DE10310798A1

DE10310798A1 - Determining network load in transparent optical transmission system involves determining occupancy probability per transmission path for each optical transmission channel in network nodes

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Publication number: DE10310798A1
Application number: DE2003110798
Authority: DE
Inventors: Paul Dr. Schlüter
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Nokia Solutions and Networks GmbH and Co KG
Priority date: 2003-03-12
Filing date: 2003-03-12
Publication date: 2004-09-23

Abstract

The method involves determining an occupancy probability per transmission path for each optical transmission channel in the network nodes. In a respective node occupancy probability is determined for an optical transmission channel using locally available network load information and/or network load information transmitted from further nodes.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung der Netzauslastung in einem transparenten optischen Übertragungssystem mit einer Vielzahl von über optische Übertragungsstrecken miteinander verbundenen Netzknoten, in dem mehrere optische Verbindungspfade jeweils über mindestens eine, optische Übertragungskanäle aufweisende Übertragungsstreckevon einem ersten optischen Netzknoten zu einem zweiten optischen Netzknoten mit Hilfe von Signalisierungsnachrichten aufgebaut, aufrechterhalten und abgebaut werden.The invention relates to a method to determine the network utilization in a transparent optical transmission system with a variety of over optical transmission links interconnected network node in which several optical connection paths each over at least one transmission link having optical transmission channels a first optical network node to a second optical network node established with the help of signaling messages, maintained and be dismantled.

Im Zuge des schnellen Wachstums des Internets ist der Bedarf an zur Verfügung stehender Übertragungsbandbreite in den letzten Jahren überproportional stark angestiegen. Fortschritte in der Entwicklung von optischen Übertragungssystemen, insbesondere auf der Wavelength Division Multiplexing (WDM) Technologie basierenden Übertragungssystemen, haben zur Realisierung von hohen Übertragungsbandbreiten beigetragen. Hierbei kommt eine besondere Bedeutung den transparenten optischen Übertragungssystemen zu, die eine vollständige Übertragung von Datensignalen im optischen Bereich, d.h. ohne opto-elektrische und elektro-optische Konversion der Datensignale, ermöglichen.In the course of the rapid growth of the Internet is the need for available transmission bandwidth disproportionately in recent years rose sharply. Advances in the development of optical transmission systems, transmission systems based in particular on the Wavelength Division Multiplexing (WDM) technology, have contributed to the realization of high transmission bandwidths. The transparent optical transmission systems are of particular importance here to that a full transfer of data signals in the optical range, i.e. without opto-electrical and electro-optical conversion of the data signals.

Transparente optische Übertragungssysteme sind aus mehreren über optische Übertragungsstrecken miteinander verbundene optischen Netzknoten aufgebaut. Hierbei werden optische Übertragungskanäle, insbesondere optische Wellenlängenkanäle, zur Übertragung der optischen Datensignale, insbesondere von optischen WDM-Signalen, vorgesehen. Die Betreiber von derartigen transparenten optischen Übertragungssystemen wünschen unter anderem eine Steigerung hinsichtlich der Anpassungsfähigkeit an sich dynamisch ändernde Verkehrsaufkommen bzw.Transparent optical transmission systems are made up of several optical transmission links with each other connected optical network nodes established. Here, optical transmission channels, in particular optical wavelength channels, for transmission the optical data signals, in particular optical WDM signals, intended. The operators of such transparent optical transmission systems to wish among other things, an increase in adaptability to dynamically changing Traffic volume or

Verkehrsanforderungen. Dafür werden in den optischen Netzknoten Schaltmatrizen vorgesehen, die ein flexibles Umschalten der optischen Datenströme bzw. optischen Datensignale auf der Basis einzelner Wellenlängen ermöglichen. Dies wird als dynamisches „Wellenlängen-Routing" bezeichnet. Durch eine Automatisierung dieses „Optical Channel Layers", d.h. das Vorsehen eines automatisch schaltbaren optischen Übertragungssystems („Automatically Switched Transport Network" (ASTN)) werden im Fehlerfall die Wiederherstellungzeiten sowie die Verbindungsaufbauzeiten erheblich reduziert.Traffic requirements. For that be Switching matrices are provided in the optical network nodes, which are flexible Switching the optical data streams or optical data signals based on individual wavelengths enable. This is referred to as dynamic "wavelength routing" automation of this “Optical Channel Layers ", i.e. the provision of an automatically switchable optical transmission system ( "Automatically Switched Transport Network "(ASTN)) in the event of an error, the recovery times and the connection establishment times significantly reduced.

Die in derartigen ASTN's vorgesehenen optischen Netzknoten, sind überwiegend über optische Übertragungsstrecken, insbesondere WDM-Übertragungsstrecken, miteinander verbundenen. Im Falle das in den einzelnen optischen Netzknoten keine Wellenkonversionseinrichtungen vorgesehen sind, ist es erforderlich, daß zum Aufbau eines optischen Verbindungspfades zwischen einem ersten Netzknoten und einem mit diesem beispielsweise über mehrere weitere optische Netzknoten verbundenen zweiten Netzknoten auf den einzelnen optischen Übertragungsstrecken des Verbindungspfades jeweils derselbe optische Übertragungskanal, insbesondere Wellenlängenkanal, zur Verfügung steht. Bei bidirektionalen Verbindungspfaden ist die Bereitstellung von paarweise verfügbaren optischen Übertragungskanälen erforderlich.The optical provided in such ASTN's Network nodes are predominantly via optical transmission links, especially WDM transmission lines, interconnected. In the case of the individual optical Network conversion devices are not provided, it is necessary that for Establishment of an optical connection path between a first network node and one with it, for example, via several other optical Network nodes connected second network nodes on the individual optical transmission links of the connection path in each case the same optical transmission channel, in particular Wavelength channel, to disposal stands. With bidirectional connection paths, the provision is of pairs available optical transmission channels required.

Ein derartiges transparentes optisches Übertragungssystem ermöglicht den Aufbau von optischen Verbindungen zwischen zwei Teilnehmern, wobei jede optische Verbindung durch einen ausgewählten Verbindungspfad durch das transparente optische Übertragungssystem sowie einen festgelegten optischen Übertragungskanal gegeben ist. Für den Aufbau einer neuen optischen Verbindung ist somit zunächst ein optischer Verbindungspfad und ein auf diesem verfügbarer optischer Übertragungskanal, beispielsweise Wellenlängenkanal zu ermitteln. Dieses Problem ist in der Fachwelt als "dynamisches RWA" („Routing and Wavelength Assignment") – Problem bekannt.Such a transparent optical transmission system allows the establishment of optical connections between two participants, each optical link through a selected link path through the transparent optical transmission system as well as a fixed optical transmission channel. For the Establishing a new optical connection is therefore initially a optical connection path and an optical transmission channel available on it, for example wavelength channel to investigate. This problem is known as "dynamic SHEV" ("routing and Wavelength Assignment ") problem known.

Daneben gibt es noch ein „statisches RWA"-Problem, bei dem alle Verbindungsanforderungswünsche bereits simultan bekannt sind – siehe hierzu Zang et al. „Dynamic Lightpath Establishment in Wavelength-Routed WDM Networks", IEEE Communication Magazine, September 2001, Seiten 100 bis 108.There is also a “static RWA "problem, at who already knows all connection request requests simultaneously are - see Zang et al. "Dynamic Lightpath Establishment in Wavelength-Routed WDM Networks ", IEEE Communication Magazine, September 2001, pages 100-108.

