CN1643848A - 通信系统中的连接分配 - Google Patents

Abstract

通信网中的连接动态分配。当一个新的连接请求被网络管理系统收到时，此请求可以被接受或拒绝。在它被接受的情况下，通过分配新连接资源或重新配置现有连接资源，可以建立连接。重新配置选项被约束为一组允许的重新配置，它是网络上现有连接的所有可能的重新配置组的一个子集。

Description

通信系统中的连接分配

本发明涉及一种通信系统。

更具体地说，本发明涉及这样一种通信系统，它包括：一个通信网，该通信网包括网络节点以及在网络节点之间的网络链路；和一个网络管理系统，用于分配连接给所述网络，所述连接利用网络节点和网络链路。

随着时间流逝对网络管理系统做出网络上的连接请求。每个请求可以被接受或拒绝。如果一个请求被接受，则连接被分配给网络，并且继续一段时间(该持续时间在请求时刻可能已知也可能不知道)。如果被接受，则一个连接将需要使用某些网络资源。关于这点，网络可以被认为是一组资源R。通常，有一个选项组A与一个连接请求相关，组里的每个选项是进行所述连接的一种方式，即选项组A中每个成员′a′本身是一组网络资源，并且是R的一个子集。组A的每个成员′a′能够进行被请求的连接。选项组A将随着请求的不同而不同。组A的一个成员′a′在连接开始由网络进行时被选择。当然，最好是由于网络上的其它连接的存在而使选项组A的一些成员不可用。在一个连接正在使用一个网络资源组′a′时，这些资源都不能被网络承载的其它连接所使用。

在不可重新配置的网络中(即，其中连接不可重新配置的一个网络)，初始选择′a′在连接的持续时间内是固定的，并且不可以被改变。此连接在它的持续时间内自始至终将使用网络资源组′a′。

另一方面，在一个可重新配置的网络中，在连接过程期间可以改变选择(连接是被“重新配置”)。在连接进行中，初始选项组A的任何其它成员a′可以被′a′替代。可能已存在的连接的此类重新配置可以在一个新连接请求的时刻被执行，以便允许网络容纳新的连接，或者可能此类重新配置在可能的未来请求的预期的其它时刻被执行(例如，如果执行重新配置所需的时间量比新连接请求的接收和新连接的开始之间允许的时间量更长，则后一种情况可能发生)。

由于它较大的灵活性，一个可重新配置的网络通常将能够接受一个比相比较而言不可重新配置的网络比例更大的到达连接请求，并且因此操作更有效率。可是，允许可重新配置性也有一些缺点。特别地，它可能降低网络提供的服务质量，因为重新配置一个连接可能包括暂时打断它。

根据本发明，提供一个通信系统，它包括：一个通信网，它包括网络节点以及在网络节点之间的网络链路；和一个网络管理系统，用于分配连接给所述网络，所述连接利用网络节点和网络链路，关于每个所述连接，有许多可能的方式来实现网络上的连接，当分配一个连接给网络时，所述网络管理系统选择所述许多可能方式之一来实现那个连接，当决定是接受还是拒绝在所述网络上的所述连接请求时，关于重新配置的每个现有连接，通过选择所述许多可能方式中的另一个来实现那个连接，则所述网络管理系统可以选择容纳所述请求来重新配置所述网络上的现有连接，由所述网络管理系统执行的重新配置被约束到一组可能的重新配置，这组可能的重新配置是网络上所述现有连接的所有可能重新配置组的一个子集。

因此，本发明部分地涉及可重新配置的网络，其中，允许某些重新配置，但是不允许其它的重新配置。被允许的那些可能是那些可以以没有中断或服务损坏来执行的网络，或者是那些可以以只有一个相对不重要中断或服务损坏来执行的网络。用这种方式，可以获得可重新配置网络效果中的许多灵活性及其优点，有很少的或者没有相关缺点。

在根据本发明的第一通信系统中，网络上的所述现有连接包括可重新配置和不可重新配置连接，并且由所述网络管理系统执行的所述重新配置被约束到只是所述可重新配置连接的重新配置。

因此，在第一通信系统中，一些连接是可重新配置的，而其它一些连接不是。不可重新配置的那些连接具有比可重新配置的那些连接更高的服务质量，因为它们被确保不会被中断。

在根据本发明的第二通信系统中，约束由所述网络管理系统执行的所述重新配置，以使在网络上的每个现有连接可以被重新配置，但不是以那个连接的所有可能方式。

因此，在第二通信系统中，所有连接可重新配置到某种程度，但是并非全部。在一个连接被请求时，选项组A可用。假定如果选项′a′(A的一个成员)被选择，则此选择稍后可以被改变，但是只可以从A的一个更小子集A′(a)中进行新的选择。此较小子集由A′(a)表示，因为它通常将取决于所选定的初始选项′a′。因此，连接的重新配置是可能的，但是初始选择限制了稍后的灵活性。

