一種彈性光網(wǎng)絡(luò)保護(hù)方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種彈性光網(wǎng)絡(luò)保護(hù)方法和系統(tǒng)，所述方法基于彈性光網(wǎng)絡(luò)的頻譜約束條件及整個(gè)網(wǎng)絡(luò)所需的備用容量和鏈路上使用的頻率間隙數(shù)目最小化原則，預(yù)先建立利用p-Cycle技術(shù)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)保護(hù)的最優(yōu)保護(hù)模型，并依據(jù)該模型在彈性光網(wǎng)絡(luò)中配置多個(gè)p-Cycle，后續(xù)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)鏈路故障時(shí)，可通過(guò)為故障鏈路選擇合適的p-Cycle實(shí)現(xiàn)故障恢復(fù)。相較于環(huán)恢復(fù)技術(shù)，p-Cycle保護(hù)技術(shù)可以為圈上鏈路以及跨接鏈路提供保護(hù)，即p-Cycle保護(hù)技術(shù)在同等條件下擴(kuò)大了被保護(hù)的工作容量的范圍。因此，本發(fā)明采用p-Cycle保護(hù)技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)利用更少的空閑資源進(jìn)行彈性光網(wǎng)絡(luò)的快速保護(hù)，降低了網(wǎng)絡(luò)保護(hù)所需的備用容量，減小了帶寬。
【專利說(shuō)明】一種彈性光網(wǎng)絡(luò)保護(hù)方法和系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于網(wǎng)絡(luò)通信鏈路保護(hù)和恢復(fù)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種彈性光網(wǎng)絡(luò)保護(hù)方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，彈性光網(wǎng)絡(luò)由于其靈活的帶寬分配以及較高的光纖光譜利用效率而得到很大關(guān)注。
[0003]彈性光網(wǎng)絡(luò)承載了大量的通信量，任何網(wǎng)絡(luò)故障，例如光纖斷裂等，都會(huì)導(dǎo)致大量通信量被影響，因此，對(duì)彈性光網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)保護(hù)、及時(shí)對(duì)中斷的通信鏈路進(jìn)行恢復(fù)尤為重要。當(dāng)前，主要采用環(huán)恢復(fù)技術(shù)對(duì)彈性光網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)保護(hù)和恢復(fù)，該技術(shù)采用在網(wǎng)絡(luò)中預(yù)先配置的保護(hù)圈或保護(hù)環(huán)為圈上(保護(hù)圈)鏈路提供保護(hù)和故障恢復(fù)服務(wù)。
[0004]然而，環(huán)恢復(fù)技術(shù)由于僅能為圈上鏈路提供故障恢復(fù)服務(wù)，而導(dǎo)致其需要使用較多的備用容量及較高的帶寬。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種彈性光網(wǎng)絡(luò)保護(hù)方法和系統(tǒng)，以克服上述問(wèn)題，降低網(wǎng)絡(luò)保護(hù)所需的備用容量，減小帶寬。
[0006]為此，本發(fā)明公開(kāi)如下技術(shù)方案:
[0007]一種彈性光網(wǎng)絡(luò)保護(hù)方法，包括:
[0008]基于彈性光網(wǎng)絡(luò)的頻譜約束條件，以及彈性光網(wǎng)絡(luò)所需的備用容量和網(wǎng)絡(luò)鏈路上使用的頻率間隙數(shù)目最小化這一原則，預(yù)先建立利用P-Cycle保護(hù)技術(shù)對(duì)彈性光網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行鏈路保護(hù)和故障恢復(fù)的最優(yōu)保護(hù)模型；
[0009]依據(jù)所述最優(yōu)保護(hù)模型，預(yù)先在彈性光網(wǎng)絡(luò)中配置實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)保護(hù)和故障恢復(fù)所需的N個(gè)p-Cycle，其中，所述N為不小于I的自然數(shù)；
[0010]在所述彈性光網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)鏈路故障時(shí)，依據(jù)所述最優(yōu)保護(hù)模型，為故障鏈路選擇合適的 p-Cycle ；
[0011]利用選擇的所述P-Cycle對(duì)所述故障鏈路進(jìn)行故障恢復(fù)。
[0012]上述方法，優(yōu)選的，所述頻譜約束條件包括頻譜連續(xù)性的約束條件和頻譜相鄰性的約束條件。
[0013]上述方法，優(yōu)選的，所述最優(yōu)保護(hù)模型具體為整數(shù)線性規(guī)劃ILP模型，所述ILP模型包括:目標(biāo)公式、限制條件以及所需的相關(guān)集合、參數(shù)和變量。
