本發(fā)明涉及光信號(hào)質(zhì)量領(lǐng)域，特別是涉及光網(wǎng)絡(luò)的選路波長(zhǎng)分配方法。
背景技術(shù)：
光傳輸時(shí),在物理層傳輸質(zhì)量會(huì)惡化，需對(duì)信號(hào)進(jìn)行再生，才能避免信號(hào)連接失敗，因此需在光傳輸過程中，保證傳輸質(zhì)量。
采用超長(zhǎng)距離系統(tǒng)可以減少電再生站、光放站的數(shù)量、延伸光放站之間的距離，有效降低系統(tǒng)成本。半透明光網(wǎng)絡(luò)利用超長(zhǎng)距離系統(tǒng)和透明光節(jié)點(diǎn)來構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)，容許網(wǎng)絡(luò)中存在少量的光電轉(zhuǎn)換設(shè)備，并以此來清除傳輸損傷積累，使光信號(hào)能夠傳輸距離足夠遠(yuǎn)。光信號(hào)通過光電轉(zhuǎn)換設(shè)備恢復(fù)信號(hào)質(zhì)量存在再生代價(jià)，因此光路應(yīng)通過盡量少地通過信號(hào)再生來恢復(fù)信號(hào)質(zhì)量。為保證光信號(hào)質(zhì)量可以通過信號(hào)再生恢復(fù)傳輸質(zhì)量，需要光信號(hào)在進(jìn)行信號(hào)再生前信號(hào)質(zhì)量在可接受范圍內(nèi)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明提供光網(wǎng)絡(luò)的選路波長(zhǎng)分配方法，解決光信號(hào)再生前信號(hào)質(zhì)量差的問題。
本發(fā)明通過以下技術(shù)方案解決上述問題：
光網(wǎng)絡(luò)的選路與波長(zhǎng)分配方法：
(1)建立邏輯虛拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)：
1)從物理網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)中找出環(huán)與環(huán)之間的交點(diǎn)，在每個(gè)環(huán)上節(jié)點(diǎn)的交點(diǎn)信息上產(chǎn)生一系列??；
2)根據(jù)步驟1)中的交點(diǎn)和弧構(gòu)建虛節(jié)點(diǎn)和虛路徑，虛節(jié)點(diǎn)與交點(diǎn)一一對(duì)應(yīng),虛路徑與弧一一對(duì)應(yīng)，交點(diǎn)和弧的連接關(guān)系映射成虛節(jié)點(diǎn)與虛路徑的連接關(guān)系；
3)當(dāng)業(yè)務(wù)源節(jié)點(diǎn)或目的節(jié)點(diǎn)不為交點(diǎn)且在環(huán)上時(shí)，更新虛節(jié)點(diǎn)、虛路徑以及虛節(jié)點(diǎn)與虛路徑的連接關(guān)系。
(2)邏輯虛拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)的選路：
根據(jù)源目節(jié)點(diǎn)的信息更新邏輯虛拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)，運(yùn)用最短路算法計(jì)算邏輯虛拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)的路徑，對(duì)虛路徑進(jìn)行權(quán)重設(shè)置，在虛路徑權(quán)重相同的情況下， 選擇經(jīng)過物理路徑跳數(shù)小的虛路徑，將該虛路徑還原成物理網(wǎng)絡(luò)中的物理路徑，實(shí)現(xiàn)在邏輯虛拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)下的選路；
(3)對(duì)所選光路分配波長(zhǎng)：求虛路徑上所有物理鏈路在它們所屬環(huán)上的可用資源的交集，就是對(duì)應(yīng)虛路徑的可用波長(zhǎng)集合，可保證虛擬鏈路經(jīng)過的所有物理鏈路滿足波長(zhǎng)一致性的要求；將波長(zhǎng)利用率作為虛連接的權(quán)重，實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡；設(shè)置權(quán)重后，在邏輯虛拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)采用最小路徑法得到虛路徑，將虛路徑轉(zhuǎn)換為物理網(wǎng)絡(luò)中的路徑，在虛路徑經(jīng)過的虛路徑的可用波長(zhǎng)集合中選取第一個(gè)波長(zhǎng)分配給虛路徑對(duì)應(yīng)的物理鏈路，即首次合適算法。