在根据本发明的第三通信系统中，在网络上的所述现有连接在可重新配置和不可重新配置状态之间切换，并且由所述网络管理系统执行的所述重新配置被约束到只是在对于所述网络上的一个所述连接的所述请求进行时可重新配置的那些现有连接的重新配置。

因此，在第三通信系统中，每个连接有时是可重新配置的而在其它时间是不可重新配置的。例如，连接请求可以比在连接生效使用的开始超前一段时间。连接请求一被接受，则它们必定就被分配网络中的资源，但是直到生效使用开始时才是可重新配置的。在生效使用开始之后，它们是不可重新配置的。或者，一般地说，单独的连接可以在使用生效状态和非使用待用状态之间交替轮换。当生效时，它们是不可重新配置的，但是当待用时它们是可重新配置的。在所有情况下，在任何给定时刻，网络通常将支持可重新配置连接和不可重新配置连接的混和。

通信网示例如下：一个固定有线网；一个移动网；一个使用波分复用的网络；一个使用时分多路复用或其它时隙机理的网络；一个使用码分复用的网络；一个ATM或MPLS或GMPLS或MPλS网络。网络资源组R例如可以包括：链路(也许包括虚拟链路)；链路上的信道(也许是虚拟的)或波长；链路上或者节点处的波长转换器或转发器；交换机(或者交换机上的单个匹配)；时隙；频带；码隙；一个′连接′例如可以是：常常被称为电路的一条端对端路径(也许是一条光路径)；具有公共端点的两条或多条并行路径；一点对多点连接；多点对多点连接；一个虚拟专用网。

现在将参考附图举例来描述本发明，附图中：

图1是根据本发明第一通信系统的方框示意图；

图2是图1通信系统的网络管理系统的方框示意图；

图3描述了一个使用波分复用的非常简单的通信网；

图4说明了由图2的网络管理系统对图3的非常简单的网络进行的连接分配；

图5是根据本发明第二通信系统的方框示意图；

图6是图5通信系统的网络管理系统的方框示意图；

图7说明了由图6的网络管理系统对一个使用路由选择的非常简单的通信网进行的连接分配；

图8是根据本发明第三通信系统的方框示意图；

图9是图8通信系统的网络管理系统的方框示意图；

图10描述了一个使用波分复用的非常简单的通信网；和

图11说明了由图9的网络管理系统对图10的非常简单的网络进行的连接分配。

参见图1，第一通信系统包括一个通信网1和一个网络管理系统3。网络1使用波分复用，并且由包括三个网络节点5和四个网络链路7的网络分支的基本部分来表示。到图1的极左端和极右端的两条链路7连接到网络的剩余部分。每个节点5包括一个光空间交换机9，两个波分复用器11和一个波长转换设备13。每个设备13连接到各自的客户机系统(未示出)。

在若干波长′n′的每一个中进行网络1上的通信是可能的。可是，网络在任何链路7上只能够在′n′个波长的每一个上支持一个连接，即任何链路7上的最大可能连接数量为′n′。进一步，两个客户机系统之间的网络上的一个连接必定占用系统之间的一个预定链路组7，并且必定利用该组中所有链路上的同一波长。

每个波长转换设备13(i)既从它的客户机系统中接收用于由网络传输的信号，并且(ii)又把从网络接收到的信号传送给它的客户机系统。每个设备13(i)既把从它的客户机系统中接收到的信号转换为′n′个波长中一个选定波长的信号，并且(ii)又把从网络中接收到的一个选定波长的信号转换为适合于它客户机系统的形式的信号。正如在下面进一步解释的，网络管理系统3确定所选定的波长。每个光空间交换机9通过网络路由信号。它在管理系统3的控制下完成这件事。因此，每个交换机9把选定的波长信号(i)从它的相关波长转换设备13路由到一个相邻的网络节点5，或者(ii)从一个相邻节点5路由到它的相关设备13，或者(iii)从一个相邻节点5路由到另外一个相邻节点。每个波分复用器11(i)既把从它的相关交换机9中接收到的选定波长的信号复用在一起，并且(ii)又把从相邻节点5中接收到的复用在一起的选定波长信号去复用而分开。

在操作中，一个客户机系统-(客户机系统A)向网络管理系统3放入一个对另一客户机系统(客户机系统B)的连接请求。正如在下面进一步解释的，网络管理系统3确定在上述′n′个波长的任何一个上是否能够使得客户机系统A和B之间的一个预确定网络路由可用。如果否，则系统3回复：拒绝该请求。如果是，则系统3回复：接受该请求，并且(i)把与客户机系统A和B相关的转换设备13设置为选定的波长，并且(ii)交换在上述预定路由上的光空间交换机9使得在客户机系统A和B之间产生一个选定波长的连接。客户机系统A，在离开网络时，通知网络管理系统3。

