弹性光网络中基于频谱感知的能效资源分配与路径重配置方法.pdf

本发明涉及一种弹性光网络中基于频谱感知的能效资源分配与路径重配置方法，包括基于频隙利用率感知的频谱分配方式和基于频谱感知的路径重配置机制：基于频隙利用率感知的频谱分配方式是指在分配频谱资源时考虑路由路径的邻接链路上的频隙使用情况，选取在邻接链路上使用率高的频隙来传递业务请求，使得频谱资源更加整合从而减少网络中的频谱碎片以提高后续请求在其功耗最低路径上传输的成功率；基于频谱感知的路径重配置机制是指当一个请求的功耗最小的路径上的频谱资源被其他请求占用需要选择次优路径传输时，若该请求在次优路径上传输一段时间后发现占用该请求功耗值最低路径上的其他请求被释放，则将该请求的后续传输重配置到功耗最低路径上，尽可能地使请求通过其功耗最低的路径传输以减少整个网络的能耗。

权利要求书1.  一种弹性光网络中基于频谱感知的能效资源分配与路径重配置方法，其特征在于：该方法包括了基于频隙利用率感知的频谱分配方式和基于频谱感知的路径重配置机制：所述基于频隙利用率感知的频谱分配方式是指在分配频谱资源时考虑路由路径的邻接链路上的频隙使用情况，优先选取在邻接链路上使用率高的频隙窗口来传递业务请求，使得频谱资源更加整合从而减少网络中的频谱碎片以提高后续请求在其功耗最低路径上传输的成功率；所述基于频谱感知的路径重配置机制是指当一个请求的功耗最小的路径上的频谱资源被其他请求占用需要选择次优路径传输时，若该请求在次优路径上传输一段时间后发现占用他功耗值最低路径上的其他请求被释放，则将该请求的后续传输重配置到其功耗最低路径上，尽可能地使请求通过其功耗最低的路径传输以减少整个网络的能耗。2.  根据权利要求1所述的弹性光网络中基于频谱感知的能效资源分配与路径重配置方法，其特征在于：所述基于频谱感知的路径重配置机制具体包括以下几个步骤：1)如果请求因其功耗最小的路由路径上的频谱资源被其他请求占用而选择其他路由路径传输时，将该请求加入到可重配置请求链表，链表记录该请求当前的路由路径、当前路由路径的功耗、功耗最小路由路径、功耗最小路由路径的功耗和请求到达的时间；2)根据重配置后所能节约功耗的大小对这些请求进行降序排序，当多个请求节约的功耗相同时，后到达的请求排在前面；3)当网络中有请求被释放时，检查可重配链表中是否有请求可以被重配置，请求可重配一方面要求其功耗最小路径上能找到频谱放置窗口，另一方面要求功耗最低的路径中满足一致性的空闲频隙(该频隙在整条路径上都空闲)数不得低于光纤频隙总数的10％以避免重配置引起网络负载不均衡；4)如果有请求可以被重配置，将该请求当前的光路拆除，在其功耗最小的路径上为该请求上分配频谱资源，完成重配置；如果一个请求被释放后，有多个候选重配置请求都可以被重配置，只重配置第一个候选重配置请求以避免过度重配置所引起频谱碎片。3.  根据权利要求1所述的弹性光网络中基于频谱感知的能效资源分配与路径重配置方法，其特征在于：所述的频谱窗口的频隙使用率的计算方法，采用以下步骤：1)找出该业务传输路径的相关光纤链路，相关光纤链路是指流入该路径源节点的光纤，流出该路径目的节点的光纤，流入、流出该路径中间节点的光纤；2)链路l上各个频隙的使用情况可用F(F为每条光纤上的频隙数)位的二进制数组表示为代表其中链路l上第i个频隙的使用情况，表示该频隙空闲，表示该频隙被使用；3)计算各频隙在相关光纤链路上的使用状况UA，表示频隙i在相关光纤链路上的使用情况，LA为该路径的相关光纤链路集合；对于一个窗口(i为窗口的起始位置，j为窗口的终止位置)的频隙使用率为4.  