CN107181680A - 一种实现sdo功能的方法、系统及sdon系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种实现SDO功能的方法、系统及SDON系统，涉及光网络通信领域，其中方法包括：当接收到应用层发来的业务连接建立请求时，判断业务连接建立请求是否为跨域业务连接建立请求，该业务连接建立请求中包括：待建连接的路由约束及逐跳调谐策略；当判断结果为是时，根据业务连接建立请求中的域间业务连接建立请求信息及域边界光器件节点的性能信息，按照路由约束及逐跳调谐策略，执行路由及调谐算法；根据路由及调谐算法的执行结果，生成域间业务连接路径及域间业务连接路径所经光器件节点的域间交叉连接属性配置参数，以满足应用层用户对超100G弹性光器件资源的可编程与定义。

Description

一种实现SDO功能的方法、系统及SDON系统
技术领域
本发明涉及光网络通信领域，尤其涉及一种实现SDO功能的方法、系统及SDON系统。
背景技术
在光通信领域，为满足更大的传输带宽、更长的传输距离、更高的接收灵敏度并降低光传输成本，业界从几年前就已经启动了超100Gb/s传输技术的研究，400Gb/s甚至1Tb/s等超100G光传输技术的时代正在来临。
面对超100G提供的可灵活调度的光网络资源模型(如频谱、带宽、调制模式等)，如不能由应用层用户对其直接进行按需编程、定义，就不能充分发挥超100G弹性光网络的技术优势和应用效能。近年来，推出了基于SDON的光网络架构，使得用户通过软件编程的方式就可以对光传输资源进行动态调整，能够更好的适应业务的需求，提高网络的利用效率。该技术实现的光传输资源可编程主要包含器件可编程、节点可编程、网络可编程三个方面。
其中，对光传输资源的可编程能力和特征是以对光器件的可编程能力为基础，从而使得节点设备具备灵活的可编程特性，并将这些可编程能力向应用层用户开放，使得整个光传送网络具备更强的软件定义特征，提升光网络整体性能和资源利用率，支持更多的光网络应用，因此光器件可编程的实现非常重要。
然而，目前业界尚未有支持软件定义光器件SDO功能的SDON架构系统及具体方案出现，因此，怎样能够基于现有的SDON架构系统，实现用户对调制模式等以光器件调谐属性为基础的超100G弹性光网络资源的可编程，是未来超100G光传输控制技术需要迫切解决的技术难题，具有重要意义。
发明内容
本发明提供一种实现SDO功能的方法、系统及SDON系统，解决基于现有的SDON架构系统，实现用户对调制模式等以光器件调谐属性为基础的超100G弹性光网络资源的可编程的难题。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一方面，本发明提供了一种实现软件定义光器件SDO功能的方法，应用于软件定义光网络SDON系统中的SDON多域控制器，所述方法包括：
当接收到应用层发来的业务连接建立请求时，判断所述业务连接建立请求是否为跨域业务连接建立请求，其中，所述业务连接建立请求中包括：待建连接的路由约束及逐跳调谐策略；
当判断结果为是时，根据所述业务连接建立请求中的域间业务连接建立请求信息及域边界光器件节点的性能信息，按照所述路由约束及逐跳调谐策略，执行路由及调谐算法；
根据所述路由及调谐算法的执行结果，生成与所述域间业务连接建立请求信息对应的域间业务连接路径及所述域间业务连接路径所经光器件节点的域间交叉连接属性配置参数。
可选地，所述判断所述业务连接建立请求是否为跨域业务连接建立请求之后，所述方法还包括：
当判断结果为否时，将所述业务连接建立请求下发至对应的SDON单域控制器。
可选地，所述判断所述业务连接建立请求是否为跨域业务连接建立请求之后，所述方法还包括：
当判断结果为是时，将所述业务连接建立请求中的各域内业务连接建立请求信息下发至对应的SDON单域控制器。
可选地，所述根据所述路由及调谐算法的执行结果，生成与所述域间业务连接建立请求信息对应的域间业务连接路径及所述域间业务连接路径所经光器件节点的域间交叉连接属性配置参数之后，所述方法还包括：
当接收到应用层发来的对业务连接路径所经光器件节点的调谐请求时，判断所述业务连接路径是否为跨域业务连接路径，其中，所述调谐请求中包括：调谐属性信息；
当判断结果为是时，根据所述调谐请求中对应于域间业务连接路径的调谐请求信息，按照所述调谐属性信息，修改所述域间交叉连接属性配置参数。
可选地，所述判断所述业务连接路径是否为跨域业务连接路径之后，所述方法还包括：
当判断结果为是时，将所述调谐请求中对应于域内业务连接路径的调谐请求信息下发至对应的SDON单域控制器。
可选地，所述判断所述业务连接路径是否为跨域业务连接路径之后，所述方法还包括：
当判断结果为否时，将所述调谐请求下发至对应的SDON单域控制器。
可选地，所述域间交叉连接属性配置参数至少包括：
入光端口号，入光载波数，各入光载波所采用的中心频率、信道频谱宽度及调制模式，出光端口号，出光载波数和各出光载波所采用的中心频率、信道频谱宽度及调制模式。
可选地，所述逐跳调谐策略包括：
光收发器的光信噪比OSNR容限、载波数、调制模式、频谱效率，以及光放大器输入功率范围、输出功率范围中的至少一项调谐参数。
另一方面，本发明还提供了一种实现软件定义光器件SDO功能的方法，应用于软件定义光网络SDON系统中的SDON单域控制器，所述方法包括：
接收SDON多域控制器发来的业务连接建立请求，所述业务连接建立请求中包括：待建连接的路由约束及逐跳调谐策略；
根据所述业务连接建立请求及域内光器件节点的性能信息，按照所述路由约束及逐跳调谐策略，执行路由及调谐算法；
根据所述路由及调谐算法的执行结果，生成与所述业务连接建立请求对应的业务连接路径及所述业务连接路径所经光器件节点的域内交叉连接属性配置参数。
可选地，所述方法还包括：
