CN114128230B - 损伤感知光网络的控制与管理 - Google Patents

Abstract

一种网络分析引擎：预测一个或更多个通信链路的损伤，所述一个或更多个通信链路包括在用于通过网络传输数据的当前数据路径中；以及在警告消息中向网络控制器传输指示所预测的损伤的信息。响应于接收到所述警告消息，所述网络控制器标识潜在备选数据路径，所述潜在备选数据路径不包括预测受到损伤的任何通信链路。在建立备选数据路径之前，所述网络控制器等待故障通知，从而确认预测损伤。如果在等待时段到期之前接收到所述故障通知，则所述网络控制器建立所述潜在备选数据路径中的之一来代替当前数据路径。

Description

损伤感知光网络的控制与管理

技术领域

本公开大体上涉及损伤感知网络，并且更具体地，涉及控制和管理损伤感知光网络。

相关技术描述

目前有各种技术用于通过网络路由数据。例如，电路交换网络在两个网络节点通信之前在这两个节点之间建立专用通信信道(电路)。预建立电路可保证使用信道的全部带宽，并且电路在通信会话期间保持连接。

与电路交换网络相比，分组交换网络将要传输的数据划分为独立地通过网络传输的报文。在分组交换网络中，来自多个竞争通信会话的报文共用链路。在一些分组交换网络中，地址信息作为数据报文的一部分被包括，并且每个节点基于该地址信息来自己决定如何路由数据报文。

多协议标记交换(Multiprotocol Label Switching，MPLS)协议，包括多协议标记交换流量工程(Multiprotocol Label Switching Traffic Engineering，MPLS-TE)协议和通用MPLS(Generalized MPLS，GMPLS)协议，使用标记沿着称为标记交换路径(LabelSwitched Path，LSP)的预定义路径通过网络路由报文。在采用LSP的网络中，报文根据标记从一个网络节点传输到下一个网络节点，而不是要求每个网络节点基于端点地址自己做出路由决定。MPLS协议可以在采用基于路径计算单元(Path Computation Element，PCE)的架构的网络中实现。

在采用基于PCE的架构的网络中，路径计算单元(PCE)根据路径计算客户端(PathComputation Client，PCC)的请求计算标记交换路径(LSP)。在这些类型的网络中，数据是沿着PCE确定的LSP通过网络路由的，而不是基于通过网络传输的报文中包括的地址信息做出路由决定。

各种光网络，包括实现波分复用(Wavelength Division Multiplexing，WDM)的网络，采用基于PCE的架构。在WDM网络中，多个数据信号可以使用单根光纤在网元(networkelement，NE)之间同时传输。具体地，可以为各个信号分配不同的传输波长，使得它们不会互相干扰或碰撞。信号通过网络所使用的路径称为光路。两种类型的WDM网络：波长交换光网络(Wavelength Switched Optical Network，WSON)和频谱交换光网络(SpectrumSwitched Optical Network，SSON)，寻求沿光路利用较少的光-电-光(optical-electrical-optical，OEO)转换来交换光信号。WSON网络通常利用使用固定带宽信道的固定网格类型网络来实现，而SSON使用允许混合码率传输系统为它们的信道分配不同频谱带宽的的灵活网格类型网络。

与传统的电路交换网络和面向连接的分组交换网络不同，传统的电路交换网络和面向连接的分组交换网络只需要确定数据流跨网络中的路由，而WDM网络还承担着额外的限制——必须确保同一波长不会被单根光纤上的两个信号同时使用。这种限制由于WDM网络通常使用包括有限数量可用光波长的特定光带的事实而更加复杂。

路径计算也可能由于其它问题诸如沿光路的过度光噪声而受到限制。例如，当光信号通过网络前进时，该信号可能会因光路中包括的光纤和设备中的各种物理过程而改变。这些变化会导致信号变差或丢失，这本文中称为“损伤”或“链路损伤”。

发明内容

考虑到对确定通过WSON网络或SSON网络的路由施加的约束，动态控制网元路由报文以避免链路损伤可能会很困难。这种控制通常依赖于离线管理系统，但现有系统缺乏设备级控制、全网控制和分析组件之间的协调。本文讨论的各种实施方式通过实现无缝控制反向环路提供了这种协调。还公开了基于可追踪损伤数据定义从光网络收集网络损伤数据的机制。在一些这样的实施方式中，基于时间(时间序列)和反向环路启用的协议机制用于支持人工智能(artificial intelligence，AI)分析管理引擎，用于损伤验证和信号质量下降。

此外，在本文公开的各种实施方式中，本地故障控制和管理与性能监控耦合，使得网络可以在故障发生之前快速响应性能下降。这些实施方式集成了本地故障管理和全网性能监控，这样可以提高光损伤控制和管理的有效性，以及时响应网络问题。例如，通过使用分析引擎提供即将发生的链路损伤的警告，路径计算单元(PCE)可以主动选择潜在备选路径，并准备好对网元施加控制，以在预测损伤发生时，重新路由数据。

此外，各种实施方式以使得损伤数据在各种级别都可跟踪的方式来定义损伤数据。例如，在各种实施方式中，不是仅在光纤级定义损伤数据，而是按链路类型来定义损伤数据，并通过从网络节点向控制器发送链路状态更新来在链路级报告损伤数据。这些链路状态更新可用于向报告设备报告“本地”链路的状态。

各种实施方式可以使用本文描述的一些或全部技术和设备，通过将否则不协调的设备级和网络级控制模块集成到统一的系统架构中，来提高光损伤控制和管理的操作有效性。此外，来自两个链路级——光传输段(Optical Transmission Section，OTS)和光复用段(Optical Multiplexing Section，OMS)——的损伤数据可用于诊断光信号质量下降。此外，通过记录所有或基本上所有相关事件，包括链路损伤预测和链路损伤(下降和故障两者)，可以更准确地预测未来的链路损伤。

本文所使用的术语“本地链路”用于指邻近设备并耦合到该设备的输入或输出以接收或传输数据的链路。例如，如果特定链路将链路的一端上的第一设备耦合到同一链路的另一端上的第二设备，则该特定链路被视为第一设备和第二设备中任一或两者的“本地链路”。链路可以在信道级、光纤级或其它级定义。

在各种实施方式中，网络控制器包括处理器和关联存储器，以及耦合到所述处理器和关联存储器的网络接口。所述网络接口用于接收来自网络分析引擎的警告消息，其中，所述警告消息指示包括在用于通过网络传输数据的当前数据路径中的一个或更多个可疑通信链路的预测损伤。在各种实施方式中，来自所述网络分析引擎的所述警告消息包括指定等待时段的信息。

所述处理器和关联存储器用于响应于所述警告消息，标识要用于通过所述网络传输所述数据的一个或更多个潜在备选数据路径。所述潜在备选数据路径不包括所述一个或更多个可疑通信链路。所述处理器和关联存储器确定在所述等待时段到期之前是否从与所述一个或更多个可疑通信链路关联的设备接收到确认所述一个或更多个可疑通信链路的预测损伤的故障通知。响应于确定在所述等待时段到期之前接收到所述故障通知，所述处理器和关联存储器建立从所述一个或更多个潜在备选数据路径中选择的要用于通过所述网络传输所述数据的特定数据路径来代替当前数据路径。响应于确定在等待时段到期之前没有接收到所述故障通知，保持所述当前数据路径不变。

在各种实施方式中，所述处理器和关联存储器通过向所述特定数据路径中包括的一个或更多个节点传输路由信息来建立所述特定数据路径。所述路由信息可以包括指示将由所述一个或更多个节点使用的特定通信链路的信息。

在一些实施方式中，所述处理器和关联存储器还用于通过以下方式建立当前数据路径：1)确定一个或更多个潜在当前数据路径中包括的第一节点，所述第一节点经由第一通信链路互相耦合；2)从所述网络分析引擎请求损伤验证，所述损伤验证指示所述第一通信链路是否预期保持无损伤；3)从所述分析引擎接收所述损伤验证；4)基于所述损伤验证，从所述一个或更多个潜在当前数据路径中选择当前数据路径；以及5)向所述当前数据路径中包括的第一节点的至少一个子集传输路由信息，所述路由信息包括指示待使用的当前第一通信链路的信息。

所述要求保护的网络控制器可以向网络分析引擎传输报告，所述报告包括指示由所述网络控制器响应于所述警告消息采取的动作的信息。

在一些实施方式中，所述网络控制器是网络的一部分，所述网络包括波长交换光网络(WSON)或频谱交换光网络(Spectrum Switched Optical Network，SSON)，所述数据路径是通过向与光复用段(OMS)链路关联的可重构光分插复用器(Reconfigurable OpticalAdd Drop Multiplexer，ROADM)或与光传输段(OTS)链路关联的光在线放大器(In-LineAmplifier，ILA)中的至少一个传输控制信号来建立的。虽然本文中阐述的示例是在WSON网络的上下文中提出的，但相同或类似的技术可以应用于SSON网络，并且使用WSON网络解释的任何示例都应理解为适用于固定网格网络和灵活网格网络。在一些这样的网络中，所述网络控制器向一个或更多个网络节点传输路径计算(path computation，PC)更新，所述PC更新包括指定所述网络控制器正在订阅的一个或更多个数据类型的信息。所述网络节点可以使用该信息生成信号质量报告，所述信号质量报告包括所述网络控制器订阅到的数据类型。所述网络控制器接收信号质量报告，并向分析引擎转发这些信号质量报告中包括的信息。各种实现方式包括在上文描述的网络控制器中使用的方法，以及包括经由光通信链路互相耦合的可重构光分插复用器(ROADM)的光通信网络和经由其它通信链路耦合到所述ROADM的软件定义网络(Software Defined Networking，SDN)控制器的光通信网络。所述SDN控制器用于通过控制ROADM的网络选路及波长分配(routing wavelength assignment，RWA)建立通过所述光通信网络的数据路径。

在各种实施方式中，所述SDN控制器还用于：1)从光网络分析引擎接收警告消息，所述警告消息包括标识当前数据路径中包括的一个或更多个光通信链路的预测损伤的信息；2)响应于所述警告消息，标识要用于通过所述网络传输所述数据的一个或更多个潜在备选数据路径，所述一个或更多个潜在备选数据路径不包括所述一个或更多个可疑通信链路；3)确定在等待时段到期之前是否从与所述一个或更多个可疑通信链路关联的设备接收到确认所述一个或更多个可疑通信链路的预测损伤的故障通知；以及4)响应于在所述等待时段到期之前接收到所述故障通知时，建立要用于通过所述网络传输所述数据的特定数据路径来代替当前数据路径，其中，所述特定数据路径是从所述一个或更多个潜在备选数据路径中选择的。

