WO2004075450A1 - Verfahren zur ermittlung der netzauslastung in einem transparenten optischen übertragungssystem - Google Patents

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WO2004075450A1
WO2004075450A1 PCT/EP2004/000807 EP2004000807W WO2004075450A1 WO 2004075450 A1 WO2004075450 A1 WO 2004075450A1 EP 2004000807 W EP2004000807 W EP 2004000807W WO 2004075450 A1 WO2004075450 A1 WO 2004075450A1
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optical
network
optical transmission
occupancy
network node
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PCT/EP2004/000807
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Paul SCHLÜTER
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    • H04J14/00—Optical multiplex systems
    • H04J14/02—Wavelength-division multiplex systems
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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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    • H04J14/0227—Operation, administration, maintenance or provisioning [OAMP] of WDM networks, e.g. media access, routing or wavelength allocation
    • H04J14/0241—Wavelength allocation for communications one-to-one, e.g. unicasting wavelengths

Definitions

  • the invention relates to a method for determining the network utilization in a transparent optical transmission system with a multiplicity of network nodes connected to one another via optical transmission links, in which a plurality of optical connection paths, each via at least one transmission link having optical transmission channels, from a first optical network node to a second optical network node with the aid of be built, maintained and dismantled by signaling messages.
  • WDM wavelength division multiplexing
  • the transparent optical transmission systems are of particular importance here, since they completely transmit data signals in the optical range, i.e. without opto-electrical and 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 transmission channels in particular optical wavelength channels
  • optical data signals in particular of optical WDM signals.
  • the operators of such transparent optical transmission systems want, among other things, an increase in / adaptability to dynamically changing traffic volumes or traffic traffic requirements.
  • switching matrices are provided in the optical network nodes, which enable flexible switching of the optical data streams or optical data signals on the basis of individual wavelengths. This is known as dynamic “wavelength routing *.
  • optical network nodes provided in such ASTNs are predominantly connected to one another via optical transmission links, in particular WDM transmission links.
  • optical transmission links in particular WDM transmission links.
  • no wave conversion devices are provided in the individual optical network nodes, it is necessary for the establishment of an optical connection path between a first network node and a second network node connected to it, for example, via several further optical network nodes, on the individual optical transmission paths of the connection path Transmission channel, in particular wavelength channel, is available.
  • connection path Transmission channel in particular wavelength channel
  • Such a transparent optical transmission system enables the establishment of optical connections between two subscribers, each optical connection being provided by a selected connection path through the transparent optical transmission system and a fixed optical transmission channel.
  • an optical connection path and an optical transmission channel available on it, for example wavelength channel must first be determined.
  • This problem is known in the technical field as a “dynamic RWA ⁇ (" Routing and Wavelength Assignitient '*) problem.
  • the corresponding wavelength channels are occupied on all transmission links of the entire connection path and are therefore no longer available for setting up further connection paths.
  • connection requests are not processed by a central network management unit, but that the connection requests are decentralized, i.e. for example in a first network node.
  • the allocation of the transmission channels on the transmission links of the entire optical transmission system is not completely known in decentralized processing.
  • the state of occupancy of the individual wavelength channels on the local WDM transmission links is known at all times, a local transmission link being understood to mean a transmission link that is directly connected to the individual network nodes.
  • the occupancy status of some non-local wavelength channels is known, namely those wavelength channels that are used by connections in which the respective network node is involved.
  • the disadvantage here is that the occupancy of only a small part of all the individual wavelength channels within the entire transmission system is known in this way. In particular, there is no information about those non-local wavelength channels that are not occupied, for example.
  • the assignment of all wavelength channels can be distributed network-wide using a routing protocol. With this approach, the ultimately available information is often not up-to-date, ie incorrect. This is due in particular to the time required to update the network load information used. Furthermore, changes in the occupancy status of the individual wavelength channels can be very common, which is why a constant update of such occupancy status information can be associated with a high resource expenditure (transmission and computing capacity). So far, this high level of effort has had no relation to the benefits achieved. - Knowledge of the assignment of the wavelength channels along one or more potential connection paths
  • a potential connection path is initially determined by a first network node for a connection request, then free wavelength channels for this path can subsequently be determined with the aid of signaling messages and, in particular, immediately reserved for this connection request.
