CN103595465A - 弹性光网络的保护方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种弹性光网络的保护方法及装置，包括：在弹性光网络中的拓扑网络中查找所有的环路；为查找出的所有环路的每条链路配置一对工作光纤和一对保护光纤；当弹性光网络中的任一链路的工作光纤断开时，为所有环路的每条链路分配工作频率和备用频率；其中，针对一链路，工作频率为该链路的工作光纤在通信时所使用的频率，备用频率为该链路的保护光纤在通信时所使用的频率；将断开的工作光纤的通信链路切换到与断开光纤的通信频率相同的环路；其中，环路的通信频率为组成环路的所有链路的备用频率的交集；采用本发明的方法及装置，可使得在弹性光网络中，当任一条光链路断开时，都可找到相应的恢复路径继续传输断开光链路的业务数据。

Description

弹性光网络的保护方法及装置

技术领域

本发明涉及弹性光网络技术领域，特别涉及一种弹性光网络的保护方法及装置。

背景技术

在现有技术中，弹性光网络因其具有灵活的带宽分配和高效率的频谱利用率而得到了很多关注。由于在弹性光网络中，任何一个光链路都承载着大量的数量业务，而任一个光链路的中断都会对数据传输造成巨大的影响。因此，在现有技术中，亟需一种弹性光网络的保护方法及装置，以使得在弹性光网络中，当任何一条光链路断开时，都可找到相应的恢复路径继续传输断开光链路的业务数据。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种弹性光网络的保护方法及装置，以使得在弹性光网络中，当任一条光链路断开时，都可找到相应的恢复路径继续传输断开光链路的业务数据。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种弹性光网络的保护方法，包括：

在弹性光网络中的拓扑网络中查找所有的环路；其中，所述拓扑网络包括至少一个环路，且每个环路由至少三条链路组成；为查找出的所有环路的每条链路配置一对工作光纤和一对保护光纤；其中，在所述弹性光网络通信正常时，只有所述工作光纤进行通信，而所述保护光纤并不进行通信；

当弹性光网络中的任一链路的工作光纤断开时，为所述所有环路的每条链路分配工作频率和备用频率；其中，针对一链路，所述工作频率为该链路的工作光纤在通信时所使用的频率，所述备用频率为该链路的保护光纤在通信时所使用的频率；

将断开的工作光纤的通信链路切换到与断开光纤的通信频率相同的环路；其中，所述环路的通信频率为组成所述环路的所有链路的备用频率的交集。

优选的，所述当弹性光网络中的任一链路的工作光纤断开时，为所述所有环路的每条链路分配工作频率和备用频率，包括：

在限制条件下，求目标函数：

的最小值；其中，且所述S表示所述弹性光网络中所有链路的集合；所述s_j表示为链路j所分配的备用频率，所述α表示一常数，所述c表示为所有链路所分配的工作频率的最大索引值；

所述限制条件为：

其中，所述R表示在所述弹性光网络中，任两个业务节点对的集合；所述f^r表示为业务节点对r间的链路所分配的工作频率的起始值；所述d^r表示为业务节点对r间的链路所预先分配的工作频率的总数；

其中，所述P表示在所述弹性光网络中，所有环路的集合；所述e_p表示为环路p所分配的通信频率的起始值；所述n_p为环路P所分配的通信频率的总数；

其中，所述x_i ^p,r述的取值为1或0，且在业务节点对r所对应的通信路径通过断开的链路i时，并选择环路p用来恢复通信时，取值为1，否则为0；所述R_IN_i表示在所述弹性光网络中，通信路径穿过链路i的节点对的集合；

$d_r\·{x_i}^{p,r}\≤n_p,{\∀}_i\∈S,{\∀}_r\∈R\_{\mathrm{IN}}_i,{\∀}_p\∈P_i;$

$s_j={\mathrm{\Σ}}_{p\∈P}{\mathrm{\δ}}_{j,p}\·n_p,{\∀}_j\∈S;$

$e_p-f^r\≤\▿\·(1-{x_i}^{p,r}),{\∀}_i\∈s,{\∀}_r\∈R\_{\mathrm{IN}}_i,{\∀}_p\∈P_i;$ 其中，所述