在一些实现方式中，SDN控制器通过向一个或更多个ROADM传输路由信息来建立特定数据路径，所述路由信息包括指示所述一个或更多个ROADM待使用的特定通信链路的信息。在一些实施方式中，SDN控制器还用于：通过向与光复用段(OMS)链路关联的可重构光分插复用器(ROADM)或与光传输段(OTS)链路关联的光在线放大器(ILA)中的至少一个传输控制信号，来建立特定数据路径。

SDN控制器可以通过以下方式建立当前数据路径：1)确定一个或更多个潜在当前数据路径中包括的第一ROADM，所述第一ROADM经由第一光通信链路互相耦合；2)从光网络分析引擎请求损伤验证，所述损伤验证指示第一光通信链路是否预期保持无损伤；3)从光网络分析引擎接收所述损伤验证；4)基于所述损伤验证，从所述一个或更多个潜在当前数据路径中选择所述当前数据路径；以及5)向所述当前数据路径中包括的第一ROADM的子集传输路由信息，其中，所述路由信息包括指示将由所述第一ROADM的子集使用的当前第一通信链路的信息。

在各种实现方式中，所述SDN控制器还可以向光网络分析引擎报告指示所述SDN控制器响应于所述警告消息采取的动作的信息。在一些实施方式中，所述SDN控制器还用于：通过向与光复用段(OMS)链路关联的可重构光分插复用器(ROADM)或与光传输段(OTS)链路关联的光在线放大器(ILA)中的至少一个传输控制信号，来建立所述特定数据路径。

所述SDN控制器还可以用于：向一个或更多个ROADM传输路径计算(PC)更新，所述PC更新包括指定所述SDN控制器正在订阅的一个或更多个数据类型的信息；从所述一个或更多个ROADM接收信号质量报告，所述信号质量报告包括所述SDN控制器订阅到的数据类型；以及向所述光网络分析引擎转发所述信号质量报告中包括的信息。

在一些实现方式中，所述光通信网络还包括：光网络分析引擎，用于从所述SDN控制器接收与链路状态关联的数据；维护与所述一个或更多个光链路关联的历史链路状态数据；基于所述历史链路状态数据，预测所述一个或更多个光链路的潜在受损光链路；以及向所述SDN控制器传输与所述潜在受损光链路关联的预测信息。

在一些这样的实施方式中，所述SDN控制器向光网络分析引擎传输损伤验证请求，从而请求所述分析引擎对通过所述光通信网络的一个或更多个潜在路径执行损伤验证。所述光网络分析引擎可以使用损伤验证消息回复所述SDN控制器，所述损伤验证消息包括指示所述一个或更多个潜在路径中包括的潜在受损光链路的信息。

除了执行所述验证请求外，所述光网络分析引擎可以向SDN控制器传输指示已预测到潜在受损光链路的警告，其中，所述警告与来自所述SDN控制器的请求无关。在一些这样的实施方式中，所述SDN控制器通过以下方式响应接收到警告：1)基于所述警告确定通过所述光通信网络的备选路径；2)从与所述潜在受损光链路关联的设备接收故障通知；3)指定通过所述光通信链路的备选路径之一作为选定备选路径；以及4)响应于接收到所述故障通知，建立所述选定备选路径。

在各种实现方式中，响应于确定在指定的等待时段期间未接收到故障通知，SDN控制器清除存储器中的备选路径。SDN控制器可以向光网络分析引擎报告由所述光网络分析引擎发送的警告是否对应于接收到的故障通知。

在各种实施方式中，潜在受损光链路可以包括光传输段(OTS)链路或光复用段(OMS)链路。

在一些实现方式中，所述SDN控制器向一个或更多个ROADM传输路径计算(PC)更新，所述PC更新包括指定SDN控制器正在订阅的一个或更多个数据类型的信息。所述ROADM可以向SDN控制器传输信号质量报告，其中，所述信号质量报告包括所述SDN控制器订阅到的数据类型。所述SDN控制器可以向所述光网络分析引擎转发所述信号质量报告中包括的信息，所述光网络分析引擎存储所述信号质量报告中包括的至少一部分信息，以用于预测潜在受损光链路。当标识潜在受损光链路时，所述光网络分析引擎可以向所述SDN控制器发送性能警告。

在一些实施方式中，响应于ROADM标识与所述一个或更多个光链路关联的故障，ROADM和/或在线放大器(ILA)可以向所述SDN控制器传输故障通知。所述性能警告可以包括等待时间，所述等待时间指示所述SDN控制器在响应于所述性能警告重新路由数据之前等待接收故障通知的持续时间。

附图说明

图1为根据本公开的各种实施方式的包括波长交换光网络(WSON)的系统的图。

图2为根据本公开的各种实施方式的采用基于路径计算单元(PCE)架构的多协议标记交换(MPLS)网络的图。

图3为根据本公开的各种实施方式的包括多个控制层的波长交换光网络(WSON)系统的图。

图4为根据本公开的各种实施方式的示出波长交换光网络(WSON)中的信息流和WSON的分层控制的图。

图5为根据本公开的各种实施方式的波长交换光网络(WSON)中的初始路径建立的图。

图6为根据本公开的各种实施方式的在波长交换光网络(WSON)中重路由光路的图。

图7为根据本公开的各种实施方式的控制数据路径以避免链路损伤的方法的流程图。

图8为根据本公开的各种实施方式的获取和使用与链路损伤相关的数据的方法的流程图。

图9为根据本公开的各种实施方式的从路径计算单元(PCE)传输到路径计算客户端(PCC)的路径计算(PC)更新消息的图，所述PC更新消息指示所述PCE正在订阅的数据类型。

图10为根据本公开的各种实施方式的从路径计算客户端(PCC)传输到路径计算单元(PCE)的路径计算(PC)报告消息的图，所述PC报告消息包括信号质量信息。

图11为根据本公开的各种实施方式的从路径计算客户端(PCC)传输到路径计算单元(PCE)的路径计算(PC)报告消息的图，所述PC报告消息包括故障通知。

图12为根据本公开的各种实施方式的从分析引擎传输到网络控制器的性能警告消息的图。

图13为根据本公开的各种实施方式的从网络控制器传输到分析引擎的性能报告消息的图，所述性能报告消息报告响应于性能警告消息而采取的动作。

图14为通用计算机系统的一个实施方式的示意图。

具体实施方式

图1示出了根据本公开的各种实施方式的包括波长交换光网络(WSON)的系统100。系统100包括WSON 110、控制面控制器120和路径计算单元(PCE)130，它们可以经由光信道、电信道或无线信道互相通信。WSON 110还包括经由光纤连接的多个网元(NE)112。光信号是通过光路传输通过WSON 110的，光路穿过NE 112中的一些。此外，NE 112中的一些，例如，位于WSON 110末端的NE 112，可以用于在来自外部源(未示出)的电信号和WSON 110使用的光信号之间转换。虽然WSON 110中示出了四个NE 112，但各种实施方式可以包括任意数量的NE 112。

由于通过WSON/SSON的光路实际上就是数据路径，因此本文所使用的术语“光路”与术语“数据路径”可互换使用。根据定义，非光网络不包括光路。然而，本文提出的示例主要是光网络，因此术语“光路”被频繁使用。应当理解，当将本文阐述的教导应用于非光网络时，并且没有光网络的任何特殊特征时，术语“光路”可以与术语“数据路径”互换。

WSON 110可以实施WDM以使用各种类型的光组件传输光信号，这些光组件包括有源组件、无源组件或者有源组件和无源组件的组合。例如，WSON 110可以包括光交叉连接(optical cross connect，OXC)(未示出)、光子交叉连接(photonic cross connect，PXC)(未示出)、可重构光分插复用器(reconfigurable optical add/drop multiplexer，ROADM)(参见图3)、波长选择开关(wavelength selective switch，WSS)(未示出)、固定光分插复用器(fixed optical add/drop multiplexer，FOADM)(未示出)等。WSON 110可以是远程网、城域网、接入网或使用光信号将数据从一个点传输到另一个点的任何其它类型的网络的一部分。

控制面控制器120可以协调WSON 110内的活动。具体地，控制面控制器120可以接收光连接请求，并经由多协议标记交换流量工程(MPLS-TE)或通用多协议标记交换(Generalized Multi-Protocol Label Switching，GMPLS)向WSON 110提供光路信令，从而协调和控制NE 112通过WSON 110路由数据信号。此外，控制面控制器120可以使用PCE通信协议(PCEP)与路径计算单元(PCE)130通信，以向PCE 130提供可用于路径计算的信息和/或从PCE 130接收路径计算并将所述路径计算转发至网元(NE)112。控制面控制器120可以位于WSON 110外部的组件(例如，外部服务器)中，也可以位于WSON 110内部的组件(例如，NE112)中。在一些实施方式中，控制面控制器120是PCE 130的特定实施例。

PCE 130可以执行WSON系统100的全部或部分路径计算。具体地，PCE 130可以确定通过WSON 110的标记交换路径(LSP)的路由。因此，PCE 130可以从控制面控制器120、从NE112或从控制面控制器120和NE 112两者接收要用于路径计算的路径计算约束。PCE130在计算光信号的路由(例如，光路)时可以使用路径计算约束。路径计算可以包括每个输入信号的至少一个路由，并且可选地包括与每个路由关联的至少一个波长。然后，PCE130可以将路径计算发送到控制面控制器120或直接发送到NE 112。为了在该过程中协助PCE 130，PCE130可以包括全局流量工程数据库(traffic-engineering database，TED)、路径计算信息数据库、光性能监测(optical performance monitor，OPM)、物理层约束(physical layerconstraint，PLC)信息数据库或其组合。PCE 130可以位于WSON 110外部的组件(例如，外部服务器)中，或者可以位于WSON 110内部的组件(例如，NE 112)中。

NE 112可以经由光纤互相耦合。光纤可用于建立光链路并在NE 112之间传输光信号。光纤可以包括如ITU-T标准G.652中定义的标准单模光纤(single mode fiber，SMF)、如ITU-T标准G.653中定义的色散位移SMF、如ITU-T标准G.654中定义的截止波长位移SMF(2008年9月18日)、如ITU-T标准G.655中定义的非零色散位移SMF、如ITU-T标准G.656中定义的宽带非零色散位移SMF或其组合。这些光纤类型可以通过它们的光学损伤特性来区分，这些特性诸如为衰减、色度色散、偏振模色散(polarization mode dispersion，PMD)、四波混合或其组合等。这些影响可能取决于波长、信道间隔、输入功率电平或其组合。光纤可用于传输WDM信号，例如如ITU-T G.694.2中定义的粗波WDM(course WDM，CWDM)信号或如ITU-T G.694.1中定义的密集WDM(dense WDM，DWDM)信号。本文描述的所有标准都是通过引用而并入的。

