專利名稱：一種基于業(yè)務(wù)區(qū)分的光網(wǎng)絡(luò)保護(hù)資源分配方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光網(wǎng)絡(luò)，具體而言，涉及一種光網(wǎng)絡(luò)保護(hù)資源分配方法，對(duì)業(yè)務(wù)進(jìn)行分級(jí)，并依據(jù)所屬級(jí)別采用相應(yīng)的保護(hù)策略。
背景技術(shù)：
保護(hù)是提高網(wǎng)絡(luò)生存性的一個(gè)重要方法，是指當(dāng)一個(gè)工作通路失效時(shí)，利用備用設(shè)備的倒換，使工作信號(hào)通過預(yù)先設(shè)好的保護(hù)通路維持正常的傳輸。在故障發(fā)生時(shí)，保護(hù)在本地網(wǎng)元或遠(yuǎn)端網(wǎng)元的控制下能在50ms以內(nèi)的時(shí)間完成倒換工作，使業(yè)務(wù)及時(shí)恢復(fù)正常，并且無需外部網(wǎng)管系統(tǒng)的介入。因此，對(duì)于一些比較重要的業(yè)務(wù)往往采用保護(hù)方案。但是一旦資源因?yàn)楸Ｗo(hù)的目的被分配，則不能用于重路由，所以它的資源利用率往往比較低。針對(duì)傳統(tǒng)保護(hù)方法資源利用率較低的缺陷，已經(jīng)提出的改進(jìn)方法包括
方法一共享通道保護(hù)。[何榮希.WDM網(wǎng)狀網(wǎng)中具有業(yè)務(wù)量疏導(dǎo)能力的共享通路保護(hù)算法.東北大學(xué)學(xué)報(bào)，2003. 4]。對(duì)于兩條鏈路分離的工作通路，可以建立一條與這兩個(gè)工作通路都鏈路分離的保護(hù)通路。由于保護(hù)通路只是在工作通路失效時(shí)才使用，只要兩條工作通路鏈路分離，在單鏈路失效時(shí)，這兩條工作通路不會(huì)同時(shí)失效，它們對(duì)應(yīng)的保護(hù)通路不會(huì)被同時(shí)啟用，因此這兩條工作通路對(duì)應(yīng)的保護(hù)通路可以共享資源，從而提高了全網(wǎng)的資源利用率。方法二 'P圈保護(hù)。[顧畹儀.WDM網(wǎng)絡(luò)中可重構(gòu)圈模型的研究.光通信研究，2008. 7]。P圈保護(hù)方法是通過空閑資源預(yù)先設(shè)置的環(huán)形通道來實(shí)現(xiàn)格狀網(wǎng)絡(luò)中的快速保護(hù)，同時(shí)允許工作通道在網(wǎng)絡(luò)資源圖上選擇最短的直達(dá)路由。/7圈的設(shè)置發(fā)生在任何網(wǎng)絡(luò)故障之前，并且所要求的實(shí)時(shí)倒換動(dòng)作是預(yù)先設(shè)計(jì)好的。P圈不僅能對(duì)環(huán)上鏈路的故障提供保護(hù)，還能為跨接區(qū)段的故障提供保護(hù)。對(duì)于一個(gè)保護(hù)P圈，每條鏈路配置單倍的保護(hù)資源，對(duì)于跨接鏈路可以實(shí)現(xiàn)雙倍工作容量的保護(hù)，對(duì)于圈上鏈路則可以實(shí)現(xiàn)單倍工作容量的保護(hù)，資源利用率有了明顯提高。綜上所述，現(xiàn)有的一些光網(wǎng)絡(luò)保護(hù)性方法都是針對(duì)提高資源利用率的，但是忽略了業(yè)務(wù)之間的差異性。隨著現(xiàn)在業(yè)務(wù)種類的增多，各個(gè)業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)的劃分也成為一種必然的趨勢(shì)，所以目前的保護(hù)性方法無法對(duì)業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)有效的區(qū)分。