CN102255801A - 波分网络中的路由方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种波分网络中的路由方法及装置，涉及通信技术领域。为了能够在确保业务的光学性能可达的同时，需要使用的再生器数量较少，本发明提供的技术方案如下：获取至少两条用户需求的业务和每个光复用段的光信号噪声比OSNR；根据以光复用段为边，光信号噪声比参考参数为边的权重的拓扑图，获取每个业务对应的候选路由；根据所述候选路由上所需使用的再生器的数量确定所述用户需求的业务所采用的路由；其中，所述光信号噪声比参考参数为本发明适用于波分网络的路由规划。

Description

波分网络中的路由方法及装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种波分网络中的路由方法及装置。

背景技术

在WDM(Wavelength Division Multiplex，波分复用)传输网络中，需要确保业务信号的光学性能可达，即确保业务信号能够被从发送端发送至接收端，并且能够被接收端正确解析出来。然而，业务信号在光纤中传输时会因色散效应、非线性效应、光功率衰减等原因，其光学性能发生变化。因此，需要在业务信号传输的途中增加再生器以确保业务信号能够再生，使接收端接收的业务信号的光学性能够在该接收端设备所能接受的范围之内，接收端设备能够正确地解析出其收到的业务信号。

随着WDM技术和ASON(Auto Switch Optical Network，自动交换光网络)技术的广泛应用，网络中的业务量向着数百条甚至上千条的趋势发展，并且网络拓扑呈现为网状，运营商运维人员将业务成功部署在其网络中并确保所有业务信号的光学性能可达所进行的路由计算变得非常困难。

如图1所示，A，B，C，D，E，F，G，H是8个波分网络中的设备，假设业务信号的发送端为A，接收端为H，以设备之间的光纤距离为权重，通过最短路径算法从A向H计算路由。采用如上方式对网络中的其他业务进行路由计算。

当所有业务的路由都被计算确定后，可以在每个设备上都增加再生器，确保每一段光纤上的光学性能都达到最佳。此时会造成成本急剧上升。为此，当所有业务的路由都被计算确定后，可以对每个业务的每条路由进行光学性能可达的检验，即在从业务的发送端向接收端的路径上的设备依次进行光学性能的检测，在某一设备上检测到光学性能不可达时，在该设备的前一设备上增加再生器，保证再生后的业务信号的光学性能达到最佳。

现有技术中至少存在如下问题：以距离为权重进行最短路径算法得到路由后，对得到的每条路由进行光学性能可达检测并相应的增加再生器时，由于距离与光学性能的函数曲线的趋势不一致，因此，会存在距离短的路由可能光学性能更差的情况，造成再生器的使用数量增加。

发明内容

本发明的实施例提供一种波分网络中的路由方法及装置，能够在确保业务的光学性能可达的同时，需要使用的再生器数量较少。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一种波分网络中的路由方法，包括：

获取至少两条用户需求的业务和每个光复用段的OSNR；

根据以光复用段为边，光信号噪声比参考参数为边的权重的拓扑图，获取每个业务对应的候选路由；

根据所述候选路由上所需使用的再生器的数量确定所述用户需求的业务所采用的路由；

其中，所述光信号噪声比参考参数为

一种波分网络中的路由装置，包括：

需求业务获取单元，用于获取至少两条用户需求的业务；

噪声比获取单元，用于获取每个光复用段的OSNR；

候选路由获取单元，用于根据以光复用段为边，光信号噪声比参考参数为边的权重的拓扑图，获取每个业务对应的候选路由；

业务路由确定单元，用于根据所述候选路由上所需使用的再生器的数量确定所述用户需求的业务所采用的路由；

其中，所述光信号噪声比参考参数为

本发明实施例提供的波分网络中的路由方法及装置，通过在获取多条用户需求的业务和每个光复用段的OSNR后，根据以光复用段为边，光信号噪声比参考参数

为边的权重的拓扑图，利用最短路径算法计算每个业务的候选路由，因此，能够得到光学性能尽可能大的候选路由，在这些候选路由上增加的用于确保光学性能可达的再生器的数量也会较少。并且根据这些候选路由上所需使用的再生器的数量确定用户需求的业务所采用的路由。因此，可以在确保业务的光学性能可达的同时，在业务所采用的路由上使用较少的再生器，从而节省网络建设的成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为波分网络的设备构成图；

