个选择路由并且用于向每个相应新路径指配相邻频隙的集合的部件。为了所选路由具有用于其相应新路径的足够相邻频隙的不止一个可用集合，进行指配，以便将新路径中的较宽路径放置在可用频隙的谱的与放置新路径中的较窄路径的频隙的谱的一端相对的一端。
原则上，选择部件能够集中或者分布在网络的节点中。因此，用于给定新路径的选择部件可位于那个新路径的源或目的地节点。
另一方面提供波长交换光网络中的新路径的路由选择和带宽指配的方法，所述网络设置成承载占用不同数量的相邻频隙的不同带宽的路径。为新路径中每一个选择路由，以及向每个相应新路径指配相邻频隙的集合。路由的选择涉及确定对于相应新路径，就具有足够的可用相邻频隙和足够的光传输质量而言，哪些路由是可能的，并且按照其可用相邻频隙的集合来选择要使用可能路由中的哪一个。
如以下所述的图6所示，有益效果在于，能够执行路由选择，以引导路径远离瓶颈，并且因而可存在降低的阻塞机会。
另一方面提供用于波长交换光网络中的新路径的路由选择和带宽指配的设备，所述网络设置成承载占用不同数量的相邻频隙的不同带宽的路径。该设备具有：选择部件，用于为新路径中每一个选择路由；以及指配部件，用于向每个相应新路径指配相邻频隙的集合。选择部件设置成确定对于相应新路径，就具有足够的可用相邻频隙和足够的光传输质量而言，哪些路由是可能的，并且按照其可用相邻频隙的集合来选择要使用可能路由中的哪一个。
另一方面提供对应的计算机程序。
任何附加特征能够添加到上述方面中的任一个，以及下面陈述一些这样的附加特征。在网络能够承载使用不同调制格式的路径的情况下，隙指配能够根据为相应新路径所选的调制格式进行，如以下所述的图4所示。这的有益效果在于，在可能的情况下能够使用就所需带宽而言更有效率的调制格式，因而增加容量或者减少阻塞。
在一些情况中，在网络具有路径计算元件和隙可用性数据库的情况下，隙的指配能够由路径计算元件通过访问隙可用性数据库来执行，如以下所述的图1所示。在数据库中具有隙可用性信息的有益效果在于，能够更有效率地执行计算。
在一些情况下，只有具有路径大小中的最宽路径大小的路径才被指配到谱的相对端，如图3所示，如以下所述。这的有益效果是简单性，同时保持更复杂划分的有益效果中的许多效果。
在一些情况下，路由的选择按照可能路由中的哪一个具有可用相邻频隙的较大数量的不同集合进行，如图7A、图7B和图8所示，如以下所述。这的有益效果是，它能够帮助减少网络中的瓶颈。
在一些情况下，路由的选择基于第一调制格式进行，以及如果没有路由对于使用第一调制格式的给定新路径是可能的，则选择路由的步骤包括再次尝试使用需要占用更多相邻频隙的效率较低的第二调制格式，如图9所示。这的有益效果在于，容量的更有效利用是可能的。
在一些情况下，在网络是活动的同时，对于对新路径的请求实时地动态执行路由选择和频隙指配，如图10所示。这的有益效果在于，所需的计算量对于实时使用不会太大。因此，这些技术能够用于添加新的业务请求，或者用于在使用期间优化网络，以及用于离线规划目的。
路由的选择能够基于第一调制格式进行，以及如果没有路由对于使用第一调制格式的给定新路径是可能的，则路由的选择能够涉及再次尝试使用效率较低的第二调制格式，需要占用更多相邻频隙，如图9所示。这能够帮助在可能的情况下实现网络的更好利用。在网络是活动的同时，能够对于对新路径的请求实时地动态执行路由选择和频隙指配，如图10所示。
确定哪些路由是可能的步骤能够具有下列步骤：确定各路由的距离；以及按照所使用的调制格式，对于所涉及的距离来确定是否存在光信号的足够可达范围，如图11所示。按照其可用相邻频隙的集合来选择要使用可能路由中的哪一个的步骤能够包括按照哪一个具有不同集合的较大总数来选择，如以下所述的图8所示。
按照其可用相邻频隙的集合来选择要使用可能路由中的哪一个的步骤能够包括按照哪一个具有所占用隙之间的较宽间隙进行选择，如图8所示。
