CN103581771B - 一种全光网波长资源调度及路由规划方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种全光网波长资源调度及路由规划方法及装置，通过生成全光网系统网络细胞组，所述全光网系统网络细胞组中记录有全光网系统中每一个光波长的可用资源信息；遍历所述全光网系统网络细胞组中记录的可用资源信息，生成符合第一预设条件的全光网系统可用路由集合，所述第一预设条件基于路由源节点、路由宿节点以及规定跳数生成；在所述全光网系统可用路由集合中，选取一主路由，并按第二预设条件，为主路由选取备用路由，所述第二预设条件基于波分传送系统共享参数、光波长共享参数、光缆同路由参数以及转接点共享参数中的至少一项生成，从而加快移动全光网的发展，提高网络资源规划水平，充分发挥网络能力，巩固基础承载网的作用。

Description

一种全光网波长资源调度及路由规划方法及装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体可以涉及一种全光网波长资源调度及路由规划方法及装置。

背景技术

随着全光网技术的成熟，以光波长(光频率)为调度颗粒的波分全光网光缆资源系统已从单系统40波成功过渡至80波，调度颗粒从单波10Gbps逐渐向100Gbps演进。业务调度方式的发展趋势也从基于电层调度方式逐渐向光层调度发展。由于传送带宽的极大化，各大运营商骨干层甚至汇聚层都不同程度地部署了基于光波长/子波长调度的光网络系统。因此是否良好的全光网调度及规划平台直接决定了运营商基础承载网络的质量及性能。

由于全光网主要由光域特点直接决定，因此光层端到端业务调度过程中必须遵循光网络的基本原则，即传送光波长在端到端链路中的一致性。另一方面，全光网的灵活调度、安全性还必须基于运营商光缆情况，例如：同路由情况、光缆长度等。故对于网络规划、资源分配、链路保护对确定等，需要综合考虑上述各种因素，快速、完备地进行资源分配工作。

目前，相似的网络规划系统主要由设备厂商掌握，且大部分均基于目前广泛使用的电层处理模式，缺乏网络向光层调度的演进能力、缺乏网络规划层面的功能支持、缺乏运营商光缆因素的考虑、过多地关注设备配置等内容，因此无法对全光网光缆网络资源调度和规划起到良好的支撑作用。此外，结合运营商光缆情况进行网络级规划更需要多专业人工介入，以便综合判断网络最优路由的选择、波道资源的分配等。规划难度高、工作量大、资源收集量大一直是网络规划及维护中的难点。

在维护、调度方面，目前实现机制及方式是纯人工或半自动方式。在网络规模较小、系统结构简单的情况下，上述实现机制还能较快地决策业务调度路由及使用波道资源。但是随着网络规模的扩大、系统局向的累加、运营商光缆基础资源的丰富，在路由复杂度、系统组合复杂度、路由跳数复杂度、光缆资源承载多样化四方面需要考虑的因素下，对于规划人员难以客观、准确、完备、快速地分析并做出判断。部分运营商虽然已实现自动化信息维护，但是对于资源的最佳调度缺乏有效措施，仍然需要人工介入。同时，要求维护人员具备全光网维护及调度丰富的工作经验，才能完成高质量、高效率的资源调度及分配。

在路由方面，目前成熟的算法主要基于路由器的工作原理，需要进行网络学习，然后根据链路流量动态分配路由，且随着网络结构复杂化导致算法收敛速度慢。

因此，现有技术中缺少一种既实现高效完备的、以光波长为调度颗粒的路由算法又能结合运营商网络物理基础资源提供智能决策的全光网波长资源调度工具，用以支撑全光网波长资源的使用及路由规划。

发明内容

本发明提供了一种全光网波长资源调度及路由规划方法及装置，从而解决了传统人工方式的光缆资源调度及分配，改善路由收敛时间及人工判断的复杂度，提高效率、释放生产力、提升分配质量、提供给决策者全面、客观的选择方案，加快移动全光网的发展，提高网络资源规划水平，充分发挥网络能力，巩固基础承载网的作用。

本发明提供方案如下：

本发明实施例提供了一种全光网波长资源调度及路由规划方法，包括：

生成全光网系统网络细胞组，所述全光网系统网络细胞组中记录有全光网系统中每一个光波长的可用资源信息；

遍历所述全光网系统网络细胞组中记录的可用资源信息，生成符合第一预设条件的全光网系统可用路由集合，所述第一预设条件基于路由源节点、路由宿节点以及规定跳数生成；

在所述全光网系统可用路由集合中，选取一主路由，并按第二预设条件，为主路由选取备用路由，所述第二预设条件基于波分传送系统共享参数、光波长共享参数、光缆同路由参数以及转接点共享参数中的至少一项生成。