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有光網(wǎng)絡(luò)保護(hù)方法的不足，提供一種基于業(yè)務(wù)區(qū)分的光網(wǎng)絡(luò)保護(hù)資源分配方法，根據(jù)業(yè)務(wù)之間的差異性，采用相應(yīng)的保護(hù)方式。本發(fā)明具體采用以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題。一種基于業(yè)務(wù)區(qū)分的光網(wǎng)絡(luò)保護(hù)資源分配方法，各類業(yè)務(wù)被分為三種級(jí)別高級(jí)業(yè)務(wù)、中極業(yè)務(wù)、低級(jí)業(yè)務(wù)；對(duì)于新到達(dá)的當(dāng)前業(yè)務(wù)，首先采用最短路由算法找出一條最短路徑，并考察該最短路徑所在鏈路的當(dāng)前負(fù)載
當(dāng)該最短路徑所在鏈路的當(dāng)前負(fù)載小于預(yù)設(shè)的第一閾值時(shí)，則直接以該最短路徑作為當(dāng)前業(yè)務(wù)的工作路徑，并利用最短路由算法從剩余路徑中搜尋一條最短路徑作為當(dāng)前業(yè)務(wù)的保護(hù)路徑；
當(dāng)該最短路徑所在鏈路的當(dāng)前負(fù)載大于或等于預(yù)設(shè)的第一閾值，而小于預(yù)設(shè)的第二閾值時(shí)，如當(dāng)前業(yè)務(wù)為中級(jí)或高級(jí)業(yè)務(wù)，則以該最短路徑作為當(dāng)前業(yè)務(wù)的工作路徑，并利用最短路由算法從剩余路徑中搜尋一條最短路徑作為當(dāng)前業(yè)務(wù)的保護(hù)路徑；如當(dāng)前業(yè)務(wù)為低級(jí)業(yè)務(wù)，則利用最短路由算法從剩余路徑中搜尋一條最短路徑作為當(dāng)前業(yè)務(wù)的保護(hù)路徑，并利用最短路由算法從除除該最短路徑及當(dāng)前業(yè)務(wù)的保護(hù)路徑之外的路徑中搜尋一條最短路徑作為當(dāng)前業(yè)務(wù)的工作路徑；
當(dāng)該最短路徑所在鏈路的當(dāng)前負(fù)載大于或等于第二閾值時(shí)，如當(dāng)前業(yè)務(wù)為高級(jí)業(yè)務(wù)，則以該最短路徑作為當(dāng)前業(yè)務(wù)的工作路徑，并利用最短路由算法從剩余路徑中搜尋一條最短路徑作為當(dāng)前業(yè)務(wù)的保護(hù)路徑；如當(dāng)前業(yè)務(wù)為中級(jí)業(yè)務(wù)，則利用最短路由算法從剩余路徑中搜尋一條最短路徑作為當(dāng)前業(yè)務(wù)的保護(hù)路徑，并利用最短路由算法從除該最短路徑及當(dāng)前業(yè)務(wù)的保護(hù)路徑之外的路徑中搜尋一條所在鏈路當(dāng)前負(fù)載小于第二閾值的最短路徑作為當(dāng)前業(yè)務(wù)的工作路徑；如當(dāng)前業(yè)務(wù)為低級(jí)業(yè)務(wù)，則利用最短路由算法從剩余路徑中搜尋一條最短路徑作為當(dāng)前業(yè)務(wù)的保護(hù)路徑，并利用最短路由算法從除該最短路徑及當(dāng)前業(yè)務(wù)的保護(hù)路徑之外的路徑中搜尋一條所在鏈路當(dāng)前負(fù)載小于第一閾值的最短路徑作為當(dāng)前業(yè)務(wù)的工作路徑；
其中，所述鏈路負(fù)載是指鏈路上已分配的波長(zhǎng)數(shù)占該鏈路總波長(zhǎng)數(shù)的比例；所述第一、第二閾值滿足第一閾值<第二閾值< I。優(yōu)選地,所述最短路由算法為Dijkstra最短路由算法。當(dāng)然，也可采用其他最短路由算法，例如SPFA算法(最短路徑快速算法)和Bellman-Ford算法等。相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明能夠保證高級(jí)業(yè)務(wù)(即最重要的業(yè)務(wù))具有較低的阻塞率和較短的故障恢復(fù)時(shí)間，并且網(wǎng)絡(luò)總體資源利用率也有所提高。