确定哪些路由是可能的步骤能够涉及，在没有足够可达范围的情况下，确定光再生沿该路由是否可用，以及确定具有任何可用光再生的路由是否是可能的，如图12所示，如以下所述。这能够使更长路由能够被考虑，因而降低阻塞。
调制格式能够至少包括使用单载波的4-QAM、16-QAM和64-QAM。在其它情况下，它们能够至少包括OFDM。
附加特征中的任一个能够组合在一起并且与上述方面的任一个进行组合。特别是与其它现有技术相比，其它效果和结果将是本领域的技术人员清楚的。能够进行许多变更和修改，而没有背离本发明的权利要求。因此，应当清楚地理解，本发明的形式只是说明性的，而不是要限制本发明的范围。
附图说明
现在将参照附图，作为举例来描述可如何实施本发明，附图中：
图1示出PCE、数据库和网络的示意图，
图2示出按照一个实施例的方法的步骤，
图3示出按照一个实施例、在一系列不同时间占用哪些隙的视图，
图4示出按照另一个实施例的方法的步骤，其中按照调制类型来指配隙，
图5示出按照另一个实施例的方法的步骤，其中按照一个实施例只将新路径中的最宽路径指配给相对端，
图6示出按照另一个实施例的方法的步骤，其中按照光传输质量来选择路由，
图7A和图7B示出对于新路径的两个可能路由占用哪些隙的视图，
图8示出按照另一个实施例的方法的步骤，其中按照哪一个具有最多不同集合或者哪一个具有所占用隙之间的最宽间隙来选择路由，
图9示出按照另一个实施例的方法的步骤，其中，如果很少或者没有路由在给定传输质量是可能的，则使用效率较低的调制格式来选择具有足够传输质量的路由，
图10示出按照另一个实施例的方法的步骤，示出路由的离线选择和在操作期间路由新业务的动态变更，
图11示出按照另一个实施例的方法的步骤，其中涉及当选择路由时，确定是否在给定差错率的条件下存在足够可达范围，
图12示出按照另一个实施例的方法的步骤，其中涉及如果在给定差错率的条件下没有足够可达范围，则检查光再生沿该路由是否可用，以及
图13示出按照另一个实施例的基于PC的PCE和数据库。
具体实施方式
将针对具体实施例并且参照某些附图来描述本发明，但是本发明并不局限于此，而仅受权利要求限制。所述附图只是示意性的，并且是非限制性的。附图中，为了举例说明，有些元件的尺寸可能经过放大，而没有按比例绘制。
定义：
在本描述和权利要求书中使用术语“包括”的情况下，它并不排除其它元件或步骤，并且不应当被理解为限制到此后所列部件。在提到单数名词时使用不定冠词或定冠词(例如“一”或“一个”、“该”)的情况下，这包括那个名词的复数，除非另加具体说明。
所述节点或网络的元件或部件可包括在介质中编码以用于执行任何种类的信息处理的逻辑。逻辑可包括在盘或其它计算机可读介质中编码的软件和/或在专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其它处理器或硬件中编码的指令。
提到节点能够包含任何种类的交换节点，不局限于所述类型，不局限于任何集成度或者大小或带宽或比特率等等。
提到软件能够包含在处理硬件上直接或间接可执行的任何语言的任何类型的程序。
提到处理器、硬件、处理硬件或电路能够包含在任何程度上集成的任何种类的逻辑或模拟电路，而并不局限于通用处理器、数字信号处理器、ASIC、FPGA、分立元件或逻辑等等。提到处理器意在包含使用多个处理器(例如，可集成在一起，或者共处于同一节点中，或者分布在不同位置)的实现。
提到光传输质量能够包含表示在光级的数据传输的效能的任何量度，诸如误码率或者信噪比。它可包含具有或者没有纠错的测量或预测，以及具有或者没有任何再生或其它处理的测量。
缩写词：
PCE：路径计算元件
WSON：波长交换光网络
BV-OXC：带宽可变光交叉连接
DP-QPSK：双极化正交相移键控
OFDM：正交频分复用
QAM：正交幅度调制
