EP1649625A1 - Verfahren zur ermittlung eines verbindungspfades und eines zugehörigen unbelegten wellenl ngenkanals - Google Patents

Verfahren zur ermittlung eines verbindungspfades und eines zugehörigen unbelegten wellenl ngenkanals

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Publication number
EP1649625A1
EP1649625A1 EP04766208A EP04766208A EP1649625A1 EP 1649625 A1 EP1649625 A1 EP 1649625A1 EP 04766208 A EP04766208 A EP 04766208A EP 04766208 A EP04766208 A EP 04766208A EP 1649625 A1 EP1649625 A1 EP 1649625A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
wavelength channel
channel
optical transmission
connection
link
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP04766208A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Paul SCHLÜTER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nokia Solutions and Networks GmbH and Co KG
Original Assignee
Siemens AG
Nokia Siemens Networks GmbH and Co KG
Siemens Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG, Nokia Siemens Networks GmbH and Co KG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
Publication of EP1649625A1 publication Critical patent/EP1649625A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H04L45/00—Routing or path finding of packets in data switching networks
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    • H04J14/0227—Operation, administration, maintenance or provisioning [OAMP] of WDM networks, e.g. media access, routing or wavelength allocation
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    • H04L45/62—Wavelength based
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    • H04J14/00—Optical multiplex systems
    • H04J14/02—Wavelength-division multiplex systems
    • H04J14/0278—WDM optical network architectures
    • H04J14/0284—WDM mesh architectures

Definitions

  • optical transmission systems In the course of the rapid growth of the Internet, the need for available transmission bandwidth has increased disproportionately in recent years.
  • the transparent optical transmission systems are of particular importance here, as they enable complete transmission of data signals in the optical range, ie without opto-electrical or electro-optical conversion of the data signals.
  • Transparent optical transmission systems are made up of a plurality of optical network nodes connected to one another via optical transmission links.
  • optical wavelength channels are provided for the transmission of the optical data signals, in particular of optical WDM signals.
  • Such a transparent optical transmission system enables the establishment of optical connections between two subscribers, with a selected connection path through the transparent optical transmission system as well as a wavelength channel which is available on this connection path being assigned to each optical connection.
  • a connection path with a continuously available wavelength channel is determined, via which the connection can be established.
  • the determined wavelength channel is occupied on all optical transmission paths of the connection path and is therefore no longer available for further connection requests.
  • the current network utilization ie the occupancy of all wavelength channels on the different optical transmission links of the transparent optical transmission system.
  • the following criteria should meet a good solution to the dynamic RWA problem: the lowest possible blocking probability for the current, but also for all future connection requirements; - The greatest possible efficiency of the solution.
  • the dynamic RWA problem is solved, for example, by first connecting a connection path and then an available one on the selected connection path, i.e. unused wavelength channel is determined.
  • a wavelength channel can first be selected within the transparent optical transmission system and then a suitable connection path to it can be determined. first connection path, then wavelength channel
  • first-fit The wavelength channels are ordered arbitrarily, i.e. provided with an index. The connection path on which the wavelength channel with the smallest possible index is still unoccupied is then selected for establishing the connection.
  • connection path
  • the RWA problem is first reformulated here by converting the transparent optical transmission system, which consists of a large number of connection paths, in particular WDM connection paths, into a number of virtual optical sub-transmission networks of the same structure, each of these virtual optical sub-networks Transmission networks exactly one wavelength channel is assigned (see Figure 2). Each transmission link in one of the virtual optical sub-transmission networks can be used by at most one connection. These virtual optical sub-transmission networks are not connected to one another, ie there is no wavelength conversion within the virtual optical sub-transmission networks. The subscriber line devices are connected to all virtual optical sub-transmission networks. The RWA problem now consists in finding a connection path in the resulting optical transmission system, the wavelength channel already being determined by the selected virtual optical sub-transmission network.
  • the individual virtual optical sub-transmission networks are examined in succession, for example using the “Dijkstra algorithm”, to determine whether one of the conditions mentioned above sufficient connection path to establish a connection between the two participants is available.
  • the first connection path found in one of the virtual optical sub-transmission networks is used for establishing the connection.
  • the following heuristics are suggested for the order in which the different virtual optical sub-transmission networks are examined:
  • a disadvantage in the heuristics "fixed” and “pack” may be a connection path that uses an inexpensive wavelength channel, but whose connection path is disproportionately long, ie occupies a large number of resources within the transparent optical transmission system.
  • the shortest connection path is always selected in the heuristic "exhaustive", even if the assigned wavelength channel is unfavorable, even though there would be an only insignificantly longer connection path with a much cheaper wavelength channel.
  • favorable wavelength channels are to be understood as wavelength channels which are already frequently used in the optical transmission system under consideration. These should be used even more often to reduce blocking rates, so that other wavelength channels are not used.
  • the object of the present invention is to be seen in providing an improved method for determining a connection path and a wavelength channel which is not occupied on the optical transmission paths of the connection path for establishing a connection within a transparent optical transmission system, which has a low blocking rate and a small resource consumption within the optical Transmission system enables.
  • connection path and a wavelength channel not occupied on the optical transmission paths of this connection path for establishing a connection via at least a first and second network node within a transparent optical transmission system with a large number of further network nodes connected to one another via optical transmission paths is included therein see that in each case a link weight dependent on the optical transmission link and the wavelength channel under consideration is determined for the wavelength channels of an optical transmission link.
  • a connection cost value is then formed for each connection path available for the connection establishment and the associated wavelength channel by evaluating the at least one link weight, and the connection path having the minimum connection cost value and the associated wavelength channel is selected for establishing the connection.
  • the two criteria of favorable wavelength and the properties of the optical transmission link are advantageously taken into account together in a link weight dependent on these criteria when determining the connection path and an associated wavelength channel.
  • Wavelength channels of a transmission link for example, are assigned a link weight with the value infinite.
  • a connection cost value is formed from the determined link weights of a connection path and the associated wavelength channel, which indicates the costs or the resources required for establishing the connection via the connection path and wavelength channel under consideration. Starting from the connection cost values formed, the connection path having a minimum connection cost value and the associated wavelength channel is selected for the connection establishment. This avoids the disadvantages of the methods known from the prior art, in particular the high computing effort required for determining the connection path, including the wavelength channel.
  • Another advantage of the method according to the invention can be seen in the fact that a network-wide channel weight is assigned to each wavelength channel and the network-wide channel weight is determined with the aid of a channel weight function. As a result, a network-wide channel weight that can be determined using simple technical means is determined particularly advantageously.
  • the transparent optical transmission system is advantageously divided into a number of virtual optical sub-transmission networks each having only one optical wavelength channel, the link weights according to the invention being assigned to the transmission links present in the sub-transmission networks and for determining the connection path and having the minimum connection cost value of the associated wavelength channel, the sub-transmission networks are evaluated.
  • the link weights according to the invention are assigned to the transmission links present in the sub-transmission networks and for determining the connection path and having the minimum connection cost value of the associated wavelength channel, the sub-transmission networks are evaluated.
  • the channel weight function represents a function dependent on the respective wavelength channel, advantageous embodiments being proposed according to the invention.
  • the channel weight function can, for example, be a linear radio that is dependent on the respective wavelength channel
  • the channel weight function can take into account the occupancy state of the wavelength channels on the transmission links already occupied by further connections. To this end, the current utilization rate of each wavelength channel is determined or estimated within the transparen ⁇ th optical transmission system.
  • a monotonically decreasing function g () has the advantage that already be ⁇ frequently used wavelength channels are vorzugt account when determining a required for the establishment of a new connection path connection and the associated wavelength channel.
  • FIG. 1 shows, by way of example, a schematic illustration of a transparent optical transmission system
  • FIG. 2 shows a schematic illustration of the transparent optical transmission system converted into a plurality of virtual optical sub-transmission systems
  • FIG. 3 shows a schematic illustration of the assignment of the link weights according to the invention within the virtual optical sub-transmission systems
  • FIG. 4 shows a schematic illustration of the occupancy states of a transparent optical transmission system with three wavelength channels.
  • FIG. 1 shows a transparent optical transmission system ASTN (here: an automatically switched transport network) that has a large number of network nodes A, B, C, D, E, F connected to one another via optical transmission links OS1 to 0S9 , Furthermore, subscriber connection devices, in particular a first and second client device C1, C2, are shown as examples, which are connected to at least one of the network nodes A, B, C, D, E, F of the transparent optical transmission system ASTN.
