[發明專利]多芯彈性光網絡中基于串擾感知頻譜可切片資源分配方法

在審

• 申請號: 202210794004.6
• 申請日: 2022-07-07
• 公開（公告）號: CN115209248A
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發明（設計）人: 劉煥淋;周建劍;陳勇
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: H04Q11/00
• 分類號: H04Q11/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種多芯彈性光網絡中基于串擾感知的頻譜可切片資源分配方法，屬于光纖通信技術領域。本發明所述方法通過檢查按需配置頻譜切片機結構的光交換節點端口數據速率與光纖鏈路頻譜碎片信息，設計鏈路代價函數，為業務選擇鏈路代價最小的傳輸路徑；在纖芯選擇中，采用基于纖芯分組和頻譜分區的纖芯選擇策略；在頻譜資源分配時，為業務選擇串擾值最小的頻譜資源；當頻譜資源分配失敗時，采用基于頻譜切片的分配代價感知資源分配策略，對業務請求進行頻譜切片，頻譜切片后的子業務再執行上述的路由選擇和纖芯與頻譜分配過程，以增加業務成功傳輸概率。所提方法減少多芯彈性光網絡頻譜碎片化，改善串擾影響和降低業務帶寬阻塞概率。

技術領域

本發明屬于光纖通信技術領域，涉及一種多芯彈性光網絡中基于串擾感知的頻譜可切片資源分配方法。

背景技術

隨著通信與信息產業的快速發展，業務需求多樣化，網絡流量消耗呈指數增長，這要求網絡靈活提供帶寬資源。傳統的波分復用(Wavelength Division Multiplexing,WDM)網絡采用固定的頻譜粒度和單一的調制格式，無法滿足靈活多變的業務請求。基于光正交頻分復用技術的彈性光網絡(Elastic Optical Networks,EONs)通過將頻譜資源劃分為多個頻隙，提供了高效的頻譜分配、距離自適應調制格式分配和高傳輸速率等優點。而云計算技術和互聯網應用的迅速發展使得對網絡帶寬需求量呈現爆炸式上升。為滿足日益增加的帶寬需求，改進光網絡的傳輸技術，提高光傳輸容量迫在眉睫。隨著科技的發展，光通信系統中信號的多路復用技術一般是偏振模式復用、時分復用、波分復用和幅相位正交復用。唯一新的空間維度，已成為突破光纖傳輸容量極限的關鍵因素。多芯光纖(Multi-coreFiber,MCF)的提出是實現在空間維度突破光纖傳輸容量極限最有效的技術手段。將MCF技術與EONs相結合形成多芯彈性光網絡不僅使網絡的傳輸容量獲得了極大的提高，并且加入空間維度使頻譜資源分配更靈活。所以，多芯彈性光網絡將成為適應未來光網絡更加安全、高效、節能的解決方案。

多芯彈性光網絡在帶來諸多優勢的同時，也為資源分配帶來新的挑戰。引入空間維度后，多芯彈性光網絡中的路由頻譜纖芯分配(Routing,Spectrum and CoreAssignment,RSCA)問題變得更加復雜。此外，多芯彈性光網絡中各纖芯間的距離較近，業務在傳輸過程中將出現頻譜重疊，使光信號功率泄露到相鄰纖芯中，造成芯間串擾(Inter-Core Crosstalk,ICXT)，影響業務傳輸的質量。此外，隨著多芯彈性光網絡中路徑的不斷建立與拆除，光網絡中原本連續的空閑頻譜塊逐漸被分割成離散的頻譜塊，將產生大量的頻譜碎片。而當網絡資源的碎片化程度較重時，后續到達的業務可能找不到滿足業務傳輸條件的頻譜塊，網絡的頻譜利用率降低。因此，在多芯彈性光網絡中，如何減少碎片和芯間串擾來提高頻譜利用率至關重要。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種多芯彈性光網絡中基于串擾感知的頻譜可切片資源分配方法，在降低串擾和碎片對資源分配影響的同時，降低業務的帶寬阻塞率。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種多芯彈性光網絡中基于串擾感知的頻譜可切片資源分配方法，該方法包括以下步驟：

S1：輸入多芯彈性光網絡拓撲結構G(N,E,F,C)，節點集合N，鏈路集合E，每鏈路包含頻隙集合F，纖芯集合C；根據網絡拓撲結構中節點度數的平均值，記為D，為每個節點配置數目為D的頻譜切片機，配置的連接方式為按需節點結構；輸入業務請求，根據網絡中業務的需求帶寬值對業務進行分組；

S2：根據圖論中的頂點著色原理，將輸入的多芯光纖集合C中不相鄰的纖芯分為一組，并將分組后的纖芯分為纖芯組選擇高優先級，中優先級和低優先級，并對每個等級的纖芯組選擇的頻譜資源進行頻譜分區；

其中，各纖芯組的頻譜分區i包含的頻隙數目的計算公式為：