MaxSlots-MinBandwidth：具有最小所需带宽的最大隙组合
FF：首次拟合
LF：最后拟合
RSA：路由选择和谱指配
介绍
通过对实施例的介绍，将说明它们如何解决常规设计存在的一些问题。需要RSA策略来处理光路请求的粗粒度，并且基于单载波传输和其它技术来限制灵活网格WSON中的未使用的备用容量。需要提供设计成在路径计算元件(PCE)内操作的有效动态供应，这虑及由单载波传输技术所支持的光路(例如100和400Gb/s)。所述的技术在一些情况下能够虑及若干调制格式(例如4-正交幅度调制(QAM)、64-QAM)所遇到的不同带宽要求和全光可达范围。PCE利用若干技术，这些技术根据调制格式，能够沿路径分配所需频隙，同时限制备用容量。
图1：PCE、数据库和网络
图1示出PCE 30、用于存储网络拓扑的数据库10和当前隙可用性信息的示意图。灵活网格WSON网络20具有多个可变带宽节点40，这些节点可以是例如ROADM或BV-OXC。将业务需求馈送到PCE。PCE耦合到数据库，以访问与网络拓扑和隙可用性有关的信息。PCE能够计算用于新路径的路由，并且向新路径指配频隙。将所指配频隙的指示发送给网络中的相关节点，使得新业务能够通过网络来传递。指示还发送给数据库，以使它能够更新当前隙可用性信息。
这能够应用于的网络的示例是具有E个节点和V个双向链路的透明WSON，其中节点支持100和400Gb/s的传输和接收。100Gb/s通过双极化正交相移键控(DP-QPSK)或其它技术来支持。400Gb/s通过例如双极化和4-正交幅度调制(QAM)或者16-QAM或64QAM来支持。100Gb/s和全光可达范围的带宽要求在下文中概括：T. Pfau，“Hardware requirementsfor coherent systems beyond 100G”，ECOC 2009。
100Gb/s的传输质量的模型的示例在下文中详述：Sambo N.、Secondini M.、Cugini F.、Bottari G.、lovanna P.、Cavaliere F.、Castoldi P.，“Modeling andDistributed Provisioning in 10-40- 100-Gb/s Multirate Wavelength SwitchedOptical Networks”，Lightwave Technology，Journal of，vol.29，no.9，第1248-1257页，2011年5月1日。
各链路支持带宽B的S个隙(例如，如果B=12.5GHz，则S=320)。PCE专用于路径计算和隙指配，并且它知道网络中的任何路径的QoT。在从源s到目的地d的给定比特率的光路请求时，s将PCE通信协议(PCEP)用于向PCE提交路径计算请求(即，使用PCEP PCReq消息)，其必须承载比特率信息。数据库20能够是业务工程数据库，该数据库具有详细的和更新的隙可用性信息，即，每一个链路上的带宽B的各隙的状态(保留或可用)。在一个示例中，PCE根据比特率、允许的调制格式(即，保证在给定比特率的QoT的那些调制格式)以及沿路径的可用隙来执行路径计算。通常，对于将s连接到d的路径，根据允许的调制格式和比特率，光路要求沿整个路径的n个相邻隙。另外，与波长连续性约束相似，那些隙必须满足隙连续性约束，即，相同隙在沿路径的所有链路中是可用的。
图2：按照一个实施例的方法
图2示出按照一个实施例的方法的步骤，并且可例如在图1的PCE部件执行。步骤100示出为需要不同数量的相邻频隙的新路径选择路由。路由可就节点而言。在步骤110，为新路径中的第一路径指配沿其所选路由的相邻隙的集合。隙处于可用频隙的谱的一端。在步骤120，将可用相邻频隙的集合指配给新路径中的下一路径，使得新路径中的较宽路径(就需要更多隙而言较宽)处于可用频隙的谱的与指配了新路径中的较窄路径的一端相对的一端。
