CN102394826A - 集中式频谱灵活光网络信息同步方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种集中式频谱灵活光网络信息同步方法及系统，该系统中在每个域中配有一个集中资源管理(RCM)节点和多个普通节点；RCM节点中设有流量工程数据库(TED)，TED中存放整个域中的节点信息和资源信息，包括链路的频谱资源信息；同时RCM节点接收损伤监测评估模块传送的损伤信息，实时地更新TED中的损伤信息；RCM节点根据TED中存储的各类信息，完成网络业务路径的选择，同时为业务选择合适的可用频谱以及调制格式；在网络业务完成频谱资源分配之后，RCM节点根据记录，将TED中的信息进行更新；普通节点只是负责节点相关信息的泛洪，也就是只有在网络节点发生故障、节点删除或者网络新增节点时，才将这样的信息在网络中进行泛洪，达到节点信息的同步。
Description
技术领域
本发明涉及频谱灵活光网络技术领域，具体涉及一种集中式频谱灵活光网络信息同步方法及系统。
背景技术
频谱灵活光网络的突出特点是根据业务的需求动态地为业务分配相应大小的频谱带宽。即频谱灵活光网络利用全光网络给业务分配连续的子载波，此处子载波相对于传统波分复用网络的波长粒度更小，能更好匹配不同大小的传输业务，提高了网络的频谱利用率，降低阻塞率。
由于频谱灵活光网络是以粒度更小的子载波为单位，网络根据业务请求的带宽及业务的质量要求动态的为业务分配合适数量的子载波以及为业务采用合适的调制格式。若沿用现有波长交换光网络的路由信令方案，网络中的路由同步信息以及网络中的各种信令信息必然会增多，随着网络规模的增大，网络中的数据通信网(DCN)信息量猛增，占用大量的DCN带宽，势必会影响网络的整体性能(比如路由模块的泛洪同步时间变长，信令时延变长，网络中业务建立失败率增加等)。
频谱可变光网络采用自适应的频谱带宽分配、自适应的速率调整以及自适应的调制方式改变策略。它可根据业务的需求动态地为业务选择合适的路由、动态地为业务分配相应的频谱带宽、并选择合适的调试格式、实现各种保护恢复方案等。
由于频谱灵活光网络的特点，使得网络在实现业务资源分配的时候，要同时考虑频谱一致性约束、频谱连续性约束(同一业务分配的频谱子载波必须是连续的)、业务之间保护带宽约束以及调制格式约束、损伤约束。因而频谱灵活光网络中除了管理信息和控制信息等数据通信网(DCN)信息，网络中的节点信息、链接信息、损伤信息以及信令信息需要占用很大部分的DCN带宽，随着网络规模的增大，各种类型的DCN信息必然会大幅度增加，并占用大量的网络带宽。这些控制平面信息会对数据传输产生一定负面影响，甚至导致网络拥塞或连接中断。
网络节点信息包括节点的频谱交叉转换能力、节点资源状态(再生器、光发射机/接收机等)、端口频谱约束、连接约束矩阵和节点损伤参数等；链路信息包括链路每信道最大宽度、链路频谱权重、可用频谱信息、共享保护频谱信息、调制格式信息、保护带宽信息等。
由于频谱灵活光网络的粒度是频谱带宽很小的子载波(比如6.25GHz)，网络经过一段时间的运行之后，整个网络由于业务的到达与离去带来的频谱资源变化所引起的信息量(例如网络中个链接上的频谱权重、可用的连续频谱、频谱碎片等)要远大于以波长为粒度(例如100GHz)的波长交换光网络中的信息。随着网络规模的扩大，以及网络中业务的频繁变化，频谱灵活光网络中的频谱资源信息的泛洪必然迅速增长，这将消耗大量的DCN带宽，影响网络的性能。
节点信息以及链接信息中都包含损伤信息。由于物理损伤的类型和参数非常复杂和庞大，当由路由模块来实现损伤信息的同步时，一个仅包含一条链路的损伤消息包就可能达到Mbit级大小，而对单个节点来说，其携带的损伤信息可能包括本节点以及数条相关的链路，因而网络中需要传输大量信息。这不仅会导致路由模块的TE-LSA和其它类型LSA的传输变慢，同时也会限制数据业务的传输率。若采用由信令模块携带损伤信息时，由于信令不仅需要传输原有的建路、拆路以及保护恢复等信息，还要携带收集大量的损伤信息，必然会增大信令开销，使得建路时延相对增大。
信令模块实现网络连接管理功能(连接建立、连接删除、查询连接状态、修改连接属性、恢复)时，考虑频谱灵活光网络中频谱一致性约束以及连续行约束、调制格式约束时，需要增加相应的属性(如调制格式参数、光路特性参数)，扩展原有的标签设置对象中相关的资源分配。当网络中规模变大、业务变化频繁时，网络中传输的信令必然也消耗大量的DCN带宽，引起网络整体质量的下降。
波长交换光网络是基于波分多路复用传输网的自动交换光网络。通过将控制平面引入波长网络，采用通用多协议标记交换(GMPLS)和路径计算单元(PCE)等控制平面技术，实现路由和波长资源的动态调度，提高了波分多路复用网络调度的灵活性和网络管理的效率。
