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为ason网络中电路寻找最优路径的一种量化方法

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CN102036130B CN 200910176936 CN200910176936A CN102036130B CN 102036130 B CN102036130 B CN 102036130B CN 200910176936 CN200910176936 CN 200910176936 CN 200910176936 A CN200910176936 A CN 200910176936A CN 102036130 B CN102036130 B CN 102036130B
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王占京
陈军
张静
尚逢亮
张乐
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中国电信股份有限公司
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Abstract

本发明公开了一种本发明自动交换光网络链路代价计算的方法和系统,包括:根据链路所经过的智能节点的代价值,确定链路代价基准值;根据传输距离对链路质量的影响程度确定距离向量;根据链路所经过的路由的物理距离确定链路的实际物理距离;根据链路可用率确定代价附加因子;根据得到的链路代价基准值、距离向量、物理距离和代价附加因子,通过建立的链路代价计算模型计算链路代价值。本发明能够根据ASON网络实际链路不同质量差异情况计算链路代价,从而提高了ASON动态选路的合理性,优化ASON网络资源的利用。

Description

为ASON网络中电路寻找最优路径的一种量化方法

技术领域

[0001]本发明涉及自动交换光网络(ASON, Automatically SwitchedOpticalNet-work)技术,特别是指一种自动交换光网络链路代价计算的方法和系统。

背景技术

[0002] ASON是指在选路和信令控制之下完成自动交换功能的新一代光网络。在ASON网中,业务可以实现动态连接,时隙资源也可以进行动态分配,支持不同的业务需求,具备高可靠性、高可扩展性等特点,有效降低运营成本,增强企业的竞争能力,可提供多种类型的网络保护恢复机制。在ASON网中,路由技术又是其核心技术之一,在实现连接的动态选路方面发挥了重要作用。传统的IP网络采用的路由协议是开放最短路径优先(OSPF)协议,能够实现路由的动态选路。ASON的路由需要更多的特性和更高的灵活性,一般采用基于GMPLS扩展的OSPF-TE路由协议。

[0003] 链路代价(IinkCost :Routing cost of the link)指的是ASON网络中各段链路上的开销值,是OSPF-TE路由协议在动态选路时的重要参考和计算基础,这也是目前各个ASON厂家设备关于路由选择链路代价方面可以进行人工设置的最重要参数之一。链路代价的合理设置,可以使业务在路由选择时找到最优路径,有效提升ASON网络资源利用率,同时规避不必要的网络风险,提高业务运行质量和网络主动维护水平。

[0004]目前各个ASON设备厂家以及电信运营商对于链路代价的设置还没有统一的标准,一般都采用默认值设置,即网络中各段链路代价都使用相同值,因而无法真实的反映网络各段链路质量差异,业务动态选路时无法根据实际复杂的网络现状,规避不安全因素、找到质量最优的路径,导致业务质量下降`,经常出现不明原因的中断或倒换,引发用户投诉。

发明内容

[0005] 有鉴于此,本发明的目的在于提出一种自动交换光网络链路代价计算的方法和系统,根据ASON网络实际链路不同质量差异情况计算链路代价,从而提高ASON动态选路的合理性,优化ASON网络资源的利用。

[0006] 基于上述目的本发明提供的一种自动交换光网络ASON链路代价计算的方法,

[0007] 根据链路所经过的智能节点的代价值,确定链路代价基准值;

[0008] 根据两节点之间链路的传输距离对链路质量的影响程度确定距离向量;

[0009] 根据链路所经过的路由的物理距离确定链路实际物理距离;

[0010] 根据链路可用率确定链路代价附加因子;

[0011] 根据得到的链路代价基准值、距离向量、物理距离和链路代价附加因子,通过建立的链路代价计算模型计算链路代价值。

[0012] 可选的,该方法所述链路代价基准值的确定过程包括:在链路上各智能节点的代价值中选择最大的一个作为链路代价基准值。

[0013] 可选的,该方法所述智能节点的代价值通过该节点的实际设备可用率与厂家承诺的该设备可用率的比较来确定。

[0014] 可选的,该方法所述智能节点代价值为节点代价基础值+[1+(设备可用率指标-实际设备可用率)/设备可用率容忍系数]X惩罚系数,其中:

[0015] 节点代价基础值是固定常数;

[0016] [1+(设备可用率指标-实际设备可用率)/设备可用率容忍系数]为向下取整;

[0017] 节点代价容忍系数表明实际设备可用率与设备可用率指标可容忍的偏差范围;

[0018] 惩罚系数为当每超过容忍范围一定量就需增加的惩罚值。

[0019] 可选的,该方法所述距离向量为链路上每时延Ims所经过的距离。

[0020] 可选的,该方法所述距离向量为200公里。

[0021] 可选的,该方法所述代价附加因子的确定过程包括:根据不同链路等级的链路可用率维护指标,通过实际链路可用率与可用率维护指标的比较,确定代价附加因子。

[0022] 可选的,该方法所述链路代价附加因子为代价附加因子基础值+[1+(链路可用率指标-实际链路可用率)/链路可用率容忍系数]X惩罚系数,其中:

[0023] 代价附加因子基础值是固定常数。

[0024] [1+(链路可用率指标-实际链路可用率)/链路可用率容忍系数]为向下取整;

[0025] 链路可用率容忍系数表明实际链路可用率与链路可用率指标可容忍的偏差范围;

[0026] 惩罚系数为当每超过容忍范围一定量就需增加的惩罚值。

[0027] 可选的,该方法所述链路代价值Cbas i c为

6 ,其中,

a为链路代价基准值、Distance为距离向量、L为物理距离、b为代价附加因子。

[0028] 在另一方面,本发明还提供了一种基于上述方法的自动交换光网络ASON链路代价计算的系统,包括:

[0029] 链路代价基准值计算模块,根据链路所经过的智能节点的代价值,确定链路代价

基准值;

[0030] 距离向量计算模块,根据两节点之间链路的传输距离传输距离对链路质量的影响程度确定距离向量;

[0031] 物理距离计算模块,根据链路所经过的路由的物理距离确定链路实际物理距离;

[0032] 代价附加因子计算模块,根据链路可用率确定代价附加因子;

[0033] 链路代价值计算模块,根据得到的链路代价基准值、距离向量、物理距离和代价附加因子,通过建立的链路代价 计算模型计算链路代价值。

[0034] 从上面所述可以看出,本发明提供的自动交换光网络链路代价计算的方法和系统,根据影响ASON链路质量的因素细化了与ASON链路代价相关的输入变量。通过本发明技术方案可以方便的实现ASON网下的链路代价计算。能够直观、准确和全面的反映出ASON网各项影响选路的因素,有利于有的放矢的提升业务的承载能力,为业务的拓展和发展提供稳定、安全和高效的支撑。该发明的结论可以推广并适用于与ASON网络相同机制的智能光网络中,即利用独立的自动交换传送网(ASTN)/自动交换光网络(ASON)控制面,在选路和信令控制之下,通过各种传送网(包括SDH或0ΤΝ)来实施自动连接管理,完成自动交换功能的新一代光网络。附图说明

[0035] 图1为本发明实施例链路代价计算的方法流程示意图;

[0036] 图2为本发明实施例链路代价基准值的取值说明示意图;

[0037] 图3为本发明实施例网络结构拓扑示意图。

具体实施方式

[0038] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,以下结合具体实施例,并参照附图,对本发明进一步详细说明。

[0039] 发明思想是将影响ASON网络链路运行质量的设备稳定性、线路质量、机房环境以及网络维护能力等各方面因素,从分智能设备和传输线路两个层面进行归纳总结,提炼出链路代价基准值、距离向量、物理距离和代价附加因子等四方面内容,并作为输入,通过建立的链路代价计算模型,计算得出链路代价值,从而为ASON网络中业务寻找最优路径提供一种可量化的计算方法。

