CN103039027A - 波长交换光网络中路由和波长指配的路径计算单元系统以及方法 - Google Patents

Abstract

本发明包含一种设备，所述设备包括路径计算单元(PCE)，所述PCE管理光网络中的路由过程，其中所述PCE接收路径计算请求并将波长范围提供给网络元件(NE)，且其中所述NE指配所述波长范围中的波长。本发明还揭示了一种设备，所述设备包括路径计算客户端(PCC)，所述PCC使用路径计算单元通信协议(PCEP)将路径计算请求发送到路径计算客户端(PCE)，并且使用PCEP接收对所述路径计算请求的路由和波长指配(RWA)回复，其中所述RWA回复包括PCEP错误消息，所述PCEP错误消息包括PCEP错误对象和错误值，以指示与RWA请求相关联的错误。

Description

波长交换光网络中路由和波长指配的路径计算单元系统以及方法

相关申请案的交叉参考

本发明要求2011年2月11日由李勇递交的发明名称为“波长交换光网络中路由和波长指配的路径计算单元系统以及方法”的第61/442,117号美国临时专利申请案的在先申请优先权，该在先申请的内容以引入的方式并入本文本中，如全文再现一般。

背景技术

波分复用(WDM)是一种预想用以在光网络中增加带宽容量且实现双向通信的技术。在WDM网络中，可以使用单根光纤在网络元件(NE)之间同时传输多个数据信号。具体来说，可以为各个信号指配不同的传输波长，使得信号不会彼此干扰或冲突。信号通过网络所采取的路径称为光路。波长交换光网络(WSON)是一类WDM网络，与现有的光网络相比，WSON设法以更少的光-电-光(OEO)转换沿光路来交换光信号，例如，在各个NE处进行交换。

实施WDM网络的挑战之一在于，针对在任一给定时间经由网络传送的各种信号，在路径计算期间确定路由和波长指配(RWA)。不同于仅须为网络中的数据流确定路径的传统电路交换和面向连接式包交换网络，WDM网络担负有额外的约束，即，必须确保单根光纤上的两个信号不会同时使用同一波长。此约束因以下事实而更加复杂：WDM网络通常使用包括有限数目个可用光波长的特定光波段。由此，RWA仍然是在光网络中实施WDM技术的挑战之一。

路径计算也可能因沿光路的其他问题，例如，光噪声过量而受约束。沿路径传播的光信号可能因信号在光纤和光学装置中遭遇的各种物理过程而更改。当对信号的更改导致信号降级时，这些物理过程称为“光损”。光损可能会沿信号所经过的路径累积，且应在WSON中的路径选择期间予以考虑，以确保例如从入口点到出口点的信号传播的降级在可接受的范围内。

发明内容

在一个实施例中，本发明包含一种设备，这种设备包括对光网络中的路由过程进行管理的路径计算单元(PCE)，其中所述PCE接收路径计算请求并将波长范围提供给网络元件(NE)，且其中所述NE指配所述波长范围中的波长。

在另一个实施例中，本发明包含一种设备，这种设备包括路径计算客户端(PCC)，所述PCC使用路径计算单元通信协议(PCEP)将路径计算请求发送到路径计算单元(PCE)，并且使用PCEP接收对路径计算请求的路由和波长指配(RWA)回复，其中所述RWA回复包括PCEP错误消息，所述PCEP错误消息包括PCEP错误对象和错误值，以指示与RWA请求相关联的错误。

在又一个实施例中，本发明包含一种方法，这种方法包括由路径计算单元(PCE)借助于含有PCE提供的一个或多个所分配标签的标签集来执行波长分配，其中这种手段允许在信号传输期间执行分布式标签分配，以完成波长指配(WA)。

通过结合附图和所附权利要求书进行的以下详细描述将更清楚地理解这些和其他特征。

附图说明

为了更完整地理解本发明，现在参考以下结合附图和详细描述进行的简要描述，其中相同参考标号表示相同部分。

图1是WSON系统的一个实施例的示意图。

图2是PCE与PCC之间的通信的一个实施例的协议图。

图3是PCE架构的一个实施例的示意图。

图4是PCE架构的另一个实施例的示意图。

图5是PCE架构的另一个实施例的示意图。

图6是WA对象的一个实施例的示意图。

图7是波长限制约束类型-长度-值(TLV)的一个实施例的示意图。

图8是第四版因特网协议(IPv4)地址子TLV的一个实施例的示意图。

图9是第六版因特网协议(IPv6)地址子TLV的一个实施例的示意图。

图10是接口(IF)标识符(ID)子TLV的一个实施例的示意图。

图11是波长限制字段子TLV的一个实施例的示意图。

图12是无路径对象TLV的一个实施例的示意图。

图13是无路径向量TLV的一个实施例。

图14是PCEP错误对象TLV的一个实施例。

图15是通用计算机系统的一个实施例的示意图。

图16是NE的一个实施例的示意图。

具体实施方式

首先应理解，尽管下文提供一个或多个实施例的说明性实施方案，但所揭示的系统和/或方法可以使用任何数目的技术来实施，无论该技术是当前已知的还是现有的。本发明决不应限于下文所说明的说明性实施方案、附图和技术，包含本文本所说明并描述的示例性设计和实施方案，而是可以在所附权利要求书的范围以及其等效物的完整范围内修改。

