CN108494690A - 最小故障概率光树构建方法与装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种最小故障概率光树构建方法与装置，包括：在预设的光网络拓扑的各光节点中确定源节点与至少一个目的节点，所述光网络拓扑中包括至少两个光节点；针对每个目的节点，根据所述源节点到所述目的节点所在网络拓扑中各链路的故障概率确定从所述源节点到所述目的节点故障概率最小的光路；根据各目的节点对应的所述故障概率最小的光路通过各光路的并集构建光树。从而能够更加精准地获取到故障概率最小的光树，最小化业务中断的概率。

Description

最小故障概率光树构建方法与装置

技术领域

本发明涉及光纤通信领域，尤其涉及一种最小故障概率光树构建方法与装置。

背景技术

随着光纤通信技术的发展，光通信因其具有容量大、低时延、保密性好、组网灵活等特点，因此被广泛地应用到数据中心内部和数据中心之间的组网中。同时，互联网、云计算、大数据、数据中心等产业促进了多播业务的兴起，例如：科学计算、高清视频、数据备份等，逐渐进入人们的视野并发展壮大起来。可以预见，多播业务将成为光网络需要承载的一种非常重要的业务类型。光通信的高速和大容量的特性致使网络中承载大量的信息，然而一旦网络中发生了故障，如发生了光纤断裂，如果不采取切实有效的挽救措施，就会造成巨大的网络问题。

现有技术中已有针对光路故障概率的研究，旨在最小化光路发生故障的概率。然而针对光树故障概率的研究较少，尤为重要的是光树上每条链路的重要性在故障情况下是不同的。对于端到端的光路来说，每条链路的重要性都是一样的，因为只有一个终端用户，每条链路出现故障都会造成终端用户业务的中断，每条链路只有故障概率的区别而没有重要性的区别。然而对于光树而言，具有多个终端用户，每条链路出现故障后其所影响的终端用户的数目是不同的，受影响的终端用户的数目决定了该条链路的重要性。光树上一条链路的重要性与其下游的终端用户的数目成正比关系，下游终端用户数目越多的链路越重要。如果单纯的利用类似于计算光路故障概率的方法进行光树故障概率的计算，那么此方法并不能反应一个光树真实故障概率的大小。

发明内容

本发明提供一种最小故障概率光树构建方法与装置，用于解决现有技术中光树构建过程中不考虑链路重要性而导致的光树故障较大的技术问题。

本发明的第一个方面是提供一种光树构建方法，包括：

在预设的光网络拓扑结构的各光节点中确定源节点与目的节点，所述光网络拓扑中包括至少两个光节点；

针对每个目的节点，根据所述源节点到所述目的节点中相邻光节点间各链路的故障概率确定从所述源节点到所述目的节点故障概率最小的光路；

根据各目的节点对应的所述故障概率最小的光路构建光树。

本发明的另一个方面是提供一种光树构建装置，包括：

源节点确定模块，用于在预设的光网络拓扑结构的各光节点中确定源节点与目的节点，所述光网络拓扑中包括至少两个光节点；

光路确定模块，用于针对每个目的节点，根据所述源节点到所述目的节点中相邻光节点间各链路的故障概率确定从所述源节点到所述目的节点故障概率最小的光路；

光树构建模块，用于根据各目的节点对应的所述故障概率最小的光路构建光树。

本发明提供的最小故障概率光树构建方法与装置，通过根据多播业务请求在预设的光拓扑结构中确定源节点与目的节点，并针对每个目的节点确定当前目的节点对应的故障概率最小的光路，从而能够更加精准地获取到故障概率最小的光树，最小化业务中断的概率。

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，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一提供的光树构建方法的流程示意图；

图1A为实际应用中光树的结构图；

图1B为实际应用中又一光树的结构图；

图1C为实际应用中又一光树的结构图；

图2为本发明实施例二提供的光树构建方法的流程图；

图2A为一个网络拓扑结构的结构图；

图2B为将A作为待遍历节点的结构示意图；

图2C为一光树构建结构图；

图2D为又一光树构建结构图；

图3为本发明实施例三提供的光树构建装置的结构示意图；

图4为本发明实施例四提供的光树构建方法的流程图。

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，下面将集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所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明实施例一提供的光树构建方法的流程示意图，图1A为实际应用中光树的结构图，图1B为实际应用中又一光树的结构图；图1C为实际应用中又一光树的结构图，如图1所示，所述方法包括：