图2为本发明实施例提供的一种波分网络中的路由方法的流程示意图；

图3为以OSNR_i为横坐标，以

为纵坐标的函数曲线图；

图4为以OSNR_i为横坐标，以为纵坐标的函数曲线图；

图5为本发明实施例提供的另一种波分网络中的路由方法的流程示意图；

图6为本发明实施例提供的一种波分网络中的路由装置的构成示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了能够在确保业务的光学性能可达的同时，需要使用的再生器数量较少，本发明实施例提供了一种波分网络中的路由方法，如图2所示，包括：

101、获取至少两条用户需求的业务和每个光复用段(OpticalMultiplexing Section，OMS)的光信号噪声比(Optical Signal/NoiseRatio，OSNR)。

举例而言，可以获取多条用户需求的业务，并且通过用户输入或其他外部系统计算的方式得到每个OMS链路的OSNR值。

102、根据以光复用段为边，光信号噪声比参考参数为边的权重的拓扑图，获取每个业务对应的候选路由；其中，所述光信号噪声比参考参数为

举例而言，可以根据每个OMS链路的OSNR获取每个OMS链路的光信号噪声比参考参数

然后，建立一张以拓扑站点为节点，OMS链路为边，光信号噪声比参考参数

为边的权重的拓扑图。根据所述拓扑图通过最短路径算法获取每个业务对应的光学性能可达的路由，将获取的路由作为候选路由。记录每条候选路由上为确保光学性能可达所需使用的再生器的数量。

103、根据所述候选路由上所需使用的再生器的数量确定所述用户需求的业务所采用的路由。

举例而言，根据所述候选路由上所需使用的再生器的数量对每个业务的候选路由进行排序。并且，对所述用户需求的业务的排序后的候选路由进行组合，并根据系统容量获取业务候选路由组合。即，对所述用户需求的业务的排序后的候选路由进行组合，并从所述候选路由的组合中获取业务候选路由组合，所述业务候选路由组合中的每个OMS链路承载的波长数量不超过系统容量。然后，从所述业务候选路由组合中获取再生器使用数量少于规定使用数量的一个路由组合，将所述路由组合作为所述用户需求的业务所采用的路由。

本实施例提供的波分网络中的路由方法，通过在获取多条用户需求的业务和每个光复用段的OSNR后，根据以光复用段为边，光信号噪声比参考参数

为边的权重的拓扑图，利用最短路径算法计算每个业务的候选路由，因此，能够得到光学性能尽可能大的候选路由，在这些候选路由上增加的用于确保光学性能可达的再生器的数量也会较少。并且根据这些候选路由上所需使用的再生器的数量确定用户需求的业务所采用的路由。因此，可以在确保业务的光学性能可达的同时，在业务所采用的路由上使用较少的再生器，从而节省网络建设的成本。

在上一实施例中，选择光信号噪声比参考参数

作为最短路径算法的权重，其理由具体如下：

在业务从光信号变为电信号的时候，业务被分隔成了两个不同的OCH(Optical Channel，光通道)。如果端到端的业务在传输过程中被进行了多次光电光转换，则业务被分隔成了多个不同的OCH。那么。只要确保这些OCH中的每一个OCH上的光学性能可达，就可以确保业务的光学性能可达。查看一个OCH的光学性能，其中最关键的指标是OSNR，因此，本发明将光学性能中的ONSR作为考虑的重点，通过确保OSNR值可达来确保光学性能可达。一个OCH的OSNR的计算公式为：

${\mathrm{OSNR}}_{\mathrm{OCH}}=10{\log }_{10}\left(\underset{i=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{10}^{-\frac{{\mathrm{OSNR}}_i}{10}}\right)$