[0040] 本发明自动交换光网络链路代价计算的方法主要包含以下步骤:

[0041] 根据链路所经过的智能节点的代价值,确定链路代价基准值;根据两节点之间链路的传输距离对链路质量的影响程度确定距离向量;根据链路所经过路由的物理距离确定链路实际物理距离;根据链路可用率确定代价附加因子;

[0042] 根据得到的链路代价基准值、距离向量、物理距离和代价附加因子,通过建立的链路代价计算模型计算链路代价值。

[0043] 其中,所述链路代价基准值可以是在链路上各智能节点的代价值中选择最大的一个作为链路代价基准值。所述智能节点的代价值可通过该节点的实际设备可用率与厂家承诺的设备可用率指标的比较来确定。设备的可用率是在一定统计时间内,设备正常运行时间与统计时间长的比值。一般设备在出厂时,厂家会给出承诺的设备可用率。

[0044] 所述距离向量可以采用链路上每时延Ims所经过的公里数。

[0045] 所述代价附加因子的确定过程包括:根据不同链路等级的链路可用率维护指标,测量确定实际链路可用率,通过实际链路可用率与链路可用率维护指标的比较,确定代价附加因子。其中,链路可用率是在一定统计时间内,链路正常运行时间与统计时长的比值。所述链路代价值Cbasic为

,其中,a为链路代价基准值、Distance为距离向量、L为物理距离、b为代价附加因子。

[0046] 基于上述方法,本发明还提供了一种自动交换光网络链路代价计算系统,包括:

[0047] 链路代价基准值计算模块,根据链路所经过的智能节点的代价值,确定链路代价

基准值;

[0048] 距离向量计算模块,根据链路的传输距离对链路质量的影响程度确定距离向量;

[0049] 物理距离计算模块,根据链路所经过路由的物理距离确定链路实际物理距离;

[0050] 代价附加因子计算模块,根据链路可用率确定代价附加因子;

[0051] 链路代价值计算模块,根据得到的链路代价基准值、距离向量、物理距离和代价附加因子,通过建立的链路代价计算模型计算链路代价值。

[0052] 下面对本发明实施例自动交换光网络链路代价计算流程进行详细说明,参见图1所示:[0053] 首先,确定ASON智能设备相关因素:

[0054] 步骤101,确定链路代价基准值a (整数):

[0055] 该链路代价基准值是业务所经过的智能节点的代价值在链路上的反映,即整条业务每经过一个节点,链路代价就会增加一定值。该值的选用可以使业务减少通过的节点数,选择跳数较小的路径,有利于减少对网络资源的占用。这个代价值可以根据智能节点的可靠性、所处机房环境、当地维护能力等因素进行调整。

[0056] 参见图1所示,由于一段链路的两端ASON节点可靠性、维护情况等各不相同,因此存在这段链路经 过两端ASON节点代价值不一样的情况。假设链路两端,经过节点I的代价值为dl,经过节点2的代价值为d2,则建议这段链路的链路代价基准值a取两端ASON节点代价值中较大的值,即a = MAX(dl, d2),使业务减少通过不稳定节点的机率,规避风险。

[0057] 其次,确定ASON节点之间传输线路相关因素,包括如下步骤102-104 :

[0058] 步骤102,确定距离向量(表示为Distance):代表链路(link)的传输距离对链路质量的影响程度。当两个ASON节点之间传输距离大于一定值,则会需要考虑由此造成的时延等因素对业务正常运行的影响,因此需要适当增加代价减少其被选中的机率,使业务尽量选择长度较短的路径。

[0059] 例如,此值可以根据信息产业部电信管理局2003年10月制定的《电信服务标准通信质量测试方法(征求意见稿)》规定的时延理论值公式,即时延理论值=O. 5XN+0. 005XL(其中N为经过的节点数量,L为业务端到端物理距离),即网络中物理距离每200公里时延为1ms,取值距离向量为200公里。

