本發(fā)明涉及光網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種面向智能電網(wǎng)業(yè)務(wù)的全光靈活粒度交換網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和資源分配方法。

背景技術(shù)：

時(shí)間域的交換具有細(xì)粒度的優(yōu)勢(shì)，但是對(duì)于粗粒度業(yè)務(wù)調(diào)度較為困難，頻率域的交換具有粗粒度的優(yōu)勢(shì)。

在頻率域的全光電路交換(ocs)技術(shù)只能提供波長(zhǎng)級(jí)大粒度的數(shù)據(jù)交換，網(wǎng)絡(luò)帶寬利用率很低，但是能夠?yàn)檩^大帶寬的業(yè)務(wù)提供帶寬資源；帶寬可變光收發(fā)機(jī)使得頻率域的頻譜使用更加靈活，網(wǎng)絡(luò)可以根據(jù)業(yè)務(wù)請(qǐng)求的粒度彈性的選擇占用頻寬。

在時(shí)間域的全光分組交換(ops)技術(shù)可以提供超細(xì)子波長(zhǎng)粒度交換，但其需要全光緩存及全光邏輯器件的參與。目前這些器件尚不成熟無(wú)法實(shí)際應(yīng)用，并且在可以預(yù)見(jiàn)的將來(lái)其發(fā)展前景并不樂(lè)觀。全光突發(fā)交換(obs)技術(shù)可以看作是ocs技術(shù)和ops技術(shù)的結(jié)合，并能在一定程度上克服其缺點(diǎn)。通過(guò)帶外信令，obs可以在沒(méi)有光緩存的情況下實(shí)現(xiàn)子波長(zhǎng)粒度交換。然而同ops一樣，由于丟包的存在，obs無(wú)法保證可靠的數(shù)據(jù)傳輸，特別是在高業(yè)務(wù)負(fù)載情況下，在沒(méi)有緩存器件時(shí)obs的丟包率會(huì)遠(yuǎn)超過(guò)傳統(tǒng)分組交換技術(shù)，這嚴(yán)重限制了obs技術(shù)的應(yīng)用。光時(shí)片交換(otss)改進(jìn)了以上問(wèn)題，其利用了時(shí)間同步技術(shù)，可以在一個(gè)光通道上實(shí)現(xiàn)時(shí)分復(fù)用，具有細(xì)粒度的優(yōu)勢(shì)，但是大帶寬的業(yè)務(wù)請(qǐng)求會(huì)使得otss的時(shí)間周期幀長(zhǎng)度過(guò)大，導(dǎo)致業(yè)務(wù)到達(dá)時(shí)刻的輪詢(xún)等待時(shí)延增大，依然無(wú)法適應(yīng)超大粒度業(yè)務(wù)的適配問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明提供一種面向智能電網(wǎng)業(yè)務(wù)的全光靈活粒度的交換網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題之一。技術(shù)方案如下：

一種面向智能電網(wǎng)業(yè)務(wù)的全光靈活粒度的交換網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及方法，包括：

在一種光網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中，網(wǎng)絡(luò)資源在時(shí)間域和頻率域被相應(yīng)的交換設(shè)備進(jìn)行資源切分和復(fù)用，時(shí)間域和頻率域的資源分配是獨(dú)立的，該網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)所形成的二維時(shí)間/頻率資源塊在時(shí)頻二維優(yōu)化的方法調(diào)度下，可以用來(lái)構(gòu)成光通道并適配網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)。

優(yōu)選的，還包括：

該網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)需要在特定的網(wǎng)絡(luò)資源分配方法下運(yùn)行，該方法需要與網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的特征相適應(yīng)，具體在智能電網(wǎng)中，需要根據(jù)業(yè)務(wù)粒度與最小時(shí)間/頻率二維資源塊、時(shí)間資源片、頻率資源片的大小關(guān)系設(shè)計(jì)資源的分配方法。