优选的，在所述生成全光网系统网络细胞组之前，所述方法还包括：

存储全光网系统资源信息；

所述全光网系统资源信息包括：光波长资源表、光缆网络节点连接关系逻辑矩阵、光缆信息表、光缆同路由表；

所述光波长资源表记录的信息包括：全光网系统局向、全光网系统局向名称、全光网系统局向使用光缆段数量、光波长使用信息以及光缆段名称；

所述光缆网络节点连接关系逻辑矩阵采用二维矩阵格式存储光缆网络节点连接关系；

所述光缆信息表记录的信息包括：全光网节点间光缆条数、光缆名称、光缆长度、光缆芯数以及光缆纤芯使用率；

所述光缆同路由表记录的信息包括：不同光缆路由间同路由的长度、同路由比例及同路由类别。

优选的，所述生成全光网系统网络细胞组包括：

基于全光网系统中所有局向所包括的波分传送系统信息，生成波分传送系统集合；

基于所述波分传送系统集合内所有波分传送系统中光波长的使用信息，获取全光网系统中所有光波长的可用资源信息；

基于所述光波长的可用资源信息，获取第一光波长所对应的可用波分传送系统组合以及可用虚拟网络结构，所述第一光波长所对应的可用波分传送系统组合为所述波分传送系统集合中，第一光波长未被使用的波分传送系统的组合，所述可用虚拟网络结构采用二维矩阵格式，存储所述第一光波长未被使用的波分传送系统节点间的连接关系；

基于第一光波长对应的序号、第一光波长对应的可用波分传送系统组合以及可用虚拟网络结构，生成全光网系统网络细胞组。

优选的，所述方法在基于所述波分传送系统集合内所有波分传送系统中光波长的使用信息，获取全光网系统中所有光波长的可用资源信息之前还包括：

将波分传送系统集合内的第一波分传送系统中，资源使用情况相同的光波长进行合并。

优选的，所述遍历所述全光网系统网络细胞组中记录的可用资源信息，生成符合第一预设条件的全光网系统可用路由集合包括：

基于所述全光网系统网络细胞组中记录的可用虚拟网络结构，生成可用虚拟网络结构中各节点间可用连接关系逻辑图；

遍历所述可用连接关系逻辑图，获取符合第一预设条件的全光网系统可用路由集合。

优选的，所述在所述全光网系统可用路由集合中，选取一主路由包括：

按第三预设条件，在所述全光网系统可用路由集合中，选取一主路由；

所述第三预设条件基于路由跳转次数、路由端到端长度、同路由程度、路由可用资源中至少一项生成。

优选的，所述方法中，若所述第二预设条件中存在两项以上选择条件时，通过加权的方式，确定各项选择条件在所述第二预设条件中的比重；

基于所述各项选择条件在所述第二预设条件中的比重，确定所述第二预设条件。

本发明实施例还提供了一种全光网波长资源调度及路由规划装置，包括：

全光网系统网络细胞组生成模块，用于生成全光网系统网络细胞组，所述全光网系统网络细胞组中记录有全光网系统中每一个光波长的可用资源信息；

全光网系统可用路由集合生成模块，用于遍历所述全光网系统网络细胞组中记录的可用资源信息，生成符合第一预设条件的全光网系统可用路由集合，所述第一预设条件基于路由源节点、路由宿节点以及规定跳数生成；

选择模块，用于在所述全光网系统可用路由集合中，选取一主路由，并按第二预设条件，为主路由选取备用路由，所述第二预设条件基于波分传送系统共享参数、光波长共享参数、光缆同路由参数以及转接点共享参数中的至少一项生成。

优选的，所述的装置还包括：

数据库，用于存储全光网系统资源信息；

所述全光网系统资源信息包括：光波长资源表、光缆网络节点连接关系逻辑矩阵、光缆信息表、光缆同路由表；

所述光波长资源表记录的信息包括：全光网系统局向、全光网系统局向名称、全光网系统局向使用光缆段数量、光波长使用信息以及光缆段名称；

所述光缆网络节点连接关系逻辑矩阵采用二维矩阵格式存储光缆网络节点连接关系；

所述光缆信息表记录的信息包括：全光网节点间光缆条数、光缆名称、光缆长度、光缆芯数以及光缆纤芯使用率；

所述光缆同路由表记录的信息包括：不同光缆路由间同路由的长度、同路由比例及同路由类别。

优选的，所述全光网光缆资源细胞组生成模块包括：

第一生成单元，用于基于全光网系统中所有局向所包括的波分传送系统信息，生成波分传送系统集合；

第一获取单元，用于基于所述波分传送系统集合内所有波分传送系统中光波长的使用信息，获取全光网系统中所有光波长的可用资源信息；

第二获取单元，用于基于所述光波长的可用资源信息，获取第一光波长所对应的可用波分传送系统组合以及可用虚拟网络结构，所述第一光波长所对应的可用波分传送系统组合为所述波分传送系统集合中，第一光波长未被使用的波分传送系统的组合，所述可用虚拟网络结构采用二维矩阵格式，存储所述第一光波长未被使用的波分传送系统节点间的连接关系；

