一種電力骨干光傳輸網波道均衡路由波長分配方法
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明設及一種電力骨干光傳送網絡(Optical IYansport化twork，0TN)領域， 特別是關于一種電力骨干光傳輸網波道均衡路由波長分配方法。
【背景技術】
[0002] 隨著電力行業(yè)發(fā)展方式的轉變，電力公司逐步信息化、數(shù)字化，通信需求急劇增 長，現(xiàn)有的SDH/MSTP傳輸網已經不具備提供更寬通道的條件，省級W上電力通信網新建大 容量OTN(光傳送網絡)系統(tǒng)成為必然，WOTN技術為支撐的電力骨干傳輸網的應用也愈加廣 泛。OTN網絡可支持基于單向點到點、雙向點到點、單向點到多點的光層連接類型，可基于線 型、環(huán)型、樹型、星型和網狀型等多種拓撲組網。隨著智能電網的發(fā)展，電力骨干傳輸網承載 的業(yè)務量日益增長，現(xiàn)有人工路由規(guī)劃配置方法無法滿足網絡的發(fā)展需求。如何在現(xiàn)網中 通過資源優(yōu)化配置來提高業(yè)務路由效率，均衡網絡資源利用率，保證骨干傳輸網的可靠性 和安全性，是一項研究熱點。
[0003] 為進一步提高電力骨干通信網的可靠性，提高其資源利用率，打造強健的智能電 網，進行電力通信網絡路由選擇及波道分配的研究是非常必要的。在OTN光傳送網絡的建設 過程中，波道配置的合理性是其中的重要環(huán)節(jié)，合理的路由選擇和波長分配W及如何為業(yè) 務請求配置合適的帶寬將直接影響網絡的傳輸效率。在波道配置過程中，首先要解決的問 題是路由選擇和波長分配的問題，簡稱RWA問題。OTN光網絡必須在光路業(yè)務求到達同時，為 每條業(yè)務分配路由和選擇波長，從而完成光傳送通道傳送業(yè)務。隨著光網絡承載的業(yè)務量 正迅猛增長，而當下卻存在著光網絡的可用資源(波長/光纖等)有限的問題。因而，怎樣在 資源有所限制的網絡中為業(yè)務配備合適的路由和選定優(yōu)化的波長會直接對網絡的傳輸效 率產生重大影響。而隨著電網的發(fā)展，電力通信網絡將承載大量的IP業(yè)務，而由IP承載的業(yè) 務需要較高的帶寬，目前的電力通信網絡已經無法滿足運一要求。因此，為了提高傳輸效 率，如何在有限資源網絡中為業(yè)務選擇合適的路由和分配優(yōu)化的波長W及如何為網絡中的 光通路設定合適的帶寬成為目前亟需解決的問題。

【發(fā)明內容】

[0004] 針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種電力骨干光傳輸網波道均衡路由波長分 配方法，該方法能有效使全網的波道利用率達到均衡，保證了網絡的穩(wěn)定性及可靠性。
[0005] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取W下技術方案:一種電力骨干光傳輸網波道均衡路 由波長分配方法，其特征在于，該方法步驟如下：1)根據網絡拓撲結構獲取網絡各鏈路信 息:獲取網絡拓撲中所有光纖鏈路的波長占用情況，可用波長及其數(shù)量;2)建立網絡中節(jié)點 間的均衡路徑:在計算源節(jié)點、目的節(jié)點間的均衡路徑時，根據步驟1)中獲取的網絡鏈路信 息，從源節(jié)點逐步選擇下一跳節(jié)點直至目的節(jié)點;3)計算網絡各鏈路的波道利用率:統(tǒng)計波 道均衡路徑經過網絡中每條鏈路的次數(shù)，根據波道均衡路徑經過該鏈路的次數(shù)，W及全網 鏈路的數(shù)量，設置參數(shù)波道利用率;4)根據波道均衡原則對傳輸業(yè)務進行選路;5)采用波長 分組分配原則和DifferService原理，根據業(yè)務服務質量需求將業(yè)務等級進行劃分，各級業(yè) 務對應相應等級波長分組，當網絡中業(yè)務到達時，首先為其計算出一條由源節(jié)點至目的節(jié) 點的路徑，并根據到達業(yè)務的優(yōu)先級別，選擇對應波長組，根據組內優(yōu)先分配原則為該業(yè)務 分配可用波長;若無可用波長，則拒絕該業(yè)務;6)更新各鏈路可用波長數(shù)，返回步驟1)，為下 個業(yè)務進行波道分配。