  • a first to sixth network node A to F are provided, the first network node A being connected to the second network node B via a first optical transmission link OS1 and to the third network node C via a second optical transmission link 0S2.
  • the second network node B in turn is connected to the third network node C via a third optical transmission link 0S3 and to the fourth network node D via a fourth optical transmission link 0S4. Furthermore, the third network node C is connected via a fifth optical transmission link 0S5 to the fourth network node D and via a sixth optical transmission link 0S6 to the fifth network node E, which is connected to the fourth network node D via a seventh optical transmission link 0S7 and via an eighth optical transmission link 0S8 is connected to the sixth network node F.
  • the fourth and sixth network nodes D, F are connected to one another via a ninth optical transmission link 0S9.
  • first client device C1 is connected to the first network node A via a first connecting line ANL1 and the second client device C2 is connected to the sixth network node F via a second connecting line ANL2.
  • WDM Wavelength Division Multiplex or Wavelength Multiplex
  • WDM Wavelength Division Multiplex or Wavelength Multiplex
  • the optical transmission paths OS1 to OS9 - which are constructed, for example, from an optical fiber bundle or from one or more individual optical fibers, each have a plurality of wavelength channels wkl to wkn, the number of wavelength channels wkl to wkn being able to vary from optical transmission path to optical transmission path.
  • the transmission of the optical signals os takes place via one of the first to nth wavelength channels wkl to wkn after the connection has been established between the first and second client devices C1, C2.
  • each of the first to ninth optical transmission links OS1 to OS9 has n wavelength channels wkl to wkn.
  • the transparent optical transmission system ASTN shown in FIG. 1 is converted into a number of virtual optical sub-transmission networks Subl to Subn each having only one optical wavelength channel wkl to wkn, each virtual optical sub-transmission network Subl to Subn each having a wavelength channel wkl to wkn assigned to the network.
  • FIG. 2 is a schematic illustration of the transparent optical transmission system ASTN of FIG. 1, for example after the transfer into a first, second to nth virtual optical sub-transmission network Subl to Subn shown, wherein within the first virtual sub-transmission network Subl the first wavelength channel wkl is provided for the transmission of the optical signals os on the optical transmission paths OS1 to OS9.
  • the second wavelength channel wk2 is provided within the second virtual sub-transmission network Sub2 and the n-th wavelength channel wkn is provided for transmitting the optical signals os within the nth virtual sub-transmission network Subn.
  • the intervening virtual optical sub-transmission networks Sub3 to Subn-1 are indicated by a dotted line.
  • Such a schematic representation clarifies the reformulation of the dynamic RWA problem to its simplified solution.
  • suitable connection paths with unoccupied wavelength channels wkl to wkn can be determined for the desired connection setup.
  • the virtual optical sub-transmission networks Subl to Subn each have the same structure as the original optical transmission system ASTN, i.e. the same number of network nodes A to F and the same number of optical transmission links OS1 to 0S9.
  • the individual virtual optical sub-transmission networks Subl to Subn are not connected to one another, ie the optical transmission system ASTN under consideration has no wavelength converters.
  • the individual sub-transmission networks Subl to Subn are each connected to the first and second client devices Cl, C2 via exactly one network node A, F.
  • each optical transmission link OS1 to 0S9 is assigned a link weight d r , which corresponds to the position parameter d r in the exemplary embodiment under consideration.
  • the same link weight d r is assigned to each optical transmission link OS1 to 0S9 within the virtual optical sub-transmission networks Subl to Subn, ie in the first sub-transmission network Subl the first optical transmission link OS1 has the same link weight d L as, for example, within the second virtual optical sub-transmission - network Sub2.
  • the index r indicates the number of the optical transmission link OS1 to OS9.
  • FIG. 3 the first step of the method according to the invention is explained on the basis of the layer model already shown in FIG.
  • the supply networks in n virtual optical Sububertra- Subl to Subn transferred optical transmission system ASTN is by means of a suitable search algorithm, such as the di kstra algorithm, then examined under ⁇ whether the required for the connection setup framework having Direction communication path between, for example, the first and second client devices Cl, C2 is present.
  • a link weight d i; L which is dependent on the optical transmission link and on the wavelength channel under consideration is determined individually for each optical transmission link OS1 to 0S9 and each wavelength channel wkl to wkn of the optical transmission system ASTN, ie each optical transmission link OS1 to 0S9
  • a link weight d_, which is dependent on the considered wavelength channel wkl to wkn and on the properties of the optical transmission link OS1 to 0S9, is assigned to the virtual optical sub-transmission networks Subl to Subn.
  • the new link weight d 1 # r per transmission link OS1 to OS9 and wavelength channel wkl to wkn is determined according to the following formula:
  • the index I of the link weight d ,, r denotes the number I of the wavelength channel wkl to wkn and the index r the number r the transmission path OS1 to OS9.
  • the link weight d l ⁇ r ⁇ rd is formed according to the formula from the product of a channel weight function f (1) and the position parameter d r .
  • the link weight d 1> r is thus composed of a position parameter d r taking into account the position r in the original transparent optical transmission system ASTN and a channel weight e- dependent on the respective wavelength channel wknl to wkn. together.
  • the channel weight e x denotes the value of the channel weight function f ( ⁇ ) for the wavelength channel wkl to wkn with index I.
  • the channel weight e is determined network-wide using the channel weight function fd) and assigned to the associated virtual optical sub-transmission network Subl to Subn.
  • the link weights d ⁇ , r determined are each shown as the product of the network-wide channel weight e and the location parameter d, and are assigned to the associated optical transmission links OS1 to OS9 in the individual virtual optical sub-transmission network Subl to Subn.
  • the first virtual optical sub-transmission network Subl has link weights d_, L , which are shown as the product of the first network-wide channel weight ei and the associated position parameter d.
  • the second to nth virtual optical sub-transmission network Subn have link weights ar , each of which is a product of the second to nth network-wide channel weight e; to e n and the respective associated storage parameter d L are realized.
  • a channel weight function f ( ⁇ ) which is dependent on the respective wavelength channel wkl to wkn is formed.
  • Such a channel weight function f ( ⁇ ) can be a function of the shape which is linearly dependent on the respective wavelength channel wkl to wkn
  • the channel weight function f ( ⁇ ) can alternatively take into account the state of occupancy of the wavelength channels wkl to wkn on the optical transmission links OS1 to OS9 already occupied by connections, the current degree of use of each optical wavelength channel wkl to wkn being determined within the transparent optical transmission system ASTN or is estimated.
  • any function any function.
  • FIG. 4 shows the advantages of the proposed method using the example of the transparent optical transmission system ASTN considered with a first, second and third world.
  • lenlength channel wkl to wk3 per optical transmission path OSl to OS9 explained.
  • the second client device C2 is connected to the fourth network node D via the second connecting line ANL2.
  • a suitable connection path VP and an associated wavelength channel wkl to wk3 are determined for establishing a connection between the first and second client devices C1, C2.
  • the first to third wavelength channels wkl to wk3 of the first to ninth optical transmission links OS1 to OS9 have the following assignments, with a logical 0 denoting the wavelength channel wkl to wk3 under consideration and a logical 1 denoting the unoccupied one Wavelength channel wkl to wk3 designated:
  • the three wavelength channels of this example are equivalent in their transmission characteristics, and their arrangement is arbitrary.
  • wkl to wk3 are in accordance with the occupancy states of the first to third wavelength channels A first, second and a third connection path VP1, VP2, VP3 are possible for the optical transmission paths OS1 to OS9.
  • the first connection path VP1 runs from the first network node A via the first optical transmission link OS1 to the second network node B and from there via the third optical transmission link OS3 to the third network node C. From the third network node C, the first connection path VPl continues via the sixth optical transmission link 0S6 fifth network node E and from this in turn via the eighth optical transmission link 0S8 to the sixth network node F. Finally, the first connection path leads from the sixth network node F via the ninth optical transmission link 0S9 to the fifth network node D.
  • the first connection path VP1 thus runs over five optical transmission links OSl, OS3, OS6, OS8, OS9.
  • the first wavelength channel wkl is still unoccupied on the first connection path VP1 and is therefore available for the planned connection establishment.
  • the second connection path VP2 runs from the first network node A via the second optical transmission link OS2 to the third network node C and from there via the third optical transmission link OS3 to the second network node B. From the second network node B the second connection path VP2 leads via the fourth optical transmission link OS4 to the fourth Network node D.