第二生成单元，用于基于第一光波长对应的序号、第一光波长对应的可用波分传送系统组合以及可用虚拟网络结构，生成全光网系统网络细胞组。

优选的，所述全光网光缆资源细胞组生成模块还包括：

合并单元，用于将第一生成单元生成的波分传送系统集合内的第一波分传送系统中，资源使用情况相同的光波长进行合并；

所述第一获取单元，还用于基于合并单元处理后的波分传送系统集合内所有波分传送系统中光波长的使用信息，获取全光网系统中所有光波长的可用资源信息。

优选的，所述全光网系统可用路由集合生成模块包括：

第一生成单元，用于基于所述全光网系统网络细胞组中记录的可用虚拟网络结构，生成光波长虚拟网络中各节点间可用连接关系逻辑图；

第二生成单元，用于遍历所述可用连接关系逻辑图，生成符合第一预设条件的全光网系统可用路由集合。

从以上所述可以看出，本发明提供的全光网波长资源调度及路由规划方法及装置，通过生成全光网系统网络细胞组，所述全光网系统网络细胞组中记录有全光网系统中每一个光波长的可用资源信息；遍历所述全光网系统网络细胞组中记录的可用资源信息，生成符合第一预设条件的全光网系统可用路由集合，所述第一预设条件基于路由源节点、路由宿节点以及规定跳数生成；在所述全光网系统可用路由集合中，选取一主路由，并按第二预设条件，为主路由选取备用路由，所述第二预设条件基于波分传送系统共享参数、光波长共享参数、光缆同路由参数以及转接点共享参数中的至少一项生成，从而解决了传统人工方式的光缆资源调度及分配，改善路由收敛时间及人工判断的复杂度，提高效率、释放生产力、提升分配质量、提供给决策者全面、客观的选择方案，加快移动全光网的发展，提高网络资源规划水平，充分发挥网络能力，巩固基础承载网的作用。

附图说明

图1为本发明实施例提供的全光网波长资源调度及路由规划方法具体实现流程示意图；

图2为本发明实施例提供的全光网波长资源调度及路由规划方法中所涉及的全光网结构示意图一；

图3为本发明实施例提供的全光网波长资源调度及路由规划方法中全光网结构分解示意图；

图4为本发明实施例提供的全光网波长资源调度及路由规划方法中所涉及光缆、局向、波分传送系统以及光波长关系示意图；

图5为本发明实施例提供的全光网波长资源调度及路由规划方法中生成全光网系统网络细胞组流程示意图；

图6为本发明实施例提供的全光网波长资源调度及路由规划方法中所涉及的光波长使用情况示意图一；

图7为本发明实施例提供的全光网波长资源调度及路由规划方法中生成全光网系统可用路由集合流程示意图；

图8为本发明实施例提供的全光网波长资源调度及路由规划方法中所涉及的全光网结构示意图二；

图9为本发明实施例提供的全光网波长资源调度及路由规划方法中所涉及的全光网结构示意图三；

图10为本发明实施例提供的全光网波长资源调度及路由规划方法中RSG等级确定示意图；

图11为本发明实施例提供的全光网波长资源调度及路由规划方法中所涉及的全光网结构示意图四；

图12为本发明实施例提供的全光网波长资源调度及路由规划方法中所涉及的光波长使用情况示意图二；

图13为本发明实施例提供的全光网波长资源调度及路由规划装置结构示意图一；

图14为本发明实施例提供的全光网波长资源调度及路由规划装置结构示意图二。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种全光网波长资源调度及路由规划方法，如附图1所示，该方法具体可以包括：

步骤11，生成全光网系统网络细胞组，所述全光网系统网络细胞组中记录有全光网系统中每一个光波长的可用资源信息。

步骤12，遍历所述全光网系统网络细胞组中记录的可用资源信息，生成符合第一预设条件的全光网系统可用路由集合，所述第一预设条件基于路由源节点、路由宿节点以及规定跳数生成。

步骤13，在所述全光网系统可用路由集合中，选取一主路由，并按第二预设条件，为主路由选取备用路由，所述第二预设条件基于波分传送系统共享参数、光波长共享参数、光缆同路由参数以及转接点共享参数中的至少一项生成。

本发明实施例提供的全光网波长资源调度及路由规划方法的实现，可以解决了传统人工方式的光缆资源调度及分配，改善路由收敛时间及人工判断的复杂度，提高效率、释放生产力、提升分配质量、提供给决策者全面、客观的选择方案，加快移动全光网的发展，提高网络资源规划水平，充分发挥网络能力，巩固基础承载网的作用。

为了提高全光网资源数据的存储和处理效率，同时也考虑将全光网网络组网结构信息数字化实现资源调度的自动化处理，本发明实施例中采用矩阵式信息处理方式，具体如下所示。

例如，在如附图2所示的全光网结构中，全网共5个节点(A、B、C、D、E)，每条连线代表着节点间存在系统连接。

那么，为实现自动信息处理，本发明实施例中需要将上图所反映的信息二维化。本发明实施例采用网络映射(Network Mapping)矩阵方式，将上图转换为如表1所示的光缆网络节点连接关系逻辑矩阵：

表1#

	A	B	C	D	E
						A	0	1	1	1	1
B	1	0	1	1	0
						C	1	1	0	0	1
D	1	1	0	0	0
						E	1	0	1	0	0

上述如表1所示的光缆网络节点连接关系逻辑矩阵中每一单元格数值表示其所在的行列节点间是否存在直达的光缆连接，即若例如附图2所示的全光网构中存在光缆连接资源，则矩阵中表示为“1”，否则为“0”。

那么可见，本发明实施例中，光缆网络节点连接关系逻辑矩阵采用二维矩阵格式存储光缆网络节点连接关系。

在文件存储中，其他重要基础数据分别为光缆信息表(fiber_data)、光缆同路由表(fiber_cd_data)以及光波长资源表(wave_routing_data)。

