CN1898919A

CN1898919A - 用于光交换网络的动态路由发现

Info

Publication number: CN1898919A
Application number: CNA2004800384792A
Authority: CN
Inventors: 史洛莫·欧瓦迪亚
Original assignee: Intel Corp
Current assignee: Intel Corp
Priority date: 2003-10-22
Filing date: 2004-10-15
Publication date: 2007-01-17
Anticipated expiration: 2024-10-15
Also published as: CN1898919B; US20050089327A1; WO2005043843A1; EP1690381B1; EP1690381A1; US7315693B2

Abstract

用于在光交换网络中执行动态路由发现和可变时隙预留供应的体系结构和方法。所述方法采用对RSVP－TE信令协议的扩展，所述扩展使用各种消息来预留网络资源。在覆盖式路由实施方案中，通过逐跳在交换节点间发送的资源预留消息预留网络资源，其中基于交换节点中的路由树表动态地选择后面的跳。跳的串联形成预留的光路的路由。在由动态路由的路径所定义的节点间传递资源预留请求，并且在确认资源预留之前为整个光路确定资源可获得性。

Description

用于光交换网络的动态路由发现

相关申请的交叉引用：本发明本申请与以下申请相关：2002年4月17日递交的美国专利申请No.10/126,091；2002年6月25日递交的美国专利申请No.10/183,111；2002年12月24日递交的美国专利申请No.10/328,571；2003年2月28日递交的美国专利申请No.10/377,312；2003年2月28日递交的美国专利申请No.10/377,580；2003年4月16日递交的美国专利申请No.10/417,823；2003年4月17日递交的美国专利申请No.10/417,487；2003年5月19日递交的美国专利申请No.(律师案卷号为No.42P16183)，2003年6月18日递交的美国专利申请No.(律师案卷号为No.42P16552)，2003年6月24日递交的美国专利申请No.(律师案卷号为No.42P16847)，2003年8月6日递交的美国专利申请No.(律师案卷号为No.42P17373)。

发明领域

本发明的实施方案总地涉及光网络；并且更具体地，涉及用于光交换网络的动态路由发现技术。

背景信息

电信网络(例如因特网)中的传输带宽需求正日益加剧，并且正在寻求解决方案来支持该带宽需求。对于该问题的一种解决方案是使用光纤网络，其中波分复用(WDM)技术使同一物理链路同时传送多个数据片(piece)。

常规光交换网络通常使用波长路由技术，这要求在光交换机处完成光信号的光-电-光(O-E-O)转换。在光网络中的每个交换节点处进行O-E-O转换不仅是一项非常慢的操作(典型地大约为10毫秒)，并且该操作的代价还非常高，并且潜在地造成光交换网络的流量(traffic)瓶颈。此外，当前的光交换技术不能有效地支持在分组(packet)通信应用(例如因特网)中经常出现的“突发”流量。

可以使用几个子网来实现大的通信网络。例如，支持因特网流量的大网络可以被划分为大量由因特网服务提供商(ISP)操作的相对小的接入网，所述相对的小的接入网耦合到多个城域网(光MAN)，所述城域网又耦合到大的“主干(backbone)”广域网(WAN)。典型地，光MAN和WAN要求比局域网(LAN)更宽的带宽，以提供它们的高端用户所需求的足够的服务水平。此外，随着技术进步，LAN的速度/带宽增加，存在着相应的对于MAN/WAN的速度/带宽增加的要求。

最近，光突发交换(OBS)方案脱颖而出，成为支持WDM光网络上高速突发数据流量的有希望的解决方案。OBS方案提供了在当前光回路交换和出现的所有光分组交换技术之间的实践机会。已经显示出，在一些条件下，OBS方案通过消除由交换节点处发生的O-E-O转换所导致的电子瓶颈，以及通过使用具有由入口节点所规划的可变时隙(timeslot)持续时间供应的单向端到端带宽预留方案，来达到高带宽利用和服务分类(CoS)。因为光交换光纤提供比之对等O-E-O转换低至少一个或更多个数量级的具有较小形状因子(form factor)的功率消耗，所以光交换光纤极具吸引力。但是，当前公布的关于OBS网络的工作着重于使用高容量(即1Tb/s)WDM交换光纤的下一代主干数据网络，所述网络具有大量输入/输出端口(即256×256)、大量光信道(即40个波长)并且要求大量的缓冲。因此，这些WDM交换机的制造将会很复杂和昂贵。相反，对于局域网和广域网来说，对于以低价格支持诸如储存区域网络(SAN)和多媒体多播的各种要求带宽的应用，存在着增长的需求。

附图简要说明

参考附图描述了本发明的非限定性和非穷举性的实施方案，除非另外指出，否则在附图中相同的标号在各个视图中表示相同的部分。

图1是根据本发明的一个实施方案，示出具有可变时隙供应(provisioning)的光子突发交换(PBS)网络的简化框图。

图2是根据本发明的一个实施方案，示出光子突发交换(PBS)网络的操作的简化框图。

图3是根据本发明的一个实施方案，示出用于光子突发交换(PBS)网络的交换节点的框图。

图4是根据本发明的一个实施方案，示出用于PBS网络的基于通用多协议标签交换(GMPLS)的体系结构的图。

图5是根据本发明的一个实施方案，示出基于GMPLS的PBS标签格式的框图。

图6是示出与将数据路由穿过基于GMPLS的PBS控制网络相联系而采用的基于GMPLS的示例性PBS标签组的示意图。

图7是连同RSVP消息示出消息流的框图。

图8a、8b、8c是根据本发明的一个实施方案，与基于RSVP-TE的路径(Path)消息相对应的数据结构，所述数据结构包括用于支持粗粒度的(coarse-grain)资源预留机制的扩展。

图9是与图8a的路径消息数据结构的通用PBS标签请求对象相对应的数据结构。

图10a和10b是根据本发明的一个实施方案，与基于RSVP-TE的预留(Resv)消息相对应的数据结构，所述数据结构包括用于支持粗粒度的资源预留机制的扩展。

图11是根据本发明的一个实施方案，与基于RSVP-TE的路径拆撤(PathTear)消息相对应的数据结构，所述数据结构包括用于支持资源预留的拆撤的扩展。

图12是根据本发明的一个实施方案，与基于RSVP-TE的预留分裂(ResvTear)消息相对应的数据结构，所述数据结构包括用于支持资源预留分裂的扩展。

图13是示出与发送者描述符对象和流描述符对象相对应的数据结构，所述数据结构包括包含带宽百分比值的字段，用于请求支持资源所提供的带宽的一百分比(％)的资源预留。

图14a和14b是根据本发明的一个实施方案，共同地组成示出在使用重叠式路由的光路(lightpath)预留过程中执行的逻辑和操作的流程图的分别的部分，在所述重叠式路由中采用了基于GMPLS的标签。

图14c是根据本发明的一个实施方案，示出在使用重叠式路由的光路预留过程中执行的逻辑和操作的流程图，在所述重叠式路由中采用了PBS控制突发。

图15是类似于图6的基于GMPLS的PBS控制网络的示意图，其中网络节点已被路由器代替，并且图15包括在交换节点生成的示例性路由树(routing tree)的细节。

图16是示出在与图14a对应的示例性光路预留过程中所采用的Path消息组成部分(component)的示意图。

图17是示出由图6的节点B保持的示例性资源预留表的图，并且所述资源预留表包括被连同使用以解释图14a和14b的光路预留过程的数据。

图18是示出在与图14b对应的示例性光路预留过程中所采用的Resv消息组成部分的示意图。

图19是根据本发明的一个实施方案，示出用于PBS光突发的通用PBS成帧格式的图。

图20是根据本发明的一个实施方案，示出图19的PBS成帧格式的进一步细节的图。

图21是根据本发明的一个实施方案，示出PBS交换节点体系结构的示意性框图。

具体实施方式

在下面的详细描述中，参照本发明在光子突发交换(photonic burst-switched，PBS)网络中的使用公开了本发明的实施方案。PBS是一种光交换网络，通常包括高速跳(hop)和跨度受约束(span-constrained)网络，例如企业网。使用在这里，术语“光子突发”是指统计上复用的具有类似路由要求的分组(例如因特网(IP)分组或以太网分组)。尽管这些高速跳和跨度受约束网络从概念上来说类似于基于骨干网的OBS网络，但是它们的设计、操作和性能要求是不同的。但是，应该理解，在本文中公开的教导和原理也可以被应用于其他类型的光交换网络。

图1示出示例性光子突发交换(PBS)网络10，在所述PBS网络10中可以实现本文中描述的本发明的实施方案。PBS网络10的该实施方案包括局域网(LAN)13₁-13_N以及主干光WAN(未示出)。此外，PBS网络10的该实施方案包括入口节点15₁-15_M、交换节点以及出口节点18₁-18_K。PBS网络10可以包括其他与图1中示出的交换节点互连的入口、出口以及交换节点(未示出)。在这里，入口和出口节点也被称为边缘节点(edge node)，因为它们从逻辑上来说位于PBS网络的边缘。实际上，边缘节点提供前面提到的“外部”网络(即在PBS网络外部)和PBS网络的交换节点之间的接口。在该实施方案中，用智能模块来实现所述入口、出口和交换节点。本实施方案可以用作例如将城市区域内的大量LAN连接到大的光主干网络的城域网。

在一些实施方案中，入口节点执行接收的光信号的光-电(O-E)转换，并且包括用于缓冲接收的信号直到所述信号被发送到适当的LAN的电存储器。此外，在一些实施方案中，在接收的电信号被传输到PBS网络10的交换节点17₁-17_L之前，入口节点还执行所述电信号的电-光(E-O)转换。

用这样的光交换单元或模块来实现出口节点，所述光交换单元或模块被配置为从PBS网络10的其他节点接收光信号并将光信号路由到光WAN或其他外部网络。出口节点还可以从光WAN或其他外部网络接收光信号并将光信号发送到PBS网络10的适当的节点。在一个实施方案中，出口节点18₁执行接收的光信号的O-E-O转换，并且包括用于缓冲接收的信号直到所述接收的信号被发送到PBS网络10的适当的节点(或被发送到光WAN)的电存储器。