其中，N为该OCH中的OMS的数量，OSNR_i为第i个OMS的OSNR值。

对于光学性能而言OSNR值越大越好，由上述公式可知对于光学性能而言，

越大越好。图3是以OSNR_i为横坐标，以

为纵坐标的函数曲线图，图4是以OSNR_i为横坐标，以

为纵坐标的函数曲线图。从图3和4中可以看出，图3中的函数曲线

呈现上升趋势，而图4中的函数曲线

呈现下降趋势，两者趋势相反，也就是说，

的值越小

的值越大，即OSNR_OCH的值越大。因此，在

的值最小的时候，OSNR_OCH的值最大。而最短路径算法的目的是经过的所有边的权重之和越小越好，本发明将

直接作为链路的权重Xi，因此，利用最短路径算法可以计算出

即最小的

从而得到OCH的OSNR的最大值。

下面，对上一实施例作进一步详细描述。

如图5所示，本实施例波分网络中的路由方法，包括：

201、获取至少两条用户需求的业务。

举例而言，可以在获取用户的业务需求后，根据该需求确定多条用户所需求的业务。

202、获取每一个OMS链路的OSNR值。

举例而言，可以通过用户输入或其他外部系统计算的方式得到每一个OMS链路的OSNR值，即，可以采取手工逐个OMS链路录入的方式得到每一个OMS链路的OSNR值，也可以调用其他外部系统计算得到每一个OMS链路的OSNR值。而在获得各个OMS链路的OSNR值后，可以通过

来计算整个OCH的OSNR值。

203、建立一张拓扑图，其中，图中的节点为拓扑站点，图中的边为OMS链路，边的权重为

举例而言，建立一张拓扑图以进行最短路径算法，此处的拓扑图为图论中的图，其包括了节点、边两个基本的要素，节点通过边来连接，不存在边连接的节点之间是不连通的，且边存在权重。在本实施例中，将拓扑节点映射成拓扑图中的节点，将OMS链路映射成拓扑图中的边，并且，将边的权重设置为其中，作为分子的OSNR就是这个边所对应的OMS的OSNR值。

204、根据拓扑图通过最短路径算法获取每个业务对应的候选路由。

在建立好拓扑图后，可以针对每个业务通过最短路径算法计算出从源节点到终节点的最短路径，计算得到的路径所经过的边的权重之和最小。

举例而言，假定全网用户需求的业务有M条，根据建立的拓扑图为每条业务在图中计算出K条OSNR可达的路由，其中K＞＝1，在此将这K条路由称为该业务的候选路由。即，为业务i计算出来K_i条候选路由，其中，1＜＝i＜＝M，K_i＞＝1。可选地，可以采用KSP(K shortest path，K条最短路径)算法进行候选路由的计算。

在为每条业务计算出K条OSNR可达的路由的过程中，将增加再生器以后实现光学性能可达的路由也包括在该K条OSNR可达的路由之内。另外，不同的业务能够计算出来的路由数量是不一样的，有些业务甚至由于节点间是不连通的，因此只能计算出0条路由。在为每条业务计算出候选路由后，将这些候选路由对应地记录下来，以便于用户进行根据这些候选路由进行排列组合，选择一个成本更低的路由组合。

205、记录每条候选路由上所需使用的再生器的数量。

举例而言，由于将增加再生器以后实现光学性能可达的路由也包括在该K条OSNR可达的路由之内，因此，需要计算每条候选路由为了OSNR可达分别需要增加的再生器数目，并对应地记录这些需要增加的再生器数目，以方便后续统计再生器成本。可选地，计算每条候选路由需要增加的再生器数目的方法具体可以为：从OCH的源向宿逐条检测光学性能可达性，如果在某一节点检测到光学性能不可达，则确定需要在该节点的前一节点上增加一个再生器，使增加了再生器以后的该前一节点所输出的业务信号的光学性能恢复到最佳状态，并继续向OCH的宿端进行光学性能可达性的检测。

另外，在记录再生器数目的同时，还可以对再生器的布放位置进行记录。

206、根据候选路由上所需使用的再生器的数量，对每个业务的候选路由进行排序；

举例而言，可以根据候选路由上所需使用的再生器的数量，分别对每条业务的候选路由进行排序。可选地，在该业务的候选路由中存在再生器使用数量相等的候选路由时，可以根据OSNR值对这些再生器使用数量相等的候选路由进行排序。例如，将业务i的候选路由K_i按照再生器的使用数量从少到多排序，其中，存在再生器的使用数量相等的候选路由时，对这些再生器的使用数量相等的候选路由按照OSNR值从大到小排序。

207、对用户需求的业务的排序后的候选路由进行组合，并根据系统容量获取业务候选路由组合。

举例而言，对业务1-业务M的候选路由分别进行组合，由于每个业务i都有K_i条路由，所以可以得到K1*K2*K3…*KM，即

种组合方式。在得到这些排列组合后，由于波分系统存在系统容量的限制，即一条OMS链路上只能走一定数量的波长，例如，目前存在的系统容量包括8波，16波，40波，80波，96波，因此，需要从这

