專利名稱：光網(wǎng)絡(luò)中最優(yōu)化動態(tài)選路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及網(wǎng)絡(luò)中的動態(tài)選路(routing)。特別是，本發(fā)明在 光通信網(wǎng)絡(luò)中，特別是在例如象波分復(fù)用(WDM)或密集波分復(fù)用
(DWDM )光通信網(wǎng)絡(luò)這樣的波長交換和波段交換的光通信網(wǎng)絡(luò)中， 得到有利的但不唯一的應(yīng)用，隨后的描述將提及這些網(wǎng)絡(luò)但這不意味 著損失任何一般性。事實上，本發(fā)明的核心概念也可以同等地很好地 應(yīng)用到完全不同的背景中，其中必須根據(jù)給定的準(zhǔn)則求出兩點之間的 最佳路徑，例如半導(dǎo)體芯片中的信號選路，郵件服務(wù)中的包裹傳遞
(DHL、 UPS、 FedEx等等)、流量規(guī)劃等等。
背景技術(shù)：
眾所周知，在最近幾年里通信網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵要素之一一直是波分 復(fù)用(WDM)或密集波分復(fù)用(DWDM):技術(shù)，這些才支術(shù)允許在同 一根光纖上復(fù)用用于傳輸?shù)亩鄠€波長，因此增加了傳輸窗口中傳輸信 道的密度，于是增加了光纖上承載的總信息。由于通信網(wǎng)絡(luò)中帶寬需 求的增長，對WDM或DWDM設(shè)備的興趣日益增加。當(dāng)前對它們進 行點對點的配置，這允許兩段設(shè)備以更好的方式利用光纖資源。通過 利用波長路由器，有可能進行更靈活的配置，波長路由器是能夠?qū)Σ?長信道進行切換而不用終止它們并且通過每個都承載數(shù)個波長信道的 光纖鏈接進行互連的設(shè)備。波長路由器對輸入信號進行光/電/光
(OEO)轉(zhuǎn)換，因為通常利用電交換結(jié)構(gòu)進行交換操作。這樣的配置 是昂貴的，因為它需要在每個中間節(jié)點終止所有的波長，即使最終的
目的地是其它地方，然后重建朝向另一個中間節(jié)點的信號直到該目的 地?？紤]到技術(shù)的提高正將光信號的范圍從數(shù)十公里延伸到數(shù)百公里
(或數(shù)千公里)這一事實，去掉不必要的OEO轉(zhuǎn)換可以獲得較便宜
的解決方案。新的網(wǎng)絡(luò)解決方案可以基于具有OEO轉(zhuǎn)換的波長路由 器，以下被稱為是不透明的或再生節(jié)點，和/或基于沒有OEO轉(zhuǎn)換 的波長路由器，以下被稱為是透明節(jié)點，和/或基于混合波長路由器， 以下被稱為是混合節(jié)點，它只部分地配備了 OEO轉(zhuǎn)換器。
在主要基于透明節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)情景中，必需的是估計動態(tài)建立跨越 網(wǎng)絡(luò)的新路徑的可行性。在這樣的情景中，存在光信號能夠覆蓋而不 需要再生的最大長度，和這個最大長度取決于許多因素，例如象光纖 長度、光纖類型、交換元件特性、信號比特率和波長的個數(shù)這樣的因 素。事實上，由于例如象衰減、耗散、非線性效應(yīng)等等這樣的許多物 理現(xiàn)象，光信號沿它的路徑會變差，這被稱為信號損傷(signal impairment"當(dāng)光層中的信號損傷阻礙了建立光路徑時，需要再生節(jié) 點對它們進行整形(fhish)。總之，因為昂貴，載波寧愿限制網(wǎng)絡(luò)中這 樣設(shè)備的運用，以下被稱為有價值資源。
在傳統(tǒng)的再生網(wǎng)絡(luò)，即基于再生節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)中，每個節(jié)點再生光 信號，由此對所有的信號損傷進行整形，因此使得有可能在網(wǎng)絡(luò)上建 立一條任意的路徑。在這樣的網(wǎng)絡(luò)中，選路方法忽略信號損傷，因為 網(wǎng)絡(luò)設(shè)計保證任意路徑的可行性。這樣的網(wǎng)絡(luò)中主要的焦點是要求出 波長的連續(xù)性，其是在整個網(wǎng)絡(luò)中沿一定的路徑從源到目的地都是可 用的波長。如果節(jié)點配備了波長轉(zhuǎn)換器，即被設(shè)計為將一種波長轉(zhuǎn)換 成另一種波長的設(shè)備，這個任務(wù)比較容易，因為識別出一組能夠覆蓋 從源到目的地的整個路徑的波長就足夠了。
為了減少成本，有可能建立利用透明節(jié)點的透明光網(wǎng)絡(luò)。然而， 因為對光傳輸?shù)膿p傷，延伸到足夠?qū)挼膮^(qū)域(例如，國家環(huán)境)的真 實網(wǎng)絡(luò)幾乎不能完全透明。
實際上，半透明的或混合光網(wǎng)絡(luò)概念的應(yīng)用，如圖1所示，描述 了可劃分成一些透明子網(wǎng)400的半透明網(wǎng)絡(luò)300，這些子網(wǎng)通常被稱 為透明島(或域)。每個透明島可以適當(dāng)?shù)难由?對于光纖、設(shè)備等 而言)，以便保證每個透明島內(nèi)的任何光路徑都是可行的。沿每個透 明島的邊界某些再生節(jié)點保證OEO轉(zhuǎn)換以恢復(fù)原始信號的特征。這
個解決方案以某種方式避免了需要確定哪些路徑可行和哪些路徑不可 行的問題，簡單地引入只允許可行路徑的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。另一方面，這個 方法對于整個網(wǎng)絡(luò)的資源利用是次最優(yōu)的，因為兩個不同透明島內(nèi)的 客戶機也許近得足以進行透明連接，即它們之間的路徑可能是可行的，
不需要利用昂貴的OEO轉(zhuǎn)換。而且，這樣的辦法完全是靜態(tài)的，因 為在每個子網(wǎng)中引入變化是不容易的。
通過將整個光網(wǎng)絡(luò)看成透明與再生節(jié)點的組合而獲得對圖1所述 的情形較為動態(tài)的描繪?；诹髁拷y(tǒng)計分析，基于地理和人口統(tǒng)計數(shù) 據(jù)等，遵循適當(dāng)?shù)牟呗栽诰W(wǎng)絡(luò)中配置這些節(jié)點。這個畫面似乎是一般 到足以表示實際可行的任何光透明網(wǎng)絡(luò)，從而允許以便宜的方式向終 端用戶提供服務(wù)。在這樣的網(wǎng)絡(luò)中不僅需要求出滿足連續(xù)性約束條件 的合適波長，而且需要求出滿足信號損傷約束條件的路徑。
用于求出路徑和波長的方法通常被稱為選路和波長分配(RWA ) 問題。有許多學(xué)術(shù)研究和調(diào)查試圖以一致的方式或?qū)⑺殖蓛蓚€子問 題選路問題和波長分配問題，來找出解決這個問題的途徑。
Li Bo, C.Xiaowen , K.Sohraby ， Routing and wavelength assignment vs. wavelength converter placement in all - optical networks, IEEE Optical Communications, pp.S22畫S28, 2003年8月， 基于通常是K-最短鏈路分離路徑的每個源-目的地對之間的一組路 由的研究提出了 RWA問題的一種解決方案。如果光路連接請求到達 了節(jié)點，其應(yīng)當(dāng)決定從預(yù)先計算的路徑集合中選擇一條路徑然后根據(jù)
最先合適法(first-fit method)分配空閑波長給所選擇路徑。與路徑相關(guān) 的權(quán)重不僅依賴于波長可用性，而且依賴于路徑長度。