根据权利要求1所述的弹性光网络中基于频谱感知的能效资源分配与路径重配置方法，其特征在于：所述的频谱放置窗口选择的方法为：如果路由路径中存在空闲频谱块其大小刚好等于请求所需的大小，直接将该空闲频谱块选定为频谱放置窗口；否则，选择频隙使用率最高的窗口，如果存在多个窗口频隙使用率都为最大，选择频隙位置低的窗口。5.  根据权利要求2所述的弹性光网络中基于频谱感知的能效资源分配与路径重配置方法，其特征在于：可重配请求链表用于存储可被重配置的请求的相关信息，包括该请求目前的传输路径、目前路径的功耗、功耗最低的路径、功耗最低路径的功耗以及请求的到达时间；链表中的请求按照重配置后能节约的功耗降序排列；如果存在多个请求节约的功耗相同，后到的请求排在前面。6.  根据权利要求2所述的弹性光网络中基于频谱感知的能效资源分配与路径重配置方法，其特征在于：判断可重配置请求链表中请求是否可以执行重配置的方法，包括以下步骤：1)根据基于频隙利用率感知的频谱分配算法，检查请求在其功耗最小的路径上是否有频谱放置窗口；2)如果找不到频谱放置窗口，该请求不能执行重配置；如果找到频谱放置窗口，再检查功耗最小路径上的频隙使用情况，如果该路径满足频谱一致性的空闲频隙少于光纤总频隙的10％，则不能执行重配置，反之则能。

说明书弹性光网络中基于频谱感知的能效资源分配与路径重配置方法
技术领域
本发明属于光纤通信技术领域，涉及一种弹性光网络中基于频谱感知的能效资源分配与路径重配置方法。
背景技术
随着高带宽需求应用，如HDTV(高清电视)、视频会议、多媒体远程教育等的快速发展，网络的带宽资源日趋紧张。目前骨干网中部署的WDM网络通过波分复用技术，将多个波长信道复用到一根光纤中传输，以提升单根光纤的传输带宽。但是WDM(波分复用)光网络遵循ITU-T的固定频率栅格标准，存在网络频谱资源配置不灵活、能耗高等问题，以至于难以满足未来海量信息的传输需求。基于此M.Jinno等人提出了弹性光网络，弹性光网络基于OFDM(正交频分复用)技术具有频率栅格粒度更小、支持子载波频谱部分重叠等优势，避免了建立光路时分配过多频谱而造成的资源浪费，极大地提高了频谱资源的利用率，被认为是极具潜力的下一代光传送网络。
随着网络流量的激增，网络的能耗也在快速地增长。2012年ICT(信息和通信技术)行业的能耗大致占全球能耗的2％，并且以每年10％的年速率增长。倡导高效、节能、环保的通信服务，推动ICT产业可持续发展已刻不容缓。相比于传统的WDM网络弹性光网络的节能路由频谱方法更加的灵活也更加的复杂，不同的路由以及不同的调制格式都可能使得传送某个请求的能耗不同。现有的节能路由频谱分配算法选用功耗最小的路由和调制等级组合来传递请求，并采用首选即中的频谱分配方式分配频谱资源。这种节能路由频谱分配算法比较适用于请求只建立连接不拆除连接的网络规划阶段，并不适用于网络运营阶段。因为在网络运营阶段，网络中请求连接动态的建立和释放会产生大量的频谱碎片，频谱碎片可能会导致请求功耗最小的路由路径不可用，甚至可能会导致请求阻塞。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种光网络中基于频谱感知的能效资源分配与路径重配置方法，在为请求分配频隙资源时，该方法根据路由路径邻接光纤线路上的频隙使用情况，选用频隙使用率高的频谱窗口以使得频谱资源更加整合，从而减少网络中的频谱碎片，提高后续业务在其功耗最低路径上传输的成功率；针对那些在次优路径上传送的请求，当有其它请求释放传输资源后，如果有请求的路径可以被重配置，将这些在次优路径上传输的请求重 配置到其功耗最小的最优路径上传输，从时域上减少传送该请求的功耗。以上两个步骤可以降低网络中的带宽阻塞率，提高网络的能效。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种弹性光网络中基于频谱感知的能效资源分配与路径重配置方法，该方法包括了基于频隙利用率感知的频谱分配方式和基于频谱感知的路径重配置机制：
