[發明專利]彈性光網絡中采用業務預測與頻譜轉換的RSA方法

有效

• 申請號: 201910273876.6
• 申請日: 2019-04-07
• 公開（公告）號: CN110011922B
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: 張水艷;徐展琦;賈文彬;吳杰
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H04L12/751
• 分類號: H04L12/751;H04L12/721;H04L12/24;H04Q11/00
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 田文英;王品華

本發明提出一種彈性光網絡中結合業務預測和頻譜轉換的RSA方法，用于解決彈性光網絡中的動態路由與頻譜分配問題，實現步驟是：首先為網絡所有節點對選擇K條候選路徑；然后，預測鏈路上業務請求變化信息，計算各候選路徑的綜合權重；其次，按照頻譜約束條件，判斷是否可以處理業務請求；最后，當所有候選路徑均不滿足頻譜約束條件時，考慮添加頻譜轉換器來處理業務請求。本發明使用徑向基神經網絡RBFNN預測技術，在選路時不僅考慮了路徑長度和頻譜占用情況，還考慮了候選路徑上業務請求持續時間的競爭程度，再結合頻譜轉換，可有效提高網絡性能，為運營商或數據中心互連等需求提供高效的資源優化分配方案。

技術領域

本發明屬于通信技術領域，更進一步涉及網絡通信技術領域中的一種彈性光網絡EONs(Elastic Optical Networks)中采用業務預測與頻譜轉換的RSA(Routing andSpectrum Assignment)方法。本發明可以在彈性光網絡中，針對每個隨機到達的動態業務請求完成路由選擇與頻譜分配。

背景技術

基于編碼光正交頻分復用CO-OFDM(Coded optical-Orthogonal FrequencyDivision Multiplexing)的彈性光網絡EONs可根據用戶請求帶寬，靈活分配合適的頻譜資源，成為未來光網絡的發展趨勢之一。在彈性光網絡中，路由與頻譜分配RSA問題分為路由選擇子問題與頻譜分配子問題。網絡運營商或網絡資源分配器根據用戶的業務請求，建立一條端到端的光路，并在該路徑上分配相應的頻譜資源。動態路由與頻譜分配RSA問題的優化目標通常是降低業務阻塞率或提高網絡資源利用率。

北京郵電大學在申請的專利文獻“彈性光網絡中資源感知的路由與頻譜資源分配方法和系統”(公開號CN 103051547B，申請號201210568557.6)中，公開了一種資源感知的路由與頻譜資源分配RSA方法。該方法針對到達的業務請求，首先判斷當前網絡中已建立的空閑光路能否承載此請求，如果能，則直接利用空閑光路進行通信，否則重新計算候選路徑，根據路徑的鏈路跳數和可用的頻隙數選擇工作路徑，接著在工作路徑上進行頻譜分配，建立新光路以完成源宿節點間的通信；通信完成后，暫不拆除新光路，啟動定時器，在定時器時間內繼續處理到達的業務請求。該方法存在的不足之處是，在選路時所考慮的兩個因素都是基于當前網絡狀態信息，忽略了特定源宿節點對未來業務請求對當前業務選路的影響，從全局來看，這使得網絡資源未能充分利用。

Wenbin Jia、Zhanqi Xu、Zhe Ding和Kai Wang在其發表的論文“Routing andSpectrum Assignment Algorithm with Prediction for Elastic Optical Networksunder Self-Similar Traffic”(2016 15th International Conference on OpticalCommunications and Networks(ICOCN),Hangzhou,2016,pp.1-3)中公開了一種使用預測的路由與頻譜分配RSA方法。該方法首先采用前K條最短路徑算法離線計算出不同源宿節點間業務的候選路徑集，然后通過反向傳播神經網絡BPNN(Back Propagation NeuralNetworks)預測未來鏈路流量的變化時刻。在選路階段針對每條候選路徑綜合考慮候選路徑上的持續時間重合度、路徑跳數和頻譜利用率，優先在綜合權重最小的候選路徑上進行頻譜分配。當所有候選路徑上沒有滿足該業務請求的頻譜塊時，直接阻塞掉該業務請求。該方法的不足之處是，在頻譜分配階段，當網絡資源不能提供滿足業務請求的頻譜塊時，直接阻塞掉該業務，未考慮采用頻譜轉換技術改善頻譜分配的靈活性，從而導致了業務阻塞率較高，浪費了網絡資源。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提出了一種彈性光網絡中采用業務預測與頻譜轉換的路由與頻譜分配RSA方法。