本文本揭示了一种用于扩展PCEP以适应WSON等WDM网络中的RWA的系统和方法。先前的PCEP版本允许PCE使用显式标签控制来控制WA(例如，集中式WA)，或允许光路上的NE确定WA(例如，分布式WA)。本文本所揭示的扩展在集中式WA与分布式WA之间进行折衷。PCC可以将波长约束策略和波长范围限制转发给PCE。波长约束策略可以包含选择偏好，例如，随机、最先适合升序、最先适合降序等，所述选择偏好可以由PCE和/或其他NE用来在多个所分配波长中选择一个波长来进行WA。波长范围限制可以包含PCE将不会考虑用来进行WA的波长。波长范围限制可以指示系统的物理约束、系统策略约束和/或因其他原因造成的临时波长不可用性。PCE可以沿着预定路径将有限标签波长集转发到NE，且允许这些NE执行WA，而所述WA同时受到波长集约束。如果PCE没有找到满足约束的路径，那么PCE可以用错误指示符和/或无路径指示符来响应PCC，向PCC说明没有找到路径的原因。本文本所论述的PCEP扩展也在因特网工程任务组(IETF)文档draft-lee-pce-wson-rwa-ext-03中有所阐述，所述文档以引入的方式并入本文本中，如全文再现一般。

图1所示为WSON系统100的一个实施例。系统100可以包括WSON110、控制平面控制器120，以及PCE130。WSON110、控制平面控制器120以及PCE130可以采用光方式、电方式或无线方式来与彼此通信。WSON110可以包括使用光纤彼此耦接的多个NE112。在一个实施例中，光纤也可被认为是NE112。光信号可以在经过某些NE112的光路上经由WSON110传送。另外，某些NE112，例如，位于WSON110各端的那些NE112，可以用于在来自外部信源的电信号与用于WSON110中的光信号之间进行转换。尽管所示WSON110中包括四个NE112，但WSON110可以包括任何数量的NE112。

WSON110可以为使用有源或无源部件来传送光信号的任何光网络。WSON110可以实施WDM，以便经由WSON110传送光信号，且可以包括如下文详细描述的各种光部件。WSON110可以为长距离网络、城域网络或住宅接入网络的一部分。

NE112可以为经由WSON110传送信号的任何装置或部件。在一个实施例中，NE112基本上由光处理部件组成，例如，线路端口、分端口、插端口、发射器、接收器、放大器、光学分接头等，但不包括任何电处理部件。或者，NE112可以包括光处理部件与电处理部件的组合。至少一些NE112可以具有波长转换器、光-电(OE)转换器、电-光(EO)转换器、OEO转换器或它们的组合。但是，建议不对至少一些NE112设置此类转换器，因为这样可以降低WSON110的成本和复杂性。在特定实施例中，NE112可以包括光交叉连接(OXC)、光子交叉连接(PXC)、I型或II型可重新配置光分插复用器(ROADM)、波长选择开关(WSS)、静态光分插复用器(FOADM)，或它们的组合。

NE112可以经由光纤彼此耦接。光纤可以用于建立光链路，并在NE112之间传送光信号。光纤可以包括国际电联电信标准化部门(ITU-T)标准G.652中定义的标准单模光纤(SMF)、ITU-T标准G.653中定义的色散位移SMF、ITU-T标准G.654中定义的截止位移SMF、ITU-T标准G.655中定义的非零色散位移SMF、ITU-T标准G.656中定义的宽带非零色散位移SMF，或它们的组合。这些光纤类型可以通过它们的光损特性来区分，例如，衰减、色散、偏振模色散、四波混频或这些项的组合。这些效应可能取决于波长、信道间隔、输入功率电平，或它们的组合。光纤可以用来传送WDM信号，例如，ITU-T G.694.2中定义的粗WDM(CWDM)信号，或ITU-T G.694.1中定义的密集WDM(DWDM)信号。本文本所描述的所有标准均以引入的方式并入本文本中。

控制平面控制器120可以对WSON110内的各种活动进行协调。具体来说，控制平面控制器120可以接收光连接请求，并经由通用多协议标签交换(GMPLS)等内部网关协议(IGP)向WSON110提供光路信令，从而协调各NE112，以使数据信号在很少争用或无争用的情况下路由通过WSON110。另外，控制平面控制器120可以使用PCEP与PCE130通信，向PCE130提供可以用于RWA的信息，从PCE130接收RWA，和/或将RWA转发到NE112。控制平面控制器120可以位于外部服务器等在WSON110外部的部件中，或者可以位于NE112等在WSON110内的部件中。

PCE130可以对WSON系统100执行全部或部分RWA。具体来说，PCE130可以从控制平面控制器120、NE112，或同时从这两者接收可以用于RWA的波长或其他信息。PCE130可以对信息进行处理以实现RWA，方法是，例如，计算光信号的路径，例如光路；指定用于每个光路的光波长；以及确定光路中用于将光信号转换成电信号或不同波长的NE112。RWA可以包含用于每个传入信号的至少一个路径，以及与每个路径相关联的至少一个波长。随后，PCE130可以将全部或部分RWA信息发送到控制平面控制器120，或直接发送到NE112。为了在此过程中协助PCE130，PCE130可以包括全球流量工程数据库(TED)、RWA信息数据库、光性能监视器(OPM)、物理层约束(PLC)信息数据库，或它们的组合。PCE130可以位于外部服务器等在WSON110外部的部件中，或可以位于NE112等在WSON110内的部件中。