所述基于频隙利用率的频谱分配方式是指在分配频谱资源时考虑路由路径的相关光纤链路上的频隙使用情况，选取在邻接链路上使用率高的频隙来传递业务请求，使得频谱资源更加整合从而减少网络中的频谱碎片以提高后续请求在其功耗最低路径上传输的成功率；
所述基于频谱感知的路径重配置机制是指当一个请求的功耗最小的路径上的频谱资源被其他请求占用需要选择次优路径传输时，若该在次优路径上传输一段时间后发现占用该请求功耗值最低路径上的其他请求被释放，则将该请求的后续传输重配置到其功耗最低路径上，尽可能地使请求通过其功耗最低的路径传输以减少整个网络的能耗。
进一步，所述基于频隙利用率感知的频谱分配方式具体包括以下几个步骤：
1)找出该路由路径上所有可行的候选频谱放置窗口；所述候选频谱放置窗口是指路径上满足频谱一致性和连续性约束的潜在频谱放置窗口；
2)由于每条链路由一对反向的有向光纤构成，先找出该路由路径的所有相关光纤链路，这里的相关光纤链路是指流入源节点的光纤、从目的节点流出的光纤以及流入、流出路由路径中间节点的光纤；
3)统计业务传输路径的相关光纤链路上的各个频隙使用情况，计算各个候选频谱放置窗口的频隙使用情况，选择频隙使用率高的候选窗口为该请求的频谱放置窗口；如果路由路径上存在一个大小刚好等于请求所需频隙大小的空闲频谱块，直接选用这个空闲频谱块为请求的频谱放置窗口，不用考虑相关光纤线路的频隙使用情况。
进一步，所述基于频谱感知的路径重配置机制具体包括以下几个步骤：
1)如果请求因其功耗最小的路由路径上的频谱资源被其他请求占用而选择其他路由路径传输时，将该请求加入到可重配置请求链表，链表记录该请求当前的路由路径、当前路由路径的功耗、功耗最小路由路径、功耗最小路由路径的功耗和请求到达的时间；
2)根据重配置后所能节约功耗的大小对这些请求进行降序排序，当多个请求节约的功耗相同时，后到达的请求排在前面；
3)当网络中有请求被释放时，从头到尾依次检查可重配请求链表中是否有请求可以被重配置，请求可重配一方面要求其功耗最小路径上能找到频谱放置窗口，另一方面要求功耗最 低的路径中满足频谱一致性的空闲频隙不得于少于光纤总频隙的10％以避免重配置引起网络负载不均衡；
4)如果有请求可以被重配置，将该请求当前的光路拆除，在其功耗最小的路径上为该请求上构建光路、分配频谱资源，完成重配置；如果一个请求被释放后，链表中有多个请求都可以被重配置，只重配置第一个请求以避免过度重配置所引起的频谱碎片。
进一步，所述的候选频谱窗口的频隙使用率的计算方法，采用以下步骤：
1)找出该业务传输路径的相关光纤链路，相关光纤链路是指流入该路径源节点的光纤，流出该路径目的节点的光纤，流入、流出该路径中间节点的光纤；
2)链路l上各个频隙的使用情况可用F(F为每条光纤上的频隙数)位的二进制数组表示为代表其中链路l上第i个频隙的使用情况，表示该频隙空闲，表示该频隙被使用；
3)计算各频隙在相关光纤链路上的使用状况UA，表示频隙i在相关光纤链路上的使用情况，LA为该路径的相关光纤链路集合；对于一个窗口(i为窗口的起始位置，j为窗口的终止位置)的频隙使用率为
进一步，所述的频谱放置窗口选择的方法为：如果路由路径中存在空闲频谱块其大小刚好等于请求所需的大小，直接将该空闲频谱块选定为频谱放置窗口；否则，选择频隙使用率最大的窗口，如果存在多个窗口频隙使用率都为最大，选择频隙位置低的窗口。
