发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种波分复用WDM网络中配置设备的方法及装置,旨在解决现有技术中存在的WDM网络规划中设备配置过程过于繁琐的问题。
为实现上述目的,本发明实施例采用如下的技术方案:
一种波分复用WDM网络中配置设备的方法,所述的方法包括如下步骤:
a0、根据各节点的业务需求,确定当前网络拓扑形式和全网的业务及波分复用网络所承载的各条业务经过的链路;
a、根据WDM网络所承载的各条业务经过的链路Link之间的约束参数值的函数关系,将所述的各条业务经过的链路的约束参数值进行函数计算,得出所述的各条业务接收端的最终约束参数值;
b1、将所述的各条业务接收端的最终约束参数值与所述的各条业务接收端的设备容限值进行比较,如果所述的最终约束参数值不在所述的设备容限值范围之内,则转步骤b2,否则转步骤b3;
b2、确定不达标的业务,并根据所述的不达标业务经过的链路确定所有需要调整的链路,然后对所述的需要调整的链路的约束参数值进行调整,具体为:以链路为单位分区段进行约束参数值的调整,在完成一个链路区段调整之后,经过此区段上的所有业务的约束参数值在此区段上可用,将所有网上链路调整完毕,使各条业务接收端的最终约束参数值在各条业务接收端的设备容限值范围之内;
b3、根据所述的各条业务经过链路的约束参数值配置所述的波分复用网络中设备。
本发明实施例还提供了一种配置WDM网络中设备的装置,所述的装置包括:
最终约束参数值分析单元,用来根据各节点的业务需求,确定当前网络拓扑形式和全网的业务及波分复用网络所承载的各条业务经过的链路,并根据WDM网络所承载的各条业务经过的链路Link之间的约束参数值的函数关系,将所述的各条业务经过的链路的约束参数值进行函数计算,得出所述的各条业务接收端的最终约束参数值,并将所述的各条业务接收端的最终约束参数值传输到比较标定单元;
比较标定单元,用来将所述的各条业务接收端的最终约束参数值与所述的各条业务接收端的设备容限值进行比较,并根据比较结果标定所述的接收端的设备容限值低于所述的接收端最终约束参数值的下限或者接收端的设备容限值高于接收端最终约束参数值上限的业务所经过的Link;
调整单元,用来调整所标定的Link的约束参数值;其中,
所述调整单元,还用来将调整后链路的约束参数值传输到所述的最终约束参数值分析单元;
所述最终约束参数值分析单元,还用来根据调整后链路的约束参数值确定所述的各条业务接收端的最终约束参数值,将新的最终约束参数值传输到所述比较标定单元,
所述比较标定单元,还用来再进行比较标定,对不能满足要求的链路再进行调整,直至所有业务接收端的设备容限值都在其最终约束参数值范围之内。本发明实施例克服现有技术的不足,采用将WDM网络承载的各条业务接收端的设备容限值与各条业务接收端的最终约束参数值进行比较,并根据比较结果确定不达标的业务,标定所有不达标业务经过的Link,然后对不达标业务经过的Link统一调整的技术方案,可以优化网络规划流程,达到减少模型运算工作量的目的,以节约规划成本,满足大型的WDM网络规划的需求;同时,本发明实施例提供的技术方案还能够优化设备规格,达到降低网络Capitalexpenditures(CapEx基本建设费用)的目的。
具体实施方式
本发明实施例的基本原理是将WDM网络承载的各条业务接收端的设备容限值与各条业务的接收端的最终约束参数值进行比较,并根据比较结果确定接收端的设备容限值低于接收端最终约束参数值的下限或者接收端的设备容限值高于接收端最终约束参数值上限的业务,标定这些业务经过的Link,以Link(链路)为单位分区段进行约束参数值的调整,在完成一个Link区段调整之后,经过此区段上的所有业务的约束参数值在此区段上可用,将所有网上Link调整完毕后,所有业务同时全部可用。
本发明实施例所述的方法具体包括如下步骤:
1、依据实际业务需求,建立网络拓扑和路由;
2、根据WDM网络承载的各条业务所经过的Link链路连接关系确定约束参数值,建立各个链路的Link Matrix(LM链路矩阵);
