CN101711002B - 基于波分复用光网络的波长路由方法和系统 - Google Patents

基于波分复用光网络的波长路由方法和系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于波分复用光网络的波长路由方法，包括：设置网络中光纤的预留通道；在确定中断业务的恢复路径时，使用预留通道中的波长为恢复路径进行波长路由分配。本发明还提供了一种波长路由系统，通过本发明能够减少恢复路径的波长路由时占用的光纤总波长的数量，提高了波长的利用率。

Description

基于波分复用光网络的波长路由方法和系统
技术领域
本发明涉及波长路由技术领域，特别是指一种基于波分复用光网络的波长路由方法和系统。
背景技术
波分复用的光网络系统中，业务的路径由业务在拓扑上的路由(拓扑路由)和每一跳路由中的波长分配情况共同确定，即在分配业务路径时，既要选择好拓扑路由又要为每条拓扑路由分配好波长。这种路径的分配称之为波长路由。
在光网络规划设计时，需要对规划好的网络进行抗断纤模拟，以检验网络的健壮性。以规划好的方案为基础，模拟网络在有断纤故障的拓扑条件下重新寻找被中断业务的波长路由，以确定网络在有断纤故障时是否能保证业务的恢复。
目前的波分复用网络规划时，抗断纤模拟通常使用网络规划后的空闲波长通道，中断业务的恢复路径的选择是从空闲的波长通道中任意选择一个波长通道作为恢复路径。由于之前的网络规划已经占用了很多波长，因此网络中每条光纤所剩下的空闲波长是不一样的。在抗断纤模拟时，由于是任意在空闲波长中选择波长通道供恢复路径使用，因此在遍历模拟时，恢复路径的波长占用情况也是较为分散地分布在各个波长通道中，这会导致模拟恢复时所用的总波长数较大，从而需要更多的节点设备资源来支持断纤恢复，最终导致该网络规划方案的成本增加。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种基于波分复用光网络的波长路由方法和系统，能够减少中断业务的恢复路径所使用的总波长数。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明提供了一种基于波分复用光网络的波长路由方法，该方法包括：
设置网络中光纤的预留通道和工作通道；所述预留通道用于恢复路径的波长路由分配；
在确定中断业务的恢复路径时，使用所述预留通道中的波长为所述恢复路径进行波长路由分配；当预留通道的波长不能满足恢复路径的波长路由分配时、使用工作通道的空闲波长为所述恢复路径进行波长路由分配。
进一步地，在确定中断业务的恢复路径之前，该方法进一步包括：
使用所述工作通道中的波长为部署业务的规划路径进行波长路由分配，并将分配结果作为网络的规划方案R1；
基于所述规划方案R1进行抗断纤模拟，遍历各种断纤情况；
确定每种断纤情况影响的部署业务，得到中断业务列表，并遍历所述中断业务列表，确定每条中断业务的恢复路径。
其中，对所述中断业务的恢复路径的波长路由分配成功时，该方法进一步包括：将分配结果保存到网络的规划方案R2中；
对所述中断业务的恢复路径的波长路由分配失败时，该方法进一步包括：使用所述工作通道中的空闲波长为所述恢复路径进行波长路由分配，并将分配结果保存在所述规划方案R2中。
该方法进一步包括：
将所述规划方案R1和R2合并，得到被分配波长信息，并针对所述被分配波长进行网络节点设备的分配。
本发明还提供了一种基于波分复用光网络的波长路由系统，该系统包括：
通道设置模块，用于设置网络中光纤的预留通道和工作通道；所述预留通道用于恢复路径的波长路由分配；
路由分配模块，用于在确定中断业务的恢复路径时，使用所述预留通道中的波长为所述恢复路径进行波长路由分配；当预留通道的波长不能满足恢复路径的波长路由分配时、使用工作通道的空闲波长为所述恢复路径进行波长路由分配。
进一步地，所述路由分配模块，在确定中断业务的恢复路径之前，进一步用于使用所述工作通道中的波长为部署业务的规划路径进行波长路由分配，并将分配结果作为网络的规划方案R1；
相应的，该系统进一步包括：
抗断纤模拟模块，用于基于所述规划方案R1进行抗断纤模拟，遍历各种断纤情况；并确定每种断纤情况影响的部署业务，得到中断业务列表；
相应的，路由分配模块，进一步用于遍历所述中断业务列表，确定每条中断业务的恢复路径。
所述路由分配模块，在对所述中断业务的恢复路径的波长路由分配成功时，进一步用于，将分配结果保存到网络的规划方案R2中；在对所述中断业务的恢复路径的波长路由分配失败时，进一步用于：使用所述工作通道中的空闲波长为所述恢复路径进行波长路由分配，并将分配结果保存在所述规划方案R2中。
