用于靈活網(wǎng)格波長(zhǎng)交換光網(wǎng)絡(luò)的路由選擇和帶寬指配的制作方法
【專利摘要】占用波長(zhǎng)交換光網(wǎng)絡(luò)(20)中的不同數(shù)量的相鄰頻隙的不同帶寬的新路徑的路由選擇和帶寬指配涉及選擇(100)路由，并且指配(110、120)相鄰頻隙的集合。指配可將新路徑中的較寬路徑放置在可用頻隙的譜中與放置較窄路徑的一端相對(duì)的一端。與常規(guī)首次擬合指配相比，在指配之后剩余的可用相鄰隙的集合的大小可能增加。有時(shí)能夠沿路由的全部或部分接納較寬的后續(xù)新路徑，并且因而能夠降低阻塞概率。選擇要使用可能路由中的哪一個(gè)能夠根據(jù)哪一個(gè)具有更多的可用相鄰頻隙集合或者哪一個(gè)具有被占用隙之間的較寬間隙來(lái)作出。
【專利說(shuō)明】用于靈活網(wǎng)格波長(zhǎng)交換光網(wǎng)絡(luò)的路由選擇和帶寬指配
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及承載不同帶寬的路徑的波長(zhǎng)交換光網(wǎng)絡(luò)中的新路徑的路由選擇和波長(zhǎng)指配的方法、對(duì)應(yīng)的設(shè)備和對(duì)應(yīng)的計(jì)算機(jī)程序。
【背景技術(shù)】
[0002]ITU-T 當(dāng)前正修訂 G.694.1 建議(G.694.1 “Spectral grids for WDMapplications:DffDM frequency grid”, ITU-T 建議，2002 年 6 月)，該建議定義了用于 DWDM中的信道間隔的最常見(jiàn)頻率網(wǎng)格。ITU-T的研究組15正在討論什么可能是將要在下一代光網(wǎng)絡(luò)中采用的更有效網(wǎng)格間隔。當(dāng)前已經(jīng)提出了帶寬-可變光交叉連接(BV-OXC)以改進(jìn)波長(zhǎng)交換光網(wǎng)絡(luò)(WSON)中的頻譜利用。提供了初始BV-OXC實(shí)現(xiàn)，以便說(shuō)明采用不同調(diào)制格式和比特率的操作。BV-OXC通過(guò)實(shí)現(xiàn)頻譜的可配置部分的按端口分配來(lái)克服固定ITU-T網(wǎng)格間隔。朝靈活網(wǎng)格的演進(jìn)可能是具有可重新配置光分插復(fù)用器(ROADM)能力的產(chǎn)品中的“下一步”。
[0003]關(guān)于如何實(shí)現(xiàn)這類靈活網(wǎng)格以實(shí)現(xiàn)一般在光子學(xué)以及具體在WSON中的改進(jìn)的帶寬效率，存在各種不同的觀點(diǎn)。這種靈活網(wǎng)格技術(shù)的一個(gè)棘手方面是如何實(shí)現(xiàn)跨工作于靈活網(wǎng)格WDM基礎(chǔ)設(shè)施上的WSON網(wǎng)眼的路徑計(jì)算。在一些情況下，當(dāng)采用工作于具有“可調(diào)諧”調(diào)制格式的附加自由度的靈活網(wǎng)格上的靈活“頻隙”來(lái)替代明確定義的工作于具有固定比特率和調(diào)制格式的剛性網(wǎng)格上的“信道”時(shí)，早已復(fù)雜的路由選擇和波長(zhǎng)指配(RWA)實(shí)踐變得甚至更加困難。RWA可能需要朝著實(shí)際上成為路由選擇和譜指配(RSA)計(jì)算(其設(shè)計(jì)成有效地利用靈活譜資源)演進(jìn)。但是，現(xiàn)有RWA解決方案因頻率網(wǎng)格和光信號(hào)的不同帶寬粒度而不是直接可適用于BV-0XC。在光正交頻分復(fù)用(OFDM)的上下文中提出了動(dòng)態(tài)RSA方案，其中彈性請(qǐng)求的細(xì)粒度被專門(mén)用來(lái)占用自由可變數(shù)量的相鄰副載波，如下文所不:K.Christodoulopous等人,“Dynamic bandwidth allocation in flexible OFDM-basednetworks”,Proc.0f 0FC/NF0EC, 2011。已知基于首次擬合技術(shù)進(jìn)行頻隙指配,這意味著隙的最低索引可用集合被選擇用于新路徑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的實(shí)施例提供改進(jìn)的方法和設(shè)備。按照本發(fā)明的第一方面，提供一種波長(zhǎng)交換光網(wǎng)絡(luò)中的新路徑的路由選擇和帶寬指配的方法，所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)置成承載占用不同數(shù)量的相鄰頻隙的不同帶寬的路徑。為新路徑中每一個(gè)選擇路由，以及向每個(gè)相應(yīng)新路徑指配相鄰頻隙的集合。為了所選路由具有用于其相應(yīng)新路徑的足夠相鄰頻隙的不止一個(gè)可用集合，進(jìn)行指配，以便將新路徑中的較寬路徑放置在可用頻隙的譜的與放置新路徑中的較窄路徑的頻隙的譜的一端相對(duì)的一端。
[0005]這個(gè)指配的有益效果(如以下所述的圖2所示)在于，與常規(guī)首次擬合指配方法相比，在指配之后剩余的可用相鄰隙的集合的大小可能增加。這意味著，與常規(guī)情況相比，有時(shí)能夠沿路由的全部或部分接納較寬的后續(xù)新路徑。因此，能夠更有效地填充隙，并且能夠降低阻塞概率。例如，在存在較寬和較窄的新路徑并且隨后結(jié)束(drop)較窄的新路徑的情況下，這種效果出現(xiàn)。如果較寬的新路徑處于可用隙的相對(duì)端，則更可能存在一個(gè)大的剩余集合，而在常規(guī)首次擬合指配情況下，在較寬的新路徑的任一側(cè)可能存在兩個(gè)較小的剩余集合。