101、在预设的光网络拓扑的各光节点中确定源节点与至少一个目的节点，所述光网络拓扑中包括至少两个光节点。

102、针对每个目的节点，根据所述源节点到所述目的节点中网络拓扑中各链路的故障概率确定从所述源节点到所述目的节点故障概率最小的光路。

103、根据各目的节点对应的所述故障概率最小的光路通过各光路的并集构建光树。

在本实施方式中，针对现有的光网络中，为了保证光网络的正常运行，需要构建一颗概率最小的光树，因此，需要对光树的故障概率进行计算，现有技术中，一般通过公式2来计算光树的故障概率：

其中，P_(i,j)与P_(u,v)分别为光路中各链路的故障概率，LT为待构建的光树，通过公式2可见，现有技术中，只根据光节点间链路的故障概率来计算光树的故障概率。如图1A-图1B所示，两个光树具有相同的链路数目，每条链路具有相同的故障概率，则此时利用公式2计算得出两个光树对应的故障概率相同，但是，实际应用中，多播业务由节点A传输至节点C与节点E，当采用如图1A所示的光树时，若节点A至节点B出现故障，则终端用户u₁与u₂都会出现业务中断，而当采用图1B的光树时，若节点A至节点B出现故障，则只有终端用户u₁会出现业务中断，由此可见，图1B中光树的可靠性要高于图1A中的光树。因此，可以得知，光树的故障概率除了与链路的故障概率有关，还与链路的重要性有关。因此，光树的故障概率可以用公式3来表示：

其中，U(l_(i,j))与U(l_(u,v))为该链路下游用户的数目，P_(i,j)与P_(u,v)分别为光路中各链路的故障概率，具体地，公式3给出了考虑链路重要性的光树故障概率的计算公式。

具体地，根据公式2来计算图1A与图1B中的光树故障概率均为4*p-6*p²，而根据公式3来计算图1A中的光树的故障概率为5*p-4*p²，根据公式3来计算图1B中的光树的故障概率为4*p-2*p²，并且(5*p-4*p²)>(4*p-2*p²)，当p<10^-3。由此可见，通过考虑了链路重要性的公式3能够更加真实的反应光树的可靠性，也就是说光树故障概率的计算必须同时考虑其每条链路的故障概率和重要性。

进一步地，如图1C所示，链路A-B下游一共有三个中断用户，在光树上从原节点经过A-B至每个终端用户的路径数量也是三，由此可以判定，可以用光树上经过链路的用户到中断的路径数目来表示链路的重要性，从而公式3可以变形为公式3：

其中，P_(i,j)与P_(u,v)分别为光路中各链路的故障概率。

进一步地，公式4可以简化为公式5：

从公式5中可以得知，构建一个故障概率最小的光树LT也就等同于构建多条故障概率最小的光路LP。因此，为了构建一个故障概率最小的光树，首先应在一个预设的网络拓扑结构中，确定待构建光树中的起始节点与目的节点，具体地，网络拓扑结构中包含至少两个光节点，起始节点的数量为一个，目的节点的数量为至少一个。

确定了源节点与目的节点之后，针对每一个目的节点，可以根据目标源节点至目的节点之间所经过的网络拓扑中的链路故障概率来确定当前待构建的从起始节点到目的节点故障概率最小的光路。针对当前目的节点，获取到对应的从起始节点到目的节点故障概率最小的光路之后，可以针对不同的目的节点重复执行上述确定故障概率最小的光路，直至预设的每一个目的节点都获取到对应的故障概率最小的光路。

根据公式5推导的结论，在针对每一个目的节点都获取到对应的故障概率最小的光路之后，可以根据当前网络拓扑结构中的物理连线将当前各目的节点对应的故障概率最小的光路的并集组合成一个故障概率最小的光树。

本实施例提供的最小故障概率光树构建方法，通过考虑链路重要性与链路故障概率，将待构建光树拆分为多条待构建光路，并根据获取到的多条故障概率最小的光路重新组合为待构建光树。从而能够更加精准地获取到故障概率最小的光树，最小化业务中断的概率。

图2为本发明实施例二提供的光树构建方法的流程图；图2A为一个网络拓扑结构的结构图；图2B为将A作为待遍历节点的结构示意图；图2C为一光树构建结构图；图2D为又一光树构建结构图，如图2所示，在上述实施例的基础上，步骤102具体包括：

