CN102484555B - 光网络中的方法和节点实体 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及在通过在波长交换光网络(WSON)中的光链路中承载的光信道的路由和波长指派来建立用于用户业务的光路径时使用的分发物理(PI)参数的方法和节点实体。本发明的目的还有指定要在链路状态路由协议(例如OSPF-TE协议)中引入的对象格式，其配置成承载关于物理损伤的信息。当考虑动态波长提供时，这个信息集合是由WSON控制平面控制的要跨光交换网络建立的光路的可行性评价所需的。

Description

光网络中的方法和节点实体
技术领域
本发明涉及光网络中的方法和节点实体。更具体地，提供了用于分发物理损伤参数以及用于建立用户业务的光路径的方法和节点实体。
背景技术
波长交换光网络(WSON)支持网络中要求连接的节点之间的端到端光路径，叫作光路(lightpath)。在这个类型的网络中的中间节点支持波长交换并且还可支持波长转换。与提供高容量传输的点对点光通信链路(其总是在相同对的节点之间)相比，WSON支持具有更复杂拓扑(例如环、互连环或网格(mesh)拓扑)的网络的节点对之间的光路的设立和拆卸。WSON的路由和波长指派(RWA)功能执行跨WSON路由光路以及向光路指派波长的任务。
以光波长进行的传送遭受大量的物理损伤并且在光路用于承载业务之前跨WSON验证端到端光路的可行性是有利的。检查光路径的可行性的过程叫作损伤确认(IV)并且能够通过软件工具来执行，该软件工具分析在光信号传播期间累积的损伤(线性以及非线性)以及光信号经过的硬件的特性(例如，放大器类型、光纤类型)。评估传送质量(QoT)参数并且将其与表示在接收机处的希望的最大误比特率阈值(例如10E-15)相比较。按照惯例，网络计算实体评估光路径的QoT并且在线下操作。这个实体的爱立信术语是光链路设计引擎(PLDE)。
在因特网工程任务组(IETF)文档“用于具有损伤的波长交换光网络(WSON)的控制的框架”draft-bernstein-ccamp-wson-impairments-05.txt中给出了光网络中的损伤察觉路由和波长指派(IA-RWA)的回顾。执行损伤察觉路由和波长指派(IA-RWA)的一个可能方法是路由和波长指派(RWA)功能选择光路的路由并且然后对损伤确认(IV)功能进行访问以确认光路。
WSON是基于波分复用(WDM)，其中，通过具有不同光波长的信道来承载用户业务。在“传统”WDM网络中，每个波长路径都是静态配置的并且被规划成在“寿命结束”网络条件下是可行的。随着远程可重配置的光分插复用器(RROADM)、光交叉连接(OXC)以及可调激光器的部署，ON已经变得更动态，并且运营商能够灵活地设立以及拆卸承载用户业务的波长路径。
不幸的是，WDM比特率从2.5G增加到40G(并且在未来是100G)，结合波长的数量从32增加到80(并且在未来更高)以及信道间隔从200GHz缩小到25GHz，由于物理损伤(PI)而影响了光信号的路由。
在网络规划层面优先考虑物理损伤对不同光路径上的光信号的影响，条件是对于所考虑的网络那是可行方法。在这个方法中，运营商能够通过对于每个预期比特率的透明域来预先确认全部端到端光路径。但是，典型方法是考虑最差情况值(“寿命结束”值)并且在杠杆作用这个数据中执行路径运算。问题是，这个方法带来非常保守的路由并且防止任何种类的动态波长提供以及恢复(即在运行中进行恢复是不可能的)。
发明内容
本发明的一个目的是在WSON网络中提供动态路径运算。为了提供这个目的，取得网络物理状态的快照的快速方式会是在WSON中极为重要的并且会允许动态的、在线的路径运算，不论集中式还是分布式，即在每个入口节点中。
根据本发明，通过向WSON的路径运算实体提供物理损伤参数的集合的值来达到这个目的。获得物理损伤(PI)参数值是通过在网络节点之中测量和分发所述参数值。另外，建议在链路状态路由协议中分发PI值。
本发明的第一方面是用于光网络的通过波长交换光网络(WSON)的光链路中承载的光信道的路由和波长指派来建立用于用户业务的光路径的方法。该方法涉及获得影响光信道的物理损伤(PI)参数值的集合，其中，获得所述物理损伤(PI)参数值中的至少一个是通过在连接到波长中的所述光路径的网络节点之中测量和分发所述参数值。然后，通过对于每个光路径执行涉及其已获得PI参数值的路径运算来为每个光路径候选确定可行性判定，并且此后，基于不同光路径的所述可行性判定而经由光路径来路由光信号。
在说明书和从属权利要求中还呈现该方法的不同实施例。
本发明的另外一个方面是光网络的节点中用于通过波长交换光网络(WSON)的光链路中承载的光信道的路由和波长指派来建立用于用户业务的光路径的方法。该方法涉及获得影响光信道的物理损伤(PI)参数值的集合，其中，获得所述物理损伤(PI)参数值中的至少一个是通过在连接到波长中的所述光路径的网络节点之中测量和分发所述参数值。然后，通过对于每个光路径执行涉及其已获得PI参数值的路径运算来为每个光路径候选确定可行性判定。
在说明书和从属权利要求中还呈现该方法的不同实施例。
本发明的又一方面是用于分发物理损伤(PI)参数值以通过波长交换光网络(WSON)的光链路中承载的光信道的路由和波长指派来建立用于用户业务的光路径的方法。该方法涉及确定影响光信道的物理损伤(PI)参数值的值、生成物理损伤(PI)参数值的结构化集合以及通信，即，将所述结构化集合分发到具有路径运算能力的网络节点中的至少一个节点。
在说明书和从属权利要求中还呈现该方法的不同实施例。