[0006]另一方面提供用于波長(zhǎng)交換光網(wǎng)絡(luò)中的新路徑的路由選擇和帶寬指配的設(shè)備，所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)置成承載占用不同數(shù)量的相鄰頻隙的不同帶寬的路徑。該設(shè)備具有用于為新路徑中每一個(gè)選擇路由并且用于向每個(gè)相應(yīng)新路徑指配相鄰頻隙的集合的部件。為了所選路由具有用于其相應(yīng)新路徑的足夠相鄰頻隙的不止一個(gè)可用集合，進(jìn)行指配，以便將新路徑中的較寬路徑放置在可用頻隙的譜的與放置新路徑中的較窄路徑的頻隙的譜的一端相對(duì)的一端。
[0007]原則上，選擇部件能夠集中或者分布在網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)中。因此，用于給定新路徑的選擇部件可位于那個(gè)新路徑的源或目的地節(jié)點(diǎn)。
[0008]另一方面提供波長(zhǎng)交換光網(wǎng)絡(luò)中的新路徑的路由選擇和帶寬指配的方法，所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)置成承載占用不同數(shù)量的相鄰頻隙的不同帶寬的路徑。為新路徑中每一個(gè)選擇路由，以及向每個(gè)相應(yīng)新路徑指配相鄰頻隙的集合。路由的選擇涉及確定對(duì)于相應(yīng)新路徑，就具有足夠的可用相鄰頻隙和足夠的光傳輸質(zhì)量而言，哪些路由是可能的，并且按照其可用相鄰頻隙的集合來(lái)選擇要使用可能路由中的哪一個(gè)。
[0009]如以下所述的圖6所示，有益效果在于，能夠執(zhí)行路由選擇，以引導(dǎo)路徑遠(yuǎn)離瓶頸，并且因而可存在降低的阻塞機(jī)會(huì)。
[0010]另一方面提供用于波長(zhǎng)交換光網(wǎng)絡(luò)中的新路徑的路由選擇和帶寬指配的設(shè)備，所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)置成承載占用不同數(shù)量的相鄰頻隙的不同帶寬的路徑。該設(shè)備具有:選擇部件，用于為新路徑中每一個(gè)選擇路由；以及指配部件，用于向每個(gè)相應(yīng)新路徑指配相鄰頻隙的集合。選擇部件設(shè)置成確定對(duì)于相應(yīng)新路徑，就具有足夠的可用相鄰頻隙和足夠的光傳輸質(zhì)量而言，哪些路由是可能的，并且按照其可用相鄰頻隙的集合來(lái)選擇要使用可能路由中的哪一個(gè)。
[0011]另一方面提供對(duì)應(yīng)的計(jì)算機(jī)程序。
[0012]任何附加特征能夠添加到上述方面中的任一個(gè)，以及下面陳述一些這樣的附加特征。在網(wǎng)絡(luò)能夠承載使用不同調(diào)制格式的路徑的情況下，隙指配能夠根據(jù)為相應(yīng)新路徑所選的調(diào)制格式進(jìn)行，如以下所述的圖4所示。這的有益效果在于，在可能的情況下能夠使用就所需帶寬而言更有效率的調(diào)制格式，因而增加容量或者減少阻塞。
[0013]在一些情況中，在網(wǎng)絡(luò)具有路徑計(jì)算元件和隙可用性數(shù)據(jù)庫(kù)的情況下，隙的指配能夠由路徑計(jì)算元件通過(guò)訪問(wèn)隙可用性數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)執(zhí)行，如以下所述的圖1所示。在數(shù)據(jù)庫(kù)中具有隙可用性信息的有益效果在于，能夠更有效率地執(zhí)行計(jì)算。
[0014]在一些情況下，只有具有路徑大小中的最寬路徑大小的路徑才被指配到譜的相對(duì)端，如圖3所示，如以下所述。這的有益效果是簡(jiǎn)單性，同時(shí)保持更復(fù)雜劃分的有益效果中的許多效果。
[0015]在一些情況下，路由的選擇按照可能路由中的哪一個(gè)具有可用相鄰頻隙的較大數(shù)量的不同集合進(jìn)行，如圖7A、圖7B和圖8所示，如以下所述。這的有益效果是，它能夠幫助減少網(wǎng)絡(luò)中的瓶頸。[0016]在一些情況下，路由的選擇基于第一調(diào)制格式進(jìn)行，以及如果沒(méi)有路由對(duì)于使用第一調(diào)制格式的給定新路徑是可能的，則選擇路由的步驟包括再次嘗試使用需要占用更多相鄰頻隙的效率較低的第二調(diào)制格式，如圖9所示。這的有益效果在于，容量的更有效利用是可能的。
[0017]在一些情況下，在網(wǎng)絡(luò)是活動(dòng)的同時(shí)，對(duì)于對(duì)新路徑的請(qǐng)求實(shí)時(shí)地動(dòng)態(tài)執(zhí)行路由選擇和頻隙指配，如圖10所示。這的有益效果在于，所需的計(jì)算量對(duì)于實(shí)時(shí)使用不會(huì)太大。因此，這些技術(shù)能夠用于添加新的業(yè)務(wù)請(qǐng)求，或者用于在使用期間優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)，以及用于離線規(guī)劃目的。
[0018]路由的選擇能夠基于第一調(diào)制格式進(jìn)行，以及如果沒(méi)有路由對(duì)于使用第一調(diào)制格式的給定新路徑是可能的，則路由的選擇能夠涉及再次嘗試使用效率較低的第二調(diào)制格式，需要占用更多相鄰頻隙，如圖9所示。這能夠幫助在可能的情況下實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的更好利用。在網(wǎng)絡(luò)是活動(dòng)的同時(shí)，能夠?qū)τ趯?duì)新路徑的請(qǐng)求實(shí)時(shí)地動(dòng)態(tài)執(zhí)行路由選擇和頻隙指配，如圖10所示。