201、将源节点作为当前的待遍历节点，并将预设的第一权重值作为当前待遍历节点的权重，将当前网络拓扑结构中除所述待遍历节点以外的各光节点作为当前未遍历的第一节点，并将预设的第二权重值作为所述第一节点的初始权重。

在本实施方式中，为了更加精准地构建故障概率最小的光树，在构建光树之前，可以首先为网络拓扑结构中的各个光节点设置两个权重值wp(v)与wm(v)，其中，wp(v)代表光路P_(s→v)所经过的所有链路故障概率的求和，wp(v)代表光路P_(s→v)按照公式1计算故障概率。源节点s的权重值可以设置为wp(s)＝0，wm(s)＝0，理论上来说，网络拓扑结构中除源节点以外的全部节点的权重均为wp(v)＝∞，wm(v)＝∞，而在实际应用中，为了计算更加精准与便捷，可以将wp(v)与wm(v)设置为一个足够大的正整数。首先，可以将源节点s作为当前的待遍历节点，并将预设的第一权重值wp(s)＝0，wm(s)＝0作为源节点s当前的权重，并将网络拓扑结构中除源节点以外的全部节点作为当前的未遍历节点v，并将预设的一个足够大的正整数作为未遍历节点v当前的权重值。

202、根据自源节点至该第一节点的光路上各链路的故障概率与公式1，计算当前网络拓扑结构中与所述待遍历节点相邻的各第一节点的权重值，其中，所述公式1为：

其中，P_(i,j)、P_(u,v)分别为自源节点至该第一节点的光路上各链路的故障概率，为自源节点至该第一节点的光路上所有链路之和，所述自源节点至该第一节点的光路上的节点均为第二节点，其中LP(v)为源节点到第一节点的光路。

在本实施方式中，根据当前的待遍历节点x与网络拓扑结构中的物理连线，确定与待遍历节点x邻接的全部未遍历节点y，并通过公式1计算与待遍历节点x建立链路后的未遍历节点y的当前权重，其中，P_(i,j)、P_(u,v)分别为自源节点至该第一节点的光路上各链路的故障概率，为自源节点至该第一节点的光路上所有链路之和，所述自源节点至该第一节点的光路上的节点均为第二节点。

203、从所述各第一节点中选取其权重值最小且小于所述第一节点的初始权重的第二节点，将其作为当前的待遍历节点，并返回执行所述根据自源节点至该第一节点的光路上各链路的故障概率与公式1，计算与所述待遍历节点相邻的各第一节点的权重值，直至当前的待遍历节点为预设的目的节点。

在本实施方式中，可以根据(wm(x)+P_(x,y)-P_(x,y)*wp(x))<wm(y)来判断各第一节点的当前的权重是否小于预设的第一节点的初始权重，若小于，则可以将通过公式1计算的wm(x)与当前遍历光路中各链路的故障概率之和wp(x)重新赋值为未遍历节点y的当前权重。对与当前遍历节点相连接的全部未遍历节点的权重都进行更新之后，可以确定当前未遍历节点中权重值wm(y)最小的第二节点与历史已遍历节点均作为当前的待遍历节点，并针对当前各待遍历节点，判断当前待遍历节点是否为预设的目的节点，若是，则可以判定当前已完成光路的构建，可以完成本次遍历过程，若检测到当前待遍历节点不是预设的目的节点，则返回执行步骤102，直至当前的待遍历节点为预设的目的节点。

204、根据当前获取的全部第二节点确定从所述源节点到所述目的节点故障概率最小的光路。

在本实施方式中，若检测到当前待遍历节点为预设的目的节点之后，可以根据当前获取到的全部第二节点，构建出从源节点至目的节点的故障概率最小的光路。

举例来说，如图2B至图2D所示，现有一网络拓扑结构，包含6个光节点A、B、C、D、E与两个下游用户u₁,u₂，多播业务MD(A,{u₁,u₂},ms)的源节点是A，终端用户是{u₁,u₂}，要求的传输速率是ms。在初始的情况下，已遍历集合S＝{s}，未遍历集合为Q＝{B,C,D,E,u₁,u₂}，首先对源节点A的两种权重赋值为0，未遍历集合为Q中所有节点的两种权重全都赋值为100。对于已遍历集合S＝{s}中的节点来说，在未遍历集合Q中与其邻接的节点为{B,D}，分别对节点B和节点D更新两种权重。对于节点B来说，wp(B)＝p，wm(B)＝p。通常对于节点D来说wp(D)＝p，wm(D)＝p。针对当前待遍历节点A来说，与其连接的节点B与D的权重相同，则可以随机选择一个节点添加至已遍历集合，如图2C所示，可以将节点B添加至已遍历集合，并从删除未遍历集合删除节点B。此时与已遍历结合中待遍历节点A、B相连接的节点为节点C与节点D，则计算更新节点C与节点D的权重，并将节点C与节点D中权重较小的节点继续添加至已遍历集合，重复执行上述步骤，直至当前权重最小的节点即为预设的目的节点时，根据已获取的节点构建当前的光树。

