CN106254249A - 一种光传送网otn的路由方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种光传送网OTN的路由方法，包括：获取光传送网OTN的拓扑结构，确定OTN包含的交换结点的个数、各交换结点包含的OTN交换器的个数及各交换结点之间的连接关系；基于各交换结点包含的OTN交换器的个数、各交换结点之间的连接关系以及各交换结点内部的端口之间的连接关系，确定各交换结点与其他交换结点之间的最短路径；随机生成各交换结点向其他交换结点发送的测试数据，基于测试数据的带宽与通信量的对应关系，确定各交换结点向其他交换结点发送的通信量；基于各交换结点向其他交换结点发送的通信量、各交换结点与其他交换结点之间的最短路径以及预设的路径最大通信量，确定OTN中各交换结点与其他交换结点之间的路由。

Description

一种光传送网OTN的路由方法

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种光传送网OTN的路由方法。

背景技术

近年来，光传送网(Optical Transport Network，OTN)迅猛发展，OTN继承了传统密集波分复用(Dense Wavelength Division Multiplexing，DWDM)技术优点，同时增添了类似同步数字序列(Synchronous Digital Hierarchy，SDH)和多业务传送平台(MultiService Transfer Platform，MSTP)技术，提高了电路调度和组网的灵活性，OTN是SDH和DWDM的综合体，能够实现多种业务信号透明传输和封装，大颗粒的带宽复用以及交叉和配置。随着国家电网公司及各省电力公司集团化运作、精益化管理的不断深入，SG186信息化项目快速推进，备用调度中心建设投运，省干、国干通信网将承载大量的IP业务应用系统，现有的OTN已经不具备提供更宽通道的条件，省级以上电力通信网新建大容量OTN成为必然。

目前OTN在多种系统内应用广泛，如电信、广电系统，同时，在电力系统中的应用也逐渐增多。由于运维模式、业务流向等特点与公网相差比较大，因此所选用的OTN设备的类型、网络结构等有非常多不同。为了更加有效解决光纤资源、网络带宽、网络安全、网络结构以及网络安全和业务维护等方面的问题，应该根据电力系统通信本身的特点，选择适宜的OTN组网策略。

现有技术中，CN200510107228.1，公开了一种用于光传输通信网络的网络分层模型及层间映射方法。CN201210037158.7，公开了一种端到端光交叉连接配置的方法及装置。

CN200510107228.1公开的方案采用光传输通信网的多层联合规划设计，以满足现代传输通信的需求，但是它们没有考虑将OTN和WDM集成在一起，使得这两层之间的衔接不够紧密，传输延时较高，空间和能源消耗较高。

CN201210037158.7公开的方案没有考虑到如何降低设备的复杂度，同时也没有考虑到如何控制拥塞率不大幅度提高的问题，导致其效率并不高。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提出了克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种光传送网OTN的路由方法。

为此目的，本发明提出一种光传送网OTN的路由方法，包括：

获取光传送网OTN的拓扑结构，确定所述OTN包含的交换结点的个数、各交换结点包含的OTN交换器的个数及各交换结点之间的连接关系；

基于各交换结点包含的OTN交换器的个数、各交换结点之间的连接关系以及各交换结点内部的端口之间的连接关系，确定各交换结点与其他交换结点之间的最短路径；

随机生成各交换结点向其他交换结点发送的测试数据，基于测试数据的带宽与通信量的对应关系，确定各交换结点向其他交换结点发送的通信量；

基于各交换结点向其他交换结点发送的通信量、各交换结点与其他交换结点之间的最短路径以及预设的路径最大通信量，确定所述OTN中各交换结点与其他交换结点之间的路由。

可选的，所述获取光传送网OTN的拓扑结构，确定所述OTN包含的交换结点的个数、各交换结点包含的OTN交换器的个数及各交换结点之间的连接关系，包括：

获取光传送网OTN的拓扑结构，建立所述OTN的拓扑结构对应的无连接图G*，G*＝(V*，E*)；

其中，V*为端口集合，所述端口集合为各交换结点内部的端口的集合，V*包括：各交换结点中的各OTN交换器的端口以及各交换结点中的空间交换器的端口；所述交换结点由一个空间交换器以及多个OTN交换器构成；

其中，E*为连线集合，所述连线集合，包括：各交换结点内部的端口之间的连线以及各交换结点之间的连线。

可选的，所述各交换结点之间的连接关系为各交换结点之间的连线；

所述各交换结点与其他交换结点之间的最短路径为各交换结点与其他交换结点之间的连线最少且最短路径中的各交换结点使用的OTN交换器的个数最少。

可选的，所述测试数据由多个第一测试数据及多个第二测试数据构成，所述第一测试数据占用的带宽为f_H，所述第二测试数据占用的带宽为f_L，f_H＞f_L；

所述带宽与通信量的对应关系为：

f_L对应的通信量为K，K为预设正整数；

f_H对应的通信量为

所述预设的路径最大通信量为

可选的，所述基于各交换结点向其他交换结点发送的通信量、各交换结点与其他交换结点之间的最短路径以及预设的路径最大通信量，确定所述OTN中各交换结点与其他交换结点之间的路由，包括：

