本發(fā)明屬于頻隙整理，尤其涉及一種面向混合光纖網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)重整理方法、裝置及存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、近年來(lái)，5g技術(shù)、4k視頻和人工智能等新型業(yè)務(wù)的快速發(fā)展，推動(dòng)網(wǎng)絡(luò)流量呈爆發(fā)式增長(zhǎng)，為滿足這一增長(zhǎng)需求，提高光傳輸系統(tǒng)的單波速率已成為業(yè)界關(guān)注的核心問(wèn)題。然而，當(dāng)前骨干網(wǎng)主要采用標(biāo)準(zhǔn)單模光纖（standard?single-mode?fiber），隨著傳輸速率的提升，其傳輸距離逐漸縮短，難以滿足未來(lái)光網(wǎng)絡(luò)的需求。超低損耗（ull，ultra?low?lossfiber）光纖具備更低的信號(hào)衰減和更長(zhǎng)的無(wú)中繼傳輸距離，有望成為支持400g/800g高速光傳輸系統(tǒng)的主要光纖。目前，國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)開(kāi)始部署這種ull光纖。然而，當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)中仍存在大量尚未超過(guò)使用壽命的標(biāo)準(zhǔn)單模光纖，以及已經(jīng)鋪設(shè)但尚未投入使用的“暗光纖”，這些光纖資源在當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中占據(jù)著重要地位?？紤]到成本等因素的制約，運(yùn)營(yíng)商在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)升級(jí)時(shí)，往往會(huì)優(yōu)先考慮充分利用這些現(xiàn)有的光纖資源。因此，當(dāng)新鋪設(shè)的ull光纖接入現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)單模光纖網(wǎng)絡(luò)后，將形成一個(gè)混合光纖網(wǎng)絡(luò)。與傳統(tǒng)的多光纖網(wǎng)絡(luò)不同，在混合光纖網(wǎng)絡(luò)中，由于光纖維度的引入，使得業(yè)務(wù)可以在不同類型的光纖上建立光通道，從而使得頻譜狀態(tài)更加復(fù)雜，加劇了頻譜碎片化問(wèn)題。因此，針對(duì)混合光纖網(wǎng)絡(luò)的頻譜資源重整理問(wèn)題需要進(jìn)一步研究，以提升網(wǎng)絡(luò)的性能。

2、目前，已存在一些針對(duì)空分復(fù)用彈性光網(wǎng)絡(luò)（sdm-eon，space?divisionmultiplexing-elastic?optical?networks）的頻譜碎片重整理問(wèn)題的研究。北郵大學(xué)團(tuán)隊(duì)在sdm-eon中提出了兩種碎片整理方案，即同譜異芯和異譜同芯，并基于此設(shè)計(jì)了一種串?dāng)_感知的頻譜碎片重整理算法，有效降低了網(wǎng)絡(luò)阻塞率、頻譜移動(dòng)次數(shù)和整理延遲。印度理工學(xué)院團(tuán)隊(duì)針對(duì)多芯光纖彈性光網(wǎng)絡(luò)，提出了一種結(jié)合頻譜隨機(jī)化與碎片整理的隨機(jī)重整理方案，以平衡連接安全性與阻塞性能。仿真結(jié)果表明，當(dāng)平均重配置時(shí)間遠(yuǎn)低于連接到達(dá)間隔時(shí)間時(shí)，該方案能有效降低網(wǎng)絡(luò)阻塞率和提升網(wǎng)絡(luò)安全性。德國(guó)布倫瑞克工業(yè)大學(xué)團(tuán)隊(duì)在sdm-eon中提出一種將結(jié)合推挽和快速切換技術(shù)的頻譜碎片重整理方法，該方法在現(xiàn)有串?dāng)_感知碎片整理算法的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了無(wú)中斷的頻譜碎片重整理，結(jié)果表明其在保持低阻塞率的同時(shí)顯著降低了整理延遲。意大利比薩大學(xué)團(tuán)隊(duì)研究了基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)控制的頻譜碎片重整理方案，通過(guò)利用高速切換和無(wú)中斷頻移技術(shù)，在不同纖芯間動(dòng)態(tài)切換，實(shí)現(xiàn)高效的碎片整理。

