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专利号: 2020104283039
申请人: 重庆邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电通信技术
更新日期:2025-03-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种空分复用弹性光网络全光节点的冲突解决方法,其特征在于:该方法包括以下步骤:

S1:在空分复用弹性光网络全光节点上配置共享的有限频谱转换器和光纤延迟线,在当前调度时隙内,根据请求业务的输入信息,确定业务的输出端口、纤芯模式、交换粒度和占用频谱块,并在该全光节点上进行交换;

S2:若业务在该全光节点的输出端口因争用频谱而导致交换失败,则考虑该时隙内空域其他纤芯中是否有满足冲突业务频谱一致性约束的空闲频谱块,若其他纤芯中存在满足冲突业务频谱一致性约束的空闲频谱块,将满足冲突业务频谱一致性约束的空闲频谱块对应纤芯放入集合纤芯选择(Core Select,CS)中,计算CS中各纤芯的频谱利用率值,为冲突业务选择CS中频谱利用率值最小的纤芯进行切换;否则,转S3;

S3:若空域冲突解决失败,则考虑光纤延迟线中的空闲频谱块作为冲突业务的转换频谱块。遍历所有缓存时隙,若时隙中存在空闲频谱块满足冲突业务频谱一致性约束,则根据首次命中原则,将业务切换至最小缓存时隙对应的空闲频谱块中进行传输;否则,判断节点可用有限频谱转换器的数量,若节点的可用有限频谱转换器数量等于零,阻塞该业务;否则,将有限频谱转换范围内能够容纳冲突业务的空闲频谱块和时隙放入集合频谱选择(Spectrum Select,SS)和时隙选择(Time-slot Select,TS)中;

S4:若SS不为空,则根据首次命中原则,选择TS中最小的时隙缓存业务,并将SS中不属于该最小时隙的空闲频谱块删除,计算若将冲突业务放在更新后SS中不同空闲频谱块的频谱离散转换度值,确定频谱离散转换度值最小的空闲频谱块作为冲突业务的转换频谱块;

否则,阻塞该冲突业务。

2.如权利要求1所述的一种空分复用弹性光网络全光节点的冲突解决方法,其特征在于:所述S1具体方法为:

S101:根据业务请求的输入信息,确定业务交换的目的端口、交换粒度、纤芯模式和需要占用的频谱块,在配置有限频谱转换器和光纤延迟线的全光节点结构中进行交换;

S102:若目的端口上业务需要占用的纤芯频谱块空闲,则成功交换;否则,判定该业务产生频谱资源竞争冲突,需要冲突解决算法调度该冲突问题。

3.如权利要求2所述的一种空分复用弹性光网络全光节点的冲突解决方法,其特征在于:所述S2具体方法为:

S201:若业务在全光节点交换时产生频谱资源竞争冲突,则首先考虑在空域解决业务冲突调度问题;

S202:遍历该时隙内所有的纤芯和频谱,若纤芯中存在满足冲突业务频谱一致性约束的空闲频谱块,则将满足冲突业务频谱一致性约束的空闲频谱块所在纤芯放入集合纤芯选择(Core Select,CS)中,作为候选切换纤芯;否则,转S3;

S203:若CS中只有一根纤芯,表示只有一根纤芯的空闲频谱块满足冲突业务频谱一致性约束,则将冲突业务切换至该纤芯传输;否则,依次计算CS中各纤芯的频谱利用率值,选择CS中频谱利用率值最小的纤芯作为冲突业务的切换线芯。

纤芯频谱利用率:

在该式中,i是纤芯序号,C是光纤中纤芯的数量,F是纤芯i中业务总频隙,Fiavailable是纤i i

芯i中可用的频隙,Fr是业务r占用的频隙数目,Blfree是纤芯i中空闲的频谱块,Fall是纤芯i中所有的频谱块,Pir是纤芯频谱利用率值。

4.如权利要求3所述的一种空分复用弹性光网络全光节点的冲突解决方法,其特征在于:所述S3具体方法为:

S301:若其余纤芯中,不存在满足冲突业务频谱一致性约束的空闲频谱块,即空域冲突解决失败,则使用光纤延迟线来缓存冲突业务;

S302:若光纤延迟线的时隙中存在满足冲突业务频谱一致性约束的空闲频谱块,则在这些满足冲突业务频谱一致性约束的时隙中,根据首次命中原则,选择最少的缓存时隙缓存冲突业务;否则,转S303;