K. Taira， Y. Zhang， H. Takagi， S. K. Das， Efficient Lightpath Routing in Wavelength-Routed Optical Networks, ICOIN 2002， LNCS 2343， pp.291-304, 2002，提出了解決RWA問題的試探算法。它首先 解決了選路子問題，然后解決了波長分配子問題。這兩個子問題用公 式表示為選路問題并利用來自與該網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的變換圖的輔助圖上的最 短路徑選路技術(shù)解決了這個問題。US 6,538,777公開了 一種分配信道和路徑給網(wǎng)絡(luò)中沿候選信道路 徑的連接的方法，其中候選信道路徑包括候選路徑和沿候選路徑的候 選信道，并通過確定選擇候選信道路徑對網(wǎng)絡(luò)的各個效應(yīng)來執(zhí)行。這 些效應(yīng)包括對除了候選信道路徑之外的至少 一個信道路徑的效應(yīng)，其 與候選路徑共享鏈接?；谒_定的效應(yīng)選擇和分配候選信道路徑。 對網(wǎng)絡(luò)的效應(yīng)的確定基于路徑的容量。在已經(jīng)請求單一連接的情況下， 或另外，在已經(jīng)請求了多個連接的情況下，可以使用這個解決方案。 通過首先為由候選信道路徑分配所產(chǎn)生的多個網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)中的每個計算 網(wǎng)絡(luò)中一組受影響路徑的依賴于路徑容量的值之和，然后選擇得到最 大和的候選信道路徑，來選擇候選信道路徑。
I. Tomkos， D. Vogiatzis， C. Mas， I. Zacharopoulos， A. Tzanakaki， E. Varvarigos, Performance engineering of metropolitan area optical networks through impairment constraint routing, IEEE Optical Communications, pp. S40- S47， 2004年8月，演示了損傷約束選路對 于透明城域光網(wǎng)絡(luò)的性能工程的使用。特別是，這篇論文示出了阻塞 概率和不同網(wǎng)絡(luò)特性之間的關(guān)系，例如象跨越長度、放大器噪聲圖形、
比特率這樣的網(wǎng)絡(luò)特性，并提供有關(guān)要求實現(xiàn)可接受的網(wǎng)絡(luò)性能的系 統(tǒng)規(guī)范的信息。
在US2003 / 0016414中提出了考慮信號損傷的解決方案，其中通 過將波長延伸(wavelength reach)映射到導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)延伸增加的需求分 布(靈活的延伸)，執(zhí)行路徑選擇和對所選擇路徑的波長分配。當(dāng)在 線測量的性能數(shù)據(jù)用于路徑選擇和波長分配時，網(wǎng)絡(luò)延伸進一步增加。 連接可以通過優(yōu)化整個路徑的參數(shù)或各個路徑的再生 一段路徑的參數(shù) 單獨地進行設(shè)計/升級。升級包括改變波長、調(diào)整再生一段路徑的參 數(shù)、控制發(fā)射功率、將一定的發(fā)射機和/或接收機映射到各個波長， 選擇某一鏈接上的波長，以便減少串?dāng)_、增加波長的間隔等等。

發(fā)明內(nèi)容
本申請人已經(jīng)觀察到上述現(xiàn)有技術(shù)受幾種缺陷的影響。 對于LiBo等人的文章，K.Taira等人的文章和US 6,538,777,申
請人已經(jīng)觀察到所有這些文獻認識到可能的解決方案而沒有考慮信號
損傷。這在再生網(wǎng)絡(luò)，即具有OEO轉(zhuǎn)換器的網(wǎng)絡(luò)，中是可接受的， 但是也許在透明網(wǎng)絡(luò)，即沒有OEO轉(zhuǎn)換器的網(wǎng)絡(luò)，中是不適合的。
關(guān)于I.Tomkos等人的文章，本申請人已經(jīng)注意到選路算法是 基于取決于信號損傷和流量矩陣(應(yīng)當(dāng)被稱為"現(xiàn)有的")上的度量， 從而僅在緩慢變化的情景中保證最佳的性能。
與US2003/0016414聯(lián)系起來，本申請人已經(jīng)觀察到所提出的解 決方案也許在擁塞網(wǎng)絡(luò)中導(dǎo)致很高的阻塞概率，因為僅靠"后驗"確定 路徑的可行性，因此不能確保路徑的可行性。而且由于所采用的網(wǎng)絡(luò) 模型在所有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點上需要OEO轉(zhuǎn)換，不可能如此有效的減少成本。
本發(fā)明的目的是提供例如通過使OEO轉(zhuǎn)換器/或波長轉(zhuǎn)換器的 用量最小，使WDM半透明網(wǎng)絡(luò)的開發(fā)，特別是有價值的網(wǎng)絡(luò)資源的 利用，最優(yōu)化的動態(tài)選路，其從信號損傷的觀點來看保證路徑的可行 性，并足夠靈活的遵循可變流量模型和適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)拓樸的變化(例如， 新設(shè)備的配置)。
本發(fā)明實現(xiàn)這個目的是由于它涉及一種網(wǎng)絡(luò)的選路方法和實施這 樣的選路方法的網(wǎng)絡(luò)，如所附權(quán)利要求中限定的那樣。
特別是，本發(fā)明的選路方法通過執(zhí)行兩個階段取得了前述目的。 進行第一階段期間，每個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點收集關(guān)于例如象光纖、設(shè)備等的物 理特征這樣的網(wǎng)絡(luò)特征、包括節(jié)點類型、節(jié)點容量等的拓樸和度量信 息這樣的信息。根據(jù)此后所述的方法，被收集在專用數(shù)據(jù)庫上的這個 信息，可以至少被需要計算該網(wǎng)絡(luò)之內(nèi)的路由的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點使用。
從傳輸?shù)挠^點看，這樣的節(jié)點負責(zé)求出它們能夠達到而不用通過 再生節(jié)點的哪些其它網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，并求出哪些與這些其它網(wǎng)絡(luò)節(jié)點相連 的路徑是可行的。而且，為了確定再生節(jié)點通過其能夠彼此到達的路 徑，使用所收集的信息?；谒羞@些信息，每個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點能夠建立 一個涉及網(wǎng)絡(luò)節(jié)點本身、再生節(jié)點和它們之間的可行路徑的簡化的網(wǎng) 絡(luò)拓樸。這個簡化的網(wǎng)絡(luò)拓樸，在下面也被稱為"基本邏輯拓樸"，將 用作為加速根據(jù)需求進行的路徑搜索的出發(fā)點。 一旦執(zhí)行了這第 一 個階段，除非影響該簡化的網(wǎng)絡(luò)拓樸的嚴(yán)重變化(象節(jié)點拆除或新節(jié)點 的配置、信號損傷的變化等等類似的拓樸變化)在網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生。
