TWI644531B - 光波長資源調整裝置及其光波長資源調整方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種光波長資源調整裝置及其光波長資源調整方法。在此方法中，光波長收集模組取得光波長資源之使用情形，此光波長資源之使用情形記錄電路經過所有連結所使用之光波長區段。光波長重組分析模組依據此光波長資源之使用情形，判斷是否調整現存之電路所使用的光波長資源。光波長重組模組依據調整結果改變現存之電路之光波長設定。藉此，不需額外硬體或軟體更新及人工指派，即可有效提升光波長資源使用率。

Description

光波長資源調整裝置及其光波長資源調整方法

本發明是有關於一種光纖技術，且特別是有關於一種光波長資源調整裝置及其光波長資源調整方法。

隨著可調式光塞取多工器(Reconfigurable Optical Add-Drop Multiplexer，ROADM)及新開發之彈性光纖網路(Elastic Optical Networks，EONs) 之研發，服務提供商(Service Providers，SPs)能夠遠端地調整光纖路徑所使用者光波長。而光傳輸網路(Optical Transport Network，OTN)/ROADM網路即可透過調整光波長來分配頻寬。然而，長期下來容易產生低速率路徑的波長設定過於分散、諸如100G/400G所需連續波長區段之空間將難尋、區域性短路徑波長設定過於分散、以及長距離傳輸路徑的可用波長難尋等相關問題。

此外，新一代的OTN已能提供彈性光柵(FlexGrid) 的功能，一改以往單一路徑固定占用50千兆赫茲(GHz)的光波區段設定模式，使低速率的路徑波長區段使用可再集中，且100G/400G 超高速率路徑可以使用數個連續的波長區段，從而形成超級通道(Supper Channel)。因此，有效管理光波長的重要性不可言喻。

本發明提供一種光波長資源調整裝置及其光波長資源調整方法，其可有效重組既有電路所使用之光波長資源，盡可能讓新供裝電路能使用可用資源，從而減少資源浪費。

本發明的光波長資源調整方法，其包括下列步驟。取得光波長資源之使用情形，此光波長資源之使用情形記錄電路經過所有連結(link)所使用之光波長區段。依據此光波長資源之使用情形，判斷是否調整現存之電路所使用的光波長資源。依據調整結果改變現存之電路之光波長設定。

而本發明的光波長資源調整裝置，其包括網路單元、儲存單元及處理單元。網路單元接收及傳送資料。儲存單元記錄數個模組。處理單元耦接網路單元及儲存單元，且存取並執行儲存單元所儲存的那些模組。那些模組包括光波長收集模組、光波長重組分析模組及光波長重組模組。光波長收集模組透過網路單元取得光波長資源之使用情形，此光波長資源之使用情形記錄電路經過連結所使用之光波長區段。光波長重組分析模組依據光波長資源之使用情形，判斷是否調整現存之電路所使用的光波長資源。光波長重組模組依據調整結果改變現存之電路之光波長設定。

基於上述，當電路異動(供裝/刪除)時，本發明實施例可評估當前光波長資源之使用情形，決定是否調整電路之光波長設定，讓欲供裝電路能夠有效使用可用資源，從而提升頻寬使用率。OTN/ROADM設備不需要另外安裝、更新或者升級其他功能。不需要人工進行指配：設定好規則之後，系統依據要求定期檢視各個光波長資源使用情況，供裝時依據設定自動選擇適合的光波長，並自行重組破碎的光波長，達成頻寬使用率的提升。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

圖1是依據本發明一實施例之系統架構示意圖。請參照圖1，此系統架構包括一個或更多個網路設備110、網管伺服器150及光波長資源調整裝置200。

網路設備110可以係諸如伺服器或路由器等局端設備、諸如個人電腦、主機等用戶終端設備等電子裝置，並處於OTN/ROADM傳輸網路100中。各網路設備110具有波長選擇開關(Wavelength Selective Switch，WSS)用以切換各光纖路徑的波長、頻寬變動傳送器(Bandwidth Variable transmitter，BVT) 用以將電子訊號轉換成可依需求調整頻帶之光纖訊號、以及頻寬變動接收器 (Bandwidth Variable Receiver，BVR)用以將光纖訊號轉換成電子訊號。