在步骤130，以类似的方式将可用相邻频隙的集合指配给其它新路径，直到不再有可用的或者直到不再有新路径。
图3：在不同时间的隙占用
图3示出按照一个实施例、在一系列不同时间占用哪些隙的视图。时间在此图中从左至右流逝。黑色正方形表示被占用隙，而白色正方形表示可用隙。在每列中，表示了13个相邻频隙。实际上，可存在更多隙。在第一时刻，如在左侧所示，有2个被占用隙、然后是10个可用隙、然后是一个被占用隙。因此，存在10个隙的间隙。随后，为第一新路径指配在间隙的一侧的3个隙，如第二列所示。第三列示出为较宽的第二新路径指配了在间隙的另一侧的5个隙之后的位置。这留下2个隙的剩余间隙。稍后，结束第一新路径，留下5个隙的间隙，如第四列所示。
注意，按照常规首次拟合技术，这会留下2个隙和3个隙的2个间隙，这不太有用。如第五列中所示，添加了需要5个隙的另一个新路径，没有留下间隙。如能够看到的，如果使用了现有技术首次拟合技术，则这个新路径会被阻塞。因此，这个示例证明一种情况，以帮助说明如何能够通过进行指配以便将新路径中的较宽路径放置在可用频隙的谱的与放置了新路径中的较窄路径的一端相对的一端，来降低总阻塞概率。这意味着剩余间隙更可能比较大。
图4：按照调制类型来指配隙的方法
图4示出按照另一个实施例的方法的步骤，其中按照调制类型来指配隙。这与图2相似，但是步骤100这时是步骤102，其中路由的选择按照为每个新路径所选的调制类型进行。步骤110在此图中这时是步骤112，以及隙指配按照调制类型对间隙的一端或另一端进行。调制类型的示例至少是使用单载波的4-QAM、16-QAM和64-QAM，或者是如OFDM之类的多载波类型。
图5：只将路径中的最宽路径指配给相对端的方法
图5示出按照另一个实施例的方法的步骤，其中按照一个实施例只向相对端指配新路径中的最宽路径。这与图4相似，只是步骤120变成步骤124，其中，将路径中的最宽路径指配给隙的谱中的间隙的与路径中的所有其它路径相对的端。
图6：按照光传输质量来选择路由的方法
图6示出按照另一个实施例的方法的步骤，其中按照光传输质量来选择路由。步骤100涉及为需要不同数量的相邻频隙的新路径选择路由。这个步骤被表示为具有两个组成步骤320和330。在步骤320，PCE确定对于相应新路径，哪些路由由于具有足够的可用相邻隙和足够的光传输质量而是可能的。光传输质量通常将取决于就跳数或者所覆盖距离而言的所提议路由的长度。
在步骤330，PCE按照其可用相邻频隙来选择可能路由之一。在步骤340，隙的集合被实际上指配给新路径。这能够例如使用常规首次拟合(FF)技术来实现：选择满足隙连续性约束的最低索引的相邻n个隙。对于n=3，关于以下所述的图7B选择隙4、5、6。
备选地，可使用以上关于图2所述的方法，这是首次拟合或最后拟合(FF-LF)方法。取决于路径的宽度(这可能取决于调制格式)，选择满足隙连续性约束的最低或最高索引的相邻n个隙。在100Gb/s的情况下，应用LF。在400Gb/s的情况下，如果更有效率的允许的调制格式为4-QAM，则应用FF，否则应用LF。作为一个示例，在图7B中，如果n=3(采用64-QAM)，则选择隙5、6、7。
最后，PCE向源节点“s”传递路径路由和所指配隙。这能够通过例如PCEP应答消息中的自组织扩展或者通过其它技术来实现。
图7A、图7B：两个不同路由的隙占用
图7A和图7B示出对于需要3个相邻隙的新路径的两个可能路由占用哪些隙的视图。第一可能路由经由节点i从源s转到目的地d，如图7A所示。隙3、4、5和7对于路由的第一分支是可用的，以及隙3、4、5和6对于第二分支是可用的。第二可能路由经由节点j从源s转到目的地d，如图7B所示。在这个可能路由中，隙3、4、5、6和7对于两个分支均是可用的。
