KR100424904B1 - 광파장 분할 다중화 링 통신망에서 제한적인 호프카운트를 가지는 수요집적 및 광경로 설정방법 - Google Patents

광파장 분할 다중화 링 통신망에서 제한적인 호프카운트를 가지는 수요집적 및 광경로 설정방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광전변환 횟수를 제한하기 위해 제한적인 호프 카운트 범위내에서 수요를 집적하고 그에 따라 광경로를 설정하는 방법에 관한 것으로, 통신망을 구성하는 노드들간에 주어지는 광전송수요를 처리하기 위해 광파장을 할당하되, 할당되는 광파장중 최소 이용률을 나타내는 광파장에 대한 광전송수요량을 다른 대체경로의 광파장에 집적함에 있어 목적지까지의 광전변환횟수가 각 커머더티에 설정된 호프 카운트 범위를 만족하도록 수요를 집적하는 수요집적과정과; 상기 수요집적과정에서 결정된 노드간의 커머더티 각각에 대하여 광경로 수요 모두가 동일 방향의 경로를 가지도록 배치한후 해당 커머더티의 출발노드를 중심으로 시계방향 링크에 할당된 최대 광파장 수와 반시계방향 링크에 할당된 최대 광파장 수를 비교하여 부하 균형이 이루어지도록 수요량을 재배치함으로서 링 상에서 소요되는 총 광파장의 수를 최소화하는 광파장 경로설정과정;으로 이루어짐으로서 광전변환에 따른 전송지연을 최소화할 수 있는 특징이 있다.

Description

광파장 분할 다중화 링 통신망에서 제한적인 호프 카운트를 가지는 수요집적 및 광경로 설정방법{TRAFFIC GROOMING AND LIGHT-PATH ROUTING METHOD IN WDM RING NETWORKS WITH HOP-COUNT CONSTRAINT}
본 발명은 광파장 분할 다중화(WAVELENGTH DIVISION MULTIPLEXING:WDM) 링 통신망에 관한 것으로, 특히 광전변환 횟수를 제한하기 위해 제한적인 호프 카운트범위내에서 수요를 집적하고 그에 따라 광경로를 설정하는 방법에 관한 것이다.
정보통신 기술의 발전과 광대역을 필요로 하는 각종 정보통신 서비스의 등장은 통신망의 초고속화를 가속시키고 있다. 통신망의 초고속화는 광전송기술의 발전으로 가능할 수 있는데, 각종 초고속 광전송 기술 가운데 최근에 두각을 보이는 것이 광파장 분할 다중화(Wavelength Division Multiplexing:WDM) 기술을 이용한 광전송 방식이다. 즉, 동일한 광케이블에 다수의 광파장을 다중화하여 전송속도를 획기적으로 증대시켜 광대역 서비스를 효과적으로 제공하는 것으로, 많은 통신사업자들은 WDM 방식의 광전송망 구축을 위한 투자를 시도하고 있다.
WDM 네트워크에 있어서 노드간에 전송되어야 하는 전송수요가 주어지면 전송수요를 전송하기 위한 경로를 설정해야 하고, 광신호를 전송하기 위한 광파장을 할당하여야 한다. WDM 네트워크의 설비비용은 광파장 수에 의존적이기 때문에 망에서 사용되는 광파장의 수를 감소시키는 것이 절실히 요구되는 바이다.
전형적인 수요 집적 및 광경로 설정방법을 설명하기 위한 도면이 도 1에 도시되어 있으며, 하기 표 1은 노드간 전송수요를 나타낸 것으로, 하기 표 1에서 k는 두 노드간의 전송수요를 나타내기 위한 커머더티(commodity)를 나타내고 있으며, o(k)와 d(k) 각각은 커머더티 k의 출발지와 목적지를 나타내고 있다. 그리고는 o(k)와 d(k)간에 전송될 전송수요이고,은 각 광파장의 전송용량을 나타내는데 모두 OC-48 레벨인 것으로 가정한다.
k o(k) d(k)
1 A B 15 OC-1
2 A C 10 OC-1
3 A D 20 OC-1
4 B C 5 OC-1
5 B D 20 OC-1
6 C D 30 OC-1
광파장 전송용량 = OC-48
도 1을 참조하면, 우선 (a)는 각 노드(A,B,C,D)간에 주어진 광전송 수요를 나타내고 있으며, 이러한 각 노드들간에는 상기 표 1과 같은 수요량이 주어져 있다고 가정한다. 도 1의 (b)는 상기 표 1에 나타낸 모든 광전송 수요(6개)에 각각 광파장을 할당하는 경우로서 최대 3개(,,)의 광파장이 필요하게 된다. 이러한 경우의 광파장 경로설정의 예가 (c)에 도시되어 있는데 6개의 광파장 설치 구간이 요구된다.