[0019]確定哪些路由是可能的步驟能夠具有下列步驟:確定各路由的距離；以及按照所使用的調(diào)制格式，對(duì)于所涉及的距離來(lái)確定是否存在光信號(hào)的足夠可達(dá)范圍，如圖11所示。按照其可用相鄰頻隙的集合來(lái)選擇要使用可能路由中的哪一個(gè)的步驟能夠包括按照哪一個(gè)具有不同集合的較大總數(shù)來(lái)選擇，如以下所述的圖8所示。
[0020]按照其可用相鄰頻隙的集合來(lái)選擇要使用可能路由中的哪一個(gè)的步驟能夠包括按照哪一個(gè)具有所占用隙之間的較寬間隙進(jìn)行選擇，如圖8所示。
[0021]確定哪些路由是可能的步驟能夠涉及，在沒(méi)有足夠可達(dá)范圍的情況下，確定光再生沿該路由是否可用，以及確定具有任何可用光再生的路由是否是可能的，如圖12所示，如以下所述。這能夠使更長(zhǎng)路由能夠被考慮，因而降低阻塞。
[0022]調(diào)制格式能夠至少包括使用單載波的4-QAM、16-QAM和64-QAM。在其它情況下，它們能夠至少包括0FDM。
[0023]附加特征中的任一個(gè)能夠組合在一起并且與上述方面的任一個(gè)進(jìn)行組合。特別是與其它現(xiàn)有技術(shù)相比，其它效果和結(jié)果將是本領(lǐng)域的技術(shù)人員清楚的。能夠進(jìn)行許多變更和修改，而沒(méi)有背離本發(fā)明的權(quán)利要求。因此，應(yīng)當(dāng)清楚地理解，本發(fā)明的形式只是說(shuō)明性的，而不是要限制本發(fā)明的范圍。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0024]現(xiàn)在將參照附圖，作為舉例來(lái)描述可如何實(shí)施本發(fā)明，附圖中:
圖1示出PCE、數(shù)據(jù)庫(kù)和網(wǎng)絡(luò)的示意圖，
圖2示出按照一個(gè)實(shí)施例的方法的步驟，
圖3示出按照一個(gè)實(shí)施例、在一系列不同時(shí)間占用哪些隙的視圖，
圖4示出按照另一個(gè)實(shí)施例的方法的步驟，其中按照調(diào)制類型來(lái)指配隙，
圖5示出按照另一個(gè)實(shí)施例的方法的步驟，其中按照一個(gè)實(shí)施例只將新路徑中的最寬路徑指配給相對(duì)端，
圖6示出按照另一個(gè)實(shí)施例的方法的步驟，其中按照光傳輸質(zhì)量來(lái)選擇路由，
圖7A和圖7B示出對(duì)于新路徑的兩個(gè)可能路由占用哪些隙的視圖， 圖8示出按照另一個(gè)實(shí)施例的方法的步驟，其中按照哪一個(gè)具有最多不同集合或者哪一個(gè)具有所占用隙之間的最寬間隙來(lái)選擇路由，
圖9示出按照另一個(gè)實(shí)施例的方法的步驟，其中，如果很少或者沒(méi)有路由在給定傳輸質(zhì)量是可能的，則使用效率較低的調(diào)制格式來(lái)選擇具有足夠傳輸質(zhì)量的路由，
圖10示出按照另一個(gè)實(shí)施例的方法的步驟，示出路由的離線選擇和在操作期間路由新業(yè)務(wù)的動(dòng)態(tài)變更，
圖11示出按照另一個(gè)實(shí)施例的方法的步驟，其中涉及當(dāng)選擇路由時(shí)，確定是否在給定差錯(cuò)率的條件下存在足夠可達(dá)范圍，
圖12示出按照另一個(gè)實(shí)施例的方法的步驟，其中涉及如果在給定差錯(cuò)率的條件下沒(méi)有足夠可達(dá)范圍，則檢查光再生沿該路由是否可用，以及
圖13示出按照另一個(gè)實(shí)施例的基于PC的PCE和數(shù)據(jù)庫(kù)。
【具體實(shí)施方式】
[0025]將針對(duì)具體實(shí)施例并且參照某些附圖來(lái)描述本發(fā)明，但是本發(fā)明并不局限于此，而僅受權(quán)利要求限制。所述附圖只是示意性的，并且是非限制性的。附圖中，為了舉例說(shuō)明，有些元件的尺寸可能經(jīng)過(guò)放大，而沒(méi)有按比例繪制。
[0026]定義:
在本描述和權(quán)利要求書(shū)中使用術(shù)語(yǔ)“包括”的情況下，它并不排除其它元件或步驟，并且不應(yīng)當(dāng)被理解為限制到此后所列部件。在提到單數(shù)名詞時(shí)使用不定冠詞或定冠詞(例如“一”或“一個(gè)”、“該”)的情況下，這包括那個(gè)名詞的復(fù)數(shù)，除非另加具體說(shuō)明。
[0027]所述節(jié)點(diǎn)或網(wǎng)絡(luò)的元件或部件可包括在介質(zhì)中編碼以用于執(zhí)行任何種類的信息處理的邏輯。邏輯可包括在盤(pán)或其它計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中編碼的軟件和/或在專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)或者其它處理器或硬件中編碼的指令。
[0028]提到節(jié)點(diǎn)能夠包含任何種類的交換節(jié)點(diǎn)，不局限于所述類型，不局限于任何集成度或者大小或帶寬或比特率等等。
[0029]提到軟件能夠包含在處理硬件上直接或間接可執(zhí)行的任何語(yǔ)言的任何類型的程序。
[0030]提到處理器、硬件、處理硬件或電路能夠包含在任何程度上集成的任何種類的邏輯或模擬電路，而并不局限于通用處理器、數(shù)字信號(hào)處理器、ASIC、FPGA、分立元件或邏輯等等。提到處理器意在包含使用多個(gè)處理器(例如，可集成在一起，或者共處于同一節(jié)點(diǎn)中，或者分布在不同位置)的實(shí)現(xiàn)。