对于源交换结点s、目的交换结点u，随机生成的s向u发送的测试数据对应的通信量为C_su，s和u之间的最短路径为L_su，判断C_su是否大于预设的路径最大通信量

若C_su大于则确定C_su中的目标通信量在所述L_su中路由，且L_su每次传输的通信量为所述目标通信量为

可选的，所述目标通信量对应的测试数据的通过如下步骤确定：

判断随机生成的s向u发送的测试数据中是否包括第一测试数据；

若是，则确定所述目标通信量对应的测试数据为m个第一测试数据，或为n个第一测试数据和个第二测试数据；n为小于m的正整数；

若否，则确定所述目标通信量对应的测试数据为个第二测试数据。

可选的，所述确定C_su中的目标通信量在所述L_su中路由之后，所述路由方法还包括：

确定C_su中的剩余通信量的路由；所述剩余通信量为

$C_{su}-m\×(\frac{f_H}{f_L}\×K).$

可选的，所述确定C_su中的剩余通信量的路由，包括：

确定C_su中的剩余通信量的路由路径为s与u之间的次短路径，且次短路径每次传输的通信量为K；所述次短路径为除s与u之间的最短路径外，s与u之间的连线最少且次短路径中的各交换结点使用的OTN交换器的个数最少。

相比于现有技术，本发明提出的光传送网OTN的路由方法，确定交换结点间的最短路径时，考虑了各交换结点包含的OTN交换器的数量，通过选择包含OTN交换器数量最少的路径，降低了OTN路由的复杂度。同时限定了路径最大通信量，降低了OTN路由的拥塞度。从而使得OTN交换过程具有相对低的拥塞率以及低的复杂度。

附图说明

图1为本发明第一实施例提供的一种光传送网OTN的路由方法流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

如图1所示，本实施例公开一种光传送网OTN的路由方法，包括如下步骤101～104：

101、获取光传送网OTN的拓扑结构，确定所述OTN包含的交换结点的个数、各交换结点包含的OTN交换器的个数及各交换结点之间的连接关系；

102、基于各交换结点包含的OTN交换器的个数、各交换结点之间的连接关系以及各交换结点内部的端口之间的连接关系，确定各交换结点与其他交换结点之间的最短路径；

103、随机生成各交换结点向其他交换结点发送的测试数据，基于测试数据的带宽与通信量的对应关系，确定各交换结点向其他交换结点发送的通信量；

104、基于各交换结点向其他交换结点发送的通信量、各交换结点与其他交换结点之间的最短路径以及预设的路径最大通信量，确定所述OTN中各交换结点与其他交换结点之间的路由。

相比于现有技术，本实施例公开的光传送网OTN的路由方法，确定交换结点间的最短路径时，考虑了各交换结点包含的OTN交换器的数量，通过选择包含OTN交换器数量最少的路径，降低了OTN路由的复杂度。同时限定了路径最大通信量，降低了OTN路由的拥塞度。从而使得OTN交换过程具有相对低的拥塞率以及低的复杂度。

在一个具体的例子中，步骤101：“获取光传送网OTN的拓扑结构，确定所述OTN包含的交换结点的个数、各交换结点包含的OTN交换器的个数及各交换结点之间的连接关系”，包括：

获取光传送网OTN的拓扑结构，建立所述OTN的拓扑结构对应的无连接图G*，G*＝(V*，E*)；

其中，V*为端口集合，所述端口集合为各交换结点内部的端口的集合，V*包括：各交换结点中的各OTN交换器的端口以及各交换结点中的空间交换器的端口；所述交换结点由一个空间交换器以及多个OTN交换器构成；

其中，E*为连线集合，所述连线集合，包括：各交换结点内部的端口之间的连线以及各交换结点之间的连线。

在一个具体的例子中，步骤101中所述各交换结点之间的连接关系为各交换结点之间的连线；

步骤102中所述各交换结点与其他交换结点之间的最短路径为各交换结点与其他交换结点之间的连线最少且最短路径中的各交换结点使用的OTN交换器的个数最少。

在一个具体的例子中，步骤103中所述测试数据由多个第一测试数据及多个第二测试数据构成，所述第一测试数据占用的带宽为f_H，所述第二测试数据占用的带宽为f_L，f_H＞f_L；