为常数；

$f^r+d^r-(e_p+n_p)\≤\▿\·(1-{x_i}^{p,r}),{\∀}_i\∈s,{\∀}_r\∈R\_{\mathrm{IN}}_i,{\∀}_p\∈P_i;$

其中，所述f^t表示为业务节点对t间的链路所分配的工作频率的起始值，所述z_r ^t的取值为1或0，且当f^r>f^t时，取值为1，当f^r≤f^t时，取值为0；

的取值为1或0，且在业务节点对r的通信路径和业务节点对t的通信路径至少有一条共享的链路时，取值为1，否则取值为0；

$e_q-e_p\≤\▿\·(1-{y_p}^q+1-{w_p}^q)-1,\∀p,q\∈P,p\≠q;$ 其中，所述e_q表示为环路q所分配的通信频率的起始值，所述y_p ^q的取值为1或0，且当e_p>e_q时，取值为1，e_p≤e_q时，取值为0；所述w_p ^q的取值为1或0，且当所述环路p和环路q共享链路时取值为1，否则取值为0；

$e_p+n_p-1-e_q\≤\▿\·({y_p}^q+1-{w_p}^q)-1,\∀p,q\∈P,p\≠q;$

查看当所述目标函数取值最小时，s_j的所有取值；

根据所述s_j的取值，为所有链路分配备用频率；

查看当所述目标函数取值最小时，所述f^r的所有取值；

将所述f^r的取值分别与相对应的d^r的取值相加，得到目标值m^r；

根据m^r的取值，为所有链路分配工作频率。

优选的，所述α的取值为0.01。

优选的，所述弹性光网络中的拓扑网络包括具有六个业务节点八条链路的n6s8拓扑网络。

优选的，所述弹性光网络中的拓扑网络包括具有十个业务节点二十二条链路的SmallNet拓扑网络。

优选的，所述弹性光网络中的拓扑网络包括具有十一个业务节点二十六条链路的COST209拓扑网络。

一种弹性光网络的保护装置，包括：

查找模块用于，在弹性光网络中的拓扑网络中查找所有的环路；其中，所述拓扑网络包括至少一个环路，且每个环路至少由三条链路组成；

配置模块用于，为查找出的所有环路的每条链路分别配置一工作光纤和一保护光纤；其中，在所述弹性光网络通信正常时，只有所述工作光纤进行通信，而所述保护光纤并不进行通信；

分配模块用于，当所述弹性光网络中的任一链路的工作光纤断开时，为所述所有环路的每条链路分配工作频率和备用频率；其中，针对一链路，所述工作频率为该链路的工作光纤在通信时所使用的频率，所述备用频率为该链路的保护光纤在通信时所使用的频率；

切换模块用于，将断开的工作光纤的通信链路切换到与断开光纤的通信频率相同的环路；其中，所述环路的工作频率为组成所述环路的所有链路的备用频率的交集。优选的，所述分配模块包括：

求解单元用于，在限制条件下，求解目标函数

的最小值；其中，

且所述S表示所述弹性光网络中所有链路的集合；所述s_j表示为链路j所分配的备用频率，所述α表示一常数，所述c表示为所有链路所分配的工作频率的最大索引值；

所述限制条件为：

其中，所述R表示在所述弹性光网络中，任两个业务节点对的集合；所述f^r表示为业务节点对r间的链路所分配的工作频率的起始值；所述d^r表示为业务节点对r间的链路所预先分配的工作频率的总数；

其中，所述P表示在所述弹性光网络中，所有环路的集合；所述e_p表示为环路p所分配的通信频率的起始值；所述n_p为环路P所分配的通信频率的总数；

其中，所述x_i ^p,r的取值为1或0，且在业务节点对r所对应的通信路径通过断开的链路i时，并选择环路p用来恢复通信时，取值为1，否则为0；所述R_IN_i表示在所述弹性光网络中，通信路径穿过链路i的节点对的集合；

$d_r\·{x_i}^{p,r}\≤n_p,{\∀}_i\∈S,{\∀}_r\∈R\_{\mathrm{IN}}_i,{\∀}_p\∈P_i;$

$s_j={\mathrm{\Σ}}_{p\∈P}{\mathrm{\δ}}_{j,p}\·n_p,{\∀}_j\∈S;$

$e_p-f^r\≤\▿\·(1-{x_i}^{p,r}),{\∀}_i\∈s,{\∀}_r\∈R\_{\mathrm{IN}}_i,{\∀}_p\∈P_i;$ 其中，所述