Beim eigentlichen Verbindungsaufbau werden die entsprechenden Wellenlängenkanäle auf allen Übertragungsstrecken des gesamten Verbindungspfades belegt und sind somit nicht mehr für den Aufbau von weiteren Verbindungspfaden verfügbar.When actually establishing a connection the corresponding wavelength channels on all transmission links of the entire connection path are occupied and are therefore no longer for the Establishment of further connection paths available.

Zur Lösung des dynamischen RWA-Problems ist die Kenntnis der Belegung der Wellenlängenkanäle innerhalb des transparenten optischen Übertragungssystems erforderlich, so daß spätestens bei Bearbeitung einer Verbindungsanforderung ein Verbindungspfad mit noch freien Wellenlängenkanälen bestimmt werden kann. Die a-priori Kenntnis der Netzauslastung des transparenten optischen Übertragungssystems sollte dabei möglichst umfassend sein, um eine bessere und schnellere Lösung des dynamischen RWA-Problems zu ermöglichen sowie fehlerhafte Verbindungsaufbauversuche nahezu zu vermeiden. Hierfür ist von entscheidender Bedeutung die Ermittlung der Netzauslastung. Für die weiteren Betrachtungen wird angenommen, daß die Verbindungsanforderungen nicht von einer zentraler Netzmanagementeinheit bearbeitet werden, sondern das die Verbindungsanforderungen dezentral, d.h. beispielsweise in einem ersten Netzknoten, bearbeitet werden. Bei der dezentralen Bearbeitung ist im Gegensatz zum zentralen Ansatz die Belegung der Übertragungskanäle auf den Übertragungsstrecken des gesamten optischen Übertragungssystems nicht vollständig bekannt.To solve the dynamic SHE problem is the knowledge of the assignment of the wavelength channels within the transparent optical transmission system required so that at the latest a connection path when processing a connection request determined with still free wavelength channels can be. The a priori knowledge of the network utilization of the transparent optical transmission system should be as possible be comprehensive to find a better and faster solution to the dynamic RWA problem to enable as well as to avoid incorrect connection attempts. Therefor determining the network utilization is of crucial importance. For the Further consideration is assumed to be the connection requirements are not processed by a central network management unit, but that the connection requirements are decentralized, i.e. for example in a first network node. At the decentralized In contrast to the central approach, processing is the assignment of the transmission channels on the transmission links of the entire optical transmission system not completely known.

Zur Ermittlung und Auswertung von derartiger Netzauslastungsinformationen wurden bereits in einigen Veröffentlichungen unterschiedliche Verfahren vorgeschlagen, die im folgenden kurz dargelegt werden – siehe hierzu Zang et. al. „Dynamic Lightpath Establishements in Wavelength-Routed WDM Networks", IEEE Communications Magazine, Seiten 100 bis 108, September 2001 und Li et. al. „Control Plane for Design for Reliable Optical Networks", IEEE Communications Magazine, Seiten 90–96, Februar 2002.Ai has already been used to determine and evaluate such network utilization information Different methods have been proposed for publications, which are briefly described below - see Zang et. al. "Dynamic Lightpath Establishments in Wavelength-Routed WDM Networks", IEEE Communications Magazine, pages 100 to 108, September 2001 and Li et. Al. "Control Plane for Design for Reliable Optical Networks", IEEE Communications Magazine, pages 90-96, February of 2002.

- Lokal verfügbare Belegungsinformation- Locally available occupancy information

Der Belegungszustand der einzelnen Wellenlängenkanäle auf den lokalen WDM-Übertragungsstrecken ist hierbei zu jedem Zeitpunkt bekannt, wobei hierbei unter einer lokaler Übertragungsstrecke eine Übertragungsstrecke zu verstehen ist, die unmittelbar an den einzelnen Netzknoten angeschlossen ist. Zusätzlich ist der Belegungszustand einiger nicht-lokaler Wellenlängenkanäle bekannt, und zwar derjenigen Wellenlängenkanäle, die von Verbindungen genutzt werden, an denen der jeweilige Netzknoten beteiligt ist. Nachteilig ist hierbei, daß die Belegung nur eines kleinen Teiles aller einzelnen Wellenlängenkanäle innerhalb des gesamten Übertragungssystems auf diese Weise bekannt wird. Insbesondere liegen keine Informationen über diejenigen nicht-lokalen Wellenlängenkanäle vor, die beispielsweise nicht belegt sind.The occupancy status of each Wavelength channels on the local WDM links is known at any point in time, whereby here under a local transmission link a transmission link is to be understood that is directly connected to the individual network nodes is. In addition is the occupancy status of some non-local wavelength channels is known, namely those wavelength channels that be used by connections on which the respective network node is involved. The disadvantage here is that the occupancy of only a small one Part of all individual wavelength channels within of the entire transmission system becomes known in this way. In particular, there is no information about them non-local wavelength channels, which are not occupied, for example.

- Belegung aller Wellenlängenkanäle- occupancy of all wavelength channels

Die Belegung sämtlicher Wellenlängenkanäle kann mittels eines Routingprotokolls netzweit verteilt werden. Bei diesem Ansatz ist die letztlich verfügbare Information aber häufig nicht aktuell, d.h. falsch. Dies ist insbesondere auf den Zeitbedarf für die Aktualisierung der verwendeten Netzauslastungsinformationen zurückzuführen. Ferner können Änderungen des Belegungszustandes der einzelnen Wellenlängenkanäle sehr häufig sein, weshalb eine ständige Aktualisierung derartiger Belegungszustandsinformationen mit einem hohen Ressourcenaufwand (Übertragungs- und Rechenkapazität) verbunden sein kann. Dieser hohe Aufwand steht bisher in keinen Verhältnis zum erzielten Nutzen.All wavelength channels can be assigned distributed across the network using a routing protocol. With this Approach is the one ultimately available But information often not current, i.e. not correct. This is particularly due to the time requirement for the Update of the network utilization information used. Further can make changes the occupancy status of the individual wavelength channels can be very common, which is why a constant update such occupancy status information with a high resource expenditure (transmission and computing capacity) can be connected. So far, there has been no such effort relationship to the benefit achieved.

- Kenntnis der Belegung der Wellenlängenkanäle entlang einer oder mehrerer potentieller Verbindungspfade- knowledge along the assignment of the wavelength channels one or more potential connection paths

Wenn durch einen ersten Netzknoten für eine Verbindungsanforderung zunächst ein potentieller Verbindungspfad bestimmt wird, dann können anschließend mit Hilfe von Signalisierungsnachrichten freie Wellenlängenkanäle für diesen Pfad ermittelt und insbesondere sogleich für diese Verbindungsanforderung reserviert werden. Nachteilig hierbei ist, daß dem den Verbindungaufbau initierenden ersten Netzknoten für die Auswahl des Verbindungspfades nur eine geringe Anzahl an Netzauslastungsinformationen zur Verfügung steht. Entsprechend besteht die Gefahr, daß die Auswahl ungünstig ist oder daß für den selektierten Verbindungspfad kein gemeinsamer Wellenlängenkanal verfügbar ist – mit der Folge, daß ein weiterer Aufbau über einen anderen Verbindungspfad durchgeführt werden muß bzw. die Verbindungsanforderung abgelehnt werden muß.If through a first network node for one Connection request first a potential connection path is determined, then you can use With the help of signaling messages free wavelength channels for this Path determined and in particular immediately for this connection request be reserved. The disadvantage here is that the connection initiating first network node for the selection of the connection path only a small amount of network utilization information to disposal stands. Accordingly, there is a risk that the selection is unfavorable or that for the selected one Connection path no common wavelength channel is available - with the Consequence that a further construction over another connection path must be carried out or the Connection request must be rejected.

