引用本文:
张盛峰,王鹏,袁强,等. 弹性光网络中基于持续时间的奇偶分区频谱分配算法[J]. 光通信技术,2020,44(7):47-51.
张盛峰,王 鹏,袁 强,黄 胜
(重庆邮电大学 通信与信息工程学院,重庆 400065)
【下载PDF全文】 【下载Word】摘要:为了解决弹性光网络中频谱碎片过多的问题,提出了一种基于持续时间的奇偶分区频谱分配(OEPSA-HT)算法。该算法考虑混合速率业务、业务持续时间等因素,根据链路中不同类型的业务划分专用区域,同时将专用区域分为奇偶2种类型,使得相邻的奇偶区域之间形成共享区域,提高业务传输的成功率;并且结合业务的持续时间,采用一种分区-时间结合策略,在时域下有效地减少频谱碎片。仿真结果表明:算法能够有效地减少带宽阻塞率,同时提高频带利用率。
关键词:频谱碎片;奇偶分区;持续时间;带宽阻塞率;频带利用率
中图分类号:TN929.11 文献标志码:A 文章编号:1002-5561(2020)07-0047-05
DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2020.07.011
0 引言
近年来,随着通信技术的不断创新和互联网行业的发展,视频会议、超高清电视、云计算和大数据等应用的不断涌入,网络中信息流量呈现指数性增长,并且社会对大容量网络的需求在持续不断地增加,驱动了高容量光网络的发展[1]。相比于传统的波分复用网络,弹性光网络实现了更加灵活的带宽分配,提高了各种粗细粒度业务速率的成功传输,减少了由于固定带宽粒度而导致的带宽浪费,极大地提高了频谱的利用率[2]。另一方面,网络流量时刻发生着变化,大量业务动态地到达和离开,导致光网络中形成过多的频谱碎片,这些频谱碎片极大地限制了业务的传输,因此对光网络的路由和频谱分配及碎片整理的研究极其重要。
现有的文献已经提出了许多解决方法。文献[3]根据业务速率选择子载波的调制格式,提出一种按照业务需求排序的网络优化启发式算法和整数线性规划(ILP)模型,通过对排序的初始请求分配频隙来最小化目标函数,但是该算法没有考虑业务的持续时间。文献[4]对静态网络控制器接收的业务频隙进行流量监控,然后推断出适合业务的分布区域并划分频谱,这种方法虽然可以避免频谱碎片对网络造成的不公平性,但是忽略了动态网络中产生的频谱碎片。文献[5]针对弹性光网络中业务的持续时间进行重路由,采用"hitless defragmentation"方法减少网络流量中断的时间,使后续业务有足够的空闲频谱块进行分配,但是该方法没有考虑不同业务类型下产生的频谱碎片。文献[6]考虑2个相邻业务的持续时间差和链路上的频谱碎片化程度,使业务分配后路径上的频谱碎片最小化,但是并没有考虑混合速率共存的情况下产生的频谱碎片。文献[7]对不同的业务划分不同的专用区域,并在专用区域无可用资源时,设计了一种区域选择方式,综合考虑其它区域的最小化频谱占用冲突概率,但是该方法未考虑采用相邻专用区域之间的空闲频谱块去容纳业务请求。
综上所述,虽然现有的大多数文献能够从业务差异性或者业务持续时间方面提出不同的频谱分配方法,但是都没有考虑当业务释放后对网络中空闲频谱块的整理,导致业务阻塞率增加。因此,根据现有研究工作的问题,本文考虑在弹性光网络混合速率共存的情况下,提出一种具有持续时间的奇偶分区频谱分配(OEPSA-HT)算法。
4 结束语
频谱碎片整理策略是弹性光网络中RSA算法最核心的问题之一,对网络的资源利用率的提高有着重要的意义。本文提出了一种基于持续时间的OEPSA-HT算法,该算法综合整理网络链路时域-频域的频谱碎片,确保了链路中存在最大的空闲频谱块,提高了业务传输的成功率。OEPSA-HT算法在USNET、NSFNET 2种网络拓扑下,其带宽阻塞率和频带利用率都优于传统算法。