参见图2，对网络管理系统3的每个连接请求被网络协调器21接收，它把请求传送到请求存储器23上，在此，它被保存在一个请求队列中用于由网络资源分配器25稍后处理。资源分配器25处理在一个尝试中的连接请求以便识别可以被分配用于接受该请求的网络资源。该请求为两个客户机系统(系统A和B)之间的一个连接。关于网络上客户机系统之间的每个可能的要求连接，如果需要那个特定连接，则有预定义或预先分配的一个网络路由要被使用。资源分配器25了解这些预定义网络路由，并且正如现在将解释的那样，给出当前网络使用情况，则确定关于客户机系统A和B之间的连接的预定义路由(假定为路由AB)是否可以使用。关于这点，网络状态存储器31保持当前网络使用情况的一个连续更新的记录。

响应于连接请求的接收，主处理器27检查存储器31以便确定上述′n′个波长的任何一个是否一概不是路由AB的链路7，即路由AB中没有一个链路使用该波长。假设路由AB中有′m′条链路，表示为l₁、l₂、l₃、...l_m。假设′n′个可能的连接波长被表示为w₁、w₂、w₃、...w_n。处理器27开始于波长W₁并且检查所有′m′条链路以便确定波长W₁是否正在一条或多条链路上被使用。如果是，则处理器27继续波长W₂等等。如果在任何阶段，发现一个波长没有正被使用，则处理器27通知网络协调器21：连接请求可以被接受，并且命令网络控制器33：(i)把与客户机系统A、B相关的波长转换设备13设置为该空闲波长；并且(ii)交换路由AB上的光空间交换机9使得在客户机系统A、B之间的该空闲波长上产生一个连接。网络控制器33更新它已经实行这些操作后的网络状态存储器31。在尝试所有′n′个波长之后，如果主处理器27没有发现路由AB上的空闲波长，则处理器27开始辅助处理器29的操作。

应该理解：对网络管理系统3做出的连接请求是两种类型的连接：(i)服务的高优先级、高质量，因此不可重新配置的连接；和(ii)服务的低优先级、相对低质量，因此可重新配置的连接。因此，网络上的现有连接是可重新配置连接和不可重新配置连接的混和。包含在网络状态存储器31中的当前网络使用情况的记录包括关于哪个当前网络连接是可重新配置的以及哪个是不可重新配置的信息。

在第一步中，辅助处理器29检查存储器31，以便确定在网络上在波长W₁上是否存在一个包括路由AB中的链路的一个不可重新配置连接。如果是，则处理器29尝试波长W₂等等，直到发现一个波长为止，其未被一个包括路由AB中一条链路的不可重新配置连接所使用。如果没有找到波长，则处理器29通知网络协调器21：连接请求不能被接受。假定波长W₁、W₂、W₃不满足该条件，并且波长W₄是第一个满足条件的波长。

在第二步中，处理器29创建包括路由AB中一条链路在内的波长w₄上的所有可重新配置连接的一个列表，即包括一条或多条链路l₁、l₂、l₃、...l_m。假设此连接列表为c₁、c₂、c₃、...c_p。关于每个连接c₁、c₂、c₃、...c_p，处理器29检查存储器31，以便确定除了w₄之外是否有一个波长，在那个波长上面，该连接的所有链路是空闲的。如果发现对于所有的连接c₁、c₂、c₃、...c_p都是这种情况，则处理器29通知网络协调器21：连接请求可以被接受，并命令网络控制器33：(i)把所有的连接c₁、c₂、c₃、...c_p重新配置到被识别的空闲波长，并且(ii)在波长w₄上构造被请求的新连接。如果，相对于一个或多个连接c₁、c₂、c₃、...c_p，除了w₄之外没有一个波长在其上面所有的连接链路都是空闲的，那么处理器29返回到第一步，考虑w₄之后的下一个波长w₅。

处理器29确定(正如它对于波长w₁到w₄所做的那样)在波长w₅上是否有一个不可重新配置的连接，其包括路由AB中的一条链路。假定波长w₅和w₆不满足此条件，波长w₇是那么进行的下一个波长。对于波长w₇，处理器29再一次继续第二个步骤，并且确定(正如之前它对于波长w₄所做的那样)向一个空闲波长重新配置包括路由AB中的一条链路的波长w₇上的所有可重新配置的连接是否可能。如果是，则新连接请求在波长w₇上可以被接受。如果否，则处理器29返回到第一步，考虑波长w₈。处理器29遵循上述的第一步/第二步步骤直到新连接请求被接受或者直到到达波长w_n还不成功为止。