种组合中选择出可以确保每条OMS链路上经过的波长数量都不超过系统容量的组合，将这些选择出的组合称为业务候选路由组合。

208、从业务候选路由组合中获取再生器使用数量最少的一个路由组合，将所述路由组合作为所述用户需求的业务所采用的路由。

举例而言，计算每个业务候选路由组合所需使用的再生器的总数量，从这些候选路由组合中选出再生器的使用总数最少的一个候选路由组合，作为所述用户需求的业务需要采用的路由方案。

另外，由于对候选路由进行了排序，因此，可以先从各业务候选路由组合中选出各业务的候选路由的排序都比较靠前的业务路由组合。然后，对选出的这些业务候选路由组合所需使用的再生器的总数量进行计算，从这些选出的候选路由组合中再选出再生器的使用总数最少的一个候选路由组合，作为所述用户需求的业务需要采用的路由方案。这样，可以减少再生器的计算量。

209、将再生器的布放位置展示出来。

举例而言，当从业务候选路由组合中选出所述用户需求的业务所采用的路由后，确定用户需求的业务所采用的路由上的再生器的布放位置。或者，如果记录的候选路由上所需使用的再生器的数量的同时，还记录了再生器的布放位置，则根据记录的再生器的布放位置确定用户需求的业务所采用的路由上的再生器的布放位置。在确定了再生器的布放位置后，将其展示出来，从而告知用户再生器的布放位置，指导网络建设。

本实施例提供的波分网络中的路由方法，通过在获取多条用户需求的业务和每个光复用段的OSNR后，根据以光复用段为边，光信号噪声比参考参数

为边的权重的拓扑图，利用最短路径算法计算每个业务的候选路由，因此，能够得到光学性能尽可能大的候选路由，在这些候选路由上增加的用于确保光学性能可达的再生器的数量也会较少。并且根据这些候选路由上所需使用的再生器的数量确定用户需求的业务所采用的路由。因此，可以在确保业务的光学性能可达的同时，在业务所采用的路由上使用较少的再生器，从而节省网络建设的成本。

与上述方法相对应地，本发明实施例还提供了一种波分网络中的路由装置，如图6所示，包括：

需求业务获取单元601，用于获取至少两条用户需求的业务；

噪声比获取单元602，用于获取每个光复用段的OSNR；

候选路由获取单元603，用于根据以光复用段为边，光信号噪声比参考参数为边的权重的拓扑图，获取每个业务对应的候选路由；

业务路由确定单元604，用于根据所述候选路由上所需使用的再生器的数量确定所述用户需求的业务所采用的路由；

其中，所述光信号噪声比参考参数为

进一步地，所述候选路由获取单元603包括：

参数获取子单元，用于根据所述每个光复用段的OSNR获取每个光复用段的光信号噪声比参考参数；

拓扑图获取子单元，用于获取以拓扑站点为节点，光复用段为边，所述光信号噪声比参考参数为边的权重的拓扑图；

候选路由获取子单元，用于根据所述拓扑图通过最短路径算法获取每个业务对应的候选路由；

再生器数量记录子单元，用于记录每条候选路由上所需使用的再生器的数量。

进一步地，所述业务路由确定单元604包括：

路由排序子单元，用于根据所述候选路由上所需使用的再生器的数量对每个业务的候选路由进行排序；

路由组合子单元，用于对所述用户需求的业务的排序后的候选路由进行组合，并根据系统容量获取业务候选路由组合；

业务路由获取子单元，用于从所述业务候选路由组合中获取再生器使用数量少于规定使用数量的一个路由组合，将所述路由组合作为所述用户需求的业务所采用的路由。

进一步地，所述路由排序子单元，具体用于根据所述候选路由上所需使用的再生器的数量对每个业务的候选路由进行排序，并且，根据候选路由的OSNR值对每个业务的候选路由中再生器使用数量相等的候选路由进行排序。

进一步地，所述路由组合子单元包括：

路由组合模块，用于对所述用户需求的业务的排序后的候选路由进行组合；

组合获取模块，用于从所述候选路由的组合中获取业务候选路由组合，所述业务候选路由组合中的每个光复用段承载的波长数量不超过系统容量。

本实施例波分网络中的路由装置工作的具体方法可参看上文所描述的方法，在此不再赘述。

本实施例提供的波分网络中的路由装置，通过在获取多条用户需求的业务和每个光复用段的OSNR后，根据以光复用段为边，光信号噪声比参考参数

为边的权重的拓扑图，利用最短路径算法计算每个业务的候选路由，因此，能够得到光学性能尽可能大的候选路由，在这些候选路由上增加的用于确保光学性能可达的再生器的数量也会较少。并且根据这些候选路由上所需使用的再生器的数量确定用户需求的业务所采用的路由。因此，可以在确保业务的光学性能可达的同时，在业务所采用的路由上使用较少的再生器，从而节省网络建设的成本。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种波分网络中的路由方法，其特征在于，包括：