上述方案中，步驟1)中，同環(huán)上不同的交點(diǎn)與交點(diǎn)之間生成弧，且每個(gè)環(huán)上的兩個(gè)交點(diǎn)之間的弧都有兩條。
上述方案中，步驟(2)中，虛路徑對(duì)應(yīng)的物理路徑是另一條虛路徑對(duì)應(yīng)的物理路徑的一部分，則兩條路徑的權(quán)重和不相等。
上述方案中，步驟(2)中，當(dāng)兩條虛路徑權(quán)重相同時(shí)，選擇經(jīng)過的物理路徑跳數(shù)小的虛路徑。
上述方案中，步驟(2)中，根據(jù)物理網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建輔助圖，批量業(yè)務(wù)到達(dá)后，對(duì)每項(xiàng)業(yè)務(wù)進(jìn)行計(jì)算，根據(jù)業(yè)務(wù)源節(jié)點(diǎn)更新邏輯虛拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)、進(jìn)行權(quán)重設(shè)計(jì)、業(yè)務(wù)選路分配資源、還原輔助圖。
上述方案中，步驟(3)用于減少過環(huán)數(shù)目，在同環(huán)上滿足波長(zhǎng)連續(xù)性。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下特點(diǎn)：
在環(huán)之間的交點(diǎn)具有信號(hào)再生能力的條件下進(jìn)行選路和波長(zhǎng)分配，基于邏輯虛拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)，使選路路徑經(jīng)過盡量少的再生節(jié)點(diǎn)，使選路路徑過環(huán)數(shù)目最少，并以首次合適算法進(jìn)行波長(zhǎng)分配，以解決光信號(hào)再生前信號(hào)質(zhì)量差的問題。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但本發(fā)明并不局限于這些實(shí)施例。
光網(wǎng)絡(luò)上承載著多個(gè)互相連接組成的環(huán)，網(wǎng)絡(luò)上的節(jié)點(diǎn)包括交點(diǎn)和非交點(diǎn)。非交點(diǎn)的一個(gè)接口與其相鄰的2個(gè)節(jié)點(diǎn)連接，另一個(gè)接口負(fù)責(zé)本地節(jié)點(diǎn)流量的進(jìn)出。不透明技術(shù)采用電交換進(jìn)行交叉連接，信號(hào)在交換前先由光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)并在交換后再轉(zhuǎn)換為光信號(hào)，不透明技術(shù)具有波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換能力，本發(fā)明交點(diǎn)上的光交叉連接器采用不透明技術(shù)。
當(dāng)網(wǎng)絡(luò)上承載著多個(gè)環(huán)，且交點(diǎn)具有信號(hào)再生能力時(shí)，只要任意單個(gè) 環(huán)上的光路在無信號(hào)再生的條件下保證其傳輸質(zhì)量滿足要求，即使源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)不在相同環(huán)上，光路將通過環(huán)之間的交點(diǎn)恢復(fù)信號(hào)質(zhì)量。為減小再生代價(jià)，建立的光路應(yīng)通過盡量少的信號(hào)再生設(shè)備，即過環(huán)數(shù)目應(yīng)該盡量少。為使得過環(huán)數(shù)目盡量少，需使用選路算法感知網(wǎng)絡(luò)中環(huán)的組成結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行有效控制。本發(fā)明提供一種算法，將物理網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為邏輯虛拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并實(shí)現(xiàn)選路和波長(zhǎng)匹配。
光網(wǎng)絡(luò)的選路與波長(zhǎng)分配方法:
(1)建立邏輯虛拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)：
