本发明专利技术公开了一种调制格式自适应的RSA方法，该方法包括：计算多种调制格式的信号在相同传输速率下的最长传输距离；当有连接请求到达网络时，利用最短路径路由算法和首次命中(FF)频谱分配算法为其计算k条光路；对于某个连接请求，首先依次取出其最短路径上两相邻节点之间的距离d，并将其和计算出的最长传输距离进行比较；根据比较结果选择调制格式；根据所选择的调制格式，在满足频谱连续性与邻接性的双重约束条件下分配频谱资源，建立连接。本发明专利技术的技术方案通过间接考虑物理损伤影响，进行调制格式自适应的路由和频谱分配，适用于灵活光网络。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于灵活光网络中的RSA(Rout ing and Spectrum Assignment，路由和频谱分配)方法，具体地，涉及一种综合考虑物理层损伤的影响计算传输距离，根据不同的传输距离选择合适的调制格式进行路由和频谱分配的方法，属于光通信
技术介绍
近年来，光网络正在向着高速、动态、灵活、透明化方向发展，受物理损伤的影响，不同光层的物理属性配置决定着相应光路对物理损伤的承受能力，如采用先进调制格式的信道更容易受物理损伤的影响，其传输信号的质量会受到更严重的劣化。为了保证光信号的QoT(Quality of Transmission，传输质量)，网络应动态地进行光层物理属性的调整，适应不断发展的业务需求，提高网络性能。而OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用)技术可以根据业务QoT需求及网络状态的变化对端口的速率、调制格式和频谱资源进行动态调节。路由和频谱分配(RSA)算法作为灵活光网络中的光路资源分配技术，可以根据用户的实际需求合理地分配对应不同光信号质量的光路资源。因此，在基于OFDM的灵活光网络中，利用RSA技术，可以在规避物理层损伤的同时，有效地提高频谱资源利用率，降低全网阻塞率。在灵活光网络中，利用RSA算法在解决调制格式自适应的传输需求时，通常进行路由计算和频谱选择分配两个过程，其过程为首先利用路由算法计算从源节点到目的节点的可用路径，然后利用频谱分配算法在其中选择一条具有连续频谱资源的路径建立光路，传输光信号。在建立传输距离模型时，可以考虑物理损伤对光信号的影响，使得通过RSA过程得到的光路必须满足物理损伤约束条件；且可根据传输距离的不同，自适应地选择调制格式，从而实现了在保证传输质量的同时，提高频谱资源利用率。目前调制格式自适应的RSA算法主要存在以下缺点：1)在路由过程中对物理层损伤的考虑不够全面，不能很好地满足业务的QoT需求；2)在频谱分配过程中，选择调制格式时，对于最长传输距离的确定，没有给出特定的模型。因此，不能很好地满足灵活光网络中的传输需求，所以如何根据业务的QoT需求，考虑物理损伤约束，自适应地选择合适的调制格式，从而进行弹性带宽分配，降低物理损伤的影响，已成为业内人员研究的重点。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提供一种适用于灵活光网络中，通过间接考虑物理损伤影响，进行调制格式自适应的路由和频谱分配方法。该方法较为全面地考虑物理层损伤，建立了最长可达传输距离模型，在此基础上，根据网络中两节点间的不同距离，自适应地选择合适的调制格式，进行路由和频谱分配过程。这样既满足了业务的QoT需求，又提高了网络资源利用率。本专利技术采用下述的技术方案：一种调制格式自适应的RSA方法，该方法包括如下步骤：1)计算N种调制格式M1，M2，…，MN-1，MN的信号在相同传输速率下的最长传输距离，分别记为DM1，DM2，…，DMN-1，DMN，且DM1≤DM2≤…DMN-1≤DMN；2)当有连接请求到达网络时，利用最短路径路由算法和首次命中(FF)频谱分配算法为其计算k条光路，将k条光路按照路径距离从小到大编号，编号依次为1，2，…k；3)对于某个连接请求，首先依次取出其最短路径上两相邻节点之间的距离d，并将其和步骤1)中计算出的DM1，DM2，…，DMN-1，DMN进行比较；4)根据比较结果选择调制格式；5)分配频谱资源，建立连接。特别地，在步骤4)中，如果d≤DM1，则选择M1调制；如果DM1＜d≤DM2，则选择M2调制；…；如果DMN-1＜d≤DMN，则选择MN调制。进一步地，分配频谱资源包括：5.1)按照光路编号从小到大依次遍历，当第i条光路有合适的调制格式可选择时，则建立连接；如果k条光路均没有可选择的调制格式，则阻塞连接；5.2)由于在连接建立的过程中，必须满足频谱连续性与邻接性的双重约束条件，如果在第i条光路上，不存在满足连接需求的可分配的连续频谱资源，则连接阻塞。特别地，调制格式可以为BPSK，QPSK和16QAM三种。