获取至少两条用户需求的业务和每个光复用段的光信号噪声比OSNR：

根据以光复用段为边，光信号噪声比参考参数为边的权重的拓扑图，获取每个业务对应的候选路由；

根据所述候选路由上所需使用的再生器的数量确定所述用户需求的业务所采用的路由；

其中，所述光信号噪声比参考参数为

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据以光复用段为边，光信号噪声比参考参数为边的权重的拓扑图，获取每个业务对应的候选路由包括：

根据所述每个光复用段的OSNR获取每个光复用段的光信号噪声比参考参数；

获取以拓扑站点为节点，光复用段为边，所述光信号噪声比参考参数为边的权重的拓扑图；

根据所述拓扑图通过最短路径算法获取每个业务对应的候选路由；

记录每条候选路由上所需使用的再生器的数量。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述最短路径算法为K条最短路径算法。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述候选路由上所需使用的再生器的数量确定所述用户需求的业务所采用的路由包括；

根据所述候选路由上所需使用的再生器的数量对每个业务的候选路由进行排序；

对所述用户需求的业务的排序后的候选路由进行组合，并根据系统容量获取业务候选路由组合；

从所述业务候选路由组合中获取再生器使用数量少于规定使用数量的一个路由组合，将所述一个路由组合作为所述用户需求的业务所采用的路由。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述候选路由上所需使用的再生器的数量对每个业务的候选路由进行排序包括：

根据所述候选路由上所需使用的再生器的数量对每个业务的候选路由进行排序，并且，在该业务的候选路由中存在再生器使用数量相等的候选路由时，所述再生器使用数量相等的候选路由根据候选路由的OSNR值进行排序。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述对所述用户需求的业务的排序后的候选路由进行组合，并根据系统容量获取业务候选路由组合包括：

对所述用户需求的业务的排序后的候选路由进行组合；

从所述候选路由的组合中获取业务候选路由组合，所述业务候选路由组合中的每个光复用段承载的波长数量不超过系统容量。

7.一种波分网络中的路由装置，其特征在于，包括：

需求业务获取单元，用于获取至少两条用户需求的业务；

噪声比获取单元，用于获取每个光复用段的OSNR；

候选路由获取单元，用于根据以光复用段为边，光信号噪声比参考参数为边的权重的拓扑图，获取每个业务对应的候选路由；

业务路由确定单元，用于根据所述候选路由上所需使用的再生器的数量确定所述用户需求的业务所采用的路由；

其中，所述光信号噪声比参考参数为

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述候选路由获取单元包括：

参数获取子单元，用于根据所述每个光复用段的OSNR获取每个光复用段的光信号噪声比参考参数；

拓扑图获取子单元，用于获取以拓扑站点为节点，光复用段为边，所述光信号噪声比参考参数为边的权重的拓扑图；

候选路由获取子单元，用于根据所述拓扑图通过最短路径算法获取每个业务对应的候选路由；

再生器数量记录子单元，用于记录每条候选路由上所需使用的再生器的数量。

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述业务路由确定单元包括：

路由排序子单元，用于根据所述候选路由上所需使用的再生器的数量对每个业务的候选路由进行排序；

路由组合子单元，用于对所述用户需求的业务的排序后的候选路由进行组合，并根据系统容量获取业务候选路由组合；

业务路由获取子单元，用于从所述业务候选路由组合中获取再生器使用数量少于规定使用数量的一个路由组合，将所述路由组合作为所述用户需求的业务所采用的路由。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述路由排序子单元，具体用于根据所述候选路由上所需使用的再生器的数量对每个业务的候选路由进行排序，并且，根据候选路由的OSNR值对每个业务的候选路由中再生器使用数量相等的候选路由进行排序。

11.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述路由组合子单元包括：

路由组合模块，用于对所述用户需求的业务的排序后的候选路由进行组合；

组合获取模块，用于从所述候选路由的组合中获取业务候选路由组合，所述业务候选路由组合中的每个光复用段承载的波长数量不超过系统容量。

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