한편 도 2의 (a)에서는 최대 2개(,)의 광파장을 사용하여 모든 수요를 처리하도록 하고 있다. 또한 4개의 광파장 설치구간이 요구된다. 즉, 노드 A와 노드 B의 수요는의 파장(WP)을 이용하여 노드 C까지 전송하고, 노드 C에서 노드 B로 가는 다른 전송 수요와 다중화 시켜의 파장을 이용하여 노드 B까지 전달한다. 노드 A와 노드 D간의 수요도 동일한 방법으로 A-C간의 광파장과 C-D간의 광파장을 경유하여 연결되게 한다.
상술한 바와 같이 도 1의 (b)와 도 2의 (a)를 대비하여 볼 때 상기 표 1에 나타난 모든 노드간의 전송수요를 처리하기 위해 필요한 광파장의 수가 상대적으로 도 2의 (a)에서 적음을 알 수 있고, 또한 광파장 설치 구간 역시 도 2의 (b)가 도 1의 (c)에 비해 적음을 알 수 있다.
이러한 결과는 2001년도에 본원 출원인에 의해 대한민국 특허청에 선출원된 "광파장 분할 다중화 링 통신망에서의 수요집적 및 광파장 경로설정방법"에 의해 구현가능하다.
상기 "광파장 분할 다중화 링 통신망에서의 수요집적 및 광파장 경로설정방법"에 대하여 간략히 설명하면, 상기 방법은 통신망을 구성하는 노드들간에 주어지는 각각의 광전송수요를 처리하기 위한 광파장을 할당하되, 최소 이용률을 나타내는 광파장에 대한 광전송수요량을 다른 광파장에 할당함으로서 링을 구성하는 노드들 사이에 설치되는 광파장의 수가 최소가 되도록 우선 수요를 집적화하고,
이후 상기 수요집적과정에서 결정된 노드간의 커머더티 각각에 대하여 광경로 수요 모두가 동일 방향의 경로를 가지도록 배치한후 해당 커머더티의 출발노드를 중심으로 시계방향 링크에 할당된 최대 광파장 수와 반시계방향 링크에 할당된 최대 광파장 수를 비교하여 부하 균형이 이루어지도록 수요량을 재배치함으로서 링 상에서 소요되는 총 광파장의 수를 최소화하는 방법이다.
그러나 상기 방법에서는 광파장 수를 최소화하기 위하여 여러 노드를 경유하여 다시 목적지 노드로 되돌아가는 다수의 경로가 존재할 수 있기 때문에 빈번한 광전 변환이 수반된다. 이와 같이 빈번한 광전변환은 전송지연을 유발하게 되며 데이터 처리량의 손실을 가져오기 때문에 전송 서비스의 질을 저하시키는 결과를 초래하게 된다.
따라서 본 발명의 목적은 WDM 통신망의 전송수요 집적과정에서 광전변환의횟수를 제한함으로서 전송 서비스의 질을 보증할 수 있는 제한적인 호프 카운트를 가지는 수요집적 및 광경로 설정방법을 제공함에 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 수요집적을 고려하지 않은 경우의 WDM 링 통신망의 구성과 교환 노드간 광파장 경로설정 예시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 수요집적을 고려하였을 경우의 WDM 링 통신망의 구성과 교환 노드간 광파장 경로설정 예시도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 수요집적과정을 설명하기 위한 흐름도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 광파장 경로설정과정을 설명하기 위한 흐름도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 광파장 경로설정과정을 설명하기 위한 광경로 변화 예시도.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 방법은,
통신망을 구성하는 노드들간에 주어지는 광전송수요를 처리하기 위해 광파장을 할당하되, 할당되는 광파장중 최소 이용률을 나타내는 광파장에 대한 광전송수요량을 다른 대체경로의 광파장에 집적함에 있어 목적지까지의 광전변환횟수가 각 커머더티에 설정된 호프 카운트 범위를 만족하도록 수요를 집적하는 수요집적과정과;
상기 수요집적과정에서 결정된 노드간의 커머더티 각각에 대하여 광경로 수요 모두가 동일 방향의 경로를 가지도록 배치한후 해당 커머더티의 출발노드를 중심으로 시계방향 링크에 할당된 최대 광파장 수와 반시계방향 링크에 할당된 최대 광파장 수를 비교하여 부하 균형이 이루어지도록 수요량을 재배치함으로서 링 상에서 소요되는 총 광파장의 수를 최소화하는 광파장 경로설정과정;으로 이루어짐을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
우선 본 발명의 목적을 달성하기 위한 제한적인 호프 카운트를 가지는 수요집적 및 광경로 설정방법은 크게 수요집적과정과 광경로 설정과정으로 분류할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 수요집적과정을 설명하기 위한 흐름도를 도시한 것이다. 도 3은 모든 커머더티에 대하여 하나의 광파장으로 전송할 수 있는 광전송용량 범위내로 수요를 집적시킴에 있어 호프 카운트를 제한하고 있는 것을 나타내고 있다.
