CN104836751B - 基于频谱感知的单路径业务分割-合并的光网络频谱分配方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种在弹性光网络中基于频谱感知的单路径业务分割‑合并的频谱分配方法，该算法由两部分组成，当新业务到达时，使用基于频谱可用度的业务可分割频谱分配方法为业务分配频谱资源，选择当占用时业务所经路径总链路剩余频谱可用度最大的n个频谱块传输业务，尽可能最大化链路剩余频谱可用度，降低网络的阻塞率；当旧业务离去时，释放带宽资源，使用基于频谱可用度的业务合并方法，查询分割传输的业务所经路径是否有足够大的空闲频谱块满足业务合并的带宽需求，且合并后链路频谱可用度不减少，若满足，将业务合并；其目的在于减少业务分割造成的频谱资源浪费和设备端口过多使用，进一步降低网络阻塞率，并节约设备端口能耗。

Description

基于频谱感知的单路径业务分割-合并的光网络频谱分配 方法

技术领域

本发明属于光纤通信技术领域，涉及一种在弹性光网络中基于频谱感知的单路径业务分割-合并的频谱分配方法。

背景技术

云计算与数据中心的大量应用，数据业务的快速增加，使网络的带宽需求与能耗不断激增。NTT公司于2009年提出了一种频谱高效的基于OFDM(正交频分复用)技术的弹性光网络。弹性光网络能够根据业务大小与传输距离为业务选择不同调制等级，动态分配不同的频隙数，相比带宽粒度固定的WDM(波分复用)网络，带宽资源利用率极大提高，被认为是下一代光网络发展的主要方向之一。但是，弹性光网络中的传输路径需满足频谱连续性与一致性的约束条件，随着新业务到达和旧业务离开，频繁的光路动态建立与拆除，路径上的频谱碎片将越来越多，增加了网络的阻塞率，降低了网络的传输容量。另一方面，网络中庞大的业务传输量，使得弹性光网络能耗问题依然严峻。降低网络阻塞率，从而提高网络容量的同时，保证网络的能耗不剧烈增加，势在必行。

为了降低网络的阻塞率，研究人员基于IP over EON(弹性光网络)提出了业务分割的频谱资源分配策略。当业务传输所需频隙数(业务传播所需带宽比上单个频隙的带宽)超过了选定路径上拥有最大空闲连续频谱资源的频谱块的频隙数时，将业务分割为多个低速率子业务，通过多个转发器发送，使业务所需频谱资源可以不连续，再为分割的子业务分配多个空闲频谱块，减轻了频谱碎片的不利影响，使业务请求不容易被阻塞。

相比业务不分割的频谱分配策略，业务分割策略虽然可大幅降低网络的阻塞率，但是却面临以下问题：1)弹性光网络中，由于不同发射机的子载波不具有正交性，为了避免不同业务相互产生干扰，需要在相邻业务间消耗一个频隙宽度的频谱资源作为保护带。业务分割策略将一个完整的业务分割为多个低速率子业务传输，将消耗更多的频谱资源作为保护带，造成频谱资源的浪费，不利于阻塞率的降低；2)目前的业务分割频谱分配策略，多采用贪婪算法，为分割为多份的子业务分配频谱资源时，没有考虑对后续业务传输的影响；3)由于目前还没有能根据路径上不同空闲频谱块的带宽大小将业务灵活分割的专用光层器件的提出，分割步骤将在业务发送前由电层器件完成，使得业务分割传输将消耗更多的连接核心路由器与转发器的以太网端口；另一方面，由于多流带宽可变转发器高昂的硬件成本和复杂的结构，更倾向在实际网络中使用单流带宽可变转发器，业务分割传输将消耗更多的转发器。因此，业务分割策略还会带来更高的设备端口能耗。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于频谱感知的单路径业务分割-合并的光网络频谱分配方法，在为新业务分配频谱资源时，该方法根据网络中频谱资源的状态，将业务分割为n份(n为1时，表示业务不需要分割)，选择使业务所经路径的所有链路的剩余频谱可用度最大的n个频谱块传输业务，尽可能最大化链路剩余频谱可用度；在路径上带宽资源允许的条件下，将分割的业务在原路径合并；通过这两个步骤在业务分割策略的基础上进一步降低了网络的阻塞率，并减少了业务分割造成的额外设备端口能耗。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于频谱感知的单路径业务分割-合并的光网络频谱分配方法，在本方法中：

