本發(fā)明屬于光纖通信技術(shù)領(lǐng)域,涉及一種基于共享頻譜轉(zhuǎn)換器的彈性光組播交換節(jié)點結(jié)構(gòu)的雙重權(quán)重極大團調(diào)度方法。
背景技術(shù):
隨著多媒體和云計算等高帶寬服務(wù)需求的不斷增加,互聯(lián)網(wǎng)流量呈現(xiàn)巨大的增長。傳統(tǒng)的波分復用(Wavelength Division Multiplexing,WDM)網(wǎng)絡(luò)受固定波長柵格的限制,造成帶寬資源的浪費。與WDM網(wǎng)絡(luò)相比,彈性光網(wǎng)絡(luò)以頻譜利用率高、頻譜分配靈活等優(yōu)勢,成為極具潛力的下一代光網(wǎng)絡(luò)。
組播技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中點到多點、多點到單點、多點到多點的高速數(shù)據(jù)傳送,能夠有效利用網(wǎng)絡(luò)資源,節(jié)約網(wǎng)絡(luò)帶寬并降低網(wǎng)絡(luò)負載,是當前的研究熱點。但是,彈性光網(wǎng)絡(luò)中組播在交換節(jié)點處復制轉(zhuǎn)發(fā),并且建立光組播路由等會造成數(shù)據(jù)包沖突加劇,如何有效解決彈性光網(wǎng)絡(luò)中交換節(jié)點處的組播沖突成為一個關(guān)鍵問題。
目前,光組播沖突解決方法主要包括頻譜轉(zhuǎn)換、光緩存和偏射路由,它們分別在頻譜域、時間域和空間域上解決沖突問題。由于目前尚未有成熟的光隨機存儲器,故光緩存一般由光纖延遲線構(gòu)成。光纖延遲線利用光在光纖中的傳播時延,達到對數(shù)據(jù)包固定時間周期緩存的目的。當用光纖延遲線來解決沖突時,隨著負載增加,沖突的數(shù)據(jù)包急劇增加,這就需要大量硬件設(shè)備,并導致較長的時延和信號衰減等問題。偏射路由是當多個數(shù)據(jù)包出現(xiàn)輸出沖突時,將其中一個數(shù)據(jù)包直接輸出,其余數(shù)據(jù)包路由到其他可用輸出端上。偏射路由會產(chǎn)生嚴重的亂序,還會帶來較大的時延和時延抖動,當網(wǎng)絡(luò)負載較重或連接度較低時,該方法不再有效。頻譜轉(zhuǎn)換主要是利用頻譜轉(zhuǎn)換器,是一種將沖突數(shù)據(jù)包的頻譜轉(zhuǎn)換到另一段空閑頻譜的沖突解決方法。頻譜轉(zhuǎn)換不會帶來附加的時延和對到達數(shù)據(jù)包重新排序的問題,在解決沖突方面效果較好。在這三種方法中,頻譜轉(zhuǎn)換是一種很有效的沖突解決方法。但是頻譜轉(zhuǎn)換器的價格較昂貴,因此,在運用頻譜轉(zhuǎn)換方法解決組播沖突時,考慮如何使用較少的頻譜轉(zhuǎn)換器去實現(xiàn)較低的丟包率是十分有必要的。
在彈性光網(wǎng)絡(luò)組播交換節(jié)點結(jié)構(gòu)中,配置頻譜轉(zhuǎn)換器可以解決數(shù)據(jù)包的光頻譜域沖突。根據(jù)頻譜轉(zhuǎn)換能力,可以將頻譜轉(zhuǎn)換器分為兩類,即有限范圍頻譜轉(zhuǎn)換器(LRSC)和全范圍頻譜轉(zhuǎn)換器(FRSC)。LRSC能將沖突數(shù)據(jù)包的頻譜轉(zhuǎn)換到相鄰的有限范圍的一段頻譜。FRSC在光交換節(jié)點中可以將沖突數(shù)據(jù)包的頻譜轉(zhuǎn)換到光纖的頻譜范圍內(nèi)的任何其他頻譜上。FRSC能實現(xiàn)很好的性能,但成本較高;LRSC的成本代價相對較低。