  • the disadvantage here is that the first network node initiating the connection establishment has only a small amount of network utilization information available for the selection of the connection path. Accordingly, there is a risk that the selection is unfavorable or that no common wavelength channel is available for the selected connection path - with the result that a further setup must be carried out via a different connection path or the connection request must be rejected.
  • the first network node for establishing a connection can first determine the detailed occupancy status for several potential connection paths by requesting the network nodes involved, in order to then select the most suitable connection path.
  • the first k transmission links of the different connection paths can be limited. The disadvantage here is that additional effort is required to determine the occupancy status and the occupancy status information obtained in this way is not used for further connection requests.
  • the object of the present invention is to be seen, in particular, in specifying a method for determining the network load in a transparent optical transmission system which is improved compared to the state of the art, in which network load information can be determined network-wide and without a high signaling outlay.
  • the object is achieved on the basis of the features of the preamble of claim 1 by the characterizing features thereof.
  • the main advantage of the invention is that an occupancy probability is determined for each optical transmission channel in the network nodes for each transmission link.
  • the routing decisions can be improved particularly advantageously by means of the occupancy probabilities determined. Furthermore, this makes it possible to determine the current network load and estimate the future network load at a predetermined point in time with respect to the individual optical resources without additional resource expenditure
  • Transmission channels i.e. in particular of the wavelength channels, possible within a network node.
  • a further advantage of the invention lies in the fact that the occupancy probability of an optical transmission channel is determined in the respective network nodes on the basis of occupancy status information available locally and / or on the basis of occupancy status information transmitted by further network nodes. Furthermore, the occupancy status information determined in the respective network nodes for the locally available transmission channels is determined with the aid of the signaling messages and / or routing carried out via the optical network nodes. Transfer ting messages to the other optical network nodes. The individual network nodes can thus incorporate this network-wide information into your routing decision. This significantly reduces the erroneous establishment of connection paths.
  • the occupancy status of the locally available optical transmission channels and the respectively associated time of acquisition are advantageously recorded as occupancy status information.
  • the current network utilization information for all optical transmission channels of the transparent optical transmission system is stored as information of the type
  • FIG. 1 shows an example of a schematic illustration of a transparent optical transmission system according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2a shows a schematic representation of the structure of a simple optical waveguide network to explain the principle of the "link-state"protocol
  • FIG. 2b shows a schematic representation of the structure of the optical waveguide network shown in FIG. 2a after a fault has occurred
  • FIG. 3 shows a schematic illustration of a comparison of the actual occupancy state of an optical fiber network with the information available in a network node A about the occupancy state of the optical fiber network using the method according to the invention.
  • ASTN an automatically switching transport network
  • ASTN automatically switched transport network
  • This has a large number of through network nodes A, B, C, D, E, ZN, AN connected to one another via an optical waveguide network LWN (illustrated by a dashed line in the illustration in FIG. 1), and a large number of subscriber line devices, in particular client devices C1, C2, C3, C4, C5.
  • LWN optical waveguide network
  • subscriber line devices in particular client devices C1, C2, C3, C4, C5.
  • the through network nodes ZN, AN connected to the first and second subscriber line devices C1, C2 represent an access network node ZN and as an 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.
  • each network node is ZN, AN, A, B, C, D, E via one or more
  • WDM Wavelength Division Multiplex or Wavelength Division Multiplex
  • a first optical transmission channel preferably
  • Wavelength channel used to transmit useful signals
  • a second transmission channel preferably a wavelength channel
  • control messages in particular signaling signals or routing messages (illustrated by dashed lines in the illustration according to FIG. 1).
  • the actual useful data are transmitted in the useful signals and the signaling information is transmitted in coded form in the signaling signals.
  • the actual user data and the signaling information are each transmitted via different optical transmission channels of one and the same optical waveguide LW (for example by means of wavelength and / or time division multiplexing of separate user and signaling channels).
  • the signaling information and the useful data are each transmitted via separate optical fibers and / or via separate connection paths.
  • a transmission of the signal Information about a separate network e.g. an electrical transmission network.
  • a "link-state" protocol is used, for example, in order to exchange the network utilization information between the network nodes ZN, AN, A, B, C, D, E.
  • 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.