在如表2所示的光缆信息表中，可以记录所有端到端光缆段的主要属性信息，包括：全光网节点间光缆条数、光缆名称、光缆长度、光缆芯数以及光缆纤芯使用率等内容。

表2

节点名称

节点名称

光缆条数

光缆名称1

长度

总芯数

使用率

……

在如表3所示的光缆同路由表中，具体可以记录不同光缆间同路由类型、同路由长度以及及同路由类别等信息。

表3

在如表4所示的光波长资源表中，具体可以纪录全光网系统局向、全光网系统局向名称、全光网系统局向使用光缆段数量、光波长使用信息以及系统建设时使用的光缆段名称等信息。

表2

全光网系统局向	……
		全光网系统局向名称
全光网系统局向使用光缆段数量
		光波长使用信息(1～40/80)
光缆段名称

上述数据库文件构成了全光网光波长资源调度规划系统的全部基础信息，并由该基础信息生成用户所需要的内容。

那么可见，在本发明实施例中还可以涉及以下操作：

存储全光网系统资源信息；

所述全光网系统资源信息包括：光波长资源表、光缆网络节点连接关系逻辑矩阵、光缆信息表、光缆同路由表；

所述光波长资源表记录的信息包括：全光网系统局向、全光网系统局向名称、全光网系统局向使用光缆段数量、光波长使用信息以及光缆段名称；

所述光缆网络节点连接关系逻辑矩阵采用二维矩阵格式存储光缆网络节点连接关系；

所述光缆信息表记录的信息包括：光缆网络节点间光缆条数、光缆名称、光缆长度、光缆芯数以及光缆纤芯使用率；

所述光缆同路由表记录的信息包括：不同光缆路由间同路由的长度、同路由比例及同路由类别。

本发明实施例中，在进行全光网路由选择之前，为了提高路由效率、遵循波长一致性原则，引入动态网络概念，即利用全光网波长调度的特点，将全光网按照光波长分解为多个虚拟网络，并对每个网络进行静态路由。

由于网络结构按照光波长进行划分后得到的虚拟网络形态往往互不相同，随着光波长资源的不断使用，呈现动态变化。而另一方面，本发明实施例中充分发挥Matlab对矩阵的强大支持功能，采用细胞存储方式集合多个虚拟网络矩阵映射，因此可将上述生成多种虚拟网络并存储的程序模块可称为全光网系统网络细胞组生成模块。

基于上述基本思路所述，该全光网系统网络细胞组生成模块作为本系统的核心模块之一，为了达到同一光波长路由的目的，将全光网分解为40或80个虚拟网络，同时根据每层光波长的使用情况快速生成虚拟网络结构，并最终形成网络结构细胞组，精确数字化描述波分全光网结构及资源。该网络分解示意图可如附图3所示。

为了便于对本发明实施例的理解，下面对本发明实施例中所涉及的光缆、全光网系统局向、全光网系统局向中所包括的波分传送系统以及光波长之间的关系进行解释。

如附图4所示，光缆层作为基础资源承载全光网系统。本发明实施例中所涉及的全光网系统局向，是指在全光网系统中以一节点为参照，并且与参照点波分传送设备具有光路连接关系的另一节点所在方向，例如A-B，即从A节点至B节点间的全光网系统局向。而在某局向下，可能会存在多个波分传送系统(例如附图5中示意了局向1中有2个波分传送系统，其他局向均为1个波分传送系统，如果局向1为A-B，即可分别用A-B1和A-B2来分别表示局向1的2个波分传送系统)。而在波道(即光波长)层，每个波分传送系统可均有1～40/80个波道即光波长。通常情况下，每个波分传送系统中的波道资源使用情况一般不同。

通过上述解释说明后，下面结合附图5，对本发明实施例生成全光网系统网络细胞组的过程进行详细的描述：

附图5所示，该过程具体可以包括：

步骤51，基于全光网系统中所有局向所包括的波分传送系统信息，生成波分传送系统集合。

此步骤中，可首先对全光网系统中所有局向中所包括的波分传送系统进行可行性排列组合，即当某局向存在两个及其以上波分传送系统连接时，沟通全网节点的波分传送系统存在多种不同的组合，所有组合共计其中n为局向i下的波分传送系统数量。

在后续说明中，以附图2所示的全光网系统网络结构为例，并限定每局向仅存在1个系统，这样，本实施例中全网波分传送系统组合仅有唯一1种，且限定网络节点间部署的波分传送系统内光波长复用数量为10波，以便于对本发明实施例技术方案的理解。

步骤52，基于所述波分传送系统集合内所有波分传送系统中光波长的使用信息，获取全光网系统中所有光波长的可用资源信息。

同样以附图2所示的全光网系统网络结构为例进行说明，此步骤中可以以每局向系统组合为单位，按照波分传送系统光波长数量进行分解，分别可得到10个虚拟网络(光波长即波道为10)。

假设附图2所示的全光网系统网络结构中所有光波长的可用资源信息如附图6所示。其中填充有线条的区域表示该波分传送系统中的波道(即光波长)已被使用，而无填充的空白区域标识该波分传送系统中的波道可用。

这里需要说明的是，考虑上述方式的效率以及计算迭代次数过长，在进行虚拟网络计算前，将波道图中各系统波道资源使用情况一致的光波长进行合并，优化并减少了系统操作量。例如：根据附图6所示的波道资源图各波分传送系统在波长1～6均有不同的资源使用情况，无法优化。但是在波长7～10范围内，全部波分传送系统均保持相同使用状况，故7～10代表4个虚拟网络可被优化合并为一个网络结构表示即可。