进一步，可重配请求链表用于存储可被重配置的请求的相关信息，包括该请求目前的传输路径、目前路径的功耗、功耗最低的路径、功耗最低路径的功耗以及请求的到达时间；链表中的请求按照重配置后能节约的功耗(当前路径的功耗-功耗最低路径的功耗)降序排列；如果存在多个请求节约的功耗相同，后到的请求排在前面。
进一步，判断可重配置请求链表中请求是否可以执行重配置的方法，包括以下步骤：
1)根据基于频隙利用率感知的频谱分配算法，检查请求在其功耗最小的路径上是否有频谱放置窗口；
2)如果找不到频谱放置窗口，该请求不能执行重配置；如果找到频谱放置窗口，再检查功耗最小路径上的频隙使用情况，如果该路径满足频谱一致性的空闲频隙少于光纤总频隙的10％，则该请求不能执行重配置，反之则能。
本发明的有益效果在于：本方法在为请求分配频谱资源时，优先选择在传输路径上相关光纤链路上频谱使用率高的频隙窗口，从而使得频谱资源更加整合以减少了网络中的频谱碎 片，提升了请求在功耗最低路径上传输的成功率；此外，针对那些在次优路径上传输的请求，该方法设计了一种路径重配置机制，将这些请求重配置到他们相应的功耗最小的路径上，从而减少传输该请求所需的能耗。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：
图1为演示网络的拓扑图；
图2为光纤线路上各频隙的使用示意图；
图3为候选频谱放置窗口示意图图；
图4为路由路径相关光纤上线路的频隙使用示意图；
图5为基于频谱感知的能效资源分配与路径重配置流程图；
图6为基于频隙利用率感知的频谱分配流程图；
图7为基于频谱感知的能效资源重配置流程图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。
针对现有的能效路由频谱分配算法因网络中存在大量的频谱碎片，导致请求功耗最小的路径不可用而不得不选择次优路径传输，甚至会导致请求阻塞的问题，本发明设计了一种基于频谱感知的能效资源分配与路径重配置方法。该算法由两部分组成，基于频隙利用率感知的频谱分配算法和基于频谱感知的路径重配置。基于频隙利用率感知的频谱分配算法优先选用业务传输路径的相关光纤链路上使用率高的频隙，从而使得频谱资源更加的整合，以减少频谱碎片，提高后续请求在其功耗耗最小的路径上传输的成功率；基于频谱感知的路径重配置通过将在次优路径上传送的请求重配到其功耗最低的路径上，从而降低传送该请求所需的能耗以及减少该请求所占用的频谱资源。
由于只考虑了底层的光网络，能耗主要由三部分构成：带宽可变的转发器、光交叉连接器和光放大器。其中表1为单个子载波在不同调制等级下的传输容量、传输距离以及收发机的功耗。带宽可变的光交叉连接器的功耗如公式(1)所示，其中N为节点的度数，α为该节点处上下路的业务数。网络中每条链路由一对反向的有向光纤构成，链路上每个80Km需放置一对方向的光放大器，每个放大器的功耗为30W，此外，每个光放大器放置处会有140W的额外开销。在网络运营时，光交叉连接器和光放大器是一直保持开启状态的，转发器只有在收发业务时才开启。
表1单个子载波在不同调制等级下的传输容量、功耗和传输距离

PCOXC(W)＝N·85+α·100+150      (1)
现有的节能路由频谱分配算法是这样实现的。当一个请求R(s，d，B)带来时，其中s为源节点、d为目的节点、B为请求的带宽，计算源节点和目的节点之间的前K条最短路径。为每条路径选择功耗最低的调制格式，具体操作如下：根据每条路径的长度以及表1，找出所有满足该路径长度限制的可行调制格式；根据公式(2)，计算出各个可行调制等级下所需的子载波数目存在NoDataSubc变量中，式(2)中的TR。Cap为相应调制格式下单个子载波的传输容量；根据公式(3)计算出相应调制格式下收发机的功耗PCTRANS，式中PCSUBC为相应调制等级下一个子载波收发机的功耗；选择功耗最低的调制格式与该路径组成路径调制格式组合；将这K个路径与调制格式组合并按照他们的功耗升序排序，通过首选即中的频谱分配算法检查这些路径与调制格式组合，直至找到一对能成功传递该请求的路径与调制格式组合。