本实施例提供的最小故障概率光树构建方法，通过为每一个光节点设置两种权重，并根据权重对每一个光节点都进行遍历，从而能够更加精准地获取到故障概率最小的光路。

进一步地，在上述任一实施例的基础上，步骤203具体包括：若当前只包含一个权重值最小且小于所述第一节点的初始权重的第二节点，则将所述第二节点作为当前的待遍历节点；

若当前包含至少两个权重值最小且小于所述第二节点的初始权重的第二节点，则随机选取一个权重值最小且小于所述第二节点的初始权重的第二节点作为当前的待遍历节点。

在本实施例中，若检测到当前只存在一个权重值最小的第二节点，则可以将该权重值最小的节点作为当前的待遍历节点，若检测到当前有多个权重值相同且最小的第二节点，则由于其具有相同的故障概率，处于简化光路与提高构建效率的角度考虑，可以从其中随机选择一个权重值最小的第二节点作为当前的待遍历节点。

本实施例提供的最小故障概率光树构建方法，通过当存在多个权重值最小的第二节点时，随机挑选一个权重值最小的第二节点作为当前的待遍历节点，从而能够快速地获取到当前故障概率最小的光路，为构建故障概率最小的光树提供了基础。

进一步地，在上述任一实施例的基础上，步骤102之后，还包括：判断当前构建的所述光路中除所述源节点与所述目的节点之外，是否包含只有一个度的光节点；

若包含，则删除所述只有一个度的光节点，直至所述光路中除所述源节点与所述目的节点之外全部光节点的度都为2。

在本实施例中，为了进一步地获取到故障概率最小的光路，可以对当前获得的光路进行简化，具体地，可以判断当前光路中除源节点以外，是否还包括只有一个度的光节点，若包括，则可以将该光节点进行删除，直至当前光路中除源节点外全部光节点的度都为2，此时，则可以将该光路作为目的节点对应的光路。

以实际应用来举例，如图2D所示，由于节点E只有一个度，则可以先将节点E删除，删除节点E之后，此时节点D也只包括一个度，因此，可以继续将节点D删除，此时，则获取到目的节点对应的故障概率最小的光路。

本实施例提供的最小故障概率光树构建方法，通过检测当前建立的光路中除源节点以外的光节点的度的个数，对获取到的光路进行删减，从而能够简化当前的光路，进而能够更加精准地获取到故障概率最小的光路，为获取到故障概率最小的光树提供了基础。

进一步地，在上述任一实施例的基础上，步骤103之后，所述方法还包括：通过首次命中算法对所述光树进行频谱分配。

在本实施例中，构建出故障概率最小的光树之后，还可以通过首次命中算法为构建够的光树进行频谱分配，从而能够为用户提供更加稳定的业务。

图3为本发明实施例三提供的光树构建装置的结构示意图，如图3所示，所述装置包括：

源节点确定模块31，用于在预设的光网络拓扑的各光节点中确定源节点与至少一个目的节点，所述光网络拓扑中包括至少两个光节点。

光路确定模块32，用于针对每个目的节点，根据所述源节点到所述目的节点所在网络拓扑中各链路的故障概率确定从所述源节点到所述目的节点故障概率最小的光路。

光树构建模块33，用于根据各目的节点对应的所述故障概率最小的光路通过各光路的并集构建光树。

在本实施方式中，针对现有的光网络中，为了保证光网络的正常运行，需要构建一颗概率最小的光树，因此，需要对光树的故障概率进行计算，现有技术中，一般通过公式2来计算光树的故障概率：