那么可见，在步骤52之前，本发明实施例还可以涉及以下操作：

将波分传送系统集合内的第一波分传送系统中，资源使用情况相同的光波长进行合并。

步骤53，基于所述光波长的可用资源信息，获取第一光波长所对应的可用波分传送系统组合以及可用虚拟网络结构，所述第一光波长所对应的可用波分传送系统组合为所述波分传送系统集合中，第一光波长未被使用的波分传送系统的组合，所述可用虚拟网络结构采用二维矩阵格式，存储所述第一光波长未被使用的波分传送系统节点间的连接关系。

以波长3为例，经过上述步骤51、52所进行的虚拟网络分解后，可得到波长3的可用波分传送系统组合为[A-B1,A-E1,B-D1]，而波长3对应的可用虚拟网络结构可如下述表5所示，其中1表示存在可用连接，反之为0：

表5

λ3	A	B	C	D	E
						A	0	1	0	0	1
B	1	0	0	1	0
						C	0	0	0	0	0
D	0	1	0	0	0
						E	1	0	0	0	0

以波长5为例，经过上述步骤51、52所进行的虚拟网络分解后，可得到波长5的可用波分传送系统组合为[A-D1,A-E1,B-C1,B-D1]，而波长5对应的可用虚拟网络结构可如下述表6所示：

表6

λ5	A	B	C	D	E
						A	0	0	0	1	1
B	0	0	1	1	0
						C	0	1	0	0	0
D	1	1	0	0	0
						E	1	0	0	0	0

步骤54，基于第一光波长对应的序号、第一光波长对应的可用波分传送系统组合以及可用虚拟网络结构，生成全光网系统网络细胞组。

同样以波长3、5为例，则通过上述步骤后生成的全光网系统网络细胞组可表7所示：

表7

因为本本发明实施例中采用了独有的细胞存储格式，将多元化信息集中、统一地存储，提高系统数据信息的读取与管理，故将其称为细胞组。

经过动态的“全光网系统网络细胞组生成模块模块”的预处理后，能够得到与波分传送系统波道资源紧密结合的网络结构的精确数字化描述。该方式能够确保在每一种虚拟网络结构中有且仅有一个波长频点贯穿全部系统，由此得到的路由结果必能遵循波长一致性原则。

那么，在获取全光网系统网络细胞组后，即可执行步骤12，即遍历所述全光网系统网络细胞组中记录的可用资源信息，生成符合第一预设条件的全光网系统可用路由集合。

该过程具体可如附图7所示，具体可以包括：

步骤71，基于全光网系统网络细胞组中记录的可用虚拟网络结构，生成可用虚拟网络结构中各节点间可用连接关系逻辑图。

步骤72，遍历所述可用连接关系逻辑图，获取符合第一预设条件的全光网系统可用路由集合。

仍以上述波长3、5为例进行说明，那么，波长3的可用连接关系逻辑图可如附图8所示，而波长5的可用连接关系逻辑图可如附图9所示。

如果第一预设条件中，路由源节点为D，路由宿节点为E且要求4跳以内(含4跳)的所有可用路由进行遍历和筛选。那么，波长3的路由结果为：D→B→A→E，波长3的路由结果为：D→A→E。

本发明实施例中，在获取符合第一预设条件的全光网系统可用路由集合后，可将可用路由集合中的各路由信息进行汇总，并以表格的形式记载或上报至其他处理模块。

在一具体实施例中，这种表格可如表8所示：

表8

其中各项信息的含义可如下所述：

1、序号列：

不仅标注了路由结果的序号，而且还以“(M)”、“(S)”标识主用路由及备用路由(经系统智能判断，多种备用路由选择)。

2、说明及标注：

对于相关路由进行信息描述。当路由可用情况下，内容包括路由的星级推荐级别；当路由出错不可用情况下，内容包括：“主备用路由同系统”、“路由波道资源不足”等信息。具体值与实际路由情况一一对应。

3、局向、段名称、波分传送系统名称、使用光缆名称：

上述4列主要对相应局向下的每段波分传送系统进行描述。例如：对于示例中局向D→B→A→E，则表8中局向列为“D-B-A-E”，并且对每个局向段(D-B、B-A、A-E)的系统名称进行一一对应。由于初始假设了每段只有一个波分传送系统，故表8中波分传送系统名称列仅包含唯一值。在使用光缆名称列中，根据数据库内容，搜索并对应相应段落全光网系统所使用的光缆名称。

4、同路由光缆名称、同路由长度、可用波长：

上述3列描述相应路由的决策信息。其中，同路由光缆名称仅针对合法备用路由与主用路由发生同路由情况下，相应同路由光缆段名称，并将光缆同路由长度记录于同路由距离列中。而可用波长列则以数组方式显示了每段全光网系统的可用波道序号，且以波长一致性原则，同一路由中的各段系统所用波长均须保持一致。