在某些实施例中，RWA信息可以由路径计算客户端(PCC)发送到PCE130。PCC可以是请求PCE130进行路径计算的任何客户端应用程序。PCC也可以是发出此类请求的任何网络部件，例如控制平面控制器120，或任何NE112，例如ROADM或FOADM。

图2所示为PCC与PCE之间的路径计算通信方法200的一个实施例。方法200可以使用PCEP等任何合适的协议来实施。在方法200中，PCC可以向PCE发送路径计算请求202。所述请求可以包含下文所揭示的任何光路约束和/或限制。在204处，PCE计算满足光路约束的穿过网络的路径。例如，PCE可以计算出RWA。接着，PCE可以向PCC发送路径计算回复206。回复206可以包括RWA或下述其他回复选项之一。

当网络包括多个PCE时，并不是所述网络中的所有PCE都能够计算出RWA。因此，所述网络可以包括发现机制，从而允许PCC确定用于发送请求202的PCE。例如，所述发现机制可以包括PCC针对能够进行RWA的PCE发出的公告，以及PCE发出的表明自身是否能够进行RWA的响应。所述发现机制可以作为方法200的一部分或作为单独的过程来实施。

PCE可以体现为几种架构之一。图3所示为组合式RWA架构300的一个实施例。在组合式RWA架构300中，PCC310将RWA请求和所需信息传达给PCE320，所述PCE则使用处理器等单个计算实体来执行路由指配和波长指配。例如，处理器可以使用单个或多个算法来处理RWA信息，以计算光路以及为每个光路指配光波长。PCE320对RWA进行计算所需的RWA信息量可以随着所用算法的不同而改变。如果需要，PCE320可以不对RWA进行计算，除非NE之间建立了足够的网络链路，或者提供了关于NE和网络拓扑的充足RWA信息。组合式RWA架构300可能更适用于网络优化、较小的WSON，或者这两者。

图4所示为分离式RWA架构400的一个实施例。在分离式RWA架构400中，PCC410将RWA请求和所需信息传达给PCE420，所述PCE则使用处理器422和424等单独的计算实体来执行路由功能和波长指配功能。或者，分离式RWA架构400可以包括两个单独的PCE420，每个PCE420各包括处理器422和424中的一者。分开执行路由指配和波长指配可以卸去处理器422和424上的一些计算负担，从而缩短处理时间。在一个实施例中，PCC410可能仅意识到两个处理器422、424(或两个PCE)中的一个，且可能仅与该处理器422、424(或PCE)通信。例如，PCC410可以将RWA信息发送到处理器422，所述处理器可对光路路径进行计算，并将路由指配转发到处理器424，以在所述处理器中执行波长指配。随后，RWA可以返回给处理器422，并接着返回给PCC410。此类实施例也可以反向实施，使得PCC410与处理器424通信，而不是与处理器422通信。

在架构300或400中，PCC可以接收从信源到信宿的路径，以及用于路径各部分的波长，例如GMPLS通用标签。GMPLS信令支持显式路由对象(ERO)。在ERO中，可以使用ERO标签子对象来指示用于特定NE的波长。在使用本地标签映射法时，可能必须翻译ERO中的标签子对象条目。

图5所示为分布式波长指配架构500的一个实施例。在分布式波长指配架构500中，充当PCC的NE，在这种情况下为NE520，可以使用PCEP与PCE510通信。PCC可以将路径计算请求(PCReq)发送到PCE510。路径计算请求可以包括对于WA的选择偏好，例如，随机指配、最先适合降序、最先适合升序，或类似选择偏好。路径计算请求还可以包括对WA中可能使用的波长的限制。波长选择偏好和波长限制可以使用下文论述的WA对象和/或波长限制TLV来传达。

PCE510可以从NE520、530和540接收一些或所有RWA信息，可能是经由直接链路来接收，并且PCE510可以实施路由指配。具体来说，NE520可以从NE530和540接收本地RWA信息，且(充当PCC)将一些或所有RWA信息发送到PCE510。PCE510可以使用从NE520接收到的RWA信息来计算光路。PCE510可以通过产生可用波长的标签集而使用分布式标签分配来完成WA，所述可用波长可能是路径的所有可用波长减去被PCC提供的限制排除在外的波长。PCE510可以接着将路由指配和标签集直接地或间接地传递到各个NE520、530和540(例如，以路径计算回复(PCRep)消息的形式)。NE520可以使用光路列表来将NE530确定为光路中的下一NE。NE520可以使用从PCE510接收到的标签集以及可能包括额外约束的本地RWA信息，将用于通过链路进行传输的波长指配给NE530。NE520可以接着将光路列表、WA以及波长的标签集发送到NE530。NE530可以使用光路列表来将NE540确定为光路中的下一NE，且将用于通过链路进行传输的相同或不同波长指配给NE540，而所述指配同时受到标签集和本地RWA信息约束。NE530可能偏向于为NE530与NE540之间指配与NE520与NE530之间使用的波长相同的波长，这是因为使用相同的波长就不必使用系统资源来执行波长转换。因此，可以对信号进行路由，且可以在网络中的其余NE之间以分布式方式指配波长，而所述指配同时受到PCE510提供的标签集约束。基于PCE510创建的标签集来将波长指配给各NE，可以减少必须发送到PCE510的RWA信息量，同时又允许PCE510和PCC对WA维持一定水平的控制。NE540可以通过NE530和NE520将具有WA请求结果的消息发送到PCE510。