優(yōu)選的，還包括：

在網(wǎng)絡(luò)中，時(shí)間域和頻率域的資源形成網(wǎng)絡(luò)中二維的資源塊，可以用于適配網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)；根據(jù)業(yè)務(wù)請(qǐng)求計(jì)算二維網(wǎng)絡(luò)路由；依據(jù)路由為業(yè)務(wù)分配二維網(wǎng)絡(luò)資源，更新網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)，以上三個(gè)步驟對(duì)于每次業(yè)務(wù)到達(dá)會(huì)重復(fù)執(zhí)行，以實(shí)時(shí)的適配網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)請(qǐng)求；面向智能電網(wǎng)中業(yè)務(wù)具有粒度范圍大的特點(diǎn)，從時(shí)間域和頻率域兩個(gè)維度獨(dú)立劃分網(wǎng)絡(luò)資源；在時(shí)間域主要通過(guò)全網(wǎng)時(shí)間同步技術(shù)使能的高速光開(kāi)關(guān)進(jìn)行快速光路切換，在頻率域主要通過(guò)可變帶寬光收發(fā)機(jī)進(jìn)行靈活頻譜寬度選擇，這兩個(gè)維度的資源劃分是獨(dú)立的，并且在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中央控制器的控制下進(jìn)行。

優(yōu)選的，還包括：

在智能電網(wǎng)通信網(wǎng)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)處均設(shè)置時(shí)間域、頻率域的交換設(shè)備，時(shí)間域部署高速光開(kāi)關(guān)，可以在時(shí)間同步系統(tǒng)的控制下精確的切換光路，頻率域采用可變帶寬光收發(fā)機(jī)和頻譜選擇開(kāi)關(guān)；在每個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)置高精度時(shí)間同步裝置，時(shí)間同步精度至少達(dá)到10納秒精度，全網(wǎng)統(tǒng)一管控的網(wǎng)絡(luò)控制器可以精確的計(jì)算、劃分網(wǎng)絡(luò)資源。

優(yōu)選的，還包括：

每個(gè)節(jié)點(diǎn)的時(shí)間域交換和頻率域交換操作是獨(dú)立的，并且可以在網(wǎng)絡(luò)中心控制器的控制下進(jìn)行協(xié)調(diào)，二維資源塊的大小與業(yè)務(wù)請(qǐng)求帶寬相關(guān)，具體的，每個(gè)資源塊的大小均用一個(gè)0～1之間的小數(shù)表示，代表該資源塊占該維度總資源的比例，那么，時(shí)間/頻率二維資源塊的大小應(yīng)等于頻率域資源塊的大小與時(shí)間域資源塊的大小的乘積。

優(yōu)選的，還包括：

在頻率域進(jìn)行交換時(shí)，網(wǎng)絡(luò)資源分配方法需要同時(shí)考慮時(shí)間域交換的時(shí)隙，在時(shí)間域進(jìn)行交換時(shí)，網(wǎng)絡(luò)資源分配方法同樣也需要考慮頻率域所分配的頻譜槽，這是一個(gè)二維聯(lián)合優(yōu)化的過(guò)程，具體的，可將網(wǎng)絡(luò)中的時(shí)頻二維資源塊表示為utf,t表示時(shí)間域的時(shí)隙序號(hào)，f表示頻率域的頻譜槽序號(hào)，則該方法需要考慮資源連續(xù)性限制，即在同一段鏈路上，為同一個(gè)業(yè)務(wù)所分配的時(shí)隙序號(hào)必須連續(xù)，為同一個(gè)業(yè)務(wù)所分配的頻譜槽序號(hào)也必須連續(xù)；在同一個(gè)業(yè)務(wù)所穿越的多段鏈路上，不同鏈路所占用的頻譜槽需要進(jìn)行與鏈路長(zhǎng)度相關(guān)的傳輸時(shí)間相等的移位，以保證每段業(yè)務(wù)在多段鏈路上可以連續(xù)進(jìn)行傳輸。

優(yōu)選的，還包括：

對(duì)于電力網(wǎng)中業(yè)務(wù)請(qǐng)求粒度小于時(shí)頻二維資源塊的業(yè)務(wù)，可以直接在路由路徑上劃分一個(gè)二維資源塊；對(duì)于業(yè)務(wù)請(qǐng)求粒度大于時(shí)頻二維資源塊但是小于時(shí)間槽或者頻譜槽粒度的，可以劃分多個(gè)時(shí)頻二維資源塊或直接劃分一個(gè)時(shí)間槽或者頻譜槽，具體可根據(jù)所占用資源的多少選擇占用網(wǎng)絡(luò)資源最少的方式；對(duì)于業(yè)務(wù)請(qǐng)求粒度大于時(shí)間槽或者頻譜槽粒度的，直接分配若干個(gè)時(shí)間槽或者頻譜槽粒度，或可以分配更多數(shù)量的時(shí)頻二維資源塊，具體可根據(jù)所占用資源的多少選擇占用網(wǎng)絡(luò)資源最少的方式。