用这样的光交换单元或模块来实现交换节点17₁-17_L，所述光交换单元或模块各自被配置为从其他交换节点接收光信号并适当地将所述光信号路由到PBS网络10的其他交换节点。如下面描述的，交换节点执行光控制突发信号和网络管理控制突发信号的O-E-O转换。在一些实施方案中，这些光控制突发信号和网络管理控制突发仅以预先选择的波长进行传播。在这样的实施方案中，预先选择的波长不传播光“数据”突发(与控制突发和网络管理控制突发相反)信号，尽管控制突发和网络管理控制突发可以包括特定光数据突发信号组的必要信息。在一些实施方案中，在分别的波长上传输控制信息和数据信息(在本文也被称作带外(out-of-band，OOB)信令)。在其他实施方案中，可以在相同的波长上发送控制和数据信息(在本文中也被称作带内(in-band，IB)信令)。在其他实施方案中，可以通过使用不同的编码方案(例如不同的调制格式等)在相同的波长上传播光控制突发信号、网络管理控制突发信号和光数据突发信号。无论是以哪一种途径，光控制突发和网络管理控制突发都是关于它对应的光数据突发信号被同步地发送。在又一个实施方案中，光控制突发和其他控制信号是以与光数据信号不同的传输速率传播的。

尽管交换节点17₁-17_L可以执行光控制信号的O-E-O转换，但是在该实施方案中，交换节点不执行光数据突发信号的O-E-O转换。相反，交换节点17₁-17_L仅执行光数据突发信号的光交换。因此，交换节点可以包括电子电路，以存储和处理流入的被转换为电形式的光控制突发和网络管理控制突发，使用该信息来配置光子突发交换设置，并适当地路由与所述光控制突发对应的光数据突发信号。基于新的路由信息来替换之前的控制突发的新的控制突发被转换为光控制信号，并且被传输到下一个交换或出口节点。下面进一步描述交换节点的实施方案。

示例性PBS网络10的部件以如下方式互连。LAN 13₁-13_N被连接到对应的入口节点15₁-15_M。在PBS网络10内，入口节点15₁-15_M和出口节点18₁-18_K通过光纤连接到交换节点17₁-17_L中的一些。交换节点17₁-17_L相互之间也通过光纤以网状体系结构互连，以在入口节点之间、在入口节点15₁-15_M和出口节点18₁-18_K之间形成相对多数量的光路或光链路。理想地，存在多于一条光路来将交换节点17₁-17_L连接到PBS网络10的每一个端点(即入口节点和出口节点是PBS网络10内的端点)。当一个或更多个节点失效时，交换节点、入口节点和出口节点之间的多条光路使保护交换(protection switching)能进行，或是使诸如到目的地的主路由和次路由的特征有效。

如下面结合图2所描述的，PBS网络10的入口、出口和交换节点被配置为发送和/或接收光控制突发、光数据突发以及波分复用的其他控制信号，以便在预先选择的波长上传播光控制突发和控制标签，并且在不同的预先选择的波长上传播光数据突发或有效载荷(payload)。此外，PBS网络10的边缘节点可以在(以光或电的形式)将数据发送出PBS网络10的同时发送光控制突发信号。

图2根据本发明的一个实施方案，示出PBS网络10的操作流程。参照图1和图2，光子突发交换网络10如下操作。

过程开始于框20，其中PBS网络10从LAN 13₁-13_N接收分组。在一个实施方案中，PBS网络10在入口节点15₁-15_M处接收IP分组。接收的分组可以是电形式而不是光形式的，或所述分组可以以光形式被接收然后被转换为电形式。在该实施方案中，入口节点以电形式存储所接收的分组。

为了清晰，对于PBS网络10的操作流的余下描述着重于信息从入口节点15₁到出口节点18₁的传送。信息从入口节点15₂-15_M到出口节点18₁(或其他出口节点)的传送基本类似。

如框21所描绘的，从接收的分组形成光突发标签(即光控制突发)和光有效载荷(即光数据突发)。在一个实施方案中，入口节点15₁使用统计复用技术来从存储在入口节点15₁中的接收的IP(因特网协议)分组形成光数据突发。例如，由入口节点15₁接收并且必须通过在其到目的地的路径上的出口节点18₁的分组可以被组装成光数据突发有效载荷。

接着，在框22中，具体光信道和/或光纤上的带宽被预留，以将光数据突发传送通过PBS网络10。在一个实施方案中，入口节点15₁预留通过PBS网络10的光数据信号路径中的时隙(即TDM系统的时隙)。该时隙可以是固定持续时间和/或可变持续时间的，在相邻时隙间具有均匀或非均匀的时间间隔。此外，在一个实施方案中，带宽被预留一段足以将光突发从入口节点传送到出口节点的时间。例如，在一些实施方案中，入口、出口和交换节点维护关于所有已被使用和可获得时隙的更新列表。时隙可以多个波长和光纤上被分配和分布。因此，在不同实施方案中可以是固定持续时间或可变持续时间的预留的时隙(在这里也被称作TDM信道)可以在一条光纤的一个波长上，和/或可以被分散到多个波长和多条光纤上。

当入口和/或出口节点预留带宽时，或者当传送光数据突发后释放带宽时，网络控制器(未示出)更新列表。在一个实施方案中，网络控制器和入口或出口节点基于可获得的网络资源和流量模式使用各种突发或分组调度算法来完成该更新过程。周期性地向所有入口、交换和出口节点广播的可获得的可变持续时间TDM信道作为光控制突发在相同的波长上或者在不同的公共的预先选择的波长上被传输过整个光网络。网络控制器功能可以驻留在入口或出口节点中的一个中，或者可以分布在两个或更多个入口和/或出口节点中。

然后，如框23所描绘的，光控制突发、网络管理控制标签和光数据突发在预留的时隙或TDM信道中被传送通过光子突发交换网络10。在一个实施方案中，入口节点151沿网络控制器确定的光标签交换路径(OLSP)将控制突发传输到下一个节点。在该实施方案中，网络控制器使用在一个或更多个波长上的基于约束的路由协议(例如多协议标签交换(MPLS))来确定到出口节点的最佳的可获得OLSP。

在一个实施方案中，在光数据突发之前，在不同的波长和/或不同的光纤上同步地传输控制标签(在这里也被称作控制突发)。控制突发和数据突发之间的时间偏移允许每个交换节点处理标签并配置光子突发交换机，以便在相应的数据突发到来之前适当地进行交换。使用在这里，数据光子突发交换机是指不使用O-E-O转换的快速光交换机。

在一个实施方案中，入口节点15₁随后将光数据突发同步地传输到交换节点，在交换节点处光数据突发经历少量或不经历时间延迟，并且在每个交换节点内不经过O-E-O转换。总是在传输相应的光数据突发之前发送光控制突发。

在一些实施方案中，交换节点可以执行控制突发的O-E-O转换，以便节点可以提出和处理被包括在标签中的路由信息。此外，在一些实施方案中，在相同的用于传播标签的波长上传播TDM信道。可替换地，可以使用不同的调制格式在相同的光纤的相同波长上调制标签和有效载荷。例如，可以使用不归零(NRZ)调制格式来传输光标签，而使用归零(RZ)调制格式来传输光有效载荷。以类似的方式将光突发从一个交换节点传输到另一个交换节点，直到光控制突发和光数据突发在出口节点18₁处被终止。

剩余的操作集(set)与出口节点操作有关。在框24中，一旦接收到数据突发，出口节点将数据突发分解以提取IP分组或以太网帧。在一个实施方案中，出口节点18₁将光数据突发转换成出口节点18₁可以处理的电信号，以恢复每个分组的数据分段。如判决框25所描绘的，在这一点操作流程取决于目标网络是否是光WAN或LAN。

如果目标网络是光WAN，在框26形成新的光标签和有效载荷信号。在该实施方案中，出口节点18₁准备所述新的光标签和有效载荷信号。然后，在框27中新的光标签和有效载荷信号被传输到目标网络(在这种情况下即WAN)。在该实施方案中，出口节点18₁包括光接口，以将光标签和有效载荷传输到光WAN。

但是，如果在框25中确定目标网络是LAN，逻辑前进到框28。因此，所提取的IP数据分组或以太网帧被处理，并与相应的IP标签组合，然后被路由到目标网络(在这种情况下即LAN)。在该实施方案中，出口节点18₁形成这些新的IP分组。然后，如框29所示，新的IP分组被传输到目标网络(即LAN)。

PBS网络可以通过TDM信道提供的额外的灵活性达到增加的带宽效率。尽管上述示例性实施方案包括具有将多个LAN耦合到光WAN主干网的入口、交换和出口节点的光MAN，但是在其他实施方案中，网络不一定要是LAN、光MAN或WAN主干网。即，PBS网络10可以包括多个相对小的网络，相对小的网络耦合到相对大的网络，所述相对大的网络又耦合到主干网络。

图3根据本发明的一个实施方案，示出在光子突发交换网络10(图1)中被用作交换节点的模块17。在该实施方案中，模块17包括光学波分解复用器组30₁-30_A，其中A代表用于将有效载荷、标签和其他网络资源传播到所述模块的输入光纤的数量。例如，在该实施方案中，每条输入光纤可以载送一组C种波长(即WDM波长)，尽管在其他实施方案中输入光纤可以载送不同数量的波长。模块17还包括N×N的光子突发交换机组32₁-32_B，其中N是每个光子突发交换机的输入/输出端口的数量。因此，在该实施方案中，每个光子突发交换机中的波长的最大数量为A·C，其中N≥A·C+1。对于N大于A·C的实施方案来说，额外的输入/输出端口可以被用来将光信号循环回来以进行缓冲。

此外，尽管光子突发交换机32₁-32_B被示为分开的单元，但是它们可以被实现为使用任何合适的交换机体系结构的N×N光子突发交换机。模块17还包括光学波分解复用器组30₁-30_A、光-电信号转换器组36(例如光检测器)、控制单元37以及电-光信号转换器组38(例如激光器)。控制器单元37可以包括一个或更多个用于执行软件或固件程序的处理器。下面描述了控制单元37的进一步细节。

模块17的该实施方案的部件以如下方式互连。光学波分解复用器组30₁-30_A连接到一组A条光纤，所述输入光纤传播来自光子突发交换网络10(图10)的其他交换节点的输入光信号。光学解复用器的输出导线(lead)连接到一组B个核心光交换机32₁-32_B，并且连接到光信号转换器36。例如，光学解复用器30₁具有B条输出导线连接到光子突发交换机32₁-32_B的输入(即光学解复用器30₁的一条输出导线连接到每个光子突发交换机的一条输入导线)，并且具有至少一条输出导线连接到光信号转换器36。

光子突发交换机32₁-32_B的输出导线连接到光学复用器34₁-34_A。例如，光子突发交换机32₁具有A个输出导线连接到光学复用器34₁-34_A的输入导线(即光子突发交换机32₁的一个输出导线连接到每个光学复用器的一个输入导线)。每个光学复用器的输入导线也连接到电-光信号转换器38的输出导线。控制单元37具有输入导线或端口连接到光-电信号转换器36的输出导线或端口。控制单元37的输出导线连接到光子突发交换机32₁-32_B的控制导线和电-光信号转换器38。