从PCC发送到PCE510的PCReq消息可以包括下文所论述的WA对象，且可以编码有几个其他的对象。PCReq可能编码有通用头域、同步向量(SVEC)列表以及请求列表。请求列表可以包括请求对象和请求列表对象。请求对象可以包括在IETF文档请求注解(RFC)5440中定义的请求参数(RP)对象，所述文档以引入的方式并入本文本中。在需要时，请求对象可以进一步包括端点对象、WA对象以及其他可选对象。在PCReq中，WA对象可以编码在端点对象之后。

从PCE510发送到PCC的PCRep消息可以包括ERO。ERO可以用来对网络中的流量工程(TE)标签交换路径(LSP)的路径进行编码。ERO可以携载在(例如，由NE520、530和540返回给PCE510的)PCEP响应的给定路径内，且继而携载在PCRep消息中，以在路径计算成功时提供计算出的TE LSP。所分配的波长可以借助于显式标签控制(ELC)来传达。为了对WA进行编码，可以使用下文论述的WA对象来指定指配。WA对象可以与ERO对象对准，因为计算出的光路的每一段都可能与WA相关联。

当PCE510确定已出现错误或没有RWA满足要求/约束时，PCRep消息可以表明这种情况。为了指示与RWA请求(例如，PCReq)相关联的错误，可以将PCE错误(PCErr)消息从PCE510发送到PCC。PCErr消息可以包括错误对象，所述错误对象包括错误类型和错误值，以表明在处理RWA请求时出现了哪些错误。例如，PCErr消息可以包括错误值为一的错误对象，以表明PCE510接收到了RWA请求，但因为存储器不足而无法处理所述请求。下文参考图14更充分地论述PCE错误对象。PCE510可以停止处理所述请求，且在PCC处，对应的RWA请求可以被取消。PCErr消息中的错误值可以为二且错误类型为十五，以表明PCE510接收到了RWA请求，但不能够执行RWA计算。PCE510可以停止处理所述请求，且在PCC处，对应的RWA请求可以被取消。当没有RWA满足所有要求和约束时，PCE510可以在PCRep消息中加进无路径对象，以传达无法为请求找到RWA的原因。IETF文档RFC5440中可以定义无路径对象主体的格式。无路径对象可以包括无路径向量TLV，所述无路径向量TLV包括关于为何路径计算失败的信息。在此定义两个新的位标志，所述位标志可以携载在无路径向量TLV中的标志字段中，所述无路径向量TLV是携载在无路径对象中的。所述标志在设立时向PCC告知PCE510表明没有找到满足与RWA相关联的约束的可用路径、在响应中没有对路径的至少一跳指配波长，或没有找到满足信号兼容性约束的路径。

图6所示为WA对象600的一个实施例。WA对象600可以包括标志字段601，所述标志字段的长度可以为三十二位(例如，位00到31)，所述标志字段可以从零位位置扩展到第三十一位位置，且可以包括一个模式位603和三个次序位602。模式位603可以用来指示波长指配的模式。模式位603的长度可以为一位，且该模式位可以位于标志字段601的第三十一位位置处。模式位603可以设为一，以表明PCE必须使用IETF文档RFC4003中定义的显式标签控制来对计算出的光路中的每一跳指配标签(即，集中式波长指配)，所述文档以引入的方式并入本文本中。模式位603可以设为零，以表明可以由NE采用非显式的分布式方式(例如，受到或不受其他部件提供的优选波长的标签集约束)来指配标签。如果模式位603被设为零，那么在找到RWA的情况下，可以要求PCE使用标签集返回路由指配和波长范围。次序位602的长度可以为三位，且该次序位可以加进作为标志字段601的第二十八位到第三十位。次序位602可以用来指示与将由PCE返回的WA的次序有关的WA约束。例如，次序位602可以用来表明将使用随机指配、最先适合(FF)降序、FF升序、最后适合(LF)升序、LF降序，或供应商特定/专用的选择偏好来完成WA。对次序位602的编码可以如下：000被预留；001用于随机指配；010用于FF降序；011用于FF升序；100用于LF升序；101用于LF降序；110用于供应商特定/专用；且111被预留。在一些实施例中，仅在PCE以集中式方式指配所有波长时(例如，在模式位被设为1时)，才可以使用编码在次序位602中的波长选择偏好。WA对象600还可以包含一个或多个可选TLV604，所述TLV可以包含一些信息，例如，响应于RWA计算，在标签集中返回的波长范围和/或最大波长数目。在需要时，可选TLV604可以包括额外的三十二位区段。

下文论述的波长限制约束TLV可以作为请求WA的PCReq的一部分从PCC发送到PCE。波长限制TLV允许发出请求的PCC指明对将使用的波长的限制。PCE可以将从PCC接收到的波长限制解译为对发端激光发射器的调谐能力的约束、策略约束，或任何其他维护相关的约束。例如，PCC可能会预留某些波长，这可能是一般的策略(例如，使得这些波长只在紧急情况下使用)或由PCC已知的特定问题所致。如果LSP横跨不同的部分，那么PCE可能需要多个机构来了解涉及到的任何波长转换器/再生器的可调谐性限制(例如，借助于流量工程数据库(TED)，经由内部网关协议(IGP)或网络管理系统(NMS))。即使PCE知道了发射器的可调谐性，PCC仍可以对PCReq施加额外约束。波长限制约束TLV可以是WA对象600、端点对象或与路径计算请求相关联的任何其他对象的一部分。可调谐性限制可以施加给因特网协议组的链路层。