  • the second connection path VP2 has three optical transmission links 0S2, OS3, 0S4, the second wavelength channel wk2 being available for establishing the connection
  • the third connection path VP3 also leads from the first network node A via the first optical transmission link OS1 to the second network node B and from there via the third optical transmission link OS3 to the third network node C.
  • the last section of the third connection path VP3 runs from the third network node C via the fifth optical node Transmission path OS5 to the fourth network node D.
  • the third connection path VP3 has three optical transmission links OS1, OS3, 0S5, on each of which the third wavelength channel wk3 is unoccupied and is therefore available for establishing a connection.
  • connection paths VP1 to VP3 with different lengths, i.e. Number of optical transmission links OS1 to OS9. These three connection paths VP1 to VP3 are compared in the table below.
  • this table contains the degree of utilization of the respective virtual optical sub-transmission network Subl to Sub3.
  • the second connection path VP2 is the cheapest choice for establishing the connection between the first and second client devices C1, C2.
  • the second connection path VP2 is significantly shorter than the first connection path VP1, and the associated second sub-transmission network Sub2 has a higher degree of utilization h than the third connection path VP3 having the same length 1.
  • f (i) (l-bi).
  • connection costs (l-b ⁇ ) -l also listed in Table 2. Both examples with different channel weight functions each deliver the second connection path VP2 as a connection path with the lowest connection costs.
  • the heuristic "pack” differs from “fixed” only in that the order of the wavelength channels wkl to wk3 is not fixed, but depends on the degree of utilization i. In the present example, however, this order is the same as for "fixed” and the heuristic "pack” thus also supplies the unfavorable first connection path VP1.
  • a serious disadvantage of the heuristic "exhaustive” only becomes apparent in optical transmission systems which are larger and thus more complex than the exemplary embodiment shown.
  • the heuristic "exhaustive” then delivers the shorter connection path, which is, however, significantly less favorable than the slightly longer one
  • connection path allows a compromise between the two criteria of short length and favorable wavelength channel.
  • the proposed method can be used for both directional and non-directional connection paths.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Zur Ermittlung eines Verbindungspfades (VP) und eines auf den optischen Übertragungsstrecken (OS1 bis OS9) dieses Verbindungspfades unbelegten Wellenlängenkanals (wk1 bis wkn) für den Aufbau einer Verbindung über mindestens einen ersten und zweiten Netzknoten (A, F) innerhalb eines transparenten optischen Übertragungssystems (ASTN) wird ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem jeweils ein von der optischen Übertragungsstrecke (OS1 bis OS9) und von dem betrachteten Wellenlängenkanal (wk1 bis wkn) abhängiges Linkgewicht (di,r) für die Wellenlängenkanäle (wk1 bis wkn) einer optischen Übertragungsstrecke (OS1 bis OS9) ermittelt wird. Ferner wird für jeden für den Verbindungsaufbau verfügbaren Verbindungspfad (VP1, VP2, VP3) und den zugehörigen Wellenlängenkanal (wk1 bis wk3) durch Auswertung des mindestens einen Linkgewichts (di,r) ein Verbindungskostenwert gebildet und für den Aufbau der Verbindung der den minimalen Verbindungskostenwert aufweisende Verbindungspfad (VP2) mit dem zugehörigen wellenlängenkanal (wk2) ausgewählt.

Description

Beschreibung
Verfahren zur Ermittlung eines Verbindungspfades und eines zugehörigen unbelegten Wellenlängenkanals
Im Zuge des schnellen Wachstums des Internets ist der Bedarf an zur Verfügung stehender Übertragungsbandbreite in den letzten Jahren überproportional stark angestiegen. Fort- schritte in der Entwicklung von optischen Übertragungssystemen, insbesondere bei auf der Wavelength Division Multiple- xing (WDM) Technologie basierenden Übertragungssystemen, ha¬ ben zur Realisierung von hohen Übertragungsbandbreiten beigetragen. Hierbei kommt den transparenten optischen Übertra- gungssystemen eine besondere Bedeutung zu, die eine vollständige Übertragung von Datensignalen im optischen Bereich, d.h. ohne opto-elektrische bzw. elektro-optische Konversion der Datensignale, ermöglichen.
Transparente optische Übertragungssysteme sind aus mehreren über optische Übertragungsstrecken miteinander verbundenen optischen Netzknoten aufgebaut. Hierbei werden optische Wellenlängenkanäle zur Übertragung der optischen Datensignale, insbesondere von optischen WDM-Signalen, vorgesehen. Ein der- artiges transparentes optisches Übertragungssystem ermöglicht den Aufbau von optischen Verbindungen zwischen zwei Teilnehmern, wobei hierzu jeder optischen Verbindung ein ausgewählter Verbindungspfad durch das transparente optische Übertragungssystem sowie ein auf diesem Verbindungspfad verfügbarer, d.h. unbelegter, Wellenlängenkanal zugeordnet werden. Beim Verbindungsaufbau wird ein Verbindungspfad mit einem durchgängig verfügbaren Wellenlängenkanal ermittelt, über den der Verbindungsaufbau erfolgen kann. Für den Fall das in den einzelnen optischen Netzknoten keine Wellenlängenkonversionsein- richtungen vorgesehen sind, ist es erforderlich, daß zum Aufbau einer Verbindung zwischen einem ersten Netzknoten und einem mit diesem beispielsweise über mehrere weitere optische Netzknoten verbundenen zweiten Netzknoten auf den einzelnen optischen Übertragungsstrecken des ausgewählten Verbindungs- pfades jeweils derselbe Wellenlängenkanal durch keine weitere optische Verbindung belegt ist.
Für den Aufbau einer neuen optischen Verbindung ist somit zu- nächst ein optischer Verbindungspfad und ein auf diesem verfügbarer Wellenlängenkanal zu ermitteln. Dieses Problem ist n der Fachwelt als "dynamisches RWA" ("Routing and Wavelength Assignment") - Problem bekannt. Daneben gibt es noch ein "statisches RWA" - Problem, bei dem alle Verbmdungsan- forderungswünsche bereits simultan bekannt sind - siehe hierzu Zang et al. "Dynamic Lightpath Establishment in Wave- length-Routed WDM Networks", IEEE Communication Magazine, September 2001, Seiten 100 bis 108.
Zur Lösung des dynamischen RWA-Problems ist die Kenntnis der Belegung der Wellenlangenkanäle innerhalb des transparenten optischen Ubertragungssystems 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 Ubertragungssystems sollte dabei möglichst zuverlässig sein, um fehlerhafte Verbindungsaufbauten nahezu zu vermeiden.
Beim eigentlichen Verbindungsaufbau wird der ermittelte Wellenlangenkanal auf allen optischen Übertragungsstrecken des Verbindungspfades belegt und steht damit für weitere Verbindungsanforderungen nicht mehr zur Verfügung. Im folgenden wird der Fall betrachtet, daß die aktuelle Netzauslastung, d.h. die Belegung aller Wellenlängenkanäle auf den unterschiedlichen optischen Übertragungsstrecken des transparenten optischen Übertragungssystems bekannt ist. Folgende Kriterien sollte unter diesen Voraussetzungen eine gute Losung des dynamischen RWA-Problems erfüllen: eine möglichst geringe Blockierwahrschemlichkeit für die aktuellen, aber auch für alle zukunftigen Verbindungsanforderungen; - möglichst große Effizienz der Lösung.
Das dynamische RWA-Problem wird beispielsweise dadurch gelöst, daß zuerst ein Verbindungspfad und im Anschluß daran ein auf dem ausgewählten Verbindungspfad zur Verfügung stehender, d.h. noch unbelegter Wellenlängenkanal ermittelt wird. Alternativ kann auch zunächst ein Wellenlängenkanal innerhalb des transparenten optischen Übertragungssystems ausgewählt werden und im Anschluß daran zu diesem ein passender Verbindungspfad ermittelt werden. zuerst Verbindungspfad, dann Wellenlängenkanal
Aus der Veröffentlichung "Importance of wavelength conversion in an optical network", John Strand, Robert Doverspike und Guangzhi Li in Optical Networks Magazine May/June 2001 ist ein Verfahren bekannt, bei dem zunächst die k hinsichtlich der Linkgewichte kürzesten Verbindungspfade zwischen den Endpunkten einer geplanten Verbindung ermittelt werden. Auf den ermittelten Verbindungspfaden wird die aktuelle Belegung der Wellenlängenkanäle untersucht und anhand einer "figure-of- merit" bewertet. Der günstigste Verbindungspfad wird anschließend ausgehend von der "figure-of-merit" ausgewählt. Für die " figure-of-merit" und die Auswahl der Wellenlängenka- näle werden u.a. die folgenden Heuristiken vorgeschlagen:
- "first-fit" : Die Wellenlängenkanäle werden willkürlich geordnet, d.h. mit einem Index versehen. Für den Verbindungsaufbau wird dann der Verbindungspfad ausgewählt, auf dem der Wellenlängenkanal mit dem kleinstmöglichen Index noch unbelegt ist.