接收SDON多域控制器发来的对业务连接路径所经光器件节点的调谐请求，所述调谐请求中包括：调谐属性信息；
根据所述调谐属性信息，修改所述域内交叉连接属性配置参数。
可选地，所述域内交叉连接属性配置参数至少包括：
入光端口号，入光载波数，各入光载波所采用的中心频率、信道频谱宽度及调制模式，出光端口号，出光载波数和各出光载波所采用的中心频率、信道频谱宽度及调制模式。
可选地，所述逐跳调谐策略包括：
光收发器的光信噪比OSNR容限、载波数、调制模式、频谱效率，以及光放大器输入功率范围、输出功率范围中的至少一项调谐参数。
另一方面，本发明还提供了一种实现软件定义光器件SDO功能的系统，包括：
第一判断模块，用于当接收到应用层发来的业务连接建立请求时，判断所述业务连接建立请求是否为跨域业务连接建立请求，其中，所述业务连接建立请求中包括：待建连接的路由约束及逐跳调谐策略；
第一路由/调谐算法执行模块，用于当判断结果为是时，根据所述业务连接建立请求中的域间业务连接建立请求信息及域边界光器件节点的性能信息，按照所述路由约束及逐跳调谐策略，执行路由及调谐算法；
第一生成模块，用于根据所述路由及调谐算法的执行结果，生成与所述域间业务连接建立请求信息对应的域间业务连接路径及所述域间业务连接路径所经光器件节点的域间交叉连接属性配置参数。
可选地，所述系统还包括：
第一请求下发模块，用于判断所述业务连接建立请求是否为跨域业务连接建立请求之后，当判断结果为否时，将所述业务连接建立请求下发至对应的SDON单域控制器。
可选地，所述系统还包括：
第二请求下发模块，用于所述判断所述业务连接建立请求是否为跨域业务连接建立请求之后，当判断结果为是时，将所述业务连接建立请求中的各域内业务连接建立请求信息下发至对应的SDON单域控制器。
可选地，所述系统还包括：
第二判断模块，用于当接收到应用层发来的对业务连接路径所经光器件节点的调谐请求时，判断所述业务连接路径是否为跨域业务连接路径，其中，所述调谐请求中包括：调谐属性信息；
第一参数修改模块，用于当判断结果为是时，根据所述调谐请求中对应于域间业务连接路径的调谐请求信息，按照所述调谐属性信息，修改所述域间交叉连接属性配置参数。
可选地，所述系统还包括：
第三请求下发模块，用于所述判断所述业务连接路径是否为跨域业务连接路径之后，当判断结果为是时，将所述调谐请求中对应于域内业务连接路径的调谐请求信息下发至对应的SDON单域控制器。
可选地，所述系统还包括：
第四请求下发模块，用于所述判断所述业务连接路径是否为跨域业务连接路径之后，当判断结果为否时，将所述调谐请求下发至对应的SDON单域控制器。
另一方面，本发明还提供了实现软件定义光器件SDO功能的系统，包括：
第一接收模块，用于接收SDON多域控制器发来的业务连接建立请求，所述业务连接建立请求中包括：待建连接的路由约束及逐跳调谐策略；
第二路由/调谐算法执行模块，用于根据所述业务连接建立请求及域内光器件节点的性能信息，按照所述路由约束及逐跳调谐策略，执行路由及调谐算法；
第二生成模块，用于根据所述路由及调谐算法的执行结果，生成与所述业务连接建立请求对应的业务连接路径及所述业务连接路径所经光器件节点的域内交叉连接属性配置参数。
可选地，所述SDON单域控制器还包括：
第二接收模块，用于接收SDON多域控制器发来的对业务连接路径所经光器件节点的调谐请求，所述调谐请求中包括：调谐属性信息；
第二参数修改模块，用于根据所述调谐属性信息，修改所述域内交叉连接属性配置参数。
另一方面，本发明还提供了一种SDON系统，包括：如上所述的实现软件定义光器件SDO功能的系统及如上所述的另一种实现软件定义光器件SDO功能的系统。
本发明的有益效果是：
上述方案，在以往的SDON控制器连接路径计算功能基础上，进行SDON系统的创新设计，基于SDON控制器架构，增加对路径逐跳的光器件调谐处理功能，在业务连接建立过程中增加了路径调谐功能，通过属性调谐实现光器件属性的软件定义，实现软件定义光器件SDO的重要功能机制，以满足应用层用户对超100G弹性光器件资源的可编程与定义。
附图说明
图1表示本发明中第一实施例的流程示意图；
图2表示本发明中第二实施例的流程示意图；
图3表示本发明中第三实施例的第一流程示意图；
图4表示本发明中第三实施例的第二流程示意图；
图5表示本发明中第五实施例的整体结构框图；
图6表示本发明中第六实施例的整体结构框图；
图7表示本发明中交叉连接属性配置参数的Openflow形式表项信息的内容结构示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
第一实施例
如图1所示，本发明的第一实施例公开了一种实现软件定义光器件SDO功能的方法，应用于软件定义光网络SDON系统中的SDON多域控制器。该方法具体包括：
步骤101：当接收到应用层发来的业务连接建立请求时，判断该业务连接建立请求是否为跨域业务连接建立请求。
该步骤中，该业务连接建立请求中包括待建连接的路由约束及逐跳调谐策略。其中，路由约束具体可以为包括带宽按需分配BOD业务属性，逐跳调谐策略具体可以包括调制模式等调谐请求信息。
步骤102：当判断结果为是时，根据业务连接建立请求中的域间业务连接建立请求信息及域边界光器件节点的性能信息，按照该路由约束及逐跳调谐策略，执行路由及调谐算法。
这里，当判断业务连接建立请求为跨域业务连接建立请求时，将跨域业务连接建立请求分为两部分处理：域间部分和各单域内部分。该步骤中，主要对域间部分的业务连接建立请求做出处理，需要实时获取包含域边界光器件节点的性能信息，如包括光发送/接收机、光放大器、可调色散补偿器等光器件节点的模型信息在内的跨域虚拟网络层资源信息。当判断业务连接建立请求为跨域业务连接建立请求时，在域边界光器件节点的性能信息基础上，执行路由及调谐算法，以完成对业务连接建立请求中的域间业务连接建立请求部分的响应处理。