Alternativ hierzu kann durch den ersten Netzknoten zum Aufbau einer Verbindung zunächst für mehrere potentielle Verbindungspfade der detaillierte Belegungszustand durch Anfrage bei den beteiligten Netzknoten ermittelt werden, um dann den geeignetsten Verbindungspfad auszuwählen. Hierbei kann eine Beschränkung auf die jeweils ersten k Übertragungsstrecken der unterschiedlichen Verbindungspfade erfolgen. Nachteilig ist hierbei, daß ein zusätzlicher Aufwand für die Ermittlung der Belegungszustände anfällt und die hierdurch gewonnenen Belegungszustandsinformationen nicht für weitere Verbindungsanforderung genutzt werden.Alternatively, the first network node to establish a connection initially for several potential connection paths through the detailed occupancy status Inquiry to the participating network nodes can then be determined select the most suitable connection path. This can be limited to the first k transmission links the different connection paths. The disadvantage is here that a additional Effort for the determination of the occupancy status accrues and the occupancy status information obtained in this way is not for further Connection request can be used.

- Zentrale Zuteilung der verfügbaren Bandbreiten- Headquarters Allocation of the available bandwidth

Durch ein Routingprotokoll werden die auf allen Übertragungsstrecken verfügbaren Übertragungsbandbreiten netzweit durch eine zentrale Steuereinheit zugeteilt. Eine Aktualisierung ist dabei nur sinnvoll, wenn vorgegebene Schwellenwerte über- oder unterschritten werden. Offensichtlich ist diese Informa tion für die Lösung des dynamischen RWA-Problems nur bedingt brauchbar, da sie keine Aussagen über Wellenlängenkanäle macht.Through a routing protocol that on all transmission lines available transmission bandwidths allocated network-wide by a central control unit. An update it only makes sense if the specified threshold values are exceeded or undershot become. Obviously, this information is for solving the dynamic RWA problem only of limited use, since it makes no statements about wavelength channels.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist insbesondere darin zu sehen, ein gegenüber dem dargelegten Stand der Technik verbessertes Verfahren zur Ermittlung der Netzauslastung in einem transparenten optischen Übertragungssystem anzugeben, bei dem Netzauslastungsinformationen netzweit und ohne einen hohen Signalisierungsaufwand ermittelt werden können.The object of the present invention is to be seen in particular in the fact that, compared to the state of Technically improved procedure for determining the network utilization in a transparent optical transmission system, where the network utilization information is network-wide and without a high Signaling effort can be determined.

Die Aufgabe wird ausgehend von den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1 durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst.The task is based on the features of the preamble of claim 1 its characteristic features solved.

Der wesentliche Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß in den Netzknoten pro Übertragungsstrecke für jeden optischen Übertragungskanal eine Belegungswahrscheinlichkeit ermittelt wird. Besonders vorteilhaft können mittels dieser ermittelten Belegungswahrscheinlichkeiten die Routing-Entscheidungen verbessert werden. Weiterhin wird hierdurch ohne zusätzlichen Ressourcenaufwand eine Ermittlung der aktuellen Netzauslastung sowie eine Abschätzung der zukünftigen Netzauslastung zu einem vorgegebenen Zeitpunkt bzgl. der einzelnen optischen Übertragungskanäle, d.h. insbesondere der Wellenlängenkanäle, innerhalb eines Netzknoten möglich.The main advantage of the invention can be seen in the fact that in the network node per transmission link for each optical transmission channel an occupancy probability is determined. Particularly advantageous can the routing decisions by means of these determined occupancy probabilities be improved. Furthermore, this will result in no additional Resource expenditure a determination of the current network utilization as well an estimate the future Network utilization at a given time with regard to the individual optical transmission channels, i.e. especially the wavelength channels, within of a network node possible.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß in den jeweiligen Netzknoten die Belegungswahrscheinlichkeit eines optischen Übertragungskanals anhand von lokal verfügbaren Netzauslastungsinformationen und/oder anhand von von weiteren Netzknoten übermittelten Netzauslastungsinformationen ermittelt wird. Ferner werden die in den jeweiligen Netzknoten ermittelten Netzauslastungsinformationen für die lokal vorhandenen Übertragungskanäle mit Hilfe der über den optischen Netzknoten geführten Signalisierungsnachrichten und/oder Routingnachrichten an die weiteren optischen Netzknoten übertra gen. Die einzelnen Netzknoten können somit diese netzweit vorliegenden Informationen in Ihre Routingentscheidung mit einfließen lassen. Hierdurch wird der fehlerhaft Aufbau von Verbindungspfaden deutlich reduziert.Another advantage of the invention is that in the respective network nodes the occupancy probability of a optical transmission channel based on locally available Network utilization information and / or on the basis of other network nodes Network utilization information is determined. Furthermore, the in the network utilization information determined for the respective network node for the locally available transmission channels with the help the over the optical network node Signaling messages and / or routing messages to the others transmit optical network nodes. The individual network nodes can thus this network-wide information in your routing decision flow with to let. This will result in the erroneous establishment of connection paths significantly reduced.

Vorteilhaft werden als Netzauslastungsinformationen der Belegungszustand der lokal vorhandenen optischen Übertragungskanäle und der jeweils zugehörige Erfassungszeitpunkt erfaßt. Hierdurch werden die aktuellen Netzauslastungsinformationen für sämtliche optischen Übertragungskanäle des transparenten optischen Übertragungssystems als Informationen der Art
"Übertragungskanal x war frei/belegt zur Zeit t"
in den einzelnen Netzknoten hinterlegt.The occupancy status of the locally available optical transmission channels and the respectively associated time of acquisition are advantageously recorded as network utilization information. As a result, the current network utilization information for all optical transmission channels of the transparent optical transmission system is stored as information of the type
"Transmission channel x was free / occupied at time t"
stored in the individual network nodes.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den weiteren Ansprüchen zu entnehmen.Further advantageous configurations the invention can be found in the further claims.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.The following are exemplary embodiments of the method according to the invention explained in more detail with reference to the accompanying drawings.

Hierbei zeigen:Here show:

1 beispielhaft eine schematische Darstellung eines transparenten optischen Übertragungssystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 1 an example of a schematic representation of a transparent optical transmission system according to an embodiment of the present invention;

2a eine schematische Darstellung der Struktur eines einfachen Lichtwellenleiternetzes zur Erläuterung des Prinzips des "Link-State"-Protokolls; 2a is a schematic representation of the structure of a simple optical fiber network to explain the principle of the "link-state"protocol;

2b eine schematische Darstellung der Struktur des in 2a gezeigten Lichtwellenleiternetzes nach Auftritt einer Störung; 2 B a schematic representation of the structure of the in 2a optical fiber network shown after a fault occurs;

3 in einer schematischen Darstellung einen Vergleich des tatsächlichen Belegungszustandes eines Lichtwellenleiternetzes mit den in einem Netzknoten A vorliegenden Informationen über den Belegungszustand des Lichtwellenleiternetzes unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens. 3 in a schematic representation, a comparison of the actual occupancy of an optical fiber network with the information available in a network node A about the occupancy of the optical fiber network using the method according to the invention.