[0014]上述方法，優(yōu)選的，還包括:
[0015]在沒(méi)有充足的帶寬來(lái)保證完全的故障恢復(fù)時(shí)，采用帶寬壓縮恢復(fù)BSR技術(shù)對(duì)所述故障鏈路進(jìn)行部分恢復(fù)。
[0016]一種彈性光網(wǎng)絡(luò)保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，包括模型建立模塊、保護(hù)圈配置模塊、保護(hù)路徑選擇模塊以及故障恢復(fù)模塊，其中:[0017]所述模型建立模塊，用于基于彈性光網(wǎng)絡(luò)的頻譜約束條件，以及彈性光網(wǎng)絡(luò)所需的備用容量和網(wǎng)絡(luò)鏈路上使用的頻率間隙數(shù)目最小化這一原則，預(yù)先建立利用P-Cycle保護(hù)技術(shù)對(duì)彈性光網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行鏈路保護(hù)和故障恢復(fù)的最優(yōu)保護(hù)模型；
[0018]所述保護(hù)圈配置模塊，用于依據(jù)所述最優(yōu)保護(hù)模型，預(yù)先在彈性光網(wǎng)絡(luò)中配置實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)保護(hù)和故障恢復(fù)所需的N個(gè)p-Cycle，其中，所述N為不小于I的自然數(shù)；
[0019]所述保護(hù)路徑選擇模塊，用于在所述彈性光網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)鏈路故障時(shí)，依據(jù)所述最優(yōu)保護(hù)模型，為故障鏈路選擇合適的P-Cycle ；
[0020]所述故障恢復(fù)模塊，用于利用選擇的所述p-Cycle對(duì)所述故障鏈路進(jìn)行故障恢復(fù)。
[0021]上述系統(tǒng)，優(yōu)選的，還包括:
[0022]部分故障恢復(fù)模塊，用于在沒(méi)有充足的帶寬來(lái)保證完全的故障恢復(fù)時(shí)，采用帶寬壓縮恢復(fù)BSR技術(shù)對(duì)所述故障鏈路進(jìn)行部分恢復(fù)。
[0023]本發(fā)明實(shí)施例提供的彈性光網(wǎng)絡(luò)保護(hù)方法，基于彈性光網(wǎng)絡(luò)的頻譜約束條件，以及整個(gè)網(wǎng)絡(luò)所需的備用容量和鏈路上使用的頻率間隙數(shù)目最小化這一原則，預(yù)先建立利用P-Cycle保護(hù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)鏈路保護(hù)的最優(yōu)保護(hù)模型，并依據(jù)該最優(yōu)保護(hù)模型在彈性光網(wǎng)絡(luò)中配置多個(gè)P-CycIe，從而，后續(xù)在網(wǎng)絡(luò)鏈路出現(xiàn)故障時(shí)，可從配置的多個(gè)p-CycIe中為故障鏈路選擇合適的P-Cycle實(shí)現(xiàn)故障恢復(fù)。可見(jiàn)，本發(fā)明將p-Cycle保護(hù)技術(shù)應(yīng)用在彈性光網(wǎng)絡(luò)中，區(qū)別于環(huán)恢復(fù)技術(shù)僅能為圈上鏈路提供保護(hù)的特點(diǎn)，P-Cycle保護(hù)技術(shù)可以為圈上鏈路和跨接鏈路提供鏈路保護(hù)和故障恢復(fù)服務(wù)，即P-Cycle保護(hù)技術(shù)在同等條件下擴(kuò)大了被保護(hù)的工作容量(鏈路)的范圍。
[0024]因此，相較于現(xiàn)有的環(huán)恢復(fù)技術(shù)，本發(fā)明采用P-Cycle保護(hù)技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)利用更少的空閑資源進(jìn)行彈性光網(wǎng)絡(luò)的快速保護(hù)，降低了網(wǎng)絡(luò)保護(hù)所需的備用容量，減小了帶寬。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0025]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0026]圖1是本發(fā)明實(shí)施例一公開(kāi)的彈性光網(wǎng)絡(luò)保護(hù)方法的一種流程圖；
[0027]圖2是本發(fā)明實(shí)施例一公開(kāi)的基于P-Cycle保護(hù)技術(shù)的彈性光網(wǎng)絡(luò)的示例圖；
[0028]圖3是本發(fā)明實(shí)施例二公開(kāi)的彈性光網(wǎng)絡(luò)保護(hù)方法的另一種流程圖；
[0029]圖4是本發(fā)明實(shí)施例二公開(kāi)的具有BSR的基于P-Cycle保護(hù)技術(shù)的彈性光網(wǎng)絡(luò)示例圖；
[0030]圖5是本發(fā)明實(shí)施例三公開(kāi)的SmallNet網(wǎng)絡(luò)示意圖；
[0031]圖6是本發(fā)明實(shí)施例三公開(kāi)的C0ST239網(wǎng)絡(luò)示意圖；
[0032]圖7是本發(fā)明實(shí)施例三公開(kāi)的完全恢復(fù)情況下P-Cycle技術(shù)和環(huán)恢復(fù)技術(shù)的備用容量冗余度測(cè)試結(jié)果曲線圖；