在一些实施方式中，PCE 130可以从路径计算客户端(PCC)接收路径计算请求。PCC可以是请求要由PCE 130执行的路径计算的任何客户端应用。PCC也可以是提出这种请求的任何网络组件，例如控制面控制器120，或任何NE 112，例如，ROADM或FOADM。通常，PCC使用PCEP或网络配置(network configuration，NetConf)协议与PCE 130通信，但也可以使用其它可接受的通信协议。

可能有多种类型的路径计算约束会影响路径计算。在一个实施方式中，路径计算约束包括光学质量约束。这些约束的示例包括光信噪比(optical signal to-noiseratio，OSNR)、放大器自激发射(amplifier spontaneous emission，ASE)、PMD、偏振相关损耗(polarization-dependent loss，PDL)、相干光串扰、非相干光串扰、有效通带、增益不均匀性、增益瞬变和色度色散。在一些实施方式中，路径计算约束可以被归类为线性约束，这是因为它们的影响与光信号功率无关，并且它们单独影响波长。替选地，路径计算约束可以被归类为非线性约束，这是因为它们的影响与光信号功率有关，在多个波长通道上产生色散，并在波长通道之间产生串扰。无论如何，路径计算约束被传输到PCE 130，使得PCE 130在计算信号通过WSON 100的路径时可以考虑这些路径计算约束。

图2示出了根据本公开的各种实施方式的采用基于路径计算单元(PCE)架构的多协议标记交换(MPLS)网络200。MPLS网络200包括多个网元(NE)，例如，路由器210a、210b、210c和210d，其中任何一个或所有网元都可以实现为可重构光分插复用器(ROADM)。虽然图2中仅示出了四个路由器210，但MPLS网络通常包括明显多于四个路由器210。每个路由器210通常也可以称为MPLS网络200中的一个节点或网元(NE)。

图2还示出了如何使用MPLS网络200将一个或更多个报文从第一设备202传输到第二设备204，这两个设备都通信地耦合到MPLS网络200。图2还示出了网络控制器212。网络控制器212通信地耦合到MPLS网络200中的每个路由器210，如虚线所示。例如，网络控制器212可以实现为用于执行各种控制路径和/或控制面功能的软件定义网络(software-definednetwork，SDN)控制器。

MPLS网络200的控制面是路由器架构的一部分，负责收集和传播稍后用于转发输入报文的信息。路由协议和标记分发协议是控制面的部分。控制面负责交换层3路由信息和标记。相比之下，MPLS网络的数据面负责基于标记和IP头来转发报文。数据面可以具有一个简单的转发引擎，该转发引擎维护标记转发信息库(Label Forwarding InformationBase，LFIB)和转发信息库(Forwarding Information Base，FIB)。LFIB是路由器用来通过网络转发标记报文的表格，FIB是路由器决定将流量转发到何处时查看的表。

如上所述，路由器210也可以称为MPLS网络200中的一个节点或网元(NE)。当MPLS网络200用于将一个或更多个报文从第一设备202传输到第二设备204时，路由器210a可以更具体称为入口路由器或入口节点，并且路由器210d可以更具体称为出口路由器或出口节点。甚至更具体地，入口路由器210a可以称为标记边缘路由器(Label Edge Router，LER)，其首先将报文封装在MPLS标记交换路径(LSP)内的路由器，其中，MPLS LSP本质上是MPLS网络中的一对路由器之间的单向通道。路由器210d可以更具体地称为出口路由器。路由器210b和路由器210c可以更具体地称为标记交换路由器(Label Switching Router，LSR)或中间节点，这两种路由器为在LSP的中间执行MPLS交换的路由器。路由器210d如上所述可以称为出口节点，其是LSP末端的最后一个路由器。入口路由器210a和出口路由器210d也是LSR，但可以通过将它们放置在MPLS网络的边缘来执行额外的功能。

在MPLS网络200包括WSON/SSON网络并且路由器210a、210b、210c和210d包括可重构光分插复用器(ROADM)的情况下，路由器210a、210b、210c和210d还可以执行在光网络环境中实现标记交换路由(Label Switched Routing，LSR)所需的各种光交换和电光转换功能。

接下来参考图3，将根据本公开的各种实施方式讨论包括多个控制层的波长交换光网络(WSON)系统300的图。系统300包括可重构光分插复用器(ROADM)320、网络控制器314、网络分析引擎316、ROADM 370和在线放大器(ILA)360。

ROADM 320包括设备控制器322、WDM滤波器324、WDM滤波器326、光开关328和329、转发器332、333和334以及升压放大器340。ROADM 320被示为包括耦合到接入网350的转发器332、333和334的边缘设备。但是，在ROADM不是边缘设备的一些实施方式中，转发器332、333和334可以是可选的。

首先考虑ROADM 320是边缘设备且接入网350是非光网络的操作示例，非光网络例如是使用除光以外的电磁信号来传输信息的电网络等。转发器332、333和334将来自接入网350的全双工电信号转换为全双工光信号以及将全双工光信号转换为全双工电信号。在一些实现方式中，转发器332、333和334可以被收发器取代，该收发器也将来自接入网350的电信号转换为全光信号，但不能执行光到光转换。

由转发器332、333和334产生的光信号通过光开关329路由到WDM滤波器326。设备控制器322控制光开关329将具有不同波长的多个光信号路由到WDM滤波器326，WDM滤波器326将多个光信号复用到单个物理光纤上。升压放大器340，顾名思义，对组合光信号进行升压，以便通过ILA 360将组合光信号传输到ROADM 370。

接下来考虑ROADM 320是边缘设备且接入网350是外部光网络的操作示例。在这种情况下，转发器332、333和334可以实现为光-电-光转发器，这些转发器将来自接入网350的光输入信号转换为电信号，生成输入信号的逻辑副本，并使用该信号驱动发射器产生新(或相同)波长的光信号，因此称为“光-电-光”。一旦由转发器332、333和334产生光信号，操作就与上面讨论的相同。

在网络内操作的示例中，例如，在ROADM 320不是边缘节点或设备的情况下，可以在ROADM 320的输入323处接收包括具有不同波长的多个光信号的组合光信号，并将其发送到WDM滤波器324，WDM滤波器324解复用组合光信号并通过光开关328路由不同波长。设备控制器322控制光开关328将各个光信号路由到光开关329或转发器332、333和334，这些转发器准备经由接入网350传输光信号。虽然未具体示出，但ROADM 320可以经由输入323光学耦合到另一个ROADM。

仍然参考图3，在各种实施方式中，WSON/SSON系统300的控制功能被划分在设备控制器322、网络控制器314和网络分析引擎316之间，设备控制器322、网络控制器314以及网络分析引擎316中的每一个主要负责实现三层分层控制面层310中的一层。

在各种实施方式中，设备控制器322实现第一层，在本文中称为设备级控制面层，其执行本地故障控制和管理。例如，如果设备控制器322感知到光复用段(OMS)媒体链路383或光传输段(OTS)链路381a的链路损伤，则设备控制器可以试图采取动作，以将损伤带来的影响降到最低。链路损伤的示例包括光纤断裂、光信噪比(optical signal-to-noiseratio，OSNR)过大、色度色散过多、偏振模色散过多和/或影响数据传输通过网络的质量或速度的其它线性或非线性现象。在一些情况下，损伤可能是由于信号幅度调制导致的光场强度的变化而造成的。信号引起的折射率波动会影响光信号的相位。在色散光纤中传输时，相位的波动会转化为强度变化，这可能会扭曲波形。

设备控制器322可以通过以下方式来标识链路损伤：从网络控制器314接收消息；从另一个设备(例如，ROADM 370中的对应设备控制器(未明确示出))接收通知消息；使用物理检测电路，例如，功率传感器；对从通过网络传输的报文进行采样的数据执行数据分析；或对沿着光路传输的信号执行相位分析和/或幅度分析。例如，可以测量用于在特定链路上传输数据的光功率电平，以确定链路损伤是否正在降低WDM滤波器324或WDM滤波器326处的信号质量，其中，损伤可能导致接收错误或传输错误。作为另一示例，可以测量光信噪比(OSNR)以确定OSNR是否小于获得目标误码率(bit error rate，BER)所需的阈值。

在一些情况下，设备控制器322可以确定WDM滤波器324或WDM滤波器326在信号频谱滤波期间引入了错误，或者光开关328或光开关329是否引入了噪声。类似地，如果设备控制器322确定升压放大器340处的光信号未受损，但该信号在其到达ILA 360或ROADM370中的一者时受损，则设备控制器322可以确定OTS链路381a、381b或381c中之一受损，和/或OMS媒体链路383受损。

网络控制器314实现第二控制面层，在本文中称为网络级控制面层，其包括网络级故障控制和管理。网络级故障控制和管理可以包括：选择和建立初始网络路径；从网元、节点和设备收集链路损伤信息；选择和建立备选网络路径；执行各种选路及波长分配(routing and wavelength assignment，RWA)功能等。有关RWA过程和WSON子系统及其属性的详细信息可参见，因特网工程任务组(Internet Engineering Task Force，IETF)请求注解6163(RFC6163)，DOI 10.17487/RFC6163，2011年4月，<https://www.rfc-editor.org/info/rfc6163>，标题为“Framework for GMPLS and Path Computation Element(PCE)Control of Wavelength Switched Optical Networks(WSONs)(波长交换光网络(WSON)的GMPLS和路径计算单元(PCE)控制框架)”，这一文档通过引用并入本文中。

在各种实施方式中，网络控制器314从网元ROADM 320、ROADM 370和ILA 360接收与本地链路(例如OTS链路381a至381c或OMS媒体链路383)的性能有关的信息。这些网元和其它网元单独地和组合地工作，以向网络控制器314提供链路性能/损伤/状态信息，网络控制器314可以直接使用这些信息来标识活动损伤并根据需要调整数据路径，和/或将链路性能/损伤/状态信息传递给网络分析引擎316，网络分析引擎316可以使用这些信息来确定预测的链路损伤。在一些实施方式中，网络控制器314还可以在两个节点或网元之间(例如，在升压放大器340和ILA360之间或在ROADM 320和ROADM 370之间)建立“段踪迹(sectiontrace)”(再生段开销标识符)。然而，在本文讨论的各种实施方式中，实际和预测的链路损伤的标识是基于由单独的网元报告给网络控制器314并被转发给网络分析引擎316的链路性能/损伤/状态信息进行的。

如本文所用，短语“链路性能信息”、“链路损伤信息”和“链路状态信息”可互换使用，并且应视为相同，除非上下文另有要求。例如，由于链路性能信息可以用于确定不存在链路损伤，因此关于非受损链路的链路性能信息仍然可以被认为包括链路损伤信息。在其它情况下，链路损伤信息可以指定一个或更多个特定损伤以及与这些损伤相关的定时信息。链路性能信息可以由网元定期发送，以响应查询或响应于活动链路损伤发生。以类似的方式，链路状态信息可以像“链路正常工作”或“链路不工作”一样简单，或者可以包括指定当前与链路关联的特定损伤的详细信息，或者包括一个或更多个链路性能参数，例如，与链路关联的OSNR、与链路关联的功率电平等。