[0006]基于上述實施例，所述步驟2)中，在選擇下一跳節(jié)點時，根據波道均衡選路因子 WBR進行選路，選擇波道均衡選路因子較大的鏈路所連接的節(jié)點作為下一跳節(jié)點，如下式：
[000引 max{WBR(i,j) I jEneiglibor(i)}，
[0009] 其中，NiJ(A)為該節(jié)點到下一跳節(jié)點鏈路中可用波長數(shù);Hopmin為下一跳節(jié)點到目 的節(jié)點的最短距離。
[0010] 基于上述實施例，所述步驟3)中，所述波道利用率R?(i)為：
[0012] 其中，NwBR(i)為所有節(jié)點間波道均衡路徑經過該鏈路的次數(shù);N為網絡中所有鏈路 個數(shù)。
[0013] 基于上述實施例，所述步驟4)中，所述選路方法如下：（1)在確定源、目的節(jié)點后， 找到源節(jié)點與目的節(jié)點間所有能傳輸?shù)穆窂?，并計算每條路徑所經過的所有鏈路中波道利 用率RwB(i)之和，W及該路徑的所需跳數(shù)；（2)根據路徑所經過的總跳數(shù)及路徑中鏈路的波 道利用率RwB(i)之和，計算源節(jié)點到目的節(jié)點中所有通路的均衡優(yōu)化指標WBI(s,t)化）；（3) 選擇均衡優(yōu)化指標WBI(s,t)化)值最大的通道為主要傳輸路徑，第二大的作為備用路徑。
[0014] 基于上述實施例，所述步驟(2)中，所述均衡優(yōu)化指標WBI(s,t)(k)為：
[0016] 式中，hop化)為路徑k中的總跳數(shù);R?(i)為路徑中每條鏈路的波道利用率。
[0017] 本發(fā)明由于采取W上技術方案，其具有W下優(yōu)點：1、本發(fā)明的網絡拓撲中包含多 個節(jié)點，每個節(jié)點連接多條鏈路，網絡中節(jié)點需要具備波長轉換能力，節(jié)點能夠收集及統(tǒng)計 其所連接鏈路中可用波長及剩余波長數(shù)的信息，能夠將接收到的信息頻率進行波長轉換， 轉換成下一跳鏈路中可用的波長頻率，并將信息傳送給下一節(jié)點。2、本發(fā)明采用均衡優(yōu)化 指標，在考慮路徑中所有鏈路波道利用率均值的同時，還考慮到了該條路徑所經過的總跳 數(shù)，在保證路徑中波道利用率均值較大的條件下，W最少跳數(shù)完成信息傳輸;減少了時延的 同時，均衡了網絡的波長利用率。3、本發(fā)明提出的波道均衡路由選擇與波長分配方法能有 效使全網的波道利用率達到均衡，保證了網絡的穩(wěn)定性及可靠性。
【附圖說明】
[001引圖1是本發(fā)明的整體流程示意圖；
[0019] 圖2是本發(fā)明仿真環(huán)境所應用的實施例模擬電力骨干網絡拓撲圖；
[0020] 圖3是本發(fā)明與floyd算法鏈路剩余波長標準差對比圖；
[0021 ]圖4是本發(fā)明實施例波道分配算法波長利用情況的仿真圖；
[0022] 圖5是傳統(tǒng)最短路徑波道分配算法波長利用情況的仿真圖。
【具體實施方式】
[0023] 下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進行詳細的描述。
[0024] 如圖1所示，本發(fā)明提供一種電力骨干光傳輸網波道均衡路由波長分配方法，其步 驟如下：