網管伺服器150與OTN/ROADM傳輸網路100中的網路設備110連接，其可自其中取得相關路由光波長數量(頻寬大小)以及目前有使用的光波長數量及分佈(統稱為光波長資源之使用情況)，並可調整這些網路設備110所使用之電路的光波長設定。

光波長資源調整裝置200與網管伺服器150連接，其可以係個人電腦、伺服器、工作站等類型的電子裝置。光波長資源調整裝置200包括網路單元210、儲存單元230及處理單元250。

網路單元210可以係無線或有線通訊處理器(例如，支援Wi-Fi、光纖、乙太網路(Ethernet)等)、匯流排介面等網路介面，其可基於軟體定義網路(Software-Defined Network，SDN)控制器所具備的網管北向介面(Northbound Interface，NBI)自網管伺服器150取得光波長資源之使用情況或其他光波長使用資訊，並對網管伺服器150發出光波長調整指令，使網管伺服器150能依據光波長調整指令調整電路之光波長設定。

儲存單元230可以係任何型態的固定或可移動隨機存取記憶體(RAM)、唯讀記憶體(ROM)、快閃記憶體(flash memory)、傳統硬碟(hard disk drive)、固態硬碟(solid-state drive)或類似元件或上述元件的組合，並用以記錄光波長收集模組231、光波長分析模組232、電路供裝模組233、光波長重組分析模組234、及光波長重組模組235等軟體程式、光波長資源之使用情況、其他光波長使用資訊、資源排序原則等相關資訊。前述模組、參數、檔案及資料待後續實施例再詳細說明。

處理單元250與網路單元210及儲存單元230連接，並可以是中央處理單元(CPU)，或是其他可程式化之一般用途或特殊用途的微處理器(Microprocessor)、數位信號處理器(DSP)、可程式化控制器、特殊應用積體電路(ASIC)或其他類似元件或上述元件的組合。在本發明實施例中，處理單元250用以執行光波長資源調整裝置200的所有作業，且可存取並執行上述儲存單元230所記錄的軟體模組。

需說明的是，於其他實施例中，光波長資源調整裝置200亦可能具有網管伺服器150之功能，從而省略網管伺服器150，且光波長資源調整裝置200可直接連接網路設備110。

為了方便理解本發明實施例的操作流程，以下將舉諸多實施例詳細說明本發明實施例中光波長資源調整裝置之運作。圖3是依據本發明一實施例之光波長資源調整方法之流程圖。下文中，將搭配光波長資源調整裝置100的各項元件及模組說明本發明實施例所述之方法。本方法的各個流程可依照實施情形而隨之調整，且並不僅限於此。

當開始供裝OTN/ROADM電路(步驟S310)時，光波長收集模組231透過網路單元210而自網管伺服器150取得既有電路經過所有連結所使用光波長資源之使用情形(步驟S320)。此光波長資源之使用情形係記錄有電路經過至少一個連結所使用之光波長區段。舉例而言，以圖4所示OTN/ROADM傳輸網路100之網路架構為例，A~F分別代表不同網路設備110，而連結1~7係不同網路設備110之間的連線路徑。假設一條電路路徑經過連結1~3，而圖5是光波長資源之使用情形。請參考圖5，連結1~3三個區段中有9條電路分別以P1~P9表示。而連結1所使用之光波長區段可表示成(光波長(占用之電路))：λ1(P1)、λ3(P4)、λ4(P4)、λ6(P5)、λ8(P6)、λ9(P6)、λ10(P6)、λ14(P7)；連結 2則是：λ2(P3)、λ3(P4)、λ4(P4)、λ6(P5)、λ8(P6)、λ9(P6)、λ10(P6)、λ13(P8)；而連結3是：λ1(P2)、λ3(P4)、λ4(P4)、λ6(P5)、λ8(P6)、λ12(P9)。