- "most-used wavelength": Ein Wellenlängenkanal ist um so besser, je häufiger dieser im gesamten Übertragungssys- tem für den Aufbau von Verbindungen eingesetzt wird. Daneben gibt es noch ein komplizierteres Verfahren, bei dem die Bewertung mittels eines "route similarity ratio" erfolgt . Der hauptsächliche Nachteil dieser Verfahren besteht darin, daß von vornherein nur eine bestimmte Anzahl k von Verbindungspfaden betrachtet wird. Es ist nämlich durchaus möglich, daß auf den betrachteten k Verbindungspfaden kein oder nur ein Wellenlängenkanal mit einer schlechten "figure-of-merit" frei ist, während günstige Wellenlängenkanäle auf nicht betrachteten Verbindungspfaden noch verfügbar sind, die genauso lang oder nur unwesentlich länger sind als die k kürzesten Verbindungspfade. Dieser Nachteil wirkt sich besonders gravierend aus, da k innerhalb des optischen Übertragungssystems möglichst klein gewählt werden sollte, um den Rechenaufwand zu begrenzen.
- zuerst Wellenlängenkanal, dann Verbindungspfad
Hier wird das RWA-Problem zunächst umformuliert, indem das aus einer Vielzahl von Verbindungspfaden, insbesondere WDM- Verbmdungspfaden bestehende transparente optischen Übertra- gungssytem in eine Zahl von virtuellen optischen Sub-Übertra- gungsnetzen gleicher Struktur überführt wird, wobei jedem dieser virtuellen optischen Sub-Übertragungsnetze genau ein Wellenl ngenkanal zugeordnet wird (siehe Figur 2) . Jede Ubertragungsstrecke in einem der virtuellen optischen Sub-Uber- tragungsnetze kann höchstens von einer Verbindung genutzt werden. Diese virtuellen optischen Sub-Übertragungsnetze sind nicht miteinander verbunden, d.h. es ist keine Wellenlängen- konversion innerhalb der virtuellen optischen Sub-Übertragungsnetze vorgesehen. Die Teilnehmeranschlußeinrichtungen sind an alle virtuellen optischen Sub-Übertragungsnetze angeschlossen. Das RWA-Problem besteht nun darin, in dem resultierenden optischen Übertragungssystem einen Verbindungspfad zu finden, wobei der Wellenlängenkanal bereits durch das ausgewählte virtuelle optische Sub-Übertragungsnetz bestimmt wird. Zur Ermittlung eines geeigneten Verbindungspfades werden die einzelnen virtuellen optischen Sub-Übertragungsnetze nacheinander beispielsweise mittels des "Dijkstra-Algoπth- mus" daraufhin untersucht, ob einer den oben genannten Bedin- gungen genügender Verbindungspfad zum Aufbau einer Verbindung zwischen den beiden Teilnehmern verfügbar ist . Der erste in einem der virtuellen optischen Sub-Übertragungsnetze gefundene Verbindungspfad wird für den Verbindungsaufbau verwendet. Für die Reihenfolge, in der die unterschiedlichen virtuellen optischen Sub-Übertragungsnetze untersucht werden, werden u.a. die folgenden Heuristiken vorgeschlagen:
•fixed" die Wellenlängenkanäle weisen eine feste Reihenfolge auf; "pack" : die Wellenlängenkanäle werden nach abnehmender Nutzungshäufigkeit im gesamten optischen Übertragungssystem geordnet; "exhaustive" stets alle virtuellen optischen Sub- Übertragungsnetze werden durchsucht und der kürzeste aller Verbindungspfade (zusammen mit der zugehörigen Wellenlängenkanal) ausgewählt.
Nachteilig wird bei den Heuristiken "fixed" und "pack" u.U. ein Verbindungspfad ausgewählt, der zwar einen günstigen Wellenlängenkanal verwendet, dessen Verbindungspfad jedoch unverhältnismäßig lang ist, d.h. sehr viele Ressourcen innerhalb des transparenten optischen Übertragungssystems belegt. Umgekehrt wird zwar bei der Heuristik "exhaustive" stets der kürzeste Verbindungspfad selektiert, und zwar auch dann, wenn der zugeordnete Wellenlängenkanal ungünstig ist, obwohl ein nur unwesentlich längerer Verbindungspfad mit einem viel günstigeren Wellenlängenkanal vorhanden wäre. Unter günstigen Wellenlängenkanälen sind im betrachteten Kontext Wellenlängenkanäle zu verstehen, die bereits häufig im betrachteten optischen Übertragungssystem verwendet wird. Diese sollten zur Reduzierung der Blockierungsraten noch häufiger verwendet werden, um andere Wellenlängenkanäle unbenutzt zu lassen. Ein Kompromiß zwischen den beiden Zielen günstiger Wellenlängenkanal, d.h. geringe Blockierungsrate für nachfolgende Verbindungsanforderungen, und kurzer Weg, d.h. geringer Ressourcenverbrauch, ist nicht realisierbar. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist darin zu sehen, ein verbessertes Verfahren zur Ermittlung eines Verbindungspfades und eines auf den optischen Übertragungsstrecken des Verbindungspfades unbelegten Wellenlängenkanals für den Aufbau einer Verbindung innerhalb eines transparenten optischen Übertragungssystems anzugeben, das eine geringer Blockierungsrate und einen kleinen Ressourcenverbrauch innerhalb des optischen Übertragungssystems ermöglicht.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Der wesentliche Aspekt des Verfahrens zur Ermittlung eines Verbindungspfades und eines auf den optischen Übertragungsstrecken dieses Verbindungspfades unbelegten Wellenlängenkanals für den Aufbau einer Verbindung über mindestens einen ersten und zweiten Netzknoten innerhalb eines transparenten optischen Übertragungssystems mit einer Vielzahl von über optischen Übertragungsstrecken miteinander verbundenen weiteren Netzknoten ist darin zu sehen, daß jeweils ein von der optischen Ubertragungsstrecke und von dem betrachteten Wellenlängenkanal abhängiges Linkgewicht für die Wellenlängenkanäle einer optischen Ubertragungsstrecke ermittelt wird. Anschließend wird für jeden für den Verbindungsaufbau verfügbaren Verbindungspfad und den zugehörigen Wellenlängenkanal durch Auswertung des mindestens einen Linkgewichts ein Verbindungskostenwert gebildet und für den Aufbau der Verbindung der den minimalen Verbindungskostenwert aufweisende Verbindungspfad mit dem zugehörigen Wellenlängenkanal ausgewählt. Vorteilhaft werden beim erfindungsgemäßen Verfahren die beiden Kriterien günstige Wellenlänge und die Eigenschaften der optischen Ü- bertragungsstrecke wie beispielsweise Länge, Dämpfungschark- teristika oder auch Benutzungshäufigkeit etc. in einem von diesen Kriterien abhängigen Linkgewicht bei der Ermittlung des Verbindungspfades und eines zugehörigen Wellenlängenkanals gemeinsam berücksichtigt. Hierbei wird bereits benutzten Wellenlängenkanälen einer Ubertragungsstrecke beispielsweise ein Linkgewicht mit dem Wert unendlich zugewiesen. Aus den ermittelten Linkgewichten eines Verbindungspfades und des zugehörigen Wellenlängenkanals wird ein Verbindungskostenwert gebildet, der die Kosten bzw. den Ressourcenaufwand für den Aufbau der Verbindung über den betrachteten Verbindungspfad und Wellenlängenkanal angibt. Ausgehend von den gebildeten Verbindungskostenwerten wird für den Verbindungsaufbau der einen minimalen Verbindungskostenwert aufweisende Verbin- dungspfad mit dem zugehörigen Wellenlängenkanal ausgewählt. Hierdurch werden die Nachteile der aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren, insbesondere der für die Ermittlung des Verbindungspfades einschließlich des Wellenlängenkanals erforderliche hohe Rechenaufwand, vermieden.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist darin zu sehen, daß jedem Wellenlängenkanal ein netzweites Kanalgewicht zugeordnet wird und das netzweite Kanalgewicht mit Hilfe einer Kanalgewichtsfunktion ermittelt wird. Hier- -durch wird besonders vorteilhaft ein mit einfachen technischen Mitteln bestimmbares netzweites Kanalgewicht ermittelt.
