弹性光网络中基于安全性感知的差异化虚拟光网络的映射策略

针对虚拟环境下底层网络中光纤的概率性故障,传统的100%保护至少需要配置一条保护路径,造成资源冗余度高和虚拟网络请求接受率低的问题,该文提出一种基于安全性感知的差异化虚拟光网络的映射(SA-DVNM)策略,在链路发生故障时为差异化虚拟网络请求提供安全保证。在SA-DVNM策略中,设计了一个综合考虑物理节点对之间跳数和相邻带宽大小的节点权重式避免链路映射过长,并提出路径频谱资源使用均衡的链路映射机制,最小化瓶颈链路的数量。当单路径传输失败时,SA-DVNM策略设计允许路径分割的资源分配机制,为保障时延敏感业务的安全性,SA-DVNM策略在路由选择中设计了基于时延差优化的多路径路由频谱分配方法。仿真结果表明该文所提策略在概率故障环境中能够降低带宽阻塞率,提高频谱资源利用率和虚拟光网络接受率。     

EONs中一种混合路径专有保护算法

为了降低带宽阻塞率,节约频谱资源,在动态业务到达的弹性光网络(EONs)场景下,不同业务请求的路径状况可能不同,因此不能确定单路径专有保护与带宽分割多路径专有保护的优劣。文章结合单路径专有保护和带宽分割多路径专有保护提出了一种混合路径专有保护(HDPP)算法。该算法利用路径的单位频谱效率和路径跳数计算了k条链路不相关候选路径,并提出了一种考虑单位频隙最高频谱效率和路径跳数以及路径上最大可用频谱信息的多路径频谱分配(MPSA)算法,最后,HDPP算法在多种生存性方案中选择出最佳方案。仿真结果表明,与对比算法相比,所提算法在阻塞率和频谱利用率方面都有较好的性能表现。     

弹性光网络双重故障下的自适应保护级别算法

为了降低弹性光网络中双链路故障保护下的业务及带宽阻塞率、均衡带宽资源分配,提出了一种双重故障下的自适应保护级别算法。该算法综合考虑传输距离、调制格式等因素,根据链路频谱资源使用状态动态地更新链路惩罚系数,选取最佳路径进行传输,同时根据请求类型及网络空闲资源状态自适应地选择保护方法,为业务提供最大限度的保护。仿真结果表明,在双链路故障下,算法在阻塞率方面取得了较好的性能,同时均衡了网络中各链路上的资源使用。     

弹性光网络中面向任播业务的节能路由算法

为提高数据中心间光互联网络的能效,面向任播业务提出一种具有业务持续时间感知的混合路径传输节能路由算法.为了减少新建光路和工作元器件数量,优先采用单路径传输;若业务阻塞则以传输能耗最小化为目标进行多路径传输.除此之外,引入基于频谱预留的业务疏导策略来降低保护带宽和光收发器的开销.仿真结果表明:与传统节能路由算法相比,所提算法在显著降低网络能耗的同时,有效避免了业务阻塞率的过度增加,实现了网络能耗与性能的平衡.     

灵活栅格光网络中时变业务的频谱分配

在灵活栅格光网络中,为了解决时变业务中频谱的时变分配问题,提出了一种新型的基于NCVC(非邻接性虚拟连接)的时变业务频谱分配方案。该方案在不改变传输业务已分配频谱块的基础上,允许为传输业务增加的带宽需求分配与之不相邻的新频谱块,以满足业务在传输过程中变化的带宽需求。采用OMNeT++仿真软件搭建了灵活光网络的仿真平台,仿真实验证明,该方案可以有效地降低网络阻塞率,提高网络频谱资源的利用效率。     

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

针对弹性光网络中业务分割的资源分配策略消耗更多保护带与设备端口,浪费频谱资源和增加网络能耗的问题,该文提出一种频谱感知的业务分割再合并的资源分配策略。为新业务分配频谱资源时,先计算路径上总链路剩余频谱连续度,选择使剩余频谱连续度最大频谱块传输业务;当路径上频隙数不满足业务传输需求空闲频谱块时,将该业务分割为多个子业务,尽可能选取使剩余频谱连续度最大的多个频谱块承载各子业务。当监视到子业务传输路径上有可用频隙数满足业务传输所需空闲频谱块时,计算剩余频谱连续度作为子业务合并触发的判决条件,将子业务再合并后继续传输。仿真结果表明该文提出的策略能有效降低网络的带宽阻塞率,并节约网络的能耗。     

光树分割和共享光路合并优化任多播阻塞率

针对弹性光互联数据中心网络中任多播业务的频谱利用率低和带宽阻塞率高等问题,论文提出了一种基于光树分割和共享光路合并算法.该算法选择对光树最大长度和调制等级影响较小的树枝加入光树,使生成光树频谱代价最小.当光树传输所需频谱资源不足时,该算法将光树分割为可选较高调制等级的多子光树传输,提高频谱利用率.当网络中有足够资源时,设计一种基于链路共享度的将满足条件的子光树合并到光树上传输的机制以降低频谱消耗.仿真结果表明：论文所提算法具有较低的带宽阻塞率和较高的频谱利用率.     