为常数；

$f^r+d^r-(e_p+n_p)\≤\▿\·(1-{x_i}^{p,r}),{\∀}_i\∈s,{\∀}_r\∈R\_{\mathrm{IN}}_i,{\∀}_p\∈P_i;$

其中，所述f^t表示为业务节点对t间的链路所分配的工作频率的起始值，所述z_r ^t的取值为1或0，且当f^r>f^t时，取值为1，当f^r≤f^t时，取值为0；的取值为1或0，且在业务节点对r的通信路径和业务节点对t的通信路径至少有一条共享的链路时，取值为1，否则取值为0；

$e_q-e_p\≤\▿\·(1-{y_p}^q+1-{w_p}^q)-1,\∀p,q\∈P,p\≠q;$ 其中，所述e_q表示为环路q所分配的通信频率的起始值，所述y_p ^q的取值为1或0，且当e_p>e_q时，取值为1，e_p≤e_q时，取值为0；所述w_p ^q的取值为1或0，且当所述环路p和环路q共享链路时取值为1，否则取值为0；

$e_p+n_p-1-e_q\≤\▿\·({y_p}^q+1-{w_p}^q)-1,\∀p,q\∈P,p\≠q;$

第一查看单元用于，查看当所述目标函数取值最小时，s_j的所有取值；

第一分配单元用于，根据s_j的取值，为所有链路分配备用频率；

第二查看单元用于，查看当所述目标函数取值最小时，所述f^r的所有取值；

相加单元用于，将所述f^r的取值分别与相对应的d^r的取值相加，得到目标值m^r；

第二分配单元用于，根据m^r的取值，为所有链路分配工作频率。

优选的，所述α的取值为0.01。

优选的，所述弹性光网络中的拓扑网络包括具有六个业务节点八条链路的n6s8拓扑网络、具有十个业务节点二十二条链路的SmallNet拓扑网络和具有十一个业务节点二十六条链路的COST209拓扑网络。

由上述的技术方案可以看出，在本发明实施例中，首先在弹性光网络中的拓扑网络中查找所有的环路；然后为查找出的所有环路的每条链路配置一工作光纤和一保护光纤；再然后当弹性光网络中的任一链路的工作光纤断开时，为所有环路的每条链路分配工作频率和备用频率；最后将断开的工作光纤的通信链路切换到与断开光纤的通信频率相同的环路；由于，上述环路的通信频率与断开光纤的通信频率相同，因此，上述环路可接替断开光纤的工作，继续传输业务数据。由上可见，采用本发明的方法及装置，可使得在弹性光网络中，当任一条光链路断开时，都可找到相应的恢复路径继续传输断开光链路的业务数据。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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为本发明实施例所公开的弹性光网络的保护方法的流程图；

图2为本发明实施例所公开的弹性光网络的保护方法的又一流程图；

图3为本发明实施例所公开的弹性光网络的保护装置的模块图；

图4为本发明实施例所公开的弹性光网络的保护装置的又一模块图；

图5为本本发明实施例所公开的不同环状拓扑网络的备用资源冗余度的示意图；

图6为本发明实施例所公开的不同环状拓扑网络的最大的频率间隙使用数目的示意图。

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做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。

本发明公开了一种弹性光网络的保护方法，如图1所示，该方法至少包括以下步骤：

S11：在弹性光网络中的拓扑网络中查找所有的环路；其中，上述拓扑网络包括至少一个环路，且每个环路由至少三条链路组成；

具体的，上述拓扑网络包括具有六个业务节点八条链路的n6s8拓扑网络、具有十个业务节点二十二条链路的SmallNet拓扑网络以及具有十一个业务节点二十六条链路的COST209拓扑网络；

