基于通用多協(xié)議標簽交換的波長交換光網(wǎng)絡路由的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于通用多協(xié)議標簽交換的波長交換光網(wǎng)絡路由的方法，每個網(wǎng)絡節(jié)點處引入本地矩陣，該矩陣包括路由中所有現(xiàn)有光路的功率平坦度信息，并通過RSVP-TE和OSPF-TE協(xié)議存儲和動態(tài)更新矩陣；利用該矩陣得出功率平坦度最小的路徑，使單個波分復用鏈路在突發(fā)故障時功率平坦度對整個網(wǎng)絡的影響達到最小。本發(fā)明減輕了功率平坦度引起的問題，在基于GMPLS的波長交換光網(wǎng)絡里當波分復用鏈接失敗時功率平坦度可能會影響到生存光路，在每個網(wǎng)絡節(jié)點里有一個M×M的儲存矩陣，該矩陣通過RSVP-TE和OSPF-TE進行動態(tài)更新，仿真結(jié)果表明，POSR方案有效地減少了網(wǎng)絡中平均關鍵鏈路數(shù)，特別是POSR-0在不增加擁塞率的同時減少了關鍵鏈路。
【專利說明】基于通用多協(xié)議標簽交換的波長交換光網(wǎng)絡路由的方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于波長交換光網(wǎng)絡【技術領域】，尤其涉及一種基于通用多協(xié)議標簽交換的 波長交換光網(wǎng)絡路由的方法。

【背景技術】
[0002] 波長交換光網(wǎng)絡（Wavelength Switched Optical Networks，WSONs)是隨著光器 件和光節(jié)點技術的飛速發(fā)展提出的，它由WDM光互連透明節(jié)點（例如光交叉互聯(lián)，OXCs ;光 分叉復用器，0ADM)組成。由于WSONs架構(gòu)可以避免使用昂貴的光電收發(fā)器做中間節(jié)點，它 被認為是目前最有前途的下一代核心和城域網(wǎng)絡技術。
[0003] 基于通用多協(xié)議標簽交換（GMPLS)的分布式控制的WSONs，可以在光網(wǎng)絡發(fā)生故 障后盡快地將受故障影響的業(yè)務恢復。GMPLS協(xié)議提供路由，信令和鏈路管理職能，因此基 于GMPLS的WSONs端到端光路可以動態(tài)建立，維持和釋放。給出了 GMPLS支持保護類型和故 障恢復技術。然而所有迄今提出的恢復方案集中在如何恢復受鏈接失敗影響的光路，而沒 有考慮損耗或突發(fā)故障的幾個光路（如光纖被切斷或設備損耗）可能會影響光路的問題。 事實上由于在波分復用鏈路中廣泛使用飽和光放大器，光功率的突然起伏可能會劇烈降低 與損壞光路共享光纖的其他光路的光學性能。
[0004] 在物理層提出的參鉺光纖放大器控制技術以及鏈路控制層的使用等解決方案可 以用來減輕功率平坦度對光網(wǎng)絡的影響，這需要調(diào)整發(fā)射機的輸出功率或者光路中的放大 器，而這種解決方案大大增加了光放大器的成本和復雜性，并引起噪聲性能的惡化和光功 率的減少。試圖在路由層上解決同樣的問題，通過引入一個統(tǒng)一線性規(guī)劃（ILP)來盡量減 少在單鏈路故障情況下功率平坦度所影響的光路數(shù)量。但該方案不能應用于大型網(wǎng)絡，因 此不適用于采用分布式控制的實時動態(tài)情景。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明實施例的目的在于提供一種基于通用多協(xié)議標簽交換的波長交換光網(wǎng)絡 路由的方法，旨在解決波長交換光網(wǎng)絡存在的功率平坦度的問題。
[0006] 本發(fā)明實施例是這樣實現(xiàn)的，一種基于通用多協(xié)議標簽交換的波長交換光網(wǎng)絡 路由的方法，該基于通用多協(xié)議標簽交換的波長交換光網(wǎng)絡路由的方法在每個網(wǎng)絡節(jié)點 處引入本地矩陣，該矩陣包括路由中所有現(xiàn)有光路的功率平坦度信息，并通過RSVP-TE和 0SPF-TE協(xié)議存儲和動態(tài)更新矩陣，利用該矩陣得出功率平坦度最小的路徑，使單個波分復 用鏈路在突發(fā)故障時功率平坦度對整個網(wǎng)絡的影響達到最??；
[0007] 基于流量工程資源預留協(xié)議是用來在基于GMPLS的動態(tài)WSONs上建立光路；該路 由協(xié)議用于網(wǎng)絡節(jié)點間分發(fā)更新的網(wǎng)絡狀況信息，信息接著被儲存在每一個網(wǎng)絡節(jié)點的流 量工程數(shù)據(jù)庫中；一旦有路由請求，源節(jié)點在本地TED信息的基礎上計算路由；計算完路由 后，源節(jié)點沿該路徑觸發(fā)一個RSVP-TE信令；最后目的節(jié)點利用所收集的信令消息分配波 長。
[0008] 進一步，本地矩陣為A包括路由中所有現(xiàn)有光路的功率平坦度信息；是MXM階矩 陣，其中M是網(wǎng)絡鏈路的總數(shù)量；元素A表示鏈路i上受鏈路j故障影響的光路數(shù) 量，即同時通過鏈路i，j的光路數(shù)量；沿對角線的元素ay是代表了沿鏈路i建立的光路數(shù) 量；