現(xiàn)有的光組播沖突解決方案大多是基于WDM光網(wǎng)絡(luò)。但是,WDM光網(wǎng)絡(luò)中基于固定波長柵格的節(jié)點結(jié)構(gòu)及調(diào)度算法都不再適用于彈性光網(wǎng)絡(luò),因此,需要設(shè)計新的適用于彈性光網(wǎng)絡(luò)的交換節(jié)點結(jié)構(gòu)及調(diào)度算法。不同于WDM光網(wǎng)絡(luò)中固定波長的分配調(diào)度,彈性光網(wǎng)絡(luò)中需要考慮數(shù)據(jù)包所占頻譜大小是不固定的以及頻譜的連續(xù)性,所以調(diào)度方案會更加靈活也更加復雜。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
有鑒于此,本發(fā)明的目的在于提供一種基于共享頻譜轉(zhuǎn)換器的彈性光組播交換節(jié)點結(jié)構(gòu)的雙重權(quán)重極大團調(diào)度方法,該方法在提高頻譜轉(zhuǎn)換器的利用率、降低丟包率和減小成本代價方面具有明顯的優(yōu)勢和效果。
為達到上述目的,本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
一種基于共享頻譜轉(zhuǎn)換器的彈性光組播交換節(jié)點結(jié)構(gòu)的雙重權(quán)重極大團調(diào)度方法,其中,所述基于共享頻譜轉(zhuǎn)換器的彈性光組播交換節(jié)點結(jié)構(gòu)包括:帶寬可變波長選擇開關(guān)(Bandwidth-Variable Wavelength Selective Switch,BV-WSS)、分光器、光開關(guān)、帶寬可變光交叉連接器(Bandwidth-Variable Optical Cross Connection,BV-OXC)、有限范圍頻譜轉(zhuǎn)換器(LRSC)、全范圍頻譜轉(zhuǎn)換器(FRSC)和耦合器;
該方法包括適用于彈性光網(wǎng)絡(luò)的基于共享頻譜轉(zhuǎn)換器的組播交換節(jié)點結(jié)構(gòu)的組播沖突解決策略,同時,在LRSC解決光組播沖突階段,采用基于雙重權(quán)重極大團的調(diào)度算法;
所述基于共享頻譜轉(zhuǎn)換器的組播沖突解決策略是指當光組播直接調(diào)度輸出端口失敗時,優(yōu)先使用所提的雙重權(quán)重極大團的調(diào)度算法分配LRSC來解決光組播沖突,選擇輸出數(shù)據(jù)包的總頻隙數(shù)最大情況下使用LRSC數(shù)目最少的調(diào)度方案,從而提升頻譜轉(zhuǎn)換器的利用率,降低丟包率和節(jié)點結(jié)構(gòu)代價;當LRSC全部被占用后,如果仍然存在沖突的光組播數(shù)據(jù)包,再采用少量的FRSC來繼續(xù)解決沖突,F(xiàn)RSC能夠?qū)_突數(shù)據(jù)包的頻譜轉(zhuǎn)換到光纖頻譜范圍內(nèi)的任何一段空閑頻譜上,從而進一步提升交換節(jié)點解決沖突的能力和降低丟包率;
所述基于雙重權(quán)重極大團的調(diào)度算法是指先根據(jù)數(shù)據(jù)包所占頻譜之間的沖突關(guān)系構(gòu)建輔助圖,設(shè)置數(shù)據(jù)包所占頻譜的頻隙數(shù)和使用LRSC的數(shù)目作為頂點的權(quán)重,然后用圖著色算法得出所有極大團,最后找出第一個權(quán)重和最大情況下第二個權(quán)重和最小的極大團,即為輸出數(shù)據(jù)包的總頻隙數(shù)最大情況下使用LRSC數(shù)目最少的調(diào)度方案,從而提升頻譜轉(zhuǎn)換器的利用率,降低丟包率和節(jié)點結(jié)構(gòu)代價。