3、而現(xiàn)有研究主要聚焦于基于多芯光纖的sdm-eon，較少關(guān)注標(biāo)準(zhǔn)單模光纖與ull光纖共存場(chǎng)景下的碎片整理問(wèn)題。例如，在進(jìn)行頻譜碎片重整理過(guò)程中，若業(yè)務(wù)在不同類型的光纖間搬移，由于光纖特性不同，所需的頻譜碎片（fs，frequency?slot）數(shù)可能發(fā)生變化，從而增加頻譜碎片整理的復(fù)雜度。因此，在混合光纖彈性光網(wǎng)絡(luò)下，如何高效執(zhí)行頻譜碎片重整理，以最大化頻譜資源利用率，仍是一個(gè)亟待深入研究的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種面向混合光纖網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)重整理方法、裝置及存儲(chǔ)介質(zhì)，通過(guò)構(gòu)建混合光纖網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)重整理問(wèn)題，并針對(duì)頻隙整理過(guò)程中的業(yè)務(wù)遷移去向提出相應(yīng)的策略，根據(jù)最大受益目標(biāo)求解得到業(yè)務(wù)重整理方案，提高了混合光纖網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)重整理效率，優(yōu)化了頻譜資源利用率。

2、為達(dá)到上述目的，本發(fā)明是采用下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

3、第一方面，本發(fā)明提出一種面向混合光纖網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)重整理方法，包括：

4、根據(jù)混合光纖網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建業(yè)務(wù)重整理任務(wù)模型，其中，所述混合光纖網(wǎng)絡(luò)包括標(biāo)準(zhǔn)單模光纖和ull光纖，所述業(yè)務(wù)重整理任務(wù)模型將最小化網(wǎng)絡(luò)阻塞率以及最小化頻譜移動(dòng)次數(shù)作為目標(biāo)函數(shù)；

5、構(gòu)建同纖異譜整理機(jī)制和異纖異譜整理機(jī)制，其中，所述同纖異譜整理機(jī)制包括業(yè)務(wù)在同一光纖的頻譜碎片上的遷移策略，所述異纖異譜整理機(jī)制包括業(yè)務(wù)在同一鏈路不同光纖的頻譜碎片間的業(yè)務(wù)遷移策略；

6、將同纖異譜整理機(jī)制和異纖異譜整理機(jī)制進(jìn)行組合，并結(jié)合預(yù)先構(gòu)建的業(yè)務(wù)遷移觸發(fā)指標(biāo)以及業(yè)務(wù)重整理選擇策略，得到混合光纖網(wǎng)絡(luò)的頻譜碎片重整理算法，其中，所述業(yè)務(wù)遷移觸發(fā)指標(biāo)包括光纖上業(yè)務(wù)遷移的觸發(fā)指標(biāo)以及鏈路上光纖間業(yè)務(wù)遷移的觸發(fā)指標(biāo)，所述業(yè)務(wù)重整理選擇策略包括同纖異譜整理機(jī)制下參與重整理的業(yè)務(wù)選擇策略和異纖異譜整理機(jī)制下參與重整理的業(yè)務(wù)選擇策略；

7、使用所述頻譜碎片重整理算法對(duì)業(yè)務(wù)重整理任務(wù)模型進(jìn)行求解，得到多個(gè)業(yè)務(wù)重整理方案；

8、根據(jù)目標(biāo)函數(shù)對(duì)所多個(gè)業(yè)務(wù)重整理方案進(jìn)行選擇，得到最終的業(yè)務(wù)重整理方案。

9、可選地，所述根據(jù)混合光纖網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建業(yè)務(wù)重整理任務(wù)模型，包括：

10、定義混合節(jié)點(diǎn)光網(wǎng)絡(luò)中存在一組包含不同類型業(yè)務(wù)的業(yè)務(wù)列表，其中，所述業(yè)務(wù)列表中的每項(xiàng)業(yè)務(wù)為，是業(yè)務(wù)請(qǐng)求的源節(jié)點(diǎn)，是業(yè)務(wù)請(qǐng)求的目的節(jié)點(diǎn)，是節(jié)點(diǎn)對(duì)之間的業(yè)務(wù)請(qǐng)求帶寬，是業(yè)務(wù)產(chǎn)生時(shí)間，是業(yè)務(wù)持續(xù)時(shí)間，在節(jié)點(diǎn)對(duì)之間進(jìn)行業(yè)務(wù)傳輸所經(jīng)過(guò)的路由包括多個(gè)節(jié)點(diǎn)以及鏈路；