在第二個階段期間，根據(jù)給定的準(zhǔn)則，接收將信號路由到另一個 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的請求的每個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點搜索去向另一個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的路徑。在 下面，接收選路請求的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點將被認為是源節(jié)點(或根節(jié)點)，信 號必須發(fā)送到的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點將被認為是目的節(jié)點。如果源節(jié)點能夠到達 目的節(jié)點而不通過再生節(jié)點(這個信息從第一個階段得知)，在第一 個階段期間，它簡單地從那些已經(jīng)搜索出來的路徑當(dāng)中選擇一條路徑。 如果源節(jié)點僅能夠通過再生節(jié)點到達目的節(jié)點，它使用第一個階段期 間計算出的基本的邏輯拓樸。目的節(jié)點和每個再生節(jié)點之間的關(guān)系被 加入到基本邏輯拓樸，然后根據(jù)載波的準(zhǔn)則搜索一條路徑。 一旦對每 個不同的所需目的節(jié)點，至少執(zhí)行了第二個階段一次。因為原則上， 僅在網(wǎng)絡(luò)建立期間涉及第 一 個階段，所以第 一 個階段期間集中了大部 分計算和一般大多數(shù)耗時的活動。在這樣的階段期間，耗時活動和因
此產(chǎn)生的一些延遲是可以接受的，而不影響整體的網(wǎng)絡(luò)性能。相反， 第二個階段必須盡可能快的迅速答復(fù)選路請求。通過本發(fā)明的方法達 到這個目的。
本發(fā)明因此涉及網(wǎng)絡(luò)的選路方法，特別是光通信網(wǎng)絡(luò)的選路方法， 其中至少部分地包括第一種類型的節(jié)點和第二種類型的節(jié)點，特別是
透明節(jié)點和再生節(jié)點。該方法首先包括構(gòu)造包括給定節(jié)點、所有第 二節(jié)點、給定節(jié)點和第二節(jié)點之間的第一路徑、每對第二節(jié)點之間的 第二路徑的簡化的網(wǎng)絡(luò)拓樸，其中第一和第二路徑僅通過第一節(jié)點并 具有可接受的貫穿成本(run-through cost);于是，如果給定的節(jié)點接 收指定僅通過第二節(jié)點可達的目的節(jié)點的選路請求，該方法包括通過 將目的節(jié)點和目的節(jié)點與第二節(jié)點之間的僅通過第一節(jié)點并具有可接
受的貫穿成本的第三種路徑加入這個簡化的網(wǎng)絡(luò)拓樸，構(gòu)造增強型的 網(wǎng)絡(luò)拓樸，在增強型的網(wǎng)絡(luò)拓樸中搜索從給定節(jié)點到目的節(jié)點的、具
有最低貫穿成本的路徑。
本發(fā)明的選路方法因此包括下列步驟 *對于在第一和第二節(jié)點之間的至少給定節(jié)點，搜索給定節(jié)點和 第二節(jié)點之間的、僅通過第一節(jié)點并具有與其相關(guān)的低于預(yù)定成本的
貫穿成本的第一組路徑；
*搜索包括每對第二節(jié)點之間的、僅通過第一節(jié)點并具有與其相 關(guān)的低于預(yù)定成本的貫穿成本的路徑的第二組路徑；
參構(gòu)造包括給定節(jié)點、所有第二節(jié)點、第一組路徑和第二組路徑 的簡化的網(wǎng)絡(luò)拓樸；
*在給定的節(jié)點接收指定在第一和第二節(jié)點之間的目的節(jié)點的 選路請求，以及
如果目的節(jié)點從給定節(jié)點僅通過第二節(jié)點是可達的
*通過將目的節(jié)點和包括在目的節(jié)點和第二節(jié)點之間的、僅通過 第一節(jié)點和具有與其相關(guān)的低于預(yù)定成本的貫穿成本的路徑的第三組 路徑加入簡化的網(wǎng)絡(luò)拓樸，來構(gòu)造增強型的網(wǎng)絡(luò)拓樸；以及
在增強型的網(wǎng)絡(luò)拓樸中搜索從給定節(jié)點到目的節(jié)點的、具有最 低貫穿成本的路徑。
該方法優(yōu)選地進一步包括
*搜索包括給定節(jié)點和第一節(jié)點之間的、僅通過第一節(jié)點并具有 與其相關(guān)的低于預(yù)定成本的貫穿成本的路徑的第四組路徑。
而且，如果所述目的節(jié)點從所述給定節(jié)點通過第四組路徑是可達 的，該方法可以進一步包括步驟
在第四組路徑中搜索從給定節(jié)點到目的節(jié)點的、具有最低貫穿 成本的路徑。
此外，如果目的節(jié)點從給定節(jié)點通過第四組路徑是可達的，該方 法可以包括
*在第四組路徑和增強型網(wǎng)絡(luò)拓樸中搜索從給定節(jié)點到目的節(jié) 點的、具有最低貫穿成本的路徑。
在第四組路徑和增強型網(wǎng)絡(luò)拓樸中搜索從給定節(jié)點到目的節(jié)點 的、具有最低貫穿成本的路徑的步驟可以包括
*在從給定節(jié)點到目的節(jié)點的具有最低貫穿成本的第四組路徑
中選擇路徑；
*選擇在增強型網(wǎng)絡(luò)拓樸中的從給定節(jié)點到目的節(jié)點的具有最 低貫穿成本的路徑，以及
將具有最低貫穿成本的第四組路徑中的路徑與具有最低貫穿 成本的增強型網(wǎng)絡(luò)拓樸中的路徑進行比較。
該方法可以進一步包括，在給定節(jié)點接收指定目的節(jié)點的選路請 求之后，檢測目的節(jié)點是否從給定節(jié)點通過第四組路徑是可達的。
每條路徑優(yōu)選地至少包括網(wǎng)絡(luò)傳輸資源，并且如果它包括至少一 個不可用的網(wǎng)絡(luò)傳輸資源，該方法可以進一步包括從增強型網(wǎng)絡(luò)拓樸 中排除路徑。
該方法優(yōu)選地也包括用第一組、第二組、第三組和第四組路徑中 的路徑對選路數(shù)據(jù)庫進行更新。 該方法可以進一步包括
*監(jiān)視該網(wǎng)絡(luò)以確定可能影響在簡化的網(wǎng)絡(luò)拓樸中的至少 一個 路徑的可用性的拓樸變化；
參如果確定了變化，對于給定節(jié)點重構(gòu)簡化的網(wǎng)絡(luò)拓樸。 可替換地或此外，該方法可以包括
*監(jiān)視該網(wǎng)絡(luò)以確定可能影響在增強型網(wǎng)絡(luò)拓樸中的至少一條 路徑的可用性的拓樸變化；以及
*如果確定這些變化，對于給定節(jié)點重構(gòu)增強型網(wǎng)絡(luò)拓樸。 該方法可以進一步包括
*監(jiān)視該網(wǎng)絡(luò)以確定可能影響在第四組路徑中的至少 一條路徑 的可用性的資源可用性變化。
該方法也優(yōu)選地包括步驟
*分析所述網(wǎng)絡(luò)以區(qū)別第一節(jié)點與第二節(jié)點。
而且，該方法也優(yōu)選地包括步驟
*分析該網(wǎng)絡(luò)以確定包括拓樸和與路徑相關(guān)的貫穿成本的網(wǎng)絡(luò) 特性。
在一個可能的實施例中，通過給定節(jié)點搜索第一組路徑、第二組路徑和第三組路徑。同樣可以通過給定節(jié)點搜索第四組路徑。
這里所考慮的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)選的是通信網(wǎng)絡(luò)，更優(yōu)選的是光通信網(wǎng)絡(luò)。
光通信網(wǎng)絡(luò)可以是波長交換的光通信網(wǎng)絡(luò)和所有第 一 節(jié)點和第二節(jié)點
可以被配置成轉(zhuǎn)換信號波長。
