一种最小故障风险损失的弹性光网络多链路故障概率保护方法技术

本发明专利技术涉及一种最小故障风险损失的弹性光网络多链路故障概率保护方法，属于光纤通信技术领域。本发明专利技术所述的方法通过采用基于非对称业务流的最小故障风险损失概率保护方法选出故障风险损失最小的分流路径组作为业务流请求的传输路径，对业务提供高效率的概率保护，降低网络的阻塞率；并通过基于频谱重合度的频谱分配方法选取频谱重合度最大的频谱块来进行频谱分配，减少网络产生的频谱碎片。本发明专利技术提供一种最小故障风险损失的弹性光网络多链路故障概率保护方法，能够有效降低网络中的带宽阻塞率，实现网络阻塞率与可靠性的平衡，减小网络的故障风险损失，同时也提升了网络的频谱资源利用率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光纤通信
，涉及一种最小故障风险损失的弹性光网络多链路故障概率保护方法。
技术介绍
近年来，随着多媒体业务的发展，大量涌现出交互式网络电视、视频点播、云计算与网格计算、高清实时视频通信等应用，网络流量呈爆炸式增长，对网络带宽的需求急剧增加。传统的光传输技术需在传输过程中进行光-电-光转换，由于受到电域带宽瓶颈限制，同时物理损耗随着传输速率增大变得越来越严重，使其很难满足未来光网络的带宽需求。与此同时，互联网应用的快速发展也要求未来网络为越来越多的业务提供大容量且容量可变的灵活服务。在此背景下，拥有超大通信容量的光网络必然成为未来网络体系中传输技术的重要组成部分。传统的波分复用(WavelengthDivisionMultiplexing,WDM)光网络是对离散的波长信道(50GHz或100GHz)进行操作，而新型的弹性光网络在物理层实现了亚波长的交换粒度，可以对光谱进行更细粒度的分配。因此弹性光网络因其灵活栅格的带宽分配方式以及高效的频谱利用率等优点引起了学术界和工业界的广泛关注，成为未来光网络智能化的一个方向。弹性光网络打破了WDM网络的固定波长分配机制，具有频谱效率高、能耗低等特点，是一种高效的新型光网络架构。通信网络中超过80％的信息在光网络中传输，网络中光纤链路故障会造成大量的业务中断、数据丢失，造成灾难性后果，对网络性能影响很大。在实际生活中，由于负载不均匀、自然灾害和人为因素等状况存在，网络发生故障是不可避免的。因此，网络运营商需要实施生存性方案来确保业务请求的服务可靠性。同时，随着网络规模的增大，业务种类的增多，在频谱资源有限而网络流量持续剧增的当下，优化光网络中的路由与频谱分配过程，提高频谱资源利用率是唯一的解决方式。弹性光网络中路由与频谱分配(RoutingandSpectrumAssignment，RSA)方法的研究将为提高光纤通信网络的频谱资源利用率、网络吞吐量提供一种可行的建设方案。综上所述，研究弹性光网络中的生存性RSA问题十分重要。现有的生存性RSA策略一般采用100％保护来确保业务传输的可靠性，同时在频谱分配时采用首次命中的频谱分配方式。这种生存性路由频谱分配策略比较适用于单链路故障环境，不适用多链路故障的网络环境，因为要实现100％的多故障保护，需要消耗大量的保护资源，造成网络阻塞率过高；另一方面，需要消耗大量的光器件，代价高昂。同时，随着请求连接动态的建立和释放，首次命中的频谱分配方式可能产生大量的频谱碎片，使得网络中的频谱资源离散化而不足以传输后续业务，造成网络阻塞率过大。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种最小故障风险损失的弹性光网络多链路故障概率保护方法，用于降低网络中的带宽阻塞率，减小网络的故障风险损失。为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种最小故障风险损失的弹性光网络多链路故障概率保护方法，采用基于非对称业务流的最小故障风险损失概率保护方法选出故障风险损失最小的分流路径组作为请求的传输路径，包括以下步骤：步骤1：将候选的概率保护路径组合成分流路径组，并根据分流路径组中每条分流路径的故障风险程度将业务进行非对称分流；步骤2：评估每个分流路径组的最大故障风险损失，选择故障风险损失最小的分流路径组作为传输路径。进一步，所述步骤1具体通过以下方式实现：将候选路径进行两两组合得到分流路径组，加入到分流路径组集合中，并根据分流路径组中每条分流路径的故障风险程度将业务进行非对称分流，并记录每个分流路径组的相关信息；所述相关信息包括每个分流路径组中每条分流路径的故障风险概率、所需的频隙数、经过的链路信息。进一步，所述步骤2具体通过以下方式实现：检查每个分流路径组中每条分流路径的频谱资源使用情况，找出所有的空闲频谱块，剔除最大空闲频谱块大小不满足分流路径所需频隙数的分流路径组，更新分流路径组集合；如果分流路径组集合为空，则阻塞该业务；如果分流路径组集合不为空，则评估每个分流路径组的最大故障风险损失，选择最大故障风险损失最小的分流路径组作为传输路径，为业务提供概率保护。进一步，所述方法还包括选择频谱重合度最大的可用频谱块进行频谱分配。进一步，所述选择频谱重合度最大的可用频谱块通过基于频谱重合度的频谱分配方法实现，具体包括以下步骤：步骤3：根据已确定的路由路径，选出该路由路径上所有的可用频谱块；所述可用频谱块为路径上在满足频谱一致性和连续性约束下，大于业务所需频隙数的空闲频谱块；步骤4：从该频谱块上频隙索引值最小的频隙开始进行频谱分配，分配业务所需的频隙数。