可以利用式1计算BPSK的最长传输距离：D[km]=12[-804.3ln(BR[Gb/s])+5584.6]]]> (式-1)其中，D为传输距离，BR为传输速率；其他调制格式信号的最长传输距离采用半距离法得出，即调制阶数每增加1位，受信噪比影响，传输距离就减半。分配频谱资源时可以按照下式计算各种调制格式下所需的频隙数： (式-2)其中，B为连接请求带宽，单位是b/s，Bmod是所选调制格式的频谱效率，本专利技术中均按理论最高值计算，单位是b/s/Hz，Sslot是频隙间隔，单位是Hz。本专利技术具有如下优点：采用本专利技术的方法，较好地避免了物理层损伤对光信号传输质量的影响，建立了传输距离模型；实现了调制格式自适应选择，降低了网络阻塞率，提高了网络资源利用率；适用于未来灵活光网络中业务多样性及高速率传输的需求。附图说明图1为8节点拓扑结构图；图2示出了采用图1所示拓扑，传统RSA方法和本专利技术所述方法在频谱资源利用率方面的比较；以及图3为本专利技术采用图1所示拓扑在不同频隙间隔下的阻塞率性能仿真结果图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。首先较为综合地考虑物理损伤影响，包括光纤损耗，交叉相位调制(XPM)，四波混频(FWM)和串扰(XT)及光信号经过带宽可变波长交叉连接器(BV-OXC)时的损伤，建立了传输距离模型，如式1所示：D[km]=12[-804.3ln(BR[Gb/s])+5584.6]]]> (式-1)其中，D为传输距离，BR为传输速率。BPSK调制信号所能传输的最长距离可利用式1计算。其他调制格式信号的最长传输距离采用半距离法得出，即调制阶数每增加1位，受信噪比影响，传输距离就减半。本专利技术采用的调制格式有三种：BPSK(Binary Phase Shift Keying，二进制移相键控法)，QPSK(Quadrature Phase Shift Keying，四相相移键控法)，16QAM(16-Quadrature Amplitude Modulation，正交幅度调制法)。利用式1分别计算三种调制格式信号在相同传输速率下的最长传输距离，记为本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种调制格式自适应的RSA方法，该方法包括如下步骤：1)计算N种调制格式M1，M2，…，MN的信号在相同传输速率下的最长传输距离，分别记为DM1，DM2，…，DMN‑1，DMN，且DM1≤DM2≤…DMN‑1≤DMN；2)当有连接请求到达网络时，利用最短路径路由算法和首次命中(FF)频谱分配算法为其计算k条光路，将k条光路按照路径距离从小到大编号，编号依次为1，2，…k；3)对于某个连接请求，首先依次取出其最短路径上两相邻节点之间的距离d，并将其和步骤1)中计算出的DM1，DM2，…，DMN‑1，DMN进行比较；4)根据比较结果选择调制格式；5)分配频谱资源，建立连接。
【技术特征摘要】
1.一种调制格式自适应的RSA方法，该方法包括如下步骤：
1)计算N种调制格式M1，M2，…，MN的信号在相同传输速率下的最长传输距
离，分别记为DM1，DM2，…，DMN-1，DMN，且DM1≤DM2≤…DMN-1≤DMN；
2)当有连接请求到达网络时，利用最短路径路由算法和首次命中(FF)频谱
分配算法为其计算k条光路，将k条光路按照路径距离从小到大编号，编号依
次为1，2，…k；
3)对于某个连接请求，首先依次取出其最短路径上两相邻节点之间的距离
d，并将其和步骤1)中计算出的DM1，DM2，…，DMN-1，DMN进行比较；
4)根据比较结果选择调制格式；
5)分配频谱资源，建立连接。
2.根据权利要求1的方法，所述步骤4)包括：
如果d≤DM1，则选择M1调制；如果DM1＜d≤DM2，则选择M2调制；…；如果
DMN-1＜d≤DMN，则选择MN调制。
3.根据权利要求1或2的方法，所述步骤5)包括：
5.1)按照光路编号从小到大依次遍历，当第i条光路有合适的调制格式可
选择时，则建立连接；如果k条光路均没有可选择的调制格式，则阻塞连接。
4.根据权利要求3的方法，所述步骤5)进一步包括：
5.2)由于在连接建立的过程中，必须满足频谱连续性与邻接性的双重约束
条件，如果在第i条光路上，不存在满足连接需求的可分配的连...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵继军，姚秋彦，李文竹，刘心，任丹萍，
申请(专利权)人：河北工程大学，
类型：发明
国别省市：河北;13
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