(1)基于频谱可用度的业务可分割频谱分配方法：为业务分配频谱资源时，选择使业务所经过路径的所有链路的剩余频谱可用度最大的n个频谱块传输分割的业务，n为业务的分割份数，业务无需分割时，n＝1；若使路径上总链路的剩余频谱可用度取最大值的频谱分配方式有多种，在这些候选方案中，选择分割份数n最小的频谱分配方式，以减少保护带和设备端口使用，节约频谱资源与能耗；基于频谱可用度的业务分割传输方法不仅可提高频谱碎片的利用率，还能最大化链路剩余传输容量，从而降低网络阻塞率。

(2)基于频谱可用度的业务合并方法：当其它业务离开网络，使网络的可用频谱资源发生改变，判断此时如果路径上存在足够业务传输的单个空闲频谱块，则将正在分割传输的业务合并，并把此频谱块分配给合并后的业务传输，合并传输可通过减少保护带使用进一步降低网络的阻塞率，并减少业务分割造成的额外占用网络设备的端口能耗。

进一步，所述基于频谱可用度的业务可分割频谱分配方法具体包括以下步骤：

1)在网络运行开始时，创建一个业务分割表S，用以记录分割传输的业务、业务的传输路径、业务所占用的频谱的频隙号和业务完整传输所需的频隙数；

2)使用K条最短路径算法(KSP)为新到达的业务计算K条链路分离的传输路径，K值为网络节点平均度数取下限整数；

3)选择一条备选路径，根据该路径长度为业务选择调制等级，并计算在该调制等级下业务所需的频隙数；分别计算该路径上各空闲频谱块被占用时，该路径上总链路剩余频谱可用度，按剩余频谱可用度从高到低的顺序分别对K条备选路径上的空闲频谱块排序；

4)将业务分割为n份，n＝1～N，其中N为业务可分割的最大份数，N取值越大，网络阻塞率越低，但算法复杂度越高；轮询K条传输路径，在每条传输路径的空闲频谱块集合中依次选择n个连续的频谱块，判断选中频谱块的总带宽是否满足业务传输需求，若满足，计算并记录这些频谱块占用时的剩余频谱可用度，业务的分割份数以及所用频谱块到一个集合中；如果该集合非空集，则选择使剩余频谱可用度最大的业务分割份数以及所用频谱块，为业务分配频谱资源，若使剩余频谱可用度取最大值的频谱分配方式有多种，在这些候选方案中，选择分割份数n最小的频谱分配方式；

5)如果n＞1，将该业务相关信息记录到业务分割表中，为后续的业务合并做准备。

进一步，所述基于频谱可用度的业务合并方法具体包括以下步骤：

1)当网络中有业务离去时，轮询表S中的业务，若该业务与离去业务所经过的传输路径有共有链路，且路径上有连续频隙数不小于业务完整传输所需的频隙数的空闲频谱块，记录这些空闲频谱块到一个空闲频谱块集合中；

2)计算当前时刻该业务所经路径总链路的剩余频谱可用度；

3)将该业务当前占用的频谱暂时置为空闲，分别计算假设空闲频谱块集合中各个频谱块占用时，业务所经路径上总链路的剩余频谱可用度，记下最大的频谱可用度值与占用的频谱块；