图7所示为波长限制约束TLV700的一个实施例。波长限制约束TLV700可以包括动作字段701、格式字段702、预留字段703、链路标识符字段704，以及波长限制字段705。波长限制约束TLV700可以包括多个三十二位区段，其中第一个三十二位区段(例如，位00到31)含有动作字段701、格式字段702以及预留字段703，在需要时另外的三十二位区段含有每个链路标识符字段704，且在需要时额外的三十二位区段含有每个波长限制字段705。动作字段701可以为九位长，可以从零位位置扩展到八位位置，且可以表明链路标识符字段704中的信息将被解译为链路范围还是各个链路。动作字段701可以在位位置中使用零进行编码，以表明对应的链路标识符为包含在链路集中的一个或多个链路标识符的相容列表。每个经识别链路为单独的链路，为该链路集的一部分。动作字段701的位位置中有一可以用来表明对应的链路标识符为链路的相容范围，所述范围表达成链路集。相容范围可以含有指示范围的起点和终点(包括在内)的两个链路标识符。具有介于这两个链路标识符之间的数值的所有链路可以被视为链路集的一部分。值零可以置于起点或终点链路标识符位置，且可以分别表明范围的起点无边界或范围的终点无边界。当使用无编号链路标识符时，动作字段701也可以用零来编码。格式字段702可以为八位长，可以从第九位位置扩展到第十六位位置，且可以指示在链路标识符字段704中识别的链路的格式。格式字段702可以表明链路标识符字段704中的链路为无编号链路、本地接口IPv4地址或本地接口IPv6地址。对格式字段702的编码可以如下：零用于无编号接口ID；一用于本地接口IPv4地址；二用于本地接口IPv6地址；且其他值预留给将来的更新。预留字段703可以为十六位长，可以从第十七位位置扩展到第三十一位位置，且可以预留给将来的更新。链路标识符字段704可以识别与限制相关联的链路，且可以包括由格式字段702指示的类型的一个或多个子TLV。链路标识符字段704可以包括IPv4子TLV、IPv6子TLV或无编号IF ID子TLV。链路标识符子TLV的示例性实施例在图8到图10中示出，且在下文进行论述。波长限制字段705可以编码为标签集字段子TLV，如IETF文档draft-ietf-ccamp-general-constraint-encode-06中详述，所述文档以引入的方式并入，其中基本标签编码为在IETF文档RFC6205中描述的三十二位波长交换接口(LSC)标签，所述文档以引入的方式并入。波长限制字段705子TLV的示例性实施例在图11中示出，且在下文进行论述。

图8所示为IPv4地址子TLV800的一个实施例。子TLV800为链路标识符子TLV的一个实施例，所述链路标识符子TLV可以包含在波长限制约束TLV700的链路标识符字段704中。子TLV800可以包括类型字段801、IPv4地址字段802、前缀长度字段804以及属性字段805，且可以包括两个三十二位区段。类型字段801可以为九位长，可以在第一个三十二位区段中从第零位位置扩展到第八位位置，且可以通过用数字1进行编码来表明子TLV为IPv4地址子TLV800。IPv4地址字段802可以为三十九位长，可以从第一个三十二位区段中的第九位位置扩展到第二个三十二位区段中的第十五位位置，且可以识别采用IPv4地址格式的链路。前缀长度字段804和属性字段805可以各自为八位长，可以位于第二个三十二位区段中，且可以分别指示地址前缀的长度以及与链路相关联的任何属性。前缀长度字段804可以从第十六位位置扩展到第二十三位位置。属性字段805可以从第二十四位位置扩展到第三十一位位置。

图9所示为IPv6地址子TLV900的一个实施例。子TLV900为链路标识符子TLV的一个实施例，所述链路标识符子TLV可以包含在波长限制约束TLV700的链路标识符字段704中。子TLV900可以包括类型字段901、IPv6地址字段902、前缀长度字段904以及属性字段905，且可以包括五个三十二位区段。类型字段901可以为九位长，可以从第一个三十二位区段的第零位位置扩展到第八位位置，且可以通过对数字2进行编码来表明子TLV为IPv6地址子TLV900。IPv6地址字段902可以为一百三十五位长，且可以识别采用IPv6地址格式的链路。IPv6地址字段902可以从第一个三十二位区段中的第九位位置扩展到第五个三十二位区段中的第十五位位置。除了可以位于第五个三十二位区段中之外，前缀长度字段904和属性字段905可以各自采用与804和805大体上相同的方式进行定位和编码。