[0033]圖8是本發(fā)明實(shí)施例三公開(kāi)的完全恢復(fù)情況下P-Cycle技術(shù)和環(huán)恢復(fù)技術(shù)的最大頻譜間隙數(shù)目測(cè)試結(jié)果曲線圖；[0034]圖9是本發(fā)明實(shí)施例三公開(kāi)的SmallNet中P-Cycle技術(shù)和環(huán)恢復(fù)技術(shù)在不同帶寬壓縮率下需使用的最大頻隙數(shù)和備用容量冗余度結(jié)果曲線圖；
[0035]圖10是本發(fā)明實(shí)施例三公開(kāi)的C0ST239網(wǎng)絡(luò)中P-Cycle技術(shù)和環(huán)恢復(fù)技術(shù)在不同帶寬壓縮率下需使用的最大頻隙數(shù)和備用容量冗余度結(jié)果曲線圖；
[0036]圖11是本發(fā)明實(shí)施例三公開(kāi)的SmallNet中P-Cycle技術(shù)和環(huán)恢復(fù)技術(shù)在每條光纖鏈路上不同最大頻隙數(shù)目情況下的恢復(fù)程度結(jié)果圖；
[0037]圖12是本發(fā)明實(shí)施例三公開(kāi)的C0ST239網(wǎng)絡(luò)中P-Cycle技術(shù)和環(huán)恢復(fù)技術(shù)在每條光纖鏈路上不同最大頻隙數(shù)目情況下的恢復(fù)程度結(jié)果圖；
[0038]圖13是本發(fā)明實(shí)施例四公開(kāi)的彈性光網(wǎng)絡(luò)保護(hù)系統(tǒng)的一種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039]圖14是本發(fā)明實(shí)施例四公開(kāi)的彈性光網(wǎng)絡(luò)保護(hù)系統(tǒng)的另一種結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0040]為了引用和清楚起見(jiàn)，下文中使用的技術(shù)名詞、簡(jiǎn)寫或縮寫總結(jié)解釋如下:
[0041]p-Cycle:pre configured cycle,即預(yù)置圈、P 圈，第一次被 Grover andStamatelakis提出，是一種網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中預(yù)先配置保護(hù)圈的技術(shù)，利用空閑資源預(yù)先設(shè)置的環(huán)形通道來(lái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)中鏈路的快速保護(hù)，區(qū)別于環(huán)恢復(fù)技術(shù)，其最大特點(diǎn)就是在允許工作通道任意選擇路由的條件下，同時(shí)可對(duì)圈上鏈路和跨接區(qū)段上的鏈路故障提供保護(hù)。
[0042]備用容量冗余度:網(wǎng)絡(luò)中所有的保護(hù)容量與網(wǎng)絡(luò)中所有的工作容量之比。
[0043]頻隙:頻率間隙。
[0044]為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0045]實(shí)施例一
[0046]本發(fā)明實(shí)施例一公開(kāi)一種彈性光網(wǎng)絡(luò)保護(hù)方法，請(qǐng)參見(jiàn)圖1，該方法包括如下步驟:
[0047]S1:基于彈性光網(wǎng)絡(luò)的頻譜約束條件，以及彈性光網(wǎng)絡(luò)所需的備用容量和網(wǎng)絡(luò)鏈路上使用的頻率間隙數(shù)目最小化這一原則，預(yù)先建立利用P-Cycle保護(hù)技術(shù)對(duì)彈性光網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行鏈路保護(hù)和故障恢復(fù)的最優(yōu)保護(hù)模型。
[0048]針對(duì)彈性光網(wǎng)絡(luò)，對(duì)其進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)保護(hù)時(shí)，需要考慮其頻譜連續(xù)性的約束條件以及頻譜相鄰性的約束條件。其中，頻譜連續(xù)性是指一條光路所經(jīng)過(guò)的鏈路必須使用相同的一組頻譜，頻譜相鄰性是指所有被分配到同一條光路的頻隙在頻域上必須是相鄰的。
[0049]本發(fā)明以彈性光網(wǎng)絡(luò)的上述約束條件為前提，并基于最小化整個(gè)網(wǎng)絡(luò)所需的備用容量和鏈路上使用的頻率間隙數(shù)目這一原則，建立利用P-Cycle保護(hù)技術(shù)對(duì)彈性光網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行鏈路保護(hù)的最優(yōu)ILP (Integer Linear Programming,整數(shù)線性規(guī)劃)模型，以實(shí)現(xiàn)降低網(wǎng)絡(luò)保護(hù)所需的備用容量、減小帶寬的目的。該最優(yōu)ILP模型包括網(wǎng)絡(luò)保護(hù)的目標(biāo)公式、限制條件以及所需的相關(guān)集合、參數(shù)和變量。
