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。     

基于光森林的弹性光网络能效组播路由频谱分配策略

在弹性光网络中,光树传输组播可以节省链路代价,但较长的光树需要选择更低的调制等级,消耗更多的频谱资源和发射机功耗.提出一种基于遗传算法的光森林组播和光树重配置(GAMF-TR)优化组播的能效路由、调制格式和频谱分配(RMSA)策略.GAMF-TR策略设计染色体编码表示光森林的组播目的节点划分和光路径组合,通过染色体的基因位概率交叉和变异得到更多的光森林RMSA策略,设计了一个频谱分配效率和发射机功耗折中的适应度函数选择能效最高的光森林RMSA策略,并设计在网络资源充足时将组播从光森林重配置到光树传输,进一步减少发射机功耗的消耗.仿真结果表明:提出的GAMF-TR策略获得了组播的最低带宽阻塞率和最高能效性能.     

基于多目标遗传算法优化弹性光网络的多路径保护机制

弹性光网络中多路径的保护方案相比单路径有效地降低网络带宽阻塞率,但会导致接收端多径时延差的问题,且业务的多路径分割传输策略使用了光网络较多的频谱资源。该文基于多目标遗传算法提出了遗传多路径保护算法(Genetic Multipath Protection Algorithm, GMPA),解决多路径时延差和节约频谱资源问题。在GMPA算法中,根据业务请求在光网络中建立K条边分离最短路径和带宽分配方案作为GMPA算法的初始种群,设计了一种联合考虑传输时延差和带宽资源分配的向量函数优化种群分类和拥挤距离排序。为提高算法的搜索能力和收敛速度,算法在交叉操作中设计个体自交叉方式,在变异过程中设置了带宽基因位变异范围及约束条件。仿真结果表明,相比多路径保护(Multiple Path Protection, MPP)算法和工作路径首次分配保护路径最后分配(Primary First-fit Modified Backup Last-fit, PF-MBL) 算法,GMPA算法获得最低的带宽阻塞率,其频谱资源利用率接近最优的MPP算法,路径间距离差异性能优于MPP算法。     

基于时频联合碎片感知的资源均衡虚拟光网络映射算法

为了解决虚拟光网络映射中带宽阻塞率较高以及底层资源消耗不均匀问题,论文提出一种基于时间域-频谱域碎片感知的虚拟网络映射(FA-VNM)算法。该文综合考虑频隙在时间域和频谱域上的碎片问题,设计时频联合碎片公式最小化分配过程中的频谱碎片。进一步,为了均衡网络中的资源消耗,在FA-VNM算法基础上提出基于节点度数的负载均衡感知虚拟网络映射(LB-VNM)算法,设计物理节点平均资源承载能力的公式,优先映射物理节点平均资源承载能力大的节点;为了均衡路径上资源使用,考虑路径权重值,并根据每条路径的权重值对虚拟链路进行映射,从而降低阻塞率。仿真结果表明,所提算法能有效降低阻塞率,提高资源利用率。     

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。     

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。     

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。     

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。     

WDM网状网络中一种动态多播自适应业务疏导算法

光多播业务需要消耗大量的WDM光网络带宽资源,业务疏导是光多播网络降低业务请求阻塞率和提高带宽资源利用率的有效方法。提出了一种新型光多播疏导节点结构,研究了疏导端口优先的多播业务疏导算法(TGPFA)和新建光树优先的多播业务疏导算法(TCLFA),进而提出了一种能够适应网络资源变化的动态多播业务疏导算法(ADMGA)。结果表明,在网络资源有限的情况下,ADMGA算法能取得较低的请求阻塞率和带宽阻塞率,获得较好的网络性能。     

弹性光网络基于区分降级服务和自适应调制的动态路由与频谱分配算法

面对高速发展的互联网应用,传统的路由与频谱分配(RSA)问题迎来新的挑战。融合降级服务(DS)技术的弹性光网络无疑为降低业务阻塞率,提高用户体验质量(QoE)提供了新方向。该文首先针对频谱资源的低效利用和DS导致的业务收益下降问题,建立以最小化频谱消耗和最小化DS等级、频次为联合优化目标的RSA问题的混合整数线性规划模型。随后,提出一种基于区分DS和自适应调制的动态RSA算法。该算法考虑业务等级的差异化,并整合自适应调制和DS技术。同时,设计区分业务等级的DS损失函数及DS窗口选择策略,为即将受阻业务分配理想的频谱位置和资源。此外,设计考虑频谱与收益均衡关系的网络收益函数,达到频谱资源高效利用,减少降级影响,提升网络收益的目的。最后,仿真验证了所提算法在业务阻塞率和网络收益等方面的优势。     

A spectrum-efficient algorithm based on traffic splitting and merging transmission for anycast in inter-datacenter elastic optical networks

Anycast is attracting much attention due to the need of scalable and cost-effective data delivery in inter-datacenter elastic optical networks. However, spectrum fragmentation degrades network’s performance and decreases probability of successful anycast delivery significantly. When the idle spectrum block in elastic optical network is not enough to transmit the anycast request, spectrum splitting with multi-path transmitting the anycast is an effective approach to improve the spectrum fragmentation utilization. For improving spectrum utilization and reducing time delay between multiple paths, we propose a spectrum-efficient algorithm based on traffic splitting and merging (Anycast_SA_TSM) transmission to avoid spectrum fragmentation and delay between multiple paths. In order to minimize the time delay between multiple paths, we design a modified scheme to select the multiple paths with minimal time delay to transmit the anycast. During the spectrum allocation phase, a new spectrum block allocation scheme, the exact fit or fragmentation minimal, is put forward. Moreover, when an appropriate size of spectrum block is found for the split anycast request, merging split sub-requests to a single path is activated for minimizing the additional guard bands and improving the spectrum efficiency. Comparing with other two anycast algorithms, simulation results show that the proposed algorithm can get minimal time delay between split multiple paths, the minimal bandwidth blocking probability and the highest spectrum utilization.     

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。     

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。     

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.