对于图7A所示的可能路由，考虑路径s-i-d和所需带宽n=3，只能够选择位置3、4、5中的3个隙，因为它们是相邻的，并且在新路径的可能路由的各链路中是可用的。因此，间隙大小对于图7A的可能路由为四，并且仅存在隙的一个可能集合。对于第二可能路由，间隙大小为四，并且存在隙的两个可能集合。这两个可能路径之间的选择能够根据集合进行。在这种情况下，能够选择第二可能路由，或者是因为它具有较大间隙，或者是因为它具有可用的更多的不同集合。
图8：使路由按照集合数量或者被占用隙之间的最宽间隙来选择的方法
图8示出按照另一个实施例的方法的步骤，其中按照哪一个具有最多不同集合或者哪一个具有所占用隙之间的最宽间隙来选择路由。这与图6相似，只是步骤330具有两个组成步骤333和336(二中选一)。在步骤333，路由的选择基于可能路由中的哪一个具有可用隙的最多不同集合。或者，在步骤336，路由的选择基于可能路由中的哪一个具有被占用隙之间的最宽间隙。
图9：使用效率较低的调制格式来选择路由的方法
图9示出按照另一个实施例的方法的步骤，其中如果很少或者没有路由在给定传输质量是可能的，则使用效率较低的调制格式来选择具有足够传输质量的路由。这与图6相似，只是步骤320具有两个组成步骤324和328。在步骤324，由PCE使用第一调制格式确定哪些路由由于具有足够的可用相邻隙和足够的光传输质量而是可能的。在步骤328，如果很少或者没有路由是可能的，则确定使用效率较低的第二调制格式时，哪些路由由于具有足够的可用隙和足够的光传输质量而是可能的。
这个所提议的路由选择策略(称作具有最小所需带宽的最大隙组合--MaxSlots-MinBandwidth)的一个示例描述如下。给定光路请求和比特率或者其它规范，PCE查找具有最小所需带宽的满足QoT的路径组成的集合Ps;d。因此，在100Gb/s的情况下，仅存在一个调制格式，以及Ps;d简单地由满足QoT的路径组成，而如果没有路径满足QoT，则阻塞该请求。在400Gb/s的情况下，存在调制格式的选择，以及对于采用64-QAM(其中B=12.5GHz，n=3，即，就所需带宽或隙而言最有效率的调制格式)满足QoT的路径首次查找Ps;d。如果没有路径在采用64-QAM时满足QoT，则对于采用16-QAM(n=5且B=12.5GHz)满足QoT的路径查找Ps;d。如果没有路径在采用16-QAM时满足QoT，则对于采用4-QAM(n=9且B=12.5GHz)满足QoT的路径查找Ps;d。如果甚至在采用4-QAM时也没有路径满足QoT，则阻塞该请求。然后，在Ps;d中的路径之中，PCE选择使沿路径满足隙连续性约束的相邻隙的可能组合的数量最大化的一个路径。例如，假定400Gb/s请求，考虑采用64-QAM(n=3)可接受的图7中的两个路径。考虑路径s-i-d，只能够选择3个隙3、4、5，因为相邻并且满足连续性约束。因此，可能组合的数量为1。考虑路径s-j-d，组合的数量为3，以及能够选择下列相邻隙：3、4、5或4、5、6或者5、6、7。按照MaxSlots-MinBandwidth，选择路径s-j-d。
图10：具有离线选择和动态变更的方法
图10示出按照另一个实施例的方法的步骤，示出路由的离线选择和在操作期间路由新业务的动态变更。这与图6相似，除了以下所述之外。路由选择是用于为新路径执行路由的离线规划的步骤90的组成部分。
有稍后的步骤360：在网络操作的同时或者在线地执行动态变更，以路由新业务或者恢复现有业务到新路径上。这包括：步骤100，为需要不同数量的相邻隙的新路径选择路由；以及步骤340，一旦选择路由，则为新路径指配可用相邻隙的集合。
图11：涉及对于给定差错率确定可达范围的方法