现在将描述主处理器和辅助处理器27、29对图3中非常简单的网络分配连接的操作。

图3的网络由四个网络节点N1、N2、N3、N4以及三个网络链路L1、L2、L3组成。每一链路L1、L2、L3能够在每个波长λ1和λ2(即上述′n′等于二)上支持一个连接。低和高优先级连接都是可能的。低优先级连接在工作行时可以被重新配置，即它们的波长可以从λ1切换到λ2，反之亦然。高优先级连接不可以被重新配置。

图4说明了在一个时间周期上图3网络变化的状态。虚线表示低优先级连接而直线表示高优先级连接。连接按到达顺序被编号。

网络开始为空。第一个到达请求(1)是为了在链路L1上单独的一个高优先级连接。处理器27接受请求并把它分配给波长λ1。下一个请求(2)是为了链路L2和L3上的一个低优先级连接。处理器27也在波长λ1上接受此请求。下一个请求(3)是为了链路L2上的一个低优先级连接。处理器27在波长λ2上接受此请求(这是唯一的可能选择，因为链路L2上的波长λ1已经被连接(2)所占据)。在这个阶段，网络的状态如图表(i)。

接下来，连接(2)脱离。另一请求(4)到达，为链路L3上的一个高优先级连接。处理器27也在波长λ1上接受此请求。现在，在图表(ii)中给出网络状态。

一个新请求(5)到达，为链路L2和L3上的一个低优先级连接。现在，目前来说，L3上的λ1被连接(4)占用，而L2上的λ2被连接(3)占用，因此处理器27确定没有波长立刻可用。在不可重新配置的网络中，请求(5)在这个阶段将毫无疑问被拒绝。可是，在这里，连接(3)是可重新配置的，那么它被处理器29移动到波长λ1(参见图表(iii))。现在处理器29可以在λ2上接受请求(5)(图表(iv))。

接下来，连接(3)脱离(参见图表(v))。然后，一个新请求(6)到达，为链路L1和L2上的一个连接。可是，连接(5)阻塞λ2上的L2同时连接(1)阻塞λ1上的L1。连接(1)是不可重新配置的，连接(5)虽然本身是可重新配置的，但是由于不可重新配置的连接(4)而无法被移动，因此处理器29必定拒绝请求(6)。

在参考图1到4的上述说明中，关于网络上的每个可能的要求的连接预定义一个路由，并且选择一个波长，在那个波长上产生在该预定义路由上的一个连接。当一个可重新配置连接被重新配置时，连接的路由不变化，而只是连接的波长变化。应该理解：本发明延伸到这样的情况，其中连接的路由和波长都可以选择。因此，当一个可重新配置连接被重新配置时，路由和/或波长可以变化。

参见图5，第二通信系统包括一个通信网101和一个网络管理系统103。网络101使用路由选择，并且由包括五个网络节点105和十二个网络链路107的它的一个基本部分来表示。每个链路107连接两个节点105，并且由一个或多个信道(未示出)组成。链路107可以具有相同或不同数目的信道。每个节点105包括一个用于在连接到该节点的链路107之间交换信号的交换机。特别地，每个节点105能够把它在一条链路的一个信道上接收到的一个信号交换到也连接到那个节点的任何其它链路的任何信道。每个节点105连接到各自的客户机系统(未示出)，并且还能够把信号从它的客户机系统交换到网络上，以及从网络交换到它的客户机系统去。网络管理系统103控制节点105的交换。

在两个客户机系统之间通过网络101进行的通信需要在与客户机系统相关的两个网络节点105之间建立两条路径。一条路径包括连接两个网络节点105的连串链路107。必需的两条路径中的一条路径被称为主路径，另外一条被称为备用路径。两条路径必须不相交，即没有链路107可以对两条路径都是公共的。每条路径只需要在被该路径所使用的每个链路107上使用一个信道。应当指出：对于路径的各种其它要求可以在需要主路径和备用路径的情形中应用。例如，要求主路径和备用路径除了两个端点之外不具有任何公共节点，这也是通用的。主路径不是可重新配置的。它必须在连接持续时间内自始至终保持相同。但是，备用路径是可重新配置的。它可以在连接进行中被改变(但是总是受到限制：它与主路径不能共享链路)。

在操作中，一个客户机系统(假定为客户机系统A)向网络管理系统103放入一个对另一客户机系统(假定为客户机系统B)的连接请求。正如在下面进一步解释的，网络管理系统103确定在客户机系统A和B之间建立一个包括如上述主路径和备用路径的连接是否可能。如果否，则系统103回复：拒绝该请求。如果是，则系统103回复：接受该请求，并且配置节点105来在客户机系统A和B之间设立包括主路径和备用路径的一个连接。客户机系统A，在离开网络时，通知网络管理系统3。