圖I為本發(fā)明的基于業(yè)務(wù)區(qū)分的光網(wǎng)絡(luò)保護(hù)資源分配方法的流程 圖2為具體實(shí)施例的流程示意圖，其中，1、2、3、4、5、6、7、8、9、10為光網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)編
號(hào)，帶箭頭的實(shí)線表示工作路徑，帶箭頭的虛線表示保護(hù)路徑。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明
本發(fā)明的思路是當(dāng)業(yè)務(wù)請(qǐng)求到來時(shí)，通過判斷鏈路的實(shí)時(shí)負(fù)載，動(dòng)態(tài)地選擇工作路徑，并實(shí)現(xiàn)各級(jí)業(yè)務(wù)之間的保護(hù)路徑共享。本方法在復(fù)雜度較高的光網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中使得高等級(jí)業(yè)務(wù)具有較低的阻塞率和較短的業(yè)務(wù)傳送時(shí)間，并且使得網(wǎng)絡(luò)總體資源利用率也有所提 聞。本發(fā)明中，光網(wǎng)絡(luò)中的各類業(yè)務(wù)被分為三種優(yōu)先等級(jí)高級(jí)業(yè)務(wù)、中極業(yè)務(wù)、低級(jí)業(yè)務(wù)。具體的業(yè)務(wù)分級(jí)方法可根據(jù)實(shí)際情況確定，例如，可以按照以下幾種方法
方法一根據(jù)業(yè)務(wù)的重要程度劃分，相對(duì)重要的業(yè)務(wù)具有較高的優(yōu)先級(jí)，而一般的業(yè)務(wù)具有較低的優(yōu)先級(jí)。如民航、銀行等重要機(jī)構(gòu)的業(yè)務(wù)定為高級(jí)業(yè)務(wù)；一些公司、組織的業(yè)務(wù)定為中級(jí)業(yè)務(wù)；而一般個(gè)人用戶的業(yè)務(wù)定為低級(jí)業(yè)務(wù)。方法二 根據(jù)業(yè)務(wù)對(duì)時(shí)延敏感程度劃分，不同的業(yè)務(wù)對(duì)時(shí)延的敏感程度不同。使一些對(duì)時(shí)延要求比較高的業(yè)務(wù)具有較高的優(yōu)先級(jí)，而對(duì)時(shí)延要求比較低的業(yè)務(wù)具有較低的優(yōu)先級(jí)。例如一些會(huì)話類的業(yè)務(wù)對(duì)時(shí)延的要求比較高，定為高級(jí)業(yè)務(wù)；一些郵件，傳真類業(yè)務(wù)對(duì)時(shí)延要求一般，定為中級(jí)業(yè)務(wù)；而一些后臺(tái)類的業(yè)務(wù)可以接受較大的時(shí)延，定為低級(jí)業(yè)務(wù)。方法三根據(jù)業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量劃分，按照用戶支付費(fèi)用的不同，劃分出高級(jí)用戶、中級(jí)用戶和低級(jí)用戶，分別提供不同的服務(wù)質(zhì)量。本發(fā)明中，鏈路的當(dāng)前負(fù)載(用b表示)是指該鏈路上已使用的波長(zhǎng)數(shù)占該鏈路總波長(zhǎng)數(shù)的比例；本發(fā)明預(yù)設(shè)有兩個(gè)鏈路負(fù)載閾值/7和^用來標(biāo)記鏈路當(dāng)前的繁忙程度，且本發(fā)明的基于業(yè)務(wù)區(qū)分的光網(wǎng)絡(luò)保護(hù)資源分配方法，如圖I所示，具體按照以下步驟
步驟I網(wǎng)絡(luò)初始化，判斷當(dāng)前時(shí)刻是否有業(yè)務(wù)連接請(qǐng)求，如果有業(yè)務(wù)連接請(qǐng)求，則轉(zhuǎn)步驟2 ;