[0031]提到光傳輸質(zhì)量能夠包含表示在光級(jí)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)男艿娜魏瘟慷?，諸如誤碼率或者信噪比。它可包含具有或者沒(méi)有糾錯(cuò)的測(cè)量或預(yù)測(cè)，以及具有或者沒(méi)有任何再生或其它處理的測(cè)量。
[0032]縮寫(xiě)詞:
PCE:路徑計(jì)算元件 WSON:波長(zhǎng)交換光網(wǎng)絡(luò) BV-OXC:帶寬可變光交叉連接 DP-QPSK:雙極化正交相移鍵控 OFDM:正交頻分復(fù)用 QAM:正交幅度調(diào)制
MaxSlots-MinBandwidth:具有最小所需帶寬的最大隙組合
FF:首次擬合
LF:最后擬合
RSA:路由選擇和譜指配
介紹
通過(guò)對(duì)實(shí)施例的介紹，將說(shuō)明它們?nèi)绾谓鉀Q常規(guī)設(shè)計(jì)存在的一些問(wèn)題。需要RSA策略來(lái)處理光路請(qǐng)求的粗粒度，并且基于單載波傳輸和其它技術(shù)來(lái)限制靈活網(wǎng)格WSON中的未使用的備用容量。需要提供設(shè)計(jì)成在路徑計(jì)算元件(PCE)內(nèi)操作的有效動(dòng)態(tài)供應(yīng)，這慮及由單載波傳輸技術(shù)所支持的光路(例如100和400Gb/s)。所述的技術(shù)在一些情況下能夠慮及若干調(diào)制格式(例如4-正交幅度調(diào)制(QAM)、64-QAM)所遇到的不同帶寬要求和全光可達(dá)范圍。PCE利用若干技術(shù)，這些技術(shù)根據(jù)調(diào)制格式，能夠沿路徑分配所需頻隙，同時(shí)限制備用容量。
[0033]圖1:PCE、數(shù)據(jù)庫(kù)和網(wǎng)絡(luò)
圖1示出PCE 30、用于存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞臄?shù)據(jù)庫(kù)10和當(dāng)前隙可用性信息的示意圖。靈活網(wǎng)格WSON網(wǎng)絡(luò)20具有多個(gè)可變帶寬節(jié)點(diǎn)40，這些節(jié)點(diǎn)可以是例如ROADM或BV-0XC。將業(yè)務(wù)需求饋送到PCE。PCE耦合到數(shù)據(jù)庫(kù)，以訪問(wèn)與網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜拖犊捎眯杂嘘P(guān)的信息。PCE能夠計(jì)算用于新路徑的路由，并且向新路徑指配頻隙。將所指配頻隙的指示發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)中的相關(guān)節(jié)點(diǎn)，使得新業(yè)務(wù)能夠通過(guò)網(wǎng)絡(luò)來(lái)傳遞。指示還發(fā)送給數(shù)據(jù)庫(kù)，以使它能夠更新當(dāng)前隙可用性信息。
[0034]這能夠應(yīng)用于的網(wǎng)絡(luò)的示例是具有E個(gè)節(jié)點(diǎn)和V個(gè)雙向鏈路的透明WS0N，其中節(jié)點(diǎn)支持100和400Gb/s的傳輸和接收。100Gb/S通過(guò)雙極化正交相移鍵控(DP-QPSK)或其它技術(shù)來(lái)支持。400Gb/s通過(guò)例如雙極化和4-正交幅度調(diào)制(QAM)或者16-QAM或64QAM來(lái)支持。100Gb/s和全光可達(dá)范圍的帶寬要求在下文中概括:T.Pfau,“Hardware requirementsfor coherent systems beyond 100G”，ECOC 2009。
[0035]lOOGb/s的傳輸質(zhì)量的模型的示例在下文中詳述:Sambo N.、Secondini M.、Cugini F.、Bottari G.、1vanna P.、Cavaliere F.、Castoldi P.,“Modeling andDistributed Provisioning in 10-40-1OO-Gb/s Multirate Wavelength SwitchedOptical Networks”,Lightwave Technology,Journal of, vol.29, n0.9,第 1248-1257 頁(yè)，2011年5月I日。
[0036]各鏈路支持帶寬B的S個(gè)隙(例如，如果B=12.5GHz，則S=320)。PCE專用于路徑計(jì)算和隙指配，并且它知道網(wǎng)絡(luò)中的任何路徑的QoT。在從源s到目的地d的給定比特率的光路請(qǐng)求時(shí)，s將PCE通信協(xié)議(PCEP)用于向PCE提交路徑計(jì)算請(qǐng)求(即，使用PCEP PCReq消息)，其必須承載比特率信息。數(shù)據(jù)庫(kù)20能夠是業(yè)務(wù)工程數(shù)據(jù)庫(kù)，該數(shù)據(jù)庫(kù)具有詳細(xì)的和更新的隙可用性信息，即，每一個(gè)鏈路上的帶寬B的各隙的狀態(tài)(保留或可用)。在一個(gè)示例中，PCE根據(jù)比特率、允許的調(diào)制格式(即，保證在給定比特率的QoT的那些調(diào)制格式)以及沿路徑的可用隙來(lái)執(zhí)行路徑計(jì)算。通常，對(duì)于將s連接到d的路徑，根據(jù)允許的調(diào)制格式和比特率，光路要求沿整個(gè)路徑的η個(gè)相鄰隙。另外，與波長(zhǎng)連續(xù)性約束相似，那些隙必須滿足隙連續(xù)性約束，即，相同隙在沿路徑的所有鏈路中是可用的。
[0037]圖2:按照一個(gè)實(shí)施例的方法