S12：为查找出的所有环路的每条链路配置一对工作光纤和一对保护光纤；

其中，在弹性光网络正常通信情况下，只有工作光纤进行通信，而备用光纤并不进行通信；

S13：当弹性光网络中的任一链路的工作光纤断开时，为所有环路的每条链路分配工作频率和备用频率；

其中，针对一链路，工作频率为该链路上的工作光纤通信时所使用的频率，备用频率为该链路的备用光纤通信时所使用的频率；

S14：将断开的工作光纤的通信链路切换到与断开光纤的通信频率相同的环路；

其中，上述环路的通信频率为组成上述环路的所有链路的备用频率的交集。

在本发明实施例中，首先在弹性光网络中的拓扑网络中查找所有的环路；然后为查找出的所有环路的每条链路配置一对工作光纤和一对保护光纤；再然后当弹性光网络中的任一链路的工作光纤断开时，为所有环路的每条链路分配工作频率和备用频率；最后将断开的工作光纤的通信链路切换到与断开光纤的通信频率相同的环路；由于，上述环路的通信频率与断开光纤的通信频率相同，因此，上述环路可接替断开光纤的工作，继续传输业务数据。由上可见，采用本发明的方法，可使得在弹性光网络中，当任一条光链路断开时，都可找到相应的恢复路径继续传输断开光链路的业务数据。

在本发明其它实施例中，如图2所示，上述所有实施例中的步骤S13可具体细化为：

S21：在限制条件下，求目标函数：

的最小值；其中，

且上述S表示弹性光网络中所有链路的集合；s_j表示为保护链路j所分配的备用频率，α表示一常数，且具体可为0.01，c表示为所有链路所分配的工作频率的最大索引值；

且上述限制条件可为：

其中，R表示在弹性光网络中，任两个业务节点对的集合；f^r表示为业务节点对r间的链路所分配的工作频率的起始值；d^r表示为业务节点对r间的链路所预先分配的工作频率的总值；

其中，P表示在弹性光网络中，所有环路的集合；e_p表示为环路p所分配的通信频率的起始值；n_p表示为环路p所分配的通信频率的总数；

其中，x_i ^p,r的取值为1或0，且在业务节点对r所对应的通信路径经过断开的链路i时，并选择环路p用来恢复通信时，取值为1，否则为0；R_IN_i表示在弹性光网络中，通信路径穿过链路i的节点对的集合；

$d_r\·{x_i}^{p,r}\≤n_p,{\∀}_i\∈S,{\∀}_r\∈R\_{\mathrm{IN}}_i,{\∀}_p\∈P_i;$

$s_j={\mathrm{\Σ}}_{p\∈P}{\mathrm{\δ}}_{j,p}\·n_p,{\∀}_j\∈S;$

$e_p-f^r\≤\▿\·(1-{x_i}^{p,r}),{\∀}_i\∈s,{\∀}_r\∈R\_{\mathrm{IN}}_i,{\∀}_p\∈P_i;$ 其中，

为常数；

$f^r+d^r-(e_p+n_p)\≤\▿\·(1-{x_i}^{p,r}),{\∀}_i\∈s,{\∀}_r\∈R\_{\mathrm{IN}}_i,{\∀}_p\∈P_i;$

其中，f^t表示为业务节点对t间的链路所分配的工作频率的起始值；z_r ^t的取值为1或0，且当f^r>f^t时，取值为1，当f^r≤f^t时，取值为0；的取值为1或0，且在业务节点对r的通信路径和业务节点对t的通信路径至少有一条共享的链路时，取值为1，否则取值为0；

$e_q-e_p\≤\▿\·(1-{y_p}^q+1-{w_p}^q)-1,\∀p,q\∈P,p\≠q;$ 其中，e_q表示为环路q所分配的通信频率的起始值；y_p ^q的取值为1或0，且当e_p>e_q时，取值为1，e_p≤e_q时，取值为0；w_p ^q的取值为1或0，且当环路p和环路q共享链路时取值为1，否则取值为0；

$e_p+n_p-1-e_q\≤\▿\·({y_p}^q+1-{w_p}^q)-1,\∀p,q\∈P,p\≠q.$

S22：查看在上述目标函数取值最小时，s_j的所有取值；

S23：根据s_j的取值，为所有链路分配备用频率；

S24：查看在上述目标函数取值最小时，f^r的所有取值；

S25：将f^r的取值分别与相对应的d^r的取值相加，得到目标值m^r；

S26：根据m^r的取值，为所有链路分配备用频率。

采用上述分配方法，可以100%恢复所断开光纤的通信，同时，可最小化整个弹性光网络所需的备用频谱资源（即为保护链路所分配的频率），保证整个弹性光网络所需的频率带宽最小。

上述n6s8环状拓扑网络、SmallNet环状拓扑网络和COST209环状拓扑网络均采用上述步骤S13所公开的方法进行频率分配时，同时可对上述三种环状拓扑网络的性能进行评估。