進一步,所述基于共享頻譜轉(zhuǎn)換器的彈性光組播交換節(jié)點結(jié)構(gòu)包括N個輸入/輸出端口,N個規(guī)模大小為1×M的帶寬可變波長選擇開關(guān)(BV-WSS),N×M個分光器,N×M×S個光開關(guān),2個帶寬可變光交叉連接器(BV-OXC),R個有限范圍頻譜轉(zhuǎn)換器(LRSC),H個全范圍頻譜轉(zhuǎn)換器(FRSC)和N個耦合器;其中,LRSC采用反饋共享的配置方式,F(xiàn)RSC采用輸出共享的配置方式,有效降低了彈性光網(wǎng)絡(luò)組播節(jié)點的成本代價;
該組播交換節(jié)點結(jié)構(gòu)具體工作原理如下:首先數(shù)據(jù)包到達交換節(jié)點結(jié)構(gòu)的輸入端,到達的數(shù)據(jù)包在同一根輸入光纖上占用不同的頻譜,通過一個規(guī)模為1×M的BV-WSS將不同數(shù)據(jù)包占用的頻譜進行分離后送往分光器中,每個數(shù)據(jù)包被一個分光器復制成S份,再通過光開關(guān)控制組播數(shù);若是單播數(shù)據(jù)包,僅僅一個光開關(guān)打開;若是組播數(shù)據(jù)包,就打開多個光開關(guān);然后這些數(shù)據(jù)包都發(fā)送到第一個BV-OXC,其規(guī)模大小為(NMS+R)×(NK+H+R);在同一時刻,若兩個或兩個以上去往同一輸出端口的數(shù)據(jù)包占用的頻譜有重疊,即發(fā)生頻譜沖突;若到達的數(shù)據(jù)包無頻譜沖突,則直接選擇耦合器合路傳輸?shù)捷敵龆丝冢蝗舻竭_的數(shù)據(jù)包存在頻譜沖突,優(yōu)先分配LRSC將沖突的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)換到有限范圍的空閑頻譜上;若LRSC被占用完后,仍然有數(shù)據(jù)包處于沖突狀態(tài),這些沖突的數(shù)據(jù)包經(jīng)過第一個BV-OXC后,再送往FRSC進一步解決沖突,然后經(jīng)過第二個BV-OXC(規(guī)模大小為H×NK)選擇耦合器合路傳輸?shù)捷敵龆耍蝗敉ㄟ^LRSC后無沖突,則數(shù)據(jù)包直接經(jīng)過第一個BV-OXC選擇耦合器合路傳輸?shù)捷敵龆恕?/p>
進一步,所述的基于共享頻譜轉(zhuǎn)換器的組播沖突解決策略,采用以下步驟:
1)初始化階段。在此階段,首先初始化各到達的數(shù)據(jù)包,確定數(shù)據(jù)包的承載輸入頻譜,目的輸出端和組播數(shù)據(jù)包的復制份數(shù)。如果是組播數(shù)據(jù)包,將其進行復制。判斷組播或單播數(shù)據(jù)包的目的端對應(yīng)頻譜是否空閑,若是,數(shù)據(jù)包直接傳輸;否則,進行頻譜沖突解決。
2)LRSC解決沖突階段。目標是降低丟包率和節(jié)點成本代價,因為輸出數(shù)據(jù)包所占頻譜的總頻隙數(shù)直接影響丟包率大小,使用頻譜轉(zhuǎn)換器的數(shù)目直接影響成本大小,所以主要考慮如何使用最少數(shù)目的LRSC來得到輸出數(shù)據(jù)包的總頻隙數(shù)最大。本發(fā)明設(shè)計一種基于雙重權(quán)重極大團的調(diào)度算法來實現(xiàn)此目標。根據(jù)基于雙重權(quán)重極大團的調(diào)度算法使用LRSC來將沖突數(shù)據(jù)包的頻譜轉(zhuǎn)換到有限范圍的目標頻譜上。轉(zhuǎn)換操作每進行一次,可用的LRSC數(shù)目減1。當可用的LRSC數(shù)目為0,仍然存在沖突的數(shù)據(jù)包,并有空閑的頻隙,進入下一階段;當不存在沖突的數(shù)據(jù)包或無空閑頻隙時,算法結(jié)束。