在一具体实施例中，该表8的中填写的各项信息可如表9所示：

表9

在获取如表8、表9所示的符合第一预设条件的可用路由集合后，可在该集合中选取一条主路由。

具体的，可按一预设的选择条件(第三预设条件)，在全光网系统可用路由集合中，选取一主路由。且所述该预设的选择条件可由路由跳转次数、路由端到端长度、同路由程度、路由可用资源中至少一项生成。

同时，在获取主路由后，本发明实施例还可以基于另一预设选择条件(第二预设条件)为主路由选择一备用路由。

本发明实施例中，备用路由的选择，可基于主备路由风险共享组(RSG)模型确定，该RSG可基于波分传送系统共享参数、光波长共享参数、光缆同路由参数以及转接点共享参数中的至少一项生成。即判断RSG的级别或程度时，分别考察上述四方面指标。其中：

1、波分传送系统共享参数，用于表示主、备用路由必须保证避免波分传送系统同享的情况出现，即备用业务不可重用主用业务承载的波分传送系统。

在一具体实施例中，波分传送系统共享参数的等级可为RSG＝4，即级别最高，属于“一票否决”型。

2、光波长共享参数，用于表示基于波长调度为特点的全光网系统，在路由不同段中遵循波长一致性原则，主、备用路由不可共享波长。

在一具体实施例中，光波长共享参数的等级可为RSG＝3，级别中等。

由于本发明实施例中是基于虚拟动态网络路由算法，因此主、备用路由共享波长可以完全避免。

3、光缆同路由参数，用于表示电信级主、备用路由必须考虑运营商光缆情况等因素。主、备用光缆同路由程度越多，发生业务全阻的风险就越高。

在一具体实施例中，光缆同路由参数的等级可为RSG＝2，级别中下。

4、转接点共享参数，用于表示主、备用路由原则上应避免同转接点情况，且转接点越少越好。但考虑到组网情况、同点异系统业务分担以及系统建设初期的光功率、非线性等情况，该情况的等级可为RSG＝1，即最低级别。

根据RSG模型对于风险共享要素的定义和分级，对于可用路由集合的每条备用路由进行智能决策处理。处理方式可如附图10所示。其中，在涉及到RSG＝1，RSG＝2比较的情况时，可基于附图10右上角所示的图示，按转接跳数和光缆同路由程度的区别等级(即星级)进行评估。

举例说明，以表10为示例：

表10

在得到如表10所示的可用光缆路由集合后，选择D-A-E路由(即1号的可用路由)为主用路由，那么在进行RSG模型分析及智能评估时，由于2号的可用路由中使用了与主用路由一致的波分传送系统(A-E2)，因此路由基于RSG＝4的最高等级，“一票否决”成为备用路由的可行性。同时，对满足RSG3、4级许可条件下的备用路由，进一步做RSG1～2级的星级评估。

以3号路由与4号路由为例，3号路由虽然只经过一个转接点，但是在A-E段与主用D-A段存在部分同路由，系统安全存在隐患。4号路由虽然经过两个转接点，耗费较多的波道资源，但是业务连接相对安全。因此，整体评分上4号路由高于3号路由。两者对未满分(三颗星)的原因是在目前基础资源情况下，系统跳数以及光缆同路由方面都未能达到最优。

而在本发明的另一具体实施例中，也可以不存在“一票否决”的情况，即若备用路由选择条件中存在两项以上选择条件时，通过加权的方式，确定各项选择条件在所述第二预设条件中的比重；基于所述各项选择条件在所述第二预设条件中的比重，确定所述第二预设条件。该选择方式也同样适于可用路由集合选择条件和主路由选择条件。

下面为了便于对本发明技术方案的理解，一上海移动IP over WDM网络采用FOADM技术实现端到端的光层大颗粒调度。网络以准Mesh结构为特色，系统为40波密集波分传送系统，设备配置容量为10Gb/s/波。

该实施例的全光网结构可如附图11所示，包括浦东、怒江、武胜等节点。且各局向下波分传送系统中光波长的使用情况如下附图12所示。

那么基于本发明实施例提供的生成全光网系统网络细胞组的方法，可生成相应的全光网系统网络细胞组(附图未示出)。

若选择“怒江”为路由源节点，“武胜”为宿节点，最大跳转次数为3次，则经过本发明实施例提供的可用路由集合生成方法，生成如表11所示的可用路由集合。

表11

在得出可用路由报表后，理论上，报表中枚举出的所有结果都能作为主用路由，但是一般运营商会选择跳转次数较小的系统作为主用。本例中，选择1号为主用路由，并模拟承载3×10GE，即3波为业务承载需求。

经过RSG模型分析及智能决策评估，所有符合电信级安全要求的备用路由及星级评分可如下表12所示(部分结果)。

表12

上述实施例的实现结果证明，本发明实施例提供的全光网波长资源调度及路由规划方法，可显著的提高全光网波长资源调度及路由规划的速度。

本发明实施例还提供了一种全光网波长资源调度及路由规划装置，如附图13所示，该装置具体可以包括：

全光网系统网络细胞组生成模块131，用于生成全光网系统网络细胞组，所述全光网系统网络细胞组中记录有全光网系统中每一个光波长的可用资源信息；

全光网系统可用路由集合生成模块132，用于遍历所述全光网系统网络细胞组中记录的可用资源信息，生成符合第一预设条件的全光网系统可用路由集合，所述第一预设条件基于路由源节点、路由宿节点以及规定跳数生成；