11、根據(jù)所述混合光纖網(wǎng)絡(luò)，得到以頻譜碎片整理過(guò)程中業(yè)務(wù)的遷移去向?yàn)橐?guī)劃變量、以最小化網(wǎng)絡(luò)阻塞率以及最小化頻譜移動(dòng)次數(shù)為目標(biāo)函數(shù)的業(yè)務(wù)重整理任務(wù)模型。

12、可選地，所述業(yè)務(wù)重整理任務(wù)模型的約束條件包括：

13、約束條件1：各項(xiàng)業(yè)務(wù)在光纖頻譜上占用的頻譜碎片需連續(xù)；

14、約束條件2：業(yè)務(wù)遷移所需的頻譜碎片數(shù)需低于所在鏈路所擁有的最大頻譜碎片數(shù)；

15、約束條件3：業(yè)務(wù)遷移需滿足業(yè)務(wù)帶寬需求；

16、約束條件4：根據(jù)各項(xiàng)業(yè)務(wù)在頻譜碎片上的遷移結(jié)果，在對(duì)應(yīng)光通道的各條鏈路上進(jìn)行業(yè)務(wù)遷移同步。

17、可選地，所述同纖異譜整理機(jī)制包括：將業(yè)務(wù)遷移至同一光纖的其他可用頻譜碎片上。

18、可選地，所述異纖異譜整理機(jī)制包括：將業(yè)務(wù)遷移至同一鏈路另一光纖的頻譜碎片區(qū)域，同時(shí)允許頻譜碎片索引發(fā)生變化，其中，所述頻譜碎片區(qū)域的頻譜碎片數(shù)目與業(yè)務(wù)遷移所需的頻譜碎片數(shù)目適配。

19、可選地，所述光纖上業(yè)務(wù)遷移的觸發(fā)指標(biāo)包括：當(dāng)業(yè)務(wù)離開(kāi)的次數(shù)達(dá)到預(yù)設(shè)閾值的倍數(shù)時(shí)，觸發(fā)光纖上的業(yè)務(wù)遷移；所述光纖間業(yè)務(wù)遷移的觸發(fā)指標(biāo)包括：根據(jù)鏈路上光纖間的頻譜碎片差異化程度建立光纖間業(yè)務(wù)遷移的觸發(fā)指標(biāo)，其中，所述頻譜碎片差異化的計(jì)算公式如下所示：

20、，

21、，

22、其中，表示鏈路上ull光纖與標(biāo)準(zhǔn)單模光纖間的碎片差異化程度，表示鏈路上ull光纖的碎片化程度，表示鏈路上標(biāo)準(zhǔn)單模光纖的碎片化程度，表示鏈路的碎片化程度，表示鏈路上相鄰頻譜碎片狀態(tài)變化總數(shù)，表示鏈路上被使用頻譜碎片的最大索引值，表示鏈路上被使用頻譜碎片的數(shù)量，表示空閑頻譜碎片索引，表示第個(gè)空閑頻譜碎片的大小，表示鏈路上空閑頻譜碎片的個(gè)數(shù)。

23、可選地，所述業(yè)務(wù)重整理選擇策略包括：在同纖異譜整理機(jī)制下，當(dāng)業(yè)務(wù)使用標(biāo)準(zhǔn)單模光纖建立光通道，并且其所占頻譜碎片的相鄰頻譜碎片為空閑狀態(tài)，則對(duì)其進(jìn)行業(yè)務(wù)重整理；在異纖異譜整理機(jī)制下，當(dāng)業(yè)務(wù)所占頻譜碎片的相鄰頻譜碎片為空閑狀態(tài)，則對(duì)其進(jìn)行業(yè)務(wù)重整理。

24、可選地，所述根據(jù)目標(biāo)函數(shù)對(duì)所多個(gè)業(yè)務(wù)重整理方案進(jìn)行選擇，得到最終的業(yè)務(wù)重整理方案，包括：

25、根據(jù)網(wǎng)絡(luò)阻塞率以及頻譜移動(dòng)次數(shù)兩個(gè)指標(biāo)對(duì)多個(gè)業(yè)務(wù)重整理方案分別進(jìn)行評(píng)估，使用網(wǎng)絡(luò)阻塞率最低并且頻譜移動(dòng)次數(shù)最少的業(yè)務(wù)重整理方案對(duì)混合光纖網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行業(yè)務(wù)重整理。