本发明的附加方面是用于通过波长交换光网络(WSON)的光链路中承载的光信道的路由和波长指派来建立用于用户业务的光路径的节点实体。所述节点实体包括路径运算能力，所述路径运算能力配置成通过对于每个光路径执行涉及其已获得PI参数值的路径运算来为每个光路径候选确定可行性判定。还提供配置成基于不同光路径的所述可行性判定而经由光路径来路由光信号的路由部件。该实体还设有配置成获得影响光信道的物理损伤(PI)参数值的结构化集合的接收部件(120)，其中，获得所述物理损伤(PI)参数值中的至少一个是通过在连接到所述波长交换光网络中的所述光路径的网络节点之中测量和分发所述参数值。
在说明书和从属权利要求中还呈现该节点实体的不同实施例。
本发明的又一方面是用于分发物理损伤参数值以通过波长交换光网络(WSON)的光链路中承载的光信道的路由和波长指派来建立用于用户业务的光路径的节点实体。所述节点实体包括配置成确定影响光信道的物理损伤(PI)参数值的值的测量部件、PI参数集合生成功能块，所述PI参数集合生成功能块配置成生成物理损伤(PI)参数值的结构化集合，并且配置成将所述结构化集合传送到具有路径运算能力的网络节点中的至少一个节点。
在说明书和从属权利要求中还呈现该节点实体的不同实施例。
本发明的一个优点是它提供光路径的建立和动态路径运算。另外，集中式装置(NMS)能接着监控已经路由的业务并且通过重新运算替代的并且更健壮的路由来对信号退化进行反应。
另外一个优点是提供与网络链路中编组的波长相关的物理损伤参数的动态广告。对于WSON网络中的动态路径运算，这是必要动作。
又一优点是本发明提供控制平面协议中的PI参数的可能编码以及在它们之间挑选的指示。
附图说明
在结合附图阅读以下详细描述之后，将更容易理解本发明的前述以及其它目的、特征以及优点，其中：
图1是具有节点之间的链路的网格拓扑的示范网络的框图，其中，可实现本文描述的系统和方法；
图2是示出损伤验证过程的功能块的框图；
图3是示出用于实现图2中的损伤估计过程的控制平面的框图；
图4是示出WSON网络中的两个节点的框图，在其中实现本发明；
图5是描述根据本发明的方法的实施例的流程图；
图6是描述根据本发明的方法的实施例的流程图；
图7是描述根据本发明的方法的实施例的流程图；
图8A是示出两个相邻网络单元之间的光纤跨距的例子的框图；
图8B示出图8A中示出的光纤跨距的横截面B-B；
图9是示出光链路设计引擎的例子的框图。
具体实施方式
在以下描述中，为了说明而不是限制的目的，阐述具体细节，例如特殊电路、电路组成部分、技术等，以便提供本发明的全面理解。但是，对于本领域技术人员将是显然的是，可实施本发明以及背离这些具体细节的其它实施例。在其它情况下，省略众所周知的方法、装置以及电路的详细描述，以免用不必要的细节影响对本发明的描述的理解。
图1示出具有节点之间的链路30的网格拓扑的光通信网络10。网络10的节点包括能够以特殊波长交换业务并且还可在不同波长之间交换业务的路由器/复用器4、6。在图1中示出两种类型的路由器/复用器：标记边缘路由器(LER)/可重配置光分插复用器(ROADM)4和标记交换路由器(LSR)/波长交叉连接(WXC)6。LER/ROADM4放置在网络10的边缘并且与其它网络接口32。LER形成光路的端点。具有波长选择性交换(WSS)的标记交换路由器(LSR)/波长交叉连接(WXC)6放置在网络10的中间节点处并且能够在需要的情况下在不同的波长之间交换业务。该网络还能够包括过渡节点，过渡节点包括光放大器(OA)8以放大光信号。
在LER/ROADM对4之间建立用于承载业务的光路。作为例子，能够经由节点16在节点12和节点18之间设立光路34。光路34包括节点12和16之间的光段36以及节点16和18之间的光段41。光段36包括光放大器14。在节点16处，业务可保持在相同的波长上，或可将其在波长之间交换，使得光路34在光段36上使用第一波长并且在光段41上使用第二波长。
当在这种网络中使用损伤察觉路由和波长指派(IA-RWA)时，存在概念上三种一般类的过程要考虑：路由(R)、波长指派(WA)以及损伤确认(IV)，甚至表示为损伤估计。
在图2中，用功能块来示出损伤估计过程50。这些块是与任何控制平面体系结构都无关的，即它们能够通过相同的控制平面功能块或通过不同的控制平面功能块来实现。
模型的功能块是光接口块52、光路径54以及估计块56。
光接口块52表示在哪里传送或接收光信号并且定义在端点路径处的性质和特性。对于WSON，必须考虑接口特性的最小集合。因此，仅必须考虑接口参数的重要子集合。传送接口以及接收接口可能考虑性质的不同子集合。关于为了光路径的可行性评价而必须考虑使用什么集合的PI参数的挑选，一般留给网络运营商：对于一个网络运营商，放大式自发发射(ASE)噪声可能是唯一的限制性约束，而对于另一个网络运营商，色散(CD)可能是限制性的约束。
光路径块54表示影响波长的全部种类的损害，因为其通过链路和节点穿越网络。在控制平面具有损伤察觉的情况下，这个块54将不存在。否则，必须经由控制平面以某一方式实现这个功能。
估计块56(其包括光信道估计块58和BER/因子块60)实现用于路径可行性的决定功能。取决于近似的损伤察觉等级，这个功能块可更加复杂或更不复杂。光信道估计块58借助于所接收的物理损伤(PI)参数值(从光接口和光路径块52、54接收的)来执行Q因子估计。在BER/因子块60中将所估计的Q因子与预先定义的误比特率(BER)值相比较，用于确定光路的可行性判定。