[0060] 步骤103,确定实际物理距离(表示为L):为该段链路所经实际路由的物理距离。

[0061] 步骤104,确定代价附加因子(表示为b):是一个代价计算系数,根据链路故障、光缆铺设方式、传输设备实际可用率、机房环境等因素进行设置,例如:

[0062] 如果此段链路经常出现故障,不太稳定,则可以提高这个系数,增加链路代价影响。如果链路很稳定,则可以适当降低此项参数,增加控制平面选取此段链路的机率;

[0063] 由于每段链路所使用的光缆铺设方式不一样,有的是直埋的,安全程度较高,可以适当降低此项参数;有的是架空或在水底敷设的,安全程度较低,则增可以提高这个系数,增加链路代价。

[0064] 光缆资源分布不均匀。有些路由两点间的光缆资源很少,而有些路由两节点间的光缆资源很丰富。在短时间内无法增加光缆资源的情况下,这样势必会影响链路发生故障后的快速恢复,间接的威胁到了链路的正常运行,可以提高这个系数,增加链路代价;

[0065] 链路中经过的传输网元可能存在不安全因素,比如有的传输设备稳定性较差,缺乏保护措施;严重老化,经常出现故障;机房电力紧张,容易断电;网络维护力量较差,需要长时间才能从故障中恢复。因此增加相应代价值,希望尽量避开这些网元所在的链路。

[0066] 最后,通过基准值、距离向量、实际物理距离、代价附加因子这四方面结论,计算得出链路代价:

[0067] 步骤105,建立链路代价计算模型,根据所建立的模型计算链路代价值。

[0068] 本实施例中链路代价计算模型为

[0069]其中,

[0070] ①、Cbasic (整数):即经过链路代价计算模型计算后获得链路代价值。[0071] ②、U/Z^tance」为物理距离除以距离向量的结果后,该结果向下取整值。为方便起见,该值可以用业务经过该段链路可能的时延值表示经过的代价,如果链路距离较长,则带来的链路时延也较大,链路代价也会相应增加,这样就减少选择此段链路的机率,使业务尽量选择距离较短、时延较小的链路。

[0072] ③、其余各参数如上说明,即a为链路代价基准值,b为代价附加因子。

[0073] ④、以链路代价值为基础,ASON设备会根据不同厂家特有路由算法策略进行最优路径查找,寻找总代价最小的业务路由,确保业务的最低风险。

[0074] 下面举一个具体例子进行说明。假设一个ASON网络拓扑,如图2所示。

[0075] 下文中为描述方便,链路名称如链路12,代表是节点1和节点2之间的链路,其他以此类推。

[0076] 首先获取链路代价基准值、距离向量、物理距离和代价附加因子值:

[0077] 获取各段链路的链路代价基准值a值:

[0078] 经过对各个智能节点的可靠性、所处机房环境、当地维护能力等多方面因素综合分析后,获得链路经过各个智能节点的代价值d,并由此推出各段链路的代价基准值a。

[0079] 首先制定经过各个智能节点的代价值取值参考,比如:以下表I所示。

[0080] 表1:智能节点代价值取值参考

[0081]

[0082]表 1

[0083] 其中,实际设备可用率是在一定统计时间内,设备正常运行时间与统计时长的比值,主要是从设备实际运行情况出发,反映在机房环境和维护管理等因素下的设备的实际可用性;厂家承诺的设备可用率是在设备出厂时,厂家给出的设备应该能够达到的可用率指标。

[0084] 另外,也可以通过公式计算所述智能节点代价值d,例如:d为节点代价基础值+[1+(设备可用率指标-实际设备可用率)/设备可用率容忍系数]X惩罚系数。其中:

[0085] 节点代价基础值是预先为每个节点设定的固定常数,主要是为了防止智能节点代价值d的计算结果出现负值而设置的,一般可以将每个节点的代价基础值都设置为相同的值。节点代价基础值的具体取值可任意确定,也可以为零。

[0086] [1+(设备可用率指标-实际设备可用率)/设备可用率容忍系数]为向下取整;