其中，域边界光器件节点的性能信息可包括：节点拓扑信息、光器件的物理性能信息、工作状态信息等；路由及调谐算法可为路由波长分配RWA、路由频谱分配RSA、放大器功率均衡APB等算法。
步骤103：根据路由及调谐算法的执行结果，生成与域间业务连接建立请求信息对应的域间业务连接路径及域间业务连接路径所经光器件节点的域间交叉连接属性配置参数。
该步骤中，该路由及调谐算法对路径计算起到约束和优化的作用，根据路由及调谐算法的执行结果，获得域间业务连接路径及该域间路径上光器件节点的域间交叉连接属性配置参数，该过程主要涉及到对每条业务连接经过的、域边界节点上的、对应光交叉连接或数字交叉连接OXC/DXC的生成及参数配置操作，实现对域间连接部分的路径建立过程的控制。其中，域间交叉连接属性配置参数的生成可以满足后续过程中应用层对业务连接路径及相应光器件节点进行包括删除、属性修改、查询等进一步操作。
在业务连接建立过程中创建该域间交叉连接属性配置参数，并在创建后下发到设备层，控制设备层的路由连接，以完成软件定义光器件的过程。该域间交叉连接属性配置参数具体为OXC光交叉连接的Openflow形式表项信息，适用于所有光传输设备，并特别适用于超100G光传输设备。
本实施例中的上述方法，在以往的SDON控制器连接路径计算功能基础上，进行SDON系统的创新设计，基于SDON控制器架构，增加对路径逐跳的光器件调谐处理功能，在业务连接建立过程中增加了路径调谐功能，通过属性调谐实现光器件属性的软件定义，实现软件定义光器件SDO的重要功能机制，以满足应用层用户对超100G弹性光器件资源的可编程与定义。
进一步地，一方面，在判断所述业务连接建立请求是否为跨域业务连接建立请求之后，该方法还包括：
当判断结果为是时，将所述业务连接建立请求中的各域内业务连接建立请求信息下发至对应的SDON单域控制器。
即当判断业务连接建立请求为跨域业务连接建立请求时，在对业务连接建立请求中的域间业务连接建立请求部分进行处理的同时，对业务连接建立请求中的各域内业务连接建立请求信息直接下发至对应的各SDON单域控制器进行处理。
另一方面，在判断所述业务连接建立请求是否为跨域业务连接建立请求之后，该方法还包括：
当判断结果为否时，将所述业务连接建立请求下发至对应的SDON单域控制器。
当判断业务连接建立请求不为跨域业务连接建立请求时，即认为该业务连接建立请求为域内业务连接建立请求信息，对该部分请求信息直接下发至对应的SDON单域控制器进行处理。
第二实施例
本发明的第二实施例中同样公开了一种实现软件定义光器件SDO功能的方法，应用于软件定义光网络SDON系统中的SDON多域控制器。
该方法具体包括：当接收到应用层发来的业务连接建立请求时，判断所述业务连接建立请求是否为跨域业务连接建立请求，其中，所述业务连接建立请求中包括：待建连接的路由约束及逐跳调谐策略；当判断结果为是时，根据所述业务连接建立请求中的域间业务连接建立请求信息及域边界光器件节点的性能信息，按照所述路由约束及逐跳调谐策略，执行路由及调谐算法；根据所述路由及调谐算法的执行结果，生成与所述域间业务连接建立请求信息对应的域间业务连接路径及所述域间业务连接路径所经光器件节点的域间交叉连接属性配置参数。
接下来，这里将对该方法中所生成并建立的业务连接路径节点的进一步在线调谐处理过程做出描述。
具体地，如图2所示，在根据路由及调谐算法的执行结果，生成与域间业务连接建立请求信息对应的域间业务连接路径及域间业务连接路径所经光器件节点的域间交叉连接属性配置参数之后，该方法还包括：
步骤201：当接收到应用层发来的对业务连接路径所经光器件节点的调谐请求时，判断业务连接路径是否为跨域业务连接路径。
其中，该调谐请求中包括：调谐属性信息。
当判断业务连接路径为跨域业务连接路径时，将调谐请求分为两部分处理：域间调谐请求部分和各单域内调谐请求部分。
步骤202：当判断结果为是时，根据调谐请求中对应于域间业务连接路径的调谐请求信息，按照该调谐属性信息，修改域间交叉连接属性配置参数。
当判断业务连接路径为跨域业务连接路径时，根据应用层用户发来的调谐信息中的域间调谐请求部分，对域间交叉连接属性配置参数进行修改。
该第二实施例的上述方法，支持在SDON架构系统中，应用层用户在线修改业务连接路径所经节点的域间交叉连接属性配置参数，增加对路径逐跳的光器件属性调谐处理功能，进而通过属性调谐实现光器件属性的软件定义过程。
进一步地，一方面，判断业务连接路径是否为跨域业务连接路径之后，该方法还包括：
当判断结果为是时，将调谐请求中对应于域内业务连接路径的调谐请求信息下发至对应的SDON单域控制器。
即当判断业务连接路径为跨域业务连接路径时，在对调谐请求中的域间调谐请求部分进行处理的同时，对域内调谐请求部分直接下发至对应的各SDON单域控制器进行调谐处理。
另一方面，判断业务连接路径是否为跨域业务连接路径之后，该方法还包括：当判断结果为否时，将调谐请求下发至对应的SDON单域控制器。
当业务连接路径不为跨域业务连接路径时，即判断该调谐请求为域内节点属性的调谐请求，将该部分直接下发至对应的各SDON单域控制器进行调谐处理。
更进一步地，域间交叉连接属性配置参数至少包括：入光端口号，入光载波数，各入光载波所采用的中心频率、信道频谱宽度及调制模式，出光端口号，出光载波数，各出光载波所采用的中心频率、信道频谱宽度及调制模式。
在业务连接建立过程中创建该域间交叉连接属性配置参数，并在创建后下发到设备层，控制设备层的路由连接，该域间交叉连接属性配置参数具体为OXC光交叉连接的Openflow形式表项信息，适用于所有光传输设备，并特别适用于超100G光传输设备。其中，以OXC业务连接源到宿方向定义OXC交叉连接的端口属性：交叉上游端口为入光端口、交叉下游端口为出光端口，OXC连接的Openflow形式表项信息主要包括：