图3示出用于实现上述损伤估计过程50以及IA-RWA的控制平面的实体，即在光路的规划、计算以及路由中使用的实体。光链路设计引擎(PLDE)70计算网络10的每个光段36-43(见图1)的接口的参数。能够在比特率、线路编码类型以及调制类型中的一个或更多的方面来定义接口。为由光段支持的接口计算参数集合。光段的接口的参数集合指示沿着光段的传送质量，其考虑了业务类型(比特率、调制、线路编码)以及光段的损伤。PLDE70在业务工程数据库(TED)72中为每个接口和每个光段存储所计算的参数。路径运算实体(PCE)76响应对网络10中的光路的路由的请求。路径运算实体(PCE)74使用光链路设计虚拟引擎(PLDVE)74以确定所请求光路跨网络10的可能路由的可行性。PLDVE74使用在TED72中存储的为网络10的每个光段30-39预先运算的参数，以确定所请求光路的路由是否可行。分析上组合候选光路中的光段的参数以确定路径是否可行。
随着光传输技术演进，将需要考虑的损伤以及约束的集合可能改变。因此，PCE和控制平面(PC)设计应该尽可能灵活，从而如果必要则允许包括新的参数。同时，承载PI参数集合的消息应该是灵活的，以承载未在TED72中静态设定的全部参数。
考虑WSON情形，PCE不仅对路径运算有贡献，而且还负责所运算路径的可行性评价。那是因为每个路径必须以大于预先定义的阈值的误比特率(BER)到达接收机(如果存在的话，FEC校正之后通常是10-15)。
所考虑的网络体系结构是基于集中式或分布式的路径运算能力放置，即PCE放置。另外，集中式装置网络管理系统(NMS)能接着监控已经路由的业务并且通过重新运算替代的并且更健壮的路由来对信号退化进行反应。可使用PLDE来执行可行性验证，其对包含拓扑和业务工程信息以及光相关参数的TED进行杠杆作用。
取得网络物理状态的快照的快速方式会是WSON中极其重要的并且会允许动态的、在线的PCE，不论是集中式(即在NMS中)，还是分布式，例如在每个入口节点中。
本发明提供与网络链接中编组的波长相关的物理损伤参数的动态广告。对于WSON网络中的动态路径运算，这是必要动作。
图4示出WSON网络100中的两个节点，在其中实现本发明。根据本发明的实施例，第一节点110可以是包括标记边缘路由器(LER)112的入口节点。第一节点具有路径运算能力，其作为功能性块113被包括在节点中或通过与其中布置了路径运算能力的另一外部节点通信。如果路径运算能力放置在网络的节点中，则放置被称为是分布式的。另一方面，如果路径运算能力放置在外部节点(例如NMS节点)中，则放置被称为是集中式的。路径运算能力是涉及路径计算实体(PCE)114和光链路设计引擎(PLDE)116的功能性块113。路径运算能力块还配置成与业务工程数据库(TED)118传递信息。已经结合图3讨论PCE114和PLDE116。
另外，第一节点包括用于接收消息的实体120，例如分布式路由协议，其基于具有通用多协议标记交换(GMPLS)扩展的开放式最短路径优先(OSPF)。路由协议所传输的信息将提供全部必要参数以使得PCE114和PLDE116能够评估传送质量(QoT)(甚至表示为业务质量)以及路径可行性判定。因此，消息接收机120配置成将所接收的参数信息(例如物理损伤参数值)转发到路径运算块113，其配置成将估计结果转发到LER，用于借助于所述结果来执行路由决定。
如图4中所示，所考虑的网络体系结构是基于集中式或分布式路径运算能力放置，即PCE放置。具有PCE114和PLDE的路径运算功能性块113处于或被集中在NMS节点中，而不是路由节点110中。
第二节点122是网络的另一节点。它包括网络单元(NE)功能性块124，其可以是LER、标记交换路由器(LSR)或光放大器(OA)。另外，它包括用于测量其中一些物理参数的当前的、动态的值的测量部件126，其导致损伤或物理约束，其在没有任何恶化的情况下阻止光信号传播。在消息130(例如分布式路由协议)中将包括所述参数的测量值的参数信息发送或发信号通知到包括路径运算能力的节点。第二节点122因此设有功能性块128，其配置成根据某一协议(例如标准规则)来生成消息130，并且发送消息130到具有所述能力的第一节点110。第一节点110中用于接收消息的实体120将接收从网络中的节点发送的每个消息130并且将内容转发到PLDE116。
因此，本发明的一个方面是用于建立用于用户业务的光的光路的方法。
图5是描述在网格网络系统中执行的根据本发明的方法的实施例的流程图。它是用于光网络的通过波长交换光网络(WSON)的光链路中承载的光信道的路由和波长指派来建立用于用户业务的光路径(即光路)的方法。所述方法涉及以下块：
块510：获得影响光信道的物理损伤(PI)参数值的集合。获得所述PI参数值中的至少一个是通过在连接到波长交换光网络中的所述光路径的网络节点之中测量和分发所述参数值。
由消息接收机120(见图4)在第一节点110(见图4)中执行所述块510。在特殊适配消息130(见图4)(例如诸如OSPF、IS-IS等的路由协议)中接收PI参数值中的一些。PI信息被提取(读取/复制)和转发到路径运算块113(见图4)，其中，PI值用于路径运算，见图520。可向TED118(见图4)请求并且从TED118接收附加必要PI值(特别是静态PI值)。然后执行块515。
块515：通过对于每个光路径执行涉及其已获得PI参数值的路径运算来为每个光路径候选确定可行性判定。
在本发明的以下实施例中，块515包括两个子块520、530。
块520：借助于PI参数值的集合为每个光链路计算传送质量(QoT)参数值。
由路径运算块113(见图4)执行块520。在下一块530中使用QoT计算的结果，用于评价可行性判定。可由PLDE116(见图4)确定可行性判定并且将其返回给PCE114(见图4).