3)FRSC解決沖突階段。目標是解決上一個階段未成功調(diào)度的數(shù)據(jù)包的頻譜沖突。轉(zhuǎn)換操作每進行一次,可用的FRSC數(shù)目減1。當可用的FRSC數(shù)目為0,或者不存在沖突的數(shù)據(jù)包,或者無空閑頻隙時,算法結(jié)束。其中,整個調(diào)度過程中FRSC以隨機選擇的方式進行分配。
進一步,所述的基于雙重權(quán)重極大團的調(diào)度算法,采用以下步驟:
1)根據(jù)各個數(shù)據(jù)包占用的輸入頻譜和可行轉(zhuǎn)換的輸出頻譜之間的沖突關(guān)系建立輔助圖。輔助圖的每個頂點表示一個數(shù)據(jù)包的輸入頻譜和可行轉(zhuǎn)換的輸出頻譜的一種情況。數(shù)據(jù)包可行轉(zhuǎn)換的輸出頻譜集可以表示為:
{[fmax(1,s-d),fmax(1,s-d)+F-1],...,[fs-1,fe-1],[fs,fe],[fs+1,fe+1],...,[fmin(e+d,T)-F+1,fmin(e+d,T)]}
其中,[fs,fe]表示數(shù)據(jù)包的輸入頻譜,fs表示數(shù)據(jù)包輸入頻譜的首頻隙索引值,fe表示數(shù)據(jù)包輸入頻譜的尾頻隙索引值,F(xiàn)表示數(shù)據(jù)包所占頻譜的頻隙數(shù),d表示頻譜的轉(zhuǎn)換度,整根光纖的頻譜范圍為[f1,fT]。
輔助圖的兩個頂點存在一條邊表示兩個頂點的數(shù)據(jù)包之間無頻譜沖突,需滿足以下兩個條件:a)兩個頂點的數(shù)據(jù)包來自相同輸入端輸入頻譜不重疊,或者兩個頂點的數(shù)據(jù)包來自不同的輸入端;b)兩個頂點的數(shù)據(jù)包去往相同輸出端輸出頻譜不重疊,或者兩個頂點的數(shù)據(jù)包去往不同的輸出端。
2)為輔助圖中的每個頂點賦兩個權(quán)重。第一個權(quán)重是數(shù)據(jù)包所占頻譜的頻隙數(shù),用W1表示,W1=Fk,其中,k代表第k個數(shù)據(jù)包,F(xiàn)k代表第k個數(shù)據(jù)包的頻隙數(shù)。第二個權(quán)重是數(shù)據(jù)包傳輸過程中使用LRSC的數(shù)目,用W2表示,若數(shù)據(jù)包的輸入頻譜和輸出頻譜不一致,說明需要使用一個LRSC來進行頻譜轉(zhuǎn)換,則權(quán)重設(shè)為1;數(shù)據(jù)包的輸入頻譜和輸出頻譜一致,說明沒有進行頻譜轉(zhuǎn)換,不需要使用LRSC,則權(quán)重設(shè)為0。其中,fk,x代表第k個數(shù)據(jù)包輸入頻譜的首頻隙索引值,fk,y代表第k個數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)換后輸出頻譜的首頻隙索引值。
3)根據(jù)圖著色算法找出輔助圖中的所有極大團。
4)分別求出每個極大團的兩個權(quán)重和,找出第一個權(quán)重和最大的所有極大團,再在第一個權(quán)重和最大的極大團中找出第二個權(quán)重和最小的極大團。根據(jù)最終找到的極大團對數(shù)據(jù)包進行調(diào)度。
本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明提供了一種適用于彈性光網(wǎng)絡(luò)的基于共享頻譜轉(zhuǎn)換器的組播交換節(jié)點結(jié)構(gòu)及其組播沖突解決策略,其中,在LRSC解決沖突階段,設(shè)計了一種基于雙重權(quán)重極大團的調(diào)度算法。此結(jié)構(gòu)能夠很好地提升解決光組播沖突的能力和降低結(jié)構(gòu)代價,本發(fā)明在提高頻譜轉(zhuǎn)換器的利用率、降低丟包率和減小成本代價方面具有明顯的優(yōu)勢和效果。