수요집적과정은 도 3에 도시한 바와 같이 노드간에 주어진 전송수요에 각각 서로 다른 광파장을 할당(100단계)하는 것으로 시작한다. 이때 두 노드간의 광전송수요가 광파장 전송용량을 초과하는 경우에는 광전송 수요를 수용할 수 있는 만큼의 광파장이 두 노드 사이에 설치되도록 한다. 이를 위하여 노드간에 할당되는 각각의 광파장을 아크로 하는 망을 고려한다. 이 망을 G=(N,E)로 표시하기로 한다. N은 WDM 통신망을 구성하는 노드의 집합, E는 광파장을 나타내는 아크의 집합으로 정의한다. 두 노드간에 다수의 광파장이 할당되어야 하는 경우에는 두 노드간에 다중 아크를 고려하여 해결할 수 있고 E에 포함되도록 한다.
본 발명의 실시예에서는 초기에 각 수요를 도 1의 (b)와 같이 각기 다른 광파장에 할당한다. 따라서 커머더티의 수 만큼 광파장이 필요하므로, 이 광파장의 집합 L을 커머더티의 집합 K로 대체할 수 있다. 또한 각 광파장을 아크로 표현하는 G에서는 아크집합 E를 L로 대체할 수 있다. 이를 도 3에서 변수 초기화 단계(110단계)로 정의하였다.
한편은 커머더티 k의 수요가 광파장 l에 할당되는 양을 나타내는데, G상의 아크 l에 할당되는 수요량으로 표현할 수 있다. 따라서 K(l)을 광경로 l을 이용하는 커머더티의 집합,을 광경로 l의 이용률로 정의하여 하기 수학식 1과 같이 계산할 수 있다.
따라서 광경로의 집합 L에 대하여 이용률이 최소인 광경로(아크와 동일 의미로 해석할 수 있다)를 선택(120단계)하고, 선택된 아크를 이용하는 커머더티의 집합 K()의 수요량을 다른 아크들로 대체할 수 있는지를 검사(130단계)하여 대체 경로를 선정한다.
대체경로 선정은 다음 절차를 따른다. 즉, K()에 속한 각 커머더티 k에 대하여 G에서과까지이외의 아크를 이용하는 경로를 선택하는데, 아크의 이용률이 1 보다 작은 아크만을 고려하여 대체경로로서 우선 선택한다. 이러한 경우 선택된 경로의 아크 집합을 PA(k)라 하고, 이 경로상의 여유률을 고려하여 최대여유용량를 하기 수학식 2에 의해 산출한다.