PCTRANS＝NoDataSubc×PCSUBC        (3)
现有的这种节能路由频谱分配算法的频谱配比较适用于静态的网络环境，因为在静态的网络环境下不涉及请求的释放；然而，在动态的网络环境中请求的到达时间、结束时间、持续时间以及请求的大小都是随机的，请求连接随机的建立势必会导致网络中产生大量的频谱碎片。频谱碎片可能会导致请求功耗最小的路劲不可用而选择功耗次小的路径传输，甚至可能会导致请求被阻塞掉。如附图1所示假设有一个从A到B的大小为30Gbps的请求，从图1中可以看出，存在3条路径，即A-D，A-E-D和A-B-C-D。考虑到A-D路径的传输距离较短我们为其选择较高的调制等级以提高能效和频谱效率，这里假设我们选择的是QPSK(正交相移键控)；由于路径A-E-D和路径A-B-C-D的距离都较长，为了保证其传输质量我们选择BPSK(二相相移键控)这种低调制等级的调制格式。根据公式(2)和公式(3)，可以计算出在A-D传送该请求需要2个子载波且收发机的功耗为266.832W，在A-E-D和A-B-C-D上传输时需要4个子载波且功耗为337.122W。虽然路径A-D的收发机功耗最小，也有带宽足够的空闲频谱块(如附 图2所示)，但是由于频谱碎片的影响这些空闲频谱块不满足频谱连续性的约束，因此路径A-D不可用。为了避免请求被阻塞，我们选择能耗次小的路径A-E-D来传送该请求。
由上分析可知，网络的频谱碎片对网络的能耗有着重要的影响，合理的频谱分配能减低网络中的频谱碎片，提高网络的能效。基于此，本发明首先提出了一种基于频隙利用率感知的频谱分配方式，使得网络中的频谱资源更加整合以减少频谱碎片，提高请求在能耗最低的路径上传输的成功率。以上面所提到的那个请求为例，由于路径A-D不可用，所以选用路径A-E-D来传送该请求。首先，计算路径A-E-D上的候选频谱窗口，具体操作如下：光纤l上各个频隙的使用情况用F(F为每条光纤上的频隙数)位的二进制数组表示为代表其中光纤l上第i个频隙的使用情况，表示该频隙空闲，表示该频隙被使用。多条光纤组成的路径的频隙使用情况可通过路径上每条链路同一位置的频隙进行逻辑“或”运算得到，即
UL=∪l∈L(r)Ul---(4)]]>
在式(4)中，L(r)代表组成路径r上的链路集合。找出UL上的所有连续空闲频谱块，当连续空闲频谱块的大小刚好等于请求的大小时，将该频谱块设置为候选频谱放置窗口；当连续空闲频谱块大于请求的大小时，我们在该连续空闲频谱上找出两个候选频谱放置窗口，第一个候选频谱放置窗口的起始位置为该连续空闲频谱块起始位置，第二个候选频谱放置窗口的结束位置为该连续空闲频谱块的结束位置。如附图3所示，对一个需要3个频隙的请求，路径A-E-D上两条链路相或运算后可以得到3个候选的频谱配置窗口，即(3-5)、(8-10)和(10-12)。如果该路径上找不到候选频谱窗口，则请求不能在该路径上传输。为了避免频谱碎片化，带宽请求一般应放置在紧邻已占用的频谱位置旁，因此我们并没有考虑窗口(9-11)。然后找出该条路由路径的相关光纤链路。相关光纤链路是指可能存在直接影响的光纤线路，流入该业务传输路径源节点光纤(如B-A、D-A)，流出该业务传输路径目的节点的光纤(如D-C、D-A)以及流入、流出该业务传输路径中间节点的光纤。然后，计算各频隙在相关光纤链路上的使用状况UA，表示频隙i在相关光纤链路上的使用情况，LA为该路径的相关光纤链路集合。