步驟2 根據(jù)業(yè)務(wù)連接請(qǐng)求，使用Dijkstra最短路由算法計(jì)算源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)間的一條最短鏈路，考察該鏈路當(dāng)前負(fù)載6 :如果ZK/7，則轉(zhuǎn)步驟3-1 ;如果則轉(zhuǎn)步驟3-2 ;如果^則轉(zhuǎn)步驟3-3 ；
步驟3-1 使用該最短鏈路中的空閑資源為該業(yè)務(wù)連接請(qǐng)求分配工作路徑，然后在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲袆h除該最短鏈路，用Dijkstra最短路由算法找出一條最短路徑作為該業(yè)務(wù)的保護(hù)路徑；
步驟3-2 判斷當(dāng)前業(yè)務(wù)的等級(jí)，如果是中、高級(jí)業(yè)務(wù)，則轉(zhuǎn)步驟3-1 ;如果是低級(jí)業(yè)務(wù)，則轉(zhuǎn)步驟3-4;
步驟3-3判斷當(dāng)前業(yè)務(wù)的等級(jí)，如果是高級(jí)業(yè)務(wù)，則轉(zhuǎn)步驟3-1 ;如果是中級(jí)業(yè)務(wù)，則轉(zhuǎn)步驟3-5 ;如果是低級(jí)業(yè)務(wù)，則轉(zhuǎn)步驟3-6 ；
步驟3-4在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲袆h除該最短鏈路以及該鏈路上業(yè)務(wù)的保護(hù)路徑所經(jīng)過的鏈路，用Dijkstra最短路由算法找出一條所在鏈路負(fù)載小于/7的最短路徑作為當(dāng)前業(yè)務(wù)的工作路徑，并以剛才所刪除的保護(hù)鏈路上的保護(hù)路徑作為保護(hù)路徑；
步驟3-5在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲袆h除該最短鏈路以及該鏈路上業(yè)務(wù)的保護(hù)路徑所經(jīng)過的鏈路，用Dijkstra最短路由算法找出一條所在鏈路負(fù)載小于7的最短路徑作為該中級(jí)業(yè)務(wù)的工作路徑，并以剛才所刪除的保護(hù)鏈路上的保護(hù)路徑作為保護(hù)路徑；
步驟3-6在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲袆h除該最短鏈路以及該鏈路上業(yè)務(wù)的保護(hù)路徑所經(jīng)過的鏈路，用Dijkstra最短路由算法找出一條所在鏈路負(fù)載小于/7的最短路徑作為該低級(jí)業(yè)務(wù)的工作路徑，并以剛才所刪除的保護(hù)鏈路上的保護(hù)路徑作為保護(hù)路徑。為了便于公眾理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面以一個(gè)較簡(jiǎn)單的實(shí)例來進(jìn)行進(jìn)一步說明。如圖I所示的泛歐C0ST239網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲?，存?-9這十個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。對(duì)于源節(jié)點(diǎn)為0，目的節(jié)點(diǎn)為9的各級(jí)業(yè)務(wù)工作路徑和保護(hù)路徑選擇，具體如下
(O首先使用最短路由算法計(jì)算出最短的鏈路為0-9，若此時(shí)鏈路上的負(fù)載小于/7，取此鏈路上的空閑路徑作為工作路徑，去掉0-9這條鏈路，使用最短路由算法求出一條最短、鏈路0-8-9，使用該鏈路空閑路徑作為保護(hù)路徑。(2)若0-9之間的鏈路負(fù)載&滿足/7 ( 對(duì)于中、高級(jí)業(yè)務(wù)，繼續(xù)使用0-9鏈路上的空閑路徑作為工作路徑，0-8-9作為保護(hù)鏈路；對(duì)于低級(jí)業(yè)務(wù)，去掉0-9以及0-8-9這兩條鏈路，求解出一條最短鏈路0-7-6-9。判斷0-7-6-9的鏈路負(fù)載，若小于/7，則使用0-7-6-9作為工作路徑，0-8-9作為保護(hù)路徑。