PA(k) 집합이 존재하는 경우에는를 이용하는 커머더티 k의 수요량을 대체경로로 전환(140단계)시키는데, 광전변환횟수의 제한을 통해 전송지연 및 서비스손실을 막기 위해 호프 카운트 범위내의 광전변환횟수값을 가지는가를 검사하여 대체경로로 선정함으로서 해당 커머더티 k의 수요량을 집적한다. 즉, 각 커머더티 k에 대하여 미리 광전변환횟수의 값이 설정되어 있으면, 수요집적과정에서 커머더티 k의 수요량을 대체경로로 집적하여 전송할 경우 목적지 노드까지 도달하는 경우에 발생하는 광전변환횟수가 해당 커머더티에 대하여 미리 설정된 호프 카운트 값을 초과하면 현재 선택된 경로를 대체경로로 이용하지 않고, 미리 설정된 호프 카운값 이내의 값을 가지면 현재 선택된 경로를 대체경로로 설정하여 수요량을 집적하게 되는 것이다. 만약 PA(K) 집합에서 해당 커머더티의 수요량을 대체하기 위한 경로가 다수개 존재할 수도 있으므로, 해당 PA(K) 집합에서 여유율이 작은 경로를 우선적으로 선택하여 대체경로로 사용할 수 있는지를 검사하는 것이 바람직하다. 만약 여유율이 작은 경로를 선택하여 목적지까지 수요량을 전송하는 경우에 발생할 수 있는 광전변환횟수가 미리 설정된 호프 카운트 범위내의 값을 가지면, 해당 경로를 대체경로 집합에서 제거할 수 있기 때문에 그 만큼 대체경로 선정을 위한 프로세스 타임을 점차적으로 줄일 수 있기 때문이다.
한편 PA(k) 집합이 존재하지 않는 경우에는 커머더티 k는이외의 다른 아크는 이용할 수 없음을 나타내므로 반드시 필요한 아크가 된다. 따라서는 더 이상 대체경로 선정과정을 적용할 필요가 없기 때문에, 광파장의 집합 L에서 제거한후 160단계로 진행한다.
만일 K()의 모든 커머더티에 대한 조정결과이라면를 L에서 제거시킨다. 이 같은 조정과정은 더 이상의 아크제거가 없을 때까지 반복함으로서 수요집적을 위해 필요한 광파장 설치구간을 결정(160단계)할 수 있는 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 수요집적과정에서는 최소 이용률을 가지는 아크를 선택하여 이를 대체경로에 할당함에 있어, 호프 카운트를 고려하여 광전변환횟수를 제한하는 범위내에서 대체경로를 선정하기 때문에 광전변환에 따른 전송지연 및 서비스 손실을 최소화할 수 있게 되는 것이다.
상술한 수요집적과정을 요약하면 다음과 같다.
▶ 제1단계(초기화);
WDM 링과 수요로부터 G=(N,E), L=K, E=L, T(광파장 수요집합)= L로 정의함.
(k=l일때) ,(일때) , 여기서;
K(l) = k(k=l일때), K(l) = 0(일때), 여기서;
▶ 제2단계(수요 조정아크 선택);
1) 각 광경로의 이용률 계산 ;,
2)선택 :
▶ 제3단계(대체경로 선정 및 수요조정)
1)선택하여 PA(k)선택.
2) PA(k)=0 이면,는 L에서 제거.
3) PA(k) ≠ 0 이면,산출.
ⅰ)이면,
일 때,일 때이고 PA(k)에 속한 아크의조정.
ⅱ)이면,
일 때,l 일 때이고 PA(k)에 속한 아크의조정.
4) 만일이면,를 L 및 T에서 제거
▶ 제4단계(종료)
L= 0 이면 종료, L≠0이면 제2단계부터 반복.
이하 본 발명의 실시예에 따른 광파장 경로설정과정을 설명하기로 한다.
우선 수요집적과정에서 광파장 설치구간이 결정되면 G에는 광파장을 나타내는 아크 중에서 필요한 아크 집합인 T만 남게 된다. 이러한 아크에는 하나의 광파장이 배정되어 각 커머더티의 수요를 전달하는데 이용된다. 이 과정에서 하나의 아크로 연결되는 수요는 동일한 파장으로 중간에 광/전 변환없이 전송되는 광파장에 대응되고, 두 개 이상의 아크를 경유하는 수요는 아크 수 만큼 중간에 광/전 변환을 거치게 된다.
본 발명의 실시예에 따른 광파장 경로설정과정은 상기 수요집적과정에서 결정된 광파장을 링 상에 적절히 배치하여 링에서 요구되는 총 광파장의 수를 최소화하도록 하는 과정이다.
우선 수요집적과정에서 광파장 설치구간이 결정되면 이러한 광파장 수요의 집합을 T라 정의하고, 아울러 각 광파장 수요를 커머더티 k로 정의한다. 또한를 수요집적과정에서 결정된 광파장 수요 k의 수요량이라 하고, T의 각 커머더티에 대하여 1로 정의한다. 광파장 수요는 어느 하나의 기준 노드에 대하여 링 상의 오른쪽 경로 또는 왼쪽 경로상에 할당됨으로서 전송로를 설정할 수 있는데, 링 상에서 소요되는 총 광파장의 수가 최소가 되도록 경로를 설정해야 한다.