附圖說明
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果更加清楚,本發(fā)明提供如下附圖進行說明:
圖1為適用于彈性光網(wǎng)絡(luò)的基于共享頻譜轉(zhuǎn)換器的組播交換節(jié)點結(jié)構(gòu)圖;
圖2為基于共享頻譜轉(zhuǎn)換器的組播沖突解決策略流程圖;
圖3為基于雙重權(quán)重極大團的調(diào)度算法流程圖;
圖4為數(shù)據(jù)包調(diào)度示意圖;
圖5(a)、(b)是頻譜轉(zhuǎn)換輔助圖,圖5(a)著色圖1,圖5(b)著色圖2。
具體實施方式
下面將結(jié)合附圖,對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細的描述。
圖1所示為適用于彈性光網(wǎng)絡(luò)的基于共享頻譜轉(zhuǎn)換器的組播交換節(jié)點結(jié)構(gòu)示意圖,包括N個輸入/輸出端口,N個1×M的帶寬可變波長選擇開關(guān)(BV-WSS),N×M個分光器,N×M×S個光開關(guān),2個帶寬可變光交叉連接器(BV-OXC),R個有限范圍頻譜轉(zhuǎn)換器(LRSC),H個全范圍頻譜轉(zhuǎn)換器(FRSC)和N個耦合器。其中,LRSC采用反饋共享的配置方式,F(xiàn)RSC采用輸出共享的配置方式。
適用于彈性光網(wǎng)絡(luò)的基于共享頻譜轉(zhuǎn)換器的組播交換節(jié)點結(jié)構(gòu)工作原理為:首先數(shù)據(jù)包到達交換節(jié)點結(jié)構(gòu)的輸入端,到達的數(shù)據(jù)包在同一根輸入光纖上占用不同的頻譜,通過一個規(guī)模為1×M的BV-WSS將不同數(shù)據(jù)包占用的頻譜進行分離后送往分光器中,每個數(shù)據(jù)包被一個分光器復制成S份,再通過光開關(guān)控制組播數(shù)。若是單播數(shù)據(jù)包,僅僅一個光開關(guān)打開;若是組播數(shù)據(jù)包,就打開多個光開關(guān)。然后這些數(shù)據(jù)包都發(fā)送到第一個BV-OXC,其規(guī)模大小為(NMS+R)×(NK+H+R)。在同一時刻,若兩個或兩個以上去往同一輸出端口的數(shù)據(jù)包占用的頻譜有重疊,即發(fā)生頻譜沖突。若到達的數(shù)據(jù)包無頻譜沖突,則直接選擇耦合器合路傳輸?shù)捷敵龆丝?。若到達的數(shù)據(jù)包存在頻譜沖突,優(yōu)先分配LRSC將沖突的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)換到有限范圍的空閑頻譜上。若LRSC被占用完后,仍然有數(shù)據(jù)包處于沖突狀態(tài),這些沖突的數(shù)據(jù)包經(jīng)過第一個BV-OXC后,再送往FRSC進一步解決沖突,然后經(jīng)過第二個BV-OXC(規(guī)模大小為H×NK)選擇耦合器合路傳輸?shù)捷敵龆?;若通過LRSC后無沖突,則數(shù)據(jù)包直接經(jīng)過第一個BV-OXC后選擇耦合器合路傳輸?shù)捷敵龆恕?/p>
圖2所示為基于共享頻譜轉(zhuǎn)換器的組播沖突解決策略流程圖,具體步驟為:
步驟1:初始化階段。在此階段,首先初始化各到達的數(shù)據(jù)包,確定數(shù)據(jù)包的分配頻譜和目的輸出端。判斷數(shù)據(jù)包的目的端對應(yīng)頻譜是否空閑,若是,數(shù)據(jù)包直接傳輸;否則,進入步驟2。