其中，P_(i,j)与P_(u,v)分别为光路中各链路的故障概率，LT为待构建的光树，通过公式2可见，现有技术中，只根据光节点间链路的故障概率来计算光树的故障概率。如图1A-图1B所示，两个光树具有相同的链路数目，每条链路具有相同的故障概率，则此时利用公式2计算得出两个光树对应的故障概率相同，但是，实际应用中，多播业务由节点A传输至节点C与节点E，当采用如图1A所示的光树时，若节点A至节点B出现故障，则终端用户u₁与u₂都会出现业务中断，而当采用图1B的光树时，若节点A至节点B出现故障，则只有终端用户u₁会出现业务中断，由此可见，图1B中光树的可靠性要高于图1A中的光树。因此，可以得知，光树的故障概率除了与链路的故障概率有关，还与链路的重要性有关。因此，光树的故障概率可以用公式3来表示：

其中，U(l_(i,j))与U(l_(u,v))为该链路下游用户的数目，P_(i,j)与P_(u,v)分别为光路中各链路的故障概率，具体地，公式3给出了考虑链路重要性的光树故障概率的计算公式。

具体地，根据公式2来计算图1A与图1B中的光树故障概率均为4*p-6*p²，而根据公式3来计算图1A中的光树的故障概率为5*p-4*p²，根据公式3来计算图1B中的光树的故障概率为4*p-2*p²，并且(5*p-4*p²)>(4*p-2*p²)，当p<10^-3。由此可见，通过考虑了链路重要性的公式3能够更加真实的反应光树的可靠性，也就是说光树故障概率的计算必须同时考虑其每条链路的故障概率和重要性。

进一步地，如图1C所示，链路A-B下游一共有三个中断用户，在光树上从原节点经过A-B至每个终端用户的路径数量也是三，由此可以判定，可以用光树上经过链路的用户到中断的路径数目来表示链路的重要性，从而公式3可以变形为公式3：

其中，P_(i,j)与P_(u,v)分别为光路中各链路的故障概率。

进一步地，公式4可以简化为公式5：

从公式5中可以得知，构建一个故障概率最小的光树LT也就等同于构建多条故障概率最小的光路LP。因此，为了构建一个故障概率最小的光树，首先应在一个预设的网络拓扑结构中，源节点确定模块31确定待构建光树中的起始节点与目的节点，具体地，网络拓扑结构中包含至少两个光节点，起始节点的数量为一个，目的节点的数量为至少一个。

确定了源节点与目的节点之后，针对每一个目的节点，光路确定模块32可以根据目标源节点至目的节点之间所经过的网络拓扑中的链路故障概率来确定当前待构建的从起始节点到目的节点故障概率最小的光路。针对当前目的节点，获取到对应的从起始节点到目的节点故障概率最小的光路之后，光树构建模块33可以针对不同的目的节点重复执行上述确定故障概率最小的光路，直至预设的每一个目的节点都获取到对应的故障概率最小的光路。

根据公式5推导的结论，在针对每一个目的节点都获取到对应的故障概率最小的光路之后，可以根据当前网络拓扑结构中的物理连线将当前各目的节点对应的故障概率最小的光路的并集组合成一个故障概率最小的光树。

本实施例提供的最小故障概率光树构建装置，通过考虑链路重要性与链路故障概率，将待构建光树拆分为多条待构建光路，并根据获取到的多条故障概率最小的光路重新组合为待构建光树。从而能够更加精准地获取到故障概率最小的光树，最小化业务中断的概率。

图4为本发明实施例四提供的光树构建方法的流程图；如图4所示，在上述实施例的基础上，光路确定模块32具体包括：

待遍历节点确定单元41，用于将源节点作为当前的待遍历节点，并将预设的第一权重值作为当前待遍历节点的权重，将当前网络拓扑结构中除所述待遍历节点以外的各光节点作为当前未遍历的第一节点，并将预设的第二权重值作为所述第一节点的初始权重。

权重计算单元42，用于根据自源节点至该第一节点的光路上各链路的故障概率与公式1，计算当前网络拓扑结构中与所述待遍历节点相邻的各第一节点的权重值，其中，所述公式1为：

其中，P_(i,j)、P_(u,v)分别为自源节点至该第一节点的光路上各链路的故障概率，为自源节点至该第一节点的光路上所有链路之和，所述自源节点至该第一节点的光路上的节点均为第二节点，其中LP(v)为源节点到第一节点的光路。

光节点遍历单元43，用于从所述各第一节点中选取其权重值最小且小于所述第一节点的初始权重的第二节点，将其作为当前的待遍历节点，并返回执行所述根据自源节点至该第一节点的光路上各链路的故障概率与公式1，计算与所述待遍历节点相邻的各第一节点的权重值，直至当前的待遍历节点为预设的目的节点。