優(yōu)選地是，第一節(jié)點被配置成傳輸信號而不用再生，第二節(jié)點被
配置成需要再生地傳輸信號。
第一和笫二節(jié)點可以包括直接與客戶機設(shè)備連接的邊界節(jié)點，可
以對每個邊界節(jié)點執(zhí)行構(gòu)造簡化網(wǎng)絡(luò)拓樸的步驟。此外或可替換地， 可以對每個邊界節(jié)點執(zhí)行構(gòu)造增強型網(wǎng)絡(luò)拓樸的步驟。
貫穿成本更優(yōu)選地是信號損傷，預(yù)定成本更優(yōu)選地是最大可允許 的信號損傷。
本發(fā)明也涉及被配置成執(zhí)行前述選路方法的網(wǎng)絡(luò)。
該網(wǎng)絡(luò)更優(yōu)選地是通信網(wǎng)絡(luò)。第 一節(jié)點更優(yōu)選地是信號非再生節(jié) 點，第二節(jié)點更優(yōu)選地是信號再生節(jié)點。更優(yōu)選地是，通信網(wǎng)絡(luò)是光 通信網(wǎng)絡(luò)。更有甚者，光通信網(wǎng)絡(luò)是波長交換的光通信網(wǎng)絡(luò)，特別是
波分復(fù)用(WDM)或密集波分復(fù)用(DWDM)光通信網(wǎng)絡(luò)，其中第 一節(jié)點被配置成轉(zhuǎn)換信號波長而不用進行電子轉(zhuǎn)換，第二節(jié)點被配置 成通過輸入光信號的光/電/光轉(zhuǎn)換并再生電信號來轉(zhuǎn)換信號波長。
最終，本發(fā)明涉及包括適于執(zhí)行上面方法步驟的裝置的數(shù)據(jù)處理 系統(tǒng)，并涉及包括當(dāng)所述計算機程序在計算機系統(tǒng)上執(zhí)行時，執(zhí)行所 有上面方法步驟的指令的計算機程序。


為了更好地理解本發(fā)明，將參照附圖闡述試圖純粹通過例子而并 非解釋為限制于此的優(yōu)選實施例，其中
圖1示出的是半透明光網(wǎng)絡(luò)的基本結(jié)構(gòu)的方框圖； 圖2示出的是根據(jù)本發(fā)明的動態(tài)選路的第一個階段的流程圖； 圖3示出的是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的動態(tài)選路的第二個階段 的流程圖4示出的是根據(jù)本發(fā)明的一個不同實施例的動態(tài)選路的第二個 階段的流程圖5至圖13示出的是在本發(fā)明的動態(tài)選路的第一個和第二個階段 期間計算出的不同網(wǎng)絡(luò)圖形；以及
圖14至圖18示出的是在本發(fā)明的動態(tài)選路的第一個和第二個階 段期間計算出的不同表格。
具體實施例方式
下面提出的討論使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠進行和使用本發(fā)明。本領(lǐng) 域技術(shù)人員容易對這些實施例進行各種修改，在不違反本發(fā)明的精神 和范圍的前提下，這里的一般原理可以運用到其它的實施例和應(yīng)用中。 因此，本發(fā)明不試圖限制于所示出的這些實施例，而是要符合與這里 所附的權(quán)利要求所公開和定義的原理和特性相一致的最廣范圍。
現(xiàn)在將參照圖5中所示出類型的任意半透明網(wǎng)絡(luò)，即基于至少兩 個不同網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的半透明網(wǎng)絡(luò)200，闡述根據(jù)本發(fā)明的動態(tài)選路。兩 種類型的節(jié)點更優(yōu)選地是
-信號再生節(jié)點，或"不透明"節(jié)點，如圖5中的灰圓圏所示，并 用字母R來標(biāo)明；這些節(jié)點進行電信號再生并包括數(shù)字交叉連接交換 (cross-connect switch); 和
-"透明"節(jié)點，如圖5中的白圓圏所示，并用字母表中的其它字 母標(biāo)明；這些節(jié)點不能夠再生信號并包括光k交換。
特別是，光X交換是能夠改變信號波長(k)而不用進行電轉(zhuǎn)換的 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，而數(shù)字交叉連接交換是將電再生輸入光信號的能力加入到 光X交換能力的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。
在圖5所示的半透明網(wǎng)絡(luò)中，與透明節(jié)點和再生節(jié)點之間的區(qū)別 無關(guān)的是，節(jié)點也可以被分成兩類邊界節(jié)點和核心節(jié)點。邊界節(jié)點 與至少一個客戶機節(jié)點相連，而核心節(jié)點沒有與客戶機節(jié)點相連，為 此它們能夠具有邊界節(jié)點所具有的選路能力的子集。
客戶機節(jié)點例如是路由器，此后被稱為"客戶機設(shè)備"并用圖5中
的CE所表示。客戶機設(shè)備CE通過應(yīng)答機(沒有示出)與邊界節(jié)點 相連，其目的是使信號具有選路所需要的眾所周知的特征(發(fā)射功率、 調(diào)制格式、波長等等)。可替換地，可以進行透明的連接，但在這種 情形中邊界節(jié)點應(yīng)當(dāng)知道從客戶機設(shè)備所接收的信號特征。
系統(tǒng)200的節(jié)點通過由弧形表示的鏈接連接在一起。每個弧段連 接一對節(jié)點，這表示能夠傳輸一些波長的WDM或DWDM連接。在 這里所述的例子中，每個弧段與一對數(shù)字相關(guān)，其中第一個是表示沿 該弧段的所有信號損傷(即貫穿成本)的綜合的權(quán)重，而第二個數(shù)字 是該弧段的邏輯成本，例如，基于沿該弧段可用波長的個數(shù)和/或影 響載波的其它參數(shù)。
假定光k交換能夠改變信號的波長(即將輸入的波長轉(zhuǎn)換成不同 的輸出波長)而不進行電轉(zhuǎn)換，因為通過選路過程可以選擇路徑，同 時可以將波長分配問題減少為在源節(jié)點處可用的波長之間選擇任意波 長(例如，最先合適法)而引入許多靈活性。在較現(xiàn)實的情景中，只 有某些光交換(并且可能僅部分地)配備了波長轉(zhuǎn)換器(即，稀疏轉(zhuǎn) 換情景)，因此有必要以此方式選擇波長以便以最佳方式利用波長轉(zhuǎn) 換器，并減少阻塞概率?？梢钥紤]至少兩種可能的情景，即一種是節(jié) 點知道在每個鏈接中有多少波長和哪些波長可用， 一種是節(jié)點恰好知 道在每個鏈接中有多少波長可用。在第一種情形中，在文獻中有些已 知的方法用于識別沿路徑使用的最佳波長子集，同時在后一種情形中 可能通過信令，例如可以識別符合沿路徑的波長約束的 一組波長的用 于通用多協(xié)議標(biāo)簽交換(GMPLS)的流量工程中的資源預(yù)留協(xié)議 (RSVP-TE)，識別沿路徑使用的波長子集。
每個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點收集和傳播范圍可能從拓樸和度量到資源可用性的 選路信息。此外，必須考慮所有鏈接的信號損傷，以使得節(jié)點能夠在 半透明網(wǎng)絡(luò)中計算出可行的路徑。
如前所述，本發(fā)明動態(tài)選路包括兩個階段。在第一個階段期間， 網(wǎng)絡(luò)的每個節(jié)點(或，可能地，只是它們之中預(yù)定的子集)在網(wǎng)絡(luò)數(shù) 據(jù)庫DB中收集關(guān)于網(wǎng)絡(luò)特征的信息?；谒占男畔?，每個邊界