3、根据业务路由关系和步骤2中确定的约束参数值,建立各条业务的Traffic Matrix(TM业务矩阵);
4、根据各条业务接收端设备容限值建立Limited Matrix(LiM)矩阵(设备容限矩阵);
5、将TM中各条业务的最终的约束参数值与LiM中的各条业务接收端设备容限值作比较,对接收端的设备容限值低于接收端最终约束参数值的下限或者接收端的设备容限值高于接收端最终约束参数值上限的业务进行标记,并执行步骤6;如果所有业务参数全部达标,则直接执行步骤10;
6、对不达标的业务进行分析,找出原因,定位到接收端的设备容限值低于接收端最终约束参数值的下限或者接收端的设备容限值高于接收端最终约束参数值上限的业务所经过的Link,并进行标记;
7、对步骤2中的矩阵LM中的不达标Link的约束参数值进行调整;
8、根据调整后的LM中的约束参数值修改TM中的约束参数值;
9、重复步骤5;
10、以约定的方式进行结果输出。
为了使本发明实施例的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
本发明实施例流程如图1所示,具体包括如下步骤:
1、首先根据各节点的业务需求,确定当前网络拓扑形式和全网的业务及其路由;
本实施例所述的网络拓扑模型如图2所示,由6个节点组成,每个节点通过一条或多条Link与其他网络节点相连,网络中的业务由一条或多条Link组成。
本实施例中假定所有网上业务为同一级别,即本网络拓扑中,可以忽略不同级别业务之间的关系处理问题,任一节点都可以进行业务的上路和下路处理,即业务可以在本网络拓扑中的任一点进行产生和终结。
2、建立如表1所示的Link Matrix(LM),其中的Link ID为各业务路由所经过的链路标识,参数值为对经过该链路的业务所引入的约束参数值,即,针对所传输的业务信号在光层传输的过程中引入的对信号质量进行度量的参数的变化值(如,OSNR降低值、CD/PMD等的增长值);
本表包括两个部分,第一部分为各Link区段的标识;第二部分为一个或多个约束参数值。其中的约束参数值可以选用两相邻节点间具有代表性的参数,主要是对Link中引起业务质量损伤的主要因素进行数值衡量,如两相邻节点间距离、Link的OSNR、CD、DGD等。在实际操作过程中,可以只使用其中一个或多个关键的参数值进行考量,也可以对所有参数值进行调整;可以同时进行所有参数值的调整,也可以对各个参数进行分开调整。
表1中的L1、L2...等为根据图1的网络拓扑关系标记的每段Link的代码,OSNR为波分网络系统中的一种约束参数值,其值沿业务路由递减,本实施例中,只以OSNR为例进行说明,如果考虑的约束参数值不只一个,比如增加CD、DGD等,则Link Matrix如表1所示:
表1多个约束参数的Link Matrix
3、根据各业务路由经过的Link建立Traffic Matrix(TM),其中的TrafficID为各lightpath(光路)业务,L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7为图2网络拓扑中所示的Link,OSNR值为从业务源端经过各个Link之后的最终约束参数值;
在建立Traffic Matrix之前,首先将各业务拆解为由Link组成的业务,并以Link来替代原来作为整体的业务,建立如表2所示的路由源宿表,这样就将LM与后面的TM关联起来,在实际的应用中,此表并不需要实际体现,此处为说明方便。
表2中的路由源宿以起止节点号表示,在拓扑图中,以顺时钟方向进行数据传输:
Traffic ID |
业务源宿 |
Traffic ID |
业务源宿 |
T1 |
NE1-NE6 |
T12 |
NE6-NE1 |
T2 |
NE1-NE3 |
T11 |
NE3-NE1 |
T3 |
NE1-NE4 |
T10 |
NE4-NE115 |
T4 |
NE1-NE2-NE5 |
T9 |
NE5-NE4-NE1 |
T5 |
NE2-NE3-NE6 |
T8 |
NE6-NE5-NE2 |
T6 |
NE6-NE4 |
T7 |
NE4-NE6 |
表2业务路由源宿表