1 zeigt ein transparentes optisches Übertragungssystem ASTN (hier: ein automatisch vermittelndes Transportnetz bzw. ASTN (ASTN = automatically switched transport network)) gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dieses weist eine Vielzahl von über ein Lichtwellenleiternetz LWN (in der Darstellung gemäß 1 durch eine strichlierte Linie veranschaulicht) miteinander verbundene Durchgangs-Netzknoten A, B, C, D, E, ZN, AN auf, sowie eine Vielzahl von Teilnehmeranschluß-Einrichtungen, insbesondere Client-Einrichtungen C1, C2, C3, C4, C5. Bei diesen kann es sich z.B. um weitere, clientseitig angeschlossene SDH-, ATM-, oder IP-Clienteinrichtungen handeln, z.B. um IP-Router (SDH = Synchrone Digitale Hierarchie, ATM = Asynchron Transfer Modus, IP = Internet Protocol). Die an die erste und zweite Teilnehmeranschluß-Einrichtungen C1, C2 angeschlossenen Durchgangs-Netzknoten ZN, AN stellen für den Aufbau einer Verbindung von der ersten zur zweiten Teilnehmeranschluß-Einrichtungen C1, C2 einen Zugangs-Netzknoten ZN und als Ausgangs-Netzknoten AN dar. Hierbei wird beispielsweise durch den als Zugangs-Netzknoten ZN fungierenden Netzknoten die zum Aufbau eines Verbindungspfades erforderliche Signalisierung initiiert. 1 shows a transparent optical transmission system ASTN (here: an automatically switching transport network or ASTN (ASTN = automatically switched transport network)) according to a first embodiment of the present invention. This has a large number of optical fiber networks LWN (in the illustration according to 1 illustrated by a dashed line) interconnected through network nodes A, B, C, D, E, ZN, AN, and a variety of subscriber line devices, in particular client devices C1, C2, C3, C4, C5. These can be, for example, further SDH, ATM or IP client devices connected on the client side, for example IP routers (SDH = Synchronous Digital Hierarchy, ATM = Asynchronous Transfer Mode, IP = Internet Protocol). The through network nodes ZN, AN connected to the first and second subscriber line devices C1, C2 represent an access network node ZN and the output network node AN for establishing a connection from the first to the second subscriber line devices C1, C2 the signaling required to set up a connection path is initiated, for example, by the network node functioning as the access network node ZN.

Innerhalb des Lichtwellenleiternetzes LWN ist jeder Netzknoten ZN, AN, A, B, C, D, E über jeweils ein oder mehrere Lichtwellenleiterbündel LW oder über einen oder mehrere einzelne Lichtwellenleiter LW1 bis LW9 mit jeweils einem oder mehreren weiteren Netzknoten ZN, AN, A, B, C, D, E verbunden.Within the fiber optic network LWN is each network node ZN, AN, A, B, C, D, E over one or more Fiber optic bundle LW or over one or more individual optical fibers LW1 to LW9 with each one or more other network nodes ZN, AN, A, B, C, D, E connected.

Zur Datenübertragung innerhalb des Lichtwellenleiternetzes LWN bzw. des transparenten optischen Übertragungssystems ASTN kann z.B. ein WDM-Datenübertragungsverfahren verwendet werden (WDM = Wavelength Division Multiplex bzw. Wellenlängen-Multiplex). Aufgrund der Wellenlängenmultiplextechnologie können über jeden im transparenten optischen Übertragungssystem ASTN vorhandenen Lichtwellenleiter LW1 bis LW9 unter Nutzung jeweils verschiedener Wellenlängenbereiche gleichzeitig mehrere verschiedene, gepulste optische Binärsignale übertragen werden.For data transmission within the fiber optic network LWN or the transparent optical transmission system ASTN can e.g. a WDM data transmission method are used (WDM = Wavelength Division Multiplex or Wavelength Multiplex). Due to the wavelength division multiplexing technology, everyone can in the transparent optical transmission system ASTN existing fiber optic cables LW1 to LW9 using each different wavelength ranges transmit several different, pulsed optical binary signals simultaneously become.

Zwischen dem jeweiligen Netzknoten ZN, AN, A, B, C, D, E wird jeweils ein erster optischer Übertragungskanal, vorzugsweise Wellenlängenkanal, zum Übertragen von Nutzsignalen verwendet (in der Darstellung gemäß 1 durch durchgezogene Linien veranschaulicht), und jeweils ein zweiter Übertragungskanal, vorzugsweise Wellenlängenkanal, zum Übertragen von Kontrollnachrichten, insbesondere von Signalisierungssignalen bzw. Routingnachrichten (in der Darstellung gemäß 1 durch gestrichelte Linien veranschaulicht) vorgesehen.Between the respective network nodes ZN, AN, A, B, C, D, E, a first optical transmission channel, preferably a wavelength channel, is used to transmit useful signals (in the illustration according to 1 illustrated by solid lines), and in each case a second transmission channel, preferably a wavelength channel, for transmitting control messages, in particular signaling signals or routing messages (in the illustration according to 1 illustrated by dashed lines) provided.

In den Nutzsignalen werden die eigentlichen Nutzdaten, und in den Signalisiersignalen die Signalisierinformationen in codierter Form übertragen. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel werden die eigentlichen Nutzdaten und die Signalisierinformationen jeweils über verschiedene optische Übertragungskanäle ein- und desselben Lichtwellenleiters LW übertragen (z.B. mittels Wellenlängen- und/oder Zeitmultiplex voneinander getrennter Nutz- und Signalisierungskanäle). Bei alternativen Ausführungsbeispielen werden demgegenüber die Signalisierinformationen und die Nutzdaten jeweils über separate Lichtwellenleiter und/oder über separate Verbindungspfade übertragen. Ebenfalls denkbar ist eine Übertragung der Signalisierinformationen über ein separates Netz, z.B. ein elektrisches Übertragungsnetz.The actual ones are in the useful signals User data, and the signaling information in the signaling signals transmitted in coded form. In the present embodiment the actual user data and the signaling information each over different optical transmission channels and the same optical fiber LW (e.g. using wavelength and / or Time-division multiplexing of separate useful and signaling channels). at alternative embodiments in contrast, the Signaling information and the user data each via separate Optical fiber and / or over transmit separate connection paths. A transmission is also conceivable the signaling information about a separate network, e.g. an electrical transmission network.

Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel wird beispielsweise ein "Link-State"-Protokoll eingesetzt, um zwischen den Netzknoten ZN, AN, A, B, C, D, E die Netzauslastungsinformationen auszutauschen.In the present embodiment for example, a "link-state" protocol is used, in order between the network nodes ZN, AN, A, B, C, D, E the network utilization information exchange.