節(jié)點可以知道沿哪些路徑它能夠到達哪些其它(透明和再生)節(jié)點而 不用通過再生節(jié)點和哪些其它節(jié)點它不能到達。而且，邊界節(jié)點也知 道再生節(jié)點能夠彼此到達的途徑。基于這個信息，每個邊界節(jié)點建立 簡化的網(wǎng)絡(luò)拓樸，也被稱為涉及它自身、再生節(jié)點和它們之間可行的 路徑的"基本邏輯拓樸"。在網(wǎng)絡(luò)建立期間， 一旦執(zhí)行了這第一個階段， 每次系統(tǒng)中發(fā)生能夠影響上面節(jié)點關(guān)系的變化(拓樸變化、信號損傷 的變化等等)時可以更新這樣獲得的信息。盡管這里和下面假定只對 網(wǎng)絡(luò)的邊界節(jié)點執(zhí)行上面的有關(guān)基本邏輯拓樸構(gòu)造的階段，該系統(tǒng)也 能夠被配置成根據(jù)特殊采用的選路架構(gòu)通過其它各組節(jié)點進行這個階
段。而且，能夠理解的是可以通過節(jié)點本地執(zhí)行第一個階段的步驟， 或通過與這些節(jié)點通信的適當(dāng)配置的單元中心執(zhí)行。
在第二個階段期間，接收路由信號請求的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，即源節(jié)點， 計算朝向指定目的節(jié)點的路徑。如果源節(jié)點能夠到達目的節(jié)點而不用
再生(源節(jié)點從第一個階段得知這個信息)，它也許根據(jù)一定的載波 準(zhǔn)則(例如，最小擁塞路徑、最短路徑等等)在那些已經(jīng)在第一個階 段期間計算出的路徑中簡單地選擇路徑。如果源節(jié)點需要沿朝向目的
節(jié)點的路徑再生信號，它使用在第一個階段期間建立起來的基本邏輯 拓樸。將目的節(jié)點和每個再生節(jié)點之間的關(guān)系加入到基本邏輯拓樸， 然后根據(jù)載波準(zhǔn)則搜索路徑。
圖2和圖3示出的是涉及根據(jù)本發(fā)明的動態(tài)選路的流程圖，其中 圖2涉及動態(tài)選路的第一個階段，同時圖3涉及動態(tài)選路的第二個階 段。
正如以上所預(yù)料的那樣，根據(jù)本發(fā)明的動態(tài)選路可以在具有分布 式架構(gòu)一即在節(jié)點實施功能性(即選路、信令等等)的架構(gòu)一，集中 式架構(gòu)—即由使結(jié)果可用于選路操作的專用中央單元執(zhí)行所有步驟的 架構(gòu)—，或者混合架構(gòu)—即其中某些功能是分布式的而其它是集中式 的架構(gòu)—，的光網(wǎng)絡(luò)中實施。下面將參照分布式架構(gòu)進行描述，應(yīng)當(dāng)
理解的是所描述的可能通過集中式處理系統(tǒng)可替換地實現(xiàn)。
參照圖2，最初網(wǎng)絡(luò)節(jié)點收集涉及例如象光纖、設(shè)備等的信號損
傷這樣的網(wǎng)絡(luò)特征(10a)的信息(方框IO)，涉及例如象節(jié)點類型、 節(jié)點容量、鏈接類型、鏈接能力、節(jié)點之間的關(guān)系等等這樣的網(wǎng)絡(luò)拓 樸(10b)的信息，涉及例如象鏈接成本這樣的網(wǎng)絡(luò)度量(10c)的信 息，以及涉及資源可用性(10d)(例如波長和再生器)的信息。
當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)某些變化時，例如象新節(jié)點的配置或移除、波長和 /或再生器可用性的變化，每個參與選路過程的節(jié)點估計更新它的數(shù) 據(jù)庫DB的需要(方框20)，和如果需要進行更新(從方框20中的Y 離開)，它們用拓樸的變化更新數(shù)據(jù)庫DB并向網(wǎng)絡(luò)中的其它節(jié)點傳 播網(wǎng)絡(luò)的變化(方框30)。相反，如果不需要更新(從方框20的N 離開)，則什么也不用做。
如果數(shù)據(jù)庫DB已經(jīng)得到了更新，每個邊界節(jié)點估計重新計算包 括在選路數(shù)據(jù)庫RDB中的可行路徑列表的需要(方框40)。選路數(shù) 據(jù)庫RDB可以是集中式的，或分布式的；在本情形中，它是分布式 的。為了本發(fā)明的目的，如果路徑滿足信號損傷準(zhǔn)則且如果它不經(jīng)過 有價值的資源，即再生節(jié)點Ri,它就被認為是"可行的路徑"。這樣的 路徑因此不使用再生資源，為此它們能夠被劃分為透明路徑。在本步 驟中，因此，每個邊界節(jié)點估計網(wǎng)絡(luò)拓樸中的變化是否使當(dāng)前的可行 路徑列表失效。如果不是(從方框40中的N離開)，然后每個邊界 節(jié)點估計簡單更新選路數(shù)據(jù)庫RDB的便利(方框50)。如果是(從 方框50中的Y離開)，對選路數(shù)據(jù)庫RDB進行更新(方框100 )。 如果不(從方框50中的N離開)，什么也不用做。例如，當(dāng)在帶寬 可用性、再生可用性或鏈接失敗的簡單修改發(fā)生時，也許更新選路數(shù) 據(jù)庫RDB而不是完全重新計算它是便利的，因此節(jié)省處理資源。
當(dāng)新的選路信息要求重新計算選路數(shù)據(jù)庫RDB (從塊40中的Y 離開)時，每個邊界節(jié)點執(zhí)行下列的步驟
*根據(jù)所有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的類型，對它們進行分類，于是區(qū)別透明節(jié) 點(光X交換)與再生節(jié)點(數(shù)字交叉連接交換)(方框60)。圖18 示出的是列出所有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點和它們的拓樸的表；
對在考慮信號損傷的情況下邊界節(jié)點和再生節(jié)點能夠到達而
不用經(jīng)過有價值的資源的所有網(wǎng)絡(luò)節(jié)點進行搜索(方框70)，(例如， OEO再生節(jié)點Ri)且不會超過最大預(yù)定的信號損傷(貫穿成本)。 此后，這組節(jié)點將被稱為與所考慮的邊界或再生節(jié)點相關(guān)的"可達性 島"?？商鎿Q地，再生節(jié)點的"可達性島，，可以通過中心服務(wù)器被計算出 來，且將該結(jié)果提供給邊界節(jié)點。作為例子，圖6和圖7示出的分別 是與節(jié)點S和D相關(guān)的可達性島Is和Id(灰色區(qū)域)；在這兩個圖中， 與弧段相關(guān)的權(quán)重表示信號損傷，且假定沿路徑允許累積的權(quán)重的最 大值是8 (任意單位)。為簡單起見，僅示出了信號損傷的權(quán)重。不 同的參數(shù)或它們的組合可以用作為信號損傷權(quán)重(簡短的討論和某些 參考文獻的文摘在上面提到的I.Tomko等人的文章中示出)。這里所 示的方法與所釆用的權(quán)重?zé)o關(guān)。唯一要求是它們能夠被線性相加。圖 14示出的是列出了圖5的半透明網(wǎng)絡(luò)中屬于分別與節(jié)點S、 D和R3 相關(guān)的可達性島Is、 Id和Iju的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的表；
*對在邊界節(jié)點和與該邊界節(jié)點相關(guān)的可達性烏中每個其它節(jié) 點之間的可行路徑進行搜索，例如，使用窮舉算法或K-最短路徑算 法進行搜索(方框80)。因此，這些可行的路徑包括邊界節(jié)點和透明 節(jié)點之間的、僅通過第一節(jié)點和具有與之相關(guān)的低于預(yù)定成本(最大 可允許信號損傷)的貫穿成本的一組路徑和在邊界節(jié)點和再生節(jié)點之 間的、僅通過第一節(jié)點和具有與之相關(guān)的低于預(yù)定成本的貫穿成本的 另外一組路徑?？蛇x的是，對于與邊界節(jié)點相關(guān)的可達性島中的每個 節(jié)點，可以根據(jù)給定的準(zhǔn)則，例如通過跳數(shù)、波長可用性、波長轉(zhuǎn)換 數(shù)或它們的組合所定義的優(yōu)選載波度量，來安排可達的路徑。作為例 子，圖15示出的是列出在邊界節(jié)點S和圖6示出的可達性島Is中的 每個其它節(jié)點之間的所有可行路徑的表，其中對于每個目的節(jié)點，根 據(jù)優(yōu)選載波度量，例如如成本值所表明的跳數(shù)，來安排路徑；