優(yōu)選的，還包括：

在路由及資源分配計(jì)算完成之后，網(wǎng)絡(luò)控制器將向涉及到的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)下發(fā)相關(guān)的路由及資源分配信令，采用串行建路的方式，當(dāng)業(yè)務(wù)建立成功后，網(wǎng)絡(luò)控制器會(huì)受到反饋信令，并同時(shí)刷新網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)。

相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的有益效果為：

以上本發(fā)明提供的一種面向智能電網(wǎng)業(yè)務(wù)的全光靈活粒度的交換網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及方法，該方法面向智能電網(wǎng)中業(yè)務(wù)具有粒度范圍大的特點(diǎn)，從時(shí)間域和頻率域兩個(gè)維度獨(dú)立劃分網(wǎng)絡(luò)資源；在時(shí)間域主要通過(guò)全網(wǎng)時(shí)間同步技術(shù)使能的高速光開(kāi)關(guān)進(jìn)行快速光路切換，在頻率域主要通過(guò)可變帶寬光收發(fā)機(jī)進(jìn)行靈活頻譜寬度選擇，這兩個(gè)維度的資源劃分是獨(dú)立的，并且在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中央控制器的控制下進(jìn)行；時(shí)間域和頻率域的資源形成網(wǎng)絡(luò)中二維的資源塊，可以用于適配網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)；控制器中運(yùn)行的時(shí)間/頻率二維資源分配方法可以根據(jù)智能電網(wǎng)業(yè)務(wù)的需求按需分配合適的網(wǎng)絡(luò)路由及鏈路資源，保證資源分配的有效性。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的資源分配方法流程圖；

圖2為時(shí)間/頻率二維資源塊示意圖；

圖3為智能電網(wǎng)中業(yè)務(wù)分布示意圖。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類(lèi)似的標(biāo)號(hào)表示相同或類(lèi)似的元件或具有相同或類(lèi)似功能的元件。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互任意組合。

以下結(jié)合附圖描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的面向智能電網(wǎng)業(yè)務(wù)的全光靈活粒度交換網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及方法。

在光網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)頻譜資源被在時(shí)間域和頻率域劃分為二維資源塊，供數(shù)據(jù)傳輸使用；其中，頻率域使用帶寬可變光收發(fā)機(jī)以及頻譜選擇開(kāi)關(guān)，可以靈活的分配頻率資源，時(shí)間域使用高速光開(kāi)關(guān)，可以在時(shí)間同步的基礎(chǔ)上靈活分配變長(zhǎng)時(shí)間片資源；時(shí)間資源塊和頻率資源塊的分配是獨(dú)立的。

在網(wǎng)絡(luò)中，時(shí)間域和頻率域的資源形成網(wǎng)絡(luò)中二維的資源塊，可以用于適配網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)；根據(jù)業(yè)務(wù)請(qǐng)求計(jì)算二維網(wǎng)絡(luò)路由，依據(jù)路由為業(yè)務(wù)分配二維網(wǎng)絡(luò)資源，更新網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)，以上三個(gè)步驟對(duì)于每次業(yè)務(wù)到達(dá)會(huì)重復(fù)執(zhí)行，以實(shí)時(shí)的適配網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)請(qǐng)求；面向智能電網(wǎng)中業(yè)務(wù)具有粒度范圍大的特點(diǎn)，從時(shí)間域和頻率域兩個(gè)維度獨(dú)立劃分網(wǎng)絡(luò)資源；在時(shí)間域主要通過(guò)全網(wǎng)時(shí)間同步技術(shù)使能的高速光開(kāi)關(guān)進(jìn)行快速光路切換，在頻率域主要通過(guò)可變帶寬光收發(fā)機(jī)進(jìn)行靈活頻譜寬度選擇，這兩個(gè)維度的資源劃分是獨(dú)立的，并且在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中央控制器的控制下進(jìn)行。

在智能電網(wǎng)通信網(wǎng)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)處均設(shè)置時(shí)間域、頻率域的交換設(shè)備，時(shí)間域部署高速光開(kāi)關(guān)，可以在時(shí)間同步系統(tǒng)的控制下精確的切換光路，頻率域采用可變帶寬光收發(fā)機(jī)和頻譜選擇開(kāi)關(guān)；在每個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)置高精度時(shí)間同步裝置，時(shí)間同步精度至少達(dá)到10納秒精度，全網(wǎng)統(tǒng)一管控的網(wǎng)絡(luò)控制器可以精確的計(jì)算、劃分網(wǎng)絡(luò)資源。