S303:若光纤延迟线的时隙中不存在满足冲突业务频谱一致性约束的空闲频谱块,则判断节点中有限频谱转换器的数量是否大于零,若有限频谱转换器数量大于零,则在有限频谱转换范围内左右滑动,将大于或等于冲突业务的空闲频谱块和空闲频谱块对应的时隙放入集合频谱选择(Spectrum Select,SS)和时隙选择(Time-slot Select,TS)中,转S4;若节点中有限频谱转换器数量等于零,则阻塞该冲突业务。

5.如权利要求4所述的一种空分复用弹性光网络全光节点的冲突解决方法,其特征在于:所述S4具体方法为:

S401:若空闲频谱块集合SS不为空,根据首次命中原则,选择TS中缓存时隙最小的时隙缓存业务,并将SS中不属于该时隙的空闲频谱块删除,再依次计算若将冲突业务放在更新后SS中各空闲频谱块的频谱离散转换度值,选择频谱离散转换度值最小的空闲频谱块作为冲突业务的转换频谱块;否则,阻塞该冲突业务;

频谱离散转换度:

在该式中,BLrbe1,free是业务r的起始频隙拟放置在be1时,该根光纤延迟线中空闲的频谱块数,BLallfree是该根光纤延迟线中未放置业务r时总共的空闲频谱块数,frbe0是业务r转换前的起始频隙索引,而frbe1是r转换后的起始频隙索引,Irbe1,Max和Irbe1,Min分别是业务r拟放入空闲频谱块后最大和最小的频隙索引,Rrbe1为r转换至起始频隙为be1时的最小离散转换度;

S402:若SS中多个空闲频谱块对应的频谱离散度值都最小,则随机在这些频谱离散转换度值最小的空闲频谱块中选择一个空闲频谱块作为冲突业务的转换频谱块。

6.一种空分复用弹性光网络全光节点的冲突解决方法,其特征在于:该方法包括:

静态模块,共享有限频谱转换器和光纤延迟线的空分复用弹性光网络全光节点结构有N个输入/输出端口,每个端口内有空分复用/解复用器对纤芯进行复用/解复用,每个端口内有C根纤芯,每根纤芯中有1种模式传输业务,该全光节点配置频谱选择开关对频谱进行选择,该全光节点结构还配置共享型有限频谱转换器和光纤延迟线处理冲突业务,该全光节点结构中的控制模块控制业务交换和冲突解决,共享有限频谱转换器和光纤延迟线的空分复用弹性光网络全光节点结构有3种交换粒度,分别是:整光纤交换、整纤芯交换和频谱交换;

控制模块,当业务到达共享有限频谱转换器和光纤延迟线的空分复用弹性光网络全光节点时,根据业务请求的输入信息,确定业务交换的目的端口、交换粒度、纤芯模式和需要占用的频谱块,然后业务在该全光节点结构的交换单元进行交换,若业务因竞争相同频谱资源而导致冲突时,控制模块将业务切换至空域模块或时-频域模块解决冲突问题;

空域模块,若业务产生频谱资源竞争冲突,考虑该时隙内空域其他纤芯中是否有满足冲突业务频谱一致性约束的空闲频谱块,若其他纤芯中存在满足冲突业务频谱一致性约束的空闲频谱块,将满足冲突业务频谱一致性约束的空闲频谱块对应纤芯放入集合纤芯选择(Core Select,CS)中,计算CS中各纤芯的频谱利用率值,为冲突业务选择CS中频谱利用率值最小的纤芯进行切换;否则,进入时-频域冲突解决;

时-频域模块,若空域冲突解决失败,则考虑光纤延迟线中的空闲频谱块作为冲突业务的转换频谱块。遍历所有缓存时隙,若时隙中存在空闲频谱块满足冲突业务频谱一致性约束,则根据首次命中原则,将业务切换至最小缓存时隙对应的空闲频谱块中进行传输;否则,判断节点中可用有限频谱转换器的数量,若节点中可用有限频谱转换器数量等于零,阻塞该业务;否则,将有限频谱转换范围内能够容纳冲突业务的空闲频谱块和时隙放入集合频谱选择(Spectrum Select,SS)和时隙选择(Time-slot Select,TS)中;若SS不为空,则根据首次命中原则,选择TS中最小的时隙缓存业务,并将SS中不属于该最小时隙的空闲频谱块删除,计算若将冲突业务放在更新后SS中不同空闲频谱块的频谱离散转换度值,确定频谱离散转换度值最小的空闲频谱块作为冲突业务的转换频谱块;否则,阻塞该冲突业务。