该系统进一步包括：设备配置模块，用于将所述规划方案R1和R2合并，得到被分配波长信息，并针对所述被分配波长进行网络节点设备的分配。
本发明的波长路由方法，将光纤分为预留通道和工作通道，其中预留通道的是专门用于恢复路径的波长路由分配，并且在预留通道的波长不能满足恢复路径的波长路由分配时、即预留通道的波长达到最大的使用限度时，才使用工作通道的空闲波长；相对于基于光纤的空闲波长进行的恢复路径的波长路由的传统方案，本发明能够提高波长的利用率，从而减少了占用的总波长的数量，相应的，也减少了支持断纤恢复的节点设备资源，降低了网络规划方案的成本。
附图说明
图1为本发明波长路由方法的流程示意图；
图2为本发明波长路由方法一实施例的流程示意图；
图3为本发明实施例中波分复用光网络系统的拓扑结构；
图4为本发明实施例中波分复用光网络系统的业务部署示意图；
图5为本发明波长路由系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进一步详细阐述。
本发明波长路由方法的主要思想是：在恢复中段业务的路径时，优先使用光纤中预留通道中的波长进行波长路由的分配，具体流程如图1所示，包括如下步骤：
步骤101，设置网络中所有光纤的预留通道；
步骤102，在确定中断业务的恢复路径时，使用预留通道中的波长为恢复路径进行波长路由分配。
本发明在波分复用光网络规划时，首先基于网络的拓扑结构和部署业务(即在网络中部署的业务)，对部署业务的路径(规划路径)进行波长路由分配，得到一个规划方案R1；然后基于R1进行抗断纤模拟，遍历各种断纤情况；针对每一种断纤情况确定受影响的部署业务，该受到影响的部署业务即为中断业务，再优先使用光纤的预留通道中的波长对中断业务的路径(恢复路径)进行波长路由分配，得到一个规划方案R2。最后，将规划方案R1和R2结合，得到最终的规划方案。下面来具体说明一下本发明波长路由的具体流程，如图2所示，包括：
步骤201，设置光纤的预留通道和工作通道。
根据波分复用光网络中光纤使用的满配波长、如8波、80波等，设置预留通道和工作通道。以8波系统、即该网络中每根光纤包含8个波长通道为例，根据网络的拓扑结果和部署业务等因素，如可以设置1～5波的波长通道为工作通道、6～8波的波长通道为预留通道，当然，根据实际需求不同，预留通道和工作通道的设置也不同。
步骤202，使用工作通道中的波长为部署业务的规划路径进行波长路由分配，得到规划方案R1。
业务路径的波长路由分配，较佳地，可以分为两步进行：一、选择路由；二、为选择好的每条路由分配波长。该方法适用于部署业务的规划路径，也适用于中断业务的恢复路径。当然也可以将上述两步同时进行，但是这种方式使用的波长路由算法比较复杂。
下面结合图3所示的波分复用光网络系统的拓扑结构，和图4所示的基于图3的网络拓扑结构的业务部署示意图，对部署业务的规划路径的波长路由分配进行具体说明。在图3所示的网络拓扑结构中，包含7个光网络节点设备，以及连接各节点设备的光纤1～10，具体情况如表1所示；根据图4所示的业务部署示意图可以得到该网络中业务的部署情况，如表2所示。
  光纤名称  首节点  末节点
  1  节点001  节点002
  2  节点002  节点003
  3  节点001  节点004
  4  节点003  节点004
  5  节点001  节点005
  6  节点003  节点006
  7  节点004  节点005
  8  节点005  节点007
  9  节点004  节点006
  10  节点006  节点007
表1
  部署业务名称  首节点  末节点
  a  节点001  节点003
  b  节点002  节点005
  c  节点002  节点004
  d  节点003  节点005
  e、f  节点001  节点006
  g、h  节点003  节点007
表2
首先，为表2中每项业务的规划路径选择路由，可以采用现有技术中的路由算法，如：最短路径算法、最少跳数算法等，本发明的实施例采用最少跳数算法；其次，为选择好的每条路由分配波长，这里，波长的分配原则可以采用波长一致性原则，如一条路由经过光纤1和光纤2，如果为该路由分配光纤1的1波，则也必须为该路由分配光纤2的1波；具体在分配波长时可以根据需要随意分配，但是一个波长只能分配给一项业务。如果该网络中光纤的满配波长为8波，设置工作通道为1～5波，预留通道为6～8波，则根据需要对表2中每项业务路径进行波长路由的分配后，结果如表3所示：