  • the structure of the data network DNW can be e.g. are represented by the following data record stored in all network nodes A, B, C, D, E:
  • the first variable Q (“connection from:”) is the identifier of the network node from which the respective transmission link originates, the second variable R (“connection to:”) 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 link.
  • the fourth variable T (“state”) identifies the occupancy state of the respective transmission link.
  • 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 "QO").
  • each node can itself assign the unused or cheapest transmission channel or wavelength channel to any other network node A, B, C, D , E calculate.
  • FIG. 2b shows a schematic representation of the structure of the optical waveguide network LWN shown in FIG. 2a after a change in the network topology, here: an interruption on the transmission link 1 between the network node A and the network node B.
  • the change in the state of the corresponding transmission link 1 is carried out by the network node A. and recognized by network node B.
  • the network node A and the network node B each update the data record stored with them, and transmit the updated data set to the other network nodes C, D, E.
  • a so-called "flooding" protocol is used for this.
  • the occupancy state of the optical transmission channels is thus detected in each optical network node A, B, C, D, E. and transmitted to the further optical network nodes A, B, C, D, E together with the respective acquisition time t 0 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.
  • FIG. 3 shows an example of a schematic representation of a comparison of the actual occupancy state B ta t of an optical waveguide network LWN with the information about the occupancy state B A of the data network DNW present in a network node A.
  • the network utilization from the perspective of network node A is compared with the current network utilization of the entire optical fiber network LWN.
  • the occupancy status of an optical transmission channel ie in particular for a single wavelength, is considered here by way of example.
  • the existing occupancy states of the transmission channels on the transmission links 1, 2, 3, 4, 5, 6 are made known throughout the network. Since no connection paths have yet been set up, all occupancy states of the transmission channel under consideration on transmission links 1, 2, 3, 4, 5, 6 have been correctly recorded.
  • an optical connection path between the network nodes D-E-C is established and maintained within the optical waveguide network LWN.
  • network node C uses a routing message to transmit the occupancy state of the transmission links 2, 5 connected to network node C to the other network nodes, in particular network node A.
  • the network utilization information stored in network node A is updated.
  • supply lines 4, 6, all network utilization information present in network node A are updated.
  • 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.
  • connection path D-E-C is cleared again.
  • the layout of the transmitted data record can be distributed across the network using routing messages. For the transmission of this local occupancy status information, for example, only 1 bit is required for each transmission link and wavelength channel. In addition, an update of this data record is only necessary if a connection with participants supply network node A, B, C, D, E is set up or taken down.
  • 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 thus made not only between free (OFF) and occupied (ON), but an occupancy probability that can be determined for future times
  • the change in the occupancy probability over time can be estimated by evaluating the user behavior.
  • the routing decisions can be significantly improved by means of these occupancy probabilities p oN (t). If the occupancy status of a wavelength channel is known, the following probability values result, for example:
  • 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 0FF and the occupancy time period T 0 N are two random variables whose 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.
  • ⁇ ••• stands for the expected value of the respective random variable. If, however, the occupancy status is known at a time t 0 , then the estimate for p oN () can be improved. The estimate can in particular also be improved in particular by including information about the duration of the current occupancy at the time of detection t 0 in the estimate.
  • Each node within the transparent optical transmission system ASTN knows these two parameters PON ( ⁇ ), (TON) for all wavelength channels. From the individual mean values for the average occupancy period (TON), a total mean for the average occupancy period «T ON » is formed. A channel-specific occupancy rate K is formed from the total mean for the average occupancy period «T 0 N» and the average occupancy PON ( ⁇ ) as follows:
  • This channel-specific occupancy rate K is included in the estimate for the current occupancy probability Po (t) as follows:
  • 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 about 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 PON ( ⁇ ) and the average occupancy period ⁇ T 0 N>) must be distributed network-wide Compared to the approach of always distributing all occupancy status changes network-wide, the proposed method significantly reduces the resource expenditure with improved knowledge of the network utilization.
  • the occupancy of each wavelength channel is determined on the basis of an occupancy probability p 0 N (t) or estimated for a time t 0 .
  • the occupancy probability P ON (t) per optical transmission channel is exactly on the assumption that the random variables occupancy time and free time 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 stood at the time t Q , but not at the earlier times.