"Link-State"-Protokolle beruhen auf einer "dezentralen Netzkarte". Jeder der Netzknoten ZN, AN, A, B, C, D, E weist eine (nicht dargestellte) Speichereinrichtung auf, in der ein Datensatz gespeichert ist, der die vollständige (topologische) Karte bzw. die Struktur des Lichtwellenleiternetzes LWN repräsentiert. Teil dieses Datensatzes sind beispielsweise auch Informationen über den Belegungszustand einzelner Wellenlängenkanäle auf den einzelnen Übertragungsstrecken 1, 2, 3, 4, 5, 6."Link-State" protocols are based on a "decentralized network card". Each of the network nodes ZN, AN, A, B, C, D, E has a storage device (not shown) in which a data record is stored which represents the complete (topological) map or the structure of the optical waveguide network LWN. This data set also includes, for example, information about the occupancy status of individual wavelength channels on the individual transmission links 1 . 2 . 3 . 4 . 5 . 6 ,

Im folgenden wird das Prinzip von "Link-State"-Protokollen anhand des in 2a und 2b gezeigten, einfachen Lichtwellenleiternetzes LWN erläutert. Dieses weist beispielsweise fünf Netzknoten A, B, C, D, E auf, die über sechs Übertragungsstrecken 1, 2, 3, 4, 5, 6 miteinander verbunden sind.In the following, the principle of "link-state" protocols is explained using the in 2a and 2 B shown simple fiber optic network LWN explained. This has, for example, five network nodes A, B, C, D, E, which span six transmission links 1 . 2 . 3 . 4 . 5 . 6 are interconnected.

Die Struktur des Datennetzwerks DNW kann gemäß Tabelle 1 z.B. durch folgenden, in sämtlichen Netzknoten A, B, C, D, E gespeicherten Datensatz repräsentiert werden:

Tabelle 1 According to Table 1, the structure of the data network DNW can be represented, for example, by the following data record stored in all network nodes A, B, C, D, E:

Table 1

Dabei ist die erste Variable Q ("Verbindung von:") die Kennung desjenigen Netzknotens, von dem die jeweilige Übertragungstrecke ausgeht, die zweite Variable R ("Verbindung nach:") die Kennung desjenigen Netzknotens, zu dem die jeweilige Übertragungsstrecke hinführt, und die dritte Variable S ("Verbindung") die Kennung der jeweiligen Übertragungsstrecke. Die vierte Variable T ("Zustand") kennzeichnet den Belegungszustand der jeweiligen Übertragungsstrecke.The first variable Q ("connection from:") is the identifier of the one Network node from which the respective transmission path originates, the second variable R ("connection after: ") the identifier of the network node to which the respective transmission link leads, and the third variable S ("connection") the identifier of the respective transmission route. The fourth variable T ("state") identifies the Occupancy status of the respective transmission link.

Eine belegte Übertragungsstrecke kann z.B. mit Hilfe einer Zustands-Variablen T mit dem Wert "1" gekennzeichnet werden (vgl. die vierte Spalte der obigen Tabelle 1). Ist die Übertragungsstrecke nicht belegt, wird die Zustands-Variable T entsprechend angepasst (z.B. vom Wert "1" auf den Wert „0" oder „∞").An occupied transmission link can e.g. be marked with the value "1" using a status variable T (cf. the fourth Column of Table 1 above. If the transmission link is not occupied, the status variable T is adjusted accordingly (e.g. from the value "1" to the value "0" or "∞").

Da jedem Netzknoten A, B, C, D, E die vollständige Netzwerktopologie bekannt ist, kann beispielsweise jeder Knoten selbst den jeweils nicht belegten bzw. günstigsten Übertragungskanal bzw. Wellenlängenkanal zu einem (beliebigen) anderen Netzknoten A, B, C, D, E berechnen.Since each network node A, B, C, D, E the complete Network topology is known, for example, each node even the most unused or cheapest transmission channel or wavelength channel calculate any (any) other network node A, B, C, D, E.

2b zeigt eine schematische Darstellung der Struktur des in 2a gezeigten Lichtwellenleiternetzes LWN nach einer Änderung der Netzwerktopologie, hier: einer Unterbrechung auf der Übertragungsstrecke 1 zwischen dem Netzknoten A und dem Netzknoten B. Die Änderung des Zustands der entsprechenden Übertragungsstrecke 1 wird vom Netzknoten A und vom Netzknoten B erkannt. Der Netzknoten A und der Netzknoten B aktualisieren jeweils den bei ihnen gespeicherten Datensatz, und übermitteln den aktualisierten Datensatz an die übrigen Netzknoten C, D, E. Hierzu dient ein sog. "Flooding"-Protokoll. In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird somit in jedem optischen Netzknoten A, B, C, D, E der Belegungszustand der optischen Übertragungskanäle, d.h. insbesondere der Wellenlängenkanäle auf den mit dem optischen Netzknoten verbundenen Übertragungsstrecken 1, 2, 3, 4, 5, 6 erfasst und zusammen mit dem jeweiligen Erfassungszeitpunkt t_o mit Hilfe der über den optischen Netzknoten A, B, C, D, E geführten Signalisierungsnachrichten an die weiteren optischen Netzknoten A, B, C, D, E übertragen. In den einzelnen Netzknoten A, B, C, D, E werden diese Belegungszustandsinformationen im Datensatz gespeichert. 2 B shows a schematic representation of the structure of the in 2a shown fiber optic network LWN after a change in the network topology, here: an interruption on the transmission link 1 between network node A and network node B. The change in the state of the corresponding transmission link 1 is recognized by network node A and network node B. Network node A and network node B each update the data record stored with them and transmit the updated data record to the other network nodes C, D, E. A so-called "flooding" protocol is used for this. In one exemplary embodiment of the invention, in each optical network node A, B, C, D, E the occupancy state of the optical transmission channels, ie in particular the wavelength channels on the transmission links connected to the optical network node 1 . 2 . 3 . 4 . 5 . 6 recorded and transmitted to the further optical network nodes A, B, C, D, E together with the respective acquisition time t _o using the signaling messages carried via the optical network nodes A, B, C, D, E. This occupancy status information is stored in the data record in the individual network nodes A, B, C, D, E.

In 3 ist beispielhaft in einer schematischen Darstellung ein Vergleich des tatsächlichen Belegungszustandes B_tat eines Lichtwellenleiternetzes LWN mit den in einem Netzknoten A vorliegenden Informationen über den Belegungszustand B_A des Datennetzwerks DNW dargestellt. In anderen Worten: die Netzauslastung aus Sicht des Netzknotens A wird mit der aktuellen Netzauslastung des gesamten optischen Lichtwellenleiternetzes LWN verglichen. Hierbei wird aus Gründen der Übersichtlichkeit beispielhaft ausschließlich der Belegungszustand eines optischen Übertragungskanals, d.h. insbesondere für eine einzelne Wellenlänge, betrachtet. Der Belegungszustand des Lichtwellenleiternetzes LWN wird hierbei zu fünf unterschiedlichen Zeitpunkten t_o=1 bis t_o=5 dargestellt, wobei in der die Sicht des Netzknoten A repräsentierenden Darstellungen des Lichtwellenleiternetzes LWN zu jeder der sechs Übertragungsstrecken 1, 2, 3, 4, 5, 6 jeweils der Erfassungszeitpunkt t_o der Belegungszustandsinformation aufgeführt wird.In 3 a comparison of the actual occupancy state B _{tat of} an optical fiber network LWN with the information available in a network node A about the occupancy state B _{A of} the data network DNW is shown by way of example in a schematic illustration. In other words: the network utilization from the point of view of the network node A is compared with the current network utilization of the entire optical fiber network LWN. For reasons of clarity, only the occupancy status of an optical transmission channel, ie in particular for a single wavelength, is considered here by way of example. The occupancy status of the optical fiber network LWN is shown here at five different times t _o = 1 to t _o = 5, with the representations of the optical fiber network LWN representing the view of the network node A for each of the six transmission links 1 . 2 . 3 . 4 . 5 . 6 the time of acquisition t _{o of} the occupancy status information is listed.

