基于交叉串扰感知的路由计算、纤芯选择、频谱分配方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于交叉串扰感知的路由计算、纤芯选择、频谱分配方法和系统，为了解决多纤芯光网络的相邻纤芯的交叉串扰问题而设计。本发明专利技术基于交叉串扰感知的路由计算、纤芯选择、频谱分配方法包括：为每一个连接请求计算工作路径，并根据连接请求分类原则，进行纤芯选择；根据频谱连续性和频谱一致性约束条件，以及交叉串扰阈值约束条件，在连接请求的工作路径上查找并分配频谱资源，在频谱灵活光网络中建立连接请求；根据每条光纤链路占用的频谱资源状态，计算网络的频谱利用率和连接请求阻塞率。本发明专利技术有效减少了连接请求交叉串扰值，使网络频谱资源更规整，从而提高网络频谱资源效率。

【技术实现步骤摘要】
基于交叉串扰感知的路由计算、纤芯选择、频谱分配方法和系统
本专利技术属于通信网络
，具体涉及一种基于交叉串扰感知的路由计算、纤芯选择、频谱分配方法和系统。
技术介绍
随着大数据、云服务、虚拟现实等技术的迅速发展，网络带宽流量呈现出爆炸式的增长，以及网络业务服务质量需求大幅提高。由于传统光网络都是单纤芯光纤铺设的，传统单纤芯光网络已经不能满足的连接请求对带宽需求，使光网络运营受到极大的挑战。急需要对光网络的容量进行提升。多纤芯光纤是解决该问题的有效手段之一。与单纤芯光网络相比，多纤芯光网络能够极大地提高网络的通信容量。然而，在多纤芯光网络中，存在着更多的问题和挑战。例如：在纤芯选择过程中，由于纤芯之间存在着交叉串扰的影响，如何减少连接请求在选择纤芯时的交叉串扰值，是关系到连接请求在多纤芯频谱灵活光网络的服务质量。若纤芯间的交叉串扰问题处理不当，将严重影响到连接请求在多纤芯频谱灵活光网络的传输性能。可见，在多纤芯频谱灵活光网络中，如何为连接请求选择合适的纤芯，解决相邻纤芯的交叉串扰问题，以及如何分配连接请求的频谱资源，这是关系到多纤芯光纤资源利用率关键问题所在。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术的目的是提供一种降低多纤芯光网络中相邻纤芯上相同频谱间隙间交叉串扰、提高频谱资源利用率、降低业务阻塞率的路由计算、纤芯选择、频谱分配方法和系统。为达到上述目的，本专利技术基于交叉串扰感知的路由计算、纤芯选择、频谱分配方法，包括：S1预设光纤链路的最大交叉串扰阈值Amax，根据连接请求所需的频谱间隙数进行纤芯分类，预设各个纤芯优先级；S2一组连接请求集合中选定了工作路径的各个连接请求CR(s,d,FS)的分别选择信息传输光纤链路l；S3计算光纤链路l纤芯c上第i个候选频谱块中的编号为j的频谱间隙受相邻纤芯串扰影响值S3.1若对第i个候选频谱块的每一个频谱隙fi所计算出的光纤链路交叉串扰值均低于阈值Amax，则跳转S4；S3.2若对第i个候选频谱块的每一个频谱隙fi所计算出的光纤链路交叉串扰值高于阈值Amax，则跳转S2，根据纤芯优先级选择其他光纤链路l；S4建立连接请求，实现信息的传输。进一步地，所述的建立连接请求的方法具体包括：将所有低于阈值Amax的交叉串扰值由小到大排序得：并依次对应各候选频谱块其中g代表排序后的序号，g＝0,1,2......；选择最小交叉串扰值对应的频谱块同时在第k条工作路径上的所有光纤链路都选择相同编号的纤芯和相同编号的频谱块，第k条工作路径包含的光纤链路为：{l0,l1,...,lt-1}，其中t为第k条工作路径上的总跳数；分别计算出每一条光纤链路的交叉串扰值获频谱块在纤芯c上第k条工作路径的路由平均交叉串扰值计算剩余频谱块所对应的路由平均交叉串扰值从中取出最小值路由平均交叉串扰值所对应的路由、纤芯、频谱块，其中m∈{i0,i1,i2，...，ig，...}，以建立连接请求。