光路构建单元44，用于根据当前获取的全部第二节点确定从所述源节点到所述目的节点故障概率最小的光路。

在本实施方式中，为了更加精准地构建故障概率最小的光树，在构建光树之前，可以首先为网络拓扑结构中的各个光节点设置两个权重值wp(v)与wm(v)，其中，wp(v)代表光路P_(s→v)所经过的所有链路故障概率的求和，wp(v)代表光路P_(s→v)按照公式1计算故障概率。源节点s的权重值可以设置为wp(s)＝0，wm(s)＝0，理论上来说，网络拓扑结构中除源节点以外的全部节点的权重均为wp(v)＝∞，wm(v)＝∞，而在实际应用中，为了计算更加精准与便捷，可以将wp(v)与wm(v)设置为一个足够大的正整数。首先，待遍历节点确定单元41可以将源节点s作为当前的待遍历节点，并将预设的第一权重值wp(s)＝0，wm(s)＝0作为源节点s当前的权重，并将网络拓扑结构中除源节点以外的全部节点作为当前的未遍历节点v，并将预设的一个足够大的正整数作为未遍历节点v当前的权重值。

权重计算单元42根据当前的待遍历节点x与网络拓扑结构中的物理连线，确定与待遍历节点x邻接的全部未遍历节点y，并通过公式1计算与待遍历节点x建立链路后的未遍历节点y的当前权重，其中，P_(i,j)、P_(u,v)分别为自源节点至该第一节点的光路上各链路的故障概率，为自源节点至该第一节点的光路上所有链路之和，所述自源节点至该第一节点的光路上的节点均为第二节点。

可以根据(wm(x)+P_(x,y)-P_(x,y)*wp(x))<wm(y)来判断各第一节点的当前的权重是否小于预设的第一节点的初始权重，若小于，则可以将通过公式1计算的wm(x)与当前遍历光路中各链路的故障概率之和wp(x)重新赋值为未遍历节点y的当前权重。对与当前遍历节点相连接的全部未遍历节点的权重都进行更新之后，光节点遍历单元43可以确定当前未遍历节点中权重值wm(y)最小的第二节点与历史已遍历节点均作为当前的待遍历节点，并针对当前各待遍历节点，判断当前待遍历节点是否为预设的目的节点，若是，则可以判定当前已完成光路的构建，可以完成本次遍历过程，若检测到当前待遍历节点不是预设的目的节点，则返回执行步骤102，直至当前的待遍历节点为预设的目的节点。

在本实施方式中，若检测到当前待遍历节点为预设的目的节点之后，光路构建单元44可以根据当前获取到的全部第二节点，构建出从源节点至目的节点的故障概率最小的光路。

举例来说，如图2B至图2D所示，现有一网络拓扑结构，包含6个光节点A、B、C、D、E与两个下游用户u₁,u₂，多播业务MD(A,{u₁,u₂},ms)的源节点是A，终端用户是{u₁,u₂}，要求的传输速率是ms。在初始的情况下，已遍历集合S＝{s}，未遍历集合为Q＝{B,C,D,E,u₁,u₂}，首先对源节点A的两种权重赋值为0，未遍历集合为Q中所有节点的两种权重全都赋值为100。对于已遍历集合S＝{s}中的节点来说，在未遍历集合Q中与其邻接的节点为{B,D}，分别对节点B和节点D更新两种权重。对于节点B来说，wp(B)＝p，wm(B)＝p。通常对于节点D来说wp(D)＝p，wm(D)＝p。针对当前待遍历节点A来说，与其连接的节点B与D的权重相同，则可以随机选择一个节点添加至已遍历集合，如图2C所示，可以将节点B添加至已遍历集合，并从删除未遍历集合删除节点B。此时与已遍历结合中待遍历节点A、B相连接的节点为节点C与节点D，则计算更新节点C与节点D的权重，并将节点C与节点D中权重较小的节点继续添加至已遍历集合，重复执行上述步骤，直至当前权重最小的节点即为预设的目的节点时，根据已获取的节点构建当前的光树。