본 발명의 실시예에서는 광파장 수요 집합 T에 대하여 Y.S. Myung, H.G. Kim and D.W. Tcha, "Optimal load balancing in SONET bidirectional rings, "Operations Research, Vol. 45, 1997, 148-152에 기개된 균형부하 해법을 수정하여 적용함으로서, 링상에 광파장 수요를 배정하고 그 결과에 따라 서로 다른 광파장을 할당할 수 있도록 하였다. 상기 Myung 등의 연구에서는 SDH/SONET 링 망에서 수요의 분할을 허용하는 경우의 부하균형문제를 다항 계산시간 내에 최적해를 찾을 수 있는 최적해법을 제시하였다.
그러나 수요의 분할이 정수단위로 주어지는 경우에는 최적해를 보장할 수 없으므로 본 발명의 실시예에서는 이들 연구에서 제시된 해법을 수정하여 적용하였다. 이를 보다 구체적으로 설명하면,
우선를 t번째 반복과정에서 광파장 수요 k(즉, 커머더티 k)가 링 상의 시계방향 경로를 선택하는 수요량이라 가정하고,는 각각 광파장 수요 k에대하여 시계방향 경로의 아크집합과 반시계방향 경로의 아크집합을 나타내는 것으로 가정하기로 한다. 이러한 가정하에서 광파장 경로의 설정을 위하여 초기에는 모든 광파장 수요(즉, 광경로 수요)를 시계방향으로 배치한 후, 배치된 각 광파장 수요에 대하여 반시계방향으로 배정하는 경우의 총 광파장수의 감소여부를 검사하여 하나씩 개선하는 방법을 적용한다.
초기의 수요배정이 끝나면 링상의 각 링크를 이용하는 수요의 집합을 정의한다. 즉, 아크 l을 광파장 전송경로로 포함하는 수요집합을또는로 하고, 각각 시계방향으로 경로가 설정된 수요의 집합과 반시계방향으로 경로가 설정된 수요의 집합이라 하면, 초기의 수요 배정후에는만 존재하고,는 공집합이 될 것이다. 각 아크 l에 대하여 l을 경유하는 모든 광파장 수요량의 합을 g(x,l)이라 하면 하기 수학식 3과 같이 계산된다.
따라서 수요 k에 대하여 시계방향 아크에 할당된 수요량의 최대값과 반시계방향의 아크에 할당된 수요량의 최대값을 각각 계산하고, 그 값이 작은 방향으로 수요 k의 수요량을 조정함으로서 링 전체에 배정된 광파장 수요량이 균형을 이루도록 한다. 이 같은 과정으로 모든 수요에 대하여 양방향의 수요균형이 더 이상 개선되지 않을 때까지 반복적으로 실행하면 된다.
상술한 광파장 경로설정과정을 도 4를 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 광파장 경로설정과정을 설명하기 위한 흐름도를 도시한 것이다.
도 4를 참조하면, 우선 광파장 경로설정을 위해 200단계에서는 변수()를 초기화하고 모든 광파장 수요를 시계방향으로 배치한다. 그리고 210단계에서는 커머더티 k에 대하여 출발지 노드를 기준으로 출발지와 목적지 노드간에 시계방향 링크에 할당된 광파장의 최대수()와 반시계방향의 링크에 할당된 광파장의 최대수()를 각각 하기 수학식 4과 5에 의해 계산한다.
이후 220단계에서는 출발지 노드를 기준으로 출발지와 목적지 노드간에 시계방향 링크에 할당된 광파장의 최대수()와 반시계방향의 링크에 할당된 광파장의 최대수()를 비교하여 230단계 내지 240단계의 광파장 재배치 단계로 분기한다. 이러한 220단계를 부하균형 확인단계로 표현할 수 있다.
만약 부하균형 확인단계(220단계)에서 시계방향의 링크에 할당된 최대 광파장 수가 반시계방향에 할당된 최대 광파장 수 보다 크다면 시계방향에 할당된 광파장을 반시계방향으로 배치하는 것이 링상에서의 파장 수요를 줄일 수 있다. 따라서 재배치할 파장수는 시계방향으로 할당된 최대 광파장수의 반을 초과하지 않는 최대 정수와 k 커머더티중 시계방향으로 할당된 파장수 중에서 작은 값 만큼을 반시계방향으로 재배치할 수 있다. 이러한 경우 시계방향의 링크에 k커머더티의 수요만만큼 감소()하게 되고, 기타 다른 커머더티들의 수요는 변동이 없게 된다.