  • the proposed method can be expanded in such a way that not only the average utilization p on ( ⁇ ) and the average occupancy period ⁇ T 0 N> are determined, distributed and evaluated for all optical transmission channels, but also the correlation between the occupancy states of the optical 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.
  • the quality of the estimate can also be improved in particular by taking into account all past occupancy states, but weighting the recent occupancy states of the respective optical transmission channel more strongly.
  • the method presented for determining the network utilization within a transparent optical transmission system ASTN can be used both for setting up directional and non-directional (bi-directional) optical connection paths.

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Abstract

In diesem transparenten optischen Übertragungssystem (ASTN) mit einer Vielzahl von über optische Übertragungsstrecken (1,2,3,4,5,6) miteinander verbundenen Netzknoten (ZN,AN,A,B,C,D,E) werden mehrere optische Verbindungspfade jeweils über mindestens eine, optische Übertragungskanäle aufweisende Übertragungsstrecke (1,2,3,4,5,6) von einem ersten optischen Netzknoten (ZN) zu einem zweiten optischen Netzknoten (AN) mit Hilfe von Signalisierungsnachrichten aufgebaut, aufrechterhalten und abgebaut. Hierbei wird zu Verbesserung der Netzauslastungsinformationen in den Netzknoten (ZN,AN,A,B,C,D,E) pro Übertragungsstrecke (1,2,3,4,5,6) für jeden optischen Übertragungskanal eine Belegungswahrscheinlichkeit (pON(t)) ermittelt.

Description

Beschreibung
Verfahren zur Ermittlung der Netzauslastung in einem transparenten optischen Übertragungssystem
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.
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 Übertragungssyste- men, 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 Über- tragung von Datensignalen im optischen Bereich, d.h. ohne op- to-elektrische und elektro-optische Konversion der Datensignale, ermöglichen.
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 derarti- gen transparenten optischen Übertragungssystemen wünschen unter anderem eine Steigerung hinsichtlich der /Anpassungsfähigkeit an sich dynamisch ändernde Verkehrsaufkommen bzw. Ver- kehrsanforderungen. 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 dynami- sches „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 Verbindungs- aufbauzeiten erheblich reduziert.
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 Ü- bertragungskanal, insbesondere Wellenlängenkanal, zur Verfügung steht. Bei bidirektionalen Verbindungspfaden ist die Bereitstellung von paarweise verfügbaren optischen Übertra- gungskanälen erforderlich.
Ein derartiges transparentes optisches Übertragungssystem ermöglicht den Aufbau von optischen Verbindungen zwischen zwei Teilnehmern, wobei jede optische Verbindung durch einen aus- gewählten Verbindungspfad durch das transparente optische Ü- bertragungssystem 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 RWAλΛ („Routing and Wave- length Assignitient'* ) - Problem bekannt. Daneben gibt es noch ein „statisches RWA* -Problem, bei dem alle Verbindungsanfor- derungswünsche 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.
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.
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 dy- namischen 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 Netzmanage- menteinheit 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.
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.
- Lokal verfügbare Belegungsinformation
Der Belegungszustand der einzelnen Wellenlängenkanäle auf den lokalen WDM-Übertragungsstrecken ist hierbei zu jedem Zeitpunkt bekannt, wobei hierbei unter einer lokaler Übertra- gungsstrecke 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 je- weilige 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.
— Belegung aller Wellenlängenkanäle
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 er- zielten Nutzen. - Kenntnis der Belegung der Wellenlängenkanäle entlang einer oder mehrerer potentieller Verbindungspfade
Wenn durch einen ersten Netzknoten für eine Verbindungsa forderung zunächst ein potentieller Verbindungspfad bestimmt wird, dann können anschließend mit Hilfe von Signalisierungs- nachrichten freie Wellenlängenkanäle für diesen Pfad ermittelt und insbesondere sogleich für diese Verbindungsanforde- rung 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.
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 Verbindungs- anforderung genutzt werden.
- Zentrale Zuteilung der verfügbaren Bandbreiten
Durch ein Routingprotokoll werden die auf allen Übertragungs- strecken verfügbaren Übertragungsbandbreiten netzweit durch eine zentrale Steuereinheit zugeteilt. Eine Aktualisierung ist dabei nur sinnvoll, wenn vorgegebene Schwellenwerte über- oder unterschritten werden. Offensichtlich ist diese Information für die Lösung des dynamischen RWA-Problems nur bedingt brauchbar, da sie keine Aussagen über Wellenlängenkanäle macht .