圖2示出按照一個(gè)實(shí)施例的方法的步驟，并且可例如在圖1的PCE部件執(zhí)行。步驟100示出為需要不同數(shù)量的相鄰頻隙的新路徑選擇路由。路由可就節(jié)點(diǎn)而言。在步驟110，為新路徑中的第一路徑指配沿其所選路由的相鄰隙的集合。隙處于可用頻隙的譜的一端。在步驟120，將可用相鄰頻隙的集合指配給新路徑中的下一路徑，使得新路徑中的較寬路徑(就需要更多隙而言較寬)處于可用頻隙的譜的與指配了新路徑中的較窄路徑的一端相對(duì)的一端。
[0038]在步驟130，以類似的方式將可用相鄰頻隙的集合指配給其它新路徑，直到不再有可用的或者直到不再有新路徑。
[0039]圖3:在不同時(shí)間的隙占用
圖3示出按照一個(gè)實(shí)施例、在一系列不同時(shí)間占用哪些隙的視圖。時(shí)間在此圖中從左至右流逝。黑色正方形表示被占用隙，而白色正方形表示可用隙。在每列中，表示了 13個(gè)相鄰頻隙。實(shí)際上，可存在更多隙。在第一時(shí)刻，如在左側(cè)所示，有2個(gè)被占用隙、然后是10個(gè)可用隙、然后是一個(gè)被占用隙。因此，存在10個(gè)隙的間隙。隨后，為第一新路徑指配在間隙的一側(cè)的3個(gè)隙，如第二列所示。第三列示出為較寬的第二新路徑指配了在間隙的另一側(cè)的5個(gè)隙之后的位置。這留下2個(gè)隙的剩余間隙。稍后，結(jié)束第一新路徑，留下5個(gè)隙的間隙，如第四列所示。
[0040]注意，按照常規(guī)首次擬合技術(shù)，這會(huì)留下2個(gè)隙和3個(gè)隙的2個(gè)間隙，這不太有用。如第五列中所示，添加了需要5個(gè)隙的另一個(gè)新路徑，沒(méi)有留下間隙。如能夠看到的，如果使用了現(xiàn)有技術(shù)首次擬合技術(shù)，則這個(gè)新路徑會(huì)被阻塞。因此，這個(gè)示例證明一種情況，以幫助說(shuō)明如何能夠通過(guò)進(jìn)行指配以便將新路徑中的較寬路徑放置在可用頻隙的譜的與放置了新路徑中的較窄路徑的一端相對(duì)的一端，來(lái)降低總阻塞概率。這意味著剩余間隙更可能比較大。
[0041]圖4:按照調(diào)制類型來(lái)指配隙的方法
圖4示出按照另一個(gè)實(shí)施例的方法的步驟，其中按照調(diào)制類型來(lái)指配隙。這與圖2相似，但是步驟100這時(shí)是步驟102，其中路由的選擇按照為每個(gè)新路徑所選的調(diào)制類型進(jìn)行。步驟110在此圖中這時(shí)是步驟112，以及隙指配按照調(diào)制類型對(duì)間隙的一端或另一端進(jìn)行。調(diào)制類型的示例至少是使用單載波的4-QAM、16-QAM和64-QAM，或者是如OFDM之類的多載波類型。
[0042]圖5:只將路徑中的最寬路徑指配給相對(duì)端的方法
圖5示出按照另一個(gè)實(shí)施例的方法的步驟，其中按照一個(gè)實(shí)施例只向相對(duì)端指配新路徑中的最寬路徑。這與圖4相似，只是步驟120變成步驟124，其中，將路徑中的最寬路徑指配給隙的譜中的間隙的與路徑中的所有其它路徑相對(duì)的端。
[0043]圖6:按照光傳輸質(zhì)量來(lái)選擇路由的方法
圖6示出按照另一個(gè)實(shí)施例的方法的步驟，其中按照光傳輸質(zhì)量來(lái)選擇路由。步驟100涉及為需要不同數(shù)量的相鄰頻隙的新路徑選擇路由。這個(gè)步驟被表示為具有兩個(gè)組成步驟320和330。在步驟320，PCE確定對(duì)于相應(yīng)新路徑，哪些路由由于具有足夠的可用相鄰隙和足夠的光傳輸質(zhì)量而是可能的。光傳輸質(zhì)量通常將取決于就跳數(shù)或者所覆蓋距離而言的所提議路由的長(zhǎng)度。
[0044]在步驟330，PCE按照其可用相鄰頻隙來(lái)選擇可能路由之一。在步驟340，隙的集合被實(shí)際上指配給新路徑。這能夠例如使用常規(guī)首次擬合(FF)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn):選擇滿足隙連續(xù)性約束的最低索引的相鄰η個(gè)隙。對(duì)于η=3，關(guān)于以下所述的圖7Β選擇隙4、5、6。
[0045]備選地，可使用以上關(guān)于圖2所述的方法，這是首次擬合或最后擬合(FF-LF)方法。取決于路徑的寬度(這可能取決于調(diào)制格式)，選擇滿足隙連續(xù)性約束的最低或最高索引的相鄰η個(gè)隙。在100Gb/S的情況下，應(yīng)用LF。在400Gb/s的情況下，如果更有效率的允許的調(diào)制格式為4-QAM，則應(yīng)用FF，否則應(yīng)用LF。作為一個(gè)示例，在圖7B中，如果n=3 (采用64-QAM)，則選擇隙 5、6、7。
[0046]最后，PCE向源節(jié)點(diǎn)“s”傳遞路徑路由和所指配隙。這能夠通過(guò)例如PCEP應(yīng)答消息中的自組織擴(kuò)展或者通過(guò)其它技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0047]圖7A、圖7B:兩個(gè)不同路由的隙占用
圖7A和圖7B示出對(duì)于需要3個(gè)相鄰隙的新路徑的兩個(gè)可能路由占用哪些隙的視圖。第一可能路由經(jīng)由節(jié)點(diǎn)i從源s轉(zhuǎn)到目的地d，如圖7A所示。隙3、4、5和7對(duì)于路由的第一分支是可用的，以及隙3、4、5和6對(duì)于第二分支是可用的。第二可能路由經(jīng)由節(jié)點(diǎn)j從源s轉(zhuǎn)到目的地d，如圖7B所示。在這個(gè)可能路由中，隙3、4、5、6和7對(duì)于兩個(gè)分支均是可用的。
[0048]對(duì)于圖7A所示的可能路由，考慮路徑s-1-d和所需帶寬n=3，只能夠選擇位置3、