*可選的是，每個邊界節(jié)點能夠為網(wǎng)絡(luò)中的每個其它邊界節(jié)點計 算可達性島，識別出在所計算的可達性島內(nèi)的再生節(jié)點，計算出在每 個可達性島內(nèi)的邊界節(jié)點和再生節(jié)點之間的所有可行的路徑(方框 85)。作為例子，圖10示出的是描述邊界節(jié)點D和可達性島Id中的
每個再生節(jié)點之間的所有可行路徑的圖，而圖16示出的是列出這些所 有可行的路徑的表，其中對于每個目的節(jié)點，根據(jù)跳數(shù)安排路徑；
*在半透明網(wǎng)絡(luò)中搜索在每對再生節(jié)點Ri， Rj之間所有可行路徑 (僅通過透明節(jié)點)的集合(方框90)。作為例子，圖8示出的是描 述半透明網(wǎng)絡(luò)200中的每對再生節(jié)點Ri， Rj之間所有可行路徑的圖， 而圖17示出的是列出這樣的所有可行路徑的表，其中對于每個目的節(jié) 點，根據(jù)跳數(shù)安排路徑；和
*用在前兩個步驟(或可選的三個步驟)中計算出的路徑對選路 數(shù)據(jù)庫RDB中的可行路徑列表進行更新(100)。
前文隱含的是當(dāng)建立系統(tǒng)時，第一次執(zhí)行前面從60到100的步驟 (隨后，每次必須重新計算可行路徑列表時都重復(fù))。
至于可達性島的計算，可以利用修改的Dijkstra算法選擇每個可 達性島中的節(jié)點，該修改的Dijkstra算法將網(wǎng)絡(luò)節(jié)點組織成樹結(jié)構(gòu)和 當(dāng)沿分枝累積的權(quán)重超過固定值(在所考慮的例子中設(shè)置為8個單位) 時，其中累積的權(quán)重表示該分枝的信號損傷，中斷該分枝。在運行該 算法之后，計算出的Dijkstra樹中的所有節(jié)點屬于可達性島，并且對 于所有這些節(jié)點，從源節(jié)點(例如節(jié)點S)至少存在一條可行路徑(從 傳輸?shù)挠^點來看)。
將圖5的半透明網(wǎng)絡(luò)劃分成與每個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點相關(guān)的可達性島，可 以減少可行路徑列表搜索中涉及的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點個數(shù)，因此也可以滿意的 性能應(yīng)用窮舉(不可伸縮的)算法。特別是，可以將每對網(wǎng)絡(luò)節(jié)點之 間可行路徑列表的搜索中涉及的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的個數(shù)減少到屬于與兩個網(wǎng) 絡(luò)節(jié)點相關(guān)的可達性島的交集的那些節(jié)點。可以執(zhí)行使兩個所考慮的 節(jié)點的可達性島相交的步驟，例如，在方框80、 85和90的搜索步驟 之前進行，因此其能夠被限制于所得到的相交區(qū)域。
在本發(fā)明的動態(tài)選路第一個階段結(jié)束時，每個邊界節(jié)點知道朝向 其可達性島內(nèi)的每個其它節(jié)點的所有可行路徑，在每對再生節(jié)點Rj， Rj之間的所有可行路徑，和可選地，在一般邊界節(jié)點和與該一般邊界 節(jié)點相關(guān)的可達性島內(nèi)的每個再生節(jié)點之間的所有可行路徑。
由于有了這個信息，每個邊界節(jié)點現(xiàn)在能夠建立基本的邏輯拓樸， 它比原始拓樸簡單并基于所考慮的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點本身、再生節(jié)點和它們之 間的關(guān)系(弧段)。每個邊界節(jié)點執(zhí)行相同的程序并獲得相應(yīng)的基本 邏輯拓樸。
作為例子，圖9示出的是從網(wǎng)絡(luò)200的邊界節(jié)點S的視點來看的 基本邏輯拓樸。特別是，圖9基于圖14、 15、 17和18的表。事實上， 圖14中的表示出的是再生節(jié)點R,， R2屬于源節(jié)點S的可達性島和因 此S可以經(jīng)過透明路徑(即不通過另一再生節(jié)點)到達再生節(jié)點Rn R2。圖18中的表高亮顯示不屬于源節(jié)點S的可達性島但必須加入到 基本邏輯拓樸的另一再生節(jié)點R3 (除R!， R2之外)。必須通過加入 再生節(jié)點(已經(jīng)在圖2的方框90中計算出來并在圖8中和圖17中的 對應(yīng)表中示出)之間和源節(jié)點和再生節(jié)點(已經(jīng)在圖2的方框80中計 算出來和在圖15中的表中示出)之間的關(guān)系來完成這個拓樸。
圖3示出的是根據(jù)本發(fā)明的實施例的、涉及動態(tài)選路的第二個階 段的流程圖，即搜索在接收選路請求的一般源節(jié)點S和一般目的節(jié)點 D之間經(jīng)過再生節(jié)點Rj和其它一般網(wǎng)絡(luò)節(jié)點Ni(A、 B、 C……)的 路徑。
如圖3所示，當(dāng)對節(jié)點S做出將信號路由到目的節(jié)點D的請求時， 即當(dāng)做出搜索源節(jié)點S和目的節(jié)點D之間的路徑的請求時(方框110 )， 具有或沒有約束，執(zhí)行路徑搜索的主要步驟是
*檢測目的節(jié)點D是否在與源節(jié)點S相關(guān)的可達性島Is之內(nèi)(方 框120 );
參如果不是(從方框120的N離開)，參照方框140執(zhí)行后面所 述的步驟；
*如果是(從方框120的Y離開)，基于載波度量和第一個階段 期間已經(jīng)計算出來的結(jié)果(方框80)，從存儲在選路數(shù)據(jù)庫RDB中 的可行路徑列表中挑選最佳的預(yù)先計算的路徑(如果可用的話)(方 框130)。這種情形沒有利用有價值的資源，即OEO再生節(jié)點，因此 在這個步驟期間，過程恰好沿著在第一個階段已經(jīng)計算出來的不同可 行路徑來檢驗資源的可用性；
*如果第一個階段期間還沒有完成，對與目的節(jié)點D相關(guān)的可達 性島Io內(nèi)的所有再生節(jié)點Rj進行搜索(方框140);
*對于與目的節(jié)點D相關(guān)的可達性島lD中的每個再生節(jié)點Ri， 確定從信號損傷的觀點來看是可行的、從再生節(jié)點Rj到目的節(jié)點D的 所有路徑集合而不利用有價值的資源(方框150)，即如果在第一個
階段期間還沒有完成，確定再生節(jié)點Rj和目的節(jié)點D之間的、僅通過 第一節(jié)點并具有與之相關(guān)的、低于最大可允許成本的貫穿成本的路徑。 作為例子，圖IO示出的是圖7中所示的網(wǎng)絡(luò)中再生節(jié)點R，、 R2及R3 和目的節(jié)點D之間的可行路徑；
基于基本邏輯拓樸，通過執(zhí)行下列步驟，建立網(wǎng)絡(luò)拓樸，此后 被稱為"增強型邏輯拓樸"或"增強型網(wǎng)絡(luò)拓樸"(方框160):