具体的，在进行评估前，假设所有的环状拓扑网络的每个业务节点的流量需求都服从在一定范围内的统一随机分配；每个业务节点对的流量需求所对应的分配的最大数目的频率间隙数为X。同时，由于SmallNet环状拓扑网络和COST209环状拓扑网络的备用环的数目很大，可将SmallNet环状拓扑网络和COST209环状拓扑网络的最大跳数设置为四。

更具体的，如图5所示，通过对三种环状拓扑网络的备用资源冗余度（备用资源冗余度指弹性光网络中所有的保护容量和网络中所有的备用容量之比）进行比较，可以看到COST239环状拓扑网络的冗余度是最低的，其次为SmallNet环状拓扑网络，而n6s8环状拓扑网络的冗余度是最高的。而上述情况是由于弹性光网络中工作业务在链路上的分布不同所导致的。同时，通过计算链路上工作业务的分布的标准偏差，我们可以发现COST239环状拓扑网络的标准偏差是最小的，这就表明COST239环状拓扑网络上工作业务在链路上的分布是最均衡的。而n6s8环状拓扑网络上工作业务在链路上的分布是最不均衡的。由于在弹性光网络中使用上述环状拓扑网络需要分配一定数目的保护容量到相应的保护环上，并且这个数目与工作业务分配在链路上的最大值相同。由此以来，一个工作业务在链路上的分布较平衡的网络拓扑具有更好的备用资源利用效率。这也就解释了三种不同环状拓扑网络具有不同备用资源冗余度的原因。

除此，图6还展示了针对所有不同流量需求下的环状拓扑网络中所使用的最多的频率间隙的数目；在图7中可看到，COST239环状拓扑网络需最多的频率间隙数目，SmallNet环状拓扑网络次之，而n6s8环状拓扑网络所需的频率间隙数目最小。这是由于COST239网络具有最多数量的业务节点对，而n6s8环状拓扑网络所具有的业务节点对较少的原因。此时，可以假设每一个业务节点对之间所需的业务需求是服从相同的随机分布的，因此，COST239环状拓扑网络的全部业务需求是最高的，也就导致了在每条链路上需要最多的频率间隙数目。而对于n6s8环状拓扑网络，情况则是相反的。

由此，我们可以得到如下结论：在弹性光网络中利用环状拓扑网络，将会导致环覆盖技术下的备用资源冗余度大大的超过100%。此外，上述保护方法的保护资源冗余度在很大程度上依赖于网络中工作业务需求在每条链路上的分布情况，而一个工作需求分布较平衡的网络往往具有更低的备用资源冗余度。

与上述方法相对应的，如图3所示，本发明还公开了一种弹性光网络的保护装置，包括：

查找模块31用于，在弹性光网络中的拓扑网络中查找所有的环路；其中，拓扑网络包括至少一个环路，且每个环路至少由三条链路组成；

具体的，弹性光网络中的拓扑网络包括具有六个业务节点八条链路的n6s8拓扑网络、具有十个业务节点二十二条链路的SmallNet拓扑网络以及具有十一个业务节点二十六条链路的COST209拓扑网络；

配置模块32用于，为查找出的所有环路的每条链路配置一对工作光纤和一对保护光纤；其中，在弹性光网络通信正常时，只有工作光纤进行通信，而保护光纤并不进行通信；

分配模块33用于，当弹性光网络中的任一链路的工作光纤断开时，为所有环路的每条链路分配工作频率和备用频率；其中，针对一链路，工作频率为该链路的工作光纤在通信时所使用的频率，备用频率为该链路的保护光纤在通信时所使用的频率；

切换模块34用于，将断开的工作光纤的通信链路切换到与断开光纤的通信频率相同的环路；其中，环路的工作频率为组成环路的所有链路的备用频率的交集。

由上可见，在本发明实施例中，首先在弹性光网络中的拓扑网络中查找所有的环路；然后为查找出的所有环路的每条链路配置一对工作光纤和一对保护光纤；再然后当弹性光网络中的任一链路的工作光纤断开时，为所有环路的每条链路分配工作频率和备用频率；最后将断开的工作光纤的通信链路切换到与断开光纤的通信频率相同的环路；由于，上述环路的通信频率与断开光纤的通信频率相同，因此，上述环路可接替断开光纤的工作，继续传输业务数据。由上可见，采用本发明的装置，可使得在弹性光网络中，当任一条光链路断开时，都可找到相应的恢复路径继续传输断开光链路的业务数据。