所述带宽与通信量的对应关系为：

f_L对应的通信量为K，K为预设正整数；

f_H对应的通信量为

所述预设的路径最大通信量为

本实施例中，第一测试数据可以为高阶光通道数据单元(Optical channel DataUnit，ODU)，简称H-ODU，第二测试数据可以为低阶ODU，简称L-ODU。本实施例中，K可以取1，则一个L-ODU对应的通信量为1。

本实施例中，f_H和f_L均为预先配置的常数，且为了方便后续处理，f_H可设置为f_L的整数倍，即F为正整数。则一个H-ODU对应的通信量为F。

本实施例中，预设的路径最大通信量为F。

在一个具体的例子中，步骤104：“基于各交换结点向其他交换结点发送的通信量、各交换结点与其他交换结点之间的最短路径以及预设的路径最大通信量，确定所述OTN中各交换结点与其他交换结点之间的路由”，包括：

对于源交换结点s、目的交换结点u，随机生成的s向u发送的测试数据对应的通信量为C_su，s和u之间的最短路径为L_su，判断C_su是否大于预设的路径最大通信量

若C_su大于则确定C_su中的目标通信量在所述L_su中路由，且L_su每次传输的通信量为所述目标通信量为

例如，随机生成的s向u发送的测试数据为1个H-ODU和F+1个L-ODU，1个H-ODU对应的通信量为F，F+1个L-ODU对应的通信量为F+1，则C_su为2F+1。由于C_su大于预设的路径最大通信量F，因此，确定C_su中的目标通信量在所述L_su中路由，目标通信量为2F，且L_su每次传输的通信量为F，2次传完目标通信量。

在一个具体的例子中，上述实施例中所述目标通信量对应的测试数据的通过如下步骤确定：

判断随机生成的s向u发送的测试数据中是否包括第一测试数据；

若是，则确定所述目标通信量对应的测试数据为m个第一测试数据，或为n个第一测试数据和个第二测试数据；n为小于m的正整数；

若否，则确定所述目标通信量对应的测试数据为个第二测试数据。

本实施例中，以第一测试数据为H-ODU为例，H-ODU在交换结点中仅进行空间交换，即H-ODU仅通过交换结点中的空间交换器，而不经过OTN交换器，因此，目标通信量选取尽可能多的H-ODU，从而使得最短路径中使用的OTN交换器最少，从而降低OTN的路由复杂度。

在一个具体的例子中，上述实施例中所述确定C_su中的目标通信量在所述L_su中路由之后，所述路由方法还包括：

确定C_su中的剩余通信量的路由；所述剩余通信量为

$C_{su}-m\×(\frac{f_H}{f_L}\×K).$

以C_su为2F+1，预设的路径最大通信量为F为例，剩余通信量为1。

具体地，确定C_su中的剩余通信量的路由，包括：

确定C_su中的剩余通信量的路由路径为s与u之间的次短路径，且次短路径每次传输的通信量为K；所述次短路径为除s与u之间的最短路径外，s与u之间的连线最少且次短路径中的各交换结点使用的OTN交换器的个数最少。

以上实施例中，OTN由多个交换结点以及连接交换结点的光纤构成；两个交换结点之间通过一根光纤连接。

所述交换结点，包括：一个空间交换器和两组OTN交换器；所述两组OTN交换器包含的OTN交换器的个数相同；一组OTN交换器中各OTN交换器的输出端与所述空间交换器的输入端连接；另一组OTN交换器中各OTN交换器的输入端与所述空间交换器的输出端连接。

下面结合用例说明：

将OTN应用于城域电力网中，在此城域网中交换结点个数M＝36，光纤连接数L＝114，每条光纤携带复用W＝48条波长。其中f_H＝10Gbs，f_L＝1.25Gbs，于是F＝8，并且每个交换结点配备12×12的OTN交换器，即OTN交换器具有12个输入端口和12个输出端口，即OTN交换器的规模K'＝12。结点之间传递H-ODU和L-ODU，通信量模型参数为I_os，即随机生成的测试数据对应的通信量为I_os。

用P来描述被拒绝的传输的通信量，以此来描述网络拥塞的情况，接下来将取表1的参数来得出结论：

表1实例所采用的参数值

参数	M	L	W	K'
					值	36个	114条	48条	12
参数	F	S	Ios	R
					值	8	1.5	7500	1～6

其中，复用率为F，空间加速比为S，Y为每条光纤中不经过OTN交换器的波长个数，R为每条光纤包含的OTN交换器的个数。

很明显，当L-ODU占有比例较大时，R越大，即OTN交换器越多，产生拥塞的概率越小(因为L-ODU的交换需要使用OTN交换器)。根据K'和S的数值，以及M，可以计算出R的最大值，即R＝6，此时所有经过PIC解复用的波长都会经过将会使用到大量的OTN交换器，根据前文叙述，需要在OTN数目和拥塞概率之间做一个权衡，找到一个OTN数目既不是很多，拥塞概率也不是很高的情况。因此，当提高L-ODU占所有传输单元的比例v的时候，为了保证拥塞概率尽量接近R＝6情况下的概率，就要适当的提高R的数值，所以只要找到一个合适的v的数值以及其所匹配的最小的R的数值，即可得出最小的拥塞概率，在这种情况下，节省的OTN数目的比例以及空间交换器接口的比例最大。