而光波長分析模組232基於欲供裝電路的光波長數量，參考光波長收集模組231得到相關光波長資源之使用情況，即可找出可用資源。以圖5為例，連結1~3的可用資源係λ5、λ7、λ11、λ15。

光波長分析模組232並分析是否有光波長資源可用？(步驟S330)。以圖5為例，假設要供裝一條經過連結1~3且光波長為連續3λ的電路P10，對於習知技術而言，由於沒有多餘的光波長可用，故可能會認定無法供裝。而本發明實施例卻係會重新評估可用資源是否能經由資源重組後而可供欲供裝電路來使用。若不可供欲供裝電路使用，則發出資源不足(或缺乏)通知(S340)。若可供欲供裝電路使用，則開始供裝電路(步驟S350)，並決定是否調整現存之電路所使用的光波長資源(步驟S360)。

光波長重組分析模組234會分析光波長資源之使用情況是否依照固定波長的電路依序放在低頻區(如圖5的左邊區域)、不固定波長的電路依序放在高頻區(如圖5的右邊區域)、先多區段波長，後單區段波長、先連續波長，後不連續波長移動原則。如未按照此原則，光波長重組模組235便進行光波長資源之重組(步驟S370)。以圖5為例，電路P4, P5, P6皆具有固定波長、連續連結區段及連續光波長。

光波長重組模組235會將電路中之至少一個資源連續電路所使用之光波長資源，依序由位於一端之光波長區段往另一端之光波長區段排列，並待這些資源連續電路排列結束，光波長重組模組235再依序將資源不連續電路所使用之光波長資源，接續往另一端之光波長區段排列。資源連續電路的光波長資源之使用情形為光波長連續或連結連續(例如，圖5的電路P4, P5, P6)，而資源不連續電路的光波長資源之使用情形為光波長不連續及連結不連續(例如，圖5的電路P1~P3、P7~P9))。於本實施例中，光波長重組模組235更優先排列電路中所使用光波長區段為固定者，並接續排列電路中所使用光波長區段為不固定者。當圖6左端的某一列光波長仍有可用資源時，則這些使用光波長區段為不固定之電路盡量設置在這些可用資源，使圖面左端盡量填滿。

舉例而言，由於圖5的使用情形並沒有符合前述原則，光波長重組模組235則決定初步移動順序。請參照圖5及圖6，優先移動順序為電路P4(固定波長、3個連結區段波長且連續2個光波長)移至連結1~3的λ1和λ2、電路P6(固定波長、2個連結區段且連續3個光波長) 移至連結1、2的λ3、λ4和λ5、電路P5(固定波長、3個連結區段且1個光波長)則不移動。

而移動電路P4和P6前必須先將目標區佔用的電路(P1、P2、P3)移走。由於連結1的λ1~λ6皆已經被佔用，所以電路P1移至最近的空位λ7。同理，連結2的λ1~λ6皆已經被佔用，所以電路P3移至最近的空位λ7。而連結3的λ1~λ4皆已經被佔用，所以電路P2移至最近的空位λ5。當佔用電路移走後，便可開始移動電路P4和P6，再將電路P2移至最近的空位λ3。接下來，移動剩餘的電路P7、P8和P9(即，所使用光波長區段為不固定者)；由於連結1的λ1~λ7皆已經被佔用，所以電路P7移至最近的空位λ8。同理，連結2的λ1~λ7皆已經被佔用，所以電路P8移至最近的空位λ8