进一步地，光纤链路l纤芯c上第i个候选频谱块对应的光纤链路交叉串扰值的计算公式如下：其中，h为每单位长度交叉串扰的平均增长，n为相邻纤芯的个数，L为光纤长度，κ、r、β、ωth均为光纤物理参数，分别代表耦合系数、弯曲半径、传播常数和中心距；为光纤链路l纤芯c上第i个候选频谱块中的编号为j的频谱间隙受相邻纤芯串扰影响值；指光纤链路l纤芯c上第i个候选频谱块受相邻纤芯串扰影响值；α为阈值相对可调因子，可根据实际网络情况调节；光纤链路l纤芯c上第i个候选频谱块中的编号为j的频谱间隙受相邻纤芯串扰影响值的计算公式如下：其中，τ0、τ1为交叉串扰权值调节因子；获频谱块在纤芯c上第k条工作路径的路由平均交叉串扰值的计算公式如下：同样，计算剩余频谱块所对应的路由平均交叉串扰值从中取出最小值路由平均交叉串扰值所对应的路由、纤芯、频谱块，其中m∈{i0,i1,i2,...,ig,...}，以建立连接请求。进一步地，步骤S1之前要选择信息传输路径，具体选择方法包括：S3.1产生一组连接请求集合，每一个连接请求CR(s,d,FS)，s和d分别表示连接请求的源节点和目的节点，FS表示连接请求所需频谱间隙数；S3.2对每一个连接请求，采用K条最短路径方法计算从源节点s到目的节点d之间的工作路径，且选择满足频谱连续性和频谱一致性双重约束条件的路径作为信息传输路径；若没有找到满足频谱连续性和频谱一致性双重约束条件的路径，则该连接请求阻塞。进一步地，还包括建立这一组连接请求，评估整个网络频谱资源使用状态与连接请求阻塞情况。为达到上述目的，本专利技术基于交叉串扰感知的路由计算、纤芯选择、频谱分配系统，包括：串扰阈值预设模块，预设光纤链路的最大交叉串扰阈值Amax；纤芯优先级设定模块：预设各个纤芯优先级；纤芯分类模块：根据连接请求所需的频谱间隙数进行纤芯分类；纤芯选择模块：一组连接请求集合中选定了工作路径的各个连接请求CR(s，d,FS)的分别根据纤芯优先级设定模块、纤芯分类模块的预设定选择信息传输光纤链路l；交叉串扰评估模块：计算光纤链路l纤芯c上第i个候选频谱块中的编号为j的频谱间隙受相邻纤芯串扰影响值若对第i个候选频谱块的每一个频谱隙fi所计算出的光纤链路交叉串扰值均低于阈值Amax，则连接请求建立模块建立连接请求；若对第i个候选频谱块的每一个频谱隙fi所计算出的光纤链路交叉串扰值高于阈值Amax，则跳转S2，根据纤芯优先级设定模块的与设定，选择其他光纤链路l。进一步地，连接请求建立模块包括：排序单元，将所有低于阈值Amax的交叉串扰值由小到大排序得：并依次对应各候选频谱块其中g代表排序后的序号，g＝0,1,2......；选择最小交叉串扰值对应的频谱块同时在第k条工作路径上的所有光纤链路都选择相同编号的纤芯和相同编号的频谱块，第k条工作路径包含的光纤链路为：{l0,l1,...,lt-1}，其中t为第k条工作路径上的总跳数；计算、选择单元，分别计算出每一条光纤链路的交叉串扰值获频谱块在纤芯c上第k条工作路径的路由平均交叉串扰值计算剩余频谱块所对应的路由平均交叉串扰值从中取出最小值路由平均交叉串扰值所对应的路由、纤芯、频谱块，其中m∈{i0,i1,i2,...,ig,...}，以建立连接请求。进一步地，交叉串扰评估模块包括：单个频谱块串扰计算单元，光纤链路l纤芯c上第i个候选频谱块对应的光纤链路交叉串扰值的计算公式如下：其中，h为每单位长度交叉串扰的平均增长，n为相邻纤芯的个数，L为光纤长度，κ、r、β、ωth均为光纤物理参数，分别代表耦合系数、弯曲半径、传播常数和中心距；为光纤链路l纤芯c上第i个候选频谱块中的编号为j的频谱间隙受相邻纤芯串扰影响值；指光纤链路l纤芯c上第i个候选频谱块受相邻纤芯串扰影响值；α为阈值相对可调因子，可根据实际网络情况调节；相邻纤芯串扰影响计算单元，光纤链路l纤芯c上第i个候选频谱块中的编号为j的频谱间隙受相邻纤芯串扰影响值的计算公式如下：其中，τ0、τ1为交叉串扰权值调节因子；路由平均交叉串扰计算单元，获频谱块在纤芯c上第k条工作路径的路由平均交叉串扰值的计算公式如下：同样，计算剩余频谱块所对应的路由平均交叉串扰值从中取出最小值路由平均交叉串扰值所对应的路由、纤芯、频谱块，其中m∈{i0,i1,i2,.本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于交叉串扰感知的路由计算、纤芯选择、频谱分配方法，其特征在于，包括：S1预设光纤链路的最大交叉串扰阈值Amax，根据连接请求所需的频谱间隙数进行纤芯分类，预设各个纤芯优先级；S2一组连接请求集合中选定了工作路径的各个连接请求CR(s,d,FS)的分别选择信息传输光纤链路l；S3计算光纤链路l纤芯c上第i个候选频谱块中的编号为j的频谱间隙受相邻纤芯串扰影响值

