CN104301030A - 一种支持流量疏导弹性光网络的共享保护策略 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种支持流量疏导弹性光网络的共享保护策略。本发明结合流量疏导把多个子波长业务疏导到一个光隧道（opticaltunnel）中进行整体交换的特点，对支持流量疏导弹性光网络的不同粒度级别（如光隧道opticaltunnel级和低速子载波级sub-wavelength）的路径进行分级的共享保护方法，保证网络中隧道级业务进行隧道级保护，可以减少各业务间的保护带。本发明解决了对支持流量疏导的弹性光网络进行保护的同时有效地提高网络总体资源利用率的问题。

Description

一种支持流量疏导弹性光网络的共享保护策略

技术领域

本发明涉及一种支持流量疏导弹性光网络的共享保护策略，属于光通信、网络生存性领域。

技术背景

各类数据业务带宽需求的快速增长，使得传统的基于固定频谱间隔的波分复用（WDM）技术正面临着发展极限：一方面是阻碍了传输速率的进一步提高，频谱资源利用率低，另一方面是不能做到速率从10Gb/s到Tb/s的灵活适配，难以应对日益复杂的网络环境。超大容量与动态灵活是未来光网络技术的主要发展趋势，灵活频谱的弹性光网络（EON）应运而生。弹性光网络利用最新发展的灵活光节点元件和光子载波传输技术，可以根据业务容量和传输距离自适应的分配频谱资源，从而提高频谱和能量效率，同时达到所期望的服务质量，已经成为当前学术界和工业界关注的热点。

光网络中将多个较低比特率的支路信号汇聚到一条高带宽光路上的过程称为流量疏导（Traffic Grooming）。对于弹性光网络而言，流量疏导技术能显著节约频谱资源和降低网络能量消耗，特别是支持流量疏导的弹性光网络可以有效地提高网络生存性。因此，开展基于流量疏导的弹性光网络生存性的研究具有重要的意义。

网络生存性问题是光网络的核心问题之一，光纤链路或节点的失效将会导致巨大的业务损失，基于路径的保护机制是光网络中最基本的保护策略之一。

基于路径的保护是指对于工作路径，为其计算保护路径，并进行资源预留。当链路发生故障时，源节点和目的节点将业务从工作路径路由倒换到保护路径路由上。基于路径的保护方式是由源节点和目的节点启动保护倒换，对故障的定位要求不高，但要求快速准确的信令协议将故障消息传送至源、目的节点。保护路由的预留是与业务连接的建立同时进行的，并且要能保证工作路由与保护路由在故障链路上不相关。基于路径的保护方式可分为专用保护和共享保护两种方式。共享路径保护允许不同的保护路径，在其重叠的部分共享频谱资源，因此，共享保护的方式比专用保护的方式资源利用率要高。

传统的WDM光网络中的保护方案多未考虑支持流量疏导的保护策略，而支持流量疏导的弹性光网络的保护研究具有重要的意义。本发明提出的保护策略充分考虑了预先计算保护路径和基于路径保护的共享保护的优点，提前为工作路径计算保护路径但并不分配频谱资源，同时根据支持流量疏导的弹性光网络中不同粒度等级业务需求（如光隧道optical tunnel级和低速子载波级sub-wavelength）进行分级的共享保护策略。通过避免为每条业务工作路径独立计算保护路径，节省各业务路径的保护路径间的保护带，从而提高了网络的资源利用率。

发明内容

本发明针对支持流量疏导的弹性光网络中最为常见的单链路故障场景，提出一种支持不同业务路径等级的分级保护方案，该保护方案的特点是提前为工作路径计算保护路径但没有真正分配频谱资源。当光网络中出现单链路故障，导致该链路上不同级别的路径中断时，根据不同粒度等级（如光隧道optical tunnel级和低速子载波级（sub-wavelength））进行分级的恢复保护策略。通过避免为每条业务工作路径计算保护路径，节省各业务路径的保护路径间的保护带，提高网络的资源利用率。

本发明为实现上述目的采用如下技术方案。

一种支持流量疏导弹性光网络的共享保护策略，包括如下步骤：

步骤1：网络初始化，业务请求到达时，首先使用光疏导RSA算法进行路由计算和频谱分配；

（1）用K路由算法计算所有业务连接的一条最短路径，根据最短路径的权重将所有路径降序排列；

（2）从节点对（s，d）列表头上选择一对，搜索是否存在与之同源同宿的节点对，存在则用首次命中为其分配容量（∧_sd+2g），记录开始频谱槽示数f_sd和最后频谱槽示数l_sd，和找到的同源同宿节点对疏导，有空闲频谱，则记录新的f_sd和l_sd，记录隧道容量C_sd，把疏导成的光隧道Tunneli（i=1，2，3…）放入隧道级路由列表G中，从（s,d）列表中删除已分配的节点对。搜索不到则转（3）；