한편 또 하나의 광파장 재배치 단계인 240단계에 대하여 설명하면, k커머더티에 대한 반시계방향의 링크에 할당된 최대 광파장 수가 시계방향에 할당된 최대 광파장 수 보다 크다면 230단계에 기재된 수학식(과는 반대로 반시계방향에 할당된 광파장을 시계방향으로 배치하여 링상에서의 파장 수요를 줄일 수 있다. 따라서 재배치할 파장수는 반시계방향으로 할당된 최대 광파장 수의 반을 초과하지 않는 최대 정수와, k커머더티중 반시계방향으로 할당된 파장수 중에서 작은 값 만큼을 시계방향으로 재배치할 수 있다. 이러한 경우 시계방향의 링크에 k커머더티의 수요만만큼 감소()하게 되고, 기타 다른 커머더티들의 수요는 변동이 없게 된다.
이후 250단계에서는 현재의 커머더티 k 가 광파장 수요 집합 T를 초과하는가를 검사하여 초과하지 않으면 k를 증가(260단계)시키면서 다시 상술한 부하균형 확인단계 및 광파장 재배치 단계를 반복수행한다.
상술한 광파장 경로설정 과정을 요약하면,
우선 초기화 단계(200단계)에서는 모든 커머더티의 초기 수요를 모두 시계방향으로 배치하고, 이후 커머더티 1부터 T까지 차례대로 하나씩 선택하여 링상의 부하균형상태를 확인(210,220단계)한다. 즉, k커머더티를 예로 들면 k커머더티의 출발노드를 중심으로 시계방향의 최대 파장수와 반시계방향의 최대 파장수를 산출하여 그 크기를 비교한다. 이후 광파장 재배치 단계(230,240)를 수행하는데, k커머더티에 대하여 시계방향 및 반시계방향에 할당된 수요가 균형을 이루지 않는 경우에는 초과된 광파장 수요의 반(최대정수) 또는 k커머더티의 시계방향(혹은 반시계방향) 할당 수요량 중에서 작은 값 만큼을 부족한 방향으로 재배치하여 부하균형을 이루도록 한다. 이러한 단계를 통하여 링상에서 필요한 광파장의 수를 줄일 수 있다. 그리고 모든 커머더티에 대하여 시계/반시계 방향의 부하균형 확인 및 광파장 재배치과정이 끝나면 광파장 경로설정과정은 종료되는 것이다.
이하 상술한 광파장 경로설정의 이해를 돕기 위해 하나의 예를 들면 다음과 같다.
우선 노드 4개의 링에서 수요집적과정을 거쳐 아래와 같이 노드간의 광경로 수요가 결정되었다고 가정하기로 하고 이에 대한 광파장 경로설정과정을 설명하면,
- 커머더티(k) 1, 출발노드 A, 종착노드 B, 광경로 OC-48 2개
- 커머더티(k) 2, 출발노드 A, 종착노드 D, 광경로 OC-48 1개
- 커머더티(k) 3, 출발노드 B, 종착노드 C, 광경로 OC-48 2개
- 커머더티(k) 4, 출발노드 B, 종착노드 D, 광경로 OC-48 1개. (광파장은 OC-48 1에 하나씩 할당)
우선 초기화 단계에서는 모든 광경로 수요를 시계방향 링크에 할당하므로서도 5의 (a)와 같이 각 커머더티를 배치할 수 있다. 도 5의 (a)에서 알 수 있는 바와 같이 초기화단계에서는 커머더티 1에 대한 시계방향으로의 광경로 수요()가 2이며, 커머더티 2에 대한 시계방향으로의 광경로 수요는 1, 그리고 커머더티 3과 4에 대한 각각의 시계방향으로의 광경로 수요는 2와 1을 나타내고 있다.
이후 커머더티 k=1 에 대하여 부하균형을 확인하면(1번 링크),(2번 링크)이므로=0. 즉, 광파장 재배치 단계를 수행하지 않는다. 따라서 초기에 할당된 광경로는 커머더티 1에 대한 재배치 후에도 변함이 없게 된다(=2,=1,=2,=1).