块530：基于构成跨所述光网络的不同光路径中的每个光路径的光链路的所述所计算的传送质量(QoT)参数值来为所述不同光路径评价可行性判定。
如更下面将描述的，对于所评估的业务质量(QoT)参数，给出可行性判定。作为例子，可行性判定可以是“是”或“否”，因为判定是基于以下问题：“在运算中的光路是在物理上可行的吗？”：“是”或“否”。
路径运算块113的PCE114发送可行性判定到执行光信号的路由的LER112(见图4)，见块540。
块540：基于不同光路径的所述可行性判定而经由光路径来路由光信号。
如上面已经指出的，路径运算可以是分布式的或集中式的。如果路径运算能力放置在网络的节点中，则放置被称为是分布式的。用于执行块515的路径运算功能性块(图4中的113)然后被放置在所述节点中，优选是入口节点中。如果路径运算功能性块(图4中的113)放置在网络的中央节点(NMS)中，则在那里执行块615。在集中式的情况下，具有路径运算能力的节点配置成向中央节点传递必要PI值，并且接收路径运算的结果(例如可行性判定)，用于路由/交换目的。
因此，本发明的上述方面是网络系统方法实施例。明显的是，所述实施例可应用在包括其中包含不同网络单元(例如LER、LSR、OA、OXC、RROADM等)的多个节点的系统和网络中。
本发明的另一方面是在具有路径运算能力的入口节点中执行的方法。另外，本发明的一个方面是在网络的中间节点或出口节点中执行的方法。在具有路径运算能力的入口节点中执行该方法。
图6是在节点(例如入口节点)中执行的根据本发明的方法的实施例的流程图。所述方法的块可如下：
块610：获得影响光信道的物理损伤(PI)参数值的集合。
获得所述PI参数值中的至少一个是通过在连接到波长交换光网络中的所述光路径的网络节点之中测量和分发所述参数值。由消息接收机120(见图4)执行所述块610。在特殊适配消息130(见图4)(例如诸如OSPF、IS-IS等的路由协议)中接收PI参数值中的一些。PI信息被提取(读取/复制)和转发到路径运算块113(见图4)，其中，PI值用于路径运算，见块620。可向TED18(见图4)请求并且从TED118接收附加必要PI值。
块615：通过对于每个光路径执行涉及其已获得PI参数值的路径运算来为每个光路径候选确定可行性判定。
在本发明的以下实施例中，块615包括两个子块620、630。
块620：借助于PI参数值的集合来为每个光链路计算传送质量(QoT)参数值。
由路径运算块113(见图4)执行块620。在下一块630中使用QoT计算的结果，用于评价可行性判定。可由PLDE116(见图4)确定可行性判定并且将其返回给PCE114(见图4)。
块630：基于构成不同光路径中的每个光路径的光链路的所述所计算的传送质量(QoT)参数值来为跨所述光网络的所述不同光路径评价可行性判定。如更下面将描述的，对于所评估的业务质量(QoT)参数，给出可行性判定(“运算中的光路是物理可行的吗？”：“是”或“否”)。
路径运算块113的PCE114发送可行性判定到执行光信号的路由的LER112(见图4)，见块640。
块640：基于不同光路径的所述可行性判定而经由光路径来路由光信号。
如上面已经指出的，路径运算可以是分布式的或集中式的。如果路径运算能力放置在网络的路由节点中，则放置被称为是分布式的。用于执行块615的路径运算功能性块(图4中的113)然后被放置在所述节点中，优选是入口节点中。另一方面，如果路径运算功能性块(图4中的113)放置在网络的中央节点(NMS)中，则在那里执行块615。在集中式的情况下，具有路径运算能力的节点配置成将必要PI值传递给中央节点，其执行路径运算并且将路径运算结果传送到具有路径运算能力的节点。所述节点接收路径运算的结果(例如可行性判定)，用于执行路由/交换。因此，路径运算功能性块和路由/交换功能性(例如LER/ROADM)可放置在不同的节点中。
图7是呈现用于向具有路径运算能力的节点分发PI参数值的方法的实施例的流程图。根据本发明，可在WSON的中间节点、过渡节点或出口节点中执行所述实施例。在图4中示出这种节点122。所述方法的块可如下：
块710：确定影响光信道的物理损伤(PI)参数的值。
通过与经过波长交换光网络中的节点的光路径相关的PI参数的测量来确定所述PI参数值中的至少一个。由测量功能块126来执行动态PI值的确定。
块720：生成PI参数值的结构化集合。
根据链路状态路由协议中用于广告物理损伤参数值集合的对象格式来生成结构化集合。所述对象格式是根据本发明的在消息协议中组织和插入参数值的结构化方式。在本说明书中的更下面，更详细地描述对象格式。
块730：向具有路径运算能力的节点分发PI参数的所述结构化集合。
PI参数的所述结构化集合寻址到并且被发送到网络的至少一个入口节点，所述入口节点具有路径运算能力。由节点中的PI参数集合生成功能块128(见图4)来执行块720和块730。所述功能块可实现为可编程处理器，例如数字微处理器、中央处理单元(CPU)以及传送机装置。
消息的对象格式
根据本发明，在结构化集合中传送PI参数的集合。所述结构化集合优选是可能是链路状态路由协议的消息，其被生成并且从中间节点或出口节点发送到具有路径运算能力的节点。
在下面，指定链路状态路由协议中用于广告物理损伤(PI)集合的对象格式。所述链路状态路由协议用于承载PI参数值集合。当考虑动态波长提供时，所述信息集合是由WSON控制平面控制的要跨光交换网络建立的光路的可行性评价所需的。链路状态协议可以是分布式路由协议，例如中间系统到中间系统(IS-IS)协议或开放式最短路径优先(OSPF)协议。
根据本发明的实施例，可使用基于具有通用多协议标记交换(GMPLS)扩展的OSPF的分布式链路状态路由协议。这种协议被指定为“开放式最短路径优先-业务工程”(OSPF-TE)协议。它配置成运行在网络的数据平面上。在路由协议中传输的信息将提供全部必要参数以使得PLDE能够评估QoT。不同提供商能指定并且使用参数的不同集合以估计可行性，例如误比特率(BER)。
PI参数值的集合可包含数据库(TED)中存储并且可从数据库(TED)中检索的静态值。可根据稀疏参数分发或根据聚合参数分发来分发物理损伤(PI)参数值的集合。根据聚合参数策略，使用同类单元的若干子集合来给出网络的物理描述：光纤的类型、放大器的类型、弥散补偿器的类型等。该策略假设PCE/PLDE知道与单元的每个类型关联的参数。在稀疏参数策略中，使用所涉及的PI参数的完整编码或枚举来给出网络的物理描述。在本说明书中的更下面，将关联放大器参数的描述示出稀疏和聚合参数分发的例子。