根据本发明的其他方面，提供了用于PBS网络的动态路由OLSP调度机制，所述动态路由OLSP调度机制采用了对基于GMPLS架构(framework)的信令扩展。在图4中示出用于PBS网络的基于GMPLS的控制方案的总概，其中，可以根据一个实施方案实现信令扩展。以GMPLS协议套(suite)开始，GMPLS协议中的每一个都可以被修改或扩展，从而在仍然采用GMPLS协议的各种流量工程任务的同时，支持PBS操作和光学接口。完整的PBS层体系结构包括在PBS MAC层401之上的PBS数据服务层400，PBS MAC层401在PBS光子学层(photonics layer)402之上。已知基于GMPLS的协议套(由图4中的框403指示)包括配置(provisioning)组件404、信令组件405、路由组件406、标签管理组件407、链路管理组件408以及保护和还原(restoration)组件409。在一些实施方案中，这些组件被修改，或者已添加了支持PBS层400-402的扩展。此外，在该实施方案中，基于GMPLS的套403还被扩展为包括操作、监管、管理和配置(OAM&P)组件410。关于GMPLS体系结构的进一步信息可以在http://www.ietf.org/internet-drafts/draft-ietf-ccamp-gmpls-architecture-07.txt上找到。此外，基本GMPLS信令的功能描述可以在 http://www.ietf.org/rfc/rfc3471.txt上找到。

根据本发明的一个方面，信令组件405可以包括专用于PBS网络的扩展，例如突发开始时间、突发类型、突发长度和突发优先级等。如下面更详细地描述的，公开了GMPLS信令扩展，以使预留调度能够使用RSVP-TE(预留协议——流量工程)协议。可以基于公知的链路管理协议(LMP)(当前只支持SONET/SDH网络)以及所添加的用于支持PBS网络的扩展来实现链路管理组件408。例如，保护和还原组件409可以被修改，以覆盖PBS网络。关于LPM的进一步信息可以在http://www.ietf.org/internet-drafts/draft-ietf-ccamp-lmp-09.txt上找到。

标签管理组件还可以被修改，以支持PBS控制信道标签空间。在一个实施方案中，在控制信道信号经过O-E转换后，执行标签操作。PBS网络的入口节点作为标签边缘路由器(LER)，而交换节点作为标签交换路由器(LSR)。出口节点的作用类似于出口LER，不断的为PBS网络提供标签。入口节点可以提议要在它所连接的光路段上使用的标签，但是下游交换节点将是最终选择标签值的节点，它潜在的拒绝所建议的标签并选择它自己的标签。通常，也可以由边缘或交换节点向它的下游交换节点建议标签列表。该组件可以有力地增加控制信道上下文(context)获取速度(通过执行预建立的标签查找，而不是必须恢复整个上下文)。标签配置所使用的进一步细节在同时待审的美国专利申请No.(律师案卷号No.42P16847)。

为了在跳和跨度受约束的网络(例如企业网络)中能够使用PBS连网，将基于GMPLS的协议套扩展为在入口/出口节点和交换节点都识别PBS光学接口是有益的。在基于GMPLS的架构下，PBS MAC层被调整(tailor)为执行不同的PBS操作的同时，仍然包括用于粗粒度(从几秒到几天或更长)光学流的控制突发交换的基于LPMS的流量工程特征和功能，所述粗粒度光学流是通过使用预留协议建立的并且由PBS标签来代表。

本发明的一个重要方面涉及标签信令，通过标签信令对粗粒度光路进行端到端的信号发送，并且为所述粗粒度光路指派独特的PBS标签。PBS标签仅具有光路段意义(significance)，而不具有端到端意义。图5中示出事例性PBS标签格式500以及它的对应字段，在下面讨论了其对应字段的进一步细节。用于光路建立、拆撤(tear down)和维护的PBS标签信令是通过IETF(因特网工程任务组)资源预留协议-流量工程(RSVP-TE)的扩展来完成的。关于具有RSVP-TE扩展的GMPLS信令的更多信息可以在http://www.ietf.org/rf/rfc3473.txt上找到。

标识数据突发输入光纤、波长和光路段、光信道间距的PBS标签被用在控制路径上，以使人们能够作出对网络资源的软预留请求(通过对应的Resv消息)。如果所述请求得到满足(通过Path消息)，沿所选择的光路的每个交换节点交付(commit)所请求的资源，并且用适当的段到段标签建立光路。每个交换节点负责通过信令机制更新初始PBS标签，向之前的交换节点指示用于它的光路段的标签。如果所述请求不能得到满足或发生错误，描述该状况的消息被发送回发起者(originator)，以采取适当的动作(选择另一个光路特性)。因此，通过信令实现PBS标签使用于控制突发处理的高效MPLS类型查找能进行。在每个交换节点处对控制突发的处理改进降低了控制和数据突发之间所需的偏移时间，导致提高的PBS网络吞吐量(throughput)以及降低的端到端延时。

除了由PBS控制处理器执行的软件块之外，还存在支持此处描述的PBS连网操作的几个其他关键组件。链路管理组件408负责提供例如链路上行/下行、光损耗等的PBS网络传送链路状态信息。该组件在控制信道上运行其自己的链路管理协议。在一个实施方案中，扩展IETF链路管理协议(LMP)协议，以支持PBS接口。当链路管理组件报告链路失效时，链路保护和还原组件409负责基于各种用户定义的准则计算在各个交换节点间的光学路径(optical path)。OAM&P组件410负责执行各种监管任务，例如设备供应。

此外，路由组件406提供路由信息，以建立控制和数据突发路径到它们的目的地的路由。对于具有无缓冲交换结构的PBS网络来说，该组件还通过提供用于减少竞争的备用路由信息，从而在使PBS成为更可靠的传送网络中扮演重要角色。

本发明的标签信令方案通过减少处理已发信号光路所需的时间量来减少PBS偏移时间。这是通过将基于GMPLS的架构扩展为使用PBS标签空间中定义的独特的标签来标识PBS网络中的每个光路段来实现的。通过允许处理控制突发的PBS交换节点中的控制接口单元基于用来执行快速和高效查找的标签信息来查找相关物理路由信息和其他相关处理状态，对PBS标签的使用加速了PBS控制突发处理。因此，除其他以外，在一次查找操作中，每个PBS交换节点已经访问了以下相关信息：1)要将控制突发发送到的后一跳地址；2)关于流出的光纤和波长的信息；3)如果工作在基于标签的模式下，在下一段上要使用的标签；以及4)为具体输入端口和波长更新调度要求所需的数据。

参照图5，在一个实施方案中，PBS标签500包括五个字段，这五个字段包括输入光纤端口字段502、输入波长字段504、光路段ID字段506、光信道间距(Δ)字段508以及预留的字段510。输入光纤端口字段502包括8位字段，指定由标签(标签自身由控制波长所载送)所标识的数据信道的输入光纤端口。输入波长字段504包括32位字段，描述在由输入光纤端口字段502所指定的输入光纤端口上使用的输入数据波长，并且在下面将进一步描述该字段。光路段ID字段506包括16位字段，描述在具体的波长和光缆上的光路段ID。光路段ID是预定义的值，是基于PBS网络拓扑结构确定的。信道间距字段508包括4位字段，用于结合下面定义的变量Δ标识信道间距(即相邻光信道间的分隔)。出于实现专用的目的以及未来的扩充，预留的字段510被预留。

在一个实施方案中，使用针对单精度浮点格式的IEEE(电气与电子工程师学会)标准754来表示输入波长。将32位字(word)分割成1位符号指示符(sign indicator)S、8位偏移指数e以及23位小数。由下式给出这种格式和实数表示之间的关系：

等式(1)

C波段(band)的光信道中的一条具有频率197.200THz，对应于波长1520.25nm。该信道通过设置s＝0，e＝134，f＝0.540625来表示。相邻信道分隔可以是50GHz、100GHz、200GHz或其他间距。对于50GHz的信道分隔来说，可以记作：Δ＝0.05＝1.6·2^-5(s＝0，e＝122，f＝0.6)。因此，第n条信道的频率由下式给出：

f(n)＝f(1)-(n-1)·Δ 等式(2)

因此，根据等式(2)，光信道频率由n和Δ的具体值给出，Δ的具体值可以作以初始网络建立的一部分给出。例如，使用标准ITU-T(国际电信联盟)网格(grid)C和L波段，n被限制为249，对应于光学频率184.800THz。但是，也可以使用等式(2)定义在上面提到的范围或其他波长范围(例如约为1310nm的波长带)之外的其他光信道频率。

图6中示出如何在基于GMPLS的PBS网络6500中实现PBS标签500的操作。可以包括多种网络类型中一种(例如企业网)的网络600包括四个被标记为B、C、E和F的PBS交换节点，以及两个被标记为A和D的边缘节点。在一端网络600耦合到LAN或WAN网络602，并且在另一端网络600耦合到LAN或WAN网络604，其中节点A和D工作为边缘节点。对于下面的实施例来说，希望将流量从网络602路由到网络604。因此，边缘节点A(即源节点)工作为入口节点，而边缘节点D(即目的节点)工作为出口节点。

如图6中所示，各个交换节点B、C、E和F通过光路段LP1-LP13耦合。光路段(lightpathsegment)包括经由任何相邻节点间的光纤的光学连接。光路包括在源和目的节点间穿行的光学路径，并且一般包括多个光路段的串联。在下面讨论的示出实施例中，源节点(入口节点A)和目的节点(出口节点D)间的光路中的一条包括光路段LP1、LP4和LP6。

如在图6中进一步示出的，示例性PBS标签A-B-0和A-B-1分别在时刻t₀和t₁被指派给节点A和B间的路径；标签B-C-0和B-C-1在时刻t₀和t₁被指派给节点B和C间的路径；标签C-D-0和C-D-1在时刻t₀和t₁被指派给节点C和D间的路径。为了简化，将光路段LP1、LP2、LP3、LP4、LP5和LP6的光路段ID分别定义为0x0001、0x0002、0x0003、0x0004、0x0005和0x0006。根据PBS网络之前描述的方面，特定的LSP可以包括采用单个波长或不同波长的光路段。例如，在示出的实施例中，标签A-B-0定义使用频率197.2THz(Ox08683FDl)，标签B-C-0定义使用频率196.4THz(0x08682767)，标签C-D-0定义使用频率195.6THz(0x08680EFD)。在从A到D的路途中，信令分组以光路上逐段为基础(即LP1、LP4和LP6)请求资源预留。例如，边缘节点请求资源，以创建所选择光路的粗粒度预留。在第一光路段上，交换节点B检查它是否具有足够的资源来满足该请求。如果它不具有这些资源，则它向该请求的发起者发送回错误消息，以便发起者采取适当的动作，例如发送另一个请求，或选择另一条光路。如果它具有足够的资源，它对这些资源作出软预留，并将预留请求转发到下一交换节点，在下一交换节点中重复所述操作，直到到达目的节点D。当D接收到软预留请求时，它检查它是否可以被满足。