在本发明其它实施例中，如图4所示，上述所有实施例中的分配模块33可具体包括：

求解单元41用于，在限制条件下，求解目标函数

的最小值；其中，

且S表示弹性光网络中所有链路的集合；s_j表示为链路j所分配的备用频率，α表示一常数，可具体为0.01，c表示为所有链路所分配的工作频率的最大索引值；

限制条件为：

其中，R表示在弹性光网络中，任两个业务节点对的集合；f^r表示为业务节点对r间的链路所分配的工作频率的起始值；d^r表示为业务节点对r间的链路所预先分配的工作频率的总数；

其中，P表示在弹性光网络中，所有环路的集合；e_p表示为环路p所分配的通信频率的起始值；n_p为环路P所分配的通信频率的总数；

其中，x_i ^p,r的取值为1或0，且在业务节点对r所对应的通信路径通过断开的链路i时，并选择环路p用来恢复通信时，取值为1，否则为0；R_IN_i表示在弹性光网络中，通信路径穿过链路i的节点对的集合；

$d_r\·{x_i}^{p,r}\≤n_p,{\∀}_i\∈S,{\∀}_r\∈R\_{\mathrm{IN}}_i,{\∀}_p\∈P_i;$

$s_j={\mathrm{\Σ}}_{p\∈P}{\mathrm{\δ}}_{j,p}\·n_p,{\∀}_j\∈S;$

$e_p-f^r\≤\▿\·(1-{x_i}^{p,r}),{\∀}_i\∈s,{\∀}_r\∈R\_{\mathrm{IN}}_i,{\∀}_p\∈P_i;$ 其中，

为常数；

$f^r+d^r-(e_p+n_p)\≤\▿\·(1-{x_i}^{p,r}),{\∀}_i\∈s,{\∀}_r\∈R\_{\mathrm{IN}}_i,{\∀}_p\∈P_i;$

其中，f^t表示为业务节点对t间的链路所分配的工作频率的起始值，z_r ^t的取值为1或0，且当f^r>f^t时，取值为1，当f^r≤f^t时，取值为0；

的取值为1或0，且在业务节点对r的通信路径和业务节点对t的通信路径至少有一条共享的链路时，取值为1，否则取值为0；

$e_q-e_p\≤\▿\·(1-{y_p}^q+1-{w_p}^q)-1,\∀p,q\∈P,p\≠q;$ 其中，e_q表示为环路q所分配的通信频率的起始值，y_p ^q的取值为1或0，且当e_p>e_q时，取值为1，e_p≤e_q时，取值为0；w_p ^q的取值为1或0，且当环路p和环路q共享链路时取值为1，否则取值为0；

$e_p+n_p-1-e_q\≤\▿\·({y_p}^q+1-{w_p}^q)-1,\∀p,q\∈P,p\≠q;$

第一查看单元42用于，查看当目标函数取值最小时，s_j的所有取值；

第一分配单元43用于，根据s_j的取值，为所有链路分配备用频率；

第二查看单元44用于，查看当目标函数取值最小时，f^r的所有取值；

相加单元45用于，将f^r的取值分别与相对应的d^r的取值相加，得到目标值m^r；

第二分配单元46用于，根据m^r的取值，为所有链路分配工作频率。

对于上述查找模块31、配置模块32、分配模块33和切换模块34的功能可具体参见上述方法的记载，在此不再赘述。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种弹性光网络的保护方法，其特征在于，包括：

在弹性光网络中的拓扑网络中查找所有的环路；其中，所述拓扑网络包括至少一个环路，且每个环路由至少三条链路组成；

为查找出的所有环路的每条链路配置一对工作光纤和一对保护光纤；其中，在所述弹性光网络通信正常时，只有所述工作光纤进行通信，而所述保护光纤并不进行通信；

当弹性光网络中的任一链路的工作光纤断开时，为所述所有环路的每条链路分配工作频率和备用频率；其中，针对任一链路，所述工作频率为该链路的工作光纤在通信时所使用的频率，所述备用频率为该链路的保护光纤在通信时所使用的频率；