한편 커머더티 k=2에 대하여 부하균형을 확인하면,이므로이다. 따라서 광파장 재배치단계를 수행하면 (b)와 같은 결과를 얻게 된다(=2,=0,=2,=1). 즉, 커머더티 2에 대하여는 반시계방향으로 광경로가 재배치된다.
그리고 커머더티 k=3에 대하여 부하균형을 확인하면(2번 링크),(1번 링크)이므로이다. 따라서 광파장 재배치단계를 수행하면 (c)와 같은 결과를 얻게 된다(=2,=0,=1,=1).
그리고 k=4에 대하여 부하균형을 확인하면(3번 링크),(1번 링크)이므로이다. 따라서 광파장 재배치단계를 수행하지 않는다. 따라서 파장할당 결과는 변함이 없다(=2,=0,=1,=1).
k=4이므로 이후 광파장 경로설정과정은 종료한다.
따라서 상술한 광파장 경로설정에 의해 WDM 링 통신망에 사용되는 광파장의 수는 최소가 되는 것이며, 수요집적과정에서 광전변환횟수를 제한하기 때문에 전송 지연으로 인한 서비스 품질의 저하를 방지하게 되는 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명은 WDM 통신망에서 사용되는 광파장의 수를 최소화하기 위해 사용되는 수요집적과정에서 광전변환횟수를 고려하여 수요를 대체경로로 집적하기 때문에, 무조건적인 대체경로의 선정으로 인해 발생할 수 있는 전송지연의 문제점을 해결할 수 있는 이점이 있다.

Claims (4)

  1. 삭제
  2. 광파장 분할 다중화 통신망에 있어서,
    통신망을 구성하는 노드들간에 주어진 광전송수요를 각기 다른 광파장에 할당하는 제1단계와; 할당된 광파장의 집합을 커머더티의 집합으로 대체함과 아울러 상기 광파장을 나타내는 아크들의 집합을 상기 광파장의 집합으로 대체하여 상기 할당된 광파장을 아크로 하는 망으로 초기화하는 제2단계와; 상기 아크의 집합에서 각 아크의 이용률을 계산하여 최소 이용률을 나타내는 아크를 선택하는 제3단계와; 선택된 아크를 이용하는 커머더티 집합의 수요량을 다른 아크들로 대체할 수 있는지를 검사하는 제4단계와; 대체할 수 있는 아크 각각에 대하여 목적지까지의 광전변환횟수가 집적되어야 하는 커머더티에 설정된 호프 카운트 범위내의 값을 가지는가를 판단하는 제5단계와; 상기 판단결과 해당 커머더티에 설정된 호프 카운트 범위내의 값을 가지는 아크에 수요량을 집적시키는 제6단계;를 포함하는 수요집적과정과;
    상기 수요집적과정에서 결정된 노드간의 커머더티 각각에 대하여 광경로 수요 모두가 동일 방향의 경로를 가지도록 배치한후 해당 커머더티의 출발노드를 중심으로 시계방향 링크에 할당된 최대 광파장 수와 반시계방향 링크에 할당된 최대 광파장 수를 비교하여 부하 균형이 이루어지도록 수요량을 재배치함으로서 링 상에서 소요되는 총 광파장의 수를 최소화하는 광파장 경로설정과정;으로 이루어짐을 특징으로 하는 제한적인 호프 카운트를 가지는 수요집적 및 광경로 설정방법.
  3. 삭제
  4. 청구항 2에 있어서, 상기 광파장 경로 설정과정은;
    상기 수요집적과정에서 결정된 노드간의 커머더티 각각에 대하여 광경로 수요 모두가 동일 방향의 경로를 가지도록 배치하는 초기화 단계와;
    모든 커머더티 각각에 대하여 해당 커머더티의 출발노드를 중심으로 시계방향 링크에 할당된 최대 광파장 수와 반시계방향 링크에 할당된 최대 광파장 수를 산출하여 부하 균형상태를 비교하는 단계와;
    상기 비교결과 부하 균형이 이루어지지 않은 경우에는 해당 커머더티 k에 대하여 초과된 방향의 최대 광파장 수의 반의 정수와 해당 커머더티 중 초과된 방향으로 할당된 파장수 중에서 작은 값 만큼을 초과된 방향의 반대방향으로 재배치하는 단계;를 포함함을 특징으로 하는 제한적인 호프 카운트를 가지는 수요집적 및 광경로 설정방법.
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한국경영과학회지 제26권 제1호 pp.33-44(2001년 3월) *

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