入光端口号、入光载波数，及各载波所采用的中心频率、信道频谱宽度、调制模式；出光端口号、出光载波数，及各载波所采用的中心频率、信道频谱宽度、调制模式等内容。如图7所示。
其中，中心频率的取值形式可如：193.1THz+k*0.00625THz(k为整数)；信道频谱宽度的取值形式可如：12.5GHz*h(h为正整数)；调制模式的取值形式可如：4，表示为DP-QPSK(Dual Polarization-Quadrature Phase Shift Keyin，双偏振正交相移键控)；16，表示为DP-16QAM(双偏振复用16正交振幅调制)；64，表示为DP-64QAM(双偏振复用64正交振幅调制)。
其中，逐跳调谐策略包括：光收发器的光信噪比OSNR容限、载波数、调制模式、频谱效率，以及光放大器输入功率范围、输出功率范围中的至少一项调谐参数。
随着相干接收技术的引入，基于多载波的正交频分复用OFDM技术趋于成熟。对超100G系统中使用多载波承载的每条业务连接，需要确定OXC连接表项中每个载波的中心频率、信号频谱宽度、调制模式等信息。主要包括两种情况：对于业务连接所经过的具备光电混合调度能力或具备光传送网转发器OTN Transponder功能的设备节点，可分别根据OXC交叉连接上游及下游的传送距离、OSNR容限等指标，经路由约束及调谐策略优化处理后得出上述入、出光端口的光交叉连接Openflow形式表项信息。对于仅具备光交叉能力的设备节点，应遵循频谱一致性和连续性原则，保证入光和出光端口的交叉表项信息一致。
第三实施例
如图3所示，本发明还公开了另一种实现软件定义光器件SDO功能的方法，应用于软件定义光网络SDON系统中的SDON单域控制器。该方法包括：
步骤301：接收SDON多域控制器发来的业务连接建立请求。
其中，该业务连接建立请求中包括：待建连接的路由约束及逐跳调谐策略。
SDON多域控制器发来的业务连接建立请求，具体包括应用层用户发送至SDON多域控制器的非跨域业务连接建立请求及应用层用户发送至SDON多域控制器的跨域业务连接建立请求的域内业务连接建立请求部分。
步骤302：根据业务连接建立请求及域内光器件节点的性能信息，按照路由约束及逐跳调谐策略，执行路由及调谐算法。
该步骤中，需要实时获取域内光器件节点模型的性能信息，如包括光发送/接收机、光放大器、可调色散补偿器等模型信息在内的跨域虚拟网络层资源信息。在域内光器件节点的性能信息的基础上，对业务连接建立请求进行处理，执行路由及调谐算法，根据应用层用户输入的策略、充分结合用户的需要，进行业务连接建立过程中的路由调整计算。
其中，域内光器件节点的性能信息可包括：节点拓扑信息、光器件的物理性能信息、工作状态信息等；路由及调谐算法可为路由波长分配RWA、路由频谱分配RSA、放大器功率均衡APB等算法。
步骤303：根据所述路由及调谐算法的执行结果，生成与业务连接建立请求对应的业务连接路径及业务连接路径所经光器件节点的域内交叉连接属性配置参数。
该步骤中，该路由及调谐算法对路径计算起到约束和优化的作用，根据路由及调谐算法的执行结果，获得业务连接路径及该业务连接路径上光器件节点的域内交叉连接属性配置参数，该过程主要涉及到对每条业务连接经过的、域内节点上的、对应光交叉连接或数字交叉连接OXC/DXC的生成及参数配置操作，实现对域内连接部分的路径建立过程的控制。其中，域内交叉连接属性配置参数的生成可以满足后续过程中应用层对业务连接路径及相应光器件节点进行包括删除、属性修改、查询等进一步操作。
在业务连接建立过程中创建该域内交叉连接属性配置参数，并在创建后下发到设备层，控制设备层的路由连接，以完成软件定义光器件的过程。该域内交叉连接属性配置参数具体为OXC光交叉连接的Openflow形式表项信息，适用于所有光传输设备，并特别适用于超100G光传输设备。
本实施例中的上述方法，在以往的SDON控制器连接路径计算功能基础上，进行SDON系统的创新设计，基于SDON控制器架构，增加对路径逐跳的光器件调谐处理功能，在业务连接建立过程中增加了路径调谐功能，通过属性调谐实现光器件属性的软件定义，实现软件定义光器件SDO的重要功能机制，以满足应用层用户对超100G弹性光器件资源的可编程与定义。
进一步地，这里将对该方法中所生成并建立的业务连接路径的进一步在线调谐处理过程做出描述。如图4所示，该方法还包括：
步骤401：接收SDON多域控制器发来的对业务连接路径所经光器件节点的调谐请求。
该调谐请求中包括：调谐属性信息。
步骤402：根据该调谐属性信息，修改域内交叉连接属性配置参数。
当判断业务连接路径为跨域业务连接路径时，根据应用层用户发来的调谐信息中的域内调谐请求部分，对域内交叉连接属性配置参数进行修改。
该方法，支持在SDON架构系统中，应用层用户在线修改业务连接所经过节点的调谐属性功能，实现了在线修改业务连接路径所经过节点的属性配置参数，增加对路径逐跳的光器件属性调谐处理功能，通过属性调谐实现光器件属性的软件定义过程。
更进一步地，域内交叉连接属性配置参数至少包括：
入光端口号，入光载波数，各入光载波所采用的中心频率、信道频谱宽度及调制模式，出光端口号，出光载波数，各出光载波所采用的中心频率、信道频谱宽度及调制模式。
在业务连接建立过程中创建该域内交叉连接属性配置参数，并在创建后下发到设备层，控制设备层的路由连接，该域内交叉连接属性配置参数具体为OXC光交叉连接的Openflow形式表项信息，适用于所有光传输设备，并特别适用于超100G光传输设备。以OXC业务连接源到宿方向定义OXC交叉连接的端口属性：交叉上游端口为入光端口、交叉下游端口为出光端口，OXC连接的Openflow形式表项信息主要包括：
入光端口号、入光载波数，及各载波所采用的中心频率、信道频谱宽度、调制模式；出光端口号、出光载波数，及各载波所采用的中心频率、信道频谱宽度、调制模式等内容。如图7所示。