图10所示为无编号IF ID子TLV1000的一个实施例。子TLV1000为链路标识符子TLV的一个实施例，所述链路标识符子TLV可以包含在波长限制约束TLV700的链路标识符字段704中。子TLV1000可以包括类型字段1001、预留字段1002、属性字段1003、TE节点ID字段1004以及接口ID字段1005，且可以包括三个三十二位区段。类型字段可以为九位长，可以从第零位位置扩展到第八位位置，且可以通过对数字4进行编码来表明子TLV为无编号接口ID子TLV1000。预留字段1002可以为八位长，可以从第九位位置扩展到第十六位位置，且可以预留给将来的更新。属性字段1003可以为十五位长，可以从第十七位位置扩展到第三十一位位置，且可以指示与链路相关联的任何属性。类型字段1001、预留字段1002和属性字段1003可以位于第一个三十二位区段中。TE节点ID字段1004和接口ID字段1005可以各自为三十二位长，且可以通过链路所连接到的节点和端口来识别链路。所述链路可以是单向的，也可以是双向的。TE节点ID字段1004可以从第二个三十二位区段的第零位位置扩展到第三十一位位置。接口ID字段1005可以从第三个三十二位区段的第零位位置扩展到第三十一位位置。

图11所示为波长限制字段子TLV1100的一个实施例。子TLV1100为子TLV的一个实施例，所述子TLV可以包含在波长限制约束TLV700的波长限制字段705中。子TLV1100可以包括动作字段1101、标签数目字段1102、长度字段1103、栅格字段1104、信道间隔字段1105、标识符字段1106、补码整数(N)字段1107，以及额外字段1108。所述子TLV可以包括两个或两个以上三十二位区段。字段1101、1102和1103可以位于第一个三十二位区段中，且如IETF文档draft-ietf-ccamp-general-constraint-encode-06中论述那般进行编码。字段1104、1105、1106和1107可以位于第二个三十二位区段中，且如IETF文档RFC6205中论述那般对波长标签(lambda label)进行编码，所述文档以引入的方式并入。动作字段1101的长度可以为四位，所述动作字段可以从第零位位置扩展到第三位位置，且可以分别使用零到四的值来表明所纳入的信息是相容列表、互斥列表、相容范围、互斥范围，还是位图集。标签数目字段1102可以为十二位长，可以从第四位位置扩展到第十五位位置，且可以指示位图集中所包含的标签的数目。在一个位图集中，位图中的每个位都可以用值一或零来表示特定的波长标签，表明所述标签是否在该位图集中。位位置零可以表示最低标签且可以对应于基本标签，而跟在后面的每个位位置可以表示在逻辑上位于前一个标签上方的下一个标签。长度字段1103可以为十六位长，可以从第十六位位置扩展到第三十一位位置，且可以按字节来指示整个子TLV1100的长度。栅格字段1104、信道间隔(CS)字段1105、标识符字段1106和N字段1107的长度可以分别为三位、四位、九位和十六位，且可以分别从第零位位置扩展到第二位位置、从第三位位置扩展到第六位位置、从第七位位置扩展到第十五位位置，以及从第十六位位置扩展到第三十一位位置。字段1104、1105、1106和1107可以指示与采取波长标签格式的受限标签有关的信息。此信息可以分别包含与标签相关联的光学系统的类型、链路上的信道间隔、链路的标识符，以及用来计算链路上的信号频率的信息，如IETF文档RFC6205中所述进行编码。额外字段1108可以按照作用在需要时加进额外的三十二位区段中。额外字段1108可以使用与字段1104到1107大体上类似的字段来包含额外受限标签。

图12所示为无路径对象1200的一个实施例。无路径对象1200可以包含在PCRep消息中，在PCE无法找到满足PCC约束的RWA时，PCE响应于PCReq消息而将PCRep消息发送到PCC，如上文关于图5所述。IETF文档RFC5440中论述了对无路径对象1200进行的编码。无路径对象1200可以包括问题性质字段1201、标志字段1202、预留字段1203，以及可选TLV字段1204。问题性质字段1201可以为八位长，可以从第零位扩展到第七位，且可以表明没有为路径计算请求找到RWA的原因。没找到RWA的原因可能包含没有找到满足约束集的路径，或PCE链断裂。标志字段1202可以为十六位长，可以从第八位扩展到第二十三位，且可以指示未得到满足的约束的集合。预留字段1203可以为八位长，可以从第二十四位扩展到第三十一位，且可以预留给将来的更新。对于给定的应用，在需要时，可以将额外的TLV添加到可选TLV字段1204。

图13所示为无路径向量TLV1300的一个实施例。无路径向量TLV1300可以作为无路径对象1200中的可选TLV1204而被加进，且可以提供关于为何没有找到RWA的额外信息。无路径向量TLV可以包括类型字段1301、长度字段1302和标志字段1303。类型字段1301可以为十六位长，可以从第零位扩展到第十五位，且可以用来使用值一来表明TLV为无路径向量TLV1300。长度字段1302可以为十六位长，可以从第十六位扩展到第三十一位，且可以用来指示TLV的长度。标志字段1303可以为三十二位长且可以指示没有找到RWA的原因。此类原因可能包含：没有找到满足RWA的所有约束的可用路径，没有对路径的至少一跳指配波长，没有找到满足信号兼容性约束的路径，PCE当前不可用，路径终点未知，或路径起点未知。

