一种光网络频谱资源不对称分配方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种光网络频谱资源不对称分配方法及装置，所述方法包括：根据新业务的源节点和目的节点，对新业务进行路由计算，得出相应的路由；对新业务的业务持续时间进行分析，并对业务进行划分；使用空闲频谱资源信息数据库，正向共享频谱资源数据库和反向共享频谱资源数据库三个数据库记录频谱分配情况，针对不同类型的业务，采用不同的频谱资源分配策略，充分利用业务正向和反向带宽需求的不对称性，实现对光网络频谱资源的高效利用；根据新业务的正向和反向的业务路径信息和分别占用的频谱信息，对空闲频谱信息数据库以及相应的共享频谱信息数据库进行更新；根据新业务的正向和反向的业务路径信息和分别占用的频谱信息，建立相应的光路，在业务传输完成后释放分配的频谱隙。

【技术实现步骤摘要】
一种光网络频谱资源不对称分配方法和装置
本专利技术属于光通信
，特别涉及一种基于业务持续时间的光网络频谱资源不对称分配方法和装置。
技术介绍
随着互联网业务逐年发展，业务的突发性与不对称性越来越明显，这对传统的网络提出了巨大的挑战。不对称性，即业务的带宽需求在正向(从源节点到目的节点的方向)和反向(从目的节点到源节点的方向)路径上不同。另一方面，可调谐光器件的引入进一步增加了光网络的灵活性，同时SDON(软件定义光网络)的发展使得光网络在控制层面更加高效，可以利用新的可调谐光器件对光网络的频谱资源进行更灵活、精准的分配，用以适合不同需求的业务。现有光网络的RSA(路由与频谱分配)忽略了业务的正向带宽与反向带宽需求的差异性，在双向分配同样的频谱资源。这一方面是由于传统网络业务带宽需求不对称性不明显，另一方面是由于不对称分配会带来一些控制复杂度的提高。但是随着互联网应用的推广，特别是不对称视频业务在网络业务中的比例逐年提高，这种对称分配方式在如今的业务模型下会造成频谱资源的浪费，需要设计新型的光网络资源分配机制，适应不对称频谱分配的需求，提高网络资源利用率。另一方面，VON(虚拟光网络)技术的发展使得光网络的虚拟化从网络级别向设备级别迈进，通过对可调谐的光器件的虚拟化，V-BVT(虚拟带宽可变发射机)可以实现不同VON的带宽需求，在发送端和接收端亦可以采用不同的调制格式与频谱分配，大大提高网络资源动态适配能力，提高光网络中频谱资源的利用率。此外，类似微信等OTT业务的发展，业务的突发性与瞬时性越来越明显，不对称性不仅体现在业务两个传输方向的平均流量上，时间上的流量瞬时波动也给网络带来冲击。而业务动态到达离去会带来大量的频谱碎片，恶化频谱利用率。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：提供一种光网络频谱资源不对称分配方法及装置。该方法及装置主要针对网络核心交换节点的频谱资源分配控制，路由选择上保持双向业务路径同路，同时忽略发送端和接收端设备的控制方法。本专利技术可以在当前已有的总频谱资源保持不变的前提下，根据新业务的业务持续时间，并利用业务正、反向的带宽需求差异，实现对光网络频谱资源的高效利用，降低业务的阻塞率。为实现上述目的，本专利技术采用如下的技术方案：一种光网络频谱资源不对称分配方法包括以下步骤：步骤101、根据新业务的源节点和目的节点，对新业务进行路由计算，得出相应的路由；步骤102、对新业务的业务持续时间进行分析，并对业务进行划分，分为L、P、S三种类型；步骤103、使用空闲频谱资源信息数据库，正向共享频谱资源数据库和反向共享频谱资源数据库三个数据库记录频谱分配情况，针对不同类型的业务，采用不同的频谱资源分配策略，设业务正向带宽需求表述为Bf、反向带宽需求表述为Br，所分配频谱资源的正向频谱隙起始号和终止号分别记为FL和FU，反向频谱隙起始号和终止号分别记为RL和RU；针对P类业务，根据空闲频谱资源信息数据库进行分配，分配带宽B＝max{Bf，Br}，不考虑正反向带宽需求差，即分配的正向频谱隙和反向频谱隙一致，FL＝RL，FU＝RU；针对L类业务，根据空闲频谱资源信息数据库进行分配，分配带宽B＝max{Bf，Br}，但需根据实际的正反向带宽需求情况记录FL、FU、RL、RU，并将实际未占用的单方向频谱资源信息更新到相应的共享资源数据库中；针对S类业务，根据正向及反向共享资源数据库分别进行频谱资源分配，若没有满足需求的频谱资源，则根据空闲频谱资源信息数据库进行分配，分配方法同P类业务；步骤104、根据新业务的正向和反向的业务路径信息和分别占用的频谱信息，对空闲频谱信息数据库以及相应的共享频谱信息数据库进行更新。步骤105、根据新业务的正向和反向的业务路径信息和分别占用的频谱信息，建立相应的光路，在业务传输完成后释放分配的频谱隙。作为优选，步骤101中，在计算得到路由后，将其应用到正反两个方向上，即正向和反向两条业务路径同路。