考虑以下各项来运算(例如QoT参数的)路径运算：
-在路径的远端处的光接口的参数；
-在光信号的传播中涉及的网络节点的参数；
-在其中承载信号的光纤跨距(链路组成部分，如下面所定义的)。
因此，物理损伤(PI)参数的集合包括表示节点光接口特性的参数(例如传送机参数和接收机参数)、在光信号的传播中涉及的光路径的网络节点的参数(例如放大器参数)以及在通过光路径的光信号传播中涉及的链路组成部分的参数。通过路由协议传输的信息将提供全部必要信息以使得PLDE能够评估QoT。不同提供商能使用不同参数以估计可行性(BER)。参数或特性可分类成五组，每个组被称为宏区域：
-传送机(与入口节点相关)；
-接收机(与出口节点相关)；
-放大器(与全部节点相关)；
-光纤(与链路组成部分相关)；
-弥散补偿光纤(DCF)模块(与全部节点相关)。将更详细呈现每组光参数以及根据本发明它们可如何被编码或枚举。
在本发明的以下例子中，描述新的OSPF-TE协议。能通过具有业务工程链路状态广告(TELSA)的OSPF来描述网络中的每个业务工程链路。在文档RFC3630中描述TELSA。TELSA包含链路类型长度值(TLV)，其表示为TE链路LSA。链路TLV或TE链路LSA包括某一数量的子对象，表示为子TLV。这些子对象中的每个都描述TE链路的一些特性。在以下段落中描述的子TLV旨在被插入TE链路中的TELSA中。
在下面的例子1中，示出损伤规范子TLV对象的字段的例子。损伤规范子TLV位于OSPF-TE的链路TLV中。
例子1.损伤规范子TLV对象。
在基本上两个类别中，对象的长度能够是“有待定义”(TBD)：
1)当对象是子对象的灵活容器时；
2)当对象具有必须在句法上指定的内容时。
第一类别的例子是子类型损伤，子-子类型传送机(其具有长度TBD)，因为必须动态地评估长度。长度等于它所包含子对象的总长度的和，即全部长度的和+所包含子对象的报头的空间。在这种情况下，用于长度的TBD应该被认为是“有待动态计算”。
在表11中示出第二类别的例子。可以说，包括报头的长度是8，即8乘以4字节＝32比特。字段的解释取决于该值。可能的值是：
a.无符号整数值---＞内容被解释为32比特(4字节)的无符号整数；
b.有符号整数值---＞内容被协议解释为32比特的整数；
c.实值---＞内容能够被解释为关于IEEE32比特浮点表示(单精度浮点格式)的浮点。
TELSA将上面提到的五个参数组编组在一起，其中，每个参数组或特性组被编码/枚举为子-子TLV类型。
-传送机参数子-子TLV类型：1；
-接收机参数子-子TLV类型：2；
-放大器参数子-子TLV类型：3；
-光纤参数子-子TLV类型：4；
-弥散补偿光纤(DCF)模块参数子-子TLV类型：5光纤参数(子-子TLV类型：4)还可表示为链路组成部分损伤或LC损伤。
在例子2中是OSPF-TE协议中的TLV树结构的例子，其中示出WSON损伤。
例子2.OSPF-TE协议中的TLV树结构
值得注意的是，在本文档中致力于的物理损伤是全部可能参数的子集合。挑选参数限于特殊PCE运算，并且因此无论何时被不同PCE的使用所需要，都能用参数的附加集合来进一步丰富OSPF。
在路径远端处的光接口的参数
表示节点光接口特性的参数有传送机参数和接收机参数。
传送机PI参数
在传送机输出参考点S或MPI-S处定义传送机参数，如在ITU-T标准化文档G.957、G.691、G.692以及G.959.1中给出的。在表1中列出这些参数。
表1：传送机PI参数
在WSON模型中，传送机PI参数一般在业务类型规范中隐含：每个业务请求都与光接口类型(即发射机应答器/多业务汇聚型的波长转换器类型)关联。每个接口都具有其自己的传送参数集合。可如表2中所示来编码这些参数。
子-子类型的参数＝1 子-子-子类型 长度
系统操作波长范围(G.959.1) 1 8
系统中央波长(G.959.1) 2 8
信道间隔(G.694.1) 3 8
比特率(2.5Gbps，10Gbps，40Gbps) 4 8
消光比(G.959.1) 5 8
占空比 6 8
相对强度噪声 7 8
发射OSNR(在BA输出处) 8 8
表2：传送机PI参数的编码
在下面的例子3中，示出损伤规范子TLV对象的例子。损伤规范子TLV位于OSPF-TE的链路TLV中，其中指定子-子TLV和子-子-子TLV传送机参数。
例子3：具有子-子TV和子-子-子TV传送机参数的OSPF-TE
接收机参数
在接收机参考点R或MPI-R处定义接收机参数，如ITU-T标准化文档G.957、G.691、G.692以及G.959.1中给出的。在表3中列出这些参数。
表3：接收机参数
可如表4中所示来编码这些接收机参数。
子-子类型的参数＝2 子-子-子类型 长度
敏感度(G.959.1) 1 8
过载(G.959.1) 2 8
互阻抗 3 8
电带宽 4 8
光带宽 5 8
前向纠错(FEC)增益(关于Q因子) 6 8
表4：接收机参数
在下面的例子4中，示出损伤规范子TLV对象的例子。损伤规范子TLV位于OSPF-TE的链路TLV中，其中指定子-子TLV和子-子-子TLV接收机参数。
例子4：具有子-子TLV和子-子-子TLV接收机参数的OSPF-TE在光信号的传播中涉及的网络节点的参数。
表示过渡节点特性的参数主要是放大器参数。
放大器参数
在ITU-T文档G.661、G.662以及G.663中分别给出光放大器的类型和相关规范以及光纤放大器和半导体放大器的实现相关方面。在G.692中给出长距离DWDM系统的线路放大器定义。
能够结合光接收机和/或传送机黑盒来使用放大器，并且其被相关规范覆盖。应该注意的是，由光放大的存在影响接收机侧处罚(penalty)(例如抖动处罚)。
在ITU-T文档G.661中定义通用放大器参数的穷尽列表。在实际系统设计中，仅所述列出的参数集合的一部分是相关的。在表5中列出相关参数。
参数 缩略词 单位13 -->
多信道增益变化 GV 分贝[dB]
多信道增益倾斜 GT dB
总接收功率 PRX dBm
总发射功率 PTX dBm
噪声系数 NF dB
偏振模式弥散 PMDOA 微微秒[ps]
偏振有关损耗 PLDOA dB
表5：相关放大器参数
可如表4中所示来编码这些放大器参数。