网络分析引擎316可用于实现第三控制面层，在本文中称为分析控制面层。虽然网络分析引擎316被示为与网络控制器314分开的设备，但在至少一种实现方式中，网络控制器314包括网络分析引擎316，并且网络控制器314和网络分析引擎316两者都使用至少一些共享硬件组件实现。在至少一个实施方式中，网络分析引擎316是人工智能引擎，其被编程为通过维护每个网络链路的链路性能历史来预测即将发生的链路损伤。通过直接从一个或更多个网元(例如，ROADM 320、ILA 360和ROADM 370或其一些组合)接收链路性能/损伤/状态信息，可以基于由网络控制器314转发的链路性能信息、链路损伤信息和/或链路状态信息来构建该历史。

在各种实施方式中，从网元传输到网络控制器314的消息包括定时信息，该定时信息标识各种性能参数的时间、性能信息所应用于的链路和性能参数的来源。在一些情况下，这些消息还可以指定标识的损伤以及这些损伤发生的时间、损伤类型等。链路损伤的历史发生率可用于迭代地改进对链路损伤未来发生率的预测。

例如，可以设置50％的系统范围阈值，因此，如果特定链路在一周中的特定日期的特定时间中至少有50％的时间受到损伤，则将预测该链路的损伤。继续此示例，如果第一链路在周一晚上7:32仅40％的时间受到损伤，则对于该时间预测为没有受到损伤，但如果在周一晚上7:32有52％的时间报告了第二链路的损伤，则网络分析引擎316可以生成第二链路在下周一晚上7:32会受到损伤的预测。如果在没有发布预测的情况下，发生了第一链路的损伤，则基于在没有预测到损伤但实际损伤仍然发生的情况下将阈值减小10％的算法，用于预测损伤的阈值可以减小到例如45％等。

当然，上面的示例非常简单，并且可以使用比公开的算法复杂得多的算法，考虑多得多的变量和变量的组合，如损伤程度、数据速率、数据类型、数据源、数据目的地、光波长、损伤之间的时间、路径中包括的各种网元的硬件标识符、同一光纤上的其它网络流量、报告与所考虑链路相邻的网元正在处理的流量的数量或类型等。此外，可以在每个链路、每个光路、每个设备的设备基础或其它基础上建立预测阈值。

在各种实施方式中，设备控制器322、网络控制器314和网络分析引擎316可以互相合作，以执行在三层分层控制面层310的各种控制面层中使用的功能。例如，设备控制器322通过向网络控制器314传输链路状态消息来参与网络级控制面层和分析控制面层，网络控制器314向网络分析引擎316转发链路状态消息中包括的信息。网络控制器314使用由设备控制器322传输的链路状态信息以及来自其它网元的链路状态信息，来做出网络级路由决定，例如，标识和建立通过网络的数据路径。网络分析引擎316使用由设备控制器322提供的链路状态信息，来建立基于时间的链路历史，所述链路历史用于预期和预测每个链路级、每个光路级、网络范围级或其一些组合上的链路损伤。因此，当设备控制器322用于实现设备级控制面层时，设备控制器322还通过与网络控制器314和网络分析引擎316协作，参与实现网络级控制面层和分析控制面层。

网络控制器314通过向设备控制器322提供允许设备控制器322通过网络适当地路由特定波长的光的信息和控制信号来参与实现设备级控制面层。网络控制器314通过将从各种网元接收的链路状态信息转发到网络分析引擎316，并且通过使用从网络分析引擎316接收的预测信息来通知关于确定初始光路的路由决定并在一些情况下启动潜在备选光路的选择，来参与实现分析控制面层。此外，网络控制器314使用关于从设备控制器322和/或其它网元接收的实际链路损伤的信息，以验证实际上发生了由网络分析引擎316标识的预测的链路损伤。

类似地，网络分析引擎316通过以下方式参与实现设备级控制面层和网络级控制面层：通过评估设备级和网络级信息以预测可能需要网络控制器314进行的网络级动作以选择备选光路的链路损伤，以及/或者可以通过例如使用设备控制器322来增加升压放大器340的增益来在设备级解决的预测的链路损伤。

接下来参考图4，将根据本公开的各种实施方式讨论波长交换光网络(WSON)400的分层控制。WSON 400是一种损伤感知网络。WSON 400包括：网络控制器414，被示为软件定义网络(software-defined-network，SDN)控制器，也称为网络控制单元(network controlelement，NCE)或基于时间的网络控制单元(time-based network control element，NCE-T)；分析引擎416，也称为光人工智能(AI)分析引擎或基于云的网络控制单元(cloud basednetwork control element，NCE-Cloud)；以及可重构光分插复用器(ROADM)420、470和490。

可重构光分插复用器(ROADM)420、470和490经由光复用段(OMS)媒体链路483、493和光传输段(OTS)链路481、491互相连接，并且经由与用于数据路由的WSON 400的光学部分分开的信令网络、反向通道网络、控制网络或其它网络连接到网络控制器414。这个单独的信令网络可以包括光链路和协议以及非光链路和协议中的一者或两者。例如，信令网络可以包括非光网络，即使用除了光以外的电磁信号来传输信息的电网络。这种非光通信网络可以包括使用各个设备之间的对等通信链路的专用反向通道网络、传输控制协议/互联网协议(Transmission Control Protocol/Internet Protocol，TCP/IP)网络、局域网、广域网、个人局域网或其一些组合。信令网络可以使用各个设备支持的各种网络协议中的任何一种，例如以太网、令牌环、光纤分布式数据接口(Fiber Distributed Data Interface，FDDI)等。信令网络可以使用无线通信信道、有线通信信道、光通信信道或其一些组合。在一些实施方式中，ROADM 420、470和490经由光链路互相连接，以通过WSON 400移动数据，并且经由信令链路、反向通道链路或控制链路(未示出)相互连接，以传输控制信息或其它信息。

在各种实现方式中，每个ROADM都包括一个设备控制器，ROADM 420包括设备控制器422，ROADM 470包括设备控制器472，ROADM 490包括设备控制器492。设备控制器422、472和492为它们各自的ROADM 420、470和490提供控制功能，从而使每个ROADM在网络控制器414的控制下路由光信号，并使每个ROADM与网络控制器414和分析引擎416协作来实现WSON400的多层分层控制。

例如，设备控制器422、472和492获得本地链路的链路状态，并将链路状态信息传递给网络控制器414，网络控制器414又将链路状态信息提供给分析引擎416。在至少一个实施方式中，术语“本地链路”是指将一个设备连接到另一个设备的输入链路和输出链路。在一些这样的实施方式中，由于连接两个ROADM的通信链路用作一个ROADM的输出路径和另一个ROADM的输入路径，所以该链路被认为是两个ROADM的本地链路。如图4所示，OTS链路481和OMS链路483是ROADM 420和ROADM 470的本地链路，而OTS链路491和OMS链路493是ROADM470和ROADM 490的本地链路。在一些实现方式中，输入链路或输出链路可以被认为是用于监控和报告目的的本地链路。

在一些实施方式中，在线放大器461、462、463和464能够向网络控制器414报告链路状态。在一些这样的实施方式中，在线放大器461和在线放大器462之间的通信链路除了被认为是ROADM 420和ROADM 470的本地链路外，还被认为是这两个在线放大器的本地链路。在一些实现方式中，尤其是在在线放大器具有有限的报告能力的情况下，在线放大器不向网络控制器414报告链路状态；相反，两个在线放大器之间的链路的链路状态由ROADM或包括设备控制器的其它设备报告给网络控制器414。

每个设备控制器或其关联的ROADM可以包括用于存储与该设备控制器的本地链路关联的链路状态的本地存储。例如，OTS链路481和OMS链路483是设备控制器422的本地链路。与OTS链路481的状态关联的信息可以存储在本地OTS数据库425中，并且OMS链路483的状态可以存储在本地OMS数据库423中。本地OTS数据库425和本地OMS数据库423可以单独维护，也可以作为单个单元维护。在一些实施方式中，这些数据库可以是相对复杂的关系数据库、链表、以基于接收数据的时间的顺序存储的先进先出(first-in-first out，FIFO)或先进后出(first-in-last-out，FILO)数据队列。在各种实施方式中，链路状态信息可以根据每个链路组织，使得特定链路的所有状态信息被分组在一起；根据每个状态组织，使得遇到相同或类似问题的所有链路被分组在一起；根据发生时间组织，使得与特定时间帧关联的所有链路状态存储在一起；或根据一些其它合适的情况组织。

如本文所用，术语“链路状态(link status/link state)”可互换使用，并且除非上下文另有要求，否则应理解为同义词。在本地OTS数据库425和/或本地OMS数据库423中维护的链路状态信息包括但不限于以下一个或更多个：源节点标识符、目的节点标识符；信道频率；OMS级选路及波长分配(RWA)可用性、与OMS级链路状态关联的时间；与OTS级链路状态关联的时间；链路标识符、链路类型标识符、指示链路状态是应用在信道级还是光纤级的信息；与信号质量或损伤关联的信息，例如，链路总功率、光信噪比(Optical Signal toNoise Ratio，OSNR)、偏振模色散(PMD)、误码率(BER)或质量因子(quality factor，Q-Factor)。

在各种实施方式中，除了将链路状态信息存储在本地OTS数据库425和本地OMS数据库423中之外，设备控制器422还响应于检测到信号质量下降，而触发到网络控制器414的本地级故障报告。在一些实施方式中，报告可以响应于请求基于时间表或其一些组合定期发送，而不是仅在因信号质量下降而触发时发送报告。设备控制器472和492以类似于设备控制器422的方式工作，但相对于不同的本地链路。

网络控制器414从ROADM 420、ROADM 470和490接收链路状态信息，收集和处理链路状态信息以协助实现WSON 400的多层分层控制，并将链路状态信息报告给分析引擎416。网络控制器414还维护全网选路及波长分配(RWA)信息，并使用RWA信息生成通过WSON 400的初始和修改的端到端路径。网络控制器414向WSON中包括的各种设备传输控制信号，包括指示这些设备如何通过WSON 400路由数据的ROADM 420、470和490。