前述詳細步驟如下：將電路P1移至連結1的λ7。將電路P2移至連結3的λ5。將電路P3移至連結2的λ7。將電路P4移至連結1~3的λ1和λ2。將電路P6移至連結1、2的λ3、λ4和λ5。將電路P2移至連結3的λ3。將電路P7移至連結1的λ8。將電路P8移至連結2的λ8。將電路P9移至連結3的λ4。也就是說，資源不連續電路需要先移至光波長資源中的空位以供資源連續電路排入，並待資源連續電路移動完成後再將資源不連續電路排入現存空位中最靠近圖面左端的空位。

而請參照圖6，經調整後連結1的使用波長為λ1、λ2、λ3、λ4、λ5、λ6、λ7、λ8，連結2的使用波長為λ1、λ2、λ3、λ4、λ5、λ6、λ7、λ8，連結3的使用波長為λ1、λ2、λ3、λ4、λ6。從每路由的使用情形可以計算出連結1~3可用光波長為λ9、λ10、λ11、λ12、λ13、λ14、λ15。因此，欲供裝電路P10可供裝的光波長資源為λ9~λ11，如圖7所示。

接著，電路供裝模組233基於前述調整結果，將欲異動的電路光波長資訊轉換成網管指令(例如，光波長調整指令)，並透過網路單元210經由設備商網管 NBI進行電路光波長異動設定(即，改變現存電路之光波長設定)。而網管伺服器150調整過程不會造成訊務中斷影響服務，最後即可完成供裝作業(步驟S380)。

需說明的是，本發明實施例係採用完整波長區段的範例，然於其他實施例中，部分電路可能採用部分波長區段(即，未佔滿圖6一格區塊)，但其重組方式仍可參照前述說明。此外，前述範例係由低頻區往高頻區(由圖6左端往右端)依序排列電路所使用之光波長資源，於其他實施例中亦可能係由高頻區往低頻區來排列，或者將固定波長以及不固定波長的電路分別放在頻譜的兩端。

綜上所述，本發明實施例是利用OTN/ROADM傳輸網路的特性，以整合網管系統綜整分析網路設備光波長資源之使用情況，透過設備網管北向介面，動態調整設備光波長，可在不增加額外軟硬體成本的前提下，有效提高OTN/ROADM傳輸網路光纜使用效率，提高網路資源的靈活度，進一步發揮OTN/ROADM傳輸網路技術的優勢。本發明實施例藉由分析光波長資源的使用情況，動態調整設備光波長資源，將固定波長以及不固定波長的電路集中各放在頻譜的一端。而整理出空閒光波長(即，可用資源)即可供新供裝電路調度使用。本發明實施例透過動態調整設備光波長資源機制，在不影響網路服務可用度且不增加網路建設成本的前提下，可達成提高OTN/ROADM網路頻寬使用效率，解決因電路頻繁異動導致光波長破碎的問題。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧OTN/ROADM傳輸網路100

110‧‧‧網路設備

150‧‧‧網管伺服器

200‧‧‧光波長資源調整裝置

210‧‧‧網路單元

230‧‧‧儲存單元

231‧‧‧光波長收集模組

232‧‧‧光波長分析模組

233‧‧‧電路供裝模組

234‧‧‧光波長重組分析模組

235‧‧‧光波長重組模組

S310~S380‧‧‧步驟

P1~P9‧‧‧電路

λ1、λ2、λ3、λ4‧‧‧光波長

圖1是依據本發明一實施例之系統架構示意圖。 圖2是依據本發明一實施例之光波長資源調整裝置之元件方塊圖。 圖3是依據本發明一實施例之光波長資源調整方法之流程圖。 圖4是一範例呈現網路架構圖。 圖5是一範例說明重組前光波長資源的使用情況之示意圖。 圖6是一範例說明圖5經重組後光波長資源的使用情況之示意圖。 圖7是一範例說明圖6經設置欲供裝電路之光波長資源的使用情況之示意圖。

Claims (8)