图11示出按照另一个实施例的方法的步骤，其中涉及当选择路由时，确定在给定差错率的条件下是否存在足够可达范围。这与图6相似，只是步骤320具有组成步骤323。这涉及通过对于路由的距离和所使用调制格式确定是否存在足够光可达范围来以给定差错率提供信号，来确定哪些路由是可能的。
图12：具有检查光再生的可用性的方法
图12示出按照另一个实施例的方法的步骤，其中涉及如果在给定差错率的条件下没有足够可达范围，则检查是否光再生沿路由可用。这与图11相似，只是在步骤323之后有附加步骤327。在步骤327，如果没有足够光可达范围，则进行检查以查看是否存在沿路由可用的任何光再生，这能够足够地延伸可达范围。
图13：基于PC的实施例
图13示出按照另一个实施例的基于PC的PCE和数据库。这与图1的实施例相似，但是在这种情况下，PCE通过个人计算机PC 32运行的路径计算程序34来实现，以及网络拓扑数据库10通过PC 12运行的数据库程序14来实现。这使现有硬件、操作系统和通信硬件及软件能够被使用以节省成本。
MaxSlot-MinBandwidth所遇到的阻塞概率
所提议光路供应的性能通过网络上的定制C++事件驱动模拟器来评估，其中E=30、V=56。使用12.5GHz网格间隔，因此每个链路的隙的总数S为320。如果满足前向纠错之前例如BER<10-3的阈值，则QoT被视为可接受的。OSNR阈值例如能够如上述pfau文献中所陈述，或者能够考虑更精确模型。光路请求均匀地分布在s-d对与比特率之中。到达之间和保持时间以指数来分布，其中分别具有1/λ和1/μ=500s的平均数。业务负荷表示为λ/μ。假定Ps;d的两种情况。首先，Ps;d由就跳数(SHs)而言的最短路径组成。然后，Ps;d由就跳数(SH+1s)而言距最短路径在一跳之内的路径组成。
已经发现，阻塞概率随业务负荷而增加，因为网络更多地被装载，并且更难以找到具有满足隙连续性约束的n个相邻隙的路径。考虑路径的较大集合Ps;d(SH+1s代替仅SH)能够降低阻塞概率，因为更可能找到具有满足隙连续性约束的n个相邻隙。阻塞主要对4-QAM400Gb/s光路(其要求最大数量的隙(n=9))来确定。那些光路更可能与长路径关联，这些长路径由低OSNR来表征，因而它们不能与64-或16-QAM配合使用。通过分析模拟，已经看到，FF的应用导致多达8个相邻空闲隙的组：在这种情况下，允许16-和64-QAM的供应，同时防止4-QAM的供应。另一方面，发现使用FF/LF的隙指配给出比FF更好的性能，因为它更有效地利用隙资源，因此更可能找到9个相邻可用隙。
结束语
如已经描述的，实施例能够应用于具有多速率和灵活带宽装置的基于PCE的WSON以供应光路(例如由单载波技术来支持)。说明选择所需频隙的两个策略。通过进行留下较大间隙的隙指配，能够更有效地利用网络资源。这能够实现较宽的更多新路径，这对于实现就带宽而言更有效率的调制格式的更多使用是特别有用的。在用于隙选择的两个策略之中，FF/LF得到比用于路径的两个不同集合的FF要少的阻塞。能够使用各种网格间隔值(例如6.25GHz)。在权利要求之内能够设想其它变更和添加。

Claims (34)

1.一种波长交换光网络中的新路径的路由选择和带宽指配的方法，所述网络设置成承载占用不同数量的相邻频隙的不同带宽的路径，所述方法具有下列步骤：
为所述新路径中的每个新路径选择路由，以及
向每个相应新路径指配相邻频隙的集合，
其中，为了所选路由具有用于其相应新路径的足够相邻频隙的不止一个可用集合，进行所述指配，以便将所述新路径中的较宽路径放置在所述可用频隙的谱的与放置所述新路径中的较窄路径的所述可用频隙的谱的一端相对的一端。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述网络能够承载使用不同调制格式的路径，以及所述隙指配是根据为所述相应新路径所选的调制格式进行的。