每個(gè)節(jié)點(diǎn)的時(shí)間域交換和頻率域交換操作是獨(dú)立的，并且可以在網(wǎng)絡(luò)中心控制器的控制下進(jìn)行協(xié)調(diào)，二維資源塊的大小與業(yè)務(wù)請(qǐng)求帶寬相關(guān)，具體的，每個(gè)資源塊的大小均用一個(gè)0～1之間的小數(shù)表示，代表該資源塊占該維度總資源的比例，那么，時(shí)間/頻率二維資源塊的大小應(yīng)等于頻率域資源塊的大小與時(shí)間域資源塊的大小的乘積。

在頻率域進(jìn)行交換時(shí)，網(wǎng)絡(luò)資源分配方法需要同時(shí)考慮時(shí)間域交換的時(shí)隙，在時(shí)間域進(jìn)行交換時(shí)，網(wǎng)絡(luò)資源分配方法同樣也需要考慮頻率域所分配的頻譜槽，這是一個(gè)二維聯(lián)合優(yōu)化的過(guò)程，具體的，可將網(wǎng)絡(luò)中的時(shí)頻二維資源塊表示為utf,t表示時(shí)間域的時(shí)隙序號(hào)，f表示頻率域的頻譜槽序號(hào)，則該方法需要考慮資源連續(xù)性限制，即在同一段鏈路上，為同一個(gè)業(yè)務(wù)所分配的時(shí)隙序號(hào)必須連續(xù)，為同一個(gè)業(yè)務(wù)所分配的頻譜槽序號(hào)也必須連續(xù)；在同一個(gè)業(yè)務(wù)所穿越的多段鏈路上，不同鏈路所占用的頻譜槽需要進(jìn)行與鏈路長(zhǎng)度相關(guān)的傳輸時(shí)間相等的移位，以保證每段業(yè)務(wù)在多段鏈路上可以連續(xù)進(jìn)行傳輸。

對(duì)于電力網(wǎng)中業(yè)務(wù)請(qǐng)求粒度小于時(shí)頻二維資源塊的業(yè)務(wù)，可以直接在路由路徑上劃分一個(gè)二維資源塊；對(duì)于業(yè)務(wù)請(qǐng)求粒度大于時(shí)頻二維資源塊但是小于時(shí)間槽或者頻譜槽粒度的，可以劃分多個(gè)時(shí)頻二維資源塊或直接劃分一個(gè)時(shí)間槽或者頻譜槽，具體可根據(jù)所占用資源的多少選擇占用網(wǎng)絡(luò)資源最少的方式；對(duì)于業(yè)務(wù)請(qǐng)求粒度大于時(shí)間槽或者頻譜槽粒度的，直接分配若干個(gè)時(shí)間槽或者頻譜槽粒度，或可以分配更多數(shù)量的時(shí)頻二維資源塊，具體可根據(jù)所占用資源的多少選擇占用網(wǎng)絡(luò)資源最少的方式。

在路由及資源分配計(jì)算完成之后，網(wǎng)絡(luò)控制器將向涉及到的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)下發(fā)相關(guān)的路由及資源分配信令，采用串行建路的方式，當(dāng)業(yè)務(wù)建立成功后，網(wǎng)絡(luò)控制器會(huì)受到反饋信令，并同時(shí)刷新網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)。

以上對(duì)本發(fā)明所提供的一種面向智能電網(wǎng)業(yè)務(wù)的全光靈活粒度的交換網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及方法進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說(shuō)明書(shū)內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

需要說(shuō)明的是，本說(shuō)明書(shū)中的各個(gè)實(shí)施例均采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說(shuō)明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似的部分互相參見(jiàn)即可。對(duì)于實(shí)施例公開(kāi)的裝置而言，由于其與實(shí)施例公開(kāi)的方法相對(duì)應(yīng)，所以描述的比較簡(jiǎn)單，相關(guān)之處參見(jiàn)方法部分說(shuō)明即可。

還需要說(shuō)明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類(lèi)的關(guān)系術(shù)語(yǔ)僅僅用來(lái)將一個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開(kāi)來(lái)，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語(yǔ)“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素，或者是還包括為這些過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒(méi)有更多限制的情況下，由語(yǔ)句“包括一個(gè)……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。

對(duì)所公開(kāi)的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開(kāi)的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。