面向空频复用的虚拟光网络映射机理与优化方法研究

Currently, the bandwidth requirements greatly increase in the trend of exponential growth. The high bandwidth capacity, optical network virtualization, and opening network function are driving the development of optical networking techniques. This project mainly focuses how to improve the network resource efficiency by reducing the spectrum fragments, how to optimize the virtual optical networks (VONs) mapping, and how to map a given set of VONs to spatially and spectrally flexible optical networks. The proposed network resources modeling, mapping mechanisms, and optimizing approaches can solve the VON mapping problems in spatially and spectrally flexible optical networks. Therefore, some important theories and technical supports will be provided by employing the proposed virtual optical mapping mechanisms and optimization approaches in the future.

当前网络带宽需求呈现出指数增长趋势，正推动网络带宽“大容量”、资源“虚拟化”、功能“开放化”加速发展。本项目针对虚拟光网络映射到空频复用光网络的关键科学问题，重点研究空频复用的虚拟资源描述模型、多重约束条件感知的虚拟光网络映射机制、基于资源重构的虚拟光网络优化方法，拟通过软件定义集中控管的虚拟节点与虚拟链路协同映射方法，解决虚拟光网络映射机理和优化方法，突破资源建模、映射机制、优化方法三方面理论与技术难题，为未来虚拟光网络映射理论奠定基础。

当前网络带宽需求呈现出指数增长趋势，正推动网络带宽“大容量”、资源“虚拟化”、功能“开放化”加速发展，构建大容量、虚拟化、开放化的下一代国家信息网络基础设施，对促进经济社会的持续、健康、和谐发展具有重要战略意义。本项目针对虚拟光网络映射到空频复用光网络的关键科学问题，重点研究空频复用的虚拟资源描述模型、多重约束条件感知的虚拟光网络映射机制、基于资源重构的虚拟光网络优化方法，解决虚拟光网络映射映射理论与优化技术难题。. 本项目取得的重要研究结果和关键数据包括：第一，根据空分复用频谱灵活光网络的资源虚拟化技术，建立以网络映射成本最小为目标的整数线性规划模型，提出基于链路重要度的虚拟光网络利润最大化映射算法、面向成本最低化的虚拟光网络映射方法、以及基于混合线速率的虚拟光网络映射成本优化方法，实现虚拟光网络映射过程中网络成本最优化；第二，根据空分复用频谱灵活光网络的资源分配特征，满足空域与频域资源分配的多重约束条件，建立最小交叉串扰和最小频谱隙占用的联合优化模型，提出空分复用频谱灵活光网络的路由、纤芯、频谱资源的分配方法，以及提出基于业务分类的空域与频域资源联合优化与分配机制，使空分复用光网络达到最佳适配资源优化目标；第三，为了提高网络的能耗效率，提出软件定义的空频复用光网络能耗优化方法、光再生器优化配置的业务流量疏导方法、以及混合线速率网络设备配置的节能方法，提高了空分复用光网络的能耗效率。. 通过空频复用的虚拟光网络映射机理和优化方法的研究，突破虚拟光网络的资源建模、映射机制、优化方法三方面的理论与技术难题，为未来虚拟光网络映射机理奠定理论基础和掌握重要映射技术。