7.如权利要求1所述的一种空分复用弹性光网络全光节点的冲突解决方法,其特征在于:所述静态模块,用于确定基于共享有限频谱转换器和光纤延迟线的空分复用弹性光网络全光节点的端口数量、模式数量、纤芯数量、交换粒度、配置有限频谱转换器和光纤延迟线的方式、器件连接方式、业务到达该全光分层节点结构时的调度方式。

8.如权利要求2所述的一种空分复用弹性光网络全光节点的冲突解决方法,其特征在于:所述控制模块,用于根据请求业务的输入信息,确定业务的输出端口、光纤模式和占用频谱,在配置有限频谱转换器和光纤延迟线的空分复用弹性光网络全光节点结构中进行交换;若目的端口上业务需要占用的纤芯频谱空闲,则成功交换;否则,判定该业务产生频谱资源竞争冲突,需要冲突解决算法调度该冲突业务。

9.如权利要求3所述的一种空分复用弹性光网络全光节点的冲突解决方法,其特征在于:所述空域模块,用于若业务在全光节点交换时产生频谱资源竞争冲突,则首先考虑在空域解决业务冲突调度问题;遍历该时隙内所有的纤芯和频谱,若纤芯中存在满足冲突业务频谱一致性约束的空闲频谱块,则将满足冲突业务频谱一致性约束的空闲频谱块所在纤芯放入集合纤芯选择(Core Select,CS)中,作为候选切换纤芯;否则,进入时-频域模块进行冲突解决;若CS中只有一根纤芯,表示只有一根纤芯的空闲频谱块满足冲突业务频谱一致性约束,则将冲突业务切换至该纤芯传输;否则,依次计算CS中各纤芯的频谱利用率值,选择CS中频谱利用率值最小的纤芯作为冲突业务的切换线芯。

纤芯频谱利用率:

在该式中,i是纤芯序号,C是光纤中纤芯的数量,F是纤芯i中业务总频隙,Fiavailable是纤i i

芯i中可用的频隙,Fr是业务r占用的频隙数目,Blfree是纤芯i中空闲的频谱块,Fall是纤芯i中所有的频谱块,Pir是纤芯频谱利用率值。

10.如权利要求4所述的一种空分复用弹性光网络全光节点的冲突解决方法,其特征在于:所述时-频域模块,用于若其余纤芯中,不存在满足冲突业务频谱一致性约束的空闲频谱块,即空域冲突解决失败,则使用光纤延迟线来缓存冲突业务;若光纤延迟线的时隙中存在满足冲突业务频谱一致性约束的空闲频谱块,则在这些满足冲突业务频谱一致性约束的时隙中,根据首次命中原则,选择最少的缓存时隙缓存冲突业务;否则,判断节点中有限频谱转换器的数量是否大于零,若节点中有限频谱转换器数量等于零,则阻塞该冲突业务;否则,在有限频谱转换范围内左右滑动,将大于或等于冲突业务的空闲频谱块和空闲频谱块对应的时隙放入集合频谱选择(Spectrum Select,SS)和时隙选择(Time-slot Select,TS)中;若空闲频谱块集合SS不为空,根据首次命中原则,选择TS中缓存时隙最小的时隙缓存业务,并将SS中不属于该时隙的空闲频谱块删除,再依次计算若将冲突业务放在更新后SS中各空闲频谱块的频谱离散转换度值,选择频谱离散转换度值最小的空闲频谱块作为冲突业务的转换频谱块;否则,阻塞该冲突业务;

频谱离散转换度:

在该式中,BLrbe1,free是业务r的起始频隙拟放置在be1时,该根光纤延迟线中空闲的频谱块数,BLallfree是该根光纤延迟线中未放置业务r时总共的空闲频谱块数,frbe0是业务r转换前的起始频隙索引,而frbe1是r转换后的起始频隙索引,Irbe1,Max和Irbe1,Min分别是业务r拟放入空闲频谱块后最大和最小的频隙索引,Rrbe1为r转换至起始频隙为be1时的最小离散转换度;若SS中多个空闲频谱块对应的频谱离散度值都最小,则随机在这些频谱离散转换度值最小的空闲频谱块中选择一个空闲频谱块作为冲突业务的转换频谱块。