作为优选，步骤102中，将业务持续时间表述成n·ΔT，其中ΔT为固定时间间隔，n为正整数。给定两个预设的持续时间边界值M·ΔT和N·ΔT，其中，N为大于2的正整数，M为正整数，且N大于M)，对业务进行如下划分：一种光网络频谱资源不对称分配装置包括：业务时间划分模块，用于将光网络中业务持续时间小于预设边界值M·ΔT的业务作为S类业务，将业务持续时间大于预设边界值N·ΔT的业务作为L类业务，将上述S类、L类业务之外的其他业务作为P类业务，其中，N为大于2的正整数，M为正整数，且N大于M；业务带宽划分模块，用于区分新业务的正向和反向的带宽需求，并将正向或者反向可共享频谱资源更新至相应的共享频谱资源信息数据库模块；路由计算模块，用于根据新业务的源节点和目的节点，进行路由计算；空闲频谱资源信息数据库模块，用于存储光网络链路中未被分配的频谱资源信息。空闲频谱资源信息数据库模块不区分正向和反向，即分配的频谱隙位置和频谱隙数量在正向链路和反向链路保持相同；正向共享频谱资源数据库模块，用于存储正向光网络链路中可以被S类业务占用的频谱资源信息；反向共享频谱资源数据库模块，用于存储反向光网络链路中可以被S类业务占用的频谱资源信息；频谱资源分配模块，用于根据新业务的正向和反向的带宽需求，以及业务时间划分模块，在正向和反向链路中分别分配频谱资源；业务管理模块，用于根据新业务的正向和反向业务路径信息和分别所占的频谱资源信息，在源节点和目的节点之间进行建立光路，在业务传输完成后拆除光路并释放频谱资源，并将相应的频谱使用情况更新至空闲频谱资源数据库以及相应的共享频谱资源数据库模块。作为优选，正向共享频谱资源数据库模块的工作过程如下：设频谱资源描述为Qf{FU+1，RU，m，Oc}，并满足FU＜RU，所述FU、RU为某个L类业务占用的正向、反向频谱资源的终止频谱隙号，FU+1和RU则分别为该正向共享频谱资源的起始和终止频谱隙号；所述m为该持续时间为nL·ΔT的L类业务持续时间同预设边界值M·ΔT的差值，即m＝(nL-M)·ΔT，上述Oc表示该频谱隙资源被某持续时间为ns·ΔT的S类业务的占用情况，Oc＝ns·ΔT；随着时间的推移，每隔ΔT的时间，m和Oc均会减少ΔT，直至减为0。若Oc≠0，则表示该资源暂时被占用，若Oc＝0，则表示该资源当前未被占用，可以被用来分配；当m＝0时，则将该频谱资源信息从正向共享频谱资源数据库中删除。作为优选，反向共享频谱资源数据库模块的工作过程如下：设频谱资源描述为Qr{RU+1，FU，m，Oc}，并满足RU＜FU。所述RU、FU为某个L类业务占用的反向、正向频谱资源的终止频谱隙号，RU+1和FU则分别为该反向共享频谱资源的起始和终止频谱隙号；所述m为该持续时间为nL·ΔT的L类业务持续时间同预设边界值M·ΔT的差值，即m＝(nL-M)·ΔT，上述Oc表示该频谱隙资源被某持续时间为ns·ΔT的S类业务的占用情况，Oc＝ns·ΔT；随着时间的推移，每隔ΔT的时间，m和Oc均会减少ΔT，直至减为0。若Oc≠0，则表示该资源暂时被占用，若Oc＝0，则表示该资源当前未被占用，可以被用来分配；当m＝0时，则将该频谱资源信息从反向共享频谱资源数据库中删除。作为优选，频谱资源分配模块的工作过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光网络频谱资源不对称分配方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤101、根据新业务的源节点和目的节点，对新业务进行路由计算，得出相应的路由；步骤102、对新业务的业务持续时间进行分析，并对业务进行划分，分为L、P、S三种类型；步骤103、使用空闲频谱资源信息数据库，正向共享频谱资源数据库和反向共享频谱资源数据库三个数据库记录频谱分配情况，针对不同类型的业务，采用不同的频谱资源分配策略，设业务正向带宽需求表述为Bf、反向带宽需求表述为Br，所分配频谱资源的正向频谱隙起始号和终止号分别记为FL和FU，反向频谱隙起始号和终止号分别记为RL和RU；针对P类业务，根据空闲频谱资源信息数据库进行分配，分配带宽B＝max{Bf，Br}，不考虑正反向带宽需求差，即分配的正向频谱隙和反向频谱隙一致，FL＝RL，FU＝RU；针对L类业务，根据空闲频谱资源信息数据库进行分配，分配带宽B＝max{Bf，Br}，但需根据实际的正反向带宽需求情况记录FL、FU、RL、RU，并将实际未占用的单方向频谱资源信息更新到相应的共享资源数据库中；针对S类业务，根据正向及反向共享资源数据库分别进行频谱资源分配，若没有满足需求的频谱资源，则根据空闲频谱资源信息数据库进行分配，分配方法同P类业务；步骤104、根据新业务的正向和反向的业务路径信息和分别占用的频谱信息，对空闲频谱信息数据库以及相应的共享频谱信息数据库进行更新。步骤105、根据新业务的正向和反向的业务路径信息和分别占用的频谱信息，建立相应的光路，在业务传输完成后释放分配的频谱隙。...