Vorteilhaft wird das transparente optische Übertragungssystem in eine Anzahl von jeweils nur einen optischen Wellenlängen- kanal aufweisende virtuelle optische Sub-Übertragungsnetze aufgeteilt, wobei den in den Sub-Übertragungsnetzen vorhandenen Übertragungsstrecken jeweils die erfindungsgemäßen Linkgewichte zugeordnet werden und zur Ermittlung des den minimalen Verbindungskostenwert aufweisenden Verbindungspfades und des zugehörigen Wellenlängenkanales die Sub-Übertragungsnetze ausgewertet werden. Durch die Aufteilung des transparenten optischen Übertragungssystems in virtuelle optische Sub- Übertragungsnetze mit jeweils einem Wellenlängenkanal und die Zuordnung der erfindungsgemäßen Linkgewichte können bereits für die Wegesuche innerhalb eines Kommunikationsnetzes bekannte Algorithmen wie beispielsweise der "Dijkstra-Algorith- mus" unter Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens weiterbenutzt werden. Besonders vorteilhaft wird das Linkgewicht pro Ubertragungsstrecke und Wellenlangenkanal nach folgender Formel ermittelt : 1#r = f (ι) d
mit l = Nummer der Wellenlängenkanals r = Nummer der Ubertragungsstrecke f(ι) = Kanalgewichtsfunktion d_ = Lageparameter.
Hierbei stellt die Kanalgewichtsfunktion eine von dem ewei- ligen Wellenlangenkanal abhangige Funktion dar, wobei erfin- dungsgemaß vorteilhafte Ausfuhrungsformen vorgeschlagen werden. Die Kanalgewichtsfunktion kann beispielsweise als eine von dem jeweiligen Wellenlängenkanal abhängige lineare Funk¬
f (i) a + b*ι
I = Nummer der Wellenlängenkanals a = ein erster Parameter b = ein zweiter Parameter
realisiert werden. Alternativ kann durch die Kanalgewichtsfunktion der Belegungszustand der Wellenlangenkanale auf den bereits durch weitere Verbindungen belegten Ubertragungsstre- cken berücksichtigt werden. Hierzu wird der aktuelle Nutzungsgrad jedes Wellenlangenkanals innerhalb des transparen¬ ten optischen Ubertragungssystem ermittelt oder geschätzt. Eine mögliche Form einer derartigen Kanalgewichtsfunktion als eine vom Nutzungsgrad des jeweiligen Wellenlangenkanals abhangige Funktion konnte beispielsweise wie folgt realisiert werden : f ( i ) = g ( Al f belegt / H , gesamt) mit ι = Nummer des Wellenlängenkanals
Aα,belogt = Anzahl der Übertragungsstrecken, auf denen der Wellenlängenkanal i belegt ist Aj,gesam = Anzahl aller Übertragungsstrecken, auf denen der Wellenlängenkanal i physikalisch verfügbar ist g ( ... ) = eine beliebige Funktion
Eine monoton fallende Funktion g() hat den Vorteil, dass be¬ reits häufig benutzte Wellenlängenkanäle bei der Ermittlung eines für den Aufbau einer neuen Verbindung erforderlichen Verbindungspfades und dem zugehörigen Wellenlängenkanal be- vorzugt werden.
Darüber hinaus wird vorteilhaft bei der Ermittlung des von der jeweiligen optischen Ubertragungsstrecke abgeleiteten Lageparameters die Länge der Ubertragungsstrecke oder die durch die Ubertragungsstrecke hervorgerufene Verzögerung oder wei¬ tere technisch oder wirtschaftlich relevante Parameter der optischen Ubertragungsstrecke berücksichtigt.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele des erfindungsgemä- ßen Verfahrens anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert .
Hierbei zeigen:
Figur 1 beispielhaft eine schematische Darstellung eines transparenten optischen Übertragungssystems, Figur 2 eine schematische Darstellung des in mehrere virtuelle optische Sub-Übertragungssysteme überführten transparenten optischen Übertragungssystems, Figur 3 eine schematische Darstellung der Zuordnung der erfindungsgemäßen Linkgewichte innerhalb der virtuellen optischen Sub-Übertragungssysteme, und Figur 4 in einer schematischen Darstellung beispielhaft die Belegungszustände eines transparenten optischen Ü- bertragungssystems mit drei Wellenlängenkanälen.
Figur 1 zeigt ein transparentes optisches Ubertragungssystem ASTN (hier: ein automatisch vermittelndes Transportnetz (ASTN = automatically switched transport network) ) , dass eine Vielzahl von über optische Übertragungsstrecken OSl bis 0S9 miteinander verbundene Netzknoten A, B, C, D, E, F aufweist. Ferner sind beispielhaft Teilnehmeranschlusseinrichtungen, insbesondere eine erste und zweite Client-Einrichtung Cl, C2 dargestellt, die an zumindest einen der Netzknoten A, B, C, D, E, F des transparenten optischen Ubertragungssystem ASTN angeschlossen sind. Im betrachteten Ausführungsbeispiel sind ein erster bis sechster Netzknoten A bis F vorgesehen, wobei der erste Netzknoten A über eine erste optische Ubertragungsstrecke OSl mit dem zweiten Netzknoten B und über eine zweite optische Ubertragungsstrecke 0S2 mit dem dritten Netzknoten C verbunden ist. Der zweite Netzknoten B ist seinerseits über eine dritte optische Ubertragungsstrecke 0S3 mit dem dritten Netzknoten C und über eine vierte optische Ubertragungsstrecke 0S4 mit dem vierten Netzknoten D verbunden. Ferner ist der dritte Netzknoten C über eine fünfte optische Ubertragungsstrecke 0S5 an den vierten Netzknoten D und über eine sechste optische Ubertragungsstrecke 0S6 an den fünften Netzknoten E angeschlossen, der über eine siebte optische Ubertragungsstrecke 0S7 mit dem vierten Netzknoten D und über eine achte optische Ubertragungsstrecke 0S8 mit dem sechsten Netzknoten F verbunden ist. Der vierte und sechste Netzknoten D, F sind über eine neunte optische Ubertragungsstrecke 0S9 miteinander verbunden. Darüber hinaus ist an den ersten Netzknoten A über eine erste Anschlußleitung ANLl die erste Client-Einrichtung Cl und an den sechsten Netzknoten F über eine zweite Anschlußleitung ANL2 die zweite Client-Emπch- tung C2 angeschlossen. Die Client-Einrichtungen Cl, C2 können beispielsweise als SDH-, ATM-, oder IP-Clientemrichtungen ausgestaltet sein, z.B. als IP-Router (SDH = Synchronous Di- gital Hierarchy, ATM = Asynchronous Transfer Modus, IP = Internet Protocol) .
Ferner wird zur Übertragung von optischen Signalen os inner- halb des transparenten optischen Übertragungssystems ASTN beispielsweise das WDM-Datenübertragungsverfahren verwendet (WDM = Wavelength Division Multiplex bzw. Wellenlängen-Mul- tiplex) . Aufgrund der Wellenlängenmultiplextechnologie können über jede im transparenten optischen Übertragungssystem ASTN vorhandene optische Ubertragungsstrecke OSl bis 0S9 unter
Nutzung jeweils verschiedener Wellenlängenkanäle wkl bis wkn gleichzeitig mehrere optische Signale os, insbesondere WDM- Kanäle, übertragen werden. Hierzu weisen die optischen Übertragungsstrecken OSl bis OS9- die beispielsweise aus einem Lichtwellenleiterbündel oder aus einem oder mehreren einzelnen Lichtwellenleitern aufgebaut sind, jeweils mehrere Wellenlängenkanäle wkl bis wkn auf, wobei die Anzahl der Wellenlängenkanäle wkl bis wkn von optischer Ubertragungsstrecke zu optischer Ubertragungsstrecke variieren kann. Über einen der ersten bis n-ten Wellenlängenkanäle wkl bis wkn erfolgt nach dem Aufbau der Verbindung zwischen der ersten und zweiten Client-Einrichtung Cl, C2 die Übertragung der optischen Signale os . Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist jede der ersten bis neunten optischen Ubertragungsstrecke OSl bis OS9 jeweils n Wellenlängenkanäle wkl bis wkn auf.