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.
Die Aufgabe wird ausgehend von den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1 durch dessen kennzeichnende Merk- male gelöst.
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.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß in den jeweiligen Netzknoten die Belegungswahrscheinlichkeit eines optischen Übertragungskanals anhand von lokal verfügbaren Belegungszustandsinformationen und/oder anhand von von weiteren Netzknoten übermittelten Belegungszustandsinformationen ermittelt wird. Ferner werden die in den jeweiligen Netzknoten ermittelten Belegungszustandsinformationen für die lokal vorhandenen Übertragungskanäle mit Hilfe der über den optischen Netzknoten geführten Signalisierungsnachrichten und/oder Rou- tingnachrichten an die weiteren optischen Netzknoten übertragen. Die einzelnen Netzknoten können somit diese netzweit vorliegenden Informationen in Ihre Routingentscheidung mit einfließen lassen. Hierdurch wird der fehlerhaft Aufbau von Verbindungspfaden deutlich reduziert.
Vorteilhaft werden als Belegungszustandsinformationen 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.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den weiteren Ansprüchen zu entnehmen.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert .
Hierbei zeigen:
Figur 1 beispielhaft eine schematische Darstellung eines transparenten optischen Übertragungssystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfin- düng;
Figur 2a eine schematische Darstellung der Struktur eines einfachen Lichtwellenleiternetzes zur Erläuterung des Prinzips des "Link-State"-Protokolls; Figur 2b eine schematische Darstellung der Struktur des in Figur 2a gezeigten Lichtwellenleiternetzes nach Auftritt einer Störung;
Figur 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.
Figur 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 Figur 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 Cl, 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 Cl, C2 angeschlossenen Durchgangs- Netzknoten ZN, AN stellen für den Aufbau einer Verbindung von der ersten zur zweiten Teilnehmeranschluß-Einrichtungen Cl, 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.
Innerhalb des Lichtwellenleiternetzes LWN ist jeder Netzkno- ten ZN, AN, A, B, C, D, E über jeweils ein oder mehrere
Lichtwellenleiterbündel LW oder über einen oder mehrere ein- zelne Lichtwellenleiter LW1 bis LW9 mit jeweils einem oder mehreren weiteren Netzknoten ZN, AN, A, B, C, D, E verbunden.
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 Wellenlängen ultiplextechnologie können über jeden im transparenten optischen Übertragungssys- te ASTN vorhandenen Lichtwellenleiter LW1 bis LW9 unter Nutzung jeweils verschiedener Wellenlängenbereiche gleichzeitig mehrere verschiedene, gepulste optische Binärsignale übertragen werden.
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 Figur 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 Figur 1 durch gestrichelte Linien veranschaulicht) vorgesehen.
In den Nutzsignalen werden die eigentlichen Nutzdaten, und in den Signalisiersignalen die Signalisierinformationen in codierter Form übertragen. Beim vorliegenden Ausführungsbei- spiel werden die eigentlichen Nutzdaten und die Signalisierinformationen jeweils über verschiedene optische Übertra- gungskanäle 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 ü- bertragen. Ebenfalls denkbar ist eine Übertragung der Signa- lisierinfor ationen über ein separates Netz, z.B. ein elektrisches Übertragungsnetz.
Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel wird beispielsweise ein "Link-State"-Protokoll eingesetzt, um zwischen den Netzknoten ZN, AN, A, B, C, D, E die Netzauslastungsinformationen auszutauschen.
"Link-State"-Protokolle beruhen auf einer "dezentralen Netz- karte". 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.
Im folgenden wird das Prinzip von "Link-State"-Protokollen anhand des in Figur 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.
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:
Figure imgf000012_0001
Figure imgf000013_0001
Tabelle 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.
Eine belegte Ubertragungsstrecke 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 Ubertragungsstrecke nicht belegt, wird die Zustands-Variable T entsprechend angepasst (z.B. vom Wert "1" auf den Wert „0" oder „QO") .
Da jedem Netzknoten A, B, C, D, E die vollständige Netzwerk- topologie 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.