为了支持预留信令，实现采用对资源预留协议——流量工程(RSVP-TE)的扩展的信令机制。一般来说，如IETF RFC 2205中所指明的，RSVP-TE协议本身是RSVP协议的扩展。RSVP被设计为使通信会话(多播或单播)的发送者、接收者以及路由器能够相互通信，从而建立必要的路由器状态以支持各种基于IP的通信服务。RSVP通过目的地址、传输层协议类型和目的端口号来标识通信会话。RSVP不是路由协议，而仅仅用于沿潜在的路由预留资源，所述主要路由在常规实践中是由路由协议选择的。

图7示出用于多播会话的RSVP的实施例，所述多播会话包括一个流量发送者S1以及三个流量接收者RCV1、RCV2和RCV3。图7中的图示出一般的(general)RSVP操作，该RSVP操作也可以应用于单播会话。在发送者S1和接收者RCV1、RCV2、RCV3之间发送的上游消息700和下游消息702经由路由组件(component)(例如交换节点)R1、R2、R3和R4被路由。RSVP使用的主要消息是源自流量发送者的Path消息和源自流量接收者的Resv消息。Path消息的主要作用首先是沿路径在每个路由器中安装反向路由状态(reverse routing state)，并且其次是向接收者提供关于发送者流量和端到端路径的特性的消息，以便接收者可以作出适当的预留请求。Resv消息的主要作用是沿发送者和接收者之间的分布树将预留请求载送到路由器。

连接创建请求是经由Path消息发出的。在图8a-c中示出，根据本发明的实施方案的具有信令扩展的Path消息800的细节。为了清晰，Path消息800仅示出与此处描述的预留信令机制相关的字段；应该理解，Path消息还可以包括由RSVP-TE协议所指定的额外的字段。仍是为了清晰，以粗体字示出增加或添加到标准RSVP-TE数据结构中的字段。最后，被包括在([...])中的对象是可选的。

所示出的Path消息800的对象包括Common Header(公共头部)802、可选的Integrity(完整性)对象804、Session(会话)对象806、RSVP_Hop(RSVP跳)对象808、Time_Value(时间值)对象810、可选的Explicit_Route(明确路由)对象811、通用的PBS_Label_Request(PBS标签请求)对象812、可选的Label_Set(标签集)对象814、可选的Admin_Status(监管状态)对象816、Destination_PBS_address(目的PBS地址)对象818、Source_PBS_address(源PBS地址)对象820、可选的Policy_Data(策略数据)对象822以及发送者描述符对象824。

可选的Integrity对象804载送用于认证起始节点和验证RSVP消息的内容的加密数据。会话对象806包括IP目的地址(Dest Address)、IP协议ID以及某些形式的通用目的端口，用于定义供其他对象遵循的具体会话。在一个实施方案中，标识因特网协议版本4(IPv4)会话的信息被存储在会话对象806中。可选地可以采用因特网协议版本6(IPv6)。

RSVP_Hop对象808载送发送(在节点链中最新的)消息的RSVP支持节点的IP地址以及逻辑流出接口句柄(handle)LIH。下游消息的RSVP_Hop对象被称为PHOP(“前一跳”)对象，而下游的RSVP_Hop对象被称为NHOP(“后一跳”)对象。因此，在本文中PHOP RSVP_Hop对象被标记为808P，而NHOP RSVP_Hop对象被标记为808N。

在常规实践中，Time_Value对象810包括消息创建者使用的用于刷新周期(refreshperiod)的值。但是，根据本发明的原理，所述对象被用来储存指明OLSP预留的开始和结束的时间值。

信令协议还支持明确路由。这通过明确路由对象811完成。此对象封装组成明确地路由的路径的跳的串联。使用此对象，可以不依赖常规IP路由来预先确定标签交换RSVP-MPLS流使用的路径。明确地路由的路径可以以监管的方式被指定，或基于QoS(服务质量)和策略要求、考虑主流网络的状态由合适实体自动地计算。总之，路径计算可以是控制驱动或数据驱动的。

图9中示出根据一个实施方案的通用PBS_Label_Request对象812格式的细节。所述对象的格式包括长度(length)字段900、Class-Num(分类号)字段902、C-Type(C类型)字段904以及对象内容906。Class-Num字段902和C-Type字段904中的值都是一旦协议通过标准途径就被标准化的恒定值。在一个实施方案中，对象内容906包括具有图5中示出并且在上文中描述的格式的PBS标签。

Label_Set对象814被用来限制下游节点对可接受标签集的标签选择。此限制以每跳为基础来应用。RFC 3271讨论在光领域中标签集有用的四种情况。第一种情况是末端装置只能在较小的具体的波长/波段集上传输信号。第二种情况是存在接口序列，所述接口不能支持波长转换(不支持CI)，并且要求在跳序列或者甚至整个路径上都端到端地使用相同波长。第三种情况是希望限制被执行的波长转换的数量，以减少光信号的失真。最后一种情况是链路的两端支持不同的波长集。

Label_Set对象814被用来限定可以用于两个对等节点(peer)间的特定LSP的标签范围。Label_Set的接收者必须限定它选择的标签是Label_Set 814中指明的一个。与标签非常类似，Label_Set 814可能出现在多个跳中。在这种情况下，每个节点可能基于流入Label_Set和节点的硬件能力来生成它自己的流出Label_Set。人们希望此情况是对于具有不支持转换(不支持CI)的接口的节点的规范(norm)。Label_Set 814的使用是可选的；如果没有不存在Label_Set 814，则来自有效标签范围的所有标签都可以被使用。从概念上来说，缺乏具体Label_Set的对象暗指值为{U}的Label_Set对象，即所有有效标签的集合。

Admin_Status对象816被用来向沿路径的每个节点通知LSP的状态。每个节点基于局部策略和对应的流出传播消息来处理状态信息。所述对象可以被插入到Path消息或Resv消息中，这由入口节点(对于Path消息来说)或出口节点(对于Resv消息来说)来决定。

Destination_PBS_Address对象818包括目的节点(即出口节点)的IP地址。如上面所讨论的，此信息可以被提供在会话对象中；为了清晰，它在图8a中被示出为单独的数据。类似地，Source_PBS_Address对象820包括源节点(即入口节点)的IP地址。

在图8a和8b中分别示出用于单向和双向PBS光路径的发送者描述符824的进一步细节。图8a示出包括发送者模板(template)对象826和PBS_Sender_TSpec对象828的单向发送者描述符824A。除了发送者模板对象826和PBS_Sender_TSpec对象828以外，双向发送者描述符824B还包括上游标签830。

图10a和10b根据一个实施方案示出Resv消息1000的各种对象。如常规的RSVP实践，接收节点响应于Path消息发出Resv消息。因此，Resv消息1000与Path消息800共享很多对象，包括公共头部802、Integrity对象804、Session对象806、RSVP_Hop对象808、Time_Value对象810、Admin_Status对象816以及Policy_Data对象822。此外，Resv消息1000还包括预留配置对象1004、Style(样式)对象1006以及流描述符对象1008。

Resv_Confirm(预留确认)对象1004保持用来确认对于对应PBS资源的预留的数据。资源预留的进一步细节在下面描述。Style对象1006包括标识预留样式的数据，即FF(固定过滤器——不同的预留和明确的发送者选择)、SE(共享的明确——共享的预留和明确的发送者选择)以及WF(通配符过滤器——共享的预留和通配符发送者选择)。

流描述符1008包括用于描述数据流的对象。这些对象包括PBS_Flowspec(PBS流说明)1010、Filter_Spec(过滤器说明)1012以及Generalized_PBS_Label(通用PBS标签)1014。

图11中示出被用来请求删除连接的PathTear(路径拆撤)消息。PathTear消息1100包括从Path消息800推断(corollary)出来的对象。这些对象包括公共头部802、可选的Integrity对象804、Session对象806、RSVP_Hop对象808，和可选的Admin_Status 816以及发送者描述符824。

图12中示出响应于PathTear消息1100发出的ResvTear消息1200。ResvTear消息1200包括公共头部802、可选的Integrity对象804、Session对象806、RSVP_Hop对象808，以及可选的Admin_Status 816、Style对象1006和流描述符1200。

PBS_Sender_TSpec对象828和PBS_Flowspec对象1010采用公共格式。每个对象包括长度字段1300、Class-Num字段1302、C-Type字段1304、对象内容1306、预留的字段1308和带宽百分比(带宽％)字段1310。PBS_Sender_TSpec对象828和PBS_Flowspec对象1010可以由它们各自的Class-num/C-Type值识别。带宽百分比字段1310的值代表带宽的量，它被中间节点表示为在给定光路段上可获得带宽的百分比。中间节点(例如交换节点)将该百分比归一化为它的向外链路的可获得带宽。这使每个交换节点都能够针对所有流入的标签请求构建它的带宽分配表，并且确定它是否可以满足每个带宽请求。

在一个被称为PBS覆盖式路由(overlay routing)的实施方案中，使用与常规分组路由(例如IP网络中)相似的逐跳路由确定方案来预留光路。参照图14a和14b的流程图，根据PBS覆盖式路由的一个实施方案，在光路预留过程中执行的操作和逻辑如下进行。过程在框1400中开始，其中每个交换节点构建定义到其他节点的可获得路由的“固定”路由树(以表的方式实施)，所述路由树是基于该路由树被构建时的网路拓扑来构建的。本质上，每个路由对应于跨越串联的一个或多个(相邻节点间的)跳的光路，遍历所述一个或更多个跳以将数据从维护(maintain)路由数据的交换节点传输到一个或更多个目的(边缘)节点。