步驟2:LRSC解決沖突階段。目標是降低丟包率和節(jié)點成本代價,因為輸出數(shù)據(jù)包所占頻譜的總頻隙數(shù)直接影響丟包率大小,使用頻譜轉(zhuǎn)換器的數(shù)目直接影響成本大小,所以主要考慮如何使用最少數(shù)目的LRSC來得到輸出數(shù)據(jù)包的總頻隙數(shù)最大。本發(fā)明設(shè)計一種基于雙重權(quán)重極大團的調(diào)度算法來實現(xiàn)此目標。根據(jù)基于雙重權(quán)重極大團的調(diào)度算法使用LRSC來將沖突數(shù)據(jù)包的頻譜轉(zhuǎn)換到有限范圍的目標頻譜上。轉(zhuǎn)換操作每進行一次,可用的LRSC數(shù)目減1。當可用的LRSC數(shù)目為0,仍然存在沖突的數(shù)據(jù)包,并有空閑的頻隙,進入下一階段;當不存在沖突的數(shù)據(jù)包或無空閑頻隙時,算法結(jié)束。
步驟3:FRSC解決沖突階段。目標是解決上一個階段未成功調(diào)度的數(shù)據(jù)包的頻譜沖突。轉(zhuǎn)換操作每進行一次,可用的FRSC數(shù)目減1。當可用的FRSC數(shù)目為0,或者不存在沖突的數(shù)據(jù)包,或者無空閑頻隙時,算法結(jié)束。其中,整個調(diào)度過程中FRSC以隨機選擇的方式進行分配。
圖3所示,來自三個不同輸入端的三個數(shù)據(jù)包要去往同一個輸出端。假設(shè)每個端口所在的光纖一共6個頻隙,其中輸入端1的數(shù)據(jù)包A占用的頻譜為[1,3],輸入端2的數(shù)據(jù)包B占用頻隙2,輸入端3的數(shù)據(jù)包C占用的頻譜為[5,6]。因為三個數(shù)據(jù)包去往同一個輸出端,所以數(shù)據(jù)包A和數(shù)據(jù)包B存在頻譜沖突。下面我們將通過基于雙重權(quán)重極大團的調(diào)度算法來解決沖突。如果找到輸出數(shù)據(jù)包的總頻隙數(shù)最大情況下使用LRSC數(shù)目最少的調(diào)度方案,就可得到最佳的調(diào)度方案。
圖4所示為基于雙重權(quán)重極大團的調(diào)度算法流程圖,具體步驟為:
步驟1:根據(jù)數(shù)據(jù)包占用的輸入頻譜和可行轉(zhuǎn)換的輸出頻譜之間的沖突關(guān)系建立輔助圖。輔助圖的每個頂點表示一個數(shù)據(jù)包的輸入頻譜和可行轉(zhuǎn)換的輸出頻譜的一種情況。數(shù)據(jù)包可行轉(zhuǎn)換的輸出頻譜集可以表示為:
{[fmax(1,s-d),fmax(1,s-d)+F-1],...,[fs-1,fe-1],[fs,fe],[fs+1,fe+1],...,[fmin(e+d,T)-F+1,fmin(e+d,T)]}
其中,[fs,fe]表示數(shù)據(jù)包的輸入頻譜,fs表示數(shù)據(jù)包輸入頻譜的首頻隙索引值,fe表示數(shù)據(jù)包輸入頻譜的尾頻隙索引值,F(xiàn)表示數(shù)據(jù)包所占頻譜的頻隙數(shù),d表示頻譜的轉(zhuǎn)換度,整根光纖的頻譜范圍為[f1,fT]。
輔助圖的兩個頂點存在一條邊表示兩個頂點的數(shù)據(jù)包之間無頻譜沖突,需滿足以下兩個條件:a)兩個頂點的數(shù)據(jù)包來自相同輸入端輸入頻譜不重疊,或者兩個頂點的數(shù)據(jù)包來自不同的輸入端;b)兩個頂點的數(shù)據(jù)包去往相同輸出端輸出頻譜不重疊,或者兩個頂點的數(shù)據(jù)包去往不同的輸出端。