然后将表2中由源宿表示的路由信息改为有Link表述的路由信息,产生表3:
Traffic ID |
L1 |
L2 |
L3 |
L4 |
L5 |
L6 |
L7 |
T1 |
1 |
|
|
|
1 |
1 |
|
T2 |
1 |
|
|
|
1 |
|
|
T3 |
1 |
|
1 |
|
1 |
1 |
1 |
T4 |
1 |
|
|
1 |
|
|
|
T5 |
|
|
|
|
1 |
1 |
|
T6 |
|
|
1 |
|
|
|
1 |
T7 |
1 |
1 |
|
|
1 |
1 |
|
T8 |
|
|
|
1 |
|
|
1 |
T9 |
|
1 |
1 |
|
|
|
|
T10 |
|
1 |
|
|
|
|
|
T11 |
|
1 |
1 |
|
|
1 |
1 |
T12 |
|
1 |
1 |
|
|
|
1 |
表3业务路由Link表
然后将与每一特定业务相关的Link的参数(从表1中获取)代入表3,并利用事先已经确定的参数间函数关系,将各段Link之约束参数值进行函数计算,得出各段链路的约束参数值在整体上对业务的影响,代入参数以及进行函数计算得出如表4所示的Traffic Matrix(TM)。
TM表由三部分组成,第一部分为Traffic ID,第二部分为代入的业务使用到的Link的约束参数值,第三部分为根据代入的约束参数值进行函数计算后在本业务接收端的最终值。
本实施例中,使用OSNR(dB)为代表进行说明,各Link间OSNR参数的函数关系为:
其中,x为表1中的参数值,f(x)为该链路的约束参数对整个端到端业务影响的一个权重值,这些权重值通过下面的公式累加并做对数后就可以确定这条端到端业务针对这个约束参数的最终值;
其中f(x
n),n∈(1,2,...,N),f(y)为各个Link的参考量进行叠加后在业务接收端的最终值,f(x
n)为本业务所使用的Link的OSNR权值。
根据表1和表3进行代入和函数计算后得出的Traffic Matrix(TM)如表4所示,其中,La、Lb、......、Le分别表示各个业务顺序对应的Link,即La表示组成业务的第一个Link,Lb为第二条Link,......,Le表示最后一条Link,如果某业务只由两段Links组成,则表中Lc、Ld和Le为NULL或空格,依此类推,如果某业务只由三段Links组成,则表中Ld和Le为空格。
Traffic ID |
La |
Lb |
Lc |
Ld |
Le |
OSNR(dB) |
Match |
T1 |
20 |
20 |
15 |
|
|
12.87 |
NULL |
T2 |
20 |
20 |
20 |
|
|
15.23 |
NULL |
T3 |
20 |
14 |
20 |
15 |
14 |
8.82 |
NULL |
T4 |
20 |
16 |
|
|
|
14.54 |
NULL |
T5 |
20 |
15 |
|
|
|
13.81 |
NULL |
T6 |
14 |
14 |
|
|
|
10.99 |
NULL |
T7 |
20 |
15 |
20 |
15 |
|
10.80 |
NULL |
T8 |
16 |
14 |
|
|
|
11.88 |
NULL |
T9 |
15 |
14 |
|
|
|
11.46 |
NULL |
T10 |
15 |
|
|
|
|
15.00 |
NULL |
T11 |
15 |
14 |
15 |
14 |
|
8.45 |
NULL |
T12 |
15 |
14 |
14 |
|
|
9.54 |
NULL |
表4Traffic Matrix(表-TM)
4、根据各条业务接收端设备容限值建立Limited Matrix(LiM)矩阵;
在波分系统中,设备的损耗是以特定方式(指线性或非线性方式)叠加的,因此光通道中,发端的信号质量是最好的,在光路中间点各项参数指标比发端稍有劣化,在接收端各项指标达到劣化顶点。如果能保证信号在劣化顶点的质量依然满足接收端需求,则可以保证在中间各点也能满足需求,因此接收端达标值就是各业务终结点Link的达标值。