例如，在图15中示出路由树1500B，所述路由树1500B图示说明被包括在固定拓扑路由树表中的示例性路由数据集。在该实施方案中，交换节点B、C、E和F中的每一个都被模拟为分别的路由器R_B、R_C、R_E和R_F，而边缘节点A和D被分别模拟为E_A和E_D。路由树1500B图形化地描绘了从路由器R_B(即交换节点B)到达边缘节点E_A和E_D的必须的跳。沿每条“分支”的末端节点(也被称为“叶(leaf)”节点)代表目的，而顶端节点(在该实例中是R_B)代表路由树的“根(root)”。一般来说，在路由树中不包括循环的或迂回的路由，因为这样的路由十分低效。例如，不应该包括交换节点C和边缘节点D间跨越R_C-R_E-R_B-R_F-R_D的路由，尽管可能这是节点C和D间的可能的路由。分别在路由器R_C、R_E、R_F处构建对应于路由树1500C、1500E和1500F的类似的路由表。在联网领域中这种构建路由树的技术是众所周知的。

在构建了路由表树之后，连续的网络操作已准备好被执行。在这些操作期间，试图通过使用以逐跳为基础路由的资源预留消息来调度光路，其中最终路由配置被确定为优选的路由准则(例如最短路由)结合当前资源可获得性的函数。

如启动框(start block)1401所标识的，过程开始于源节点。在该实施方案中，希望将流量从源或入口边缘节点A路由到目的出口边缘节点B。在框1402中确定将预留消息路由的后一跳。一般来说，边缘节点只知道相邻的交换节点，并且不需要知道关于网络拓扑的进一步的任何信息。因此，将在不考虑下游资源可获得性的情况下执行对第一跳的后一跳节点的确定。在一个实施方案中，边缘节点维护与下面描述的交换节点资源预留表(图17)相似的资源预留表，除了给定预留记录仅包括与流出流量预留或流入流量预留相关的信息之外。因为流出流量预留具有在后一跳(下游节点)的推断的流入流量预留，并且流入流量预留具有在前一跳(上游节点)的推断的流出流量预留，所以边缘节点(并且实际上所有节点)知道相邻节点间共享的光链路(光路段和波长)的可获得性。最终结果是，基于源节点和第一条节点间光链路的可获得性确定第一后一跳。

然后，在框1403中，生成第一Path消息，所述第一Path消息包括用于作出后一跳的预留的嵌入式PBS标签。在该实施方案中，第一后一跳是路由器R_B使用光路段LP1。图16示出示例性Path消息1600的细节，所述Path消息1600与资源预留过程的第一关对应。目的PBS地址818包括目的节点D的IP地址，而源PBS地址820包括源节点A的IP地址。因为最近转发该消息的节点是源节点A，所以RSVP_Hop对象808P包括节点A的IP地址。

指明第一跳的光路段和波长的信息被包括在储存于标签集814中的标签A-B-LP1λ1中，所述标签集814位于通用PBS标签请求对象812之下。每个标签包括标识如下内容的信息：用于接收节点的输入光纤端口(例如交换节点B的输入光纤端口1)、用于在耦合到输入光纤端口的光纤上传输数据信号的输入波长(195.6THz)(注意，如上面所讨论的，输入波长实际被确定为输入波长字段504和Δ字段508中的值的函数——出于图示说明的目的，在这里使用具体值)、耦合在发送和接收节点间的光路的光路段ID(例如LP1)。

如上面所讨论的，要作出的预留包括对应于未来对虚拟网路链路的调度使用的时隙(time slot)预留，所述虚拟网路链路包括由多条串联的光路端组成的光路。因此，对应于Time_Values对象810、包括对应的预留时隙的开始和结束时间的时间段数据被分别储存在开始时间对象810A和结束时间对象810B中。出于图示说明的目的，开始时间描绘12:00:000(即中午12点)和12:00:001(中午12点之后100毫秒)；在实际实现中，也可以在相同字段或额外的字段中包括日期信息。

明确路由信息可以被包括在Explicit_Route对象811中。在该实例中，Explicit_Route811包括0，指示没有定义明确路由。

根据本发明的另一个方面，可以定义对用于组成给定光路的光路段的使用的预留，以便仅使用信道带宽的一部分。如上面所讨论的，定义用于预留的带宽百分比的信息可以被存储在发送者描述符对象824的带宽百分比字段1310中。消耗比给定资源可获得的总带宽少或相等的资源预留请求被接受，而要消耗不可获得带宽的请求被拒绝。

一旦Path消息被创建，它被发送到后一跳。接下来的操作和逻辑集以如开始和结束循环框1404和1405所指示的循环方式被执行，开始于交换节点B，所述B交换节点包括光路的入口侧的第一交换节点。开始和结束循环框1404和1405间定义的操作是针对每个交换节点以迭代方式执行的，直到已经评估了最后的光路段的可获得性。使用在这里，术语“当前节点”标识正在一节点上执行操作，所述节点的评估的光路段被接收到。术语“下一节点”代表光路段链中的下一节点，而“前一节点”代表在当前节点之前被评估的节点。当逻辑从结束循环框1405循环回开始循环框1404时，下一节点成为当前节点。

在框1406中，在接收节点上处理Path消息，以基于Path消息对象和嵌入式PBS标签提取目的地址和对应的对该节点的资源预留请求。例如，在该点处，交换节点B已经接收到资源预留请求，要求在时隙12:00:000到12:00:001期间在频率195.6THz处为光路段LP1预留信号带宽的30％。接着，基于该节点的路由树表中定义的到目的节点的最佳可获得路由确定后一跳。通常地，最佳可获得路由将与具有最短路径的路由匹配。在该实施例中，路由R_B(交换节点B)和边缘节点E_D(目的节点)间的最短路径跨越R_B-R_C-E_D。因此，后一跳为R_C，或交换节点C。

一旦作出最佳可获得路由的后一跳，则可以在判决框1408中确定后一跳是否具有足够的资源来满足预留请求。例如，将基于光纤链路(光路段)和波长的组合来确定针对该时隙是否可获得足够的带宽百分比。因此，在判决框1408将确定是否光路段LP3或LP4中的任一段可以支持所请求的预留。可以基于被包括在当前节点的资源预留表中的信息来确定可获得性信息，如下面所描述的。

对足够资源的指示意味着指定的资源(即在后一跳节点处接收的在该光路段的波长上的带宽请求)在之前指定时间段的任意一部分中没有被调度使用过。在一个实施方案中，可以基于储存在每个节点处的资源预留查找表确定该信息，如图17a中示出的资源预留表1700所示例的。资源预留表包括与对节点提供的各种传输资源的“软”(已被请求，但是还没有被确认的)和“硬”(已被确认)预留相关的数据。预留表1700包括多个栏目(column)，在栏目中数据成行(row)储存，其中给定行的数据被称为“记录”，并且给定记录的栏目包括数据字段。所述栏目包括可选的关键字(Key)栏目1702、输入光纤端口栏目1704、输入波长栏目1706、可选的输入光路段ID栏目1708、、开始时间栏目1716、结束时间栏目1718、带宽百分比栏目1720和状态栏目1220。

一般来说，关键字栏目1702被用于储存每条记录的独有的标识符(关键字)，使能(enable)记录的快速检索，并保证记录的独有性。在一个实施方案中，关键字包括与Path消息的会话对象806对应的信息。在另一个实施方案中，关键字由对应于PBS标签的字段中(即输入光纤端口栏目1704、输入波长栏目1706以及光路段ID栏目1708中)的数据的组合导出。这使能响应于对包括具体PBS资源分配请求的控制突发的处理，对预留项的快速查找。

与流入链路参数相关的数据被储存在输入光纤端口栏目1704、输入波长栏目1706以及可选的输入光路段ID栏目1708中，而与流出链路参数相关的数据被储存在输出光纤端口栏目1710、输出波长栏目1712中以及可选地储存在输出光路段ID栏目1714中。每个交换节点都通过分别的I/O端口耦合到两条或更多条光纤链路。例如，预留表1700中的示例性数据对应于交换节点B，所述交换节点B包括六个在图15中被描绘为环绕的数字1-6的网络输入/输出(I/O)端口。输入光纤端口栏目1704中的值标识由维护该预留表的特定交换节点接收数据所在的I/O端口，而输出光纤端口栏目1710中的值标识传输数据所通过的I/O端口。因此，在一个实施方案中，标识输入和输出光路段的数据被分别储存在输入光路和输出光路段ID栏目1714中。

如上面所讨论的，给定光路段可以支持用不同波长传输的并行的数据流。因此，输入波长栏目1706被用来为给定预留记录标识流入数据要被传输的波长，而输出波长栏目1712被用来标识流出数据要被传输的波长。

基于被包括在预留请求消息中的适当信息，为可变持续时间的分别的时隙预留通过每个交换节点的路由路径。典型地，时隙由开始时间和结束时间定义，对应的数据储存在开始时间栏目1716和结束时间栏目1718中。在一个实施方案中，开始时间包括从交换节点处理控制突发的时间的偏移。可选地，开始时间可以由PBS数据突发开始时间字段2030(参见下文)指明。

给定预留的结束时间被储存在结束时间1718中。实际上，结束时间包括从开始时间的偏移，其中所述偏移被选择，以便整个数据突发可以成功地从源传输到目的，而不预留任何不必要的附加的时间或带宽。典型地，资源预留请求会预留从微秒到毫秒变化的时间量的资源时隙，尽管更长的时隙也可以被预留，例如持续时间从几分钟到几天的“粗粒度”时隙。为了简单，开始时间栏目1716和结束时间栏目1718示出的时间数据仅反映毫秒级别的。典型地，预留请求的长度被确定为数据有效载荷(即有效载荷的字节数)和传输带宽(例如，1吉比特/秒、10吉比特/秒等等。)。例如，在1吉比特/秒以太网(1GbE)链路上，1兆比特的有效载荷要求1毫秒来传输(假设没有开销)。

用于请求的带宽百分比，以及之前分配的带宽百分比被储存在带宽百分比栏目1714中。标识未确认(0)和已确认(1)预留的状态位被储存在预留状态栏目1716中。

在一个方面，资源可获得性是基于对所请求的光路段、输入波长以及时间段来说的带宽可获得性来确定的。注意到，考虑具有与所请求的时间段重叠的时间段并且具有与所请求的资源类似的参数的任何项，包括既用于流入流量又用于流出流量的预留。所述项的带宽百分比与所请求的带宽集合在一起。如果带宽和在相同的开始和结束时间内超过所选择的阈值(例如100％)，则没有足够资源来满足请求。

回到图14a的流程图，如果在后一跳可获得资源不足，则在框1409中选择具有新的后一跳的新路由。然后，在判决框1401确定是否对于任意的后一跳，沿到目的节点的可能路由都没有可获得的资源。简要地，框1408、1409以及1410的操作在循环中执行，直到1)对于所请求的时隙，具有足够资源的后一跳是可获得的；或者2)不可获得具有足够的资源的后一跳。

