空分复用弹性光网络中基于频谱集中度的频谱冲突解决算法

发布时间：2020-12-30 02:55

　　为了解决空分复用弹性光网络节点中业务冲突问题,在动态功能节点结构中配置全频谱转换器(FRSC)和空间选择开关(SSS)来转换冲突业务的频谱,并在该节点结构基础上提出一种基于频谱集中度的频谱冲突解决(SCRASC)算法,该算法综合考虑已使用的频谱块占比以及空闲频谱块与最大频谱块的距离,优化频谱的集中度。仿真结果表明该算法在带宽阻塞率方面取得了较优的性能。 

【文章来源】：光通信技术. 2020年07期 北大核心

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

DFASF节点

本文提出的节点结构可以灵活地实现业务的交换，但是冲突业务的频谱转换和FRSC的使用数量需要进一步优化。基于以上节点结构，本文提出一种SCRASC算法，以应对争夺同一目的端口资源的问题。纤芯-频谱图如图2所示，业务有3个参数：第一个参数C3表示该业务是去往纤芯3；第二个和第三个参数表示业务的起始和截止频隙分别为7和8。由于业务传输时需要遵循频谱一致性[8]，业务A会优先考虑频隙7和8，但是图2中纤芯3的7和8号频隙已经被占用，所以产生频谱冲突。如果没有相应的冲突解决算法，业务会被直接阻塞，大量业务被阻塞会导致整个网络处于瘫痪状态。为了解决这一问题，本文考虑将业务切换至其它空闲纤芯，或是转换到其它空闲连续频谱。但是，目前将业务切换到其它纤芯的的器件发展并不成熟[9]，本文采用一个纤芯切换权值Δ来衡量纤芯切换的难易程度对节点阻塞率的影响。由于网络上的频谱块使用情况对业务的阻塞影响较大，本文结合文献[10]考虑纤芯上的频谱集中度来衡量冲突业务。频谱集中度主要指括频谱块占用比和最大占用频谱块情况。已经使用的频谱块占用比越低，表明空闲的频谱块越少，频谱的使用相对集中。另一方面，考虑最大占用频谱块的原因是，如果业务转换到最大占用频谱块的两边的空闲频隙，可以减小碎片频隙的产生。综上所述，本文设计了式（1）来计算空闲频谱块信息。

综上所述，当FN=15、Δ=0.01时，节点的带宽阻塞率较优，将该结论应用到本文算法中。不同节点结构和冲突解决算法在不同负载下的带宽阻塞率如图4所示。CCC-ROADM算法的性能差，因为该结构采用首次适应算法来分配频谱，导致节点的阻塞率较高。CLFSC-DWMCS算法比CCC-ROADM算法性能较优，这是因为该算法考虑了频谱转换，可以将冲突的频谱转换到其它空闲频谱块上，提高了频谱利用率。但是，该算法由于只在一个域上解决冲突，所以带宽阻塞率高于AoD-SSJSS算法和本文提出的算法。AoD-SSJSS算法与本文算法不同的是：在节点器件配置上，本文配置FRSC可以在全频谱进行转换，而AoD-SSJSS配置的LRSC允许转换的频谱有限；在冲突解决算法上，本文联合考虑频谱块占用比和最大频谱块，增加频谱的集中度，降低频谱中的碎片，从而降低带宽阻塞率。3 结束语

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于频谱感知的业务分割-合并的弹性光网络资源分配策略[J]. 刘焕淋,徐一帆,陈勇.  电子与信息学报. 2016(04)



本文编号：2946844