参见图6，对网络管理系统103的每个连接请求被网络协调器121接收，它把请求传送到请求存储器123上，在此，它被保存在一个请求队列中用于由网络资源分配器处理器125稍后处理。资源分配器处理器125处理在一个尝试中的连接请求以便识别可以被分配用于接受该请求的网络资源。该请求用于客户机系统A和B之间的一个连接。正如现在将解释的，给出当前网络的使用情况，处理器125确定：在客户机系统A和B之间建立包括主路径和备用路径的一个连接是否可能。关于这点，网络状态存储器131保持一个不断更新的当前网络使用情况的记录，包括当前在网络上的所有主路径和备用路径。

现在将描述网络资源分配器处理器125的操作。

每个连接需要一条主路径和一条备用路径，它们必须是不相交的。备用路径可以在连接进行中被重新配置，但是主路径不可以。

对于连接请求在其间到达的每一对端点p，在处理器125中储存连接这些端点的可能路径的预先建立的一个列表R(p)。该列表是按首选项的顺序，例如最短路径优先。应当指出：对于任何路径r∈R(p)(∈意为是其中的一个成员)，必须有一条路径r′∈R(p)，以使r和r′不相交，否则由于主路径和备用路径必须不相交的这个限制，r将永不会被使用作为一个主路径或备用路径。

假设当前有n≥0个连接由网络支持，具有端点对p₁，...，p_n，主路径r₁ ^(m)，...，r_n ^(m)和备用路径r₁ ^(s)，...，r_N ^(s)。注意：对于每个i，r_i ^(m)和r_i ^(s)不相交。假设对于一对端点p₀之间的一个新连接，一个请求到达，则处理器125按顺序尝试R(p₀)中的路径作为新连接的主路径的候选者。

对于每个这样的路径 $r_0^{\left(m\right)}\∈R\left(p_0\right),$ 是否可分配主路径给r₀ ^(m)？这里需要有一个新的备用路径组 ${\tilde{r}}_0^{\left(s\right)},{\tilde{r}}_1^{\left(s\right)},...{,\tilde{r}}_n^{\left(s\right)}$ 以便满足如下三个条件：(i)对于每个i， ${\tilde{r}}_i^{\left(s\right)}\∈R\left(p_i\right);$ (ii)对于每个i，r_i ^(m)和 不相交；和(iii)网络能够同时支持所有路径r₀ ^(m)，r₁ ^(m)，...，r_n ^(m)和 ${\tilde{r}}_0^{\left(s\right)},{\tilde{r}}_1^{\left(s\right)},...,{\tilde{r}}_n^{\left(s\right)}.$ 处理器125查询这样一个组。它通过对来自R(p_i)的所有可能的路径组合的穷尽搜索来完成该查询，0≤i≤n。

如果处理器125发现这样一个组，则它通知网络协调器121：连接请求可以被接受，并命令网络控制器133切换网络节点交换机105，以便：(i)指定新连接的主路径到r₀ ^(m)，而备用路径指定到

和(ii)把n个现有连接的备用路径从r_i ^(s)重新指定到

在此，1≤i≤n(如果实际上 ${\tilde{r}}_i^{\left(s\right)}=r_i^{\left(s\right)},$ 那么对于那个路径不需要重新指定)。网络控制器133更新它已经实行这些操作后的网络状态存储器131。如果没有找到这样的组，则处理器125尝试组R(p₀)的下一个成员作为新连接的主路径的候选者。如果R(p_a)的所有成员都已经用这种方式被尝试过，并且没有发现适当的成员，则处理器125通知网络协调器121：连接请求不能被接受。

参考图7，现在将描述网络资源分配器处理器125使用路由选择来把连接分配给一个非常简单的通信网的操作。

图7(i)的网络具有八个节点和十二个链路。每个链路只有一个信道。因此，在这种情况下，一个连接的主路径和备用路径不能共享一条链路的这个条件是多余的；因为每个链路只有一个信道，不管怎样对于两条路径共享一条链路都是不可能的。图7说明了在一个时间周期上网络状态的改变。虚线表示备用路径而实线表示主路径。

网络开始为空。第一个请求是对于节点A和B之间的一个连接。处理器125接受此请求，并且分配的主路径是A和B之间的单个链路，而备用路径具有两个链路并且经过C，参见图表(ii)。

接下来，节点B和D之间的一个连接请求到达。处理器125接受此请求。分配的主路径具有两个链路并且经过E，而备用路径具有四个链路并且经过F、E和G，参见图表(iii)。

接下来，A和B之间的连接结束，导致如图(iv)所示的网络。然后，节点D和F之间的一个连接请求到达。此请求不能立刻被满足，因为包括节点F的所有链路都已经处于使用中。可是，处理器125重新配置B和D之间的备用路径，导致图表(v)中的情形。处理器125然后分配D和F之间的被请求的连接，正如图表(vi)中那样。