进一步，所述可用频谱块通过以下方法选择：计算每个可用频谱块被当前业务占用后的频谱重合度，选择频隙重合度最大的可用频谱块，若存在多个频谱重合度最大的可用频谱块，则选频隙索引值最小的频谱块。进一步，所述频谱重合度通过以下方法计算：其中，表示路径上的第n个可用频谱块，分别表示业务LR第i个业务流占用该频谱块后，所分配频隙的首尾频隙索引值，表示路径上第n个可用频谱块的起始索引值，表示路径上第n个可用频谱块的终止索引值，FSDn表示第n个可用频谱块被当前业务占用后的频谱重合度。本专利技术的有益效果在于：本专利技术提供的一种最小故障风险损失的弹性光网络多链路故障概率保护方法，通过基于非对称业务流的最小故障风险损失概率保护方法降低网络的阻塞率和业务的故障风险损失，实现网络阻塞率与可靠性的平衡，并且通过基于频谱重合度的频谱分配方法进一步提升网络的频谱资源利用率。附图说明为了使本专利技术的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本专利技术提供如下附图进行说明：图1为网络拓扑及候选路径示意图；图2为光纤链路上各频隙的使用示意图；图3为一种最小故障风险损失的弹性光网络多链路故障概率保护方法流程图；图4为基于非对称业务流的最小故障风险损失概率保护方法流程图；图5为基于非对称业务流的分流路径组示意图；图6为分流路径组的频隙使用及频谱分配示意图；图7为基于频谱重合度的频谱分配方法流程图。具体实施方式下面将结合附图，对本专利技术的优选实施例进行详细的描述。本专利技术提供的一种最小故障风险损失的弹性光网络多链路故障概率保护方法，在为业务请求路由时，以链路故障风险为链路权重，用最小代价的方法计算多条候选概率保护光路，并评估路径的故障风险，优先选择故障风险最小的路径对业务提供高效率的概率保护。在最小故障风险路径无法传输时，采用基于非对称业务流的最小故障风险损失概率保护方法选出故障风险损失最小的分流路径组作为请求的传输路径，具体包括：将候选概率保护光路两两组合成分流路径组，并根据分流路径组中每条分流路径的故障风险程度将业务进行非对称分流；具体通过以下方式实现，将候选路径进行两两组合得到分流路径组，加入到分流路径组集合中，并根据分流路径组中每条分流路径的故障风险程度将业务进行非对称分流，并记录每个分流路径组的相关信息，所述相关信息包括每个分流路径组中每条分流路径的故障风险概率、所需的频隙数、经过的链路信息。评估每个分流路径组的故障风险损失，选用故障风险损失最小的分流路径组来传输业务，对业务进行概率保护；具体通过以下方式实现：检查每个分流路径组中每条分流路径的频谱资源使用情况，找出所有的空闲频谱块，剔除最大空闲频谱块大小不满足分流路径所需频隙数的分流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种最小故障风险损失的弹性光网络多链路故障概率保护方法，其特征在于：采用基于非对称业务流的最小故障风险损失概率保护方法选出故障风险损失最小的分流路径组作为请求的传输路径，包括以下步骤：步骤1：将候选的概率保护路径组合成分流路径组，并根据分流路径组中每条分流路径的故障风险程度将业务进行非对称分流；步骤2：评估每个分流路径组的最大故障风险损失，选择故障风险损失最小的分流路径组作为传输路径。

【技术特征摘要】
1.一种最小故障风险损失的弹性光网络多链路故障概率保护方法，其特征在于：采用基于非对称业务流的最小故障风险损失概率保护方法选出故障风险损失最小的分流路径组作为请求的传输路径，包括以下步骤：步骤1：将候选的概率保护路径组合成分流路径组，并根据分流路径组中每条分流路径的故障风险程度将业务进行非对称分流；步骤2：评估每个分流路径组的最大故障风险损失，选择故障风险损失最小的分流路径组作为传输路径。2.根据权利要求1所述的一种最小故障风险损失的弹性光网络多链路故障概率保护方法，其特征在于：所述步骤1具体通过以下方式实现：将候选路径进行两两组合得到分流路径组，加入到分流路径组集合中，并根据分流路径组中每条分流路径的故障风险程度将业务进行非对称分流，并记录每个分流路径组的相关信息；所述相关信息包括每个分流路径组中每条分流路径的故障风险概率、所需的频隙数、经过的链路信息。3.根据权利要求1所述的一种最小故障风险损失的弹性光网络多链路故障概率保护方法，其特征在于：所述步骤2具体通过以下方式实现：检查每个分流路径组中每条分流路径的频谱资源使用情况，找出所有的空闲频谱块，剔除最大空闲频谱块大小不满足分流路径所需频隙数的分流路径组，更新分流路径组集合；如果分流路径组集合为空，则阻塞该业务；如果分流路径组集合不为空，则评估每个分流路径组的最大故障风险损失，选择最大故障风险损失最小的分流路径组作为传输路径，为业务提供概率保护。4.根据权利要求1～3所述的一种最小故障风险损失的弹性...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘焕淋，易鹏飞，陈勇，王欣，陈浩楠，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：重庆;50