[發(fā)明專利]面向網(wǎng)絡(luò)編碼使能的彈性光組播網(wǎng)絡(luò)的路由頻譜分配方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710041062.0
• 申請日: 2017-01-17
• 公開（公告）號: CN106850427A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 顧仁濤;王鑫;紀(jì)越峰;李慧;張佳瑋
• 申請（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: H04L12/707
• 分類號: H04L12/707;H04L12/911;H04Q11/00
• 代理公司: 北京思海天達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11203
• 代理人: 張慧

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明方法屬于光網(wǎng)絡(luò)資源優(yōu)化領(lǐng)域，尤其涉及一種引入網(wǎng)絡(luò)編碼的彈性光組播網(wǎng)絡(luò)中的資源優(yōu)化方法，具體是一種面向網(wǎng)絡(luò)編碼使能的彈性光組播網(wǎng)絡(luò)的多路徑路由頻譜分配方法。

背景技術(shù)

隨著寬帶網(wǎng)絡(luò)的飛速發(fā)展和多樣化的新型應(yīng)用服務(wù)不斷涌現(xiàn)，網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)流量需求呈現(xiàn)爆炸性的增長。與此同時，支持IPTV、遠程教育、視頻會議等的新型的組播通信服務(wù)正不斷需要滿足越來越多用戶的需求，導(dǎo)致組播業(yè)務(wù)量在整個數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)中所占的比重不斷增加，且用戶對高質(zhì)量組播服務(wù)的要求也對網(wǎng)絡(luò)帶寬提出了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。這就需要提出一種高效地利用網(wǎng)絡(luò)資源的方法，以滿足用戶多樣化、高帶寬的組播需求。全光組播技術(shù)的應(yīng)用將有效克服傳統(tǒng)的光電光轉(zhuǎn)換瓶頸，以其獨有的寬帶寬和高速率傳輸能力能夠有力支撐組播業(yè)務(wù)。同時將網(wǎng)絡(luò)編碼技術(shù)引入到全光組播網(wǎng)絡(luò)中，能夠進一步提高組播網(wǎng)絡(luò)的傳輸效率、容量和健壯性，為高帶寬組播問題研究提供一種有效的解決方法。因此，本發(fā)明提出一種面向網(wǎng)絡(luò)編碼使能的彈性光組播網(wǎng)絡(luò)的多路徑路由頻譜分配方法，面對用戶不斷提高的個性化寬帶組播業(yè)務(wù)的需求，建立高效靈活的基于網(wǎng)絡(luò)編碼的多路徑彈性資源優(yōu)化方法支持不同粒度的組播業(yè)務(wù)。