如果判决框1410的回答是YES(是)，则不可能预留跨越当前后一跳节点的光路。回想到给定节点只可以确定相邻(后一跳)节点的可获得性，并且不能看到那些节点以远的预留。因此，假设存在这样的情况，路由器R_B确定对于所选择的时隙，在它的路由树表中没有可获得的到目的路由R_D的路由。在这种情况下，错误消息(例如PathErr消息)被发送回框1411中的前一节点，指示可获得的资源不充分(即路由不可获得)。如继续框1412所指示，响应逻辑上倒退路由过程，将它返回到前一节点(在此实施例中，所述节点是对应于源节点的路由器R_A)。因此，重复框1402和1403的操作，来选择新的后一跳。在这种情况下，仅有的可获得的后一跳是边缘节点E_D。

如果存在足够资源来满足后一跳的预留请求，逻辑前进到框1412，在所述框1412中作出对当前光路段的软预留。在一个实施方案中，通过设置新记录的状态位为“0”，软预留被储存在预留表1700中。

接下来，在判决框1414中确定是否已经到达目的节点。如果已经到达，则逻辑前进到图14b中示出的流程图的下一部分。如果没有到达，则逻辑前进到框1416，其中，为下一个光路段更新要用于后一跳的Path消息和嵌入式PSB标签。现在，如果可应用的话，可应用标签将参考用于光路路由中下一光路段的光路段ID，包括新输入光纤端口和波长值。Path消息的RSVP_Hop对象808将被更新，以反映节点B现在是PHOP节点。

然后根据结束循环框1405，包括已更新标签的资源预留请求通过信令机制被转发到下一个下游节点。然后如上面所讨论的，以迭代的方式重复框1406、1408、1409、1410、1411、1412、1413、1414以及1416中的操作，直到到达目的节点，导致判决框1415的YES结果。

接下来，我们前进到图14b中示出的流程图的部分，这部分代表预留请求的上游部分。在这一点，如开始框1420所描绘的，当前节点是目的边缘节点E_D。如前面，类似于向后传播技术，对于每个沿着所选择光路的节点重复操作；这些操作由开始和结束循环框1423和1424描绘。在每个节点处使用在框1422中创建的Resv消息以与光路的下游遍历相反的顺序执行所述操作。

图18中示出与当前状态对应的示例性Resv消息1800。被包括在Resv消息1800中的很多对象包括与被包括在Path消息1600中的标号类似的对象(包括Session对象806、以及开始和结束时间对象810A与810B)相类似的值。如上面所讨论的，Resv消息包括流描述符1008，所述流描述符1008包括PBS_Flowspec 1010、Filter_Spec 1012以及Generalized_PBS_Label 1014。以与Path消息1600的PBS_Sender_Tspec 828类似的方式，PBS_Flowspec 1010包括过滤器字段1310的值30％。此外，Generalized_PBS_Label 1014具有与上面讨论的通用PBS标签500类似的形式。在该实例中，对应于光路段LP6的PBS标签C-D-0包括嵌入式标签的第一种形式。

创建初始Resv消息后，逻辑前进到由开始和结束循环框1423与1424描绘的循环操作。循环中的第一步操作发生在框1426中，其中，用于当前节点的软件预留被更新到硬预留，并且交付相应的资源。这通过将预留状态栏目1716中的值从“0”(软，即未确认的)变到“1”(硬，即确认的，指资源被交付)来反映。

接着框1426的操作，在判决框1428确定是否已经到达源节点。如果已经到达，则过程完成，并且光路上的所有段被预留，以供后续调度使用。如果没有到达，则过程前进到框1430，在所述框1430中，更新用于下一个光路段的Resv消息和PBS标签。然后，针对下一(现在是当前的)交换节点重复过程本身，直到到达源节点。在这一点，沿光路的所有节点都将具有硬(即确认的)预留，并且整个光路将被调度，以供在被包括在预留表中的指定的时隙期间使用。

如图6中描绘的标签所进一步指示的，用于给定节点对的标签可以随着时间改变，以反映光路路由或网络拓扑中的改变。考虑t₀和t₁时刻的PBS标签值。在t₀时刻，PBS标签指示LP1到LP4到LP6的光路路由，分别使用197.2THz、196.4THz以及195.6THz的波长。相反，在t₁时刻，路由路径和频率的部分已经改变，例如光路路由是LP1到LP4到LP5，使用197.2THz、195.6THz以及195.6THz的波长。

在一个实施方案中，可以使用PBS控制突发而不是GMPLS标签来执行动态路由。使用PBS控制突发来动态路由减少预留建立的开销，并且因此可以改进整个网络带宽的利用。但是，通过PBS控制突发生成的动态路由不可以应用于要求波长转换的光路路由。

图19根据本发明的一个实施方案，示出用于PBS光突发的通用PBS成帧格式1900。通用PBS帧1900包括PBS通用突发头部1902和PBS突发有效载荷1904(所述有效载荷可以是控制突发或者是数据突发)。图19还包括PBS通用突发头部1902和PBS突发有效载荷1904的展开视图。

PBS通用突发头部1902对于所有类型的PBS突发是公共的，并且包括版本号(VN)字段1910、有效载荷类型(PT)字段1912、控制优先级(CP)字段1914、带内信令(IB)字段1916、标签存在(LP)字段1918、头部纠错(HEC)存在(HP)字段1919、突发长度字段1922以及突发ID字段1924。在一些实施方案中，PBS通用突发头部还包括预留的字段1920和HEC字段1926。下面针对具有32位字的成帧格式描述具体字段的大小和定义；然而，在其他实施方案中，大小、顺序以及定义可以不同。

在此实施方案中，PBS通用突发头部1902是4字头部。第一个头部字包括VN字段1910、PT字段1912、CP字段1914、IB字段1916以及LP字段1918。在此示例性实施方案中，VN字段1910是4位字段(例如位0-3)，定义被用来将PBS突发成帧的PBS成帧格式的版本号。在此实施方案中，VN字段1910被定义为第一个字的第一个4位，但是在其他实施方案中，它不需要是第一个4位，在第一个字中，或限于4位。

PT字段1912是定义有效载荷类型的4位字段(位4-7)。例如，二进制的“0000”可以指示PBS突发是数据突发，而二进制的“0001”指示PBS突发是控制突发，并且二进制的“0010”指示PBS突发是管理突发。在此实施方案中，PT字段1912被定义为第一个字的第二个4位，但是在其他实施方案中，它不需要是第二个4位，在第一个字中，或限于4位。

CP字段1914是定义突发的优先级的2位字段(位8-9)。例如，二进制的“00”可以指示普通优先级，而二进制的“01”指示高优先级。在此实施方案中，PT字段1912被定义为第一个字的位8和9，但是在其他实施方案中，它不需要是位8和9，在第一个字中，或限于2位。

IB字段1916是指示PBS控制突发是带内还是OOB发信号的一位字段(位10)。例如，二进制的“0”可以指示OOB信令，而二进制的“1”可以指示带内信令。在此实施方案中，IB字段1916被定义为第一个字的位10，但是在其他实施方案中，它不需要是位10，在第一个字中，或限于一位。

LP字段1918是用来指示是否已经针对该光路建立载送此头部的标签的一位字段(位11)。在此实施方案中，LP字段1918被定义为第一个字的位11，但是在其他实施方案中，它不需要是位11，在第一个字中，或限于一位。

HP字段1919是用来指示在此控制突发中是否使用头部纠错的一位字段(位12)。在此实施方案中，HP字段1919被定义为第一个字的位12，但是在其他实施方案中，它不需要是位12，在第一个字中，或限于一位。未使用的位(位13-31)形成当前未使用并且预留供将来使用的字段1920。

在此实施方案中，PBS通用突发头部1902第二个字包括PBS突发长度字段1922，所述PBS突发长度字段1922用来储存等于PBS突发有效载荷1904中字节数目的长度的二进制值。在此实施方案中，PBS突发长度字段是32位。在其他实施方案中，PBS突发长度字段1922不需要在第二个字中，并且不限于32位。

在此实施方案中，PBS通用突发头部1902第三个字包括PBS突发ID字段1924，所述PBS突发ID字段1924用来储存用于此突发的标识号。在此实施方案中，PBS突发ID字段1924是由入口节点(例如图7中的入口节点710)生成的32位。在其他实施方案中，PBS突发ID字段1924不需要在第三个字中，并且不限于32位。

在此实施方案中，PBS通用突发头部1902第四个字包括通用突发头部HEC字段1926，所述通用突发头部HEC字段1926用来储存纠错字。在此实施方案中，通用突发头部HEC字段1926是使用任何合适的公知纠错技术生成的32位。在其他实施方案中，通用突发头部HEC字段1926不需要在第四个字中，并且不限于32位。如图19中所指示，通用突发头部HEC字段1926是可选的，因为如果没有使用纠错，则所述字段可以用全零填充。在其他实施方案中，通用突发头部HEC字段1926不被包括在PBS通用突发头部1902中。

PBS突发有效载荷1904对于所有类型的PBS突发是公共的，并且包括PBS专用有效载荷头部字段1932、有效载荷字段1934以及有效载荷帧校验序列(FCS)字段1936。

在此示例性实施方案中，PBS专用有效载荷头部字段1932是PBS突发有效载荷1904的第一部分(即一个或更多个字)。用于控制突发的具体的有效载荷头部字段1932在下面结合图20更详细的描述。类似地，用于数据突发的具体的有效载荷头部字段1932在下面结合图20更详细的描述。典型地，具体的有效载荷头部字段1932包括用于数据突发相关信息的一个或更多个字段，所述信息可以是此突发本身，或者被包括在与此突发相关联的另一个突发中(即当此突发是控制突发时)。

在此实施方案中，有效载荷字段1934是PBS突发有效载荷1904的下一个部分。在一些实施方案中，控制突发没有有效载荷数据，所以此字段可以被省略或包括全零。对于数据突发，有效载荷字段1934可以相对大(例如，包括多个IP分组或以太网帧)。

在此实施方案中，有效载荷FCS字段1936是PBS突发有效载荷1904的下一个部分。在此实施方案中，有效载荷FCS字段1936用于错误检测和/或纠正的一字字段(即32位)。如图19中所指示，有效载荷FCS字段1936是可选的，因为如果没有使用错误检测和/或纠正，则所述字段可以用全零填充。在其他实施方案中，有效载荷FCS字段1936不被包括在PBS突发有效载荷1904中。