4)若该频谱块占用时总链路的剩余频谱可用度比先前的剩余频谱可用度高，将业务合并到该频谱块上传输，并释放业务合并前占用的频谱资源。

本发明的有益效果在于：首先，本方法根据网络中频谱资源的状态，在为新业务分配频谱资源时，不仅继承了现有业务分割策略提高频谱碎片的利用率的优点，还尽可能最大化链路剩余频谱可用度，降低网络的阻塞率；其次，在路径上带宽资源允许的条件下，将分割的业务在原路径合并，减少业务分割传输过多消耗的保护带，节约频谱资源，进一步降低网络的阻塞率，并减少业务分割传输过多消耗的设备端口使用，避免了能耗的激增。由于所有操作均在单路径上实施，避免了业务分割到多条不同路径上传输所带来的时延差问题，以及合并时重路由造成的时延差问题与计算复杂度的增加。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为不同频谱可用度计算方式下为业务分配频谱资源后链路频谱状态示意图，其中(a)为用频谱连续度描述剩余频谱可用度时为业务分配频谱资源后链路频谱状态，(b)为用链路剩余最大传输容量描述剩余频谱可用度时为业务分配频谱资源后链路频谱状态；

图2为业务合并前后链路频谱状态示意图，其中(a)为业务合并后链路频谱连续度降低，剩余传输容量提升的情况；(b)为业务合并后链路频谱连续度与剩余传输容量均降低的情况；(c)为业务合并后链路频谱连续度与剩余传输容量均提升的情况；

图3为采用业务可分割频谱分配方法为业务分配频谱资源后链路频谱状态示意图；

图4为基于频谱感知的单路径业务分割-合并的总算法流程图；

图5为基于频谱可用度的业务可分割频谱分配算法流程图；

图6为基于频谱可用度的业务合并算法流程图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。

图4为基于频谱感知的单路径业务分割-合并的总算法流程图，该方法具体步骤如下：

步骤1：创建一个业务分割表S，记录分割传输的业务，业务的传输路径、业务完整传输所需频隙数和业务所占用的频隙的频隙号；步骤2：若新业务到来，转步骤3，若旧业务离去，转步骤8；步骤3：使用KSP算法为新业务计算前K条最短路径；步骤4：选则第q条路径(q＝1；q≤K；q++)，根据该路径长度为业务选择满足传输距离约束的最高调制等级，并计算该调制等级下业务所需频隙数；步骤5：若业务所选路径上共有G个空闲频谱块，将这些频谱块放入集合B中，B＝{B₁,B₂,...,B_G}，分别计算假设第j个频谱块B_j(j＝1；j≤G；j++)占用时业务所经路径上总链路剩余频谱可用度，按其从高到低的顺序对这些频谱块排序；步骤6：依次假设可将业务分割为n份(n＝1；n≤N；n++)，其中N为业务可分割的最大份数，选择第j至j+n-1个频谱块(j＝1；j≤G-n+1；j++)，若这些频谱块总带宽满足业务传输需求，计算这些频谱块被分割为n份的业务占用时的剩余频谱可用度，记下业务的分割份数以及所用频谱块；步骤7：选择使所经路径上总链路的剩余频谱可用度最大的业务分割份数以及所用频谱块，若使路径上总链路的剩余频谱可用度取最大值的频谱分配方式有多种，在这些候选方案中，选择分割份数n最小的频谱分配方式，为业务分配频谱资源，清空集合B，返回步骤2，如果n＞1，将该业务相关信息记录到表S中；步骤8：轮询表S中的业务，若选中业务与离去的业务所经路径有共有链路，且路径上有连续频隙数不小于业务完整传输所需频隙数的空闲频谱块，记下这些空闲频谱块B{B₁,B₂,...,B_G}；步骤9：计算当前时刻该业务所经路径总链路的剩余频谱可用度；步骤10：将业务所占频谱暂置为空闲，分别计算假设B_j(j＝1；j≤G；j++)占用时业务所经路径上总链路的剩余频谱可用度，记下最大的频谱可用度值与占用的频谱块；步骤11：若B_j占用时总链路的剩余频谱可用度相比先前的剩余频谱可用度不减少，将业务合并到B_j上传输，释放业务先前占用资源，并清空集合B；步骤12：当表S轮询完毕，返回步骤2。