本实施例提供的最小故障概率光树构建装置，通过为每一个光节点设置两种权重，并根据权重对每一个光节点都进行遍历，从而能够更加精准地获取到故障概率最小的光路。

进一步地，在上述任一实施例的基础上，步骤203具体包括：

第一待遍历节点选择子单元，用于若当前只包含一个权重值最小且小于所述第一节点的初始权重的第二节点，则将所述第二节点作为当前的待遍历节点；

第二待遍历节点选择子单元，用于若当前包含至少两个权重值最小且小于所述第二节点的初始权重的第二节点，则随机选取一个权重值最小且小于所述第二节点的初始权重的第二节点作为当前的待遍历节点。

在本实施例中，若第一待遍历节点选择子单元检测到当前只存在一个权重值最小的第二节点，则可以将该权重值最小的节点作为当前的待遍历节点，若第二待遍历节点选择子单元检测到当前有多个权重值相同且最小的第二节点，则由于其具有相同的故障概率，处于简化光路与提高构建效率的角度考虑，可以从其中随机选择一个权重值最小的第二节点作为当前的待遍历节点。

本实施例提供的最小故障概率光树构建装置，通过当存在多个权重值最小的第二节点时，随机挑选一个权重值最小的第二节点作为当前的待遍历节点，从而能够快速地获取到当前故障概率最小的光路，为构建故障概率最小的光树提供了基础。

进一步地，在上述任一实施例的基础上，所述装置还包括：

判断模块，用于判断当前构建的所述光路中除所述源节点与所述目的节点之外，是否包含只有一个度的光节点；

删除模块，用于若包含，则删除所述只有一个度的光节点，直至所述光路中除所述源节点与所述目的节点之外全部光节点的度都为2。

在本实施例中，为了进一步地获取到故障概率最小的光路，可以对当前获得的光路进行简化，具体地，判断模块可以判断当前光路中除源节点以外，是否还包括只有一个度的光节点，若包括，则删除模块可以将该光节点进行删除，直至当前光路中除源节点外全部光节点的度都为2，此时，则可以将该光路作为目的节点对应的光路。

以实际应用来举例，如图2D所示，由于节点E只有一个度，则可以先将节点E删除，删除节点E之后，此时节点D也只包括一个度，因此，可以继续将节点D删除，此时，则获取到目的节点对应的故障概率最小的光路。

本实施例提供的最小故障概率光树构建装置，通过检测当前建立的光路中除源节点以外的光节点的度的个数，对获取到的光路进行删减，从而能够简化当前的光路，进而能够更加精准地获取到故障概率最小的光路，为获取到故障概率最小的光树提供了基础。

进一步地，在上述任一实施例的基础上，所述装置还包括：

频谱分配模块，用于通过首次命中算法对所述光树进行频谱分配。

在本实施例中，构建出故障概率最小的光树之后，频谱分配模块还可以通过首次命中算法为构建够的光树进行频谱分配，从而能够为用户提供更加稳定的业务。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种最小故障概率光树构建方法，其特征在于，包括：

在预设的光网络拓扑的各光节点中确定源节点与至少一个目的节点，所述光网络拓扑中包括至少两个光节点；

针对每个目的节点，根据所述源节点到所述目的节点所在网络拓扑中各链路的故障概率确定从所述源节点到所述目的节点故障概率最小的光路；

根据各目的节点对应的所述故障概率最小的光路通过各光路的并集构建光树。

2.根据权利要求1所述的最小故障概率光树构建方法，其特征在于，所述针对每个目的节点，根据所述源节点到所述目的节点中相邻光节点间各链路的故障概率确定从所述源节点到所述目的节点故障概率最小的光路，包括：

将源节点作为当前的待遍历节点，并将预设的第一权重值作为当前待遍历节点的权重，将当前网络拓扑结构中除所述待遍历节点以外的各光节点作为当前未遍历的第一节点，并将预设的第二权重值作为所述第一节点的初始权重；

根据自源节点至该第一节点的光路上各链路的故障概率与公式1，计算当前网络拓扑结构中与所述待遍历节点相邻的各第一节点的权重值，其中，所述公式1为：

其中，P_(i,j)、P_(u,v)分别为自源节点至该第一节点的光路上各链路的故障概率，为自源节点至该第一节点的光路上所有链路之和，所述自源节点至该第一节点的光路上的节点均为第二节点，其中LP(v)为源节点到第一节点的光路；

从所述各第一节点中选取其权重值最小且小于所述第一节点的初始权重的第二节点，将其作为当前的待遍历节点，并返回执行所述根据自源节点至该第一节点的光路上各链路的故障概率与公式1，计算与所述待遍历节点相邻的各第一节点的权重值，直至当前的待遍历节点为预设的目的节点；