圖5所示,根據(jù)圖3所示到達的數(shù)據(jù)包的輸入頻譜和可行轉(zhuǎn)換的輸出頻譜建立輔助圖(假設(shè)LRSC的轉(zhuǎn)換度d=2)。輔助圖的頂點:A、B、C表示不同的數(shù)據(jù)包,下標為負數(shù)表示頻譜向左轉(zhuǎn)換,即向頻隙索引值更小的方向轉(zhuǎn)換;下標為正數(shù)表示頻譜向右轉(zhuǎn)換,即向頻隙索引值更大的方向轉(zhuǎn)換;下標為0表示不進行頻譜轉(zhuǎn)換。比如頂點A0表示數(shù)據(jù)包A的輸入頻譜[1,3]不進行轉(zhuǎn)換,所以輸出頻譜仍為[1,3];頂點C-1表示數(shù)據(jù)包C的輸入頻譜[5,6]向左轉(zhuǎn)換1度后輸出頻譜為[4,5]。頂點A0與C-1之間有邊相連,因為數(shù)據(jù)包A和C來自不同的輸入端,輸入頻譜不存在沖突,它們的輸出頻譜[1,3]和[4,5]也不存在沖突。
步驟2:為輔助圖中的每個頂點賦兩個權(quán)重。第一個權(quán)重是數(shù)據(jù)包所占頻譜的頻隙數(shù),用W1表示,W1=Fk,其中,k代表第k個數(shù)據(jù)包,F(xiàn)k代表第k個數(shù)據(jù)包的頻隙數(shù)。第二個權(quán)重是數(shù)據(jù)包傳輸過程中使用LRSC的數(shù)目,用W2表示,若數(shù)據(jù)包的輸入頻譜和輸出頻譜不一致,說明需要使用一個LRSC來進行頻譜轉(zhuǎn)換,則權(quán)重設(shè)為1;數(shù)據(jù)包的輸入頻譜和輸出頻譜一致,說明沒有進行頻譜轉(zhuǎn)換,不需要使用LRSC,則權(quán)重設(shè)為0。其中,fk,x代表第k個數(shù)據(jù)包輸入頻譜的首頻隙索引值,fk,y代表第k個數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)換后輸出頻譜的首頻隙索引值。
如圖5所示,為每個頂點賦兩個權(quán)重(W1,W2),比如頂點C-1(2,1):表示數(shù)據(jù)包C的輸入頻譜[5,6]向左轉(zhuǎn)換1度后輸出頻譜為[4,5],所以賦予第一個權(quán)重W1為2,第二個權(quán)重W2為1。
步驟3:根據(jù)圖著色算法得出輔助圖中的所有極大團。如A0(3,0),B2(1,1),C0(2,0)和A1(3,1),B-1(1,1),C0(2,0)是輔助圖中的兩組不同的極大團,分別著上不同的顏色,如圖5(a)和圖5(b)所示。
步驟4:分別求出每個極大團的兩個權(quán)重和,找出第一個權(quán)重和最大的所有極大團,再在第一個權(quán)重和最大的極大團中找出第二個權(quán)重和最小的極大團。根據(jù)最終找到的極大團對數(shù)據(jù)包進行調(diào)度。A0(3,0),B2(1,1),C0(2,0)為找到的第一個權(quán)重和最大情況下第二個權(quán)重和最小的極大團,數(shù)據(jù)包所占頻譜的總頻隙數(shù)為6,使用LRSC數(shù)目為1,即得出輸出數(shù)據(jù)包所占頻譜的總頻隙數(shù)最大情況下使用LRSC數(shù)目最少的調(diào)度方案。
最后說明的是,以上優(yōu)選實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制,盡管通過上述優(yōu)選實施例已經(jīng)對本發(fā)明進行了詳細的描述,但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當理解,可以在形式上和細節(jié)上對其作出各種各樣的改變,而不偏離本發(fā)明權(quán)利要求書所限定的范圍。