网络控制器414将来自设备控制器422、472和492的报告中接收的链路状态信息存储在本地可访问的存储器(例如，全局RWA数据库415和全局OMS数据库417)中。网络控制器414还可以将与光传输段(OTS)链路状态有关的信息存储在单独的数据库(未示出)中。全局RWA数据库415和全局OMS数据库417也可以以各种数据结构实现，类似于本地OTS数据库425和本地OMS数据库423。在一些实施方式中，使用单个数据库来存储与全局RWA链路状态、全局OMS链路状态和全局OTS链路状态相关的信息，而不是使用单独的数据库。在一些实施方式中，与选路及波长分配(RWA)相关的信息可以与与光复用段(OMS)媒体链路损伤相关的信息分开存储。无论信息如何存储，网络控制器414都使用RWA和链路状态信息来标识通过WSON/SSON的潜在路径，标识已建立或潜在网络路径中的当前损伤，从潜在路径中选择初始和修改的网络路径，将数据和其它控制信号传输到网元，例如，ROADM 420、470和490，以建立所选的初始和修改的网络路径。

在至少一个实施方式中，网络控制器414与分析引擎416协作，以选择用于实现的潜在路径。这种协作可以包括：向标识潜在路径中包括的链路的分析引擎发送报告；从分析引擎416接收关于所标识链路的潜在损伤的信息；以及基于存储在全局OMS数据库417中的当前损伤信息、分析引擎416证明的信息中标识的潜在损伤和全局RWA数据库415中包括的RWA信息，选择特定链路。

分析引擎416保持历史OMS和OTS数据，用于对链路状态数据进行基于时间的分析以预测信号质量下降。历史OMS和OTS数据可以从网络控制器414接收，并存储在全局、基于时间的OMS数据库405和/或全局、基于时间的OTS数据库407中。

当分析引擎416预测到OMS链路或OTS链路会受到损伤时，或者如果分析引擎416标识出信号质量的下降量不足够大到触发错误报告阈值，但是仍然大于低于基于信号质量的历史分析的预期信号质量的阈值量，分析引擎416可以向网络控制器414传输损伤警报或告警。损伤警报可以触发网络控制器重新配置和重新路由已建立的通过WSON 400的光路。在一些实施方式中，来自分析引擎416的损伤警报使得网络控制器414生成避免预测的链路损伤的多个潜在替代路径。但是，除非从ROADM 420、470或490接收到实际链路损伤的确认，否则网络控制器414不能重新路由数据。

在其它实施方式中，例如，在损伤警报是以基于历史分析标识的信号下降为基础的情况下，或在损伤被预测但没有如预测的那样发生的情况下，网络控制器414在选择通过WSON400的未来光路时可以考虑该信息，即使当前光路没有响应于损伤警报而改变。

分析引擎416可以使用一个或更多个处理设备实现为基于云的服务。在其它实现方式中，分析引擎416包括在网络控制器414中，或者实现为独立服务器或其它联网设备。

接下来参考图5，将根据本公开的各种实施方式讨论建立或调配通过波长交换光网络(WSON)500的路径505等初始光路。建立初始路径505可以以网络控制器514从期望通过WSON 500传输数据的设备接收服务请求510开始。服务请求510可以包括标识请求源、待传输数据的类型、与请求关联的服务质量参数等的信息。尽管未具体示出，但是网络控制器514可以传输对服务请求的响应，其中，响应包括标识到WSON 500的入口节点的信息，以及与光信号兼容性相关的信息，例如，支持的前向纠错(forward error correction，FEC)模式、支持的调制格式等。

响应于接收到服务请求，网络控制器514应用RWA算法来确定没有当前损伤的通过WSON 500的可行端到端路径。可以选择这些RWA算法实现，例如，通过WSON 500的最小跃迁时间、沿着光路的最小频率变化数量、最小节点数量、可用物理资源的最大使用量(例如，最大化通过特定光纤束传输的光频率的数量)、最小传输成本、与要沿着路径传输的数据关联的服务质量(quality of service，QoS)要求的满意度等。本文公开的技术与各种已知的RWA算法兼容，这些RWA算法可以根据本文阐述的教导进行修改，或与本文公开的各种技术结合使用。因此，例如，如果网络控制器514确定不存在当前链路损伤，则可以基于一个或更多个RWA算法的应用选择三个可行的光路：路径505、路径506或路径508。

可行光路的数量可以被限制为满足一个或更多个网络优化或使用要求的潜在光路的子集，被限制为固定数目的潜在光路，被限制为可以使用最大量的计算资源确定的光路的数目，等等。在一些实施方式中，最初考虑所有潜在光路，然后基于一个或更多个可行性标准减少光路，这些可行性标准例如为经由路径的传输时间长度、路径中的节点数目、使用路径所需的计算资源等。在一些实施方式中，一旦已经从所有潜在光路中选择了可行光路，则将可行光路称为潜在光路，这与非可行光路相反，非可行光路不再是潜在光路。通常，本文所使用的术语“潜在”路径是指尚未被选择建立以用于通过WSON 500传输数据的“可行”路径。

一旦网络控制器514确定了一组潜在光路，网络控制器将损伤验证请求530传输到分析引擎516。损伤验证请求530可以请求分析引擎516根据每个路径、每个段或每个链路执行验证。在一些实施方式中，根据每个路径执行验证导致分析引擎516使用指示沿该路径的至少一个链路被预测会受到损伤但不标识受损链路的损伤验证550回复网络控制器514。根据每个段执行验证，其中，一个段包括多个链路但不是整个端到端路径，使分析引擎516使用指示该段中包括的至少一个链路被预测会受到损伤但不标识受损链路的损伤验证550回复网络控制器514。根据每个链路执行验证使分析引擎516使用指示特定链路被预测会受到损伤但与路径或路径段无关的损伤验证550回复网络控制器514。

所执行的验证类型可以影响从网络控制器514传输到分析引擎516的信息，并且在某些情况下可以减少在网络控制器514和分析引擎516之间传输重复项目的需要。例如，当要根据每个路径执行损伤验证时，路径标识符连同标识该路径中每个链路的信息一起被发送到分析引擎516，分析引擎516测试每个链路的潜在损伤，并通知网络控制器514，如果该路径中的任何链路被预测会受到损伤，则所标识的路径被预测会受到损伤。在一些实现方式中，除了通知网络控制器514沿该路径的某个地方预测到损伤之外，分析引擎516还可以提供标识与预测损伤关联的特定链路的信息。在一些这样的实施方式中，还可以将损害类型和严重程度指示符提供给网络控制器514。

如果根据每个链路请求损伤验证，则网络控制器514可以列出所有潜在路径中包括的所有链路，并将链路列表发送到分析引擎516。分析引擎516可以使用损伤验证550回复网络控制器514，损伤验证550指定每个链路的损伤预测结果。网络控制器514可以应用损伤验证550中包括的链路损伤预测来选择要建立的潜在路径之一。

响应于从分析引擎516接收到损伤验证550，网络控制器514选择潜在路径(例如，要建立的路径505、506和508)中的最佳路径。在图5所示的示例中，路径505被选择为最佳路径。可以通过从考虑为最佳路径的路径之中删除包括预测会受到损伤的链路的任何潜在路径然后从剩余的潜在路径中选择最佳路径来进行选择。替选地，可以将预测会受到损伤的链路最少的潜在路径选择为最佳路径，可以将预测损伤数目最少的潜在路径选择为最佳路径，可以将预测损伤最不严重的潜在路径选择为最佳路径，等等。

在一些实现方式中，可以将加权因子应用于各种因子，并且可以基于一些因子的加权组合来选择最佳路径。例如，可以由网络控制器514基于QoS对潜在路径进行排序，并且可以按照损伤对QoS的可能影响为损伤分配权重。在预测特定路径中的多个链路会受到损伤的情况下，可以应用加权乘数。因此，在一个示例中，假设没有损伤，路径506按照QoS可以排名最高，假设没有损伤，路径505按照QoS可以排名最低。但是，如果506具有预测会受到将严重影响沿路径506的QoS的损伤的单个链路，则路径506的排名可能低于路径505的排名。

在其它示例中，路径505可以是唯一没有预测会受到损伤的链路的潜在路径。在又一个示例中，当通过WSON 500的传输时间被认为是选择最佳路径的最关键因素时，路径505可以具有预测会受到损伤的多个链路，并且路径508可以不具有预测会受到损伤的链路。但是，如果为包括在路径505中的链路预测的损伤对通过网络的传输时间具有最小的影响，则在路径505即使具有损伤，也提供比没有损伤的路径508更快的传输时间，路径505仍然可以被认为是最佳路径。可以根据本文所述的教导建立其它示例性实现方式。

一旦网络控制器514确定路径505是最佳路径，则网络控制器514通过将光路建立信息560发送到ROADM 571、573、575、577和579中包括的控制器572、574、576、578和580来建立路径505。光路建立信息560可以包括控制信号、RWA信息和/或用于调配或建立路径505的其它信息。

接下来参考图6，将根据本公开的各种实施方式讨论对通过波长交换光网络(WSON)600的已建立光路进行重新路由。下面的讨论假设之前已经建立了通过WSON 600的初始光路605。虽然可以使用图5公开的技术执行光路605的初始建立，但如本文所述，对已经建立的路径进行重新路由并不要求使用任何特定技术来建立已经建立的路径。

如图6所示，分析引擎616预测光链路602在估计的时间会受到损伤。估计时间可以是精确时间或时间范围，并且可以精确到一个月、一周、一天、一个小时、一秒或这些时间段中的任何一部分。因此，估计时间可以指示光链路602被预测会在2040年1月1日上午1:01:15和上午1:01:16之间、当天下午5:00和下午6:01之间等受到损伤。

可以基于由网元例如ROADM 674、673、675、677和679向网络控制器614报告并转发到分析引擎616的历史链路状态信息来执行确定光链路602被预测会受到损伤。通常，每个网元向网络控制器614报告链路状态和关联时间。由网元向网络控制器614报告的时间可以表示发生损伤的时间、报告损伤的时间等。

可以定期、响应于网络控制器614的查询、基于调度、响应于网元检测到损伤或被告知损伤等，向网络控制器614报告本地链路状态。网络控制器614可以在接收到时、基于调度、定期、响应于分析引擎的查询、响应于来自网元的故障通知等，向分析引擎616提供从网元接收的信息。

分析引擎616可以分析历史链路状态，包括与和特定链路关联的损伤有关的信息、与损伤关联的时间、在损伤期间正在传输的数据的特征等，以预测特定链路的未来损伤，包括预测的损伤时间。在至少一些实施方式中，如果链路受到损伤的可能性超过阈值，则分析引擎616可以向网络控制器614发出警告消息630。在一些实现方式中，分析引擎可以维护将特定链路与当前使用的光路关联的信息，这样使警告仅在当前使用预测会受到损伤的链路时发出警告。在其它实施方式中，无论当前使用的是否是预测会受到损伤的链路，都可以发出警告。在至少一些实施方式中，当分析引擎616发出警告时，警告消息630包括等待时间“T”。等待时间指示网络控制器614在调配新路径以通过WSON 600重新路由数据之前等待指定的时间间隔。警告消息630可以指定或者可以不指定预测的损伤时间，而是可以由分析引擎616在预测的损伤时间之前发出，其中，等待时间“T”被选择成考虑到预测的损伤时间。