接下来，B和D之间的连接结束，导致如图(vii)所示的网络。下一个请求用于节点D和E之间的一个连接。如果正被使用的D和F之间的主路径是可重新配置的，则此主路径可以被移动并且新的连接可以被接受。可是，D和F之间的主路径是固定的，并且，因为它已经使用包括了节点E在内的所有链路，所以处理器125必定拒绝D和E之间的被请求的连接。

在参考图5、6和7的上述说明中，当重新配置一个现有连接时，总是从比第一次实现该连接时所考虑的实现那个连接的全部可能方式更少的方式中选择新的配置(当连接第一次被实现时，连接的主路径和备用路径可以被选择，而当连接被重新配置时，连接的主路径被固定而只是连接的备用路径可以被选择)。应该理解：本发明延伸到这样的通信系统情况：在其中，有时但不是每次，当重新配置一个连接时，支持该连接的所有先前可用的方式都被考虑。

在参考图5、6和7的上述说明中，每个连接包括一条主路径和一条备用路径，并且在只有备用路径的路由可以改变而主路径不可以改变的意义上，连接的重新配置是受限的(即，不是所有可能的重新配置都被允许)。应该理解：本发明延伸到这样的情况：其中每个连接包括单个路径，并且一个连接的重新配置是受限的，因为新的配置必须从比该连接第一次被实现时所考虑的实现该连接的全部可能方式更少的方式中进行选择。例如，当单个路径连接第一次被实现时，可能有两个选择：连接将采用的路由以及进行连接的波长。可是，当连接的重新配置被考虑时，也许只能改变波长而不能改变路由，即：一旦第一次实现连接后，路由被固定，其后只有波长可以被改变。当然，反过来也是可能的。

参见图8，第三通信系统包括一个通信网201和一个网络管理系统203。网络201使用波分复用，并且由包括三个网络节点205和四个网络链路207的网络分支的基本部分来表示。到图8的极左端和极右端的两条链路207连接到网络的剩余部分。每个节点205包括一个光空间交换机209，两个波分复用器211和一个波长转换设备213。每个设备213连接到各自的客户机系统(未示出)。

在若干波长′n′的每一个中，网络201上的通信都是可能的。可是，网络能够在任何链路207上只支持′n′个波长的每一个的一个连接，即任何链路207上的最大可能连接数量为′n′。另外，两个客户机系统之间的网络上的一个连接必定占用系统之间的一个预定链路组207，并且必定利用该组中所有链路上的同一波长。

每个波长转换设备213(i)既从它的客户机系统中接收用于由网络传输的信号，并且(ii)又把从网络接收到的信号传送给它的客户机系统。每个设备213既(i)把从它的客户机系统中接收到的信号转换为′n′个波长中所选定的一个波长的信号，并且(ii)把从网络中接收到的一个选定波长的信号转换为适合于它客户机系统的形式的信号。正如在下面进一步解释的，网络管理系统203确定所选择的波长。每个光空间交换机209在网络上路由信号。在管理系统203的控制下完成这件事。因此，每个交换机209把选定波长的信号(i)从它的相关波长转换设备213路由到一个相邻的网络节点205，或者(ii)从一个相邻节点205路由到它的相关设备213，或者(iii)从一个相邻节点205路由到另外一个相邻节点。每个波分复用器211(i)既把从它的相关交换机209中接收到的选定波长的信号复用在一起，并且(ii)又把从相邻节点205中接收到的复用在一起的选定波长的信号去复用而分开。

在操作中，一个客户机系统(假定为客户机系统A)向网络管理系统203放入一个对另一客户机系统(假定为客户机系统B)的连接请求。正如在下面进一步解释的，网络管理系统203确定在上述′n′个波长的任何一个上是否能够使得客户机系统A和B之间的一个预确定网络路由可用。如果否，则系统203回复：拒绝该请求。如果是，则系统203回复：接受该请求，和(i)把与客户机系统A和B相关的转换设备213设置为选定的波长，并且(ii)交换上述预定路由上的光空间交换机209使得在客户机系统A和B之间产生一个选定波长的连接。当客户机系统A实际上开始使用它到客户机系统B的连接时，它通知管理系统203。客户机系统A，在离开网络时，通知网络管理系统203。

参见图9，对网络管理系统203的每个连接请求被网络协调器221接收，它把请求传送到请求存储器223上，在此，它被保存在一个请求队列中用于由网络资源分配器225稍后处理。资源分配器225处理在一个尝试中的连接请求以便识别可以被分配用于接受该请求的网络资源。该请求用于两个客户机系统(系统A和B)之间的一个连接。关于网络在客户机系统之间的每个可能的要求连接，如果需要那个特定连接，则有预定义或预先分配的一个网络路由要被使用。资源分配器225了解这些预定义网络路由，并且正如现在将解释的那样，假定当前网络使用，则确定关于客户机系统A和B之间的连接而预定义路由(假定为路由AB)是否可以使用。关于这点，网络状态存储器231保持当前网络使用情况的一个连续更新的记录。