【技术特征摘要】
1.一种光网络频谱资源不对称分配方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤101、根据新业务的源节点和目的节点，对新业务进行路由计算，得出相应的路由；步骤102、对新业务的业务持续时间进行分析，并对业务进行划分，分为L、P、S三种类型；步骤103、使用空闲频谱资源信息数据库，正向共享频谱资源数据库和反向共享频谱资源数据库三个数据库记录频谱分配情况，针对不同类型的业务，采用不同的频谱资源分配策略，设业务正向带宽需求表述为Bf、反向带宽需求表述为Br，所分配频谱资源的正向频谱隙起始号和终止号分别记为FL和FU，反向频谱隙起始号和终止号分别记为RL和RU；针对P类业务，根据空闲频谱资源信息数据库进行分配，分配带宽B＝max{Bf，Br}，不考虑正反向带宽需求差，即分配的正向频谱隙和反向频谱隙一致，FL＝RL，FU＝RU；针对L类业务，根据空闲频谱资源信息数据库进行分配，分配带宽B＝max{Bf，Br}，但需根据实际的正反向带宽需求情况记录FL、FU、RL、RU，并将实际未占用的单方向频谱资源信息更新到相应的共享资源数据库中；针对S类业务，根据正向及反向共享资源数据库分别进行频谱资源分配，若没有满足需求的频谱资源，则根据空闲频谱资源信息数据库进行分配，分配方法同P类业务；步骤104、根据新业务的正向和反向的业务路径信息和分别占用的频谱信息，对空闲频谱信息数据库以及相应的共享频谱信息数据库进行更新。步骤105、根据新业务的正向和反向的业务路径信息和分别占用的频谱信息，建立相应的光路，在业务传输完成后释放分配的频谱隙。2.如权利要求1所述的光网络频谱资源不对称分配方法，其特征在于，步骤101中，在计算得到路由后，将其应用到正反两个方向上，即正向和反向两条业务路径同路。3.如权利要求1所述的光网络频谱资源不对称分配方法，其特征在于，步骤102中，将业务持续时间表述成n·ΔT，其中ΔT为固定时间间隔，n为正整数。给定两个预设的持续时间边界值M·ΔT和N·ΔT，其中，N为大于2的正整数，M为正整数，且N大于M)，对业务进行如下划分：。4.一种光网络频谱资源不对称分配装置，其特征在于，包括：业务时间划分模块，用于将光网络中业务持续时间小于预设边界值M·ΔT的业务作为S类业务，将业务持续时间大于预设边界值N·ΔT的业务作为L类业务，将上述S类、L类业务之外的其他业务作为P类业务，其中，N为大于2的正整数，M为正整数，且N大于M；业务带宽划分模块，用于区分新业务的正向和反向的带宽需求，并将正向或者反向可共享频谱资源更新至相应的共享频谱资源信息数据库模块；路由计算模块，用于根据新业务的源节点和目的节点，进行路由计算；空闲频谱资源信息数据库模块，用于存储光网络链路中未被分配的频谱资源信息。空闲频谱资源信息数据库模块不区分正向和反向，即分配的频谱隙位置和频谱隙数量在正向链路和反向链路保持相同；正向共享频谱资源数据库模...

【专利技术属性】
技术研发人员：李慧，刘宇泽，吕春建，纪越峰，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京,11