响应于从分析引擎616接收到警告消息630，网络控制器614计算避免被预测会受到损伤的链路的一个或更多个备选光路。例如，如果当前使用的是光路605，并且警告消息630指示链路602被预测会受到损伤，由于光路609避免使用链路602，因此分析引擎616可以选择光路609作为备选光路。

然而，此时，即使已经选择了光路609，网络控制器614仍然还未将数据从光路605重新路由到光路609。相反，网络控制器614在将数据从光路605重新路由到光路609之前等待确认预测的链路损伤。在至少一个实施方式中，可以从网元以故障通知的形式接收到对预测的链路损伤的确认。如果在警告消息630指定的等待时段内没有收到故障通知，则不调配光路609，数据继续通过WSON 600在光路605上传输，并且可以删除任何潜在的备选路径，或清除(flush)网络控制器614的存储器中的任何潜在的备选路径。然而，如果在警告消息630中指定的等待时段内接收到对预测的链路损伤的确认，则数据从光路605重新路由到光路609。通过预先选择通过WSON/SSON的备选路径，可以减小发生的链路损伤的影响。

网络控制器614可以发送结果报告650以报告响应于警告消息630所采取的动作。例如，如果由于预测的链路损伤没有发生而没有采取任何动作，则该信息可以包括在结果报告650中。类似地，如果预测的链路损伤发生在等待时段内，结果报告650也可以包括该信息。结果报告650中包括的其它信息可以包括发送故障通知的网元的标识、报告的损伤的实际时间、相对于等待时段的损伤时间等。分析引擎616可以将结果报告650中包括的信息存储为历史数据，并在未来损伤预测中使用该数据。

考虑以下示例。数据经由光路605传输通过WSON 600。分析引擎616预测链路602的损伤，并向网络控制器614传输包括链路损伤预测和等待时间的警告消息630。网络控制器614选择光路609作为通过WSON 600的潜在备选路径，并启动计时器(未示出)以跟踪等待时段。在等待时段到期之前，如计时器所示，ROADM 673检测到链路602中的损伤，并传输故障通知640以通知网络控制器614链路602的损伤已经发生。网络控制器向ROADM671、673、675、677和679传输光路重新路由的指令，以建立或调配光路609，并沿着光路609而不是光路605重新路由数据。网络控制器传输结果报告650以通知分析引擎616预测的链路损伤发生在等待时段内。在一些实施方式中，标识备选数据路径(这种情况是光路609)的信息也可以在结果报告650中发送到分析引擎616。

接下来参考图7，将根据本公开的各种实施方式讨论控制数据路径以避免链路损伤的方法700。如框705所示，确定通过网络的潜在数据路径。所述确定可以作为初始路径建立流程的一部分由网络控制器执行。

如框710所示，在潜在数据路径上执行损伤验证。所述损伤验证可以由选择潜在数据路径的同一设备执行，或者可以由以分析历史链路损伤和性能信息为任务的另一个设备执行。在一些实施方式中，损伤验证包括当前链路损伤和预测的链路损伤。基于损伤验证，选择潜在数据路径中的一个作为优选路径，如框715所示。如框720所示，调配或建立优选路径。

如框725所示，接收指示优选路径中包括的链路的潜在损伤或预测损伤的警告。所述警告可以由用于执行框710中的损伤验证的同一设备生成，但对于损伤验证和警告生成可以使用不同的标准。例如，损伤验证可以使用比警告阈值更严格或更不严格的包含阈值。

响应于接收到警告，在预期发生预测的链路损伤的情况下确定潜在备选路径，如框730所示，并且等待时段开始。如框735所示，做出在等待时段期间是否接收到故障通知的决定。故障通知指示在等待时段期间发生了实际的链路损伤。

如框740所示，如果在等待时段期间发生实际的链路损伤，则建立潜在备选路径之一，并将数据从优选路径重新路由到刚刚建立路径的备选路径。然而，如果在等待时段期间没有接收到故障通知，则丢弃潜在备选路径，如框745所示。

如框750所示，报告因警告而采取的动作，以便它们可以用于通知未来的决定，以生成和发送预测的链路损伤警告。

接下来参考图8，将根据本公开的各种实施方式讨论获得和使用与链路损伤相关的数据的方法800。如框805所示，网络控制器向各种节点或网元订阅，以接收与这些节点的本地链路的状态相关的数据。网络节点可以订阅以从能够提供该类型信息的所有网络节点接收相同类型的数据，或者订阅可以因节点而异。例如，网络控制器可以订阅，以被提供来自第一网络节点的第一类型数据，以及被提供来自第二网络节点的第二不同类型数据。

在各种实施方式中，订阅可以经由反向通道链路或控制链路执行，节点也使用反向通道链路或控制链路从网络控制器接收RWA信息。订阅还可以包括指示网元关于将与本地链路状态相关的信息发送到网络控制器的情况。

如框810所示，网络节点向网络控制器传输链路质量报告。在一些实施方式中，故障通知是链路质量报告的专用实例。链路质量报告提供与特定网元的本地链路相关的链路状态信息，以及与报告的链路状态关联的时间。例如，每个网元(例如，ROADM)获取关于其本地链路的链路状态信息，包括链路损伤和链路受到损伤的时间。当存储的链路状态信息的质量达到阈值水平时，当链路状态信息指示损伤满足损伤通知阈值时，或这些情况的一些组合，所述链路状态信息可以插入到链路质量报告中并定期、响应于查询传输到网络。在一些实施方式中，在链路状态信息变得可用后的第一次传输机会，传输链路质量报告。

本地链路状态信息可以由每个网元基于所传输的数据信号的测量结果(例如，信号强度、误码率、相位色散或失真等)来确定。在一些情况下，测试信号可以由上游网元传输，由下游网元评估，并将结果报告给上游网元。然后，上游网元可以将结果报告给网络控制器。在一些实现方式中，可以基于反射功率测量、下游节点处缺乏数据接收等来检测传输介质中的物理中断。在一些情况下，重复的功率增加命令可以是链路受损的一种指示。在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以使用用于检测和评估链路状态的其它技术。

如框815所示，网络控制器从网元接收链路质量报告，有时被称为本地链路质量报告，并将该信息提供给分析引擎。分析引擎可以是网络控制器的一部分，或被实施为在单独的物理设备上的服务或模块。网络控制器可以通过以下方式向分析引擎提供本地链路质量报告中包括的消息：将本地链路质量报告转发至分析引擎；或者通过从本地链路质量报告中提取信息并且在第二链路质量报告(有时也称为网络链路质量报告)中向分析引擎发送本地链路状态信息。应注意，除非另有说明，术语“链路质量报告”包括本地链路质量报告和网络链路质量报告。

在各种实施方式中，网络控制器可以将来自多个不同网元的多个本地链路质量报告中包括的信息聚合到组合的网络链路质量报告中。网络控制器可以在任何或所有本地链路质量报告中选择少于所有信息的信息，并且也可以在网络链路质量报告中插入附加信息。在一些实施方式中，发送到分析引擎的链路质量报告可以但不需要包括与整个光路或光路段相关的信息，而在其它实施方式中，发送到分析引擎的每个链路质量报告包括与单个链路相关的信息。

如框820所示，分析引擎基于对从网络控制器接收的链路质量报告中包括的信息的分析来标识潜在链路损伤。各种实施方式可以基于链路质量报告中包括的链路状态的历史分析使用人工智能(AI)算法。潜在链路损伤的标识包括估计预计发生预测损伤的时间或时间范围。估计潜在链路损伤发生的时间可以包括分析当前网络条件，并将当前网络条件与发生链路损伤的先前条件进行比较。

在一些情况下，可以基于在类似网络条件下第一链路的先前损伤来预测第二链路的损伤。例如，如果第一链路在第一链路的功率电平增大到第一阈值以上后受到损伤120ms，则分析引擎可以标识第二链路的当前功率电平的趋势，该趋势会导致第二链路的功率电平在30秒内超过阈值。基于趋势估计，分析引擎可以估计第二链路会受到损伤30秒加120ms。

如框825所示，响应于标识潜在链路损伤，分析引擎在警告消息中向网络控制器通知潜在链路损伤。警告消息可以包括根据由分析引擎确定的链路损伤的估计时间设置的等待时段。已经参考图7讨论了网络控制器对警告消息的响应。

接下来参考图9，将根据本公开的各种实施方式讨论指示所订阅数据类型的路径计算(PC)更新消息900。在各种实施方式中，PC更新消息900从路径计算单元(PCE)传输到路径计算客户端(PCC)，并且指示PCE正在订阅的数据类型。在图9中，网络控制器914是PCE，而ROADM 971是PCC。

PC更新消息900包括链路类型字段902，在本示例中由2位组成。在所示的示例中，链路类型字段902标识链路级，其中，二进制值(00)指示OTS链路，并且二进制值(11)指示OMS链路。保留二进制值(10)和(11)供将来使用。

PC更新消息900还包括1位信道级字段904，信道级字段904标识链路状态数据是光信道(λ)级还是光纤级：C＝0：光纤级；C＝1：光信道级。

PC更新消息900还包括16位信号质量类型字段906。信号质量类型字段906标识信号质量数据(即，损伤相关数据)的类型。当信道级字段904设置为0时，信号质量类型字段中的值1指示总功率，值2指示光信噪比(OSNR)，值3指示色度色散(chromatic dispersion，CD)，值4指示偏振模色散(PMD)，并且值5指示最大值(保留908)。

质量类型字段906的值在信道级字段904设置为1时和信道级字段904设置为0时解释不同。例如，信道级字段904设置为1，信号质量类型字段中的值1指示信道功率，值2指示光信噪比(OSNR)，值3指示色度色散(CD)，值4指示偏振模色散(PMD)，而值5指示误码率(BER)，值6指示Q因子，以及值7指示最大值(保留)。

接下来参考图10，将根据本公开的各种实施方式讨论报告链路状态数据的路径计算(PC)报告消息1000。在各种实施方式中，PC报告消息1000从路径计算客户端(PCC)传输到路径计算单元(PCE)，并包括信号质量信息。在图10中，网络控制器1014是PCE，而ROADM1071是PCC。

PC报告消息1000包括16位源节点ID字段1022，源节点ID字段1022标识与报告关联的节点。与报告关联的节点可以是传输报告的相同节点。在一些实施方式中，一个节点可以代表另一个节点传输PC报告消息，在这种情况下，与报告关联的节点是代表其传输报告的节点。在一些实施方式中，节点可以是ROADM、在线放大器(ILA)等。