26、第二方面，本發(fā)明提出一種面向混合光纖網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)重整理裝置，包括：

27、業(yè)務(wù)重整理問(wèn)題構(gòu)建模塊：用于根據(jù)混合光纖網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建業(yè)務(wù)重整理任務(wù)模型，其中，所述混合光纖網(wǎng)絡(luò)包括標(biāo)準(zhǔn)單模光纖和ull光纖，所述業(yè)務(wù)重整理任務(wù)模型將最小化網(wǎng)絡(luò)阻塞率以及最小化頻譜移動(dòng)次數(shù)作為目標(biāo)函數(shù)；

28、頻譜碎片整理機(jī)制構(gòu)建模塊：用于構(gòu)建同纖異譜整理機(jī)制和異纖異譜整理機(jī)制，其中，所述同纖異譜整理機(jī)制包括業(yè)務(wù)在同一光纖的頻譜碎片上的遷移策略，所述異纖異譜整理機(jī)制包括業(yè)務(wù)在同一鏈路不同光纖頻的譜碎片間的業(yè)務(wù)遷移策略；

29、頻譜碎片重整理算法構(gòu)建模塊：用于將同纖異譜整理機(jī)制和異纖異譜整理機(jī)制進(jìn)行組合，并結(jié)合預(yù)先構(gòu)建的業(yè)務(wù)遷移觸發(fā)指標(biāo)以及業(yè)務(wù)重整理選擇策略，得到混合光纖網(wǎng)絡(luò)的頻譜碎片重整理算法，其中，所述業(yè)務(wù)遷移觸發(fā)指標(biāo)包括光纖上業(yè)務(wù)遷移的觸發(fā)指標(biāo)以及鏈路上光纖間業(yè)務(wù)遷移的觸發(fā)指標(biāo)，所述業(yè)務(wù)重整理選擇策略包括同纖異譜整理機(jī)制下參與重整理的業(yè)務(wù)選擇策略和異纖異譜整理機(jī)制下參與重整理的業(yè)務(wù)選擇策略；

30、業(yè)務(wù)重整理方案仿真模塊：用于使用所述頻譜碎片重整理算法對(duì)業(yè)務(wù)重整理任務(wù)模型進(jìn)行求解，得到多個(gè)業(yè)務(wù)重整理方案；

31、業(yè)務(wù)重整理方案選取模塊：根據(jù)目標(biāo)函數(shù)對(duì)所多個(gè)業(yè)務(wù)重整理方案進(jìn)行選擇，得到最終的業(yè)務(wù)重整理方案。

32、第三方面，本發(fā)明提出一種計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，當(dāng)所述計(jì)算機(jī)程序被執(zhí)行時(shí)，實(shí)現(xiàn)如第一方面任一項(xiàng)所述的面向混合光纖網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)重整理方法。

33、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所達(dá)到的有益效果：通過(guò)構(gòu)建混合光纖網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)重整理問(wèn)題，并針對(duì)業(yè)務(wù)遷移去向，將同一鏈路不同光纖上業(yè)務(wù)遷移機(jī)制和不同鏈路不同光纖間業(yè)務(wù)遷移機(jī)制以及遷移觸發(fā)機(jī)制和業(yè)務(wù)選擇策略相結(jié)合，構(gòu)建頻譜碎片重整理算法，將目標(biāo)函數(shù)設(shè)定為最小化網(wǎng)絡(luò)阻塞率以及最小化頻譜移動(dòng)次數(shù)對(duì)業(yè)務(wù)重整理問(wèn)題進(jìn)行求解，能夠在混合光纖網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)重整理情境下，有效降低阻塞率，提升重整理效率以及網(wǎng)絡(luò)性能；基于碎片差異化的觸發(fā)機(jī)制，充分考慮標(biāo)準(zhǔn)單模光纖和ull光纖之間碎片的差異化程度，將光纖上業(yè)務(wù)搬移和光纖間業(yè)務(wù)搬移獨(dú)立觸發(fā)，能夠應(yīng)對(duì)混合光纖網(wǎng)絡(luò)情景的需求；根據(jù)業(yè)務(wù)重整理選擇策略，僅對(duì)特定業(yè)務(wù)進(jìn)行重整理，可實(shí)現(xiàn)與全部業(yè)務(wù)重整理幾乎一致的阻塞性能。