面向业务的弹性光网络光路损伤感知能效路由策略

针对弹性光网络中物理损伤导致业务频谱利用率低和传输能耗高问题,该文提出一种面向业务的链路损伤感知频谱分区(LI-ASP)能效路由策略。在LI-ASP策略中,为降低不同信道间非线性损伤,基于负载均衡设计一个综合考虑链路频谱状态和传输损伤的路径权重公式,根据调制方式的频谱效率和最大传输距离构造分层辅助图,从最高调制等级开始,为高质量业务选择K条边分离的最大权重传输路径;为低质量业务选择K条边分离的最短能效路径。然后,LI-ASP策略根据业务速率比值对频谱分区,采用首次命中(FF)和尾端命中(LF)联合频谱分配方式,减少不同传输速率业务间的交叉相位调制。仿真结果表明,该文所提LI-ASP策略在有效降低带宽阻塞率的同时,减少了业务传输能耗。     

物理损伤感知的多芯光纤网络动态路由资源分配方法

针对多芯光纤空分复用弹性光网络中物理损伤导致网络的频谱利用率低与带宽阻塞率高的问题,提出一种物理损伤感知的业务动态路由和资源分配方法.在路由阶段,设计考虑路径跳数、可用资源和路径上链路资源利用率的动态路径资源评判公式,选择负载均衡和资源占用较少的候选路径.在频谱和纤芯分配阶段,设计满足业务串扰和非线性阈值的纤芯和频谱分...     

基于模式间串扰避免的弹性光交换节点冲突解决方法

为了减少业务在少模光纤空分复用弹性光网络全光交换节点内资源冲突的概率,该文在全光分层节点结构中配置共享的有限频谱转换器与资源预留模块(LARSL),提出基于模式间串扰避免的空-频-时域联合资源冲突解决算法(LARSL-CACRA)。在空-频域,为LARSL-CACRA设计基于模式间串扰避免的滑动窗的模式-频谱资源块计算方法,使频谱冲突业务获得负载更均衡的模式-频谱资源块。对于仍然冲突的业务,LARSL-CACRA使用时域资源预留模块,进一步降低业务带宽阻塞率。仿真结果表明,该文设计的LARSL-CACRA可以改善交换节点带宽阻塞率,并减少业务平均时延。     

链路可靠性感知的差异保护虚拟光网络映射

针对弹性光网络的多链路故障影响虚拟光网络映射性能问题,提出一种链路可靠性感知的差异保护虚拟光网络映射（RA-DPVONE）方法.根据光节点的资源特性与相邻链路故障概率,该方法设计了光节点重要性评估准则和优先映射方法.根据候选光路上的可用频谱资源和链路故障概率,设计虚拟链路映射的工作光路和保护光路的链路代价更新公式,仅为不满足可靠性需求的虚拟链路映射资源共享保护光路.仿真结果表明,所提方法能降低网络的带宽阻塞率,提高虚拟网络请求接受率和弹性光网络的频谱资源利用率.     

An efficient hybrid protection scheme with shared/dedicated backup paths on elastic optical networks

Fast recovery and minimum utilization of resources are the two main criteria for determining the protection scheme quality. We address the problem of providing a hybrid protection approach on elastic optical networks under contiguity and continuity of available spectrum constraints. Two main hypotheses are used in this paper for backup paths computation. In the first case, it is assumed that backup paths resources are dedicated. In the second case, the assumption is that backup paths resources are available shared resources. The objective of the study is to minimize spectrum utilization to reduce blocking probability on a network. For this purpose, an efficient survivable Hybrid Protection Lightpath (HybPL) algorithm is proposed for providing shared or dedicated backup path protection based on the efficient energy calculation and resource availability. Traditional First-Fit and Best-Fit schemes are employed to search and assign the available spectrum resources. The simulation results show that HybPL presents better performance in terms of blocking probability, compared with the Minimum Resources Utilization Dedicated Protection (MRU-DP) algorithm which offers better performance than the Dedicated Protection (DP) algorithm.     

ACO-based routing and spectrum allocation in flexible bandwidth networks

Optical networks with flexible bandwidth provisioning are a very promising networking architecture. It enables efficient resource utilization and supports heterogeneous bandwidth demands. In this paper, we focus on the dynamic routing and spectrum allocation (RSA) problem which emerges in such networks and propose a novel dynamic RSA algorithm by means of ant colony optimization (ACO). In our proposed algorithm, ants are launched to modify the routing table according to the length and the spectrum fragmentation information along the path. A simulation study is performed considering five algorithms in terms of blocking probability: WDM-based RWA approach, KSP-based RSA approach, Slot-based RSA algorithm, and our proposed ACO-based RSA approach. We then compare the deterioration degree of blocking probability by adding more types of line rate. Simulation results indicate that our proposed ACO-based RSA approach achieves lower blocking probability, complexity, and higher adaptability to more line rates mixture.     

