基于弹性光网络的频谱效率优先任播路由资源重配置方法与流程

技术特征：

1.一种基于弹性光网络的频谱效率优先任播路由资源重配置方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

1)根据任播请求先计算多条阻塞率优化的光路连接到各个满足服务请求的数据中心；计算各条阻塞率优化光路的频谱效率，并按照频谱效率从高到低排序光路在一个集合P中；

2)顺序取频谱效率优先的光路集合中的光路，如果光路目的节点是光路所选数据中心是不可再生能源中心，则按照弹性光网络中光路上频谱块一致性和连续性原则，使用FF(First-Fit，首次命中)方式分配频谱资源，预留此光路备用；并选择频谱效率次优的连接到可再生能源中心的P集合中的能耗优化光路，也按照弹性光网络中光路上频谱块一致性和连续性原则，使用LF(Last-Fit，末端命中)算法分配光路频谱资源，并确定能耗优化光路为该任播的传输光路；

3)如果阻塞率优化光路目的节点是可再生数据中心，使用FF频谱方式分配带宽，若分配成功，则确定该光路为任播请求的传输光路；若频谱分配失败，光路带宽冲突，则查看此光路上的其它任播是否使用能耗优化光路传输，如果是，将该任播的能耗优化光路重配置到该业务预留的阻塞率优化光路传输。

2.根据权利要求1所述的基于弹性光网络的频谱效率优先任播路由资源重配置方法，其特征在于：该方法具体步骤如下：

S1：初始化：输入弹性光网络拓扑G(V，E，FS，DC)，V为节点集，E为光纤链路集，FS为链路频隙集合，DC＝{DC₁,DC₂,...,DC_k}为光网络中数据中心集，光路集P{p₁,p₂,...,p_j}，其中DC_k与p_j分别表示第k个数据中心与连接该数据中心的第j条光路；任播请求R(s,CS，TR)，s为源节点，TR为业务带宽，CS为对数据中心的资源需求；令G₂＝G，复制网络G，便于在G₂中选择能耗优化光路；定义LP_R(p_k,SB_h)表示新业务请求R选择的阻塞率优化光路，p_k为光路径，SB_h表示该路径上按照弹性光网络中光路上频谱块一致性和连续性原则，使用FF方法分配的可用频谱块，可用频谱块FS_i-FS_j表示从频隙i到频隙j；EP_R'(p_k',SB_h')表示已在传输的旧业务请求R'所用的能耗优化光路，p_k'为业务R'的能耗优化光路，SB_h'表示该光路上按照弹性光网络中光路上频谱块一致性和连续性原则，使用LF方法分配的可用频谱块；

S2：任播请求R(s,CS，TR)到达，使用Dijkstra算法在EONs光网络G中计算s到满足CS服务的各数据中心DC{DC₁,DC₂,...,DC_k}的光纤路径P{p₁,p₂,...,p_j}集合；

S3：根据集合P中各光路径长度和表1，为业务选择满足传输距离约束的频谱指数最高的调制等级，若传输R有多种调制等级，选择这些调制等级中频谱指数最低的调制等级，并根据所选调制等级，按公式(1)计算业务经各光路径传输所需的频隙数；

表1 不同调制方式对应频谱效率与最大传输距离

调制方式频谱效率m最大传输距离(km)BPSK14000QPSK220008-QAM3100016-QAM450032-QAM525064-QAM6125

对于速率为TR的任播业务请求R，光路所需传输带宽大小，即所需频隙数NFS^R为：

式(1)中，h为光路的跳数，SE^m为使用调制格式m时的频谱指数，BW_SC为单个子载波(即单频隙)传输速率，GB为保护带宽，占用一个频隙；光信号调制格式与对应的频谱指数、光信号最大传输距离的关系参考表1；

S4：对集合P中各光路按照弹性光网络中光路上频谱块一致性和连续性原则，使用FF方法为任播R分配可用频谱块，将光路径上没有可用频谱块的路径从集合P中删去，转步骤S5；若集合P中所有光路均无可用频谱快分配，则阻塞此业务，算法结束；

S5：采用公式(2)计算任播业务R的光路集合P中剩余各光路的频谱效率值，并按值从大到小的顺序对路径P{p₁,p₂,...,p_M}排序，得到集合M≤k，转步骤S6；

其中，光路p_k传输任播R的频谱效率定义为：

S6：在集合P中选择第一条路径p_a，以及步骤S5分配的对应光路可用频谱块SB_h，该光路标记为阻塞率优化光路LP_R(p_a,SB_h)，更新网G的频谱状态；

S7：判断阻塞率优化光路LP_R(p_a,SB_h)在G₂上是否与其他任播的能耗优化光路占用的频谱资源冲突，若不冲突，转步骤S9；否则，若阻塞率优化光路LP_R(p_a,SB_h)在G₂上与任播R'的能耗优化光路EP_R'(p_b',SB_j')占用的频谱资源冲突，转步骤S8；

S8：将R'重配置到任播R'预留的阻塞率优化光路上LP_R'(p_a',SB_h')，更新网G₂频谱状态，转步骤S9；

S9：若光路目的节点连接的数据中心DC_a为可再生能源数据中心，则光路LP_R(p_a,SB_h)为任播R分配的传输光路和频谱资源，更新网G频谱状态，算法结束；若光路目的节点连接的数据中心DC_a为不可再生能源数据中心，将光路LP_R(p_a,SB_h)预留，更新网G频谱状态，转步骤S10；

S10：轮询路径集合中剩余路径p_k(k＝a+1；k≤M；k++)，若找到光路目的节点是可再生能源数据中心DC_b，则按照弹性光网络中光路上频谱块一致性和连续性原则，使用LF方法分配空闲频谱块，转步骤S11；否则，使用预留的光路LP_R(p_a,SB_h)传输任播业务R，算法结束；

S11：建立能耗优化光路EP_R(p_b,SB_j)传输任播业务R，更新G和G₂频谱状态。