波长交换光网络根据路由波长分配是分离式(路由+波长分配)还是集中式(路由&波长分配)以及控制平面的路径计算是分布式还是集中式，形成基于传统ASON/GMPLS分布式控制平面下的分离式和集中式路由波长分配方案，以及基于PCE的集中式控制平面下的分离式和集中式路由波长分配方案。
波长交换光网络的体系架构如图1所示。控制平面实现了光层资源的自动发现、波长业务提供、保护恢复。传送平面实现端到端的用户信息传送，也可以提供控制和网络管理信息的传送。
波长交换光网络信息同步采用的方式是利用对路由协议以及信令协议的扩展实现网络资源的同步。
对路由协议(如OSPF、IS-IS协议)的扩展，如图2所示，使得网络中的路由模块能够携带节点以及链接相关的链路状态广播(LSA)信息，包括节点交换能力LSA、波长资源情况LSA。
损伤信息的同步，可以采用在路由协议中扩展损伤相关的LSA或者是在信令模块中携带并收集损伤信息两种机制来实现。
由于频谱灵活光网络中的信息量相对于波长交换光网络增加很多(如链接上的频谱资源信息、业务相关的调制格式信息、网络中增加的信令信息)，一旦网络中各种业务变化频繁，网络的信息泛洪量以及网络中的各种信令信息会很大，导致网络的同步时间以及信令处理时间变长，引起整个网络中节点掌握的并不是最新的网络状态信息，产生信息失真，导致资源占用(源节点分配的资源已经被其他连接预留和使用)和光路传输质量误判(某些物理损伤，如串扰、非线性效应等)，引起网络的阻塞率提高，网络性能降低。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明的目的是提出一种新的基于PCE的路由方案，能够有效的实现在减少网络中的DCN信息量的同时，又能保证网络信息的快速同步。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供一种集中式频谱灵活光网络信息同步系统，在每个域中配有一个集中资源管理(RCM)节点和多个普通节点；
RCM节点中设有流量工程数据库(TED)，TED中存放整个域中的节点信息和资源信息，包括链路的频谱资源信息；同时RCM节点接收损伤监测评估模块传送的损伤信息，实时地更新其TED中的损伤信息；RCM节点根据其TED中存储的各类信息，完成网络业务路径的选择，同时为业务选择合适的可用频谱以及调制格式；在网络业务完成频谱资源分配之后，RCM节点根据记录，将其TED中的信息进行更新；
普通节点只是负责节点相关信息的泛洪，也就是只有在网络节点发生故障、节点删除或者网络新增节点时，才将这样的信息在网络中进行泛洪，达到节点信息的同步。
优选地，所有节点都包含全网的拓扑信息。
优选地，网络中的节点被激活后，普通节点就开始将自己的节点信息泛洪到其它节点，在路由协议中这些信息通过不同类型的链路状态广播(LSA)来传递。
优选地，当网络中有业务建立请求到达时，RCM节点根据其TED中存储的网络资源的信息，同时完成为业务选出合适的路径和为业务选出合适的频谱资源及调制格式，形成集中式的路由资源分配，然后交由信令模块进行业务资源预留；资源预留成功后，RCM节点再根据已建立成功路径的信息更新其TED中的信息。
本发明还提供一种集中式频谱灵活光网络信息同步方法，将网络的链接信息和损伤信息全部存储在一个集中的资源模块节点中，由这个资源模块节点集中完成网络资源信息的更新；普通节点只是负责节点相关信息的泛洪，也就是只有在网络节点发生故障、节点删除或者网络新增节点时，才将这样的信息在网络中进行泛洪，达到节点信息的同步。
(三)有益效果
与原有的两种泛洪机制(即路由泛洪方案和分布式的信令方案)相比，本发明集中式的路由方案，网络中普通节点间只转发节点相关的信息，而变化最频繁的资源信息和损伤相关的信息直接存储在RCM节点的流量工程数据库中，并由RCM节点根据网络中资源的变化进行实时更新，不需要将信息在网络中的普通节点之间泛洪，极大的减少DCN网络中的信息。网络信息同步时延也大大降低，从而提高网络的整体性能。
相比与现有的网络路由机制，网络中的普通节点的功能也将极大的简化，使得网络中的普通节点的实现将更加简单，简化网络底层硬件的实现。
附图说明
图1为现有技术中的波长交换光网络体系架构；
图2为现有技术中扩展路由协议实现网络信息同步的示意图，其中①表示生产节点相关的LSAs、链接频谱相关的LSA、调制格式相关的LSA、损伤信息相关的LSA，②表示泛洪产生的LSAs，③表示接收其他节点发来的LSAs，④表示域间相关的LSA的收发；