其中，中心频率的取值形式可如：193.1THz+k*0.00625THz(k为整数)；信道频谱宽度的取值形式可如：12.5GHz*h(h为正整数)；调制模式的取值形式可如：4，表示为DP-QPSK(Dual Polarization-Quadrature Phase Shift Keyin，双偏振正交相移键控)；16，表示为DP-16QAM(双偏振复用16正交振幅调制)；64，表示为DP-64QAM(双偏振复用64正交振幅调制)。
其中，逐跳调谐策略包括：光收发器的光信噪比OSNR容限、载波数、调制模式、频谱效率，以及光放大器输入功率范围、输出功率范围中的至少一项调谐参数。
随着相干接收技术的引入，基于多载波的正交频分复用OFDM技术趋于成熟。对超100G系统中使用多载波承载的每条业务连接，需要确定OXC连接表项中每个载波的中心频率、信号频谱宽度、调制模式等信息。主要包括两种情况：对于业务连接所经过的具备光电混合调度能力或具备光传送网转发器OTN Transponder功能的设备节点，可分别根据OXC交叉连接上游及下游的传送距离、OSNR容限等指标，经路由约束及调谐策略优化处理后得出上述入、出光端口的光交叉连接Openflow形式表项信息。对于仅具备光交叉能力的设备节点，应遵循频谱一致性和连续性原则，保证入光和出光端口的交叉表项信息一致。
第四实施例
这里对前述三个实施例中的按照该路由约束及逐跳调谐策略，执行路由及调谐算法过程中，涉及到的“数学模型构造与算法调用”的具体实施方式进行描述。
在实时获取的域边界或域内光器件节点的性能信息基础上，域内与域边界即域间的光器件节点的网络拓扑结构可以看作为具有N个节点和L条单向链路的一个G(N,L)的图模型，采用以下符号表示和该网络拓扑及业务请求有关的参数：
N——网络中的节点集合；
L——网络中的单向链路集合；
Lij——表示源节点i到目的节点j的单向链路，且Lij∈L。
网络中的光通道传送距离与频谱效率的对应关系如下：
R(b,η)＝αb-1+βη-1+γ
其中的参数说明如下：
R(b,η)——传送距离，单位Km；
α,β,γ——优化系数；
b——传送比特速率，单位为Gbps；
η——频谱效率，单位bit/symbol(比特每符号)，与调制模式形成一对一的对应关系，即特定的调制模式会产生对应的频谱效率，“光通道传送距离与频谱效率的对应关系”也就是“光通道传送距离与调制模式的对应关系”。
业务连接建立请求中相关的网络配置和业务请求参数定义如下：
D——表示单向业务请求集合；
Dsd——表示一条从源节点s到目的节点d的单向业务请求，且Dsd∈D；
bsd——表示业务Dsd需要的比特速率，单位为Gbps；
ηsd——表示对应于某一指定调制模式下的频谱效率；
Sn,sd——表示业务请求和节点之间的关系：如果节点n是业务请求Dsd(i.e.,n＝s)的源节点，那么Sn,sd＝-1；如果节点n是业务请求Dsd(i.e.,n＝d)的目的节点，那么Sn,sd＝1；否则，Sn,sd＝0(i.e.,n≠s,n≠d)；
G——保护频谱带宽，单位GHz。
业务连接建立请求中相关的网络频谱资源参数定义如下：
c——所有业务使用的最高频率索引；
Fsd——业务请求Dsd占用的起始频率索引；
Vij,sd——表示链路分配属性：如果链路Lij分配给了业务Dsd，那么Vij,sd＝1；否则，Vij,sd＝0；
δsd,s'd'——标识业务请求Dsd和Ds'd'起始频率索引的序列；如果Fsd≤Fs'd'，δsd,s'd'＝1；如果Fsd＞Fs'd'，δsd,s'd'＝0；
频谱分配的约束如下：
Bsd——业务请求Dsd在指定频谱效率ηsd下的所需频谱带宽，业务路径无环回的约束如下：
无频谱重叠的约束条件如下：
δsd,s'd'+δs'd',sd＝1
Fsd-Fs'd'≤T(1-δsd,s'd'+2-Vij,sd-Vij,s'd')
Fsd-Fs'd'+Bsd+G≤(T+G)×(1-δsd,s'd'+2-Vij,sd-Vij,s'd')
此处，T——表示网络业务需要的所有频谱资源，
用表示业务Dsd的频谱效率，且取值范围满足：
具体地，这里结合超100G弹性光网络对软件定义光器件的实现过程进行描述。
在超100G弹性光网络中，可在每条业务路径经过的、具备再生功能的光电光转发器(OEO Transponder)上，实现对该业务所占用的中心频率、频谱带宽、调制模式、波长等资源的灵活调整与变换，通常将这样的光电光转发器(OEOTransponder)节点叫做可再生节点。对包含具备再生功能节点的网络，可分为两种应用场景考虑：
场景1，在应用层发来的业务连接建立请求中，已预置业务路径所经过的再生节点。
场景2，尚未预置、且需要动态计算出业务路径所经过的再生节点。
相关参数定义如下：
lij——链路Lij的长度，单位：Km；
Rsd——指定频谱效率对应的、业务Dsd的传送距离；
Nr——再生节点集合；
Yn,sd——如果节点n不在分配给业务Dsd的光通道上，那么Yn,sd＝0；否则，Yn,sd是从此条光通道上节点n到Dsd在该条光通道上透传段的源端距离；
Uij,sd——如果整条链路Lij没有分配给业务Dsd(Vij,sd＝0)，那么Uij,sd＝0；否则，Uij,sd是从此条光通道上节点i到Dsd在该条光通道上透传段的源端距离。即如果不做其他限制的话，可以定义Uij,sd＝Vij,sdYi,sd；
In——表示再生节点；如果节点n是再生节点，那么In＝1；否则In＝0；
Nn,c——节点n上的再生电通道数；
In,sd——表示节点n的再生属性；如果业务Dsd在节点n再生，那么In,sd＝1；否则，In,sd＝0；如果In,sd＝1，那么节点n必须是再生节点，即In＝1，并且该节点的再生电层通道被业务Dsd使用；