[0087] 容忍系数表明实际设备可用率与设备可用率指标可容忍的偏差范围,如果在设备可用率指标的一定范围内,可以不用考虑增加惩罚值;如果超过指定范围,则会相应增大惩罚值;

[0088] 惩罚系数为当每超过容忍范围一定量就需增加的惩罚值;

[0089] 假设实际得出某个智能节点的设备基础值为10,设备可用率容忍系数为O. 05%,惩罚系数为3,可用率指标为99. 99%,则实际设备可用率为99. 92%,则该智能节点的代价值为 d 为 10+[1+(99· 99% -99. 92% )/0. 05% ] X3 = 16。

[0090] 根据上述参考,假设各个节点设备可用率以及相应链路代价值取值如表2和3 :

[0091] 表2 :链路经过各个智能节点的代价值

[0092]

[0093]表 2

[0094] 则链路最终a值如表3 :

[0095] 表3 :各链路a值:

[0096]

[0097]表 3

[0098] 距离向量的取值:

[0099] 假设此值根据信息产业部电信管理局2003年10月制定的《电信服务标准通信质量测试方法(征求意见稿)》规定的时延理论值公式,即时延理论值=O. 5 * N+0. 005L (其中N为经过的节点数量,L为链路长度),即网络中中继每200公里时延为1ms,因此取值距离向量为200公里。

[0100] 获取各段链路物理距离:

[0101] 此值可以根据两个节点之间的实际物理距离进行设置。假设各段链路物理距离参见表4 :

[0102] 表4:各段链路物理距离

[0103]

[0104]表 4

[0105] 获取各段链路代价附加因子值:

[0106] 考虑各段链路的线路故障情况、光缆铺设方式、传输设备可用率、机房环境等因素,制定链路代价附加因子取值参考,对各段链路的代价附加因子进行设置。

[0107] 首先根据不同链路等级的链路可用率维护指标,通过实际链路可用率与链路可用率维护指标的比较,确定链路代价附加因子取值,假设链路代价附加因子取值参考如下表5所示:

[0108] 表5 :代价附加因子取值参考[0109]

[0110]表 5

[0111] 其中,实际链路可用率是在一定统计时间内,链路正常运行时间与统计时长的比值。主要是从链路实际运行情况出发,是链路在光缆铺设方式、传输机房环境和网络维护管理等因素下的实际可用性。链路可用率维护指标,是维护链路运行质量部门承诺的链路应该达到的可用率指标。链路可用率也可以根据链路故障、光缆铺设方式、传输设备可用率、机房环境因素计算确定。

[0112] 另外,也可以通过公式计算所述链路代价附加因子b,例如:b为代价附加因子基础值+[ι+(链路可用率指标-实际链路可用率)/链路可用率容忍系数]X惩罚系数。其中:

[0113] 代价附加因子基础值是预先为每段链路设定的固定常数,主要是为了防止链路代价附加因子b的计算结果出现负值而设置的,一般可以将每段链路的代价基础值都设置为相同的值。代价附加因子基础值的具体取值可任意确定,也可以为零。

[0114] [1+(链路可用率指标-实际链路可用率)/链路可用率容忍系数]为向下取整;

[0115] 容忍系数表明实际链路可用率与链路可用率指标可容忍的偏差范围,如果在链路可用率指标的一定范围内,可以不用考虑增加惩罚值;如果超过指定范围,则会相应增大惩罚值;

[0116] 惩罚系数为当每超过容忍范围一定量就需增加的惩罚值;

[0117] 假设实际得出某段链路的代价附加因子基础值为1,链路可用率容忍系数为O. 005%,惩罚系数为I,可用率指标为99. 999%,则实际设备可用率为为99. 992%,则该智能节点的代价值为 d 为 1+[1+(99. 999% -99. 992% )/0. 005% ] Xl = 3。

[0118] 根据上表5参考,结合各段实际链路可用率,对各段链路的代价附加因子设置如表6所示:

[0119] 表6 :各段链路代价附加因子

[0121]表 6

[0122] 最后,根据前期获取的各段链路的代价基准值、距离向量、物理距离和代价附加因子值,通过链路代价计算模型计算,获得各段链路代价为表7 :