Das in Figur 1 dargestellte transparente optische Übertragungssystem ASTN wird in eine Anzahl von jeweils nur einen optischen Wellenlängenkanal wkl bis wkn aufweisende virtuelle optische Subübertragungsnetze Subl bis Subn überführt, wobei jedes virtuelle optische Subübertragungsnetz Subl bis Subn jeweils einen netzweit zugeordneten Wellenlängenkanal wkl bis wkn aufweist.
In Figur 2 ist anhand einer schematischen Darstellung das transparente optische Übertragungssystem ASTN der Figur 1 beispielhaft nach der Überführung in ein erstes, zweites bis n-tes virtuelles optisches Subübertragungsnetz Subl bis Subn dargestellt, wobei innerhalb des ersten virtuellen Subüber- tragungsnetzes Subl der erste Wellenlängenkanal wkl für die Übertragung der optischen Signale os auf den optischen Übertragungsstrecken OSl bis OS9 vorgesehen ist. Innerhalb des zweiten virtuellen Subübertragungsnetzes Sub2 ist der zweite Wellenlängenkanal wk2 und innerhalb des n-ten virtuellen Subübertragungsnetzes Subn der n-te Wellenlängenkanal wkn zur Übertragung der optischen Signale os vorgesehen. Die dazwischen liegenden virtuellen optischen Subübertragungsnetze Sub3 bis Subn-1 sind durch eine punktierte Linie angedeutet.
Eine derartige schematische Darstellung verdeutlicht die Um- formulierung des dynamischen RWA-Problems zu dessen vereinfachter Lösung. Beispielsweise können durch eine derartige Umformulierung des dynamischen RWA-Problems mit Hilfe von bekannten Algorithmen beispielsweise des Dijkstra-Algorithmus für den gewünschten Verbindungsaufbau geeignete Verbindungspfade mit unbelegten Wellenlängenkanälen wkl bis wkn ermittelt werden. Hierbei weisen die virtuellen optischen Subüber- tragungsnetze Subl bis Subn jeweils denselben Aufbau wie das ursprüngliche optische Übertragungssystem ASTN auf, d.h. dieselbe Anzahl an Netzknoten A bis F sowie dieselbe Anzahl an optischen Übertragungsstrecken OSl bis 0S9.
Die einzelnen virtuellen optischen Subübertragungsnetze Subl bis Subn sind nicht untereinander verbunden, d.h. das betrachtete optische Übertragungssystem ASTN weist keine Wellenlängenkonverter auf. Die einzelnen Subübertragungsnetze Subl bis Subn sind jeweils über genau einen Netzknoten A, F mit der ersten bzw. zweiten Client-Einrichtungen Cl, C2 verbunden. Ferner wird jeder optischen Ubertragungsstrecke OSl bis 0S9 jeweils ein Linkgewicht dr zugeordnet, welches im betrachteten Ausführungsbeispiel dem Lageparameter dr entspricht. Bei der Ermittlung des von der jeweiligen optischen Ubertragungsstrecke OSl bis OS9 abgeleiteten Lageparameters d wird beispielsweise die Länge der Ubertragungsstrecke OSl bis OS9 oder die durch die Ubertragungsstrecke OSl bis OS9 hervorgerufene Verzögerung oder weitere technisch oder wirt- schaftlich relevante Parameter der jeweiligen optischen Ubertragungsstrecke OSl bis 0S9 berücksichtigt. Hierbei w rd jeder optischen Ubertragungsstrecke OSl bis 0S9 innerhalb der virtuellen optischen Subübertragungsnetze Subl bis Subn e- weils dasselbe Linkgewicht dr zugeordnet, d.h. im ersten Subübertragungsnetz Subl weist die erste optische Ubertragungsstrecke OSl dasselbe Linkgewicht dL auf wie beispielsweise innerhalb des zweiten virtuellen optischen Sububertragungs- netzes Sub2. Der Index r deutet jeweils die Nummer der opti- sehen Ubertragungsstrecke OSl bis OS9 an.
In Figur 3 wird der erste Schritt des erfmdungsgemaßen Verfahrens anhand des bereits in Figur 2 dargestellten Schich- tenmodells erläutert. Das in n virtuelle optische Sububertra- gungsnetze Subl bis Subn überführte optische Ubertragungssystem ASTN wird mit Hilfe eines geeigneten Suchalgorithmus, beispielsweise des Di kstra -Algorithmus, daraufhin unter¬ sucht, ob ein die für den Verbindungsaufbau erforderlichen Rahmenbedingungen aufweisender Verbindungspfad zwischen bei- spielsweise der ersten und zweiten Clienteinrichtungen Cl, C2 vorhanden ist. Gemäß der vorgeschlagenen Losung wird ein von der optischen Ubertragungsstrecke und von dem betrachteten Wellenlangenkanal abhangiges Linkgewicht di;L individuell für jede optische Ubertragungsstrecke OSl bis 0S9 und jeden Wel- lenlangenkanal wkl bis wkn des optischen Ubertragungssystems ASTN ermittelt, d.h. jeder optischen Ubertragungsstrecke OSl bis 0S9 der virtuellen optischen Subübertragungsnetze Subl bis Subn wird jeweils ein von dem betrachteten Wellenlangenkanal wkl bis wkn und von den Eigenschaften der optischen U- bertragungsstrecke OSl bis 0S9 abhangiges Linkgewicht d_, zugeordnet. Das neuartige Linkgewicht d1#r pro Ubertragungsstrecke OSl bis OS9 und Wellenlangenkanal wkl bis wkn wird gemäß der folgenden Formel ermittelt:
d±,_ = f d) * d.
Der Index I des Linkgewicht d,, r bezeichnet die Nummer I des Wellenlangenkanals wkl bis wkn und der Index r die Nummer r der Ubertragungsstrecke OSl bis OS9. Das Linkgewicht dlιr ιrd gemäß der Formel aus dem Produkt einer Kanalgewichtsfunktion f (1) und des Lageparameters dr gebildet. Das Linkgewicht d1>r setzt sich somit aus einem die Lage r im ursprünglichen transparenten optischen Übertragungssystem ASTN berücksichtigenden Lageparameter dr und einer vom jeweiligen Wellenlängenkanal wknl bis wkn abhängigen Kanalgewicht e-. zusammen. Das Kanalgewicht ex bezeichnet den Wert der Kanalgewichtsfunktion f(ι) für den Wellenlängenkanal wkl bis wkn mit Index I. Das Kanalgewicht e wird mit Hilfe der Kanalgewichtsfunktion f d) netzweit ermittelt und dem zugehörigen virtuellen optischen Subübertragungsnetz Subl bis Subn zugeordnet. In Figur 3 sind die ermittelten Linkgewichte dα,r jeweils als Produkt aus dem netzweiten Kanalgewicht e und dem Lagepara- meter d, dargestellt und den zugehörigen optischen Ubertra- gungsstrecken OSl bis OS9 in den einzelnen virtuellen optischen Subϋbertragungsnetzes Subl bis Subn zugeordnet. Hierbei weist das erste virtuelle optische Subübertragungsnetz Subl Linkgewichte d_,L auf, die als Produkt aus dem ersten netzwei- ten Kanalgewicht ei und dem jeweils zugehörigen Lageparameter d dargestellt sind. Analog hierzu weisen das zweite bis n-te virtuelle optische Subübertragungsnetz Subn Linkgewichte arauf, die jeweils als Produkt aus dem zweiten bis n-ten netzweiten Kanalgewicht e; bis en und dem jeweils zugehörigen La- geparameter dL realisiert sind.
Zur Ermittlung des netzweiten Kanalgewichtes eλ wird eine von dem jeweiligen Wellenlängenkanal wkl bis wkn abhangige Kanalgewichtsfunktion f(ι) gebildet. Eine derartige Kanalgewichts- funktion f(ι) kann als eine von dem jeweiligen Wellenlängenkanal wkl bis wkn linear abhangige Funktion der Form
f(ι) = a + b*ι
I = Nummer der Wellenlangenkanals a = ein erster Parameter b = ein zweiter Parameter realisiert werden. Darüber hinaus kann alternativ durch die Kanalgewichtsfunktion f(ι) der Belegungszustand der Wellenlängenkanäle wkl bis wkn auf den bereits durch Verbindungen belegten optischen Übertragungsstrecken OSl bis OS9 berücksichtigt werden, wobei hierzu der aktuelle Benutzungsgrad jedes optischen Wellenlängenkanals wkl bis wkn innerhalb des transparenten optischen Übertragungssystems ASTN ermittelt bzw. geschätzt wird.