本方法针对现有的业务分割频谱分配策略为业务分配频谱资源时，没有考虑为业务分配频谱资源对后续业务传输的影响，并且使用过多保护带和设备端口，浪费频谱资源，增加网络能耗的问题，采用基于频谱感知的单路径业务分割-合并的频谱分配算法。该算法由两部分组成，当新业务到达时，使用基于频谱可用度的业务可分割频谱分配方法为业务分配频谱资源。选择当占用时业务所经路径总链路剩余频谱可用度最大的n个频谱块传输业务，n为业务的分割份数，尽可能最大化链路剩余频谱可用度，降低网络的阻塞率，若使路径上总链路的剩余频谱可用度取最大值的频谱分配方式有多种，在这些候选方案中，选择分割份数n最小的频谱分配方式，以减少保护带和设备端口使用，节约频谱资源与能耗；当旧业务离去时，释放带宽资源，使用基于频谱可用度的业务合并方法，查询表S中的业务所经路径时是否有足够大的空闲频谱块满足业务合并的带宽需求，且合并后链路频谱可用度不减少，若满足，将业务合并。其目的在于减少业务分割造成的频谱资源浪费和设备端口过多使用，进一步降低网络阻塞率，并节约设备端口能耗。

在业务不可分割的频谱分配策略中，有研究者提出了一种空闲频谱连续度的计算方法，来描述链路剩余频谱可用度，如公式(1)所示：

其中，假设选定路径上有L条链路；l代表业务所经路径从源到目的端第l条链路(l∈{1,2,...,L})；F为链路上的总频隙数；B_l为链路l上的空闲频谱块数；代表链路l上第i个频隙的使用情况，表示该频隙空闲，表示该频隙当前被占用。基于该假设，表示链路频谱资源中可用资源占总频谱资源的比例；表示链路l上空闲频隙之间的总连接点数；表示链路l上的空闲频谱块数；反映了各个频谱块的频谱连接程度。业务不可分割条件下，基于频谱连续度的频谱分配策略为业务选择占用时业务所经路径总链路剩余频谱连续度最大的频谱块传输业务，以减少频谱碎片的产生，降低网络阻塞率。

但是，在业务可分割条件下，由于业务传输不受频谱连续性约束，频谱连续度并不能准确反映链路上频谱资源的可用度。在为业务分配频谱资源时，若业务可分割，基于链路剩余频谱连续度的频谱分配方式，可能会选择造成链路剩余传输容量变小的频谱分配方式，如附图1(a)所示。在判断业务是否合并时，会发生当业务合并后链路传输容量提升，但频谱连续度却下降的情况，如附图2(a)所示，使可合并的业务无法合并，不利于节约频谱资源与能源。

本发明使用链路剩余最大传输容量，描述链路频谱可用度，作为频谱分配及业务合并的判决机制之一。公式(2)给出了业务可分割条件下选定路径上总链路剩余最大传输容量计算方式：

式中，m表示选定的调制等级，C_slot表示最低调制等级下单位频隙的传输容量，1表示业务虚占用的保护带，表示业务可分割条件下可用于传输业务的总频隙数。在为新业务分配频谱资源时，若采用本发明提出的链路剩余最大传输容量作为链路剩余频谱可用度的参照标准，首先采用使链路剩余频谱可用度最大的业务分割份数与频谱块为业务分配频谱资源，若使链路的剩余频谱可用度取最大值的频谱分配方式有多种，在这些候选方案中，选择分割份数最少的频谱分配方式，如附图1(b)所示，更有利于后续业务传输，降低阻塞率。在判断业务是否合并时，相比频谱连续度概念，业务可分割条件下的链路剩余最大传输容量能更准确地反应业务合并前后链路的剩余频谱可用度情况，若业务合并后所经路径总链路的剩余最大传输容量不降低或提升，即可将业务合并，如附图2(a)与附图2(c)所示。