PC报告消息1000还包括16位目的地节点ID字段1024，目的地节点ID字段1024标识与报告关联的目的地节点。包括32位参考时间字段1026以标识TLV报告的时间参考，时间参考可以是但不限于格林尼治标准时间(Greenwich Mean Time，GMT)或协调世界时(coordinated universal time，UTC)。术语“TLV”是指稳定的、开放式最短路径优先(openshortest path first，OSPF)流量工程(traffic engineering，TE)节点互联网协议(internet protocol，IP)地址，当与关联的OSPF TE节点存在IP连接时，该地址始终可访问。术语“TLV”有时用作关联的OSPF TE节点(而不是节点的地址)的简写参考。

PC报告消息1000还包括标识链路级的2位链路类型字段1002，其中，二进制值(00)指示OTS链路，并且二进制值(11)指示OMS链路。保留二进制值(10)和(11)供将来使用。

PC报告消息1000还包括1位信道级字段1004，信道级字段1004标识链路状态数据是光信道(λ)级还是光纤级：C＝0：光纤级；C＝1：光信道级。16位信号质量类型字段1006标识损伤相关数据的类型，例如，信号质量类型。13位单位字段1008指示存储在信号质量值字段1010中的值的单位。

当信道级字段1004的值为0且信号质量类型字段1006的值为1时，信号质量类型为总功率，并且单位字段1008中的值被解释为分贝毫瓦(dBm)。当信道级字段1004的值为0且信号质量类型字段1006的值为2时，信号质量类型为OSNR，并且单位字段1008中的值被解释为分贝(db)。当信道级字段1004的值为0且信号质量类型字段1006的值为3时，信号质量类型为CD，并且单位字段1008中的值被解释为相移(ps)/纳米(nm)。当信道级字段1004的值为0且信号质量类型字段1006的值为4时，信号质量类型为PMD，并且单位字段1008中的值被解释为相移(ps)。当信道级字段1004的值为0时，保留信号质量类型字段1006的值5(最大值)。

当信道级字段1004的值为1且信号质量类型字段1006的值为1时，信号质量类型为信道功率，并且单位字段1008中的值被解释为dBm。当信道级字段1004的值为1且信号质量类型字段1006的值为2时，信号质量类型为OSNR，并且单位字段1008中的值被解释为db。当信道级字段1004的值为1且信号质量类型字段1006的值为3时，信号质量类型为CD，并且单位字段1008中的值被解释为ps/nm。当信道级字段1004的值为1且信号质量类型字段1006的值为4时，信号质量类型为PMD，并且单位字段1008中的值被解释为ps。当信道级字段1004的值为1且信号质量类型字段1006的值为5时，信号质量类型为BER，并且单位字段1008中的值被解释为速率。当信道级字段1004的值为1且信号质量类型字段1006的值为6时，信号质量类型为Q因子，并且单位字段1008中的值被解释为无单位。当信道级字段1004的值为1时，保留信号质量类型字段1006的值7(最大值)。

在所示的实施方式中，信号质量值字段1010是32位并且指示信号质量类型的值。信道频率字段1012为32位并且指示信号质量类型/值的光信道频率。当信道级字段1004设置为1时，信道频率字段1012适用。

接下来参考图11，将根据本公开的各种实施方式讨论提供故障通知的路径计算(PC)报告消息1100。在各种实施方式中，PC报告消息1100从路径计算客户端(PCC)传输到路径计算单元(PCE)，并包括故障通知。在图11中，网络控制器1114是PCE，而ROADM1171是PCC。

源节点ID字段1122为16位并标识与故障关联的源节点。目的地节点ID字段1124为16位并标识与故障关联的目的地节点。参考时间字段1126为32位并标识TLV报告的时间参考，在至少一个实施方式中，该时间参考是GMT或UTC。链路类型字段1102是标识与故障关联的链路级的2位字段。在至少一个实施方式中，二进制值(00)指示OTS链路，并且二进制值(01)指示OMS链路。保留二进制值(10)和(11)供将来使用。

故障类型字段1130为30位并标识故障类型。例如，值1可用于指示电力故障，并且值2可用于指示OSNR故障。在至少一个实施方式中，保留最大值3。信号质量值字段1110为32位并指示与故障类型关联的信号质量值。

接下来参考图12，将根据本公开的各种实施方式讨论性能警告消息1200。在各种实施方式中，性能警告消息1200从分析引擎1216传输到网络控制器1214。

源节点ID字段1222为16位并标识与性能下降警告或损伤警告关联的源节点。目的地节点ID字段1224为16位并标识与性能下降警告或损伤警告关联的目的地节点。报告参考ID字段1225是32位字段，其标识警告实例以允许跟踪，并提供可用于将性能报告消息与警告消息匹配的值。报告时间字段1226为32位并包括正在进行的报告的参考时间。保持时间字段1227为32位并指示重新路由的激活被保持的等待持续时间。链路类型字段1202是标识与故障关联的链路级的2位字段。在至少一个实施方式中，二进制值(00)指示OTS链路，并且二进制值(01)指示OMS链路。保留二进制值(10)和(11)供将来使用。故障类型字段1230标识警告指示的故障类型。在至少一个实施方式中，值1指示电力故障，并且值2指示OSNR故障。保留值3(最大值)供将来使用。

接下来参考图13，将根据本公开的各种实施方式讨论性能报告消息1300。在各种实施方式中，性能警告消息1300从网络控制器1314传输到分析引擎1316，并用于报告响应于性能警告消息而采取的动作。

源节点ID字段1322为16位并标识与性能下降警告或损伤警告关联的源节点。目的地节点ID字段1324为16位并标识与性能下降警告或损伤警告关联的目的地节点。报告参考ID字段1325是32位字段，其标识对应警告消息中包括的报告参考，以使性能报告消息链接到适当的警告消息。保留结果标志字段1329，并且成功位1330指示性能警告是否有效。

接下来参考图14，将根据本公开的各种实施方式讨论处理架构1400。处理架构1400包括适合与上述各种设备结合使用或集成到上述各种设备中的组件。处理架构1400包括处理器1402(可以称为中央处理器单元或CPU)，处理器1402与包括辅助存储器1404、只读存储器(read only memory，ROM)1406、随机存取存储器(random access memory，RAM)1408的存储器设备、输入/输出(input/output，I/O)设备1410以及网络连接设备1412通信。处理器可以实现为一个或更多个CPU芯片，或者可以是一个或更多个专用集成电路(application specific integrated circuit，ASIC)的一部分。

辅助存储器1404通常由一个或更多个磁盘驱动器或磁带驱动器组成，用于数据的非易失性存储，且如果RAM 1408没有大到足以保存所有工作数据时，辅助存储器1404还用作溢流数据存储设备。辅助存储器1404可以用于存储程序，当选择执行这些程序时，这些程序被加载到RAM 1408中。ROM 1406用于存储在程序执行期间读取的指令以及可能读取的数据。ROM 1406是一种非易失性存储器设备，与辅助存储器1404的较大内存容量相比，非易失性存储器设备通常具有小的内存容量。RAM 1408用于存储易失性数据，并且可能用于存储指令。ROM 1406和RAM 1408两者的存取速度通常比辅助存储器1404的存取速度快。

如本文可以使用的，术语“基本上”和“大约”为它们对应的术语和/或各项之间的相关性提供了行业可接受公差。对于某些行业，行业可接受公差低于1％，并且对于其它行业，行业可接受公差为10％或以上。行业可接受公差对应于但不限于组件值、集成电路工艺变化、温度变化、上升和下降时间、热噪声、尺寸、信令错误、丢弃的报文、温度、压力、材料成分和/或性能指标。在一个行业中，可接受公差的公差方差可以大于或小于百分比水平(例如，尺寸公差小于+/–1％)。

如本文还可以使用的，术语“用于”、“可操作地耦合到”、“耦合到”和/或“耦合”包括各项之间的直接耦合和/或经由中间项的间接耦合(例如，项包括但不限于组件、元件、电路和/或模块)，其中，对于间接耦合的示例，中间项不修改信号的信息，但可以调整其电流电平、电压电平和/或功率电平。如本文还可以使用的，“推断耦合(即，其中一个元件通过推断耦合到另一个元件)”包括两个项之间的以与“耦合到”相同方式的直接和间接耦合。

如本文甚至还使用的，术语“用于”、“可操作到”、“耦合到”或“可操作地耦合到”指示项包括电力连接、输入、输出等中的一个或更多个，当被激活时，执行其一个或更多个对应的功能，并可进一步包括与一个或更多个其它项的推断耦合。如本文还可以使用的，术语“与……关联”包括单独项的和/或嵌入在一个项中的另一个项的直接和/或间接耦合。

如本文可以使用的，术语“有利比较”指示两个或更多个项、信号等之间的比较提供了期望的关系。例如，当期望的关系是信号1与信号2相比具有较大的幅度时，当信号1的幅度大于信号2的幅度或当信号2的幅度小于信号1的幅度时，可以实现有利比较。如本文可以使用的，术语“不利比较”指示两个或更多个项、信号等之间的比较不能提供期望的关系。

如本文可以使用的，一个或更多个权利要求可以在本通用形式的特定形式中包括短语“a、b和c中的至少一个”或本通用形式的“a、b或c中的至少一者”，具有比“a”、“b”和“c”更多或更少的元素。在这两种措辞中，短语应解释为相同。具体地，“a、b和c中的至少一个”等同于“a、b或c中的至少一个”，并且应指a、b和/或c。作为一个示例，它意指：“仅a”、“仅b”、“仅c”、“a”和“b”、“a”和“c”、“b”和“c”，和/或“a”、“b”和“c”。

如本文还可以使用的，术语“处理模块”、“处理电路”、“处理器”和/或“处理单元”可以是单个处理设备或多个处理设备。这种处理设备可以是微处理器、微控制器、数字信号处理器、微型机、中央处理单元、现场可编程门阵列、可编程逻辑设备、状态机、逻辑电路、模拟电路、数字电路、以及/或者基于电路的硬编码和/或操作指令来操作信号(模拟和/或数字)的任何设备。处理模块、模块、处理电路和/或处理单元可以是存储器和/或集成存储器元件，或还包括存储器和/或集成存储器元件，其可以是单个存储器件、多个存储器件和/或另一个处理模块、模块、处理电路和/或处理单元的嵌入式电路。这种存储器设备可以是只读存储器、随机存取存储器、易失性存储器、非易失性存储器、静态存储器、动态存储器、闪存、高速缓存存储器和/或任何存储数字信息的设备。应注意，如果处理模块、模块、处理电路和/或处理单元包括多于一个处理设备，则处理设备可以位于中心位置(例如，经由有线和/或无线总线结构直接耦合在一起)或可以分布式定位(例如，通过经由局域网和/或广域网间接耦合的云计算)。还应注意，在处理模块、模块、处理电路和/或处理单元经由状态机、模拟电路、数字电路和/或逻辑电路实现其一个或更多个功能的情况下，存储对应操作指令的存储器和/或存储器元件可以嵌入在包括状态机、模拟电路、数字电路和/或逻辑电路的电路中或位于包括状态机、模拟电路、数字电路和/或逻辑电路的电路外部。还应注意，存储器元件可以存储硬编码指令和/或操作指令，并且处理模块、模块、处理电路和/或处理单元执行硬编码指令和/或操作指令，所述硬编码指令和/或操作指令对应于一个或更多个图中所示的至少一些步骤和/或功能。制造的制品中可以包括这种存储器设备或存储器元件。