Zum Zeitpunkt t_o=0 wird das dargestellte Lichtwellenleiternetz LWN in Betrieb genommen, d.h. sämtliche zur Verfügung stehende Wellenlängenkanäle sind noch unbelegt (alle Übertragungsstrecken 1, 2, 3, 4, 5, 6 sind in 3 als dünne Linie dargestellt). Anschließend werden bis zum Zeitpunkt t_o=1 beispielsweise anhand von Routingnachrichten die vorhandenen Belegungszustände der Übertragungskanäle auf den Übertragungsstrecken 1, 2, 3 , 4, 5, 6 netzweit bekannt gemacht.At the time t _o = 0, the optical fiber network LWN shown is put into operation, ie all available wavelength channels are still unoccupied (all transmission links 1 . 2 . 3 . 4 . 5 . 6 are in 3 shown as a thin line). Then, up to the point in time t _o = 1, using routing messages, for example, the existing occupancy states of the transmission channels on the transmission links 1 . 2 . 3 . 4 . 5 . 6 made known across the network.

Da noch keine Verbindungspfade eingerichtet wurden, sind alle Belegungszustände des betrachteten Übertragungskanals auf den Übertragungsstrecken 1, 2, 3 , 4, 5, 6 korrekt erfaßt.Since no connection paths have yet been set up, all occupancy states of the transmission channel under consideration are on the transmission links 1 . 2 . 3 . 4 . 5 . 6 correctly recorded.

Zum Zeitpunkt t_o=2 wird innerhalb des Lichtwellenleiternetzes LWN ein optischer Verbindungspfad zwischen den Netzknoten D – E – C aufgebaut und aufrechterhalten. Die für diesen optischen Verbindungspfad erforderliche Belegung des Wellenlängenkanals auf der fünften und sechsten Übertragungsstrecke 5, 6 wird in 3 durch dick gezeichnete Linien angedeutet. Da der Netzknoten A nicht Teil des Verbindungspfades D – E – C ist und somit die Signalisierungsnachrichten nicht über den Netzknoten A geführt werden, wird keine Aktualisierung der die fünfte und sechste Übertragungsstrecke 5, 6 betreffenden Netzauslastungsinformationen im Netzknoten A durchgeführt. Somit liegen im Netzknoten A zum Zeitpunkt t_o=2 keine den veränderten Belegungszustand widerspiegelnde Netzauslastungsinformationen vor. Die im Datensatz hinterlegten Netzauslastungsinformationen zu der fünften und sechsten Übertragungsstrecke 5, 6 weisen deshalb weiterhin den Erfassungszeitpunkt t_o=0 auf. Dagegen ist der Belegungszustand der beiden lokalen Übertragungsstrecken 1, 3 jederzeit bekannt, d.h. ihr Erfassungszeitpunkt t_o ist somit t_o=2.At time t _o = 2, an optical connection path between the network nodes D-E-C is established and maintained within the optical waveguide network LWN. The occupancy of the wavelength channel on the fifth and sixth transmission path required for this optical connection path 5 . 6 is in 3 indicated by thick lines. Since the network node A is not part of the connection path D-E-C and thus the signaling messages are not carried over the network node A, the fifth and sixth transmission links are not updated 5 . 6 relevant network utilization information is carried out in network node A. Thus there is no network utilization information reflecting the changed occupancy in network node A at time t _o = 2. The network utilization information stored in the data record for the fifth and sixth transmission link 5 . 6 therefore continue to have the acquisition time t _o = 0. In contrast, the occupancy status of the two local transmission links 1 . 3 known at all times, that is, its acquisition time t _o is thus t _o = 2nd

Zum Zeitpunkt t_o=3 werden durch den Netzknoten C anhand einer Routingnachricht der Belegungszustand der an den Netzknoten C angeschlossenen Übertragungsstrecken 2, 5 betreffende Informationen an die weiteren Netzknoten, insbesondere den Netzknoten A, übertragen. Die im Netzknoten A hinterlegten Netzauslastungsinformationen werden aktualisiert. Der Belegungszustand B_A aus Sicht des Netzknoten A weist aufgrund des vorgeschlagenen Verfahrens zur Ermittlung der Netzauslastung zum Zeitpunkt t_o=3 eine deutlich höhere Übereinstimmung mit der tatsächlichen Belegungszustand B_tat. Bis auf einzelne Übertragungsstrecken 4, 6 sind sämtliche im Netzknoten A vorliegenden Netzauslastungsinformationen aktualisiert.At time t _o = 3, network node C uses a routing message to determine the occupancy status of the transmission links connected to network node C. 2 . 5 transmit relevant information to the further network nodes, in particular network node A. The network utilization information stored in network node A is updated. The occupancy state B _A from the point of view of the network node A has a significantly higher correspondence with the actual occupancy state B _tat due to the proposed method for determining the network load at the time t _o = 3. Except for individual transmission links 4 . 6 all network utilization information present in network node A are updated.

Im weiteren wird zum Zeitpunkt t_o=4 ein Verbindungpfad zwischen den Netzknoten A – B – C aufgebaut. Da der Netzknoten A Teil des Verbindungspfades ist, werden an ihn anhand der Signalisierungsnachrichten sämtliche aktuellen Belegungszustandsinformationen übertragen. Diese werden im Netzknoten A zur Aktualisierung des Datensatzes ausgewertet. Nach dieser Auswertung ergibt sich aus Sicht des Netzknotens A der in 3 zum Zeitpunkt t_o=4 dargestellte Belegungszustand B_A. Die Sicht des Netzknotens A stimmt bis auf die Übertragungsstrecke 6 mit dem tatsächlichen Belegungszustand B_tat überein. Somit wird durch die vorgeschlagene Verteilung der Belegungszustandsinformationen anhand der Signalisierungsnachrichten und/oder von Routingnachrichten praktisch ohne zusätzlichen Ressourcenaufwand eine deutlich Verbesserung der Netzauslastungsinformationen in den einzelnen Netzknoten erreicht.Furthermore, a connection path is set up between network nodes A - B - C at time t _o = 4. Since the network node A is part of the connection path, all current occupancy status information is transmitted to it using the signaling messages. These are evaluated in network node A to update the data record. From this point of view of network node A, this evaluation results in 3 occupancy status B _A shown at time t _o = 4. The view of network node A is correct except for the transmission link 6 with the actual occupancy state B _did the same. The proposed distribution of the occupancy status information on the basis of the signaling messages and / or routing messages thus achieves a significant improvement in the network utilization information in the individual network nodes practically without additional resources.

Zum Zeitpunkt t_o=5 wird der Verbindungspfad D – E – C wieder abgebaut. Dieser Abbau wird jedoch aufgrund der fehlenden Beteiligung des Netzknotens A am Verbindungspfad aus Sicht des Netzknotens A nicht wahrgenommen. Daher gilt aus Sicht des Netzknotens A der über die Übertragungsstrecke 6 geführte Wellenlängenkanal weiterhin als belegt. Dies wird wiederum durch den der Übertragungsstrecke 5 in der Zeichnung zugeordneten Erfassungszeitpunkt t_o=4 und der dick gezeichneten Linie dargestellt.At time t _o = 5, the connection path D-E-C is broken down again. This breakdown, however due to the lack of participation of network node A in the connection path from network node A's point of view. Therefore, from the point of view of network node A, that applies over the transmission link 6 guided wavelength channel still as occupied. This is in turn due to that of the transmission link 5 shown in the drawing associated time of acquisition t _o = 4 and the thick line.