Figur 2b zeigt eine schematische Darstellung der Struktur des in Figur 2a gezeigten Lichtwellenleiternetzes LWN nach einer Änderung der Netzwerktopologie, hier: einer Unterbrechung auf der Ubertragungsstrecke 1 zwischen dem Netzknoten A und dem Netzknoten B. Die Änderung des Zustands der entsprechenden Ubertragungsstrecke 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 ü- ber itteln 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 t0 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.
In Figur 3 ist beispielhaft in einer schematischen Darstellung ein Vergleich des tatsächlichen Belegungszustandes Btat eines Lichtwellenleiternetzes LWN mit den in einem Netzknoten A vorliegenden Informationen über den Belegungszustand BA des Datennetzwerks DNW dargestellt. In anderen Worten: die Netz- auslastung 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 tG=l bis tQ=5 dargestellt, wobei in der die Sicht des Netzknoten A repräsentierenden Darstellungen des Lichtwellenleiternetzes LWN zu jeder der sechs Übertra- gungsstrecken 1, 2, 3, 4, 5, 6 jeweils der Erfassungszeit- punkt t0 der Belegungszustandsinformation aufgeführt wird.
Zum Zeitpunkt to=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 Figur 3 als dünne Linie dargestellt) . Anschließend werden bis zum Zeitpunkt tQ=l beispielsweise anhand von Routingnachrichten die vorhandenen Belegungszustände der Übertragungskanäle auf den Übertragungsstrecken 1, 2, 3 , 4, 5, 6 netzweit bekannt gemacht. Da noch keine Verbindungspfade eingerichtet wurden, sind alle Belegungszustände des betrachteten Übertragungskanals auf den Übertragungsstrecken 1, 2, 3 , 4, 5, 6 korrekt erfaßt.
Zum Zeitpunkt t0=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 Ubertragungsstrecke 5, 6 wird in Figur 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 Ubertragungsstrecke 5, 6 betreffenden Netzauslastungsinformationen im Netzknoten A durchgeführt. Somit liegen im Netzknoten A zum Zeitpunkt tσ=2 keine den veränderten Belegungszustand widerspiegelnde Netzauslastungsinformationen vor. Die im Datensatz hinterlegten Netzauslastungsinformationen zu der fünften und sechsten Übertragungs- strecke 5, 6 weisen deshalb weiterhin den Erfassungszeitpunkt to=0 auf. Dagegen ist der Belegungszustand der beiden lokalen Übertragungsstrecken 1, 3 jederzeit bekannt, d.h. ihr Erfassungszeitpunkt t0 ist somit t0=2.
Zum Zeitpunkt t0=3 werden durch den Netzknoten C anhand einer Routingnachricht der Belegungs zustand 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 BA aus Sicht des Netzknoten A weist aufgrund des vor- geschlagenen Verfahrens zur Ermittlung der Netzauslastung zum Zeitpunkt t0=3 eine deutlich höhere Übereinstimmung mit der tatsächlichen Belegungszustand Btat- Bis auf einzelne Übertra- gungsstrecken 4, 6 sind sämtliche im Netzknoten A vorliegenden Netzauslastungsinformationen aktualisiert.
Im weiteren wird zum Zeitpunkt t0=4 ein Verbindungpfad zwi- sehen 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 Figur 3 zum Zeitpunkt t0=4 dargestellte Belegungszustand BA. Die Sicht des Netzknotens A stimmt bis auf die Übertragungs- strecke 6 mit dem tatsächlichen Belegungszustand Btat überein. Somit wird durch die vorgeschlagene Verteilung der Belegungs- zustandsinformationen anhand der Signalisierungsnachrichten und/oder von Routingnachrichten praktisch ohne zusätzlichen Ressourcenaufwand eine deutlich Verbesserung der Netzauslastungsinformationen in den einzelnen Netzknoten erreicht.
Zum Zeitpunkt t0=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 Ubertragungsstrecke 5 geführte Wellenlängenkanal weiterhin als belegt. Dies wird wiederum durch den der Ubertragungsstrecke 5 in der Zeichnung zugeordneten Erfassungszeitpunkt t0=4 und der dick gezeichneten Linie dargestellt.