选择模块133，用于在所述全光网系统可用路由集合中，选取一主路由，并按第二预设条件，为主路由选取备用路由，所述第二预设条件基于波分传送系统共享参数、光波长共享参数、光缆同路由参数以及转接点共享参数中的至少一项生成。

在一具体实施例中，如附图14所示，该装置还可以包括：

数据库134，用于存储全光网系统资源信息；

所述全光网系统资源信息包括：光波长资源表、光缆网络节点连接关系逻辑矩阵、光缆信息表、光缆同路由表；

所述光波长资源表记录的信息包括：全光网系统局向、全光网系统局向名称、全光网系统局向使用光缆段数量、光波长使用信息以及光缆段名称；

所述光缆网络节点连接关系逻辑矩阵采用二维矩阵格式存储光缆网络节点连接关系；

所述光缆信息表记录的信息包括：光缆网络节点间光缆条数、光缆名称、光缆长度、光缆芯数以及光缆纤芯使用率；

所述光缆同路由表记录的信息包括：不同光缆路由间同路由的长度、同路由比例及同路由类别。

在另一具体实施例中，如附图14所示，该装置还可以包括：

输入输出模块135，用于实现装置的信息输入及输出。

本发明实施例中，全光网系统网络细胞组生成模块131具体可以包括：

第一生成单元，用于基于全光网系统中所有局向所包括的波分传送系统信息，生成波分传送系统集合；

第一获取单元，用于基于所述波分传送系统集合内所有波分传送系统中光波长的使用信息，获取全光网系统中所有光波长的可用资源信息；

第二获取单元，用于基于所述光波长的可用资源信息，获取第一光波长所对应的可用波分传送系统组合以及可用虚拟网络结构，所述第一光波长所对应的可用波分传送系统组合为所述波分传送系统集合中，第一光波长未被使用的波分传送系统的组合，所述可用虚拟网络结构采用二维矩阵格式，存储所述第一光波长未被使用的波分传送系统节点间的连接关系；

第二生成单元，用于基于第一光波长对应的序号、第一光波长对应的可用波分传送系统组合以及可用虚拟网络结构，生成全光网系统网络细胞组。

同时，全光网系统网络细胞组生成模块131还可以包括：

合并单元，用于将第一生成单元生成的波分传送系统集合内的第一波分传送系统中，资源使用情况相同的光波长进行合并；

所述第一获取单元，还用于基于合并单元处理后的波分传送系统集合内所有波分传送系统中光波长的使用信息，获取全光网系统中所有光波长的可用资源信息。

本发明实施例中，全光网系统可用路由集合生成模块132具体可以包括：

第一生成单元，用于基于所述全光网系统网络细胞组中记录的可用虚拟网络结构，生成光波长虚拟网络中各节点间可用连接关系逻辑图；

第二生成单元，用于遍历所述可用连接关系逻辑图，生成符合第一预设条件的全光网系统可用路由集合。

从以上所述可以看出，本发明提供的全光网波长资源调度及路由规划方法及装置，通过生成全光网系统网络细胞组，所述全光网系统网络细胞组中记录有全光网系统中每一个光波长的可用资源信息；遍历所述全光网系统网络细胞组中记录的可用资源信息，生成符合第一预设条件的全光网系统可用路由集合，所述第一预设条件基于路由源节点、路由宿节点以及规定跳数生成；在所述全光网系统可用路由集合中，选取一主路由，并按第二预设条件，为主路由选取备用路由，所述第二预设条件基于波分传送系统共享参数、光波长共享参数、光缆同路由参数以及转接点共享参数中的至少一项生成，从而解决了传统人工方式的光缆资源调度及分配，改善路由收敛时间及人工判断的复杂度，提高效率、释放生产力、提升分配质量、提供给决策者全面、客观的选择方案，加快移动全光网的发展，提高网络资源规划水平，充分发挥网络能力，巩固基础承载网的作用。

以上所述仅是本发明的实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种全光网波长资源调度及路由规划方法，其特征在于，包括：

生成全光网系统网络细胞组，所述全光网系统网络细胞组中记录有全光网系统中每一个光波长的可用资源信息；

遍历所述全光网系统网络细胞组中记录的可用资源信息，生成符合第一预设条件的全光网系统可用路由集合，所述第一预设条件基于路由源节点、路由宿节点以及规定跳数生成；

在所述全光网系统可用路由集合中，选取一主路由，并按第二预设条件，为主路由选取备用路由，所述第二预设条件基于波分传送系统共享参数、光波长共享参数、光缆同路由参数以及转接点共享参数中的至少一项生成；

其中，所述生成全光网系统网络细胞组包括：

基于全光网系统中所有局向所包括的波分传送系统信息，生成波分传送系统集合；

基于所述波分传送系统集合内所有波分传送系统中光波长的使用信息，获取全光网系统中所有光波长的可用资源信息；

基于所述光波长的可用资源信息，获取第一光波长所对应的可用波分传送系统组合以及可用虚拟网络结构，所述第一光波长所对应的可用波分传送系统组合为所述波分传送系统集合中，第一光波长未被使用的波分传送系统的组合，所述可用虚拟网络结构采用二维矩阵格式，存储所述第一光波长未被使用的波分传送系统节点间的连接关系；