3.如权利要求1或2所述的方法，所述网络具有路径计算元件和隙可用性数据库，以及指配所述隙的步骤由所述路径计算元件通过访问所述隙可用性数据库来执行。
4.如权利要求1或2所述的方法，其中，仅将具有路径大小中的最宽路径大小的路径指配到所述谱的相对端。
5.如权利要求1或2所述的方法，选择所述路由的步骤按照可能路由中的哪一个具有可用相邻频隙的较大数量的不同集合来进行。
6.如权利要求1或2所述的方法，选择所述路由的步骤基于第一调制格式进行，以及如果没有路由对于使用所述第一调制格式的给定新路径是可能的，则选择所述路由的步骤包括再次尝试使用就需要占用更多相邻频隙而言效率较低的第二调制格式。
7.如权利要求1或2所述的方法，所述路由选择和频隙指配在所述网络操作的同时对于对新路径的请求实时地动态执行。
8.一种用于波长交换光网络中的新路径的路由选择和带宽指配的设备，所述网络设置成承载占用不同数量的相邻频隙的不同带宽的路径，所述设备具有：
选择部件，设置成为所述新路径中的每个新路径选择路由，以及向每个相应新路径指配相邻频隙的集合，其中，为了所选路由具有用于其相应新路径的足够相邻频隙的不止一个可用集合，进行所述指配，以便将所述新路径中的较宽路径放置在所述可用频隙的谱的与放置所述新路径中的较窄路径的所述可用频隙的谱的一端相对的一端。
9.一种在波长交换光网络中的新路径的路由选择和带宽指配的方法，所述网络设置成承载占用不同数量的相邻频隙的不同带宽的路径，所述方法具有下列步骤：
为所述新路径中的每个新路径选择路由，以及
向每个相应新路径指配相邻频隙的集合，
其中，选择所述路由的步骤包括下列步骤：确定对于所述相应新路径，就具有足够的可用相邻频隙和足够的光传输质量而言，哪些路由是可能的，并且按照其可用相邻频隙的集合来选择要使用可能路由中的哪一个，以便将所述新路径中的较宽路径放置在所述可用频隙的谱的与放置所述新路径中的较窄路径的所述可用频隙的谱的一端相对的一端。
10.如权利要求9所述的方法，选择所述路由的步骤基于第一调制格式进行，以及如果没有路由对于使用所述第一调制格式的给定新路径是可能的，则选择所述路由的步骤包括再次尝试使用需要占用更多相邻频隙的、效率较低的第二调制格式。
11.如权利要求9或10所述的方法，所述路由选择和频隙指配在所述网络操作的同时对于对新路径的请求实时地动态执行。
12.如权利要求9至10中的任一项所述的方法，确定哪些路由是可能的步骤具有下列步骤：确定各路由的距离；以及按照所使用的调制格式，对于所涉及的距离来确定是否存在光信号的足够可达范围。
13.如权利要求9至10中的任一项所述的方法，按照其可用相邻频隙的集合来选择要使用所述可能路由中的哪一个的步骤包括按照哪一个具有不同集合的较大总数来选择的步骤。
14.如权利要求9至10中的任一项所述的方法，按照其可用相邻频隙的集合来选择要使用所述可能路由中的哪一个的步骤包括按照哪一个具有被占用隙之间的较宽间隙来选择的步骤。
15.如权利要求12所述的方法，确定哪些路由是可能的具有下列步骤：在没有足够可达范围的情况下，确定光再生沿所述路由是否可用；以及确定具有任何可用光再生的路由是否是可能的。
16.如权利要求10所述的方法，所述调制格式至少包括使用单载波的4-QAM、16-QAM和64-QAM。
17.如权利要求10所述的方法，所述调制格式至少包括正交频分复用。
18.一种用于波长交换光网络中的新路径的路由选择和带宽指配的设备，所述网络设置成承载占用不同数量的相邻频隙的不同带宽的路径，所述设备具有：
选择部件，用于为所述新路径中的每个新路径选择路由，并且用于向每个相应新路径指配相邻频隙的集合，
所述选择部件设置成确定对于所述相应新路径，就具有足够的可用相邻频隙和足够的光传输质量而言，哪些路由是可能的，并且按照其可用相邻频隙的集合来选择要使用可能路由中的哪一个，以便将所述新路径中的较宽路径放置在所述可用频隙的谱的与放置所述新路径中的较窄路径的所述可用频隙的谱的一端相对的一端。