4、5中的3個(gè)隙，因?yàn)樗鼈兪窍噜彽?，并且在新路徑的可能路由的各鏈路中是可用的。因此，間隙大小對(duì)于圖7A的可能路由為四，并且僅存在隙的一個(gè)可能集合。對(duì)于第二可能路由，間隙大小為四，并且存在隙的兩個(gè)可能集合。這兩個(gè)可能路徑之間的選擇能夠根據(jù)集合進(jìn)行。在這種情況下，能夠選擇第二可能路由，或者是因?yàn)樗哂休^大間隙，或者是因?yàn)樗哂锌捎玫母嗟牟煌稀?br> [0049]圖8:使路由按照集合數(shù)量或者被占用隙之間的最寬間隙來(lái)選擇的方法
圖8示出按照另一個(gè)實(shí)施例的方法的步驟，其中按照哪一個(gè)具有最多不同集合或者哪一個(gè)具有所占用隙之間的最寬間隙來(lái)選擇路由。這與圖6相似，只是步驟330具有兩個(gè)組成步驟333和336( 二中選一)。在步驟333，路由的選擇基于可能路由中的哪一個(gè)具有可用隙的最多不同集合?；蛘?，在步驟336，路由的選擇基于可能路由中的哪一個(gè)具有被占用隙之間的最寬間隙。
[0050]圖9:使用效率較低的調(diào)制格式來(lái)選擇路由的方法
圖9示出按照另一個(gè)實(shí)施例的方法的步驟，其中如果很少或者沒(méi)有路由在給定傳輸質(zhì)量是可能的，則使用效率較低的調(diào)制格式來(lái)選擇具有足夠傳輸質(zhì)量的路由。這與圖6相似，只是步驟320具有兩個(gè)組成步驟324和328。在步驟324，由PCE使用第一調(diào)制格式確定哪些路由由于具有足夠的可用相鄰隙和足夠的光傳輸質(zhì)量而是可能的。在步驟328，如果很少或者沒(méi)有路由是可能的，則確定使用效率較低的第二調(diào)制格式時(shí)，哪些路由由于具有足夠的可用隙和足夠的光傳輸質(zhì)量而是可能的。
[0051]這個(gè)所提議的路由選擇策略(稱作具有最小所需帶寬的最大隙組合一MaxSlots-MinBandwidth)的一個(gè)示例描述如下。給定光路請(qǐng)求和比特率或者其它規(guī)范，PCE查找具有最小所需帶寬的滿足QoT的路徑組成的集合Ps; d。因此，在100Gb/S的情況下，僅存在一個(gè)調(diào)制格式，以及Ps; d簡(jiǎn)單地由滿足QoT的路徑組成，而如果沒(méi)有路徑滿足QoT，則阻塞該請(qǐng)求。在400Gb/s的情況下，存在調(diào)制格式的選擇，以及對(duì)于采用64-QAM(其中B=12.5GHz,n=3,即，就所需帶寬或隙而言最有效率的調(diào)制格式)滿足QoT的路徑首次查找Ps; d0如果沒(méi)有路徑在采用64-QAM時(shí)滿足QoT，則對(duì)于采用16_QAM(n=5且B=12.5GHz)滿足QoT的路徑查找Ps; d。如果沒(méi)有路徑在采用16-QAM時(shí)滿足QoT，則對(duì)于采用4-QAM (n=9且B=12.5GHz)滿足QoT的路徑查找Ps; d。如果甚至在采用4-QAM時(shí)也沒(méi)有路徑滿足QoT，則阻塞該請(qǐng)求。然后，在Ps; d中的路徑之中，PCE選擇使沿路徑滿足隙連續(xù)性約束的相鄰隙的可能組合的數(shù)量最大化的一個(gè)路徑。例如,假定400Gb/s請(qǐng)求，考慮采用64-QAM(n=3)可接受的圖7中的兩個(gè)路徑。考慮路徑s-1-d，只能夠選擇3個(gè)隙3、4、5，因?yàn)橄噜彶⑶覞M足連續(xù)性約束。因此，可能組合的數(shù)量為I。考慮路徑s-j-d，組合的數(shù)量為3，以及能夠選擇下列相鄰隙:3、4、5 或 4、5、6 或者 5、6、7。按照 MaxSlots-MinBandwidth,選擇路徑 s-j-d。
[0052]圖10:具有離線選擇和動(dòng)態(tài)變更的方法
圖10示出按照另一個(gè)實(shí)施例的方法的步驟，示出路由的離線選擇和在操作期間路由新業(yè)務(wù)的動(dòng)態(tài)變更。這與圖6相似，除了以下所述之外。路由選擇是用于為新路徑執(zhí)行路由的離線規(guī)劃的步驟90的組成部分。
[0053]有稍后的步驟360:在網(wǎng)絡(luò)操作的同時(shí)或者在線地執(zhí)行動(dòng)態(tài)變更，以路由新業(yè)務(wù)或者恢復(fù)現(xiàn)有業(yè)務(wù)到新路徑上。這包括:步驟100，為需要不同數(shù)量的相鄰隙的新路徑選擇路由；以及步驟340，一旦選擇路由，則為新路徑指配可用相鄰隙的集合。
[0054]圖11:涉及對(duì)于給定差錯(cuò)率確定可達(dá)范圍的方法
圖11示出按照另一個(gè)實(shí)施例的方法的步驟，其中涉及當(dāng)選擇路由時(shí)，確定在給定差錯(cuò)率的條件下是否存在足夠可達(dá)范圍。這與圖6相似，只是步驟320具有組成步驟323。這涉及通過(guò)對(duì)于路由的距離和所使用調(diào)制格式確定是否存在足夠光可達(dá)范圍來(lái)以給定差錯(cuò)率提供信號(hào)，來(lái)確定哪些路由是可能的。
[0055]圖12:具有檢查光再生的可用性的方法
圖12示出按照另一個(gè)實(shí)施例的方法的步驟，其中涉及如果在給定差錯(cuò)率的條件下沒(méi)有足夠可達(dá)范圍，則檢查是否光再生沿路由可用。這與圖11相似，只是在步驟323之后有附加步驟327。在步驟327，如果沒(méi)有足夠光可達(dá)范圍，則進(jìn)行檢查以查看是否存在沿路由可用的任何光再生，這能夠足夠地延伸可達(dá)范圍。
[0056]圖13:基于PC的實(shí)施例
圖13示出按照另一個(gè)實(shí)施例的基于PC的PCE和數(shù)據(jù)庫(kù)。這與圖1的實(shí)施例相似，但是在這種情況下，PCE通過(guò)個(gè)人計(jì)算機(jī)PC 32運(yùn)行的路徑計(jì)算程序34來(lái)實(shí)現(xiàn)，以及網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋽?shù)據(jù)庫(kù)10通過(guò)PC 12運(yùn)行的數(shù)據(jù)庫(kù)程序14來(lái)實(shí)現(xiàn)。這使現(xiàn)有硬件、操作系統(tǒng)和通信硬件及軟件能夠被使用以節(jié)省成本。