Figure GDA00002009527700061
表3
需要指出的是，一条路由也可以供两项业务使用，但是需要保证为两项业务分配的波长不同、且没有被其他业务使用。
可以将上述表3作为规划方案R1。
步骤203，基于规划方案R1进行抗断纤模拟，遍历各种断纤情况。
如果进行的是一次抗断纤模拟，则需要对规划方案R1涉及到的没跟光纤中断时的情况进行抗断纤模拟；如果进行的是二次抗断纤模拟，则对规划方案R1中任意两根光纤同时中断时的情况进行抗断纤模拟，以此类推。
以一次抗断纤模拟为例，基于规划方案R1遍历的各种断纤情况为：断纤分别为光纤1、2、3、4、5、6、7、8、9、10的情况。
步骤204，确定每种断纤情况影响的部署业务，得到中断业务列表。
如断纤为光纤1时，影响到的业务有业务a、b。基于规划方案R1，可得到如表4的中断业务列表：
  断纤情况   中断业务
  光纤1   a、b
  光纤2   a、c
  光纤3   e、f
  光纤4   c、d、e、g、h
  光纤5   b
  光纤6   e
  光纤7   d、g
  光纤8   g
  光纤9   f、h
  光纤10   h
表4
步骤205，遍历中断业务列表，使用预留通道中的波长为当前中断业务的恢复路径进行波长路由分配。
为上述中断业务列表中的每一项中断业务确定恢复路径，优先使用预留通道中的波长为恢复路径进行波长路由分配。
该步骤的波长路由分配仍然采用先选择路由，在为选择好的每条路由分配波长的方式。其中路由的选择采用现有技术中的路由算法；波长分配遵循波长一致性原则。
步骤206，判断当前中断业务的恢复路径的波长路由分配是否成功，如果是，执行步骤208，将分配结果保存到规划方案R2中；如果否，执行步骤207。
在设置光纤的工作通道和预留通道时，由于波长一致性的限制，为工作通道分配的波长数量较多，以备后续增加的新业务使用；相应的，为预留通道分配的波长数量较少，因此，对于中断业务而言，由于波长一致性的限制，预留通道中的波长数量可能不能满足所有中断业务的恢复路径的波长路由分配。因此，可能发生波长路由分配失败的情况，此时，执行步骤207；如果波长路由分配成功，则将分配结果保存在规划方案R2中。
步骤207～208，使用工作通道中的空闲波长对当前中断业务的恢复路径进行波长路由分配，并将分配结果保存到规划方案R2中。
如表3所示的规划方案R1，其中波长分配使用的是工作通道中的波长，基于规划方案R1可以得到工作通道中的没有使用(即没有被分配给部署业务的规划路径)的波长、即空闲波长。
使用该空闲波长对步骤206中波长路由分配失败的中断业务的恢复路径，重新进行波长路由分配，不论分配成功与否，执行步骤208，都将分配结果保存在规划方案R2中。
步骤209，判断对中断业务列表的遍历是否结束，如果是，执行步骤210，如果否，返回步骤205。
将当前中断业务的恢复路径的波长路由分配结果保存到规划方案R2后，确定对中断业务列表的遍历是否结束、即需要确定中断业务列表中所有的中断业务的恢复路径的波长路由分配是否完成，如果否，返回步骤205，继续遍历中断业务列表；如果是，则得到最终的规划方案R2，执行步骤210。
表5所示为根据需要对表4中中断业务的恢复路径的波长路由分配结果：
Figure GDA00002009527700081
Figure GDA00002009527700091
表5
其中，对于中断业务g和h，使用预留通道中的波长为其进行波长路由分配失败，因此表5中中断业务g和h的分配结果为使用工作通道中的空闲波长进行分配的结果。
步骤210，将规划方案R1和R2合并，并进行节点设备的分配，得到最终的规划方案R。
承接上述流程中的例子，将规划方案R1和R2合并、即将表3和表5进行合并，可以统计出每条光纤被占用的波长和占用波长的数量。占用波长即为分配给部署业务或者中断业务的波长。
如表6所示为网络中所有光纤被占用的波长和占用波长的数量：
表6
根据表6的统计结果可知，该规划方案R中使用的波长数一共为39波，针对这39波进行相应的节点设备的分配。
需要指出的是，传统的恢复路径的波长路由方案中，对波长进行分配是基于光纤的空闲波长进行的；而本发明是将光纤分为预留通道和工作通道，其中预留通道的是专门用于恢复路径的波长路由分配，并且在预留通道的波长不能满足恢复路径的波长路由分配时、即预留通道的波长达到最大的使用限度时，才使用工作通道的空闲波长，如此，相对于传统的恢复路径的波长路由方案，本发明的波长路由方法提高了波长的利用率，减少了占用的总波长的数量。