[0123] 表7:各段链路代价值

[0124]

[0125]表 7

[0126] 由此可见,链路两端智能设备稳定性越低、线路质量越差,其算出的链路代价越高,在链路选择中可选择链路代价值低的链路。本发明的这种链路代价计算方法,降低了智能设备在寻找最优路径的过程中选择此链路的机率,间接的保证了业务运行质量。

[0127] 以上详细说明了通过基准值、距离向量、物理距离、代价附加因子等四方面因素,计算出ASON网络链路代价计算模型的过程,并阐明了计算公式。

[0128] 该发明可以应用的网络类型包括:

[0129] 城域网络,对于城域网络,各段链路距离较短且差异不大,因此可以不考虑ASON智能节点之间传输线路相关因素,主要考虑智能设备可用率或端口资源,可将所有链路的传输线路代价部分不设置或设成相同值。跨城域的骨干网络,对于跨城域的骨干网络,线路长度对业务质量会有明显影响,链路代价可以主要参考传输线路距离以及传输设备运行质量进行设置。

[0130] 以上所述的具体实施例仅为本发明的具体实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1. 一种自动交换光网络ASON链路代价计算的方法,其特征在于,根据链路所经过的智能节点的代价值,确定链路代价基准值;根据两节点之间链路的传输距离对链路质量的影响程度确定距离向量的距离取值;根据链路所经过的路由的物理距离确定链路实际物理距离;根据链路可用率确定链路代价附加因子;根据得到的链路代价基准值、距离向量的距离取值、物理距离和链路代价附加因子,通过建立的链路代价计算模型计算链路代价值。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述链路代价基准值的确定过程包括:在链路上各智能节点的代价值中选择最大的一个作为链路代价基准值。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述智能节点的代价值通过该节点的实际设备可用率与厂家承诺的该设备可用率指标的比较来确定。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述智能节点代价值为节点代价基础值 + [1+(设备可用率指标-实际设备可用率)/设备可用率容忍系数]X惩罚系数,其中:节点代价基础值是固定常数;[1+(设备可用率指标-实际设备可用率)/设备可用率容忍系数]为向下取整;设备可用率容忍系数表明实际设备可用率与设备可用率指标可容忍的偏差范围;惩罚系数为当每超过容忍范围一定量就需增加的惩罚值。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述距离向量的距离取值为链路上每时延Ims所经过的距离。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述距离向量的距离取值为200公里。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述链路代价附加因子的确定过程包括: 根据不同链路等级的链路可用率指标,通过实际链路可用率与链路可用率指标的比较,确定链路代价附加因子。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述链路代价附加因子为代价附加因子基础值+[1+(链路可用率指标-实际链路可用率)/链路可用率容忍系数]X惩罚系数,其中:代价附加因子基础值是固定常数;[1+(链路可用率指标-实际链路可用率)/链路可用率容忍系数]为向下取整;链路可用率容忍系数表明实际链路可用率与链路可用率指标可容忍的偏差范围;惩罚系数为当每超过容忍范围一定量就需增加的惩罚值。
9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述链路代价值Cbasic为,其中,a为链路代价基准值、Distance为距离向量的距离取值、L为物理距离、b为代价附加因子。
10. 一种基于上述权利要求1-9任意一项方法的自动交换光网络ASON链路代价计算的系统,其特征在于,包括:链路代价基准值计算模块,根据链路所经过的智能节点的代价值,确定链路代价基准值;距离向量计算模块,根据两节点之间链路的传输距离对链路质量的影响程度确定距离向量的距离取值;物理距离计算模块,根据链路所经过的路由的物理距离确定链路实际物理距离;代价附加因子计算模块,根据链路可用率确定链路代价附加因子;链路代价值计算模块,根据得到的链路代价基准值、距离向量的距离取值、物理距离和链路代价附加因子,通过建立的链路代价计算模型计算链路代价值。
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