（3）把它放到低速子载波级路由列表R中，从（s，d）列表中删除此节点对，返回（2），等全部隧道级路径分配好后再为低速子载波级路径分配频谱；

此时网络中存在的隧道级路径路由存储在隧道级路由列表G中，低速子载波级路径路由存储在低速子载波级路由列表R中；

步骤2：合并列表G和列表R为列表T，根据请求路径所需的频谱容量大小对列表T进行降序排列；

步骤3：判断路由列表T顶部的路径是否为隧道级路径；若是，则按照最短路径算法为此隧道级路径计算隧道级路径的保护通路。否则转步骤4；

步骤4：为低速子载波级路径计算保护通路。搜索与已计算好的保护路径是否同源同宿；如果是，判断物理链路是否不相交，是则共享此保护路径；否则转步骤5；

步骤5：用最短路径算法计算低速子载波级路径的保护路径，若存在工作路径与其同源，则进行同源疏导建立保护路径，预留但不分配频谱；否则，新建低速子载波级路径的保护路径；

步骤6：为路由列表T中下一条工作路径搜索是否已经存在可用的保护路径，若有，判断其工作路径是否物理不相交；如果是，则共享此保护路径，否则，转步骤3；

步骤7：为所有路径计算完保护路径，结束。

本发明采用上述技术方案，具有保证网络中隧道级业务进行隧道级保护，从而减少了保护带，并且采用共享的保护方式，提高网络总体的资源利用率。

附图说明

图1为分级保护方案示意图。

图2为分级保护方案流程图。

图中符号说明：C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7为业务请求连接，Tunnel1表示隧道级路径。

具体实施方式

下面结合附图对发明的技术方案进行详细说明：

具体而言，本发明实现分级保护的方法如图1所示，1、2、3、4、5、6、7、8为网络节点，业务连接请求有C1：1-2-3、C2：1-2-3、C3：1-2-3、C4：1-7-8-3、C5：3-4、C6：3-6、C7：8-4，其中C1、C2、C3按照流量疏导车辆汇聚成隧道级路径Tunnel1， C4、C5、C6、C7都为子载波级路径，Tunnel1假设在隧道级路由列表G中，C4、C5、C6、C7在子载波级路由列表R中，所需频谱大小：Tunnel1>C4>C5>C6>C7。具体实现分级共享保护的算法过程如下：

步骤1：合并列表G和列表R为列表T，根据请求路径所需的频谱容量大小对列表T进行降序排列为T（Tunnel1、C4、C5、C6、C7）；

步骤2：判断路由列表T顶部的路径Tunnel1为隧道级路径，则按照最短路径算法为此隧道级路径计算隧道级保护通路为1-5-3；

步骤3：为路由列表T中下一条工作路C4计算保护通路。搜索与已计算好的保护路径1-5-3同源同宿，并且与Tunnel1物理不相交，则共享此保护路径1-5-3；

步骤4：为路由列表T中下一条工作路C5计算低速子载波级保护通路，用最短路径算法计算低速子载波级路径的保护路径3-6-4，存在工作路径C7与其同源，则在链路3-6进行同源疏导，同时再新建链路6-4；

步骤5：路由列表T中下一条工作路径C6为低速子载波级保护通路不满足与已建保护路径同源同宿并且不满足同源疏导，新建保护路径8-3-4；

步骤6：路由列表T中下一条工作路径C7搜索到已存在可用的保护路径1-4-6，并其工作路径是物理不相交，则共享此保护路径1-4-6；

步骤7：为所有路径计算完保护路径，结束。

本发明采用上述技术方案，具有保证网络中隧道级业务进行隧道级保护，从而减少了保护带，并且采用共享的保护方式，提高网络总体的资源利用率。

Claims (1)

1.一种支持流量疏导弹性光网络的共享保护策略，其特征包括如下步骤：

步骤1：网络初始化，业务请求到达时，首先使用光疏导RSA算法进行路由计算和频谱分配；

（1）用K路由方法计算所有业务连接的一条最短路径，根据最短路径的权重将所有路径降序排列；

（2）从节点对（s，d）列表头上选择一对，搜索是否存在与之同源同宿的节点对，存在则用首次命中为其分配容量（∧_sd+2g），记录开始频谱槽示数f_sd和最后频谱槽示数l_sd，和找到的同源同宿节点对疏导，有空闲频谱，则记录新的f_sd和l_sd，记录隧道容量C_sd，把疏导成的光隧道Tunneli（i=1，2，3…）放入隧道级路由列表G中，从（s,d）列表中删除已分配的节点对；搜索不到则转（3）；

（3）把它放到低速子载波级路由列表R中，从（s，d）列表中删除此节点对，返回（2）等全部隧道级路径分配好后再为低速子载波级路径分配频谱；

此时网络中存在的隧道级路径路由存储在隧道级路由列表G中，低速子载波级路径路由存储在低速子载波级路由列表R中；

步骤2：合并列表G和列表R为列表T，根据请求路径所需的频谱容量大小对列表T进行降序排列；

步骤3：判断路由列表T顶部的路径是否为隧道级路径；若是，则按照最短路径算法为此隧道级路径计算隧道级路径的保护通路；否则转步骤4；

步骤4：为低速子载波级路径计算保护通路；搜索与已计算好的保护路径是否同源同宿；如果是，判断物理链路是否不相交，是则共享此保护路径；否则转步骤5；

步骤5：用最短路径算法计算低速子载波级路径的保护路径，若存在工作路径与其同源，则进行同源疏导建立保护路径，预留但不分配频谱；否则，新建低速子载波级路径的保护路径；

步骤6：为路由列表T中下一条工作路径搜索是否已经存在可用的保护路径，若有，判断其工作路径是否物理不相交；如果是，则共享此保护路径，否则，转步骤3；

步骤7：为所有路径计算完保护路径，结束。