19.一种用于波长交换光网络中的新路径的路由选择和带宽指配的装置，所述网络设置成承载占用不同数量的相邻频隙的不同带宽的路径，所述装置包括：
用于为所述新路径中的每个新路径选择路由的部件，以及
用于向每个相应新路径指配相邻频隙的集合的部件，
其中，为了所选路由具有用于其相应新路径的足够相邻频隙的不止一个可用集合，进行所述指配，以便将所述新路径中的较宽路径放置在所述可用频隙的谱的与放置所述新路径中的较窄路径的所述可用频隙的谱的一端相对的一端。
20.如权利要求19所述的装置，其中，所述网络能够承载使用不同调制格式的路径，以及所述隙指配是根据为所述相应新路径所选的调制格式进行的。
21.如权利要求19或20所述的装置，所述网络具有路径计算元件和隙可用性数据库，以及指配所述隙的步骤由所述路径计算元件通过访问所述隙可用性数据库来执行。
22.如权利要求19-20中的任一项所述的装置，其中，仅将具有路径大小中的最宽路径大小的路径指配到所述谱的相对端。
23.如权利要求19-20中的任一项所述的装置，选择所述路由的步骤按照可能路由中的哪一个具有可用相邻频隙的较大数量的不同集合来进行。
24.如权利要求19-20中的任一项所述的装置，选择所述路由的步骤基于第一调制格式进行，以及如果没有路由对于使用所述第一调制格式的给定新路径是可能的，则选择所述路由的步骤包括再次尝试使用就需要占用更多相邻频隙而言效率较低的第二调制格式。
25.如权利要求19-20中的任一项所述的装置，所述路由选择和频隙指配在所述网络操作的同时对于对新路径的请求实时地动态执行。
26.一种用于在波长交换光网络中的新路径的路由选择和带宽指配的装置，所述网络设置成承载占用不同数量的相邻频隙的不同带宽的路径，所述装置包括：
用于为所述新路径中的每个新路径选择路由的部件，以及
用于向每个相应新路径指配相邻频隙的集合的部件，
其中，选择所述路由的步骤包括下列步骤：确定对于所述相应新路径，就具有足够的可用相邻频隙和足够的光传输质量而言，哪些路由是可能的，并且按照其可用相邻频隙的集合来选择要使用可能路由中的哪一个，以便将所述新路径中的较宽路径放置在所述可用频隙的谱的与放置所述新路径中的较窄路径的所述可用频隙的谱的一端相对的一端。
27.如权利要求26所述的装置，选择所述路由的步骤基于第一调制格式进行，以及如果没有路由对于使用所述第一调制格式的给定新路径是可能的，则选择所述路由的步骤包括再次尝试使用需要占用更多相邻频隙的、效率较低的第二调制格式。
28.如权利要求26或27所述的装置，所述路由选择和频隙指配在所述网络操作的同时对于对新路径的请求实时地动态执行。
29.如权利要求26至27中的任一项所述的装置，确定哪些路由是可能的步骤具有下列步骤：确定各路由的距离；以及按照所使用的调制格式，对于所涉及的距离来确定是否存在光信号的足够可达范围。
30.如权利要求26至27中的任一项所述的装置，按照其可用相邻频隙的集合来选择要使用所述可能路由中的哪一个的步骤包括按照哪一个具有不同集合的较大总数来选择的步骤。
31.如权利要求26至27中的任一项所述的装置，按照其可用相邻频隙的集合来选择要使用所述可能路由中的哪一个的步骤包括按照哪一个具有被占用隙之间的较宽间隙来选择的步骤。
32.如权利要求29所述的装置，确定哪些路由是可能的具有下列步骤：在没有足够可达范围的情况下，确定光再生沿所述路由是否可用；以及确定具有任何可用光再生的路由是否是可能的。
33.如权利要求27所述的装置，所述调制格式至少包括使用单载波的4-QAM、16-QAM和64-QAM。
34.如权利要求27所述的装置，所述调制格式至少包括正交频分复用。
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