[0009] 當有源節(jié)點S到目的節(jié)點d的新的光路請求到達時，源節(jié)點使用存儲矩陣A來評 估每個候選光路（r e Rs,d)的功率平坦度狀況；每個節(jié)點對（s，d)間的候選路徑的Rs, d是 由每個網(wǎng)絡節(jié)點預先計算的，并且它包括了比最短路徑的鏈路數(shù)多n跳的所有路徑；特別 的對于每個r e Rs,d源節(jié)點計算A ^矩陣；其中A ^是A矩陣經(jīng)變換適應特別的路徑r之后的 矩陣（例如a #1，i G r且j G r ;否則a J ;應用公式⑴來選擇路徑r，使 所有可能的矩陣f中計算的所有可能的功率平坦度F (A〇最??；
[0010]

【權利要求】
1. 一種基于通用多協(xié)議標簽交換的波長交換光網(wǎng)絡路由的方法，其特征在于，該基于 通用多協(xié)議標簽交換的波長交換光網(wǎng)絡路由的方法在每個網(wǎng)絡節(jié)點處引入本地矩陣，該矩 陣包括路由中所有現(xiàn)有光路的功率平坦度信息，并通過RSVP-TE和OSPF-TE協(xié)議存儲和動 態(tài)更新矩陣，利用該矩陣得出功率平坦度最小的路徑，使單個波分復用鏈路在突發(fā)故障時 功率平坦度對整個網(wǎng)絡的影響達到最??； 基于流量工程資源預留協(xié)議是用來在基于GMPLS的動態(tài)WSONs上建立光路；該路由協(xié) 議用于網(wǎng)絡節(jié)點間分發(fā)更新的網(wǎng)絡狀況信息，信息接著被儲存在每一個網(wǎng)絡節(jié)點的流量工 程數(shù)據(jù)庫中；一旦有路由請求，源節(jié)點在本地TED信息的基礎上計算路由；計算完路由后， 源節(jié)點沿該路徑觸發(fā)一個RSVP-TE信令；最后目的節(jié)點利用所收集的信令消息分配波長。
2. 如權利要求1所述的基于通用多協(xié)議標簽交換的波長交換光網(wǎng)絡路由的方法，其特 征在于，本地矩陣為A包括路由中所有現(xiàn)有光路的功率平坦度信息；是MXM階矩陣，其中M 是網(wǎng)絡鏈路的總數(shù)量；元素eA表示鏈路i上受鏈路j故障影響的光路數(shù)量，即同時通 過鏈路i，j的光路數(shù)量；沿對角線的元素aw是代表了沿鏈路i建立的光路數(shù)量； 當有源節(jié)點s到目的節(jié)點d的新的光路請求到達時，源節(jié)點使用存儲矩陣A來評估每 個候選光路（reRs,d)的功率平坦度狀況；每個節(jié)點對（s，d)間的候選路徑的Rs,d是由每 個網(wǎng)絡節(jié)點預先計算的，并且它包括了比最短路徑的鏈路數(shù)多η跳的所有路徑；特別的對 于每個reRs,d源節(jié)點計算A嘴陣；其中A是A矩陣經(jīng)變換適應特別的路徑r之后的矩陣 (例如a%」=aij+1，ier且jer;否則a%」=aj;應用公式⑴來選擇路徑r，使所有 可能的矩陣Alr中計算的所有可能的功率平坦度F(A〇最小；
3. 如權利要求2所述的基于通用多協(xié)議標簽交換的波長交換光網(wǎng)絡路由的方法，其特 征在于，功率平坦度F(A〇的計算對于每一個可能故障，對鏈路i的光路數(shù)量與活動光路數(shù) 量之比求和；沒有路由光路沿鏈路i(例如an= 0)或者所有沿鏈路i的光路因鏈路j的故 障而直接中斷（即^iZai,p就不能使用。
4. 如權利要求1所述的基于通用多協(xié)議標簽交換的波長交換光網(wǎng)絡路由的方法，其特 征在于，該基于通用多協(xié)議標簽交換的波長交換光網(wǎng)絡路由的方法具體包括以下步驟： 步驟一，節(jié)點處矩陣A的生成，矩陣A包括路由中所有現(xiàn)有光路的功率平坦度信息；是MXM階矩陣，其中M是網(wǎng)絡鏈路的總數(shù)量；元素A表示鏈路i上受鏈路j故障影響 的光路數(shù)量，即同時通過鏈路i，j的光路數(shù)量；沿對角線的元素ay是代表了沿鏈路i建立 的光路數(shù)量； 步驟二，每個候選光路reRs,d的功率平坦度狀況的評估，使用存儲矩陣A來評估每個 候選光路reRs,d的功率平坦度狀況；每個節(jié)點對（s，d)間的候選路徑的Rs,d是由每個網(wǎng) 絡節(jié)點預先計算的，包括比最短路徑的鏈路數(shù)多η跳的所有路徑；對于每個reRs,d源節(jié)點 計算M矩陣；其中A是A矩陣經(jīng)變換適應特別的路徑r之后的矩陣；選擇路徑r，使所有的 矩陣M中計算的所有的功率平坦度F(A0最??； 步驟三，節(jié)點處矩陣A的更新，路由選定后RSVP-TE信令被觸發(fā)并通過傳輸信令消息來 動態(tài)更新在所有的中間節(jié)點的矩陣A;顯式路由對象是包括在RSVP-TE信令消息中的，以便 中間節(jié)點都知道全部的路線并修改A矩陣；當鏈路i和j均屬于路徑R時元素％"_的值要增 加1 ;此外，每個節(jié)點定期通過基于流量工程開放最短路徑優(yōu)先協(xié)議的鏈路狀態(tài)廣播向相 連的節(jié)點廣播有關本地列的信息，這樣每個節(jié)點的A矩陣都有當前網(wǎng)絡狀態(tài)的最新信息。
【文檔編號】H04L12/751GK104469560SQ201410830021
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月26日 優(yōu)先權日:2014年12月26日
【發(fā)明者】王斌 申請人:西安科技大學