对于一个窗口(i为窗口的起始位置，j为窗口的终止位置)的频隙使用率为该值越大表明这一频谱窗口中的频隙在相关光纤线路上使用的次数越多。如附图4所示，窗口(3-5)的频隙在相关光纤链路上的使用状况为3+2+2＝7，窗口(8-10)的邻接频隙在相关光纤链路上的使用状况为4+1+3＝8，窗口(10-12)的邻接频隙在相关光纤 链路上的使用状况为3+3+2＝8。当存在多个窗口的频隙使用情况相同时，如这里的频隙窗口(8-10)和窗口(10-12)，我们优先选用频隙编号位置低的窗口。值得注意的是，若果该路由路径中存在空余连续频谱块的大小刚好等于请求所需的频谱块时，如这里的窗口(3-5)，我们直接将这样的窗口分配给该请求，不用考虑该窗口的相关光纤链路上的频隙使用情况。因此，对于上述的连接请求，我们分配的频隙为频隙3、频隙4和频隙5。
下面将结合附图5对本发明的基于频谱感知的一种灵活光网络能效资源分配与路径重配置方法进行详细的介绍。具体流程可分为下面几个步骤：
Step 1：构建一个可重配置请求链表，用于存储在次优路径上传输的请求的相关信息，包括请求当前的传输路径、当前路径上的功耗、该请求功耗最低的路径、功耗最低路径上的功耗；
Step 2：若是请求到来，转至Step 3，否则，转制Step 9；
Step 3：计算该请求源节点和目的节点之间的前K条最短路径，K为网络平均节点度数向下取整；
Step 4：为每条路径选择使得发射机功耗最小的可行调制等级，可行调制等级是指满足该路径长度约束的调制等级,根据发射机的功耗升序排列这K个路径和调制等级组合；
Step 5：根据基于频隙利用率感知的频谱分配方式依次查询这K条路径直到找到候选频谱放置窗口，一旦找到候选频谱放置窗口，将该路径选为请求的路由路径，转至Step 6，否则，该请求阻塞，转至Step 2；
Step 6：该路径上如果存在大小刚好等于请求大小的空闲频谱块，将该频谱块选为请求频谱放置窗口，资源配置完成，转至Step 8，否则，转至Step 7；
Step 7：找出该路由路径的所有相关光纤链路，计算各个频隙在相关光纤链路上的使用情况，计算各个候选频谱放置窗口的频隙使用情况，将频隙使用率高的频谱窗口分配给该请求，如果存在多个频隙使用率最高的窗口选择位置低的窗口，资源配置完成；
Step 8：如果该路由路径不是功耗最小的路径，将该请求插入可重配置请求链表，转至Step 2，否则，直接转至Step 2；
Step 9：释放该请求，如果该请求时可重配置请求链表中的请求，将其从链表中删除；
Step 10：检查可重配置请求链表是否为空，若果为空，转至Step 2，否则，转至Step 11；
Step 11：检查可重配置请求链表中是否有请求可被重配置，如果没有，转至Step 2，否则，转至Step 12；
Step 12：在该请求最小功耗路径上为其分配频谱资源、建立光路，将该请求原来的光路 拆除，重配置完成，转至Step 2；
下面将结合附图6对本发明的第一部分-基于频隙利用率感知的能效资源分配流程进行详细的说明，具体流程可分为下面几个步骤：
Step 1：将路径上表示的各条链路频隙使用状况的F(F为每条光纤上的频隙数)位的二进制数组进行按位或操作，从而路径上得到满足频谱一致性的频谱块；
Step 2：从上一步骤或操作得到的结果UL中找出所有连续(满足频谱连续性约束)的空闲频谱块。当连续空闲频谱块的大小刚好等于请求的大小时，选择该连续频谱块为请求的频谱放置窗口，转至步骤5；当连续空闲频谱块大于请求的大小时，我们在该连续空闲频谱块中找出两个候选频谱放置窗口，第一个候选频谱放置窗口的起始位置为该连续空闲频谱块起始位置，第二个候选频谱放置窗口的结束位置为该连续空闲频谱块的结束位置；如果该路径上不存在大于等于请求大小的空闲频谱块，表明请求不能再该路径上传输，算法结束；