子-子类型的参数＝3 子-子-子类型 长度
多信道增益变化 2 8
多信道增益倾斜 3 8
总接收功率 4 8
总发射功率 5 8
噪声系数 6 8
偏振模式弥散 7 8
偏振有关损耗 8 8
表6：相关放大器参数
在下面的例子5中，示出损伤规范子TLV对象的例子。损伤规范子TLV位于OSPF-TE的链路TLV中，其中指定子-子TLV和子-子-子TLV放大器参数。
例子5：具有子-子TLV和子-子-子TLV放大器参数的OSPF-TE
具有聚合参数的放大器子-子TLV
在这个策略中，使用同类单元的若干子集合来给出网络的物理描述：放大器的类型、光纤的类型、弥散补偿器的类型等。
该策略假设PCE/PLDE知道与单元的每个类型关联的参数。例如，参考基于MHL3000的网络，能使用以下的放大器集合名称，如表7中所列出的。
MH_EDFA_DSA_22/20
MH_EDFA_DSA_29/20
MH_EDFA_SSA_22/20
MH_EDFA_SSA_29/20
MH_EDFA_DSA_22/18
MH_EDFA_SSA_22/18
表7：放大器集合名称的列表
在这种情况下，足够在路由协议中分发包含放大器类型的字符串，因为PLDE知道与类型本身关联的参数。可如表8中所示来编码这些参数集合名称。
表8：放大器参数。
在下面的例子6中，示出损伤规范子TLV对象的例子。损伤规范子TLV位于OSPF-TE的链路TLV中，其中指定子-子TLV和子-子-子TLV放大器集合名称。
例子6：具有子-子TLV和子-子-子LTV放大器集合名称的OSPF-TE光纤跨距和光纤跨距参数
图8A和8B给出采用GMPLS模型单元的光缆范例的视觉方案。
图8A是示出光传送网络中的两个相邻网络单元NE(例如光设备)之间的光纤跨距的例子的框图。
图8B是图8A中示出的光纤跨距的横截面B-B。
在图8A中，两个网络单元810、820经由光纤跨距814而光连接。这两个NE位于网络的单独节点中。在所示出的例子中，两个客户端816、818连接到NE812。NE810、812是光设备，例如包括WSON代理的MHL3000种类的路由器。通过阴影线来指示通过光纤跨距814的横截面A-A。在所示出的例子中，光纤跨距包括四个光缆820、822、824、826，它们被提供用于在这两个NE810、812之间的两个方向上承载以及传递数据通信。每个光缆包括多个光纤，在这个例子中是三个光纤，如图8B中所示。每个光纤都连接到NE的NE端口。第一NE810包括端口834、836、838、840并且NE812包括端口844、846、848、850。如图8a和8B中所示，NE810中的端口834经由光缆830中的光纤820a、820b、820c连接到NE812中的端口844。另外，NE810中的端口836经由光缆822中的光纤822a、822b、822c连接到NE812中的端口846。NE10中的端口838经由光缆824的光纤824a、824b、824c连接到NE812中的端口848。NE810中的端口840经由光纤826a、826b、826c连接到NE812中的端口850。
能够捆绑共享共同特性的NE端口以形成业务工程链路(TE链路)，甚至表示为链路集群(LK)。一个TE链路被看作是端口/光纤的捆绑并且其在可用信道方面的容量是关联到单个端口的可用信道的联合。如图8A中所示，光缆820和822包括光纤820a-c以及822a-c，并且其关联端口形成TE链路828。具有光纤824a-c的光缆824形成TE链路830，并且具有光纤826a-c的光缆826形成TE链路832。
NE10和光纤跨距14之间的接口C-C被指示为阴影线。另外，NE12和光纤跨距14之间的接口D-D被指示为阴影线。
NE中的每个物理端口都表示与给定TE链路关联的链路组成部分LC。在所示出的例子中，接口C-C中的NE810的链路组成部分端口834和链路组成部分端口836形成TE链路，接口C-C中的NE810的链路组成部分端口838形成TE链路并且接口C-C中的NE810的链路组成部分端口840形成TE链路。另外，接口D-D中的NE812的链路组成部分端口844和链路组成部分端口846形成TE链路，接口D-D中的NE812的链路组成部分端口848形成TE链路并且接口D-D中的NE812的链路组成部分端口850形成TE链路。
通过具有TE链路状态广告LSA的OSPF来描述网络中的每个TE链路，TE链路状态广告LSA包含表示为链路类型长度值TLV的对象。
这个对象被命名为TE链路LSA并且包括某一数量的子对象(表示为子TLV)。在RFC3630中描述TELSA。这些子对象中的每个都描述集群的一些特性。
光纤参数
光纤传送系统的传送相关方面有：
●光纤衰减；
●色散
●光纤非线性：
○仿真拉曼(Raman)散射(SRS)
○四波混频(FWR)
○自相位调制(SPM)
○交叉相位调制(XPM)
○仿真布里渊(Brillouind)散射(SBS)
●偏振性质：
○偏振模式弥散(PMD)
○偏振有关损耗(PDL)
还将考虑其它路径方面：
●接头衰减；
●连接器衰减；
●光衰减器(如果使用)；
●其它无源光装置(如果使用)；
●跨距余量(由于环境因素的光纤光缆性能变化；以及任何连接器的退化)。
表9列出在与光纤的物理损伤相关的处罚计算中涉及的参数。应该注意的是，处罚中的一些取决于光纤跨距中的信道(即波长)的数量。
表9：光纤参数和典型值
弥散补偿器参数
弥散补偿光纤DCF是最成熟并且使用最多的弥散补偿装置。它们是提供大的负弥散系数的光纤。
从系统的角度看，DCF模块的特征在于表10中重新采用的参数。典型假设是忽略CD处罚，这是考虑到DCF模块很好地补偿了这个损伤。根据这个假设，这些参数能不被考虑用于OSPF散播。
参数 缩略词 单位
色散 DDCM ps/nm·Km
弥散斜率 SDCM ps/nm2
弥散容限 δDCM ps/nm
斜率容限 σDCM ps/nm2
偏振模式弥散 PMDDCM ps
偏振有关损耗 PLDDCM dB
表10：弥散补偿器参数
LC-损伤子-子TLV
与链路组成部分LC关联的第一参数是能够单个意思地标识它的本地标识符：链路组成部分ID，甚至表示为LC号码。可如表11中所示来编码这些链路参数。
子-子类型的参数＝4 子-子-子类型 长度
LC号码 1或2或3 8
跨距的长度 4 TBD
衰减系数 5 TBD
色散 6 TBD
弥散斜率 7 TBD
弥散不确定性 8 TBD