图20根据本发明的一个实施方案，示出PBS光控制突发成帧格式2000。为了帮助提高清晰度，图20包括(前面结合图19描述的)PBS通用突发头部1902和PBS突发有效载荷1904的展开视图，以及当突发是控制突发的部分时PBS有效载荷头部字段1932(下面描述的)的进一步展开。在该实施例中，PT字段被设置为“01”，以指示突发是控制突发。CP字段被设置为“0”，以指示突发具有普通优先级。IB字段被设置为“0”，以指示突发正在使用OOB信令。LP字段被设置为“0”，以指示不存在用于该控制突发的标签。

在PBS控制突发的该示例性实施方案中，PBS有效载荷头部字段1932包括：PBS控制长度字段2002；已扩展头部(EH)字段2006；地址类型(AT)字段2008；有效载荷FCS存在(PH)字段2010；控制信道波长字段2020；数据信道波长字段2022；PBS标签字段2024；PBS数据突发长度字段2026；PBS数据突发开始时间字段2030；PBS数据突发生存时间(TTL)字段2032；数据突发优先级字段2034；PBS数据突发目的地址字段2038；以及可选的已扩展头部字段2040。

在该实施方案中，PBS有效载荷头部1932的第一个字包括PBS控制长度字段2002，所述PBS控制长度字段2002字段用于以字节为单位储存控制头部的长度。PBS控制长度字段2002是由控制突发构建器(builder)或控制突发处理器计算的16位字段(位0-15)。在其他实施方案中，PBS控制长度字段2002不需要是第一个字中的第一个16位，或不需要限于16位。在该实施方案中，预留的字段2004(位16-27)被包括在PBS有效载荷头部1932中。在其他实施方案中，这些位可以用于其他字段。

PBS有效载荷头部1932的第一个字还包括EH字段2006，在该实施方案中，所述EH字段2006用来指示已扩展头部是否在突发中存在。在该实施方案中，EH字段2006是1位字段(位28)。在其他实施方案中，EH字段2006不需要是位28，或在第一个字中。

PBS有效载荷头部1932的第一个字还包括AT字段2008，在该实施方案中，所述AT字段2008用来指示相关联的PBS数据突发的目的地址类型。例如，地址类型可以是IP地址(例如IPv4、IPv6)、网络服务接入点(NSAP)地址、以太网地址或其他类型的地址。在该实施方案中，AT字段2008是2位字段(位29-30)。在其他实施方案中，AT字段2008不需要是位17-18，在第一个字中，或限于2位。

在该实施方案中，PBS有效载荷头部1932的第一个字还包括PH字段2010，所述PH字段2010用来指示有效载荷FCS是否在突发中存在。在该实施方案中，PH字段2010是1位字段(位31)。在其他实施方案中，EH字段2006不需要是位16，或在第一个字中。

在该实施方案中，PBS有效载荷头部1932的第二个字包括控制信道波长字段2020，所述控制信道波长字段2020用来指示WDM波长，假设控制突发在所述波长中被调制。在该实施方案中，控制信道波长字段2020是16位字段(位0-15)。在其他实施方案中，控制信道波长字段2020不需要是位0-15，在第二个字中，或限于16位。

在该实施方案中，PBS有效载荷头部1932的第二个字还包括数据信道波长字段2022，所述数据信道波长字段2022用来指示WDM波长，数据突发要在所述波长中被调制。在该实施方案中，数据信道波长字段2022是16位字段(位16-31)。在其他实施方案中，数据信道波长字段2022不需要是位16-31，在第二个字中，或限于16位。

PBS有效载荷头部1932的第三个字包括PBS标签字段2024，在该实施方案中，所述PBS标签字段2024用来储存突发正在使用的光路的标签(如果存在的话)。在该实施方案中，所述标签是由标签管理组件67(图6)生成的32位字。在其他实施方案中，PBS标签字段2024不需要是第三个字，或限于32位。

PBS有效载荷头部1932的第四个字包括PBS数据突发长度字段2026。在该实施方案中，PBS数据突发长度是32位字。在其他实施方案中，PBS数据突发长度字段2026不需要是第四个字，或限于32位。

PBS有效载荷头部1932的第五个字包括PBS数据突发开始时间字段2030。在该实施方案中，由突发调度器(scheduler)生成的PBS数据突发开始时间是32位字。在其他实施方案中，PBS数据突发开始时间字段2030不需要是第五个字，或限于32位。

PBS有效载荷头部1932的第六个字包括PBS数据TTL字段2032。在该实施方案中，由入口PBS MAC组件生成的PBS数据TTL字段2032是16位(位0-15)字段。例如，在一个实施方案中，入口PBS MAC组件的突发调度器可以生成TTL值。在其他实施方案中，PBS数据TTL字段2032不需要是位0-15，在第六个字中，或限于16位。

PBS有效载荷头部1932的第六个字还包括数据突发优先级字段2032。在该实施方案中，由入口PBS MAC组件生成的数据突发优先级字段2032是8位字段(位16-23)。例如，在一个实施方案中，入口PBS MAC组件的突发调度器可以生成数据突发优先级值。在其他实施方案中，数据突发优先级字段2032不需要是位16-23，在第六个字中，或限于8位。此外，在该实施方案中，PBS有效载荷头部1932的第六个字包括将来可以用于其他字段的预留的字段2036(位24-31)。

PBS有效载荷头部1932的第七个字还包括PBS数据突发目的地址字段2038。在该实施方案中，PBS数据突发目的地址字段2038是可变长度字段，为了清晰该字段被示为单个32位字。在其他实施方案中，PBS数据突发目的地址字段2038不需要限于32位。地址的实际长度可以根据如AT字段2008中所指示的地址类型而变化。

PBS有效载荷头部1932的第八个字可以包括已扩展头部字段2040。此头部可以用来容纳可以在将来使用的其他头部数据。当使用此头部时，EH字段2006被设置为1。在该实施方案中，上面已经描述了有效载荷数据字段1934和有效载荷FCS字段1936。

在图14c中示出根据一个实施方案，动态路由过程的细节，在所述动态路由过程中光路预留请求通过控制突发被转发。很多操作(即具有相同标号的框)与上文参考图14a的基于标签的动态路由方案所讨论的那些操作是相同的。因此，下面的讨论将仅考虑两个方案间的差异。这些差异出现在框1403、1402’、1405’、1406’以及1412’中。还应该注意到，图14c的动态路由方案不包括图14a中框1403、1405、1406以及1416的标签相关操作。

在框1403中，源节点生成控制突发，所述控制突发指明字段2038中的目的地址和字段2022中的数据信道波长。数据信道波长与要预留的用于整个光路的波长有关。PBS数据突发开始时间字段2030和PBS数据突发长度字段2026中的值被用来调度预留的开始时间和持续时间。

在框1402’中，以与框1402类似的方式从用于源节点的路由/预留表数据中识别后一跳，并且将控制突发发送到所识别的后一跳。在框1406’中，从控制突发中提取目的地址。然后，以与框1406类似的方式，基于当前节点的路由树表中最佳可获得的路由为当前节点确定后一跳。在结束循环框1405’中，控制突发被转发到后一跳。

在一个实施方案中，在框1412’中，以与框1412描述的类似方式作出软预留。在另一个实施方案中，不采用软和硬预留概念，其中，在预留过程的第一趟以及唯一一趟确认预留。因此，当到达目的节点时完成过程，并且不再前进到图14b的预留确认过程。

在图21中示出根据一个实施方案的PBS交换节点体系结构的简化框图2100。智能交换节点体系结构在逻辑上被分割成控制面组件和数据面。控制面包括采用网络处理器(NP)2102的控制单元37，所述网络处理器2102耦合到接连逻辑(glue logic)2104和控制处理器(CPU)2106，所述控制处理器2106运行储存在储存设备2107中的软件组件以执行本文中公开的资源预留操作2108。网络处理器2102还被耦合到用于一般存储操作的一个或更多个SDRAM(同步动态随机访问存储器)存储器库2110。数据面体系结构包括无阻塞(non-blocking)PBS结构32，所述PBS结构32耦合到光复用器2112、解复用器2114以及光收发机(如通过光接收机(Rx)块2116和光发射机(Tx)块2118所描绘的)。

作为PBS MAC层和相关任务的一部分的突发组装(assembly)和成帧、突发调度和控制由网络处理器2102执行。网络处理器是具有灵活的微体系结构的强大处理器，适合于支持宽泛的分组处理任务，包括分类、计量(metering)、策略(policing)、拥塞避免以及流量调度。例如，在一个实施方案中使用的IntelIXP2800 NP具有16个微引擎，所述16个微引擎可以支持以对于10GbE来说的每秒一千五百万个分组的分组速率和1.4GHz的时钟速率来执行每分组多达1493条微引擎指令。

在一个实施方案中，光交换结构具有严格的无阻塞空分体系结构，所述体系结构具有快速的(＜100ns)交换时间和有限数量的输入/输出端口(例如≈8×8，12×12)。典型地，每条流入或流出光纤链路仅载送一种数据突发波长。一般来说没有或具有有限的光缓冲结构的交换结构在可变持续时间时隙内在输入和输出端口间执行统计突发交换。如果需要的话，可以在几个不使用的端口上用光纤延迟线(FDL)实现光缓冲，所述端口例如L.Xu，H.G.Perros和G.Rouskas的“Techniques for Optical Packet Switching and Optical BurstSwitching(用于光分组交换和光突发交换的技术)”(IEEE Communication Magazine 1，136-142(2001))中所教导的。PBS网络可以以相对小数量的控制波长(λ₀′，λ₀)工作，因为它们可以在很多数据波长间共享。此外，PBS交换结构还可以使用多条光纤以单个波长工作；然而，该实现的进一步细节没有在本文中公开。在要支持包括不同波长上的光路段的光路的实现中，交换结构还包括波长转换器。所述波长转换器用来将流入信号的波长改变为与流出信号对应的不同波长。

在单独信道上控制突发可以以带内(IB)或者带外(OOB)的方式被发送。对于OOB的情况，PBS结构基于网络处理器2102动态设置的预留的交换配置，在输入和输出端口间，在可变持续时间内，在给定的波长上统计地交换光数据突发。NP 2102负责从流入控制突发中提取路由信息，为所请求的数据突发提供PBS交换资源的固定持续时间预留，以及为到出口节点的路径上的下一个PBS交换节点形成新的流出控制突发。此外，基于上文所讨论的随后扩展的基于GMPLS的架构，网络处理器提供整体PBS网络管理功能性。对于IB的情况，控制和数据突发都被传输到PBS交换结构和控制接口单元。但是，基于突发有效载荷头部信息，NP 2102忽略流入数据突发。类似地，所传输的控制突发在PBS结构中被忽略，因为没有为它们预留交换配置。这种途径的一个优势是它实现更简单并且成本更低，因为它减少了所需波长的数量。