经过计算，当v＝0.2时，每条光纤后只需使用一半的OTN交换器(R＝6)即可保证拥塞概率几乎和R＝6时一样，可以节约50％的OTN交换器，以及15.59％的空间交换器的交叉结点。

需要说明的是，在本文中，“第一”和“第二”仅仅用来将相同的名称区分开来，而不是暗示这些名称之间的关系或者顺序。

本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。

虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (8)

1.一种光传送网OTN的路由方法，其特征在于，

获取光传送网OTN的拓扑结构，确定所述OTN包含的交换结点的个数、各交换结点包含的OTN交换器的个数及各交换结点之间的连接关系；

基于各交换结点包含的OTN交换器的个数、各交换结点之间的连接关系以及各交换结点内部的端口之间的连接关系，确定各交换结点与其他交换结点之间的最短路径；

随机生成各交换结点向其他交换结点发送的测试数据，基于测试数据的带宽与通信量的对应关系，确定各交换结点向其他交换结点发送的通信量；

基于各交换结点向其他交换结点发送的通信量、各交换结点与其他交换结点之间的最短路径以及预设的路径最大通信量，确定所述OTN中各交换结点与其他交换结点之间的路由。

2.根据权利要求1所述的路由方法，其特征在于，所述获取光传送网OTN的拓扑结构，确定所述OTN包含的交换结点的个数、各交换结点包含的OTN交换器的个数及各交换结点之间的连接关系，包括：

获取光传送网OTN的拓扑结构，建立所述OTN的拓扑结构对应的无连接图G*，G*＝(V*，E*)；

其中，V*为端口集合，所述端口集合为各交换结点内部的端口的集合，V*包括：各交换结点中的各OTN交换器的端口以及各交换结点中的空间交换器的端口；所述交换结点由一个空间交换器以及多个OTN交换器构成；

其中，E*为连线集合，所述连线集合，包括：各交换结点内部的端口之间的连线以及各交换结点之间的连线。

3.根据权利要求2所述的路由方法，其特征在于，

所述各交换结点之间的连接关系为各交换结点之间的连线；

所述各交换结点与其他交换结点之间的最短路径为各交换结点与其他交换结点之间的连线最少且最短路径中的各交换结点使用的OTN交换器的个数最少。

4.根据权利要求1所述的路由方法，其特征在于，

所述测试数据由多个第一测试数据及多个第二测试数据构成，所述第一测试数据占用的带宽为f_H，所述第二测试数据占用的带宽为f_L，f_H＞f_L；

所述带宽与通信量的对应关系为：

f_L对应的通信量为K，K为预设正整数；

f_H对应的通信量为

所述预设的路径最大通信量为

5.根据权利要求4所述的路由方法，其特征在于，所述基于各交换结点向其他交换结点发送的通信量、各交换结点与其他交换结点之间的最短路径以及预设的路径最大通信量，确定所述OTN中各交换结点与其他交换结点之间的路由，包括：

对于源交换结点s、目的交换结点u，随机生成的s向u发送的测试数据对应的通信量为C_su，s和u之间的最短路径为L_su，判断C_su是否大于预设的路径最大通信量

若C_su大于则确定C_su中的目标通信量在所述L_su中路由，且L_su每次传输的通信量为所述目标通信量为

6.根据权利要求5所述的路由方法，其特征在于，所述目标通信量对应的测试数据的通过如下步骤确定：

判断随机生成的s向u发送的测试数据中是否包括第一测试数据；

若是，则确定所述目标通信量对应的测试数据为m个第一测试数据，或为n个第一测试数据和个第二测试数据；n为小于m的正整数；

若否，则确定所述目标通信量对应的测试数据为个第二测试数据。

7.根据权利要求5所述的路由方法，其特征在于，所述确定C_su中的目标通信量在所述L_su中路由之后，所述路由方法还包括：

确定C_su中的剩余通信量的路由；所述剩余通信量为

$C_{su}-m\×(\frac{f_H}{f_L}\×K).$

8.根据权利要求7所述的路由方法，其特征在于，所述确定C_su中的剩余通信量的路由，包括：

确定C_su中的剩余通信量的路由路径为s与u之间的次短路径，且次短路径每次传输的通信量为K；所述次短路径为除s与u之间的最短路径外，s与u之间的连线最少且次短路径中的各交换结点使用的OTN交换器的个数最少。