响应于连接请求的接收，主处理器227检查存储器231以便确定上述′n′个波长的任何一个是否根本不在路由AB的链路207中，即路由AB没有一个链路使用该波长。假设路由AB中有′m′条链路，被表示为l₁、l₂、l₃、...l_m。假设n′个可能的连接波长被表示为W₁、W₂、W₃、...W_n。处理器227开始于波长W₁并且检查所有′m′条链路以便确定波长W₁是否正在一条或多条链路上被使用。如果是，则处理器227继续波长W₂等等。如果在任何阶段，发现一个波长没有正被使用，则处理器227通知网络协调器221：连接请求可以被接受，并且命令网络控制器233：(i)把与客户机系统A、B相关的波长转换设备213设置为该空闲波长；并且(ii)交换路由AB上的光空间交换机209使得在客户机系统A、B之间的该空闲波长上产生一个连接。网络控制器233更新它已经实行这些操作后的网络状态存储器231。在尝试所有′n′个波长之后，如果主处理器227没有发现路由AB上的空闲波长，则处理器227开始辅助处理器229的操作。

应该理解：分配给网络的连接可重新配置，直到该连接使用实际开始为止，即直到管理系统203从请求该连接的客户机系统接收到一个关于这样开始的通知(一个“不可重新配置通知”)为止。该连接然后变成不可重新配置的。因此，网络上的现有连接是可重新配置连接和不可重新配置连接的混和。包含在网络状态存储器231中的当前网络使用情况的记录包括关于哪个当前网络连接是可重新配置以及哪个是不可重新配置的信息。

在第一步中，辅助处理器229检查存储器231，以便确定在网络上在波长w₁上是否存在一个包括路由AB中的链路的一个不可重新配置连接。如果是，则处理器229尝试波长w₂等等，直到发现一个波长未被一个包括路由AB中一条链路的不可重新配置连接所使用为止。如果没有找到任何波长，则处理器229通知网络协调器221：连接请求不能被接受。假定波长w₁、w₂、w₃不满足该条件，并且波长w₄是第一个满足条件的波长。

在第二步中，处理器229创建包括路由AB中一条链路在内的波长w₄上的所有可重新配置连接的一个列表，即包括一条或多条链路l₁、l₂、l₃、...l_m。假设此连接列表为c₁、c₂、c₃、...c_p。关于每个连接c₁、c₂、c₃、...c_p，处理器229检查存储器231，以便确定除了w₄之外是否有一条波长，在那条波长上面，连接的所有链路是空闲的。如果发现对于所有的连接c₁、c₂、c₃、...c_p都是这种情况，则处理器229通知网络协调器221：连接请求可以被接受，并命令网络控制器233：(i)把所有连接c₁、c₂、c₃、...c_p重新配置到被识别的空闲波长上；和(ii)在波长w₄上构造被请求的新连接。如果，相对于一个或多个连接c₁、c₂、c₃、...c_p，除了w₄之外没有一个波长上面所有的连接链路都是空闲的，那么处理器229返回到第一步，考虑w₄之后的下一个波长w₅。

处理器229确定(正如它对于波长w₁到w₄所做的那样)在波长w₅上是否有一个不可重新配置的连接，其包括路由AB中的一条链路。假定波长w₅和w₆不满足此条件，并且波长w₇是执行上述步骤的下一个波长。对于波长w₇，处理器229再一次继续到第二步骤，并且确定(就象之前对于波长w₄所做的那样)向一个空闲波长重新配置在包括路由AB的一个链路在内的波长w₇上的全部可重新配置的连接是否可能。如果是，则新连接请求在波长w₇上可以被接受。如果否，则处理器229返回到第一步，考虑波长w₈。处理器229遵循上述的第一步/第二步步骤直到新连接请求能够被接受或者直到到达波长w_n仍不成功为止。

现在将描述主处理器和辅助处理器227、229对图10中非常简单的网络分配连接的操作。

图10的网络由四个网络节点N1、N2、N3、N4以及三个网络链路L1、L2、L3组成。每一链路L1、L2、L3能够在每个波长λ1和λ2(即上述′n′等于二)上支持一个连接。当连接被第一次建立时，他们处于可重新配置的状态中，即它们的波长可以从λ1切换到λ2，反之亦然。在一段时间之后，它们变成不可重新配置的。

图11说明了在一个时间周期上图10网络状态的改变。虚线表示处于可重新配置状态中的连接，直线表示处于不可重新配置状态中的连接。连接按到达顺序被编号。

网络开始为空。第一个到达请求(1)用于在链路L1上单独的连接。处理器227接受该请求并分配它给波长λ1。过一会儿，此连接变成不可重新配置的。下一个请求(2)是链路L2和L3上的一个连接。处理器227还是在波长λ1上接受此请求。此连接然后变成不可重新配置的。下一个请求(3)是链路L2上的一个连接。处理器227在波长λ2上接受此请求(这是唯一的可能选择，因为链路L2上的波长λ1已经被连接(2)所占据)。在这个阶段，网络的状态如图表(i)。注意：连接(3)没有变成不可重新配置的。