基于第一光波长对应的序号、第一光波长对应的可用波分传送系统组合以及可用虚拟网络结构，生成全光网系统网络细胞组。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述生成全光网系统网络细胞组之前，所述方法还包括：

存储全光网系统资源信息；

所述全光网系统资源信息包括：光波长资源表、光缆网络节点连接关系逻辑矩阵、光缆信息表、光缆同路由表；

所述光波长资源表记录的信息包括：全光网系统局向、全光网系统局向名称、全光网系统局向使用光缆段数量、光波长使用信息以及光缆段名称；

所述光缆网络节点连接关系逻辑矩阵采用二维矩阵格式存储光缆网络节点连接关系；

所述光缆信息表记录的信息包括：全光网节点间光缆条数、光缆名称、光缆长度、光缆芯数以及光缆纤芯使用率；

所述光缆同路由表记录的信息包括：不同光缆路由间同路由的长度、同路由比例及同路由类别。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法在基于所述波分传送系统集合内所有波分传送系统中光波长的使用信息，获取全光网系统中所有光波长的可用资源信息之前还包括：

将波分传送系统集合内的第一波分传送系统中，资源使用情况相同的光波长进行合并。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述遍历所述全光网系统网络细胞组中记录的可用资源信息，生成符合第一预设条件的全光网系统可用路由集合包括：

基于所述全光网系统网络细胞组中记录的可用虚拟网络结构，生成可用虚拟网络结构中各节点间可用连接关系逻辑图；

遍历所述可用连接关系逻辑图，获取符合第一预设条件的全光网系统可用路由集合。

5.如权利要求1或4所述的方法，其特征在于，所述在所述全光网系统可用路由集合中，选取一主路由包括：

按第三预设条件，在所述全光网系统可用路由集合中，选取一主路由；

所述第三预设条件基于路由跳转次数、路由端到端长度、同路由程度、路由可用资源中至少一项生成。

6.如权利要求1或4所述的方法，其特征在于，

若所述第二预设条件中存在两项以上选择条件时，通过加权的方式，确定各项选择条件在所述第二预设条件中的比重；

基于所述各项选择条件在所述第二预设条件中的比重，确定所述第二预设条件。

7.一种全光网波长资源调度及路由规划装置，其特征在于，包括：

全光网系统网络细胞组生成模块，用于生成全光网系统网络细胞组，所述全光网系统网络细胞组中记录有全光网系统中每一个光波长的可用资源信息；

全光网系统可用路由集合生成模块，用于遍历所述全光网系统网络细胞组中记录的可用资源信息，生成符合第一预设条件的全光网系统可用路由集合，所述第一预设条件基于路由源节点、路由宿节点以及规定跳数生成；

选择模块，用于在所述全光网系统可用路由集合中，选取一主路由，并按第二预设条件，为主路由选取备用路由，所述第二预设条件基于波分传送系统共享参数、光波长共享参数、光缆同路由参数以及转接点共享参数中的至少一项生成；

所述全光网系统网络细胞组生成模块包括：

第一生成单元，用于基于全光网系统中所有局向所包括的波分传送系统信息，生成波分传送系统集合；

第一获取单元，用于基于所述波分传送系统集合内所有波分传送系统中光波长的使用信息，获取全光网系统中所有光波长的可用资源信息；

第二获取单元，用于基于所述光波长的可用资源信息，获取第一光波长所对应的可用波分传送系统组合以及可用虚拟网络结构，所述第一光波长所对应的可用波分传送系统组合为所述波分传送系统集合中，第一光波长未被使用的波分传送系统的组合，所述可用虚拟网络结构采用二维矩阵格式，存储所述第一光波长未被使用的波分传送系统节点间的连接关系；

第二生成单元，用于基于第一光波长对应的序号、第一光波长对应的可用波分传送系统组合以及可用虚拟网络结构，生成全光网系统网络细胞组。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括：

数据库，用于存储全光网系统资源信息；

所述全光网系统资源信息包括：光波长资源表、光缆网络节点连接关系逻辑矩阵、光缆信息表、光缆同路由表；

所述光波长资源表记录的信息包括：全光网系统局向、全光网系统局向名称、全光网系统局向使用光缆段数量、光波长使用信息以及光缆段名称；

所述光缆网络节点连接关系逻辑矩阵采用二维矩阵格式存储光缆网络节点连接关系；

所述光缆信息表记录的信息包括：全光网节点间光缆条数、光缆名称、光缆长度、光缆芯数以及光缆纤芯使用率；

所述光缆同路由表记录的信息包括：不同光缆路由间同路由的长度、同路由比例及同路由类别。

9.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述全光网系统网络细胞组生成模块还包括：

合并单元，用于将第一生成单元生成的波分传送系统集合内的第一波分传送系统中，资源使用情况相同的光波长进行合并；

所述第一获取单元，还用于基于合并单元处理后的波分传送系统集合内所有波分传送系统中光波长的使用信息，获取全光网系统中所有光波长的可用资源信息。

10.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述全光网系统可用路由集合生成模块包括：

第一生成单元，用于基于所述全光网系统网络细胞组中记录的可用虚拟网络结构，生成光波长虚拟网络中各节点间可用连接关系逻辑图；

第二生成单元，用于遍历所述可用连接关系逻辑图，生成符合第一预设条件的全光网系统可用路由集合。