首先，结合附图4对本发明的总算法进行说明，具体流程可分为下面几个步骤：

Step 1:定义网络图G(V,E)，V表示节点集，E表示边集；R(s,d,C)表示从s到d，速率为C的业务，其中s,d∈V；

Step 2：创建业务分割表S，记录分割传输的业务及业务所经路径，业务不分割传输所需的频隙数和业务当前所占频隙的频隙标号。

表1.业务分割表S

R1	pR1	NFSR1	FSIR1
				R2	pR2	NFSR2	FSIR2
...	...	...	...
				RE	PRE	NFSRE	FSIRE

表1中，E表示当前时刻表S中最后一个业务的标号；Rx表示表中第x个业务；p^Rx表示业务Rx的传输路径。当旧业务离去时，通过比较离去业务所经路径与Rx是否有共有链路，判断Rx是否潜在可合并；NFS^Rx表示业务Rx完整传输所需频隙数(含保护带宽)，该参数将与p^Rx上当前空闲频谱块的频隙数作比较，判断业务是否可合并；FSI^Rx表示业务当前占用频隙的标号，若将业务合并，释放这些频谱资源。

Step 3：当有新业务R(s,d,C)到达，转Step 4；当有旧业务离去，转Step 5。

Step 4：使用基于频谱可用度的业务可分割频谱分配方法为业务分配频谱资源，若业务需要分割传输，将该业务及业务所经路径，业务不分割传输所需的频隙数和业务当前所占频隙的频隙标号记录到S中，为后续合并做准备。返回Step 3。

Step 5：若业务分割表S不为空，轮询表S中的业务Rx(x＝1；x≤E；x++)，使用基于频谱可用度的业务合并方法，对表选中业务进行合并，将合并传输的业务从表S中删除。当表S轮询完毕，返回Step 3；若业务分割表S为空，返回Step 3；

对于新到达的业务，本发明设计的基于频谱可用度的业务可分割频谱分配方法，涉及业务分割份数n(n＝1,2,...,N)与所用的n个不同频谱块B_j,B_j+1,...,B_j+n－1共n+1个变量，在网络规模大时不适合用整数线性规划求解，因此在为业务分配频谱资源时，使用启发式算法选择尽可能使链路剩余频谱可用度高的业务分割份数n与所用的n个不同频谱块的组合，为业务分配频谱资源。

以附图3为例，假设业务请求传输速率为25Gb/s，采用不分割的频谱分配策略，只能为其分配空闲频隙数为4的频谱块，链路的剩余频谱可用度变为37.5。若采用本发明提出的基于频谱可用度的业务可分割频谱分配方法，将业务分割为2份，选择2个占用时使链路剩余频谱可用度最高的频谱块分配给业务传输，如图3中链路上第二、三个频谱块，这时链路剩余频谱可用度为50，使该链路上为后续业务找到满足业务传输所需带宽的频谱资源更加容易，降低了业务阻塞的可能性。

下面将结合附图5对本发明的第一部分—基于频谱可用度的业务可分割频谱分配算法流程进行详细的说明。具体流程可分为下面几个步骤：

Step 1:在网络图G(V,E)中使用KSP算法为新到达业务R(s,d,C)计算前K条最短路径。

Step 2：选择第q条备选路径(q＝1；q≤K；q++)，当q＞K，阻塞该业务请求。

Step 3：根据该路径长度为业务选择满足传输距离约束的比特率最大的调制等级，并计算出该调制等级下业务传输速率为C时所需频隙数NFS^R。

Step 4：若业务所选路径上共有G个空闲频谱块，将这些频谱块放入集合B中，B＝{B₁,B₂,...,B_G}，使用公式(2)分别计算假设第j个频谱块B_j(j＝1；j≤G；j++)占用时，业务所经路径上总链路剩余频谱可用度C_max(B_j)，按C_max(B_j)从高到低的顺序对这些频谱块排序。