Das Layout des übertragenen Datensatzes kann als statische Eigenschaft des Knotens durch Routingnachrichten netzweit verteilt werden. Für die Übermittlung dieser lokalen Belegungszustandsinformationen sind pro Ubertragungsstrecke und Wellenlängenkanal beispielsweise nur jeweils 1 Bit erforder- lieh. Darüber hinaus ist eine Aktualisierung dieses Datensatzes nur dann erforderlich, wenn eine Verbindung mit Beteili- gung des betrachteten Netzknotens A, B, C, D, E auf- oder abgebaut wird.
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 Belegungswahrschein- lichkeit
Pn r( = P{Kanalist belegt zur Zeit t \
eingeführt. Die zeitliche Änderung dieser Belegungswahr- scheinlichkeit kann unter Auswertung des Nutzerverhaltens abgeschätzt werden. Mittels dieser Belegungswahrscheinlichkeiten poN(t) können die Routing-Entscheidungen deutlich verbessert werden. Wenn der Belegungszustand eines Wellenlängenkanals bekannt ist, dann ergeben sich beispielsweise folgende Wahrscheinlichkeitswerte:
Po^ (t) = l (Wellenlängenkanal ist belegt) bzw. PON ( = ^ (Wellenlängenkanal ist frei).
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 T0FF und der Belegungs-Zeitdauer T0N 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.
Mit Hilfe dieser übermittelten Informationen kann in den einzelnen Netzknoten A, B, C, D, E die Belegungswahrscheinlich- keit pon (t) für die j eweiligen optischen Übertragungskanäle, insbesondere die Wellenlängenkanäle, abgeschätzt werden.
Ohne im Netzknoten vorliegende Belegungszustandsinformationen ergibt sich für die j eweilige Belegungswahrscheinlichkeit eines Wellenlängenkanals folgendes :
Figure imgf000018_0001
wobei {•••) für den Erwartungswert der jeweiligen Zufallsvariablen steht. Ist jedoch der Belegungszustand zu einem Erfassungszeitpunkt t0 bekannt, dann ist eine Verbesserung der Schätzung für poN( ) möglich. Die Schätzung kann i.a. insbesondere auch dadurch zusätzlich verbessert werden, daß Infor- mationen über die Dauer des aktuellen Belegungszustand zum Erfassungszeitpunkt t0 in die Schätzung mit einfließen.
Eine gute Schätzung ist auch bereits dann schon möglich, wenn die erste Zufallsvariable Belegungs-Zeitdauer TON und die zweite Zufallsvariable Frei-Zeitdauer T0FF ausschließlich durch die oben genannten netzweit verteilten Kenngrößen
• PONC00) (durchschnittliche Auslastung) und
• (TON) (durchschnittliche Belegungs-Zeitdauer)
beschrieben werden.
Jeder Knoten innerhalb des transparenten optischen Übertragungssystems ASTN kennt diese beiden Kenngrößen PON(∞), (TON) für sämtliche Wellenlängenkanäle. Aus den einzelnen Mittelwerten für die durchschnittliche Belegungs-Zeitdauer (TON) wird ein Gesamtmittelwert für die durchschnittliche Belegungs-Zeitdauer «TON» gebildet. Aus dem Gesamtmittelwert für die durchschnittliche Belegungs-Zeitdauer «T0N» und der durchschnittlichen Auslastung PON(∞) wird eine kanalindividuelle Belegungsrate K wie folgt gebildet:
Figure imgf000019_0001
Diese kanalindividuelle Belegungsrate K fließt in die Schätzung für die aktuelle Belegungswahrscheinlichkeit Po (t) wie folgt mit ein:
Figure imgf000019_0002
Mit Hilfe dieser Wahrscheinlichkeit werden gemäß dem vorgeschlagenen Verfahren die Belegungszustandsinformationen und somit die Netzauslastungsinfor ationen 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 PON(∞) und die durchschnittliche Belegungs-Zeitdauer <T0N>) 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.
Hierbei wird die Belegung eines jeden Wellenlängenkanales anhand einer Belegungswahrscheinlichkeit p0N (t) ermittelt bzw. für eine Zeitpunkt t0 angeschätzt. Die Belegungswahrscheinlichkeit PON (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 Gedächt- nislosigkeit der Exponentialverteilung nur der Belegungszu- stand zum Zeitpunkt tQ, nicht aber der zu früheren Zeitpunkten berücksichtigt werden muß.