【技术特征摘要】
1.一种基于交叉串扰感知的路由计算、纤芯选择、频谱分配方法，其特征在于，包括：S1预设光纤链路的最大交叉串扰阈值Amax，根据连接请求所需的频谱间隙数进行纤芯分类，预设各个纤芯优先级；S2一组连接请求集合中选定了工作路径的各个连接请求CR(s,d,FS)的分别选择信息传输光纤链路l；S3计算光纤链路l纤芯c上第i个候选频谱块中的编号为j的频谱间隙受相邻纤芯串扰影响值S3.1若对第i个候选频谱块的每一个频谱隙fi所计算出的光纤链路交叉串扰值均低于阈值Amax，则跳转S4；S3.2若对第i个候选频谱块的每一个频谱隙fi所计算出的光纤链路交叉串扰值高于阈值Amax，则跳转S2，根据纤芯优先级选择其他光纤链路l；S4建立连接请求，实现信息的传输。2.根据权利要求1所述的基于交叉串扰感知的路由计算、纤芯选择、频谱分配方法，其特征在于，所述的建立连接请求的方法具体包括：将所有低于阈值Amax的交叉串扰值由小到大排序得：并依次对应各候选频谱块其中g代表排序后的序号，g＝0,1,2......；选择最小交叉串扰值对应的频谱块同时在第k条工作路径上的所有光纤链路都选择相同编号的纤芯和相同编号的频谱块，第k条工作路径包含的光纤链路为：{l0,l1,...,lt-1}，其中t为第k条工作路径上的总跳数；分别计算出每一条光纤链路的交叉串扰值获频谱块在纤芯c上第k条工作路径的路由平均交叉串扰值计算剩余频谱块所对应的路由平均交叉串扰值g＝1,2,3......，从中取出最小值路由平均交叉串扰值所对应的路由、纤芯、频谱块，其中m∈{i0,i1,i2,...,ig,...}，以建立连接请求。3.根据权利要求1所述的基于交叉串扰感知的路由计算、纤芯选择、频谱分配方法，其特征在于，光纤链路l纤芯c上第i个候选频谱块对应的光纤链路交叉串扰值的计算公式如下：其中，h为每单位长度交叉串扰的平均增长，n为相邻纤芯的个数，L为光纤长度，κ、r、β、ωth均为光纤物理参数，分别代表耦合系数、弯曲半径、传播常数和中心距；为光纤链路l纤芯c上第i个候选频谱块中的编号为j的频谱间隙受相邻纤芯串扰影响值；指光纤链路l纤芯c上第i个候选频谱块受相邻纤芯串扰影响值；α为阈值相对可调因子，可根据实际网络情况调节；光纤链路l纤芯c上第i个候选频谱块中的编号为j的频谱间隙受相邻纤芯串扰影响值的计算公式如下：其中，τ0、τ1为交叉串扰权值调节因子；获频谱块在纤芯c上第k条工作路径的路由平均交叉串扰值的计算公式如下：同样，计算剩余频谱块所对应的路由平均交叉串扰值g＝1,2,3......，从中取出最小值路由平均交叉串扰值所对应的路由、纤芯、频谱块，其中m∈{i0,i1,i2,...,ig，...}，以建立连接请求。4.根据权利要求1所述的基于交叉串扰感知的路由计算、纤芯选择、频谱分配方法，其特征在于，步骤S1之前要选择信息传输路径，具体选择方法包括：S3.1产生一组连接请求集合，每一个连接请求CR(s,d,FS)，s和d分别表示连接请求的源节点和目的节点，FS表示连接请求所需频谱间隙数；S3.2对每一个连接请求，采用K条最短路径方法计算从源节点s到目的节点d之间的工作路径，且选择满足频谱连续性和频谱一致性双重约束条件的路径作为信息传输路径；若没有找到满足频谱连续性和频谱一致性双重约束条件的路径，则该连接请求阻塞。5.根据权利要求1所述的基于交叉串扰感知的路由计算、纤芯选择、频谱分配方法，其特征在于，还包括建立这一组连接请求，评估整个网络频谱资源使用状态与连接请求阻塞情况。6.一种基于交叉串扰感知的路由计算、纤芯选择、频谱分配系统，其特征在于，包括：串扰阈值预设模块，预设光纤链路的最大交叉...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈伯文，朱青橙，王婷，高立杭，朱磊，吕露露，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32