依据此原则,可以根据每条业务的最后一段链路上的接收设备所具有的各个容限值建立Limited Matrix(LiM)矩阵,也可以只对网络中存在业务相关的Link建立LiM矩阵,并在将来新建业务并涉及到LiM表未包含的Link时进行LiM矩阵信息扩展。
LiM表中设备容限值的容限范围包括以下几种情况:1、只有下限值,没有上限值,此时只需要列出下限值;2、只有上限值没有下限值,此时只需要列出上限值;3、参数值必须在一个区间内才符合要求,此时必须明确给出上限和下限值。
如表5所示的Limited Matrix,其中,OSNR为只有下限没有上限的参数,OSNR Tolerance Min为业务接收端的最小可接受的OSNR参数值,OSNRTolerance Max为业务接收端的最大可接受的OSNR参数值。
表5Limited Matrix
在实际使用表5时可依据需求进行相应扩展,扩展方式包括关键参数扩展等。
5、将TM中各条业务的最终的约束参数值与LiM中的各条业务接收端设备容限值作比较,对接收端的设备容限值低于接收端最终约束参数值的下限或者接收端的设备容限值高于接收端最终约束参数值上限的业务进行标记,并执行步骤6;如果所有业务的最终约束参数值都在各条业务接收端设备容限值范围之内,则执行步骤7;
将TM中OSNR接收端参数值与LiM中容限值进行比较,当实际参数值落入由上下限界组成的区间时,符合度为“0”,意即完全符合,后继不需要调整;当实际参数值小于下限界时,符合度为“-1”,实际参数需要向上限值方向调整;当实际参数值大于下限界时,符合度为“1”,实际参数需要向下限值方向调整,并根据比较结果在TM表中填写各业务的Match(符合)栏,填写后的TM表如表6所示:
Traffic |
La |
Lb |
Lc |
Ld |
Le |
OSNR |
Match |
T1 |
20 |
20 |
15 |
|
|
12.87 |
-1 |
T2 |
20 |
20 |
20 |
|
|
15.23 |
-1 |
T3 |
20 |
14 |
20 |
15 |
14 |
8.82 |
-1 |
T4 |
20 |
16 |
|
|
|
14.54 |
-1 |
T5 |
20 |
15 |
|
|
|
13.81 |
-1 |
T6 |
14 |
14 |
|
|
|
10.99 |
-1 |
T7 |
20 |
15 |
20 |
15 |
|
10.80 |
-1 |
T8 |
16 |
14 |
|
|
|
11.88 |
-1 |
T9 |
15 |
14 |
|
|
|
11.46 |
-1 |
T10 |
15 |
|
|
|
|
15.00 |
0 |
T11 |
15 |
14 |
15 |
14 |
|
8.45 |
-1 |
T12 |
15 |
14 |
14 |
|
|
9.54 |
-1 |
表6填入比较结果后的Traffic Matrix
6、根据表6对不达标的业务进行分析,定位到特定的Link并进行标记,对LM中的约束参数值进行调整,然后根据调整后的LM表中的约束参数值修改TM表中的各条链路的约束参数值以及最终的约束参数值,重复步骤5,直至所有的业务都达标;
依据表表3和表6,得出以下Link区段的约束参数值需要进行调整:L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7,具体来说,对不达标业务上的Link调整可以采用以下几种策略:
第一种:如果多条Link中,其中一条Link的OSNR值相对其他的Link的OSNR值最小,此时调整组成业务的Links中OSNR值最小的Link,如,使业务经过该Link后的OSNR约束参数值提高5%(此值可选,经验数据为调整5%);
第二种:如果多条Link中,其中多条Link的OSNR值相对其他的Link的OSNR值最小,且多条Link的OSNR值相同,此时同时调整该多条Link的OSNR值,如,使业务经过这些Link后的OSNR约束参数值提高5%(此值可选,经验数据为调整5%);