斜率不确定性 9 TBD
PMD系数 10 TBD
有效区域 11 TBD
非线性折射率(def.2.6·10-8) 12 TBD
拉曼系数(def.5·10-14) 13 TBD
连接器衰减 14 TBD
接头衰减 15 TBD
跨距余量 16 TBD
表11：相关光纤参数
能够自由地指派“LC号码”子-子-子TLV类型值，因为仅能够在“LC损伤”子-子TLV内部找到这些对象。可能值的例子是根据表12：
LC号码子-子-子TLV类型 对象 以字节为单位的长度
1 未编号的LC ID 4
2 IPv4 LC ID 4
3 IPv6 LC ID 16
表12：相关光纤参数
在本说明书的附录中(见附录)，是在例子7中示出的具有若干LC损伤子-子TLV的损伤规范子TLV的例子。
图9示出光链路设计引擎(PLDE)70的例子。PLDE工具向PCE提供确认服务。在下面重新采用以及描述总确认过程。
光信号噪声比(OSNR)被定义为接收功率和噪声(ASE)功率之间的比。通常通过可容易测量的参数(称为噪声系数)来指定放大器噪声。从传送机参数、接收机参数以及放大器参数开始，可能计算给定路径的毛OSNR(grossOSNR)。
在第一近似中，在“理想”条件中计算OSNR：忽略从OSNR中作为处罚减去的损伤系列。通常分配在OSNR上的处罚是FWM和PDL/PDG。注意，在最普通的光纤中(像G.652和G.656LEAF)，FWM处罚是可忽略的。净OSNR是从毛OSNR中减去相关处罚后所获得的OSNR。净OSNR用于计算Q因子。
Q因子涉及接收机终端，也就是：给定链路，我们能够定义并且计算接收信号的Q因子。Q因子越高，光信号的质量越好。毛Q因子的计算与接收机规范和参数严格相关并且从净OSNR开始。
一般地，不影响接收OSNR但是影响接收眼图的质量的传播效果被指派给Q因子，并且因而误比特率(BER)被指派给Q因子：系统处罚，CD处罚、XPM、PMD等。获得了净Q因子。
添加FEC增益以最终增加净Q，并且将净Q与阈值比较。根据以下公式，QTHR阈值被定义为：为了满足前向纠错后10-15的BER所要求的Q：
BER ≅ 1 Q THR · 2 · π · e - Q THR 2 2
从净Q中减去预期QTHR阈值，以获得传送质量(QoT)参数：
QoT＝Q(OSNR-∑OSNRPEN)-∑QPEN+FEC增益-QTHR
PCE的要求是跨光网络路由波长，从而在接收机处获得正QoT(否则将有必要沿着路径进行昂贵的OEO转换，以将波长变成可行性)。注意，分配给OSNR和/或Q因子上的处罚集合能够根据网络特性、比特率、信道数量而变化。例如，在40G中，随着新调制格式(DPSK、RZ-DQPSK)的引入，大部分处罚被表达为OSNR处罚而不是Q因子处罚。
可通过数字电子电路或通过计算机硬件、固件、软件或通过它们的组合来实现本发明的实体、装置、部件以及块。可在机器可读存储装置中有形地实施的由可编程处理器运行的计算机程序产品中实现本发明的设备；并且可由可编程处理器来执行本发明的方法步骤，所述可编程处理器通过对于输入数据进行操作以及生成输出来运行执行本发明的功能的指令的程序。
可有利地在一个或更多计算机程序中实现本发明，所述一个或更多计算机程序是在可编程系统上可运行的，所述可编程系统包括至少一个可编程处理器、至少一个输入装置以及至少一个输出装置，所述至少一个可编程处理器耦合成从数据存储系统接收数据和指令，以及向数据存储系统传送数据和指令。如果希望的话，可通过高级过程或面向对象的编程语言或通过汇编或机器语言来实现每个计算机程序；并且在任何情况下，语言都可以是编译或解释语言。
一般地，处理器将从只读存储器和/或随机存取存储器接收指令和数据。适用于有形地实施计算机程序指令和数据的存储装置包括全部形式的非易失性存储器，其中包括作为例子的半导体存储器装置(例如EPROM、EEPROM以及闪速存储器装置)；磁盘，例如内部硬盘和可移除盘；磁光盘；以及CD-ROM盘。可由特殊设计的ASIC(专用集成电路)补充或可在特殊设计的ASIC中结合前述中的任一个。
已经描述本发明的多个实施例。将理解的是，可在不背离本发明的范围的情况下进行各种修改。因此，其它实现在定义本发明的以下权利要求书的范围内。
附录：例子7-OSPF-TE协议中的LC损伤

Claims (31)

1.一种用于光网络的通过波长交换光网络(WSON)的光链路中承载的光信道的路由和波长指派来建立用于用户业务的光路径的方法，所述方法涉及：
－通过对于每个光路径执行涉及其已获得PI参数值的路径运算来为每个光路径候选确定可行性判定(515)
－基于不同光路径的所述可行性判定而经由光路径来路由光信号(540)，
所述方法其特征在于还包括：
－获得影响所述光信道的物理损伤(PI)参数值的结构化集合，其中，获得所述物理损伤(PI)参数值中的至少一个(510)是通过在连接到所述波长交换光网络中的所述光路径的网络节点之中测量和分发所述参数值，
其中，所述参数值根据稀疏参数分发或根据聚合参数分发来分发。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述确定可行性判定包括：
－借助于PI参数值的集合来为每个光链路计算传送质量(QoT)参数值(520)；
－基于构成跨所述光网络的不同光路径中的每个光路径的光链路的所述所计算的传送质量(QoT)参数值来为所述不同光路径评价可行性判定(530)。
3.根据权利要求1-2中任一项所述的方法，其中，所述物理损伤(PI)参数的集合构造成包括：
－表示节点光接口特性的参数；和/或
－在光信号的传播中涉及的光路径的网络节点的参数；和/或
－通过光路径的光信号的所述传播中涉及的链路组成部分的参数。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述表示节点光接口特性的参数包括传送机参数和接收机参数。
5.根据权利要求3所述的方法，其中，所述网络节点的参数包括放大器参数。
6.一种用于光网络中的节点实体(110)的通过波长交换光网络(WSON)的光链路中承载的光信道的路由和波长指派来建立用于用户业务的光路径的方法，所述方法涉及：
－通过对于每个光路径执行涉及其已获得PI参数值的路径运算来为每个光路径候选确定可行性判定(615)；
所述方法其特征在于还包括：
－获得影响所述光信道的物理损伤(PI)参数值的结构化集合，其中，获得所述物理损伤(PI)参数值中的至少一个(610)是通过在连接到所述波长交换光网络中的所述光路径的网络节点之中测量和分发所述参数值，