[0057]MaxSlot-MinBandwidth 所遇到的阻塞概率
所提議光路供應(yīng)的性能通過(guò)網(wǎng)絡(luò)上的定制C++事件驅(qū)動(dòng)模擬器來(lái)評(píng)估，其中E=30、V=56。使用12.5GHz網(wǎng)格間隔，因此每個(gè)鏈路的隙的總數(shù)S為320。如果滿足前向糾錯(cuò)之前例如BER〈10_3的閾值，則QoT被視為可接受的。OSNR閾值例如能夠如上述pfau文獻(xiàn)中所陳述，或者能夠考慮更精確模型。光路請(qǐng)求均勻地分布在s-d對(duì)與比特率之中。到達(dá)之間和保持時(shí)間以指數(shù)來(lái)分布，其中分別具有l(wèi)/λ和l/y=500s的平均數(shù)。業(yè)務(wù)負(fù)荷表示為入/μ。假定Ps;d的兩種情況。首先，Ps;d由就跳數(shù)(SHs)而言的最短路徑組成。然后，ps;d由就跳數(shù)(SH+ls)而言距最短路徑在一跳之內(nèi)的路徑組成。
[0058]已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，阻塞概率隨業(yè)務(wù)負(fù)荷而增加，因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)更多地被裝載，并且更難以找到具有滿足隙連續(xù)性約束的η個(gè)相鄰隙的路徑。考慮路徑的較大集合Ps;d(SH+ls代替僅SH)能夠降低阻塞概率，因?yàn)楦赡苷业骄哂袧M足隙連續(xù)性約束的η個(gè)相鄰隙。阻塞主要對(duì)4-QAM 400Gb/s光路(其要求最大數(shù)量的隙(n=9))來(lái)確定。那些光路更可能與長(zhǎng)路徑關(guān)聯(lián)，這些長(zhǎng)路徑由低OSNR來(lái)表征，因而它們不能與64-或16-QAM配合使用。通過(guò)分析模擬，已經(jīng)看到，F(xiàn)F的應(yīng)用導(dǎo)致多達(dá)8個(gè)相鄰空閑隙的組:在這種情況下，允許16-和64-QAM的供應(yīng)，同時(shí)防止4-QAM的供應(yīng)。另一方面，發(fā)現(xiàn)使用FF/LF的隙指配給出比FF更好的性能，因?yàn)樗行У乩孟顿Y源，因此更可能找到9個(gè)相鄰可用隙。
[0059]結(jié)束語(yǔ)
如已經(jīng)描述的，實(shí)施例能夠應(yīng)用于具有多速率和靈活帶寬裝置的基于PCE的WSON以供應(yīng)光路(例如由單載波技術(shù)來(lái)支持)。說(shuō)明選擇所需頻隙的兩個(gè)策略。通過(guò)進(jìn)行留下較大間隙的隙指配，能夠更有效地利用網(wǎng)絡(luò)資源。這能夠?qū)崿F(xiàn)較寬的更多新路徑，這對(duì)于實(shí)現(xiàn)就帶寬而言更有效率的調(diào)制格式的更多使用是特別有用的。在用于隙選擇的兩個(gè)策略之中，F(xiàn)F/LF得到比用于路徑的兩個(gè)不同集合的FF要少的阻塞。能夠使用各種網(wǎng)格間隔值(例如
6.25GHz)。在權(quán)利要求之內(nèi)能夠設(shè)想其它變更和添加。
【權(quán)利要求】
1.一種波長(zhǎng)交換光網(wǎng)絡(luò)中的新路徑的路由選擇和帶寬指配的方法，所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)置成承載占用不同數(shù)量的相鄰頻隙的不同帶寬的路徑，所述方法具有下列步驟: 為所述新路徑中的每個(gè)新路徑選擇路由，以及 向每個(gè)相應(yīng)新路徑指配相鄰頻隙的集合， 其中，為了所選路由具有用于其相應(yīng)新路徑的足夠相鄰頻隙的不止一個(gè)可用集合，進(jìn)行所述指配，以便將所述新路徑中的較寬路徑放置在所述可用頻隙的譜的與放置所述新路徑中的較窄路徑的所述可用頻隙的譜的一端相對(duì)的一端。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述網(wǎng)絡(luò)能夠承載使用不同調(diào)制格式的路徑，以及所述隙指配是根據(jù)為所述相應(yīng)新路徑所選的調(diào)制格式進(jìn)行的。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，所述網(wǎng)絡(luò)具有路徑計(jì)算元件和隙可用性數(shù)據(jù)庫(kù)，以及指配所述隙的步驟由所述路徑計(jì)算元件通過(guò)訪問(wèn)所述隙可用性數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)執(zhí)行。
4.如以上權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，僅將具有路徑大小中的最寬路徑大小的路徑指配到所述譜的相對(duì)端。
5.如以上權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，選擇所述路由的步驟按照所述可能路由中的哪一個(gè)具有可用相鄰頻隙的較大數(shù)量的不同集合來(lái)進(jìn)行。
6.如以上權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，選擇所述路由的步驟基于第一調(diào)制格式進(jìn)行，以及如果沒(méi)有路由對(duì)于使用所述第一調(diào)制格式的給定新路徑是可能的，則選擇所述路由的步驟包括再次嘗試使用就需要占用更多相鄰頻隙而言效率較低的第二調(diào)制格式。