Step 5：依次假设可将业务分割为n份(n＝1；n≤N；n++)，其中N为业务可分割的最大份数。当n≤N时，转Step 6。当n＞N时，若已找到满足业务传输带宽需求的频谱块，转Step7；若找不到可用频谱块，返回Step 2。

Step 6：依次选择第j至j+n-1个连续的频谱块(j＝1；j≤G-n+1；j++)，若这些频谱块总带宽满足业务传输需求业务，即NFSB_j+...+NFSB_j+n－1≥NFS^R+n-1，NFSB_j为频谱块B_j上的空闲频隙数，n-1为分割为n份后多使用的保护带数目，使用公式(2)计算这些频谱块被业务占用时的剩余频谱可用度C_max(B_j,...,B_j+n－1)，记下业务的分割份数n以及所用频谱块B_j,...,B_j+n－1。当j＞G-n+1，转Step 5。

Step 7：选择使C_max(B_j,...,B_j+n－1)最大的业务分割份数n以及所用频谱块B_j,...,B_j+n－1，为业务分配频谱资源。若使C_max(B_j,...,B_j+n－1)取最大值的频谱分配方式有多种，在这些候选方案中选择n最小的频谱分配方式，清空集合B。

在业务分割策略中，对于业务请求R(s,d,C)，如果将其分割为n个子业务传输。频谱资源方面，传输所需的总频隙数其中，表示速率为C的业务在调制等级为m时所需频隙数，GB为业务传输需要的保护带。可知单位时间浪费的频谱资源为(n-1)*GB。能耗方面，基于端口的网络能耗计算方法，可以根据网络器件能耗设置，在我们的研究中，各器件能耗值设置为：1)以太网接口功率P_e＝560(W)；2)带宽可变光转发器功率P_t＝1.683*C+91.333(W)，其中1.683为基于收发速率的动态部分能耗，可用表示，91.333为设备的静态能耗，与收发速率无关，可用表示；3)掺铒光纤放大器功率P_a＝30(W)，一条光纤上每80km放置一个，与业务速率与业务多少无关。因此，将业务分割为n个子业务传输，每秒需消耗的端口能耗可知单位时间浪费的能源为

如果在分割的业务所经路径上有足够大的空闲频谱块满足业务传输时，将业务合并到该频谱块上传输，这样就能减少业务的保护带与设备端口使用数，降低网络阻塞率节约设备端口能耗，节约的频谱资源与能耗分别为：

其中，为业务的结束时刻，t'为业务的合并时刻。

将业务合并后传输，由于改变了链路上的频谱资源状态，可能会导致链路剩余频谱可用度的降低，即链路的传输容量减少，不利于后续业务传输，如附图2(b)所示。为了避免业务合并后链路频谱可用度的降低，需要在业务是否合并及合并时频谱块的选择时引入频谱可用度判决机制。

下面将结合附图6对本发明的第二部分—基于频谱可用度的业务合并算法流程进行详细的说明。具体流程可分为下面几个步骤：

Step 1:当网络中有旧业务离去，记下该业务传输路径。

Step 2：对于选中的分割业务Rx，判断其传输路径p^Rx与离去业务的路径上是否有共有的链路，若有，转Step 3；若没有，返回总算法。

Step 3：使用公式(2)计算该路径当前的总链路频谱可用度C_maxcur。

Step 4：查询路径p^Rx上的空闲频谱块B_j,对于该频谱块的连续频隙数NFSB_j，若有NFSB_j≥NFS^Rx，将该频谱块放入集合B{B₁,B₂,...,B_G}中；若无NFSB_j≥NFS^Rx，业务暂无法合并，返回Step 2。

Step 5：将标号为FSI^Rx的频谱资源占置为空闲，依次使用公式(2)计算假设B中第j个频谱块占用时的总链路频谱可用度C_max(B_j)并记录(j＝1；j≤G；j++)，选中值最大的C_max(B_j)与占用的频谱块B_j。