其中，所述参数值根据稀疏参数分发或根据聚合参数分发来分发。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，物理损伤(PI)参数值的所述结构化集合通过接收来获得。
8.根据权利要求6所述的方法，其中，所述确定可行性判定包括：
－借助于PI参数值的集合来为每个光链路计算传送质量(QoT)参数值(620)；
－基于构成跨所述光网络的不同光路径中的每个光路径的光链路的所述所计算的传送质量(QoT)参数值来为所述不同光路径评价可行性判定(630)。
9.根据权利要求6-8中任一项所述的方法，包括：
－基于不同光路径的所述可行性判定而经由光路径来路由光信号(640)。
10.根据权利要求6-8中任一项所述的方法，其中，所述物理损伤(PI)参数的集合构造成包括：
－表示节点光接口特性的参数；和/或
－在光信号的传播中涉及的光路径的网络节点的参数；和/或
－通过光路径的光信号的所述传播中涉及的链路组成部分的参数。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述表示节点光接口特性的参数包括传送机参数和接收机参数。
12.根据权利要求10所述的方法，其中，所述网络节点的参数包括放大器参数。
13.一种用于光网络的节点的分发物理损伤(PI)参数值以通过波长交换光网络(WSON)的光链路中承载的光信道的路由和波长指派来建立用于用户业务的光路径的方法，所述方法涉及：
－确定影响所述光信道的物理损伤(PI)参数值的值(710)；
所述方法其特征在于还包括：
－生成所述物理损伤(PI)参数值的结构化集合(块720)；
－将所述结构化集合分发到具有路径运算能力的网络节点中的至少一个节点(730)，其中，所述结构化集合根据稀疏参数分发或根据聚合参数分发来分发。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述物理损伤(PI)参数的集合构造成包括：
－表示节点光接口特性的参数；和/或
－在光信号的传播中涉及的光路径的网络节点的参数；和/或
－通过光路径的光信号的传播中涉及的链路组成部分的参数。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述表示节点光接口特性的参数包括传送机参数和接收机参数。
16.根据权利要求14所述的方法，其中，所述网络节点的参数包括放大器参数。
17.根据权利要求13-16中任一项所述的方法，其中，生成PI参数值的结构化集合涉及：
－将PI参数值的所述结构化集合插入在消息中。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述消息根据链路状态路由协议来生成。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，所述链路状态路由协议包括具有通用多协议标记(GMPLS)扩展的开放式最短路径优先(OSPF)。
20.一种用于通过波长交换光网络(WSON)的光链路中承载的光信道的路由和波长指派来建立用于用户业务的光路径的节点实体(110)，包括配置成通过对于每个光路径执行涉及其已获得PI参数值的路径运算来为每个光路径候选确定可行性判定的路径运算能力(113)、配置成基于不同光路径的所述可行性判定而经由光路径来路由光信号的路由部件(4，6)，其特征在于：配置成获得影响所述光信道的物理损伤(PI)参数值的结构化集合的接收部件(120)，其中，获得所述物理损伤(PI)参数值中的至少一个是通过在连接到所述波长交换光网络中的所述光路径的网络节点之中测量和分发所述参数值，其中，所述参数值根据稀疏参数分发或根据聚合参数分发来分发。
21.根据权利要求20所述的节点实体，其中，所述包括的路径运算能力(613)包括路径运算单元(PCE)，所述路径运算单元(PCE)配置成借助于PI参数值的集合来为每个光链路计算传送质量(QoT)参数值，以及基于构成跨所述光网络的不同光路径中的每个光路径的光链路的所述所计算的传送质量(QoT)参数值来为所述不同光路径评价可行性判定。
22.根据权利要求20或21所述的节点实体，其中，所述物理损伤(PI)参数的集合构造成包括：
－表示节点光接口特性的参数；和/或
－在光信号的传播中涉及的光路径的网络节点的参数；和/或
－通过光路径的光信号的传播中涉及的链路组成部分的参数。
23.根据权利要求22所述的节点实体，其中，所述表示节点光接口特性的参数包括传送机参数和接收机参数。
24.根据权利要求22所述的节点实体，其中，所述网络节点的参数包括放大器参数。
25.一种用于分发物理损伤参数值以通过波长交换光网络(WSON)的光链路中承载的光信道的路由和波长指派来建立用于用户业务的光路径的节点实体(122)，所述节点实体包括配置成确定影响所述光信道的物理损伤(PI)参数值的值的测量部件(126)，其特征在于：所述节点实体还包括PI参数集合生成功能块(128)，所述PI参数集合生成功能块(128)配置成生成所述物理损伤(PI)参数值的结构化集合，并且配置成将所述结构化集合分发到具有路径运算能力的网络节点中的至少一个节点，其中，所述结构化集合根据稀疏参数分发或根据聚合参数分发来分发。
26.根据权利要求25所述的节点实体，其中，所述物理损伤(PI)参数的集合构造成包括：
－表示节点光接口特性的参数；和/或
－在光信号的传播中涉及的光路径的网络节点的参数；和/或
－通过光路径的光信号的传播中涉及的链路组成部分的参数。
27.根据权利要求26所述的节点实体，其中，所述表示节点光接口特性的参数包括传送机参数和接收机参数。
28.根据权利要求26所述的节点实体，其中，所述网络节点的参数包括放大器参数。
29.根据权利要求25-28中之一所述的节点实体，其中，所述PI参数集合生成功能块(128)配置成将PI参数值的所述结构化集合插入在消息中。
30.根据权利要求29所述的节点实体，其中，所述消息根据链路状态路由协议来生成。
31.根据权利要求30所述的节点实体，其中，所述链路状态路由协议包括具有通用多协议标记(GMPLS)扩展的开放式最短路径优先(OSPF)。
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