图14是PCEP错误对象1400TLV的一个实施例。如上文所论述，PCEP错误对象1400可以作为PCErr消息的一部分而被加进。PCEP错误对象1400可以报告PCEP错误，且如IETF文档RFC5440中定义那般进行编码。PCEP错误对象还可以报告出错的原因。PCEP错误对象可以包括预留字段1401、标志字段1402、错误类型字段1403、错误值字段1404，以及可选TLV字段1405。预留字段1401可以为八位长，可以从第零位扩展到第七位，且可以预留给将来的更新。标志字段1402可以为八位长，可以从第八位扩展到第十五位，且可以用来对与错误相关的标志进行编码。错误类型字段1403可以为八位长，可以从第十六位扩展到第二十三位，且可以用来对在PCE接收路由和/或WA请求时发生的普通类别的错误进行编码。错误值字段1404可以为八位长，可以从第二十四位扩展到第三十一位，且可以用来对指示出错原因的错误值进行编码。例如，如果PCE由于存储器不足而无法处理请求，则错误值字段可以设为一。如果PCE是因为PCE不能进行RWA计算而无法处理请求，则错误值字段可以设为二。

上述网络部件和方法可以在任何通用网络部件上实施，例如计算机或特定网络部件，其具有足够的处理能力、存储资源和网络吞吐能力来处理其上的必要工作量。图15示出了典型的通用网络部件1500，其适用于实施本文本所揭示的部件和方法的一个或多个实施例。网络部件1500包含处理器1502(可以称为中央处理器单元或CPU)，所述处理器与包含以下项的存储装置通信：辅助存储装置1504、只读存储器(ROM)1506、随机存取存储器(RAM)1508、输入/输出(I/O)装置1510，以及网络连接装置1512。处理器可以作为一个或多个CPU芯片实施，或者可以为一个或多个专用集成电路(ASIC)和/或数字信号处理器(DSP)的一部分。

辅助存储装置1504通常包括一个或多个磁盘驱动器或磁带驱动器，用于数据的非易失性存储，且在RAM1508的大小不足以保存所有工作数据的情况下用作溢流数据存储装置。辅助存储装置1504可以用于存储程序，当选择执行此些程序时，所述程序将加载到RAM1508中。ROM1506用于存储在程序执行期间读取的指令以及可能的数据。ROM1506是非易失性存储装置，其存储容量相对于辅助存储装置的较大存储容量而言通常较小。RAM1508用于存储易失性数据，并且还可能用于存储指令。访问ROM1506和RAM1508通常比访问辅助存储装置1504要快。

图16为NE1600的一个实施例的示意图，所述NE可以用作网络100、300、400和/或500中的节点。NE1600可以用作PCE、PCC和/或本文本中揭示的任何NE。所属领域的技术人员将认识到，术语NE包含广泛范围的装置，NE1600仅是其中的一个实例。包含NE1600只是为了清楚地进行论述，而决不是将本发明的应用限于一个特定的NE实施例或一类NE实施例。本发明中描述的至少一些特征/方法可以在NE1600等网络设备或部件中实施。例如，本发明中的特征/方法可以使用硬件、固件和/或经安装以在硬件上运行的软件来实施。NE1600可以为在网络中传送帧的任何装置，例如，交换机、路由器、网桥、服务器等。如图16所示，NE1600可以包括：接收器(Rx)1610，其耦接到多个入端口1620，用于从其他节点接收帧；逻辑单元1630，其耦接到接收器以确定将帧发往哪些节点；以及发射器(Tx)1640，其耦接到逻辑单元1630且耦接到多个出端口1650，用于将帧传输到其他节点。逻辑单元1630可以包括一个或多个多核处理器和/或存储装置，所述处理器和/或存储装置可以用作数据存储装置。入端口1620和/或出端口1650可以含有电和/或光发射和/或接收部件。NE1600可能是或可能不是做出路由决策的路由部件。

虽然本发明中已提供若干实施例，但应理解，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，所揭示的系统和方法可以体现为许多其他特定形式。本发明的实例应被视为说明性而非限制性的，且本发明并不限于本文本所给出的细节。例如，各种元件或部件可以在另一系统中组合或合并，或者某些特征可以省略或不实施。

另外，在不脱离本发明的范围的情况下，各种实施例中描述和说明为离散或单独的技术、系统、子系统和方法可以与其他系统、模块、技术或方法进行组合或合并。展示或论述为彼此耦接或直接耦接或通信的其他项也可以采用电方式、机械方式或其他方式通过某一接口、装置或中间部件间接地耦接或通信。其他改变、替代和更改实例可以由所属领域的技术人员确定，且可以在不脱离本文本所揭示的精神和范围的情况下作出。

Claims (23)

1.一种设备，其包括：

路径计算单元(PCE)，其计算光网络中光路的路径，且包括：接收器，所述接收器接收路径计算请求；逻辑单元，所述逻辑单元计算沿着光路使用的多个可能波长；以及发射器，所述发射器沿着所述光路将所述多个可能波长传输到网络元件(NE)，

其中所述NE将所述多个可能波长中的波长指配给所述光路。

2.根据权利要求1所述的设备，其中所述多个可能波长包括标签集。

3.根据权利要求1所述的设备，其中所述路径计算请求指明了对所述多个可能波长中的将使用的波长的限制。

4.根据权利要求3所述的设备，其中对所述多个可能波长中的将使用的波长的所述限制编码在波长限制约束类型-长度-值(TLV)中，所述波长限制约束TLV包括以下一项或多项：链路标识符字段，其包括用于链路的链路标识符(ID)；格式字段，其指示所述链路的格式；动作字段，其表明所述链路是相容列表还是相容范围的一部分；以及波长限制字段，其包括与所述链路相关联的受限标签。

