频谱灵活光网络的故障概率和负载均衡折衷方法和系统技术方案
Fault probability and load balancing tradeoff method and system for flexible spectrum optical network
The invention relates to a flexible spectrum optical network fault probability and load balance and compromise system, in order to realize the connection request in the spectrum flexible optical network transmission with low failure probability and avoid load balancing in fiber link design. The invention of optical fiber link failure probability first set the spectrum flexible optical network, generating a set of connection requests; second request to calculate K path for each connection, the failure probability calculation of each path, and each path in the work to find the spectrum of connection requests; finally set the fault probability and fiber link load parameters, load compromise numerical fault probability and K fiber link path and calculate the minimum path as the path compromise numerical connection request, and in the chosen path, spectrum allocation of connection requests, establishing a connection request. The invention makes the spectrum flexible, the spectrum resource of the optical network in the optimum state, and improves the spectrum agility and the spectral efficiency of the optical network.
【技术实现步骤摘要】
频谱灵活光网络的故障概率和负载均衡折衷方法和系统
本专利技术涉及一种频谱灵活光网络的故障概率和负载均衡折衷方法和系统。
技术介绍
目前，在互联网、数据中心、云计算、大数据、物联网等应用业务需求下，全球信息量的95％以上都是通过光通信网络传送。正是由于业务对带宽巨大需求，光网络带宽需求将呈现出指数增长趋势，形成了光通信网络的规模不断增大，带来光网络复杂化，造成光网络资源效率低下和光网络发生故障的概率增大。传统光网络采用波分复用形成分配带宽资源，在通道间隔、传输速率、业务粒度都保持不变，容易形成光网络资源利用效率低下与带宽资源浪费严重，严重影响了光网络的传输效率。因此，频谱灵活光网络将成为解决带宽浪费与带宽粒度可变的有效手段。在频谱灵活光网络中，用户可以根据连接请求的带宽粒度大小，利用不同的线速率和调制格式分配网络的频谱资源，以满足连接请求所需要的带宽需求。在频谱资源分配过程中，需要满足频谱资源的连续性和频谱资源一致性约束条件。然而，由于频谱灵活光网络的大规模建立，连接请求的发生故障潜在的风险以及网络资源效率将受到极大的威胁。一方面，为连接请求建立路径的过程中需要考虑...
【技术保护点】
一种频谱灵活光网络的故障概率和负载均衡折衷方法，其特征在于，包括：在计算工作路径过程中，对于每一个连接请求CR(s,d,FS)，对从源节点s到目的节点d之间工作路径进行故障概率F(x)的评估；根据每条光纤链路的频谱占用率ρ(x)，动态地调整每一条光纤链路的权重，光纤链路被占用的频谱间隙数量越小，越有优先选择权利，以使连接请求选择负载较轻的光纤链路作为传输路径；引入故障概率和光纤链路负载调节参数α，使故障概率与光纤链路负载数值无量纲化，通过以下式子来表述，Z(x)＝α×F(x)+(1‑α)×ρ(x)式中，Z(x)表示故障概率与光纤链路负载均衡折衷的数值；α表示调节参数，α∈[...
【技术特征摘要】
1.一种频谱灵活光网络的故障概率和负载均衡折衷方法，其特征在于，包括：在计算工作路径过程中，对于每一个连接请求CR(s,d,FS)，对从源节点s到目的节点d之间工作路径进行故障概率F(x)的评估；根据每条光纤链路的频谱占用率ρ(x)，动态地调整每一条光纤链路的权重，光纤链路被占用的频谱间隙数量越小，越有优先选择权利，以使连接请求选择负载较轻的光纤链路作为传输路径；引入故障概率和光纤链路负载调节参数α，使故障概率与光纤链路负载数值无量纲化，通过以下式子来表述，Z(x)＝α×F(x)+(1-α)×ρ(x)式中，Z(x)表示故障概率与光纤链路负载均衡折衷的数值；α表示调节参数，α∈[0，1]；F(x)表示工作路径x的故障概率；ρ(x)表示工作路径x的频谱占用率；对于每一个连接请求CR(s,d,FS)，从源节点s到目的节点d之间找出K条工作路径，用集合KP∈{k1，k2，...，kK}表示这K条路径，然后在这K条工作路径中，找出故障概率与光纤链路负载均衡折衷的最小Z(x)值，即：MinimizeZ(x)，x∈KP式中，Minimize代表对K条工作路径查找Z(x)最小值操作，找出Z(x)最小值的路径x作为连接请求CR(s,d,FS)的工作路径；根据连接请求CR(s,d,FS)所需的频谱间隙数FS，在所选择的工作路径中，分配频谱资源，若同时满足频谱连续性与频谱一致性双重约束条件，则在频谱灵活光网络中，建立连接请求CR(s,d,FS)；若不满足频谱连续性与频谱一致性双重约束条件中至少一个条件，则连接请求建立失败。2.根据权利要求1所述的频谱灵活光网络的故障概率和负载均衡折衷方法，其特征在于，所述的从源节点s到目的节点d之间工作路径进行故障概率F(x)的评估具体包括：在光纤链路(k,l)上故障概率用符号pk，l表示，pk，l∈(0，1)，从源节点s到目的节点d之间某条工作路径x的可靠性是这条路径各段链路可靠性的乘积，用Π(k，l)∈x(1-pk，l)表示；这条工作路径的故障概率用F(x)表示，即F(x)＝1-Π(k，l)∈x(1-pk，l)。3.根据权利要求1所述的频谱灵活光网络的故障概率和负载均衡折衷方法，其特征在于，所述的每条光纤链路的频谱占用率ρ(x)的获取方法具体包括：在光纤链路(k,l)中，利用以下公式计算出已经预留的频谱间隙的数目：其中S(k，l)和|F|分别表示光纤链路(k,l)上的频率间隙的总占用数目和频率间隙的总数，si表示第i个索引的频谱间隙fi的是否被占用，用以下式子表示：如果频谱间隙fi已经为连接请求占用，则si＝1，否则si＝0，连接请求在工作路径x上，频谱占用率为：式中，ρ(x)和H表示工作路径x的频谱占用率和工作路径上总的跳数。4.根据权利要求1所述的频谱灵活光网络的故障概率和负载均衡折衷方法，其特征在于，还包括对频谱灵活光网络进行初始化，设置频谱灵活光网络的拓扑信息、网络连接状态、网络光交换节点数、光纤链路数、每条光纤链路的频谱隙数目、每个频谱隙的带宽大小；在频谱灵活光网络G(V,E,F)中，其中V＝{v1，v2，v3，...，v|V|}表示一组光交换节点，E＝{e1，e2，e3，...，e|E|}表示一组光纤链路，F＝{f1，f2，f3，...，f|F|}是可用频谱间隙的集合；|V|、|E|、|F|分别表示网络光交换节点的数量、光纤链路的数量、频率间隙的数量；从节点k到节点l的光纤链路将由(k,l)表示，其中k,l∈V；已知一组连接请求集合CR，每一个连接请求，CR(s,d,FS)∈CR，s和d分别表示连接请求的源节点和目的节点，FS表示在所需频谱间隙数目方面的带宽需求。5.一种频谱灵活光网络的故障概率和负载均衡折衷系统，其特征在于，包括：连接请求产生模块：根据源节点与目的节点均匀分布产生连接请求，设置连接请求数目、不同连接请求的源节点与目的节点、带宽需求信息；工作路径计算...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。