〇將目的節(jié)點D,與目的節(jié)點D相關(guān)的可達性島Id中的再生 節(jié)點Rj，和目的節(jié)點D和可達性島ID (圖10中的圖)中再生節(jié)點Rj 之間的路徑集合加入到與源節(jié)點S相關(guān)的基本邏輯拓樸中(圖9中的 圖)。圖11示出的是通過合并圖9和圖10中的圖所獲得的"增強型邏 輯拓樸"，其中節(jié)點S、 D、 R,、 R2和R3由包括一個或多個透明節(jié)點 的弧段所連接；
〇對于增強型邏輯拓樸中的每個弧段，識別沿該弧段的資源可用性； 以及
O如果沿弧段識別出不可用資源，去掉該弧段。具有不可用資源的
弧段在圖lla中用打點的虛線表示；
對于增強型邏輯拓樸中的每對節(jié)點，根據(jù)栽波度量，對與弧段 相關(guān)的最佳可用路徑進行搜索。圖12示出的是產(chǎn)生的增強型邏輯拓樸 和在源節(jié)點S和再生節(jié)點R!、 R2和&之間、在再生節(jié)點R，、議2和 R3之間和在再生節(jié)點R,、 112和議3和目的節(jié)點D之間的最佳所選路徑 (方框165);以及
*根據(jù)載波度量，選擇在增強型邏輯拓樸上的源節(jié)點S和目的節(jié) 點D之間的最佳路徑(如果有的話)(方框170)。這是一個利用有
價值資源，即OEO再生節(jié)點，的解決方案。圖13示出的是圖12的 增強型邏輯拓樸，其中在源節(jié)點S、再生節(jié)點R,、 R2和R3和目的節(jié) 點D之間的真實路徑(即包括中間節(jié)點的弧段)已經(jīng)被相應(yīng)的基本弧 段和成本所代替，其中在源節(jié)點S和目的節(jié)點D之間的最佳路徑(即 具有較低貫穿成本的路徑，在這種情形是通過R，的路徑)是用粗線所 表示的。如果目的節(jié)點D在與源節(jié)點S相關(guān)的可達性島Is之內(nèi)，在可 行路徑列表中所選擇(方框130)和在第一個階段期間計算出來(方 框80)的路徑和根據(jù)載波準(zhǔn)則在增強型邏輯拓樸中挑選的路徑(方框 170)之間選擇最佳路徑(方框180)。
圖4示出的是根據(jù)本發(fā)明的動態(tài)選路的第二個階段的不同實施例 的流程圖，這個實施例與參照如圖3所示的流程圖所述的前一個實施 例不同點只是在于如果目的節(jié)點D在與源節(jié)點S相關(guān)的可達性島Is 中(方框120 )且在選路數(shù)據(jù)庫RDB中存儲的路徑中對最佳預(yù)先計算 路徑的搜索是成功的(方框130),第二個階段結(jié)束而不執(zhí)行參照方 框140- 180前述的步驟。
本發(fā)明的優(yōu)點從前面的闡述中變得明顯。
特別是，本發(fā)明一個優(yōu)點在于它允許在考慮信號損傷和很少再生 節(jié)點可用的擁塞網(wǎng)絡(luò)中同樣也取得很低的阻塞(blocking)概率。
本發(fā)明的另 一優(yōu)點是處理在操作服務(wù)期間網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部節(jié)點和/或鏈 接個數(shù)的變化而不使選路方法失效的能力。這是例如所有那些選路架 構(gòu)中值得考慮的限制，該選路架構(gòu)基于為選路目的被分成透明島(通 過轉(zhuǎn)發(fā)器與光層的其它部分可選地隔離的地理規(guī)模受限的子網(wǎng))的網(wǎng) 絡(luò)。在這樣的網(wǎng)絡(luò)中，選路與網(wǎng)絡(luò)設(shè)計嚴(yán)格有關(guān)且難以在配置后不危 害選路原則的情況下修改其拓樸。
很清楚的是可以對本發(fā)明進行許多修改和變化，所有這些都落入 所附權(quán)利要求所定義的本發(fā)明范圍。
例如，在第二個階段，檢測目的節(jié)點D是否在與源節(jié)點S相關(guān)的 可達性島Is中的步驟(方框120),和在肯定的情況下，在可行路徑 列表中挑選最佳的預(yù)先計算的路徑(方框130)，能夠省略，且僅在
增強型邏輯拓樸中計算最佳路徑而不考慮節(jié)點D的位置。而且，盡管 已經(jīng)參照通信網(wǎng)絡(luò)公開了本發(fā)明，但是應(yīng)當(dāng)理解相同的技術(shù)可能應(yīng) 用于不同的情況中；特別是，它是在必須求出兩點之間的最短路由的 任何時候都能夠應(yīng)用的最優(yōu)化選路技術(shù)。其它可能的應(yīng)用是例如，通 過郵局(DHL、 UPS和類似的機構(gòu))的包裹傳遞，或芯片中的信號選 路，或道路流量規(guī)劃。 一般地，上述的信號損傷準(zhǔn)則可以被考慮為沿 所考慮的路徑的貫穿成本低于最大可允許貫穿成本的需求。
同樣應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明的方法可以應(yīng)用于包括第一種類型的節(jié)點 和第二種類型的節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)中任何預(yù)定的部分，特別是包括透明節(jié)點 和再生節(jié)點的光通信網(wǎng)絡(luò)。例如在局域網(wǎng)中可以應(yīng)用該方法。
權(quán)利要求
1.用于網(wǎng)絡(luò)的選路方法，所述網(wǎng)絡(luò)具有如下拓撲其中至少第一節(jié)點和第二節(jié)點通過鏈接連接在一起，所述第一節(jié)點具有與所述第二節(jié)點不同的屬性，所述鏈接形成用于所述選路的路徑并且所述路徑具有與之相關(guān)的各自貫穿成本，該方法包括●對于在所述第一和第二節(jié)點中的至少給定節(jié)點，搜索在所述給定節(jié)點和所述第二節(jié)點之間的、僅通過第一節(jié)點且具有與之相關(guān)的低于預(yù)定成本的貫穿成本的第一組路徑；●搜索包括每對第二節(jié)點之間的、僅通過第一節(jié)點且具有與之相關(guān)的低于所述預(yù)定成本的貫穿成本的路徑的第二組路徑；●構(gòu)造包括所述給定節(jié)點、所有所述第二節(jié)點、所述第一組路徑和所述第二組路徑的簡化的網(wǎng)絡(luò)拓撲；●在所述給定節(jié)點處接收指定在第一和第二節(jié)點中的目的節(jié)點的選路請求，以及如果所述目的節(jié)點從所述給定節(jié)點僅通過第二節(jié)點是可達的，則●通過將所述目的節(jié)點和包括所述目的節(jié)點和所述第二節(jié)點之間的僅通過第一節(jié)點并具有與之相關(guān)的低于所述預(yù)定成本的貫穿成本的路徑的第三組路徑加入到簡化的網(wǎng)絡(luò)拓撲，來構(gòu)造增強型網(wǎng)絡(luò)拓撲；以及●在所述增強型網(wǎng)絡(luò)拓撲中搜索從所述給定節(jié)點到所述目的節(jié)點的、具有最低貫穿成本的路徑。
2. 如權(quán)利要求l的方法，進一步包括 搜索包括在所述給定節(jié)點和所述第一節(jié)點之間的僅通過第一 節(jié)點且具有與之相關(guān)的低于預(yù)定成本的貫穿成本的路徑的第四組路 徑。
3. 如權(quán)利要求2的方法，其中，如果所述目的節(jié)點從所述給定節(jié) 點通過第四組中的路徑是可達的，則該方法包括*在所述第四組路徑中搜索從所述給定節(jié)點到所述目的節(jié)點的具有最低貫穿成本的路徑。
4. 如權(quán)利要求2的方法，其中，如果所述目的節(jié)點從所述給定節(jié) 點通過第四組中的路徑是可達的，則該方法包括 在所述第四組路徑和所述增強型網(wǎng)絡(luò)拓樸中搜索從所述給定 節(jié)點到所述目的節(jié)點的具有最低貫穿成本的路徑。