Xij,sd——用于计算Yn,sd的距离，基于“再生是否在节点i产生”取值：如果Ii,sd＝0，Xij,sd＝Uij,sd；否则Xij,sd＝0。
其中，场景1需要考虑的约束条件如下：
Uij,sd≤Vij,sdRsd
Uij,sd≤Yi,sd
Yi,sd-Uij,sd≤Rsd(1-Vij,sd)
其中，场景2需要考虑的约束条件如下：
限制每个再生节点的OEO电通道个数的约束可以表述为：
InNn,cMAX≥Nn,c
相关参数定义如下：
Nn,cMAX——再生节点n上能具备的再生电通道的最大数目；
当网络节点支持波长变换功能时，业务所占用链路的、出入再生节点的频率可以不相同。为了表示这种灵活的频率调度特性，可沿业务经过链路，定义起始频率，相关参数定义如下：
Fij,sd——在链路Lij上的、业务Dsd的起始频率索引；
——在链路Lij上的、业务Dsd的频谱效率倒数。
在这种情况下，确保频谱无重叠的约束条件表示如下：
上述约束的限制条件要求，如果节点n是业务Dsd经过的中间节点，即n≠s,n≠d，且对业务Dsd，节点n不支持再生功能，那么入节点n的起始频率分布和出节点n的起始频率分布必须相等。
和波长变换类似，当节点支持调制模式变换功能时，业务所经过链路的频谱效率可以不相同，即业务经过的中间再生节点的上游链路与下游链路的频谱效率可以不同。可沿业务经过链路定义频谱效率，即调制模式变换的约束可表示如下：
和波长变换的约束类似，上述约束条件要求调制模式仅能在支持业务再生功能的节点上被变换，即In,sd＝1。
根据上述约束条件，考虑使用再生节点资源的代价时，可以构建如下目标函数，以实现光谱资源使用和再生资源代价之间的平衡：
此处的系数a∈[0,1]表示使用两种资源的代价关系。此目标函数根据指定的代价关系，以实现使用两种资源的代价和最小为目标。当无法确定两种资源之间的代价关系时，可根据实际设备的资源配置状态使用方程式(16)，以确定两种资源的分配关系。
综上所述，在按照路由约束及逐跳调谐策略，执行路由及调谐算法的过程中，将实施上述路由及调谐算法的数学模型构造处理，并将上述约束条件、目标函数作为算法的输入条件与参数，执行混合整数线性规划MILP算法，最终得出域间/域内业务路径的逐跳“载波数、中心频率、信道频谱宽度、调制模式”等光频谱、再生资源的分配。
第五实施例
如图5所示，本发明还公开了一种实现软件定义光器件SDO功能的系统，包括：第一判断模块501、第一路由/调谐算法执行模块502及第一生成模块503。
第一判断模块501，用于当接收到应用层发来的业务连接建立请求时，判断所述业务连接建立请求是否为跨域业务连接建立请求，其中，所述业务连接建立请求中包括：待建连接的路由约束及逐跳调谐策略。
第一路由/调谐算法执行模块502，用于当判断结果为是时，根据所述业务连接建立请求中的域间业务连接建立请求信息及域边界光器件节点的性能信息，按照所述路由约束及逐跳调谐策略，执行路由及调谐算法。
第一生成模块503，用于根据所述路由及调谐算法的执行结果，生成与所述域间业务连接建立请求信息对应的域间业务连接路径及所述域间业务连接路径所经光器件节点的域间交叉连接属性配置参数。
在业务连接建立过程中创建该域间交叉连接属性配置参数，并在创建后下发到设备层，控制设备层的路由连接，以完成软件定义光器件的过程。该域间交叉连接属性配置参数具体为OXC光交叉连接的Openflow形式表项信息，适用于所有光传输设备，并特别适用于超100G光传输设备。
进一步地，该系统还包括：第一请求下发模块504。
第一请求下发模块504，用于判断所述业务连接建立请求是否为跨域业务连接建立请求之后，当判断结果为否时，将所述业务连接建立请求下发至对应的SDON单域控制器。
进一步地，该系统还包括：第二请求下发模块505。
第二请求下发模块505，用于所述判断所述业务连接建立请求是否为跨域业务连接建立请求之后，当判断结果为是时，将所述业务连接建立请求中的各域内业务连接建立请求信息下发至对应的SDON单域控制器。
可选地，该系统还包括：第二判断模块506及第一参数修改模块507。
第二判断模块506，用于当接收到应用层发来的对业务连接路径所经光器件节点的调谐请求时，判断所述业务连接路径是否为跨域业务连接路径，其中，所述调谐请求中包括：调谐属性信息。
第一参数修改模块507，用于当判断结果为是时，根据所述调谐请求中对应于域间业务连接路径的调谐请求信息，按照所述调谐属性信息，修改所述域间交叉连接属性配置参数。
可选地，该系统还包括：第三请求下发模块508。
第三请求下发模块508，用于所述判断所述业务连接路径是否为跨域业务连接路径之后，当判断结果为是时，将所述调谐请求中对应于域内业务连接路径的调谐请求信息下发至对应的SDON单域控制器。
可选地，该系统还包括：第四请求下发模块509。
第四请求下发模块509，用于所述判断所述业务连接路径是否为跨域业务连接路径之后，当判断结果为否时，将所述调谐请求下发至对应的SDON单域控制器。
进一步地，该域间交叉连接属性配置参数至少包括：
入光端口号，入光载波数，各入光载波所采用的中心频率、信道频谱宽度及调制模式，出光端口号，出光载波数和各出光载波所采用的中心频率、信道频谱宽度及调制模式。
进一步地，该逐跳调谐策略包括：
光收发器的光信噪比OSNR容限、载波数、调制模式、频谱效率，以及光放大器输入功率范围、输出功率范围中的至少一项调谐参数。
其中，本实施例中所述的实现软件定义光器件SDO功能的系统具体为一SDON多域控制器。
本实施例中的上述系统，在以往的SDON控制器连接路径计算功能基础上，基于SDON控制器架构，增加对路径逐跳的光器件调谐处理功能，在业务连接建立过程中增加了路径调谐功能，通过属性调谐实现光器件属性的软件定义，支持在SDON架构系统中，应用层用户在线修改业务连接路径所经节点的域间交叉连接属性配置参数，增加对路径逐跳的光器件属性调谐处理功能，实现软件定义光器件SDO的重要功能机制，以满足应用层用户对超100G弹性光器件资源的可编程与定义。