1. 一種光波長資源調整方法，包括：取得一光波長資源之使用情形，其中該光波長資源之使用情形記錄至少一電路經過至少一連結(link)所使用之至少一光波長區段；依據該光波長資源之使用情形，判斷是否調整現存之該至少一電路所使用的光波長資源，其中將該至少一電路中之至少一資源連續電路所使用之光波長資源，依序由位於一端之光波長區段往另一端之光波長區段排列，其中該至少一資源連續電路的光波長資源之使用情形為光波長連續或連結連續；以及待該至少一資源連續電路排列結束，再依序將該至少一電路中之至少一資源不連續電路所使用之光波長資源，接續往該另一端之光波長區段排列，其中該至少一資源不連續電路的光波長資源之使用情形為光波長不連續及連結不連續；以及依據調整結果改變現存之該至少一電路之光波長設定。
2. 如申請專利範圍第1項所述的光波長資源調整方法，其中依據該光波長資源之使用情形判斷是否調整現存之該至少一電路所使用的光波長資源的步驟，包括：當該至少一電路異動時，分析該光波長資源之使用情形，以得出該光波長資源之可用資源。
3. 如申請專利範圍第2項所述的光波長資源調整方法，其中得出該光波長資源之可用資源的步驟之後，更包括：判斷該光波長資源之可用資源是否可供一欲供裝電路使用；若不可供該欲供裝電路使用，則發出資源不足通知；以及若可供該欲供裝電路使用，則調整現存之該至少一電路所使用的光波長資源。
4. 如申請專利範圍第1項所述的光波長資源調整方法，其中將該至少一電路中之該至少一資源連續電路所使用之光波長資源依序由位於一端之光波長區段往另一端之光波長區段排列的步驟包括：優先排列該至少一資源連續電路中所使用光波長區段為固定者；以及接續排列該至少一資源連續電路中所使用光波長區段為不固定者。
5. 一種光波長資源調整裝置，包括：一網路單元，接收及傳送資料；一儲存單元，記錄多個模組；以及一處理單元，耦接該網路單元及該儲存單元，且存取並執行該儲存單元所儲存的該些模組，該些模組包括：一光波長收集模組，透過該網路單元取得一光波長資源之使用情形，其中該光波長資源之使用情形記錄至少一電路經過至少一連結所使用之至少一光波長區段； 一光波長重組分析模組，依據該光波長資源之使用情形，判斷是否調整現存之該至少一電路所使用的光波長資源；以及一光波長重組模組，依據調整結果改變現存之該至少一電路之光波長設定，其中該光波長重組模組將該至少一電路中之至少一資源連續電路所使用之光波長資源，依序由位於一端之光波長區段往另一端之光波長區段排列，並待該至少一資源連續電路排列結束，該光波長重組模組再依序將該至少一電路中之至少一資源不連續電路所使用之光波長資源，接續往該另一端之光波長區段排列，其中該至少一資源連續電路的光波長資源之使用情形為光波長連續或連結連續，而該至少一資源不連續電路的光波長資源之使用情形為光波長不連續及連結不連續。
6. 如申請專利範圍第5項所述的光波長資源調整裝置，其中當該至少一電路異動時，該光波長重組分析模組分析該光波長資源之使用情形，以得出該光波長資源之可用資源。
7. 如申請專利範圍第6項所述的光波長資源調整裝置，其中該光波長重組分析模組判斷該光波長資源之可用資源是否可供一欲供裝電路使用；若不可供該欲供裝電路使用，則該光波長重組分析模組透過該網路單元發出資源不足通知；若可供該欲供裝電路使用，則該光波長重組模組調整現存之該至少一電路所使用的光波長資源。
8. 如申請專利範圍第5項所述的光波長資源調整裝置，其中該光波長重組模組優先排列該至少一電路中所使用光波長區段為固定者，並接續排列該至少一電路中所使用光波長區段為不固定者。