接下来，连接(2)脱离。另一请求(4)到达，为链路L3上的一个连接。处理器227在波长λ1上接受此请求。连接(4)然后变成不可重新配置的。现在，在图表(ii)中给出网络状态。注意：连接(3)仍然没有变成不可重新配置的。

一个新请求(5)到达，为链路L2和L3上的一个连接。现在，目前来说，L3上的λ1被连接(4)占用，而L2上的λ2被连接(3)占用，因此处理器227确定没有波长立刻可用。在不可重新配置的网络中，请求(5)在这个阶段将毫无疑问被拒绝。可是，在这里，连接(3)是仍然处于可重新配置的状态，因此它被处理器229移动到波长λ1(参见图表(iii))。现在处理器229可以在λ2上接受请求(5)(图表(iv))。

接下来，连接(3)变成不可重新配置的。接下来，连接(3)脱离。网络的状态现在如图表(v)。注意：连接(5)仍然变成不可重新配置的。

然后，一个新请求(6)到达，为链路L1和L2上的一个连接。可是，连接(5)阻塞λ2上的L2同时连接(1)阻塞λ1上的L1。连接(1)是不可重新配置的，连接(5)虽然本身是可重新配置的，但是由于不可重新配置的连接(4)而无法被移动，因此处理器229必定拒绝请求(6)。

在上述说明中，通信系统的网络管理系统包括一个与网络节点通信的中央整体系统。应该理解：网络管理系统的功能可以在网络节点之中很好地分布，在此情况中，这些分布系统的操作将需要在系统的分布式部分之间通信。

应该理解：重新配置上述第一、第二和第三通信系统的方法可以组合在一起。第一和第二通信系统的方法组合是：第一通信系统的每个可重新配置的连接只可在比第一次实现该连接时所考虑的实现连接的全部方式更少的方式中被重新配置。第一和第三通信系统的组合是：所有连接可重新配置直到生效使用开始为止，于是某些连接变成不可重新配置的，但是其它的连接没有变成不可重新配置的而仍然可重新配置。第二和第三通信系统的组合是：所有连接在可能的全部方式中都可重新配置，直到生效使用开始为止，于是它们保持可重新配置但不再是以可能的全部方式。

Claims (8)

1.一个通信系统包括：一个通信网，它包括网络节点和网络节点之间的网络链路；和一个网络管理系统，用于分配连接给所述网络，所述连接利用网络节点和网络链路，关于每个所述连接，有许多可能的方式来实现网络上的连接，当分配一个连接给网络时，所述网络管理系统选择所述许多可能方式之一来实现那个连接，当决定是接受还是拒绝在所述网络上的所述连接请求时，关于重新配置的每个现有连接，通过选择所述许多可能方式中的另一个来实现那个连接，则所述网络管理系统有选项容纳所述请求来重新配置所述网络上的现有连接，由所述网络管理系统执行的重新配置被约束到一组可能的重新配置，这组可能的重新配置是网络上的所述现有连接的所有可能重新配置组的一个子集。

2.根据权利要求1的通信系统，其中：网络上的所述现有连接包括可重新配置和不可重新配置连接，并且由所述网络管理系统执行的所述重新配置被约束到只是所述可重新配置连接的重新配置。

3.根据权利要求2的通信系统，其中：所述网络管理系统通过改变进行连接的波长和/或通过改变连接所采用的路由来重新配置一个可重新配置的连接。

4.根据权利要求2的通信系统，其中：所述网络管理系统通过改变进行所述连接的波长来重新配置一个可重新配置的连接。

5.根据权利要求1的通信系统，其中：约束由所述网络管理系统执行的所述重新配置，以使在网络上的每个现有连接可以被重新配置，但不是每时每刻都以那个连接的全部可能方式进行。

6.根据权利要求5的通信系统，其中：每个连接包括一条主路径和一条备用路径，并且由所述网络管理系统执行的所述重新配置被约束，因为只有连接的备用路径可以被改变，主路径不可以被改变。

7.根据权利要求5的通信系统，其中：当第一次实现网络上的一个连接时，可选择连接将采用的路由以及进行连接的波长，由所述网络管理系统执行的所述重新配置被约束，因为一个连接只有路由或波长可以被改变，而不是二者同时都可改变。

8.根据权利要求1的通信系统，其中：在网络上的所述现有连接在可重新配置和不可重新配置状态之间切换，并且由所述网络管理系统执行的所述重新配置被约束到只是重新配置当在所述网络上请求一个所述连接时可重新配置的那些现有连接。

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