Darüber hinaus ist das vorgeschlagene Verfahren dahingehend erweiterbar, daß nicht nur die durchschnittliche Auslastung pon(∞) und die durchschnittliche Belegungs-Zeitdauer <T0N> für sämtliche optischen Übertragungskanäle ermittelt, verteilt und ausgewertet werden, sondern auch die Korrelation zwischen den Belegungszuständen der optischen Übertragungskanäle in- nerhalb eines Netzknotens. Eine Korrelation besteht insbesondere dann, wenn über den betrachteten Netzknoten auch weitere Verbindungspfade aufgebaut werden.
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.
Das vorgestellte Verfahren zu Ermittlung der Netzauslastung innerhalb eine transparenten optischen Übertragungssystems ASTN ist sowohl beim Aufbau von gerichteten als auch von un- gerichteten (bi-direktionalen) optischen Verbindungpfaden anwendbar.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Ermittlung der Netzauslastung in einem transparenten optischen Übertragungssystem (ASTN) mit einer Vielzahl von über optische Übertragungsstrecken (1,2,3,4,5,6) miteinander verbundenen Netzknoten (ZN,AN,A,B, C, D,E) , in dem mehrere optische Verbindungspfade jeweils über mindestens eine, optische Übertragungskanäle aufweisende Ubertragungsstrecke (1,2,3,4,5,6) von einem ersten optischen Netzknoten (ZN) zu einem zweiten optischen Netzknoten (AN) mit Hilfe von Signalisierungsnachrichten aufgebaut, aufrechterhalten und abgebaut werden, dadurch gekennzeichnet, dass in den Netzknoten (ZN,AN, A, B, C, D,E) pro Übertragungs- strecke (1,2,3,4,5,6) für jeden optischen Übertragungskanal eine Belegungswahrscheinlichkeit (poN(t)) ermittelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadur ch ge kenn z e i chne t , dass in den jeweiligen Netzknoten (A) die Belegungswahrscheinlichkeit (poN(t)) eines optischen Übertragungskanals anhand von lokal verfügbaren Netzauslastungsinformationen und/oder anhand von von weiteren Netzknoten (B,C,D,E) übermittelten Netzauslastungsinformationen ermittelt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, da dur ch ge kenn z e i chn e t , dass in jedem optischen Netzknoten (A, B,C,D,E) die Netzaus- lastungsinformationen für die lokal vorhandenen optischen Ü- bertragungskanäle ermittelt wird und diese mit Hilfe der über diesen optischen Netzknoten (A, B,C,D,E) geführten Signalisierungsnachrichten und/oder Routingnachrichten an die weiteren optischen Netzknoten (A, B,C,D,E) übertragen werden.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Netzauslastungsinformationen der Belegungszustand (ON,OFF) der lokal vorhandenen optischen Übertragungskanäle und der jeweils zugehörige Erfassungszeitpunkt (t0) erfaßt werden.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die lokal vorhanden optischen Übertragungskanäle eines optischen Netzknotens (A, B,C,D,E) auf den mit dem betrachteten Netzknoten (A, B,C,D,E) verbundenen Übertragungsstrecken (1,2,3,4,5,6) liegen.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Netzauslastungsinformationen die Kenngrößen der als erste Zu allsvariable ausgewerteten Belegungs-Zeitdauer (T0N) und der als zweite Zufallsvariable ausgewerteten Frei-
Zeitdauer (T0ET) jedes lokal vorhandenen optischen Übertra- gungskanals in den jeweiligen Netzknoten (A, B,C,D,E) ermittelt werden.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass als erste und zweite Kenngröße der Erwartungswert der ersten Zufallsvariable (<T0N>) und die durchschnittliche Belegungswahrscheinlichkeit (PON(∞)) ermittelt werden.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass aus der ersten und zweiten Kenngröße (<T0N>, PON(∞)) eines optischen Übertragungskanal eine kanalindividuelle Belegungs- rate (K) ermittelt wird, die für die Abschätzung der zukünftigen Belegungswahrscheinlichkeit (p0N(t)) eines optischen Übertragungskanals ausgewertet wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass beim Aufbau von optischen Verbindungspfaden innerhalb des transparenten optischen Übertragungssystem (ASTN) pro Ü- bertragungskanal die Belegungswahrscheinlichkeiten (p0N(t)) berücksichtigt werden.
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