Page 30 - 网络电信2023年2月刊
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光    通    信

              图1 DＣ弹性光网络架构                                       保护路径上,保证CR的生存性和服务质量。在专用保护路径上,
                                                                 若没有足够的可用频谱资源,可采用不同的调制格式,通过BA的
                                                                 方式,为CR分配专用保护资源,实现CR的成功建立,减少CR的阻塞
                                                                 率。
                                                                     图2所示为CR拓扑图,从源节点A到目的节点D的CR,其工
                                                                 作路径是A→E→D,所需带宽为300Gbit/s,CR的专用保护路径
                                                                 是A→B→C→D,但是这条专用保护路径上部分链路空闲带宽
                                                                 小于所需的300Gbit/s,即专用保护路径上没有足够的频谱资
                                                                 源,这样会导致频谱资源分配失败,CR无法成功建立,引起CR
                                                                 阻塞。然而,当采用专用保护路径的BA方法时,可以通过调整
                                                                 CR传输的调制格式,采用更小的频谱通道在专用保护路径上
                                                                 传输CR,以保证CR的成功建立,减少CR的阻塞率,提高网络的频
                                                                 谱资源效率。例如,在工作路径中,可以选择二进制相移键控
                                                                 (BinaryPhaseShiftKeying,BPSK)调制格式进行频谱资源分配,
                                                                 而在专用保护路径中,采用正交相移键控(QuadraturePhaseShif
                2.2 DC算力资源约束条件
                在DC弹性光网络中,DC能够为CR提供算力资源,使CR能够获                   tKeying,QPSK)调制方式,可以确定专用保护路径上所需要的频
                                                                 谱隙个数。专用保护路径上的频谱隙个数可表示为
            得足够的算力资源需求。本文主要考虑源节点和宿节点中的算
            力资源约束条件,也就是CR建立工作路径之前先检查是否满足
            CR的算力资源需求,满足算力资源需求后才可以继续建立工作
            路径和专用保护路径,否则CR被阻塞。这就要求DC弹性光网络
                                                                     式中:N为每个CR所需的频谱隙个数;B为每个CR所需的带宽,
            所提供的算力资源不小于CR所需算力资源的约束条件。如图1所
            示,CR1(B,D,20,50)表示该CR为源节点B到宿节点D,需要20个单               单位为Gbit/s;Bmod为选用调制格式的频谱效率,单位为bit/s/
                                                                 Hz;Sslot为频谱隙的带宽,单位为GHz。当选用BPSK调制方式时
            位算力资源和50Gbit/s的带宽需求。由于CR1(B,D,20,50)在源
            节点B和宿节点D分别占用了DC节点DC2和DC4的20个单位算力资                    Bmod=1;当选用QPSK调制方式时Bmod=2。因此,由式(1)可知,工
                                                                 作路径选用QPSK调制方式时,在专用保护路径上可以减少所需的
            源,所以需要在DC2和DC4所提供算力资源上减去CR1(B,D,20,50)
            所需的算力资源。这样DC2和DC4的剩余算力资源由原来的60和                      频谱隙个数,从而达到BA的目的,实现CR的成功建立。
            100分别变为40和80个单位算力资源。在算力资源满足CR后,需                      图2 ＣＲ拓扑图
            要为CR1(B,D,20,50)计算工作路径和链路不相交的专用保护路
            径,然后在所选择的工作路径和专用保护路径上查找和分配频谱
            资源。可见,当CR建立时,需要先检查源节点和宿节点是否满足
            算力资源约束条件,在满足这个约束条件后,从源节点到宿节点
            计算工作路径和专用保护路径,并在所选择的工作路径和专用保
            护路径上分配频谱资源。如果不满足CR的算力资源需求,CR被阻
            塞。
                2.3 专用保护路径计算与带宽调整方法
                为了有效地建立CR,降低网络的阻塞率,可采用不同的路
            由计算方法。常用的路由计算方法有两个,一个是最短路径
            (ShortestPaths,SP)方法:在给定所有源节点和宿节点的相关
            位置信息之后,CR从源节点到宿节点计算一条SP;另一个是K条
            SP(K-ShortestPaths,K-SP)方法:基于SP方法,再为CR寻找K条候              三、DC弹性光网络模型和专用保护方法
            选SP。                                                     3.1 DC弹性光网络模型
                在专用保护路径中,当为CR分配频谱资源时,网络中找不                           将DC弹性光网络的网络模型定义为G(V,L,E,F),其中,V为
            到足够的频谱资源,通过调整不同的调制格式来选择更小频谱                          DC弹性光网络交换节点集合;L为DC弹性光网络的光纤链路集
            通道,利用所选择的频谱通道进行CR数据传输,对专用保护路                         合;E为每个交换节点对应的DC算力资源集合;F为每条光纤链路
            径上所分配的带宽进行调整。通过专用保护路径的带宽调整                           的频谱隙集合。|V|、||、|E|和|F|分别为节点总数、光纤链
            (BandwidthAdjustment:BA),使网络尽最大可能地为CR分配频谱            路总数、单位算力资源数和每条链路频谱隙个数。将CR表示为
            资源,减少CR因带宽不足所造成的阻塞。因此,在建立工作路径                        CR(s,d,e,FS),其中,s为CR的源节点;d为CR的宿节点;e为CR的单
            时,根据CR的带宽需求为其分配足额的频谱资源,使得当工作路                        位算力资源需求;FS为CR的带宽需求。
            径发生故障时,可以通过保护倒换的方式,把受损CR倒换到专用                            在DC弹性光网络中,对于每个CR,需要为其提供一条工作路


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