第六实施例
如图6所示，本发明还公开了一种实现软件定义光器件SDO功能的系统，包括：第一接收模块601、第二路由/调谐算法执行模块602和第二生成模块603。
第一接收模块601，用于接收SDON多域控制器发来的业务连接建立请求，所述业务连接建立请求中包括：待建连接的路由约束及逐跳调谐策略。
第二路由/调谐算法执行模块602，用于根据所述业务连接建立请求及域内光器件节点的性能信息，按照所述路由约束及逐跳调谐策略，执行路由及调谐算法。
第二生成模块603，用于根据所述路由及调谐算法的执行结果，生成与所述业务连接建立请求对应的业务连接路径及所述业务连接路径所经光器件节点的域内交叉连接属性配置参数。
在业务连接建立过程中创建该域内交叉连接属性配置参数，并在创建后下发到设备层，控制设备层的路由连接，以完成软件定义光器件的过程。该域内交叉连接属性配置参数具体为OXC光交叉连接的Openflow形式表项信息，适用于所有光传输设备，并特别适用于超100G光传输设备。
进一步地，该系统还包括：第二接收模块604和第二参数修改模块605。
第二接收模块604，用于接收SDON多域控制器发来的对业务连接路径所经光器件节点的调谐请求，所述调谐请求中包括：调谐属性信息；
第二参数修改模块605，用于根据所述调谐属性信息，修改所述域内交叉连接属性配置参数。
可选地，该域内交叉连接属性配置参数至少包括：
入光端口号，入光载波数，各入光载波所采用的中心频率、信道频谱宽度及调制模式，出光端口号，出光载波数和各出光载波所采用的中心频率、信道频谱宽度及调制模式。
可选地，该逐跳调谐策略包括：
光收发器的光信噪比OSNR容限、载波数、调制模式、频谱效率，以及光放大器输入功率范围、输出功率范围中的至少一项调谐参数。
其中，本实施例中所述的实现软件定义光器件SDO功能的系统具体为一SDON单域控制器。
本实施例中的上述系统，在以往的SDON控制器连接路径计算功能基础上，基于SDON控制器架构，增加对路径逐跳的光器件调谐处理功能，在业务连接建立过程中增加了路径调谐功能，通过属性调谐实现光器件属性的软件定义，支持在SDON架构系统中，应用层用户在线修改业务连接路径所经节点的域内交叉连接属性配置参数，增加对路径逐跳的光器件属性调谐处理功能，实现软件定义光器件SDO的重要功能机制，以满足应用层用户对超100G弹性光器件资源的可编程与定义。
本发明还公开了一种SDON系统，包括：如第五实施例中所述的实现软件定义光器件SDO功能的系统及本实施例中所述的实现软件定义光器件SDO功能的系统。
以上所述的是本发明的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本发明所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本发明的保护范围内。

Claims (21)

1.一种实现软件定义光器件SDO功能的方法，应用于软件定义光网络SDON系统中的SDON多域控制器，其特征在于，所述方法包括：
当接收到应用层发来的业务连接建立请求时，判断所述业务连接建立请求是否为跨域业务连接建立请求，其中，所述业务连接建立请求中包括：待建连接的路由约束及逐跳调谐策略；
当判断结果为是时，根据所述业务连接建立请求中的域间业务连接建立请求信息及域边界光器件节点的性能信息，按照所述路由约束及逐跳调谐策略，执行路由及调谐算法；
根据所述路由及调谐算法的执行结果，生成与所述域间业务连接建立请求信息对应的域间业务连接路径及所述域间业务连接路径所经光器件节点的域间交叉连接属性配置参数。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述判断所述业务连接建立请求是否为跨域业务连接建立请求之后，所述方法还包括：
当判断结果为否时，将所述业务连接建立请求下发至对应的SDON单域控制器。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述判断所述业务连接建立请求是否为跨域业务连接建立请求之后，所述方法还包括：
当判断结果为是时，将所述业务连接建立请求中的各域内业务连接建立请求信息下发至对应的SDON单域控制器。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述路由及调谐算法的执行结果，生成与所述域间业务连接建立请求信息对应的域间业务连接路径及所述域间业务连接路径所经光器件节点的域间交叉连接属性配置参数之后，所述方法还包括：
当接收到应用层发来的对业务连接路径所经光器件节点的调谐请求时，判断所述业务连接路径是否为跨域业务连接路径，其中，所述调谐请求中包括：调谐属性信息；
当判断结果为是时，根据所述调谐请求中对应于域间业务连接路径的调谐请求信息，按照所述调谐属性信息，修改所述域间交叉连接属性配置参数。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述判断所述业务连接路径是否为跨域业务连接路径之后，所述方法还包括：
当判断结果为是时，将所述调谐请求中对应于域内业务连接路径的调谐请求信息下发至对应的SDON单域控制器。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述判断所述业务连接路径是否为跨域业务连接路径之后，所述方法还包括：
当判断结果为否时，将所述调谐请求下发至对应的SDON单域控制器。
7.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，所述域间交叉连接属性配置参数至少包括：