Step 3：找出该传输路径的所有相关光纤链路，计算表示相关光纤上的各个频隙使用状况F位的二进制数组表示频隙i在业务传输路径的相关光纤链路上的使用情况，LA为该路径的相关光纤集合。
Step 4将窗口中各个频隙在相关光纤链路上的使用状况进行相加得到各个候选频谱放置窗口的频隙使用状况，将相关光纤链路上频隙使用高的候选频谱放置窗口选为频谱放置装口；当多个窗口的频隙使用状况相同时，我们选用频隙位置低的窗口作为频谱放置窗口；
Step 5：分配频谱资源，算法结束。
上述的基于频隙利用率感知的频谱分配流程虽然能一定程度的减少网络中的频谱碎片，提高请求在功耗最低路径上传输的成功率，但是随着连接动态的建立与释放，网络中仍然会生成一些频谱碎片。频谱碎片以及先前到来的请求对该路径频谱资源的占用仍然会导致部分请求不能在其功耗最小的路径上传送。针对这种情况，本发明提出了一种基于频谱感知的路径重配置机制来进一步提升网络的能效。基于频谱感知的路径重配置通过将在次优路径上传输的请求重配置它功耗最小的路径上，从时域上减少传输该请求所需的能耗。我们仍用上面的例子进行说明，一个从A到D的请求由于最优路径A-D因缺乏满足约束的空闲频隙而不得不选择次优路径A-E-D来传输。为了不失一般性，我们假设该请求的持续时间为T，如果不进行重配置那么传送这个请求收发机的能耗为337.122*T(Joule)。假如一段时间T1后原来占用路径A-D上资源的请求被释放了，我们将在A-E-D上的请求重配置到链路A-D上进行传输，此时传送该请求收发机的能耗为337.122*T1+266.832*(T-T1)，通过资源重配置传递该请求节约的能耗为(337.122-266.832)*(T-T1)。从上面的分析可以看出，重配请求能有效地 减少传送该请求所需的能耗。
下面将结合附图7对本发明的第二部分-基于频谱感知的能路径重配置机制进行详细的说明，具体流程可分为下面几个步骤：
Step 1：构建一个可重配置请求链表，用于存储可被重配置的请求(在次优路径上传输的请求)的相关信息，包括请求当前的传输路径、当前路径上的功耗、该请求功耗最低的路径、能耗最低路径上的功耗以及请求的到达时间；
Step 2：等待下一个事件的到来，若是请求到来，转至Step3，否则，转至Step5；
Step 3：当一个请求到来，为请求找出路径、调制格式以及频谱放置窗口组合，如果为请求选择的路由路径不是收发机功耗最小的路径，将该请求加入到可重配置请求链表；
Step 4：计算链表中各个请求经过重配置后能节约的功耗(当前路由路径收发机的功耗减去功耗最小路径上收发机的功耗)，将这些请求按照能节约功耗的大小降序排列，如果存在多个请求节约的功耗相同，后到的请求排在前面；
Step 5：请求释放，检查该释放的请求是否在可重配置请求链表中，如果在，将其从链表中删除；
Step 6：根据基于频谱整合的频谱分配算法，依次检查可重配置请求链表中请求在其功耗最小的路径上是否有频谱放置窗口，一旦有请求找到频谱放置窗口，转至Step7，如果可重配置请求链表中所有请求都找不到频谱放置窗口或不可重配置，转至步骤2；
Step 7：检查功耗最低路径的频隙使用情况，如果该路径上满足频谱一致性的频隙个数大于光纤频隙总数的10％，请求可执行重配置，将请求原来所建立的光路拆除，用Step6中找到的频谱放置窗口为该请求建立光路，完成该请求的重配置，转至Step2；否则，该请求不可重配置，如果链表中所有请求都被检查过，转至Step2，否则，检查下一个请求，转至Step6。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。