第三种:如果多条Link中,其中各条Link的OSNR值相等,无法通过优选方法进行调整,此时调整业务所经过的各条Link的OSNR值,如,使业务经过所有Link后的OSNR约束参数值满足接收侧设备的OSNR约束参数容限值。
在实际应用本发明的技术方案时,除了上述的调整方法之外,还可以采用其它的方式,其基本的原则在于将需要调整的Link的约束参数值向好的方向调整。实际网络应用中,约束参数OSNR值越大业务信号质量越好,约束参数CD/PMD、DGD值越小业务信号质量越好。因此,对于某条Link,增加OSNR值表示向好的方向调整,降低CD/PMD、DGD值表示向好的方向调整,反之亦然。将各链路中的OSNR按照上述的策略调整后的值如表7所示:
LinkID |
Ex-OSNR(dB) |
OSNR(dB) |
L1 |
20 |
26 |
L2 |
15 |
19.5 |
L3 |
14 |
18.2 |
L4 |
16 |
20.8 |
L5 |
20 |
26 |
L6 |
15 |
19.5 |
L7 |
14 |
18.2 |
表7各链路调整后的OSNR值
将调整后的OSNR值代入TM中,并修改TM中的业务参数值,然后将调整后的TM表中的业务参数值与Limited Matrix中的约束参数比较,得出如表8所示的新的Traffic Matrix:
表8调整后填入比较结果的Traffic Matrix
然后重复步骤5,通过不断循环调整,最后得出表9所示的结果,所有业务全部达标:
表9所有业务参数达标的Traffic Matrix
此时,LM如表11所示:
LinkID |
OSNR |
L1 |
23 |
L2 |
23 |
L3 |
24 |
L4 |
25 |
L5 |
23 |
L6 |
23 |
L7 |
23 |
表11所有业务参数达标的Link Matrix
7、根据调整后的Link的约束参数值进行设备配置,完成网络规划。
本发明实施例所述的装置的原理框图如图3所示,包括最终约束参数值分析单元、比较标定单元和调整单元,其中:
最终约束参数值分析单元用来根据WDM网络所承载的各条业务经过的链路Link的约束参数值确定所述的各条业务接收端的最终约束参数值,并将所述的各条业务接收端的最终约束参数值传输到比较标定单元,具体得出最终约束参数值的方法可以参照上述流程中步骤3的说明;
比较标定单元收到最终约束参数值分析单元传输的最终约束参数值之后,将各条业务接收端的最终约束参数值与各条业务接收端的设备容限值进行比较,并根据比较结果标定接收端的设备容限值低于所述的接收端最终约束参数值的下限或者接收端的设备容限值高于接收端最终约束参数值上限的业务所经过的Link;
调整单元,用来调整所标定的Link的约束参数值,具体的调整方案可参考上述的流程中步骤6的说明。
当调整单元对所标定Link的约束参数值进行调整后,将调整后Link的约束参数值传输到最终约束参数值分析单元,最终约束参数值分析单元再根据调整后Link的约束参数值确定各条业务接收端的最终约束参数值,然后将新的最终约束参数值传输到比较标定单元,比较标定单元再进行比较标定,对不能满足要求的Link再进行调整,直至所有业务接收端的设备容限值都在其最终约束参数值范围之内。
如上所述,本发明实施例提供的技术方案中,将WDM网络承载的各条业务接收端的设备容限值与各条业务的接收端的最终约束参数值进行比较,并根据比较结果确定不达标的业务,标定所有不达标业务经过的Link,以Link为单位分区段进行约束参数值的调整,在完成一个link区段调整之后,经过此区段上的所有业务的约束参数值在此区段上可用,将所有网上Link调整完毕后,所有业务同时全部可用。在大型DWDM网络中,复用段的OMS Link(光复用段链路)的数量要远远小于业务数量,一般要少1~2个数量级。因此本发明提供的技术方案可以优化网络规划流程,达到减少模型运算工作量的目的,大大提高WDM网络规划的效率与速度,以节约规划成本,满足大型的WDM网络规划的需求;同时,本发明实施例提供的技术方案还能够优化设备规格,达到降低网络Capital expenditures的目的。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。