Eine vom Nutzungsgrad des jeweiligen Wellenlängenkanals wkl bis wkn abhängige Kanalgewichtsfunktion f (i) weist beispiels¬ weise folgende Form auf: f(i) = g (A1(beleg /A_,geSc.mt)
ι = Nummer des Wellenlängenkanals i, beleg = Anzahl der Übertragungsstrecken, auf denen der Wellenlängenkanal I belegt ist A1( gesamt = Anzahl aller Übertragungsstrecken, auf denen der Wellenlängenkanal physikalisch verfügbar ist g(...) = eine beliebige Funktion.
Die mit Hilfe der erwähnten Kanalgewichtsfunktionen f(ι) ermittelten netzweiten Kanalgewichte eτ werden wie in Figur 3 angedeutet jeweils den zugehörigen optischen Übertragungsstrecken OSl bis OS9 bzw. den zugehörigen virtuellen opti¬ schen Subübertragungsnetzen Subl bis Subn zugeordnet. Diese Zuordnung wird beispielsweise mit Hilfe einer zentral ange¬ ordneten Steuereinheit realisiert. Hierbei wird durch das netzweite Kanalgewicht eλ insbesondere ausgedrückt, dass ei¬ nige Wellenlängkanäle wkl bis wkn für einen geplanten Verbin¬ dungsaufbau günstiger sind als andere.
In Figur 4 werden die Vorteile des vorgeschlagenen Verfahrens am Beispiel des betrachteten transparenten optischen Übertragungssystems ASTN mit einem ersten, zweiten und dritten Wel- lenlängenkanal wkl bis wk3 pro optischer Ubertragungsstrecke OSl bis OS9 erläutert. Im Unterschied zum zuvor betrachteten transparenten optischen Übertragungssystem ASTN ist die zweite Client-Einrichtung C2 über die zweite Anschlußleitung ANL2 an den vierten Netzknoten D angeschlossen. Im folgenden wird für den Aufbau einer Verbindung zwischen der ersten und zweiten Client-Einrichtung Cl, C2 ein geeigneter Verbindungspfad VP und ein zugehöriger Wellenlängenkanal wkl bis wk3 ermittelt.
Im betrachteten transparenten optischen Übertragungssystem ASTN weisen die ersten bis dritten Wellenlängenkanäle wkl bis wk3 der ersten bis neunten optischen Übertragungsstrecken OSl bis OS9 folgende Belegungen auf, wobei eine logische 0 die Belegung des betrachteten Wellenlängenkanals wkl bis wk3 und eine logische 1 die Nicht-Belegung des betrachteten Wellenlängenkanals wkl bis wk3 bezeichnet :
Tabelle 1:
Die drei Wellenlängenkanäle dieses Beispiels sind bezüglich ihrer Übertragungseigenschaften gleichwertig, und ihre Anordnung ist willkürlich. Für den Verbindungsaufbau zwischen dem ersten Netzknoten A und dem vierten Netzknoten D sind gemäß der Belegungszustände des ersten bis dritten Wellenlängenkanales wkl bis wk3 auf den optischen Übertragungsstrecken OSl bis OS9 ein erster, zweiter und ein dritter Verbindungspfad VPl, VP2, VP3 möglich.
Der erste Verbindungspfad VPl verläuft vom ersten Netzknoten A über die erste optische Ubertragungsstrecke OSl zum zweiten Netzknoten B und von dort über die dritte optische Ubertragungsstrecke OS3 zum dritten Netzknoten C. Vom dritten Netzknoten C führt der erste Verbindungspfad VPl weiter über die sechste optische Ubertragungsstrecke 0S6 zum fünften Netzknoten E und von diesem wiederum über die achte optische Ubertragungsstrecke 0S8 zum sechsten Netzknoten F. Schließlich führt der erste Verbindungspfad vom sechsten Netzknoten F ü- ber die neunte optische Ubertragungsstrecke 0S9 zum fünften Netzknoten D. Der erste Verbindungspfad VPl verläuft somit über fünf optische Übertragungsstrecken OSl, OS3, OS6, OS8, OS9. Auf dem ersten Verbindungspfad VPl ist der erste Wellenlängenkanal wkl noch unbelegt und somit für den geplanten Verbindungsaufbau verfügbar.
Der zweite Verbindungspfad VP2 verläuft vom ersten Netzknoten A über die zweite optische Ubertragungsstrecke OS2 zum dritten Netzknoten C und von dort über die dritte optische Ubertragungsstrecke OS3 zum zweiten Netzknoten B. Vom zweiten Netzknoten B führt der zweite Verbindungspfad VP2 über die vierte optische Ubertragungsstrecke OS4 zum vierten Netzknoten D. Somit weist der zweite Verbindungspfad VP2 drei optische Übertragungsstrecken 0S2, OS3, 0S4 auf, wobei für den Verbindungsaufbau der zweite Wellenlängenkanal wk2 verfügbar
Der dritte Verbindungspfad VP3 führt vom ersten Netzknoten A ebenfalls über die erste optische Ubertragungsstrecke OSl zum zweiten Netzknoten B und von diesem über die dritte optische Ubertragungsstrecke OS3 zum dritten Netznoten C. Der letzte Abschnitt des dritten Verbindungspfades VP3 verläuft vom dritten Netzknoten C über die fünfte optische Übertragungs- strecke OS5 zum vierten Netzknoten D. Insgesamt weist der dritte Verbindungspfad VP3 drei optische Übertragungsstrecken OSl, OS3, 0S5 auf, auf denen jeweils der dritte Wellenlängenkanal wk3 unbelegt ist und somit für einen Verbindungsaufbau zur Verfügung steht .
Somit ergeben sich für den Aufbau einer Verbindung von der ersten Client-Einrichtung Cl über das transparente optische Übertragungssystem ASTN zur zweiten Client -Einrichtung C2 drei Verbindungspfade VPl bis VP3 mit unterschiedlicher Länge, d.h. Anzahl an optischen Übertragungsstrecken OSl bis OS9. Diese drei Verbindungspfade VPl bis VP3 sind in der folgenden Tabelle einander gegenübergestellt.
Tabelle 2:
Diese Tabelle enthält neben der Nummer i des zugehörigen Wellenlängenkanals wkl bis wk3 und der Länge 1 des Verbindungspfades VPl bis VP3 den Nutzungsgrad des je- weiligen virtuellen optischen Subübertragungsnetzes Subl bis Sub3. Der zweite Verbindungspfad VP2 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel die günstigste Wahl für den Aufbau der Verbindung zwischen der ersten und zweiten Clienteinrichtung Cl, C2. Der zweite Verbindungspfad VP2 ist deutlich kürzer als der erste Verbindungspfad VPl, und das zugehörige zweite Subübertragungsnetz Sub2 weist gegenüber dem des dieselbe Länge 1 aufweisenden dritten Verbindungspfad VP3 einen höheren Nutzungsgrad h auf. Wird nun als Lageparameter d£=l für die erste bis neunte op¬ tische Ubertragungsstrecke OSl bis OS9 gewählt, so ergeben sich die Verbindungskosten durch Addition der Linkgewichte di,r und damit als Produkt der Kanalgewichtsfunktion f (i) mit der Länge 1 des jeweiligen Verbindungspfades VPl bis VP3. Mit einer linearen, nur von der Nummer i des jeweiligen Wellen- 5 längenkanals wkl bis wk3 abhängigen Kanalgewichtsfunktion f (i)=l+i, wobei die Übertragungsstrecken OSl bis 0S9 im ersten virtuel- 10 len optischen Subübertragungsnetz Subl im Vergleich zu denen im dritten virtuellen optischen Subübertragungsnetz Sub3 im Verhältnis 1:2 gewichtet werden, ergeben sich die Verbin¬ dungskosten (1+i) -1 für einen Verbindungspfad der Länge 1 bei Verwendung des Wellenlängenkanals i. Die für das dargestellte 15. Ausführungsbeispiel resultierenden Verbindungskostenwerte sind in der Tabelle 2 aufgeführt.