为了实现上述波长路由方法，本发明还提供了一种基于波分复用光网络的波长路由系统，如图5所示，该系统包括：
通道设置模块10，用于设置网络中光纤的预留通道；
路由分配模块20，用于在确定中断业务的恢复路径时，使用预留通道中的波长为恢复路径进行波长路由分配。
其中，通道设置模块10，进一步用于设置网络中光纤的工作通道。
相应的，路由分配模块20，在确定中断业务的恢复路径之前，进一步用于使用工作通道中的波长为部署业务的规划路径进行波长路由分配，并将分配结果作为网络的规划方案R1；
相应的，该系统进一步包括：
抗断纤模拟模块30，用于基于规划方案R1进行抗断纤模拟，遍历各种断纤情况；并确定每种断纤情况影响的部署业务，得到中断业务列表；
相应的，路由分配模块20，进一步用于遍历中断业务列表，确定每条中断业务的恢复路径。
路由分配模块20，在对中断业务的恢复路径的波长路由分配成功时，进一步用于，将分配结果保存到网络的规划方案R2中；在对中断业务的恢复路径的波长路由分配失败时，进一步用于：使用工作通道中的空闲波长为恢复路径进行波长路由分配，并将分配结果保存在规划方案R2中。
该系统还可以包括：设备配置模块40，用于将规划方案R1和R2合并，得到被分配波长信息，并针对被分配波长进行网络节点设备的分配。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种基于波分复用光网络的波长路由方法，其特征在于，该方法包括：
设置网络中光纤的预留通道和工作通道；所述预留通道用于恢复路径的波长路由分配；
在确定中断业务的恢复路径时，使用所述预留通道中的波长为所述恢复路径进行波长路由分配；当预留通道的波长不能满足恢复路径的波长路由分配时、使用工作通道的空闲波长为所述恢复路径进行波长路由分配。
2.根据权利要求1所述基于波分复用光网络的波长路由方法，其特征在于，在确定中断业务的恢复路径之前，该方法进一步包括：
使用所述工作通道中的波长为部署业务的规划路径进行波长路由分配，并将分配结果作为网络的规划方案R1；
基于所述规划方案R1进行抗断纤模拟，遍历各种断纤情况；
确定每种断纤情况影响的部署业务，得到中断业务列表，并遍历所述中断业务列表，确定每条中断业务的恢复路径。
3.根据权利要求2所述基于波分复用光网络的波长路由方法，其特征在于，
对所述中断业务的恢复路径的波长路由分配成功时，该方法进一步包括：将分配结果保存到网络的规划方案R2中；
对所述中断业务的恢复路径的波长路由分配失败时，该方法进一步包括：使用所述工作通道中的空闲波长为所述恢复路径进行波长路由分配，并将分配结果保存在所述规划方案R2中。
4.根据权利要求3所述基于波分复用光网络的波长路由方法，其特征在于，该方法进一步包括：
将所述规划方案R1和R2合并，得到被分配波长信息，并针对所述被分配波长进行网络节点设备的分配。
5.一种基于波分复用光网络的波长路由系统，其特征在于，该系统包括：
通道设置模块，用于设置网络中光纤的预留通道和工作通道；所述预留通道用于恢复路径的波长路由分配；
路由分配模块，用于在确定中断业务的恢复路径时，使用所述预留通道中的波长为所述恢复路径进行波长路由分配；当预留通道的波长不能满足恢复路径的波长路由分配时、使用工作通道的空闲波长为所述恢复路径进行波长路由分配。
6.根据权利要求5所述基于波分复用光网络的波长路由系统，其特征在于，
所述路由分配模块，在确定中断业务的恢复路径之前，进一步用于使用所述工作通道中的波长为部署业务的规划路径进行波长路由分配，并将分配结果作为网络的规划方案R1；
相应的，该系统进一步包括：
抗断纤模拟模块，用于基于所述规划方案R1进行抗断纤模拟，遍历各种断纤情况；并确定每种断纤情况影响的部署业务，得到中断业务列表；
相应的，路由分配模块，进一步用于遍历所述中断业务列表，确定每条中断业务的恢复路径。
7.根据权利要求6所述基于波分复用光网络的波长路由系统，其特征在于，
所述路由分配模块，在对所述中断业务的恢复路径的波长路由分配成功时，进一步用于，将分配结果保存到网络的规划方案R2中；在对所述中断业务的恢复路径的波长路由分配失败时，进一步用于：使用所述工作通道中的空闲波长为所述恢复路径进行波长路由分配，并将分配结果保存在所述规划方案R2中。
8.根据权利要求7所述基于波分复用光网络的波长路由系统，其特征在于，该系统进一步包括：设备配置模块，用于将所述规划方案R1和R2合并，得到被分配波长信息，并针对所述被分配波长进行网络节点设备的分配。
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