Das Layout des übertragenen Datensatzes kann als statische Eigenschaft des Knotens durch Routingnachrichten netzweit verteilt werden. Für die Übermittlung dieser lokalen Belegungszustandsinformationen sind pro Übertragungsstrecke und Wellenlängenkanal beispielsweise nur jeweils 1 Bit erforderlich. Darüber hinaus ist eine Aktualisierung dieses Datensatzes nur dann erforderlich, wenn eine Verbindung mit Beteiligung des betrachteten Netzknotens A, B, C, D, E auf- oder abgebaut wird.The layout of the transferred data record can as a static property of the node through routing messages network-wide be distributed. For the transmission of this local occupancy status information is per transmission link and wavelength channel for example, only 1 bit required at a time. Furthermore an update of this data record is only necessary if a connection with the participation of the considered network node A, B, C, D, E is built or dismantled.

Grundlage des vorgeschlagenen Verfahrens zur Ermittlung der Netzauslastung ist die Abschätzung der Unsicherheit über die gegenwärtige Belegung eines Wellenlängenkanals anhand einer Belegungswahrscheinlichkeit. Somit wird nicht nur zwischen frei (OFF) und belegt (ON) unterschieden wird, sondern eine für zukünftige Zeitpunkte t ermittelbare Belegungswahrscheinlichkeit pON(t) = P{Kanal ist belegt zur Zeit t}eingeführt. Die zeitliche Änderung dieser Belegungswahrscheinlichkeit kann unter Auswertung des Nutzerverhaltens abgeschätzt werden. Mittels dieser Belegungswahrscheinlichkeiten p_ON(t) können die Routing-Entscheidungen deutlich verbessert werden. Wenn der Belegungszustand eines Wellenlängenkanals bekannt ist, dann ergeben sich beispielsweise folgende Wahrscheinlichkeitswerte: pON (t) = 1 (Wellenlängenkanal ist belegt)bzw. pON (t) = 0 (Wellenlängenkanal ist frei).The basis of the proposed method for determining the network utilization is the estimation of the uncertainty about the current occupancy of a wavelength channel on the basis of an occupancy probability. A distinction is therefore not only made between free (OFF) and occupied (ON), but rather an occupancy probability that can be determined for future times p ON (t) = P {channel is occupied at time t} introduced. The change in this occupancy probability over time can be estimated by evaluating the user behavior. The routing decisions can be significantly improved using these occupancy probabilities p _ON (t). If the occupancy status of a wavelength channel is known, the following probability values result, for example: p ON (t) = 1 (wavelength channel is occupied) respectively. p ON (t) = 0 (wavelength channel is free) ,

Jeder einzelne Wellenlängenkanal wechselt zwischen zwei Zuständen: OFF (frei) und ON (belegt), wobei der Wechsel wesentlich durch das Nutzerverhalten bestimmt wird. Bei der Frei-Zeitdauer T_OFF und der Belegungs-Zeitdauer T_ON handelt es sich um zwei Zufallsvariablen, deren Verteilungsfunktion oder Kenngrößen wie Erwartungswert und Varianz durch Stichproben näherungsweise bestimmt werden. Diese werden per Routingnachrichten netzweit verteilt. Aktualisierungen werden beispielsweise in regelmäßigen Zeitabständen oder alternativ bei signifikanten Änderungen der Netzauslastung verschickt.Each individual wavelength channel changes between two states: OFF (free) and ON (occupied), the change being largely determined by user behavior. The free time period T _OFF and the occupancy time period T _ON are two random variables, the distribution function or parameters such as expected value and variance are approximately determined by samples. These are distributed across the network via routing messages. Updates are sent, for example, at regular intervals or, alternatively, if there are significant changes in the network load.

Mit Hilfe dieser übermittelten Informationen kann in den einzelnen Netzknoten A, B, C, D, E die Belegungswahrscheinlichkeit p_ON (t) für die jeweiligen optischen Übertragungskanäle, insbesondere die Wellenlängenkanäle, abgeschätzt werden.With the help of this transmitted information, the occupancy probability p _ON (t) for the respective optical transmission channels, in particular the wavelength channels, can be estimated in the individual network nodes A, B, C, D, E.

Ohne im Netzknoten vorliegende Belegungszustandsinformationen ergibt sich für die jeweilige Belegungswahrscheinlichkeit eines Wellenlängenkanals folgendes:

wobei (...) für den Erwartungswert der jeweiligen Zufallsvariablen steht. Ist jedoch der Belegungszustand zu einem Erfassungszeitpunkt t_o bekannt, dann ist eine Verbesserung der Schätzung für p_ON(t) möglich. Die Schätzung kann i.a. insbesondere auch dadurch zusätzlich verbessert werden, daß Informationen über die Dauer des aktuellen Belegungszustand zum Erfassungszeitpunkt t_o in die Schätzung mit einfließen.Without the occupancy status information available in the network node, the following results for the respective occupancy probability of a wavelength channel:

where (...) stands for the expected value of the respective random variable. However, if the occupancy status is known at a time of acquisition t _o , then an improvement in the estimate for p _ON (t) is possible. The estimate can in particular also be additionally improved by including information about the duration of the current occupancy at the time of detection t _o in the estimate.

Eine gute Schätzung ist auch bereits dann schon möglich, wenn die erste Zufallsvariable Belegungs-Zeitdauer T_ON und die zweite Zufallsvariable Frei-Zeitdauer T_OFF ausschließlich durch die oben genannten netzweit verteilten Kenngrößen
–P_ON(∞) (durchschnittliche Auslastung) und
–<T_ON> (durchschnittliche Belegungs-Zeitdauer)
beschrieben werden.A good estimate is already possible even if the first random variable occupancy time period T _ON and the second random variable free time period T _{OFF are determined} solely by the above-mentioned network-wide parameters
–P _ON (∞) (average utilization) and
- <T _ON > (average occupancy time)
to be discribed.

Jeder Knoten innerhalb des transparenten optischen Übertragungssystems ASTN kennt diese beiden Kenngrößen p_ON(∞), <T_ON> für sämtliche Wellenlängenkanäle. Aus den einzelnen Mittelwerten für die durchschnittliche Belegungs-Zeitdauer <T_ON> wird ein Gesamtmittelwert für die durchschnittliche Belegungs-Zeitdauer <<T_ON>> gebildet. Aus dem Gesamtmittelwert für die durchschnittliche Belegungs-Zeitdauer <<T_ON>> und der durchschnittlichen Auslastung p_ON(∞) wird eine kanalindividuelle Belegungsrate κ wie folgt gebildet:

Each node within the transparent optical transmission system ASTN knows these two parameters p _ON (∞), <T _ON > for all wavelength channels. A total mean value for the average occupancy period << T _ON >> is formed from the individual mean values for the average occupancy period <T _ON >. A channel-specific occupancy rate κ is formed from the total mean for the average occupancy period << T _ON >> and the average occupancy p _ON (∞) as follows:

Diese kanalindividuelle Belegungsrate κ fließt in die Schätzung für die aktuelle Belegungswahrscheinlichkeit p_ON (t) wie folgt mit ein:

This channel-specific occupancy rate κ is included in the estimate for the current occupancy probability p _ON (t) as follows:

Mit Hilfe dieser Wahrscheinlichkeit werden gemäß dem vorgeschlagenen Verfahren die Belegungszustandsinformationen und somit die Netzauslastungsinformationen aus der Vergangenheit in die Gegenwart fortgeschrieben. Hierdurch wird es möglich, Belegungszustandsinformationen über die „vergangene" Belegung von Wellenlängenkanälen für zukünftige Routingentscheidungen zu nutzen. Der hierfür erforderliche zusätzliche Routingverkehrs ist verhältnismäßig gering, da nur zwei langsam veränderliche Kenngrößen (die durchschnittliche Auslastung p_ON(∞) und die durchschnittliche Belegungs-Zeitdauer <T_ON>) netzweit verteilt werden müssen. Gegenüber dem Ansatz stets alle Belegungszustandsänderungen netzweit zu verteilen, wird durch das vorgeschlagene Verfahren der Ressourcenaufwand deutlich reduziert bei verbesserter Kenntnis der Netzauslastung.With the aid of this probability, the occupancy status information and thus the network utilization information from the past are updated to the present in accordance with the proposed method. This makes it possible to use occupancy status information on the "past" occupancy of wavelength channels for future routing decisions. The additional routing traffic required for this is relatively small, since only two slowly changing parameters (the average utilization p _ON (∞) and the average occupancy time period <T _ON >) must be distributed across the network Compared to the approach of always distributing all occupancy status changes across the network, the proposed procedure significantly reduces the amount of resources and improves knowledge of the network utilization.

Hierbei wird die Belegung eines jeden Wellenlängenkanales anhand einer Belegungswahrscheinlichkeit p_ON (t) ermittelt bzw. für eine Zeitpunkt t_o angeschätzt. Die Belegungswahrscheinlichkeit p_ON (t) pro optischen Übertragungskanal ist exakt unter der Annahme, daß die Zufallsvariablen Belegungs-Zeitdauer und Frei-Zeitdauer exponentiell verteilt sind und jene von dem betrachteten optischen Übertragungskanal, insbesondere Wellenlängenkanal an sich unabhängig sind. Der hier verwendete Ansatz hat den Vorteil, daß aufgrund der Gedächtnislosigkeit der Exponentialverteilung nur der Belegungszustand zum Zeitpunkt t_o, nicht aber der zu früheren Zeitpunkten berücksichtigt werden muß.The occupancy of each wavelength channel is determined on the basis of an occupancy probability p _ON (t) or estimated for a time t _o . The occupancy probability p _ON (t) per optical transmission channel is exactly on the assumption that the random variables occupancy time period and free time period are distributed exponentially and that they are independent of the optical transmission channel under consideration, in particular the wavelength channel. The approach used here has the advantage that, due to the lack of memory in the exponential distribution, only the occupancy state at time t _o , but not that at earlier times, has to be taken into account.

Darüber hinaus ist das vorgeschlagene Verfahren dahingehend erweiterbar, daß nicht nur die durchschnittliche Auslastung p_off (∞) und die durchschnittliche Belegungs-Zeitdauer <T_ON> für sämtliche optischen Übertragungskanäle ermittelt, verteilt und ausgewertet werden, sondern auch die Korrelation zwischen den Belegungszuständen der optischen Übertragungskanäle innerhalb eines Netzknotens. Eine Korrelation besteht insbesondere dann, wenn über den betrachteten Netzknoten auch weitere Verbindungspfade aufgebaut werden.In addition, the proposed method can be expanded in such a way that not only the average utilization p _off (durchschnittliche) and the average occupancy period <T _ON > are determined, distributed and evaluated for all optical transmission channels, but also the correlation between the occupancy states of the optical ones Transmission channels within a network node. A correlation exists in particular if further connection paths are also set up via the network node under consideration.

Die Qualität der Schätzung kann insbesondere auch dadurch verbessert werden, daß zwar alle vergangenen Belegungszustände berücksichtigt werden, aber die erst kurz zurückliegenden Belegungszustände des jeweiligen optischen Übertragungskanals stärker gewichtet werden.In particular, the quality of the estimate can also be improved in that all past occupancy states considered will be, but only recently Occupancy of the respective optical transmission channel stronger be weighted.

Das vorgestellte Verfahren zu Ermittlung der Netzauslastung innerhalb eine transparenten optischen Übertragungssystems ASTN ist sowohl beim Aufbau von gerichteten als auch von ungerichteten (bi-direktionalen) optischen Verbindungpfaden anwendbar.The presented procedure for determination network utilization within a transparent optical transmission system ASTN is able to build both directional and non-directional (bi-directional) optical connection paths applicable.

Claims

Method for determining network utilization in a transparent optical transmission system (ASTN) with a large number of optical transmission links ( 1 . 2 . 3 . 4 . 5 . 6 ) interconnected network nodes (ZN, AN, A, B, C, D, E), in which several optical connection paths each have at least one transmission link with optical transmission channels ( 1 . 2 . 3 . 4 . 5 . 6 ) are set up, maintained and dismantled from a first optical network node (ZN) to a second optical network node (AN) with the aid of signaling messages, characterized in that in the network nodes (ZN, AN, A, B, C, D, E) per transmission link ( 1 . 2 . 3 . 4 . 5 . 6 ) an occupancy probability (p _ON (t)) is determined for each optical transmission channel.

Method according to Claim 1, characterized in that in the respective network nodes (A) the occupancy probability (p _ON (t)) of an optical transmission channel is based on locally available network utilization information and / or on the basis of further network nodes (B, C, D, E) transmitted network utilization information is determined.

A method according to claim 1 or 2, characterized in that that in each optical network node (A, B, C, D, E) the network utilization information for the locally available optical transmission channels determined and this with the help of signaling messages carried by these optical network nodes (A, B, C, D, E) and / or routing messages to the further optical network nodes (A, B, C, D, E) transmitted become.

Method according to claim 2 or 3, characterized in that the occupancy status (ON, OFF) of the locally available optical transmission channels and the respectively associated time of acquisition (t _o ) are recorded as network utilization information.

Method according to Claim 3 or 4, characterized in that the locally available optical transmission channels of an optical network node (A, B, C, D, E) on the transmission links connected to the network node (A, B, C, D, E) under consideration ( 1 . 2 . 3 . 4 . 5 . 6 ) lie.

Method according to one of claims 3 to 5, characterized in that the network utilization information includes the parameters of the occupancy time period (T _ON ) evaluated as the first random variable and the free time period (T _OFF ) of each locally available optical transmission channel evaluated as the second random variable Network nodes (A, B, C, D, E) can be determined.

Method according to claim 6, characterized in that the expected value of the first random variable ((T _ON )) and the average occupancy probability (p _ON (∞)) are determined as the first and second parameters.

Method according to claim 7, characterized in that from the first and second parameters (<T _ON >, P _ON (∞)) of an optical transmission channel a channel-specific occupancy rate (κ) is determined, which is used to estimate the future occupancy probability (p _ON ( t)) an optical transmission channel is evaluated.

Method according to one of Claims 1 to 8, characterized in that the occupancy probabilities (p _ON (t)) are taken into account for each transmission channel when establishing optical connection paths within the transparent optical transmission system (ASTN).