图3为本发明信息同步机制的示意图，其中①表示生成节点相关的LSAs，②表示泛洪节点相关的LSAs，③表示接收节点相关的LSAs，④表示路由协议，⑤表示PCEP协议：更新资源相关的信息(频谱信息、链路损伤信息)。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不是限制本发明的范围。
本发明所述的集中式频谱灵活光网络信息同步方法，将网络的链接信息和损伤信息全部存储在一个集中的资源模块节点中，由这个资源模块节点集中完成网络资源信息的更新；普通节点只是负责节点相关信息的泛洪，也就是只有在网络节点发生故障、节点删除或者网络新增节点时，才将这样的信息在网络中进行泛洪，达到节点信息的同步。
本发明采用集中式信息同步系统的网络中的节点分为两类：一种是集中资源管理(RCM：Resources Concentrate Management)节点，每个域中配有一个RCM节点；一种是普通节点。如图3所示。
RCM节点中设有流量工程数据库(TED)，TED中存放的是整个域中的节点信息和资源信息，包括链路的频谱资源信息等。同时RCM节点接收损伤监测评估模块传送的损伤信息，实时地更新其流量工程数据库中的损伤信息。RCM节点的功能是根据其TED中存储的各类信息，完成网络业务路径的选择，同时为业务选择合适的可用频谱以及调制格式。在网络业务完成频谱资源分配之后，RCM节点根据记录，将其TED数据库中的信息进行更新。
普通节点负责更新网络节点相关的信息(除了节点相关的损伤信息)，并将此信息通过路由协议泛洪到其他所有节点。这就是说普通节点不具备路径计算功能，只具备简单的网络拓扑的发现以及链路节点故障的上报。所有节点都包含全网的拓扑信息。
网络中的节点被激活后，普通节点就开始将自己的节点信息泛洪到其它节点。在路由协议中这些信息通过不同类型的LSA来传递。集中式的信息同步方案的优势在于由于将网络中变化频繁的信息(频谱信息、损伤信息等)都存储在RCM节点的流量工程数据库中，因而整个网络中的数据包量很小，能极大的降低网络传输时延，提高网络的整体性能。
当网络中有业务建立请求到达时，RCM节点根据其流量工程数据库中存储的网络资源的信息，同时完成为业务选出合适的路径和为业务选出合适的频谱资源及调制格式，形成集中式的路由资源分配，然后交由信令模块进行业务资源预留。资源预留成功后，RCM节点再根据已建立成功路径的信息更新其流量工程数据库中的信息。
因为网络中的普通节点只是负责节点相关信息的泛洪，也就是只有在网络节点发生故障、节点删除或者网络新增节点时，才将这样的信息在网络中进行泛洪，达到节点信息的同步，这在很大程度上减少了网络中的泛洪信息量，使得DCN网络中消耗带宽的极大的减少，减少了网络传输时延引起的网络信息不同步等一系列问题，提高了网络的整体性能。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种集中式频谱灵活光网络信息同步系统，其特征在于：
在每个域中配有一个集中资源管理(RCM)节点和多个普通节点；
RCM节点中设有流量工程数据库(TED)，TED中存放整个域中的节点信息和资源信息，包括链路的频谱资源信息；同时RCM节点接收损伤监测评估模块传送的损伤信息，实时地更新其TED中的损伤信息；RCM节点根据其TED中存储的各类信息，完成网络业务路径的选择，同时为业务选择合适的可用频谱以及调制格式；在网络业务完成频谱资源分配之后，RCM节点根据记录，将其TED中的信息进行更新；
普通节点只是负责节点相关信息的泛洪，也就是只有在网络节点发生故障、节点删除或者网络新增节点时，才将这样的信息在网络中进行泛洪，达到节点信息的同步。
2.如权利要求1所述的集中式频谱灵活光网络信息同步系统，其特征在于：所有节点都包含全网的拓扑信息。
3.如权利要求1或2所述的集中式频谱灵活光网络信息同步系统，其特征在于：网络中的节点被激活后，普通节点就开始将自己的节点信息泛洪到其它节点，在路由协议中这些信息通过不同类型的链路状态广播(LSA)来传递。
4.如权利要求3所述的集中式频谱灵活光网络信息同步系统，其特征在于：当网络中有业务建立请求到达时，RCM节点根据其TED中存储的网络资源的信息，同时完成为业务选出合适的路径和为业务选出合适的频谱资源及调制格式，形成集中式的路由资源分配，然后交由信令模块进行业务资源预留；资源预留成功后，RCM节点再根据已建立成功路径的信息更新其TED中的信息。
5.一种集中式频谱灵活光网络信息同步方法，其特征在于：将网络的链接信息和损伤信息全部存储在一个集中的资源模块节点中，由这个资源模块节点集中完成网络资源信息的更新；普通节点只是负责节点相关信息的泛洪，也就是只有在网络节点发生故障、节点删除或者网络新增节点时，才将这样的信息在网络中进行泛洪，达到节点信息的同步。
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