Step 6：若C_max(B_j)≥C_maxcur，将业务合并到B_j上传输，并释放标号为FSI^Rx的频谱资源；若C_max(B_j)＜C_maxcur，业务暂无法合并，清空集合B，返回总算法。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (2)

1.一种基于频谱感知的单路径业务分割-合并的光网络频谱分配方法，其特征在于：在本方法中：

(1)基于频谱可用度的业务可分割频谱分配方法：为业务分配频谱资源时，选择使业务所经过路径的所有链路的剩余频谱可用度最大的n个频谱块传输分割的业务，尽可能最大化链路剩余频谱可用度，降低网络的阻塞率，n为业务的分割份数，业务无需分割时，n＝1；若使路径上总链路的剩余频谱可用度取最大值的频谱分配方式有多种，在这些候选方案中，选择分割份数n最小的频谱分配方式，以减少保护带和设备端口使用，节约频谱资源与能耗；

(2)基于频谱可用度的业务合并方法：当其它业务离开网络，使网络的可用频谱资源发生改变，判断此时如果路径上存在足够业务传输的单个空闲频谱块，则将正在分割传输的业务合并，并把此频谱块分配给合并后的业务传输，合并传输可通过减少保护带使用进一步降低网络的阻塞率，并减少业务分割造成的额外占用网络设备的端口能耗；

所述基于频谱可用度的业务合并方法具体包括以下步骤：

1)当网络中有业务离去时，轮询表S中的业务，若该业务与离去业务所经过的传输路径有共有链路，且路径上有连续频隙数不小于业务完整传输所需的频隙数的空闲频谱块，记录这些空闲频谱块到一个空闲频谱块集合中；

2)计算当前时刻该业务所经路径总链路的剩余频谱可用度；

3)将该业务当前占用的频谱暂时置为空闲，分别计算假设空闲频谱块集合中各个频谱块占用时，业务所经路径上总链路的剩余频谱可用度，记下最大的频谱可用度值与占用的频谱块；

4)若该频谱块占用时总链路的剩余频谱可用度比先前的剩余频谱可用度高，将业务合并到该频谱块上传输，并释放业务合并前占用的频谱资源。

2.根据权利要求1所述的基于频谱感知的单路径业务分割-合并的光网络频谱分配方法，其特征在于：

所述基于频谱可用度的业务可分割频谱分配方法具体包括以下步骤：

1)在网络运行开始时，创建一个业务分割表S，用以记录分割传输的业务、业务的传输路径、业务所占用的频谱的频隙号和业务完整传输所需的频隙数；

2)使用K条最短路径算法为新到达的业务计算K条链路分离的传输路径，K值为网络节点平均度数取下限整数；

3)选择一条备选路径，根据该路径长度为业务选择调制等级，并计算在该调制等级下业务所需的频隙数；分别计算该路径上各空闲频谱块被占用时，该路径上总链路剩余频谱可用度，按剩余频谱可用度从高到低的顺序分别对K条备选路径上的空闲频谱块排序；

4)将业务分割为n份，n＝1～N，其中N为业务可分割的最大份数，N取值越大，网络阻塞率越低，但算法复杂度越高；轮询K条传输路径，在每条传输路径的空闲频谱块集合中依次选择n个连续的频谱块，判断选中频谱块的总带宽是否满足业务传输需求，若满足，计算并记录这些频谱块占用时的剩余频谱可用度，业务的分割份数以及所用频谱块到一个集合中；如果该集合非空集，则选择使剩余频谱可用度最大的业务分割份数以及所用频谱块，为业务分配频谱资源，若使剩余频谱可用度取最大值的频谱分配方式有多种，在这些候选方案中，选择分割份数n最小的频谱分配方式；

5)如果n＞1，将该业务相关信息记录到业务分割表中，为后续的业务合并做准备。