5.根据权利要求4所述的设备，其中所述波长限制字段进一步包括以下一项或多项：

波长限制字段子TLV，其包括编码在栅格字段、信道间隔字段、标识符字段以及补码整数(N)字段中的一个或多个标签；

其中所述波长限制字段子TLV进一步包括动作字段、标签数目字段以及长度字段中的一个或多个字段；

其中所述动作字段表明所述标签是否表示为互斥范围、相容范围、互斥列表、相容列表以及位图集中的一者或多者；

其中所述标签数目字段指示包含在位图集中的标签；以及

其中所述长度字段对所述波长限制字段子TLV的长度进行编码。

6.根据权利要求4所述的设备，其中所述链路标识符字段包括子TLV，所述子TLV包括所述链路的链路ID，且其中所述链路标识符字段选自由以下各项组成的组：第四版因特网协议(IPv4)地址子TLV、第六版因特网协议(IPv6)地址子TLV，以及无编号链路标识符子TLV。

7.根据权利要求1所述的设备，其中所述路径计算请求包括波长指配(WA)对象TLV，且其中所述WA对象TLV包括标志字段，所述标志字段包括一个或多个次序位以及一个模式位，所述次序位对波长选择偏好进行编码，所述模式位则表明是使用显式标签控制还是非显式标签控制来执行路径计算。

8.根据权利要求1所述的设备，其中所述路径计算请求消息是使用路径计算单元通信协议(PCEP)来传输的。

9.一种设备，其包括：

路径计算客户端(PCC)，所述PCC包括：发射器，其使用路径计算单元通信协议(PCEP)将路径计算请求发送到路径计算单元(PCE)；和接收器，其使用PCEP接收对所述路径计算请求的回复；

其中所述路径计算请求包括对通过分布式标签分配进行路由和波长指配(RWA)的请求，以及

其中所述回复表明出现错误、没有找到满足约束的路径，或这两项。

10.根据权利要求9所述的设备，其中所述回复包括PCEP错误消息，所述PCEP错误消息包括PCEP错误对象，以指示与所述RWA请求相关联的错误。

11.根据权利要求10所述的设备，其中在所述PCE由于存储器不足而不能够处理所述请求或不能够执行RWA计算时，发送所述PCEP错误消息。

12.根据权利要求11所述的设备，其中所述PCEP错误对象包括对错误类别进行编码的错误类型字段，以及对出错原因进行编码的错误值字段。

13.根据权利要求9所述的设备，其中所述回复包括携载无路径向量类型-长度-值(TLV)的无路径对象，所述无路径向量TLV包括以下信息：没有找到满足与RWA相关联的约束的可用路径；没有对路径的至少一跳指配波长；或没有找到满足信号兼容性约束的路径。

14.根据权利要求13所述的设备，其中所述无路径对象包括：问题性质字段，所述问题性质字段对无法计算出路径的原因进行编码；以及标志字段，所述标志字段对与路径计算有关的未得到满足的约束的集合进行编码。

15.根据权利要求13所述的设备，其中所述无路径向量TLV包括以下一项或多项：类型字段，其表明所述无路径向量TLV为无路径向量TLV；长度字段，其指示所述无路径向量TLV的长度；以及标志字段，其对特定信息进行编码，这些信息为没有找到满足与RWA相关联的约束的可用路径、没有对路径的至少一跳指配波长，或没有找到满足信号兼容性约束的路径。

16.一种方法，其包括：

通过路径计算单元(PCE)提供含有一个或多个所分配标签的标签集；以及

在信号传输期间执行分布式标签分配以完成波长指配(WA)。

17.根据权利要求16所述的方法，其进一步包括从路径通信客户端(PCC)接收含有WA的请求，其中所述PCC指明了对将使用的波长的限制。

18.根据权利要求17所述的方法，其中所述波长限制包括类型-长度-值(TLV)数据，所述TLV数据包括以下字段中的一个或多个字段：动作字段、格式字段、链路标识符字段以及波长限制字段。

19.根据权利要求18所述的方法，其中所述链路标识符字段为无编号接口(IF)标识符(ID)字段、第四版因特网协议(IPv4)地址字段，或第六版因特网协议(IPv6)地址字段。

20.根据权利要求17所述的方法，其中所述请求消息并入了WA对象，其中所述WA对象包括次序位，且其中所述次序位用来指示与所述PCE返回的波长指配的次序有关的波长指配约束。

21.根据权利要求17所述的方法，其中所述请求涉及路由和波长指配(RWA)两项。

22.根据权利要求21所述的方法，其进一步包括指示与所述RWA请求相关联的错误，具体是通过在WA路径回复中加进具有错误值的路径计算单元通信协议(PCEP)错误对象来进行的，且其中所述错误值表明所述PCE由于存储器不足而不能够处理所述请求、所述PCE不能够进行WA计算，或这两项。

23.根据权利要求21所述的方法，其进一步包括通过在PCE回复(PCRep)消息中使用无路径对象来传达无法为所述请求找到RWA的原因，

其中所述无路径对象含有无路径向量TLV，以提供关于为何路径计算失败的额外信息，且

其中所述无路径向量类型-长度-值(TLV)表明没有找到满足与RWA相关联的所有约束的可用路径，或没有对路径的至少一跳指配波长。

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