[0050]本實(shí)施例在ILP模型中為每條工作路徑分配了工作業(yè)務(wù)，其目標(biāo)是最小化網(wǎng)絡(luò)所需的保護(hù)容量和鏈路上使用的頻率間隙數(shù)目。本模型中，假設(shè)每條光纖上的頻譜都被劃分為具有固定微小間隔的多個(gè)頻率間隙，同時(shí)假設(shè)每個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)之間只有一條最短路徑用來(lái)建立相應(yīng)的工作路徑。以下對(duì)ILP模型中各組成要素進(jìn)行詳細(xì)介紹。
[0051]I)目標(biāo)公式
[0052]Σ i^Si+a.c(I)
[0053]2)限制條件
[0054]
【權(quán)利要求】
1.一種彈性光網(wǎng)絡(luò)保護(hù)方法，其特征在于，包括: 基于彈性光網(wǎng)絡(luò)的頻譜約束條件，以及彈性光網(wǎng)絡(luò)所需的備用容量和網(wǎng)絡(luò)鏈路上使用的頻率間隙數(shù)目最小化這一原則，預(yù)先建立利用P-Cycle保護(hù)技術(shù)對(duì)彈性光網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行鏈路保護(hù)和故障恢復(fù)的最優(yōu)保護(hù)模型； 依據(jù)所述最優(yōu)保護(hù)模型，預(yù)先在彈性光網(wǎng)絡(luò)中配置實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)保護(hù)和故障恢復(fù)所需的N個(gè)p-Cycle，其中，所述N為不小于I的自然數(shù)； 在所述彈性光網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)鏈路故障時(shí)，依據(jù)所述最優(yōu)保護(hù)模型，為故障鏈路選擇合適的p-Cycle ； 利用選擇的所述P-Cycle對(duì)所述故障鏈路進(jìn)行故障恢復(fù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彈性光網(wǎng)絡(luò)保護(hù)方法，其特征在于，所述頻譜約束條件包括頻譜連續(xù)性的約束條件和頻譜相鄰性的約束條件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彈性光網(wǎng)絡(luò)保護(hù)方法，其特征在于，所述最優(yōu)保護(hù)模型具體為整數(shù)線性規(guī)劃ILP模型，所述ILP模型包括:目標(biāo)公式、限制條件以及所需的相關(guān)集合、參數(shù)和變量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任意一項(xiàng)所述的彈性光網(wǎng)絡(luò)保護(hù)方法，其特征在于，還包括: 在沒(méi)有充足的帶寬來(lái)保證完全的故障恢復(fù)時(shí)，采用帶寬壓縮恢復(fù)BSR技術(shù)對(duì)所述故障鏈路進(jìn)行部分恢復(fù)。
5.一種彈性光網(wǎng)絡(luò)保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，包括模型建立模塊、保護(hù)圈配置模塊、保護(hù)路徑選擇模塊以及故障恢復(fù)模塊，其中: 所述模型建立模塊，用于基于彈性光網(wǎng)絡(luò)的頻譜約束條件，以及彈性光網(wǎng)絡(luò)所需的備用容量和網(wǎng)絡(luò)鏈路上使用的頻率間隙數(shù)目最小化這一原則，預(yù)先建立利用P-Cycle保護(hù)技術(shù)對(duì)彈性光網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行鏈路保護(hù)和故障恢復(fù)的最優(yōu)保護(hù)模型； 所述保護(hù)圈配置模塊，用于依據(jù)所述最優(yōu)保護(hù)模型，預(yù)先在彈性光網(wǎng)絡(luò)中配置實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)保護(hù)和故障恢復(fù)所需的N個(gè)p-Cycle，其中，所述N為不小于I的自然數(shù)； 所述保護(hù)路徑選擇模塊，用于在所述彈性光網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)鏈路故障時(shí)，依據(jù)所述最優(yōu)保護(hù)模型，為故障鏈路選擇合適的p-Cycle ； 所述故障恢復(fù)模塊，用于利用選擇的所述P-Cycle對(duì)所述故障鏈路進(jìn)行故障恢復(fù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的彈性光網(wǎng)絡(luò)保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 部分故障恢復(fù)模塊，用于在沒(méi)有充足的帶寬來(lái)保證完全的故障恢復(fù)時(shí)，采用帶寬壓縮恢復(fù)BSR技術(shù)對(duì)所述故障鏈路進(jìn)行部分恢復(fù)。
【文檔編號(hào)】H04B10/032GK103929360SQ201410178469
【公開(kāi)日】2014年7月16日 申請(qǐng)日期:2014年4月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月29日
【發(fā)明者】沈綱祥, 魏越 申請(qǐng)人:蘇州大學(xué)