從相關(guān)文獻和現(xiàn)有技術(shù)中可知，目前對彈性光網(wǎng)絡(luò)中的路由頻譜分配方法大多針對單播業(yè)務(wù)，如基于非間隔頻譜的路由頻譜分配方法，利用建路時動態(tài)建拆路造成的頻譜碎片來優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)性能；適用于未來靈活頻譜光網(wǎng)絡(luò)中多等級業(yè)務(wù)的傳輸需求以及網(wǎng)絡(luò)能源消耗需求的路由頻譜分配方法；通過間接考慮物理損傷影響的一種靈活光網(wǎng)絡(luò)中調(diào)制格式自適應(yīng)的路由和頻譜分配方法。有少部分涉及組播業(yè)務(wù)在彈性光網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)奶厥庑裕缫环N靈活網(wǎng)格光網(wǎng)絡(luò)的多點到多點組播業(yè)務(wù)光疏導(dǎo)方法，但當(dāng)前尚未有解決組播業(yè)務(wù)在網(wǎng)絡(luò)編碼使能的彈性光網(wǎng)絡(luò)中的彈性資源優(yōu)化的具體詳細實現(xiàn)方案。因此，本發(fā)明提出的一種面向網(wǎng)絡(luò)編碼使能的彈性光組播網(wǎng)絡(luò)的多路徑路由頻譜分配方法，在對于多種組播業(yè)務(wù)時，提出了兩種業(yè)務(wù)執(zhí)行順序策略。選用與本專利不同的方法，如一種cwmn中資源節(jié)約的分布式組播與頻譜分配方法；一種認知無線Mesh網(wǎng)絡(luò)中的最小花費組播路由方法，并采用多路徑方法建立組播樹，對有限的彈性光網(wǎng)絡(luò)資源的利用率和均衡性均未達到最優(yōu)方案。發(fā)明人在實現(xiàn)本發(fā)明的過程中發(fā)現(xiàn)在面向網(wǎng)絡(luò)編碼使能的彈性光組播網(wǎng)絡(luò)的資源優(yōu)化技術(shù)，在頻譜資源利用率方面有待解決。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種面向網(wǎng)絡(luò)編碼使能的彈性光組播網(wǎng)絡(luò)的多路徑路由頻譜分配方法，該方法采用層圖方法對組播業(yè)務(wù)進行路由計算，在彈性光網(wǎng)絡(luò)頻譜連續(xù)性和頻譜一致性的約束下，找到一組滿足組播業(yè)務(wù)頻譜資源請求的層圖集合；進一步，在端到端傳輸時延和組播間差分時延約束下，建立拓撲結(jié)構(gòu)為網(wǎng)絡(luò)編碼組播樹的路由路徑。

為了實現(xiàn)上述的發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：

一種面向網(wǎng)絡(luò)編碼使能的彈性光組播網(wǎng)絡(luò)的多路徑路由頻譜分配方法，解決了組播業(yè)務(wù)在網(wǎng)絡(luò)編碼使能的彈性光組播網(wǎng)絡(luò)中傳輸特殊性的問題，對于每一個組播請求業(yè)務(wù)，應(yīng)用集成的路由頻譜分配策略模塊。在彈性光網(wǎng)絡(luò)頻譜連續(xù)性和頻譜一致性的約束下，找到一組滿足組播業(yè)務(wù)頻譜資源請求的層圖集合，并篩選出實現(xiàn)組播業(yè)務(wù)源節(jié)點到目的節(jié)點集成功傳輸?shù)膶訄D；基于該層圖為組播業(yè)務(wù)進行路由計算，建立拓撲為網(wǎng)絡(luò)編碼組播樹的路由結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)源節(jié)點和目的節(jié)點集間的連接。當(dāng)多種組播業(yè)務(wù)請求通過網(wǎng)絡(luò)時，應(yīng)用兩個組播業(yè)務(wù)的排序策略模塊，分別是考慮時間因素的排序策略模塊和最大請求頻譜優(yōu)先的排序策略模塊。

一種面向網(wǎng)絡(luò)編碼使能的彈性光組播網(wǎng)絡(luò)的多路徑路由頻譜分配方法包括以下步驟：

步驟101：對多個請求分配彈性光網(wǎng)絡(luò)頻譜資源的組播業(yè)務(wù)，對組播請求逐一按需分配頻譜資源；

步驟102：初始化彈性光網(wǎng)絡(luò)中頻隙使用狀態(tài)的指示函數(shù)的集合和業(yè)務(wù)占用頻隙數(shù)目的存儲函數(shù)；

步驟103：針對在基于網(wǎng)絡(luò)編碼的彈性光網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)拿恳粋€組播業(yè)務(wù)，進行集成的路由和頻譜分配；

步驟104：在彈性光網(wǎng)絡(luò)中頻譜連續(xù)性和頻譜一致性的約束下，對于每一個組播業(yè)務(wù)，找出滿足組播業(yè)務(wù)頻隙請求的層圖集合；

步驟105：基于步驟104獲得的層圖集合，篩選出滿足網(wǎng)絡(luò)編碼組播業(yè)務(wù)源節(jié)點到目的節(jié)點集可到達的層圖；