用于IB信令的另一种途径是对于控制突发和数据突发使用不同的调制格式。例如，控制突发被不归零(NRZ)调制，而数据突发被归零(RZ)调制。因此，在PBS控制接口单元中的接收机处，只解调NRZ控制突发，而RZ数据突发被忽略。具体要选择的OOB或IB控制信令方案的取决于应用。

本文中描述了用于实现光子突发交换网络中资源预留调度的方法和装置的实施方案。在以上描述中，阐述了很多具体细节，以提供对本发明的实施方案的完整理解。但是，相关领域的技术人员将认识到，没有这些具体的细节，或其使用他方法、组件、材料等，也可以实现本发明的实施方案。此外，没有详细示出或描述公知的结构、材料或操作，以免模糊此描述。

在整个说明书中提及“一个实施方案”或“实施方案”意味着关于该实施方案描述的特定特征、结构或特性被包括在本发明的至少一个实施方案中。因此，“在一个实施方案中”或“在实施方案中”在说明书中不同地方的出现不一定全是指同一实施方案。此外，在一个或更多个实施方案中，特定特征、结构或特性可以以任何合适的光方式被组合。

因此，本发明的实施方案可以被用作或支持在一些形式的处理核心(例如计算机的CPU或模块的处理器)上执行的软件程序，或以其他方式在机器可读介质上或机器可读介质中被实现为或实践。机器可读介质包括任何用于以机器(例如计算机)可读形式储存或传送信息的机制。例如，机器可读介质可以包括例如只读存储器(ROM)；随机访问存储器(RAM)；磁盘储存介质；光盘储存介质；以及闪存设备等。此外，机器可读介质可以包括电、光、声或其他形式的传播信号(例如载波、红外线信号、数字信号等)。

在前面的说明书中，描述了本发明的实施方案。然而，应该清楚可以对本发明的实施方案作出各种修改和改变，而不偏离所附权利要求书所阐述的宽泛的精神和范围。因此，说明书和附图应该被视为说明性而非限定性的。

Claims

1.一种方法，包括：

动态地发现可获得的光路路由，所述光路路由包括通过沿从源边缘节点跨越到目的边缘节点的路由的分别的节点连接的多个光路段的串联，并且包括光交换网络中的至少一个交换节点；以及

预留网络资源，以使沿所述光路路由在所述源和目的节点之间的数据传输在调度的时隙期间能够进行，其中，所述网络资源的预留导致所述至少一个交换节点以及所述源和目的边缘节点被配置，从而在所述调度的时隙期间，在所述源和目的边缘节点之间形成虚拟的光交换回路。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述光交换网络包括光子突发交换(PBS)网络。

3.如权利要求2所述的方法，其中，所述光子突发交换网络包括波分复用(WDM)PBS网络。

4.如权利要求1所述的方法，其中，所述光路路由通过执行操作被动态地发现，所述操作包括：

(a)在所述光交换网络中的多个交换节点中的每一个处生成路由树表；

(b)在所述交换节点中的每一个处储存资源预留数据；

(c)沿所述光路路由从所述源边缘节点向包括第一跳的第一后一跳节点发送标识要被调度的时隙的光路预留请求；

(d)确定所述第一后一跳节点是否具有足够资源来支持通过光交换光路信号的数据传输，所述光交换光路信号将在所述时隙期间通过所述节点被交换；

(e)基于所述路由树表中的路由，结合在所述第一后一跳节点处被维护的资源预留数据，确定包括交换节点或所述目的边缘节点中一个的第二后一跳；

(f)将所述光路预留请求转发到所述第二后一跳节点；以及

(g)重复操作(d)-(f)，直到所述光路预留请求已经被转发到包括所述目的节点的第n后一跳节点。

5.如权利要求4所述的方法，还包括：

如果确定对于所述时隙可以获得支持所述光路预留的足够资源，则对节点资源作出软预留。

6.如权利要求5所述的方法，其中，对所述节点资源的软预留是在所述光路路由的上游遍历期间作出，并且所述方法还包括：

在所述光路路由的下游遍历中的节点间传递资源预留响应消息，所述资源预留响应消息包括资源预留响应信息；

在每个节点处，从所述资源预留响应消息中提取所述资源预留响应信息；以及

在每个节点处，将对所述节点资源的所述软预留变成硬预留。

7.如权利要求6所述的方法，其中，所述资源预留响应消息包括Resv消息，所述Resv消息具有基于对RSVP-TE(预留协议-流量工程)信令协议的扩展的格式。

8.如权利要求4所述的方法，其中，所述光路预留请求包括基于通用多协议标签交换(GMPLS)的标签，所述标签定义用于所述基于GMPLS的标签所对应的光路段的传输参数。

9.如权利要求8所述的方法，其中，所述基于GMPLS的标签包括至少一个标识输入波长的字段，所述输入波长被用来在由所述基于GMPLS的标签标识的光路段上载送信号。

10.如权利要求4所述的方法，其中，所述光路预留请求包括Path消息，所述Path消息具有基于对RSVP-TE(预留协议-流量工程)信令协议的扩展的格式。

11.如权利要求4所述的方法，其中，所述光交换网络包括光子突发交换(PBS)网络，并且其中所述光路预留请求通过PBS控制突发被转发。

12.如权利要求4所述的方法，还包括：

如果在当前后一跳节点确定所述节点在所述时隙期间没有足够资源来支持所述光路预留，则将所述光路预留请求连同预留错误消息返回到前一节点；

基于所述路由树表中的路由，结合在所述前一节点被维护的所述资源预留数据，确定从所述前一节点的新的后一跳；以及

从所述新的后一跳开始，重复操作(d)-(f)，直到所述光路预留请求已经被转发到所述目的节点。

13.如权利要求1所述的方法，其中，对节点资源的部分使用可以被预留。

14.如权利要求13所述的方法，其中，所述部分使用包括光路段的带宽百分比使用。

15.一种用于光交换网络的交换节点装置，所述装置包括：

光交换结构，所述光交换结构具有至少一个输入光纤端口和至少一个输出光纤端口；以及

控制单元，所述控制单元以可操作的方式耦合，以控制所述光交换结构，所述控制单元包括至少一个处理器，和以可操作的方式耦合到所述至少一个处理器的包括机器可执行指令的第一储存设备，当所述指令被所述至少一个处理器执行时，所述指令执行操作，所述操作包括：

生成路由树表，当交换节点装置被实现为光交换网络中的第一节点时，所述路由树表标识在所述交换节点装置和所述光交换网络中的其他节点之间路由数据的可应用路由；

维护资源预留表，所述资源预留表包括用于被调度的时隙的对交换节点装置资源的预留；

接收来自第二节点的光路资源预留请求，所述资源预留请求包括标识目的节点地址和被调度的时隙的数据，针对所述被调度的时隙，请求为从源节点到所述目的节点的遍历多个节点的光路预留用于所述交换节点装置的资源；

基于被包括在所述路由树表中的路由信息和从所述资源预留表中确定的资源可获得性，动态地确定包括所述光路的后一跳节点的第三节点；并且

将所述光路资源预留请求转发到所述后一跳节点；以及

预留与所述光路资源预留请求对应的网络资源，以支持针对所述被调度的时隙通过所述交换节点装置的数据路由。

16.如权利要求15所述的交换节点装置，其中，所述网络资源通过执行操作而被预留，所述操作包括：

作出对网络资源的软预留，所述软预留支持针对所述被调度的时隙通过所述光路的数据传输；

接收预留响应；以及

将所述软预留变成硬预留，以针对所述被调度的时隙交付所述网络资源。

17.如权利要求16所述的交换节点装置，其中，所述资源预留响应消息包括Resv消息，所述Resv消息具有基于对RSVP-TE(预留协议-流量工程)信令协议的扩展的格式。

18.如权利要求17所述的交换节点装置，其中，所述指令的执行进一步执行将资源预留数据储存在所述第一储存设备或可操作地耦合到所述至少一个处理器的第二储存设备中的一个上的操作。

19.如权利要求17所述的交换节点装置，其中，所述光交换网络包括光子突发交换(PBS)网络。

20.如权利要求17所述的交换节点装置，其中，所述光子交换网络包括波分复用(WDM)PBS网络；并且所述光交换结构提供包括在公共光纤上载送的不同波长的光信号的交换，所述光纤可以分别被耦合到所述至少一个输入光纤端口和所述至少一个输出光纤端口。

21.如权利要求17所述的交换节点装置，其中，所述光路资源预留请求消息包括基于通用多协议标签交换(GMPLS)的标签，所述标签定义用于所述资源预留的传输参数。

22.如权利要求21所述的交换节点装置，其中，所述光路资源预留请求消息包括Path消息，所述Path消息具有基于对RSVP-TE(预留协议-流量工程)信令协议的扩展的格式。

23.如权利要求22所述的交换节点装置，其中，所述指令的执行进一步执行以下操作：

更新所述Path消息，以包括基于GMPLS的标签，所述基于GMPLS的标签与要为所述后一跳节点作出的资源预留相对应。

24.如权利要求15所述的交换节点装置，其中，所述指令的执行进一步执行以下操作：

确定到所述目的节点的所有可应用路由的后一跳节点处可获得的资源不足；以及

将所述光路资源预留请求连同错误指示符返回到所述第一节点，所述错误指示符告知所述第一节点选择新的到所述目的节点的路由，所述新的路由不通过所述交换节点装置。

25.如权利要求15所述的交换节点装置，其中，所述至少一个处理器包括网络处理器。

26.如权利要求15所述的交换节点装置，其中，所述至少一个处理器还包括控制处理器。

27.一种提供指令的机器可读介质，当由包括光交换网络中第一节点的交换节点装置中的处理器执行所述指令时，导致所述交换节点装置执行操作，所述操作包括：

将所述光路资源预留请求转发到所述后一跳节点；以及

28.如权利要求27所述的机器可读介质，其中，所述网络资源通过执行操作而被预留，所述操作包括：

接收预留响应；以及

29.如权利要求27所述的机器可读介质，其中，所述指令的执行通过执行操作来确定所述后一跳节点，所述操作包括：

(a)选择从所述交换装置到所述目的节点的路由；

(b)确定是否可获得足够的网络资源，以在所述交换节点装置和所述路由中的第一跳节点之间传输数据，所述路由在所述调度的时隙期间被选择；

(c)如果可获得足够的网络资源，则选择所述第一跳节点作为所述后一跳节点；否则

(d)选择新的从所述交换装置到所述目的节点的路由；以及

重复操作(b)-(d)，直到确定第一跳节点具有足够的可获得网络资源。