1)從物理網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)中找出環(huán)與環(huán)之間的交點(diǎn)，在每個(gè)環(huán)上節(jié)點(diǎn)的交點(diǎn)信息上產(chǎn)生一系列??；
2)根據(jù)步驟1)中的交點(diǎn)和弧構(gòu)建虛節(jié)點(diǎn)和虛路徑，虛節(jié)點(diǎn)與交點(diǎn)一一對(duì)應(yīng),虛路徑與弧一一對(duì)應(yīng)，交點(diǎn)和弧的連接關(guān)系映射成虛節(jié)點(diǎn)與虛路徑的連接關(guān)系；
3)當(dāng)業(yè)務(wù)源節(jié)點(diǎn)或目的節(jié)點(diǎn)不為交點(diǎn)且在環(huán)上時(shí)，更新虛節(jié)點(diǎn)、虛路徑以及虛節(jié)點(diǎn)與虛路徑的連接關(guān)系。
(2)邏輯虛拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)的選路：
根據(jù)源目節(jié)點(diǎn)的信息更新邏輯虛拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)，運(yùn)用最短路算法計(jì)算邏輯虛拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)的路徑，對(duì)虛路徑進(jìn)行權(quán)重設(shè)置，在虛路徑權(quán)重相同的情況下，選擇經(jīng)過物理路徑跳數(shù)小的虛路徑，將該虛路徑還原成物理網(wǎng)絡(luò)中的物理路徑，實(shí)現(xiàn)在邏輯虛拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)下的選路；
(3)對(duì)所選光路分配波長(zhǎng)：求虛路徑上所有物理鏈路在它們所屬環(huán)上的可用資源的交集，就是對(duì)應(yīng)虛路徑的可用波長(zhǎng)集合，可保證虛擬鏈路經(jīng)過的所有物理鏈路滿足波長(zhǎng)一致性的要求；將波長(zhǎng)利用率作為虛連接的權(quán)重，實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡；設(shè)置權(quán)重后，在邏輯虛拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)采用最小路徑法得到虛路徑，將虛路徑轉(zhuǎn)換為物理網(wǎng)絡(luò)中的路徑，在虛路徑經(jīng)過的虛路徑的可用波長(zhǎng)集合中選取第一個(gè)波長(zhǎng)分配給虛路徑對(duì)應(yīng)的物理鏈路，即首次合適算法。
建立邏輯虛拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)的步驟1)中，同環(huán)上不同的交點(diǎn)與交點(diǎn)之間才能生成弧，且每個(gè)環(huán)上的兩個(gè)交點(diǎn)之間的弧都有兩條。
步驟(2)，是為計(jì)算出過環(huán)數(shù)目最少的物理路徑，同時(shí)也是為了避免成環(huán)。如果虛路徑對(duì)應(yīng)的物理路徑是另一條虛路徑對(duì)應(yīng)的物理路徑的一部分，則兩條路徑的權(quán)重和必然不相等。當(dāng)虛路徑權(quán)重相同時(shí)，選擇經(jīng)過的物理路徑跳數(shù)小的虛路徑。最短路算法運(yùn)用雙權(quán)重疊加的方法，且兩種權(quán)重的大小不在一個(gè)數(shù)量級(jí)上，主要的權(quán)重值遠(yuǎn)大于次重要的權(quán)重值。步驟(2)，根據(jù)物理網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建輔助圖，批量業(yè)務(wù)到達(dá)后，對(duì)每項(xiàng)業(yè)務(wù)進(jìn)行計(jì) 算，根據(jù)業(yè)務(wù)源節(jié)點(diǎn)更新邏輯虛拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)、進(jìn)行權(quán)重設(shè)計(jì)、業(yè)務(wù)選路分配資源、還原輔助圖。
步驟(3)主要用于減少過環(huán)數(shù)目。信號(hào)在交點(diǎn)處進(jìn)行再生，即交點(diǎn)具有波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換能力，因此只需在同環(huán)上滿足波長(zhǎng)連續(xù)性要求。在步驟(2)中進(jìn)行權(quán)重計(jì)算時(shí)考慮波長(zhǎng)連續(xù)性。