5. 如權(quán)利要求4的方法，其中，在所述第四組路徑和所述增強型 網(wǎng)絡(luò)拓樸中搜索從所述給定節(jié)點到所述目的節(jié)點的具有最低貫穿成本 的路徑包括*在所述第四組路徑中選擇從所述給定節(jié)點到所述目的節(jié)點的 具有最低貫穿成本的路徑；*在增強型網(wǎng)絡(luò)拓樸中選擇從所述給定節(jié)點到所述目的節(jié)點的 具有最低貫穿成本的路徑，以及 將所述第四組路徑中具有最低貫穿成本的路徑與增強型網(wǎng)絡(luò) 拓樸中具有最低貫穿成本的路徑進行比較。
6. 如權(quán)利要求2至5中的任何一個的方法，進一步包括在所述 給定節(jié)點接收到指定目的節(jié)點的選路請求之后，檢測所述目的節(jié)點是 否從所述給定節(jié)點通過第四組中的路徑是可達的。
7. 如前面權(quán)利要求中的任何一個的方法，其中每個路徑至少包括 網(wǎng)絡(luò)傳輸資源，并且如果路徑至少包括不可用的網(wǎng)絡(luò)傳輸資源，則該 方法進一步包括從所述增強型網(wǎng)絡(luò)拓樸中排除該路徑。
8. 如權(quán)利要求2至5中的任何一個的方法，進一步包括 參用所述第一組、第二組、第三組和第四組路徑中的路徑對選路數(shù)據(jù)庫進行更新。
9. 如前面權(quán)利要求中的任何一個的方法，進一步包括 監(jiān)視所述網(wǎng)絡(luò)以確定所述拓樸中的可能影響所述簡化的網(wǎng)絡(luò) 拓樸中的至少一條路徑的可用性的變化；以及*如果確定了所述變化，則對于所述給定節(jié)點重新構(gòu)造簡化的網(wǎng) 絡(luò)拓樸。
10. 如前面權(quán)利要求中的任何一個的方法，進一步包括*監(jiān)視所述網(wǎng)絡(luò)以確定所述拓樸中的可能影響所述增強型網(wǎng)絡(luò)拓樸中的至少一條路徑的可用性的變化；以及*如果確定了所述變化，對于所述給定節(jié)點重新構(gòu)造增強型網(wǎng)絡(luò) 拓樸。
11. 如權(quán)利要求2-5中的任何一個的方法，其中每條路徑至少包 括網(wǎng)絡(luò)傳輸資源且該方法進一步包括*監(jiān)視所述網(wǎng)絡(luò)以確定資源可用性中的可能影響所述第四組路 徑中的至少一條路徑的可用性的變化。
12. 如前面權(quán)利要求中的任何一個的方法，進一步包括*對所述網(wǎng)絡(luò)進行分析以區(qū)別所述第一節(jié)點和所述第二節(jié)點。
13. 如前面權(quán)利要求中的任何一個的方法，進一步包括* 分析所述網(wǎng)絡(luò)以確定包括所述拓樸和所述與路徑相關(guān)的貫穿 成本的網(wǎng)絡(luò)屬性。
14. 如前面權(quán)利要求中的任何 一個的方法，其中由所述給定節(jié)點搜 索所述第一組路徑、所述第二組路徑和所述第三組路徑。
15. 如前面權(quán)利要求中的任何一個的方法，其中由所述給定節(jié)點搜 索所述第四組路徑。
16. 如前面權(quán)利要求中的任何一個的方法，其中所述網(wǎng)絡(luò)是通信網(wǎng)絡(luò)。
17. 如權(quán)利要求16的方法，其中所述通信網(wǎng)絡(luò)是光通信網(wǎng)絡(luò)。
18. 如權(quán)利要求17的方法，其中所述光通信網(wǎng)絡(luò)是波長交換光通 信網(wǎng)絡(luò)，且所有所述第一和第二節(jié)點被配置成轉(zhuǎn)換信號波長。
19. 如權(quán)利要求17或18的方法，其中所述第一節(jié)點被配置成傳輸 信號而不用再生，所述第二節(jié)點被配置成傳輸信號且需要再生。
20. 如權(quán)利要求16至19中的任何一個的方法，其中所述第一和第 二節(jié)點包括直接與客戶機設(shè)備相連的邊界節(jié)點，并且其中，對每個所 述邊界節(jié)點執(zhí)行構(gòu)造簡化的網(wǎng)絡(luò)拓樸的步驟。
21. 如權(quán)利要求16至20中的任何一個的方法，其中所述第 一和第 二節(jié)點包括直接與客戶機設(shè)備相連的邊界節(jié)點，并且其中，對每個所述邊界節(jié)點執(zhí)行構(gòu)造增強型網(wǎng)絡(luò)拓樸的步驟。
22. 如權(quán)利要求16至21中的任何一個的方法，其中所述貫穿成本 是信號損傷且所述預(yù)定成本是最大可允許的信號損傷。
23. —種具有如下拓樸的網(wǎng)絡(luò)其中第一節(jié)點和第二節(jié)點通過鏈接 連接在一起，所述第一節(jié)點具有與所述第二節(jié)點不同的屬性，所述網(wǎng) 絡(luò)被配置成執(zhí)行根據(jù)前面權(quán)利要求中的任何一個的選路方法。
24. 如權(quán)利要求23的網(wǎng)絡(luò)，其中所述網(wǎng)絡(luò)是通信網(wǎng)絡(luò)，所述第一 節(jié)點是信號非再生節(jié)點，而所述第二節(jié)點是信號再生節(jié)點。
25. 如權(quán)利要求24的網(wǎng)絡(luò)，其中所述通信網(wǎng)絡(luò)是光通信網(wǎng)絡(luò)。
26. 如權(quán)利要求25的網(wǎng)絡(luò)，其中所述光通信網(wǎng)絡(luò)是波長交換光通 信網(wǎng)絡(luò)，特別是波分復(fù)用(WDM)或密集波分復(fù)用(DWDM)光通 信網(wǎng)絡(luò)，所述第一節(jié)點被配置成轉(zhuǎn)換信號波長而不用進行電轉(zhuǎn)換，而 所述第二節(jié)點被配置成通過輸入光信號的光/電/光轉(zhuǎn)換來轉(zhuǎn)換信號 波長并再生電信號。
27. —種數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，包括適于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1至22中的 任何一個的方法的步驟的裝置。
28. —種計算機程序，包括當(dāng)所述計算機程序在計算機系統(tǒng)上運行 時，執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1至22中的任何一個的方法的所有步驟的指令。
全文摘要
一種用于包括第一種類型的節(jié)點和第二種類型的節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)的選路方法，特別是用于包括透明節(jié)點和再生節(jié)點的光通信網(wǎng)絡(luò)的選路方法，該方法包括構(gòu)造包括給定節(jié)點(S)、第二節(jié)點(R_i)、在給定節(jié)點和第二節(jié)點之間的第一路徑和每對第二節(jié)點之間的第二路徑的簡化的網(wǎng)絡(luò)拓撲，其中第一和第二路徑僅通過第一節(jié)點并具有可接受的貫穿成本，并且如果給定節(jié)點接收到指定僅通過第二節(jié)點可到達的目的節(jié)點(D)的選路請求，通過將目的節(jié)點和在目的節(jié)點和第二節(jié)點之間的僅通過第一節(jié)點并具有可接受的貫穿成本的第三路徑加入到簡化的網(wǎng)絡(luò)拓撲，來構(gòu)造增強型網(wǎng)絡(luò)拓撲，并且在增強型網(wǎng)絡(luò)拓撲中對從給定節(jié)點到目的節(jié)點的具有最低貫穿成本的路徑進行搜索。
文檔編號H04J14/02GK101361306SQ200580052498
公開日2009年2月4日 申請日期2005年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月29日
發(fā)明者A·達歷山德羅, R·莫羅, V·索爾摩恩·桑特斯 申請人:意大利電信股份公司