Alternativ kann eine weitere einfache, nämlich allein vom Nutzungsgrad bi abhängige, Kanalgewichtsfunktion f (i) der 20 folgenden Form gewählt werden: f (i) = (l-bi) .
Durch die Implementierung dieser Kanalgewichtsfunktion f(i) 25 werden besonders vorteilhaft die Subübertragungungsnetze Subl bis Sub3 mit einem hohem Nutzungsgrad gegenüber solchen mit einem niedrigem Nutzungsgrad bevorzugt. Hierdurch ergeben sich die ebenfalls in der Tabelle 2 aufgeführten Verbindungskosten (l-bι)-l. Beide Beispiele mit unterschiedlichen Kanal- 30 gewichtsfunktionen liefern jeweils den zweiten Verbindungspfad VP2 als Verbindungspfad mit den geringsten Verbindungskosten .
Im Gegensatz hierzu führen aus dem Stand der Technik bekannte 35 Verfahren durchaus zu unterschiedlichen, weniger befriedigenden Ergebnissen. Die Verwendung der Heuristik "fixed" liefert aufgrund der Priorisierung der Wellenlängenkanäle wkl bis wk3 als Ergebnis den ersten Verbindungungspfad VPl als verfügba- ren Verbindungspfad mit dem ersten Wellenlängenkanal wkl. Dies hat den Nachteil, dass der deutlich längste Verbindungspfad VPl ausgewählt wird.
Die Heuristik "pack" unterscheidet sich von "fixed" nur dadurch, daß die Ordnung der Wellenlängenkanäle wkl bis wk3 nicht fix ist, sondern vom Nutzungsgrad i abhängt. Im vorliegenden Beispiel ist diese Ordnung aber dieselbe wie bei "fixed" und die Heuristik "pack" liefert somit ebenfalls den ungünstigen ersten Verbindungspfad VPl.
Die Heuristik "exhaustive" dagegen liefert den zweiten und dritten Verbindungspfad VP2, VP3, da diese beiden Verbindungspfade VP2,VP3 die gleiche und kleinste Länge 1=3 aufwei- sen. Es ist allerdings unbestimmt, welche dieser beiden Alternativen ausgewählt wird. Ein gravierender Nachteil der Heuristik "exhaustive" zeigt sich erst in optischen Übertragunssystemen, die größer und somit komplexer als das dargestellte Ausführungsbeispiel sind. Hier kann es sein, daß zwei Verbindungspfade mit sehr ähnlicher Länge (1 = 11 und 12) zur Auswahl stehen, wobei dem kürzeren Verbindungspfad ein sehr viel ungünstigerer Wellenlängenkanal zugeordnet ist als dem nur wenig längeren Verbindungspfad. Die Heuristik "exhaustive" liefert dann den kürzeren Verbindungspfad, der insgesamt aber deutlich ungünstiger ist als der unwesentlich längere
Verbindungspfad. Das hier vorgeschlagene Verfahren gestattet dagegen einen Kompromiß zwischen den beiden Kriterien geringe Länge und günstiger Wellenlängenkanal.
Das vorgeschlagene Verfahren ist sowohl bei gerichteten als auch bei ungerichteten Verbindungspfaden einsetzbar.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Ermittlung eines Verbindungspfades (VP) und eines auf den optischen Übertragungsstrecken (OSl bis OS9) dieses Verbindungspfades (VP) unbelegten Wellenlängenkanals (wkl bis wkn) für den Aufbau einer Verbindung über mindestens einen ersten und zweiten Netzknoten (A, F) innerhalb eines transparenten optischen Übertragungssystems (ASTN) mit einer Vielzahl von über optische Übertragungsstrecken (OSl bis 0S9) miteinander verbundenen weiteren Netzknoten (A bis F) ,
- bei dem jeweils ein von der optischen Ubertragungsstrecke (OSl bis 0S9) und von dem betrachteten Wellenlängenkanal (wkl bis wkn) abhängiges Linkgewicht (dι,r) für die Wellenlängenkanäle (wkl bis wkn) einer optischen Übertragungs- strecke (OSl bis OS9) ermittelt wird,
- bei dem für jeden für den Verbindungsaufbau verfügbaren Verbindungspfad (VPl, VP2, VP3) und den zugehörigen Wellenlangenkanal (wkl bis wkn) durch Auswertung des mindestens einen Linkgewichts (di,r) ein Verbindungskostenwert gebildet wird, und
- bei dem für den Aufbau der Verbindung der den minimalen Verbindungskostenwert aufweisende Verbindungspfad (VP2) mit dem zugehörigen Wellenlängenkanal (wk2) ausgewählt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass jedem Wellenlängenkanal (wkl bis wkn) ein netzweites Kanalgewicht (ei) zugeordnet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , dass das netzweite Kanalgewicht (ei) mit Hilfe einer Kanalgewichtsfunktion (f(i)) ermittelt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass das transparente optische Übertragungssystem (ASTN) in eine Anzahl von jeweils nur einen optischen Wellenlängenkanal (wkl bis wkn) aufweisende virtuelle optische Sub-Übertragungsnetze (Subl bis Subn) aufgeteilt wird, wobei den in den Sub-Übertragungsnetzen (Subl bis Subn) vorhandenen Übertragungsstrecken (OSl bis OS9) die ermittelten Linkgewichte (dι,r) zugeordnet werden und zur Ermittlung des den minimalen Verbindungskostenwert aufweisenden Verbindungspfades (VP2) und des zugehörigen Wellenlängenkanales (wk2) die Sub- Übertragungsnetze (Subl bis Subn) ausgewertet werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 4, dadurch gekennzeichnet , dass das Linkgewicht (dι#r) pro Ubertragungsstrecke (OSl bis OS9) und Wellenlängenkanal (wkl bis wkn) nach folgender Formel ermittelt wird: i f (i) dt:
mit i = Nummer der Wellenlängenkanals r = Nummer der Ubertragungsstrecke f (i) = Kanalgewichtsfunktion dr = Lageparameter.
6 . Verfahren nach Anspruch 3 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Kanalgewichtsfunktion (f(i)) als eine von dem jeweiligen Wellenlängenkanal (wkl bis wkn) abhängige Funktion realisiert wird.
7. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , dass die Kanalgewichtsfunktion (f(i)) als eine von dem jeweiligen Wellenlängenkanal (wkl bis wkn) abhängige lineare Funktion der Form
f(i) = a + b*i
mit 1 = Nummer der Wellenlängenkanals a = ein erster Parameter b = ein zweiter Parameter, realisiert wird.
8. Verfahren nach Anspruch 3, dadu r ch g e k e nn z e i chn et , dass durch die Kanalgewichtsfunktion (f(ι)) der Belegungszustand der Wellenlängenkanäle (wkl bis wkn) auf den bereits durch weitere Verbindungen belegten Übertragungsstrecken (OSl bis OS9) ausgewertet wird, wobei hierzu der aktuelle Nutzungsgrad jedes Wellenlängenkanals (wkl bis wkn) innerhalb des transparenten optischen Ubertragungssystem (ASTN) ermittelt oder geschätzt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadu r ch g e k e nn z e i ch n et , die Kanalgewichtsfunktion (f (i)) als e ne vom dem Nutzungsgrad des jeweiligen Wellenlängenkanals (wkl bis wkn) abhängi- ge Funktion der Form f (l) = g (Alf belegt /A_, ges-.mt) = Nummer des Wellenlängenkanals A,bele = Anzahl der Übertragungsstrecken, auf denen der Wellenlängenkanal I belegt ist Aι,gc-.dmL = Anzahl aller Übertragungsstrecken, auf denen der Wellenlängenkanal physikalisch verfügbar ist g(...) = eine beliebige Funktion
realisiert wird.
10. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , dass bei der Ermittlung des von der jeweiligen optischen Ü- bertragungsstrecke (OSl bis OS9) abgeleiteten Lageparameters (dr) die Länge der Ubertragungsstrecke (OSl bis OS9) oder die durch die Ubertragungsstrecke (OSl bis OS9) hervorgerufene Verzögerung oder weitere technisch oder wirtschaftlich relevante Parameter der optischen Ubertragungsstrecke (OSl bis OS9) berücksichtigt werden.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadu rch ge k enn z e i chnet , dass zur Bildung des Verbindungskostenwertes die einzelnen Linkgewichte (di,r) der Übertragungsstrecken für den zugehöri- gen Wellenlängenkanal (wkl bis wkn) addiert werden, die Bestandteil des betrachteten Verbindungspfades (VPl bis VP3) sind.
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