[0025] 1)根據網絡拓撲結構獲取網絡各鏈路信息:獲取網絡拓撲中所有光纖鏈路的波長 占用情況，可用波長及其數(shù)量；
[0026] 2)建立網絡中節(jié)點間的均衡路徑:在計算源節(jié)點、目的節(jié)點間的均衡路徑時，根據 步驟1)中獲取的網絡鏈路信息，從源節(jié)點逐步選擇下一跳節(jié)點直至目的節(jié)點。
[0027] 在選擇下一跳節(jié)點時，根據波道均衡選路因子WBR進行選路，選擇波道均衡選路因 子較大的鏈路所連接的節(jié)點作為下一跳節(jié)點，如下式：
[0029] max{WBR(i,j) jEneiglibor(i)}，
[0030] 其中，NiJ(A)為該節(jié)點到下一跳節(jié)點鏈路中可用波長數(shù);Hopmin為下一跳節(jié)點到目 的節(jié)點的最短距離。
[0031] 該波道均衡選路因子WBR由所在節(jié)點與下一跳節(jié)點間鏈路的可用波長數(shù)及下一跳 節(jié)點到目的節(jié)點的最短距離跳數(shù)決定。下一跳鏈路中可用波長數(shù)量越多，下一跳節(jié)點距目 的節(jié)點距離越短的節(jié)點，優(yōu)先選為波道均衡路徑的下一跳節(jié)點。
[0032] 3)計算網絡各鏈路的波道利用率：統(tǒng)計波道均衡路徑經過網絡中每條鏈路的次 數(shù)，根據波道均衡路徑經過該鏈路的次數(shù)，W及全網鏈路的數(shù)量，設置參數(shù)波道利用率Rwb a):
[0034] 其中NwBR(i)為所有節(jié)點間波道均衡路徑經過該鏈路的次數(shù);N為網絡中所有鏈路 個數(shù)。
[0035] 波道均衡路徑的選擇在提高全網波長利用率中，起到基礎性的作用。波道均衡路 徑經過一條鏈路時，會影響該鏈路的波道利用率r?( i )，波道均衡路徑經過次數(shù)多的鏈路， RwB(i)值越大。
[0036] 鏈路的波道利用率RwB(i)體現(xiàn)出該鏈路在全網中波長利用率的水平，波長利用率 較低的鏈路獲得更高的Rwb (i)值。
[0037] 4)根據波道均衡原則對傳輸業(yè)務進行選路：
[0038] (1)在確定源、目的節(jié)點后，找到源節(jié)點與目的節(jié)點間所有可傳輸?shù)穆窂剑⒂嬎?每條路徑所經過的所有鏈路中波道利用率RwB(i)之和，W及該路徑的所需跳數(shù)。
[0039] (2)根據路徑所經過的總跳數(shù)及路徑中鏈路的波道利用率RwB(i)之和，計算源節(jié)點 到目的節(jié)點中所有通路的均衡優(yōu)化指標WBI(St)化）：
[0041] 式中，hop化)為路徑k中的總跳數(shù);R?(i)為路徑中每條鏈路的波道利用率。
[0042] (3)選擇均衡優(yōu)化指標WBI(s,t)化)值最大的通道為主要傳輸路徑，第二大的作為備 用路徑。
[0043] 均衡優(yōu)化指標WBI(s,t)化)在考慮路徑中所有鏈路波道利用率均值的同時，還考慮 到了該條路徑所經過的總跳數(shù)，在保證路徑中波道利用率均值較大的條件下，W最少跳數(shù) 完成信息傳輸。減少了時延的同時，均衡了網絡的波長利用率。
[0044] 5)對傳輸業(yè)務進行波長分配:采用波長分組分配原則和DifferService原理，根據 業(yè)務QoS(服務質量)需求將業(yè)務等級進行劃分，各級業(yè)務對應相應等級波長分組。
[0045] 當網絡中業(yè)務到達時，首先利用上述步驟為其計算出一條由源節(jié)點至目的節(jié)點的 路徑，并根據到達業(yè)務的優(yōu)先級別，選擇對應波長組，根據組內優(yōu)先分配原則為該業(yè)務分配 可用波長;若無可用波長，則拒絕該業(yè)務。
[0046] 6)更新各鏈路可用波長數(shù)，返回步驟1)，為下個業(yè)務進行波道分