上文已经借助说明指定功能的性能及其关系的方法步骤描述了一个或更多个实施方式。为了便于描述，在本文中任意定义了这些功能构建块和方法步骤的边界和顺序。只要适当执行指定的功能和关系，就可以定义备选边界和顺序。因此，任何这种备选边界或顺序都在权利要求的范围和精神内。此外，为了便于描述，任意定义了这些功能构建块的边界。只要适当执行某些重要功能，就可以定义备选边界。类似地，本文中也可以任意定义流程图块，以说明某些重要功能。

在使用的范围内，流程图块边界和顺序可以以其它方式定义，并且仍然执行某些重要功能。因此，功能构建块和流程图块和顺序的这种备选定义在权利要求的范围和精神内。本领域普通技术人员还将认识到，本文中的功能构建块和其它说明性块、模块和组件可以如所示或通过分立组件、专用集成电路、执行适当软件的处理器等或其任何组合来实现。

此外，流程图可以包括“开始”和/或“继续”指示。“开始”和“继续”指示反映了所呈现的步骤可以选可选地并入其它例程或与其它例程结合使用。在这种情况下，“开始”指示所呈现的第一步的开始，并且可以由未具体显示的其它活动继续。此外，“继续”指示反映了所呈现的步骤可以执行多次和/或可以由未具体显示的其它活动接替。此外，虽然流程图指示了步骤的特定顺序，但其它顺序同样是可能的，前提是保持因果关系原则。

本文中使用一个或更多个实施方式来说明一个或更多个方面、一个或更多个特征、一个或更多个概念和/或一个或更多个示例。装置、制造的制品、机器和/或过程的物理实施例可以包括参考本文讨论的一个或更多个实施方式描述的方面、特征、概念、示例等中的一个或更多个。此外，从一个图到另一个图，实施方式可以包括相同或相似命名的功能、步骤、模块等，这些功能、步骤、模块等可以使用相同或不同的附图标记，并且因此，功能、步骤、模块等可以是相同或相似的功能、步骤、模块等或不同的功能、步骤、模块。

除非特别说明，否则到本文所呈现的任何图的图中元件的、来自本文所呈现的任何图的图中元件的和/或在本文所呈现的任何图的图中元件之间的信号可以是模拟或数字的、连续时间或离散时间的以及单端或差分的。例如，如果信号路径显示为单端路径，则它也表示差分信号路径。类似地，如果信号路径显示为差分路径，则它也表示单端信号路径。虽然本文描述了一个或更多个特定的架构，但同样可以实现使用一个或更多个未明确示出的数据总线、元件之间的直接连接和/或本领域普通技术人员所认识到的其它元件之间的间接耦合的其它架构。

术语“模块”用于对一个或更多个实施方式的描述中。模块经由设备诸如处理器或其它处理设备或者其它硬件实现一个或更多个功能，这些设备或硬件可以包括存储操作指令的存储器或与存储操作指令的存储器相关联。模块可以独立运行和/或与软件和/或固件结合运行。如本文中也使用的，模块可以包括一个或更多个子模块，每个子模块可以是一个或更多个模块。

如本文还可以使用的，计算机可读存储器包括一个或更多个存储器元件。存储器元件可以是单独的存储器设备、多个存储器设备或存储器设备内的一组存储器位置。这种存储设备可以是只读存储器、随机存取存储器、易失性存储器、非易失性存储器、静态存储器、动态存储器、闪存、高速缓存存储器和/或任何存储数字信息的设备。存储器设备可以是固态存储器、硬盘驱动器存储器、云存储器、拇指驱动器、服务器存储器、计算设备存储器和/或用于存储数字信息的其它物理介质的形式。

虽然在本文中已经明确描述了一个或更多个实施方式的各种功能和特征的特定组合，但这些特征和功能的其它组合同样是可能的。本公开不受本文公开的特定实施例的限制，并明确地结合了这些其它组合。

Claims (18)

1.一种网络控制器，其特征在于，包括：

处理器和关联存储器；

耦合到所述处理器和关联存储器的网络接口，所述网络接口用于接收来自网络分析引擎的警告消息，所述警告消息指示用于通过网络传输数据的当前数据路径中包括的一个或更多个可疑通信链路的预测损伤，其中，所述警告消息包括指定等待时段的信息；

所述处理器和关联存储器用于：

响应于所述警告消息，标识要用于通过所述网络传输所述数据的一个或更多个潜在备选数据路径，所述一个或更多个潜在备选数据路径不包括所述一个或更多个可疑通信链路；

确定在所述等待时段到期之前是否从与所述一个或更多个可疑通信链路关联的设备接收到确认所述一个或更多个可疑通信链路的所述预测损伤的故障通知；以及

响应于在所述等待时段到期之前接收到所述故障通知，建立要用于通过所述网络传输所述数据的特定数据路径来代替所述当前数据路径，其中，所述特定数据路径是从所述一个或更多个潜在备选数据路径中选择的。

2.根据权利要求1所述的网络控制器，其特征在于，所述处理器和关联存储器用于通过以下方式建立所述特定数据路径：

向所述特定数据路径中包括的一个或更多个节点传输路由信息，所述路由信息包括指示将由所述一个或更多个节点使用的特定通信链路的信息。

3.根据权利要求1所述的网络控制器，其特征在于，所述处理器和关联存储器还用于：

响应于确定在所述等待时段到期之前没有接收到所述故障通知，保持所述当前数据路径不变。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的网络控制器，其特征在于，

所述处理器和关联存储器还用于通过以下方式建立所述当前数据路径：

确定一个或更多个潜在当前数据路径中包括的第一节点，所述第一节点经由第一通信链路互相耦合；

从所述网络分析引擎请求损伤验证，所述损伤验证指示所述第一通信链路是否预期保持无损伤；

从所述分析引擎接收所述损伤验证；

基于所述损伤验证，从所述一个或更多个潜在当前数据路径中选择所述当前数据路径；以及

向所述当前数据路径中包括的所述第一节点的至少一个子集传输路由信息，所述路由信息包括指示待使用的当前第一通信链路的信息。

5.根据权利要求1所述的网络控制器，其特征在于，所述处理器和关联存储器还用于：

向所述网络分析引擎报告指示由所述网络控制器响应于所述警告消息采取的动作的信息。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的网络控制器，其特征在于，

所述网络包括波长交换光网络WSON和频谱交换光网络SSON中的至少一者；

其中，所述处理器和关联存储器还用于：通过向与光复用段OMS链路关联的可重构光分插复用器ROADM或与光传输段OTS链路关联的光在线放大器ILA中的至少一者传输控制信号，来建立所述特定数据路径。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的网络控制器，其特征在于，所述处理器和关联存储器还用于：

将路径计算PC更新从所述网络控制器传输到一个或更多个网络节点，所述PC更新包括指定所述网络控制器正在订阅的一个或更多个数据类型的信息。

8.根据权利要求7所述的网络控制器，其特征在于，所述处理器和关联存储器还用于：

从所述一个或更多个网络节点接收信号质量报告，所述信号质量报告包括所述网络控制器订阅到的数据类型。

9.根据权利要求8所述的网络控制器，其特征在于，所述处理器和关联存储器还用于：

向所述分析引擎转发所述信号质量报告中包括的信息。

10.一种在网络控制器中使用的方法，其特征在于，所述方法包括：

在所述网络控制器处接收来自网络分析引擎的警告消息，所述警告消息指示用于通过网络传输数据的当前数据路径中包括的一个或更多个可疑通信链路的预测损伤，其中，所述警告消息包括指定等待时段的信息；

响应于所述警告消息，标识要用于通过所述网络传输所述数据的一个或更多个潜在备选数据路径，所述一个或更多个潜在备选数据路径不包括所述一个或更多个可疑通信链路；

确定在所述等待时段到期之前是否从与所述一个或更多个可疑通信链路关联的设备接收到确认所述一个或更多个可疑通信链路的所述预测损伤的故障通知；以及

响应于在所述等待时段到期之前接收到所述故障通知，建立要用于通过所述网络传输所述数据的特定数据路径来代替所述当前数据路径，其中，所述特定数据路径是从所述一个或更多个潜在备选数据路径中选择的。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，建立所述特定数据路径包括：

向所述特定数据路径中包括的一个或更多个节点传输路由信息，所述路由信息包括指示将由所述一个或更多个节点使用的特定通信链路的信息。

12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，还包括：

响应于确定在所述等待时段到期之前没有接收到所述故障通知，保持所述当前数据路径不变。

13.根据权利要求10至12中任一项所述的方法，其特征在于，建立所述当前数据路径包括：

确定一个或更多个潜在当前数据路径中包括的第一节点，所述第一节点经由第一通信链路互相耦合；

从所述网络分析引擎请求损伤验证，所述损伤验证指示所述第一通信链路是否预期保持无损伤；

从所述分析引擎接收所述损伤验证；

基于所述损伤验证，从所述一个或更多个潜在当前数据路径中选择所述当前数据路径；以及

向所述当前数据路径中包括的所述第一节点的子集传输路由信息，所述路由信息包括指示将由所述第一节点的子集使用的当前第一通信链路的信息。

14.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，还包括：

向所述网络分析引擎报告指示由所述网络控制器响应于所述警告消息采取的动作的信息。

15.根据权利要求10至12中任一项所述的方法，其特征在于：

所述网络包括波长交换光网络WSON和频谱交换光网络SSON中的至少一者；

其中，建立所述特定数据路径包括：向与光复用段OMS链路关联的可重构光分插复用器ROADM或与光传输段OTS链路关联的光在线放大器ILA中的至少一者传输控制信号。

16.根据权利要求10至12中任一项所述的方法，其特征在于，还包括：

将路径计算PC更新从所述网络控制器传输到一个或更多个网络节点，所述PC更新包括指定所述网络控制器正在订阅的一个或更多个数据类型的信息。

17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，还包括：

从所述一个或更多个网络节点接收信号质量报告，所述信号质量报告包括所述网络控制器订阅到的数据类型。

18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，还包括：

向所述分析引擎转发所述信号质量报告中包括的信息。

Images