入光端口号，入光载波数，各入光载波所采用的中心频率、信道频谱宽度及调制模式，出光端口号，出光载波数和各出光载波所采用的中心频率、信道频谱宽度及调制模式。
8.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于，所述逐跳调谐策略包括：
光收发器的光信噪比OSNR容限、载波数、调制模式、频谱效率，以及光放大器输入功率范围、输出功率范围中的至少一项调谐参数。
9.一种实现软件定义光器件SDO功能的方法，应用于软件定义光网络SDON系统中的SDON单域控制器，其特征在于，所述方法包括：
接收SDON多域控制器发来的业务连接建立请求，所述业务连接建立请求中包括：待建连接的路由约束及逐跳调谐策略；
根据所述业务连接建立请求及域内光器件节点的性能信息，按照所述路由约束及逐跳调谐策略，执行路由及调谐算法；
根据所述路由及调谐算法的执行结果，生成与所述业务连接建立请求对应的业务连接路径及所述业务连接路径所经光器件节点的域内交叉连接属性配置参数。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
接收SDON多域控制器发来的对业务连接路径所经光器件节点的调谐请求，所述调谐请求中包括：调谐属性信息；
根据所述调谐属性信息，修改所述域内交叉连接属性配置参数。
11.根据权利要求9-10任一项所述的方法，其特征在于，所述域内交叉连接属性配置参数至少包括：
入光端口号，入光载波数，各入光载波所采用的中心频率、信道频谱宽度及调制模式，出光端口号，出光载波数和各出光载波所采用的中心频率、信道频谱宽度及调制模式。
12.根据权利要求9-10任一项所述的方法，其特征在于，所述逐跳调谐策略包括：
光收发器的光信噪比OSNR容限、载波数、调制模式、频谱效率，以及光放大器输入功率范围、输出功率范围中的至少一项调谐参数。
13.一种实现软件定义光器件SDO功能的系统，其特征在于，包括：
第一判断模块，用于当接收到应用层发来的业务连接建立请求时，判断所述业务连接建立请求是否为跨域业务连接建立请求，其中，所述业务连接建立请求中包括：待建连接的路由约束及逐跳调谐策略；
第一路由/调谐算法执行模块，用于当判断结果为是时，根据所述业务连接建立请求中的域间业务连接建立请求信息及域边界光器件节点的性能信息，按照所述路由约束及逐跳调谐策略，执行路由及调谐算法；
第一生成模块，用于根据所述路由及调谐算法的执行结果，生成与所述域间业务连接建立请求信息对应的域间业务连接路径及所述域间业务连接路径所经光器件节点的域间交叉连接属性配置参数。
14.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：
第一请求下发模块，用于判断所述业务连接建立请求是否为跨域业务连接建立请求之后，当判断结果为否时，将所述业务连接建立请求下发至对应的SDON单域控制器。
15.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：
第二请求下发模块，用于所述判断所述业务连接建立请求是否为跨域业务连接建立请求之后，当判断结果为是时，将所述业务连接建立请求中的各域内业务连接建立请求信息下发至对应的SDON单域控制器。
16.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：
第二判断模块，用于当接收到应用层发来的对业务连接路径所经光器件节点的调谐请求时，判断所述业务连接路径是否为跨域业务连接路径，其中，所述调谐请求中包括：调谐属性信息；
第一参数修改模块，用于当判断结果为是时，根据所述调谐请求中对应于域间业务连接路径的调谐请求信息，按照所述调谐属性信息，修改所述域间交叉连接属性配置参数。
17.根据权利要求16所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：
第三请求下发模块，用于所述判断所述业务连接路径是否为跨域业务连接路径之后，当判断结果为是时，将所述调谐请求中对应于域内业务连接路径的调谐请求信息下发至对应的SDON单域控制器。
18.根据权利要求16所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：
第四请求下发模块，用于所述判断所述业务连接路径是否为跨域业务连接路径之后，当判断结果为否时，将所述调谐请求下发至对应的SDON单域控制器。
19.一种实现软件定义光器件SDO功能的系统，其特征在于，包括：
第一接收模块，用于接收SDON多域控制器发来的业务连接建立请求，所述业务连接建立请求中包括：待建连接的路由约束及逐跳调谐策略；
第二路由/调谐算法执行模块，用于根据所述业务连接建立请求及域内光器件节点的性能信息，按照所述路由约束及逐跳调谐策略，执行路由及调谐算法；
第二生成模块，用于根据所述路由及调谐算法的执行结果，生成与所述业务连接建立请求对应的业务连接路径及所述业务连接路径所经光器件节点的域内交叉连接属性配置参数。
20.根据权利要求19所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：
第二接收模块，用于接收SDON多域控制器发来的对业务连接路径所经光器件节点的调谐请求，所述调谐请求中包括：调谐属性信息；
第二参数修改模块，用于根据所述调谐属性信息，修改所述域内交叉连接属性配置参数。
21.一种SDON系统，其特征在于，包括：如权利要求13-18任一项所述的实现软件定义光器件SDO功能的系统及如权利要求19-20任一项所述的实现软件定义光器件SDO功能的系统。
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