根据当前获取的全部第二节点确定从所述源节点到所述目的节点故障概率最小的光路。

3.根据权利要求1所述的最小故障概率光树构建方法，其特征在于，所述针对每个目的节点，根据所述源节点到所述目的节点中相邻光节点间各链路的故障概率确定从所述源节点到所述目的节点故障概率最小的光路之后，还包括：

判断当前构建的所述光路中除所述源节点与所述目的节点之外，是否包含只有一个度的光节点；

若包含，则删除所述只有一个度的光节点，直至所述光路中除所述源节点与所述目的节点之外全部光节点的度都为2。

4.根据权利要求1所述的最小故障概率光树构建方法，其特征在于，所述根据各目的节点对应的所述故障概率最小的光路构建光树之后，还包括：

通过首次命中算法对所述光树进行频谱分配。

5.根据权利要求2所述的最小故障概率光树构建方法，其特征在于，所述从所述各第一节点中选取其权重值最小且小于所述第一节点的初始权重的第二节点，将其作为当前的待遍历节点，包括：

若当前只包含一个权重值最小且小于所述第一节点的初始权重的第二节点，则将所述第二节点作为当前的待遍历节点；

若当前包含至少两个权重值最小且小于所述第二节点的初始权重的第二节点，则随机选取一个权重值最小且小于所述第二节点的初始权重的第二节点作为当前的待遍历节点。

6.一种最小故障概率光树构建装置，其特征在于，包括：

源节点确定模块，用于在预设的光网络拓扑结构的各光节点中确定源节点与目的节点，所述光网络拓扑中包括至少两个光节点；

光路确定模块，用于针对每个目的节点，根据所述源节点到所述目的节点所在网络拓扑中各链路的故障概率确定从所述源节点到所述目的节点故障概率最小的光路；

光树构建模块，用于根据各目的节点对应的所述故障概率最小的光路通过各光路的并集构建光树。

7.根据权利要求6所述的最小故障概率光树构建装置，其特征在于，所述光路确定模块包括：

待遍历节点确定单元，用于将源节点作为当前的待遍历节点，并将预设的第一权重值作为当前待遍历节点的权重，将当前网络拓扑结构中除所述待遍历节点以外的各光节点作为当前未遍历的第一节点，并将预设的第二权重值作为所述第一节点的初始权重；

权重计算单元，用于根据自源节点至该第一节点的光路上各链路的故障概率与公式1，计算当前网络拓扑结构中与所述待遍历节点相邻的各第一节点的权重值，其中，所述公式1为：

其中，P_(i,j)、P_(u,v)分别为自源节点至该第一节点的光路上各链路的故障概率，为自源节点至该第一节点的光路上所有链路之和，所述自源节点至该第一节点的光路上的节点均为第二节点，其中LP(v)为源节点到第一节点的光路；

光节点遍历单元，用于从所述各第一节点中选取其权重值最小且小于所述第一节点的初始权重的第二节点，将其作为当前的待遍历节点，并返回执行所述根据自源节点至该第一节点的光路上各链路的故障概率与公式1，计算与所述待遍历节点相邻的各第一节点的权重值，直至当前的待遍历节点为预设的目的节点；

光路构建单元，用于根据当前获取的全部第二节点确定从所述源节点到所述目的节点故障概率最小的光路。

8.根据权利要求6所述的最小故障概率光树构建装置，其特征在于，所述装置还包括：

判断模块，用于判断当前构建的所述光路中除所述源节点与所述目的节点之外，是否包含只有一个度的光节点；

删除模块，用于若包含，则删除所述只有一个度的光节点，直至所述光路中除所述源节点与所述目的节点之外全部光节点的度都为2。

9.根据权利要求1所述的最小故障概率光树构建装置，其特征在于，所述装置还包括：

频谱分配模块，用于通过首次命中算法对所述光树进行频谱分配。

10.根据权利要求7所述的最小故障概率光树构建装置，其特征在于，所述光节点遍历单元包括：

第一待遍历节点选择子单元，用于若当前只包含一个权重值最小且小于所述第一节点的初始权重的第二节点，则将所述第二节点作为当前的待遍历节点；

第二待遍历节点选择子单元，用于若当前包含至少两个权重值最小且小于所述第二节点的初始权重的第二节点，则随机选取一个权重值最小且小于所述第二节点的初始权重的第二节点作为当前的待遍历节点。