弹性光网络中基于自适应调制的碎片感知共享通路保护算法

为了提高弹性光网络(EON)的频谱利用率,提出一种基于自适应调制的碎片感知共享通路保护算法。该算法利用频谱块承载权重(SBBW)衡量不同频谱块接纳业务的能力,优先选择SBBW大的链路构成候选工作路径,并利用分配前、后SBBW差值最小的频谱块建立工作路径。然后选择可用频谱块和保护频谱块承载能力大的链路构成候选保护路径,建立保护路径时优先使用分配前、后SBBW差值最小的保护频谱块,建立失败时才选择分配前、后SBBW差值最小的可用频谱块。仿真结果表明:该算法可以降低带宽阻塞率、频谱碎片率和备用容量冗余。     

Resource efficiency improved approach for shared path protection in EONs

For improving the resource efficiency of dynamic shared path protection in elastic optical networks, a survivable RSA (SRSA)-based heuristic algorithm is proposed in the paper. In SRSA, an adaptive adjustment link cost function is devised to effectively select working and protection paths. The cost function sufficiently considers available spectrum resources and the length of light paths for both working and protection paths. In order to achieve high resource efficiency, a spectrum allocation strategy named minimal cost stable set is proposed to allocate spectrum for protection paths with respect to the resource efficiency in the link cost function. And the graph coloring algorithm is introduced to select the shared protection path with the highest resource efficiency for the request. Compared with the shared path protection and dynamic load balancing shared path protection, simulation results show that the proposed SRSA decreases bandwidth blocking probability and achieves high resource efficiency.     

基于灾难预测多区域故障的虚拟光网络生存性映射

生存性虚拟光网络映射是提高光网络应对灾难故障的重要技术保障措施。为解决灾难性多区域故障导致弹性光网络的带宽容量损失问题,该文提出基于灾难预测故障模型的蚁群优化虚拟光网络映射 (DFM-ACO-VNM)算法。在该算法中,设计基于光节点资源和相邻链路的全局潜在故障概率的光节点排序映射准则,并设计启发式信息公式实现多区域故障下最小带宽容量损失的虚拟节点和虚拟链路协同映射。仿真结果表明,该文所提算法在多区域故障时能降低带宽容量损失,减少带宽阻塞率和提高频谱利用率。     

Adaptive subcarrier-distribution algorithm for routing and spectrum allocation in OFDM-based elastic optical networks

In this paper, we have proposed the adaptive subcarriers-distribution routing and spectrum allocation (ASD-RSA) algorithm, which is the first elastic optical network routing and spectrum allocation algorithm based on distributed subcarriers. It allocates lightpaths to request adaptively and proved to achieve much lower bandwidth blocking probability than traditional routing and spectrum allocation algorithms based on centralized subcarriers with integer linear programming and dynamic simulation methods. Additionally, the ASD-RSA algorithm performs the best with three alternate routing paths; this character will decrease the calculating amount of both alternate routing path searching and spectrum allocation immensely in large networks.     

串扰感知的空分弹性光网络频谱转换器稀疏配置和资源分配方法

针对大容量多芯光纤空分复用弹性光网络(SDM-EON)中芯间串扰导致业务传输质量下降和阻塞率上升的问题,该文提出了节点稀疏配置频谱转换器降低芯间串扰的路由纤芯频谱分配方法。该方法根据网络中节点中介中心性稀疏配置频谱转换器。在业务路由阶段,设计综合考虑光路负载和节点频谱转换能力的光路选择的权重方法;为了降低串扰,在纤芯频谱分配阶段,设计纤芯分组和频谱分区分配方法;最后,针对串扰较大的业务,采用频谱转换以降低业务串扰和改善带宽阻塞率。仿真结果表明,所提算法能有效地提高频谱利用率,降低因芯间串扰导致的带宽阻塞率。     

基于无色无向无冲突可重构光分插复用器节点的全光IP组播能效调度

为了提高无色无向无冲突灵活的可重构光分插复用器(CDC-F ROADM)节点的弹性光网络IP组播频谱-能耗效率,该文提出一种全光组播能效调度算法(AMEESA)。在算法路由阶段,考虑能耗和链路频谱资源使用情况设计链路代价函数,构建最小代价光树算法组播光树。在频谱分配阶段,设计基于高效光谱分辨率(HSR)光树中间节点频谱转换方法,选择节能频谱转换方案为组播光树分配频谱块资源。仿真分析表明,所提算法能有效提升网络能效,降低IP组播带宽阻塞率。