将断开的工作光纤的通信链路切换到与断开光纤的通信频率相同的环路；其中，所述环路的通信频率为组成所述环路的所有链路的备用频率的交集。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当弹性光网络中的任一链路的工作光纤断开时，为所述所有环路的每条链路分配工作频率和备用频率，包括：

在限制条件下，求目标函数：

的最小值；其中，

且所述S表示所述弹性光网络中所有链路的集合；所述s_j表示为链路j所分配的备用频率，所述α表示一常数，所述c表示为所有链路所分配的工作频率的最大索引值；

所述限制条件为：

其中，所述R表示在所述弹性光网络中，任两个业务节点对的集合；所述f^r表示为业务节点对r间的链路所分配的工作频率的起始值；所述d^r表示为业务节点对r间的链路所预先分配的工作频率的总数；

其中，所述P表示在所述弹性光网络中，所有环路的集合；所述e_p表示为环路p所分配的通信频率的起始值；所述n_p为环路P所分配的通信频率的总数；

其中，所述x_i ^p,r的取值为1或0，且在业务节点对r所对应的通信路径通过断开的链路i时，并选择环路p用来恢复通信时，取值为1，否则为0；所述R_IN_i表示在所述弹性光网络中，通信路径穿过链路i的节点对的集合；

$d_r\·{x_i}^{p,r}\≤n_p,{\∀}_i\∈S,{\∀}_r\∈R\_{\mathrm{IN}}_i,{\∀}_p\∈P_i;$

$s_j={\mathrm{\Σ}}_{p\∈P}{\mathrm{\δ}}_{j,p}\·n_p,{\∀}_j\∈S;$

$e_p-f^r\≤\▿\·(1-{x_i}^{p,r}),{\∀}_i\∈s,{\∀}_r\∈R\_{\mathrm{IN}}_i,{\∀}_p\∈P_i;$ 其中，所述

为常数；

$f^r+d^r-(e_p+n_p)\≤\▿\·(1-{x_i}^{p,r}),{\∀}_i\∈s,{\∀}_r\∈R\_{\mathrm{IN}}_i,{\∀}_p\∈P_i;$

其中，所述f^t表示为业务节点对t间的链路所分配的工作频率的起始值，所述z_r ^t的取值为1或0，且当f^r>f^t时，取值为1，当f^r≤f^t时，取值为0；

的取值为1或0，且在业务节点对r的通信路径和业务节点对t的通信路径至少有一条共享的链路时，取值为1，否则取值为0；

$e_q-e_p\≤\▿\·(1-{y_p}^q+1-{w_p}^q)-1,\∀p,q\∈P,p\≠q;$ 其中，所述e_q表示为环路q所分配的通信频率的起始值，所述y_p ^q的取值为1或0，且当e_p>e_q时，取值为1，e_p≤e_q时，取值为0；所述w_p ^q的取值为1或0，且当所述环路p和环路q共享链路时取值为1，否则取值为0；

$e_p+n_p-1-e_q\≤\▿\·({y_p}^q+1-{w_p}^q)-1,\∀p,q\∈P,p\≠q;$

查看当所述目标函数取值最小时，s_j的所有取值；

根据所述s_j的取值，为所有链路分配备用频率；

查看当所述目标函数取值最小时，所述f^r的所有取值；

将所述f^r的取值分别与相对应的d^r的取值相加，得到目标值m^r；

根据m^r的取值，为所有链路分配工作频率。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述α的取值为0.01。

4.根据权利要求1—3任一项所述的方法，其特征在于，所述弹性光网络中的拓扑网络包括具有六个业务节点八条链路的n6s8拓扑网络。

5.根据权利要求1—3任一项所述的方法，其特征在于，所述弹性光网络中的拓扑网络包括具有十个业务节点二十二条链路的SmallNet拓扑网络。

6.根据权利要求1—3任一项所述的方法，其特征在于，所述弹性光网络中的拓扑网络包括具有十一个业务节点二十六条链路的COST209拓扑网络。

7.一种弹性光网络的保护装置，其特征在于，包括：

查找模块用于，在弹性光网络中的拓扑网络中查找所有的环路；其中，所述拓扑网络包括至少一个环路，且每个环路至少由三条链路组成；

配置模块用于，为查找出的所有环路的每条链路配置一对工作光纤和一对保护光纤；其中，在所述弹性光网络通信正常时，只有所述工作光纤进行通信，而所述保护光纤并不进行通信；