7.如以上權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，所述路由選擇和頻隙指配在所述網(wǎng)絡(luò)操作的同時(shí)對(duì)于對(duì)新路徑的請(qǐng)求實(shí)時(shí)地動(dòng)態(tài)執(zhí)行。`
8.一種用于波長(zhǎng)交換光網(wǎng)絡(luò)中的新路徑的路由選擇和帶寬指配的設(shè)備，所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)置成承載占用不同數(shù)量的相鄰頻隙的不同帶寬的路徑，所述設(shè)備具有: 選擇部件，設(shè)置成為所述新路徑中的每個(gè)新路徑選擇路由，以及向每個(gè)相應(yīng)新路徑指配相鄰頻隙的集合，其中，為了所選路由具有用于其相應(yīng)新路徑的足夠相鄰頻隙的不止一個(gè)可用集合，進(jìn)行所述指配，以便將所述新路徑中的較寬路徑放置在所述可用頻隙的譜的與放置所述新路徑中的較窄路徑的所述可用頻隙的譜的一端相對(duì)的一端。
9.一種在波長(zhǎng)交換光網(wǎng)絡(luò)中的新路徑的路由選擇和帶寬指配的方法，所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)置成承載占用不同數(shù)量的相鄰頻隙的不同帶寬的路徑，所述方法具有下列步驟: 為所述新路徑中的每個(gè)新路徑選擇路由，以及 向每個(gè)相應(yīng)新路徑指配相鄰頻隙的集合， 其中，選擇所述路由的步驟包括下列步驟:確定對(duì)于所述相應(yīng)新路徑，就具有足夠的可用相鄰頻隙和足夠的光傳輸質(zhì)量而言，哪些路由是可能的，并且按照其可用相鄰頻隙的集合來(lái)選擇要使用可能路由中的哪一個(gè)。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，選擇所述路由的步驟基于第一調(diào)制格式進(jìn)行，以及如果沒(méi)有路由對(duì)于使用所述第一調(diào)制格式的給定新路徑是可能的，則選擇所述路由的步驟包括再次嘗試使用需要占用更多相鄰頻隙的、效率較低的第二調(diào)制格式。
11.如權(quán)利要求9或10所述的方法，所述路由選擇和頻隙指配在所述網(wǎng)絡(luò)操作的同時(shí)對(duì)于對(duì)新路徑的請(qǐng)求實(shí)時(shí)地動(dòng)態(tài)執(zhí)行。
12.如權(quán)利要求9至11中的任一項(xiàng)所述的方法，確定哪些路由是可能的步驟具有下列步驟:確定各路由的距離；以及按照所使用的調(diào)制格式，對(duì)于所涉及的距離來(lái)確定是否存在光信號(hào)的足夠可達(dá)范圍。
13.如權(quán)利要求9至12中的任一項(xiàng)所述的方法，按照其可用相鄰頻隙的集合來(lái)選擇要使用所述可能路由中的哪一個(gè)的步驟包括按照哪一個(gè)具有不同集合的較大總數(shù)來(lái)選擇的步驟。
14.如權(quán)利要求9至12中的任一項(xiàng)所述的方法，按照其可用相鄰頻隙的集合來(lái)選擇要使用所述可能路由中的哪一個(gè)的步驟包括按照哪一個(gè)具有被占用隙之間的較寬間隙來(lái)選擇的步驟。
15.如權(quán)利要求12或者從屬于權(quán)利要求12的任一項(xiàng)所述的方法，確定哪些路由是可能的具有下列步驟:在沒(méi)有足夠可達(dá)范圍的情況下，確定光再生沿所述路由是否可用；以及確定具有任何可用光再生的路由是否是可能的。
16.如權(quán)利要求10或者從屬于權(quán)利要求10的任一項(xiàng)所述的方法，所述調(diào)制格式至少包括使用單載波的4-QAM、16-QAM和64-QAM。
17.如權(quán)利要求10或者從屬于權(quán)利要求10的任一項(xiàng)所述的方法，所述調(diào)制格式至少包括正交頻分復(fù)用。
18.一種用于波長(zhǎng)交換光網(wǎng)絡(luò)中的新路徑的路由選擇和帶寬指配的設(shè)備，所述網(wǎng)絡(luò)設(shè)置成承載占用不同數(shù)量的相鄰頻隙的不同帶寬的路徑，所述設(shè)備具有: 選擇部件，用于為所述新路徑中的每個(gè)新路徑選擇路由，并且用于向每個(gè)相應(yīng)新路徑指配相鄰頻隙的集合， 所述選擇部件設(shè)置成 確定對(duì)于所述相應(yīng)新路徑，就具有足夠的可用相鄰頻隙和足夠的光傳輸質(zhì)量而言，哪些路由是可能的，并且按照其可用相鄰頻隙的集合來(lái)選擇要使用所述可能路由中的哪一個(gè)。
19.一種在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的計(jì)算機(jī)程序，具有指令，所述指令在由計(jì)算機(jī)執(zhí)行時(shí)，使所述計(jì)算機(jī)執(zhí)行如權(quán)利要求1至7或者9至17中的任一項(xiàng)所述的方法。
【文檔編號(hào)】H04J14/02GK103748817SQ201180073003
【公開(kāi)日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2011年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月23日
【發(fā)明者】N.薩姆博, F.庫(kù)吉尼, P.卡斯托爾迪, G.博塔里, P.伊奧瓦納 申請(qǐng)人:瑞典愛(ài)立信有限公司