分配模块用于，当所述弹性光网络中的任一链路的工作光纤断开时，为所述所有环路的每条链路分配工作频率和备用频率；其中，针对一链路，所述工作频率为该链路的工作光纤在通信时所使用的频率，所述备用频率为该链路的保护光纤在通信时所使用的频率；

切换模块用于，将断开的工作光纤的通信链路切换到与断开光纤的通信频率相同的环路；其中，所述环路的工作频率为组成所述环路的所有链路的备用频率的交集。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述分配模块包括：

求解单元用于，在限制条件下，求解目标函数

的最小值；其中，

且所述S表示所述弹性光网络中所有链路的集合；所述s_j表示为链路j所分配的备用频率，所述α表示一常数，所述c表示为所有链路所分配的工作频率的最大索引值；

所述限制条件为：

其中，所述R表示在所述弹性光网络中，任两个业务节点对的集合；所述f^r表示为业务节点对r间的链路所分配的工作频率的起始值；所述d^r表示为业务节点对r间的链路所预先分配的工作频率的总数；

其中，所述P表示在所述弹性光网络中，所有环路的集合；所述e_p表示为环路p所分配的通信频率的起始值；所述n_p为环路P所分配的通信频率的总数；

其中，所述x_i ^p,r的取值为1或0，且在业务节点对r所对应的通信路径通过断开的链路i时，并选择环路p用来恢复通信时，取值为1，否则为0；所述R_IN_i表示在所述弹性光网络中，通信路径穿过链路i的节点对的集合；

$d_r\·{x_i}^{p,r}\≤n_p,{\∀}_i\∈S,{\∀}_r\∈R\_{\mathrm{IN}}_i,{\∀}_p\∈P_i;$

$s_j={\mathrm{\Σ}}_{p\∈P}{\mathrm{\δ}}_{j,p}\·n_p,{\∀}_j\∈S;$

$e_p-f^r\≤\▿\·(1-{x_i}^{p,r}),{\∀}_i\∈s,{\∀}_r\∈R\_{\mathrm{IN}}_i,{\∀}_p\∈P_i;$ 其中，所述

为常数；

$f^r+d^r-(e_p+n_p)\≤\▿\·(1-{x_i}^{p,r}),{\∀}_i\∈s,{\∀}_r\∈R\_{\mathrm{IN}}_i,{\∀}_p\∈P_i;$

其中，所述f^t表示为业务节点对t间的链路所分配的工作频率的起始值，所述z_r ^t的取值为1或0，且当f^r>f^t时，取值为1，当f^r≤f^t时，取值为0；

的取值为1或0，且在业务节点对r的通信路径和业务节点对t的通信路径至少有一条共享的链路时，取值为1，否则取值为0；

$e_q-e_p\≤\▿\·(1-{y_p}^q+1-{w_p}^q)-1,\∀p,q\∈P,p\≠q;$ 其中，所述e_q表示为环路q所分配的通信频率的起始值，所述y_p ^q的取值为1或0，且当e_p>e_q时，取值为1，e_p≤e_q时，取值为0；所述w_p ^q的取值为1或0，且当所述环路p和环路q共享链路时取值为1，否则取值为0；

$e_p+n_p-1-e_q\≤\▿\·({y_p}^q+1-{w_p}^q)-1,\∀p,q\∈P,p\≠q;$

第一查看单元用于，查看当所述目标函数取值最小时，s_j的所有取值；

第一分配单元用于，根据s_j的取值，为所有链路分配备用频率；

第二查看单元用于，查看当所述目标函数取值最小时，所述f^r的所有取值；

相加单元用于，将所述f^r的取值分别与相对应的d^r的取值相加，得到目标值m^r；

第二分配单元用于，根据m^r的取值，为所有链路分配工作频率。

9.根据权利要求8的装置，其特征在于，所述α的取值为0.01。

10.根据权利要求7—9任一项所述的装置，其特征在于，所述弹性光网络中的拓扑网络包括具有六个业务节点八条链路的n6s8拓扑网络、具有十个业务节点二十二条链路的SmallNet拓扑网络和具有十一个业务节点二十六条链路的COST209拓扑网络。

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