否則，求解出次短鏈路0-5-10-9，繼續(xù)判斷鏈路的負(fù)載，直到找到一條鏈路負(fù)載小于P的鏈路來分配工作路徑，以0-8-9作為保護(hù)路徑。(3)若0-9之間的負(fù)載，滿足( b<h則對(duì)于高級(jí)業(yè)務(wù)，繼續(xù)使用0-9這條鏈路作為工作路徑，0-8-9作為保護(hù)鏈路；對(duì)于中級(jí)業(yè)務(wù)，去掉0-9以及0-8-9這兩條鏈路，求解出一條最短鏈路0-7-6-9。判斷0-7-6-9的鏈路負(fù)載，若小于q，則使用0_7_6_9作為工作路徑，0-8-9作為保護(hù)路徑。否則，求解出次短鏈路0-5-10-9，繼續(xù)判斷鏈路的負(fù)載，直到找到一條鏈路負(fù)載小于7的鏈路來分配工作路徑，以0-8-9作為保護(hù)路徑；對(duì)于低級(jí)業(yè)務(wù)，去掉0-9,0-8-9這兩條鏈路求解最短路徑0-7-6-9，判斷此路徑負(fù)載，若小于/7，則使用此最短路徑作為工作路徑，0-8-9作為保護(hù)路徑。否則，求解出次短鏈路0-5-10-9，繼續(xù)判斷鏈路的負(fù)載，直到找到一條鏈路負(fù)載小于P的鏈路來分配工作路徑，以0-8-9作為保護(hù)路徑。 (4)當(dāng)高、中、低業(yè)務(wù)工作路徑出現(xiàn)故障，則不同級(jí)別業(yè)務(wù)的路徑都能切換到保護(hù)路徑0-8-9上。這樣就實(shí)現(xiàn)了高、中、低三級(jí)業(yè)務(wù)保護(hù)鏈路之間的共享，并且高級(jí)業(yè)務(wù)有更多的較短鏈路選擇，所以阻塞率和業(yè)務(wù)傳送時(shí)間都有所降低。
權(quán)利要求
1.一種基于業(yè)務(wù)區(qū)分的光網(wǎng)絡(luò)保護(hù)資源分配方法，其特征在于，各類業(yè)務(wù)被分為三種級(jí)別高級(jí)業(yè)務(wù)、中極業(yè)務(wù)、低級(jí)業(yè)務(wù)；對(duì)于新到達(dá)的當(dāng)前業(yè)務(wù)，首先采用最短路由算法找出一條最短路徑，并考察該最短路徑所在鏈路的當(dāng)前負(fù)載 當(dāng)該最短路徑所在鏈路的當(dāng)前負(fù)載小于預(yù)設(shè)的第一閾值時(shí)，則直接以該最短路徑作為當(dāng)前業(yè)務(wù)的工作路徑，并利用最短路由算法從剩余路徑中搜尋一條最短路徑作為當(dāng)前業(yè)務(wù)的保護(hù)路徑； 當(dāng)該最短路徑所在鏈路的當(dāng)前負(fù)載大于或等于預(yù)設(shè)的第一閾值，而小于預(yù)設(shè)的第二閾值時(shí)，如當(dāng)前業(yè)務(wù)為中級(jí)或高級(jí)業(yè)務(wù)，則以該最短路徑作為當(dāng)前業(yè)務(wù)的工作路徑，并利用最短路由算法從剩余路徑中搜尋一條最短路徑作為當(dāng)前業(yè)務(wù)的保護(hù)路徑；如當(dāng)前業(yè)務(wù)為低級(jí)業(yè)務(wù)，則利用最短路由算法從剩余路徑中搜尋一條最短路徑作為當(dāng)前業(yè)務(wù)的保護(hù)路徑，并利用最短路由算法從除除該最短路徑及當(dāng)前業(yè)務(wù)的保護(hù)路徑之外的路徑中搜尋一條最短路徑作為當(dāng)前業(yè)務(wù)的工作路徑； 當(dāng)該最短路徑所在鏈路的當(dāng)前負(fù)載大于或等于第二閾值時(shí)，如當(dāng)前業(yè)務(wù)為高級(jí)業(yè)務(wù)，則以該最短路徑作為當(dāng)前業(yè)務(wù)的工作路徑，并利用最短路由算法從剩余路徑中搜尋一條最短路徑作為當(dāng)前業(yè)務(wù)的保護(hù)路徑；如當(dāng)前業(yè)務(wù)為中級(jí)業(yè)務(wù)，則利用最短路由算法從剩余路徑中搜尋一條最短路徑作為當(dāng)前業(yè)務(wù)的保護(hù)路徑，并利用最短路由算法從除該最短路徑及當(dāng)前業(yè)務(wù)的保護(hù)路徑之外的路徑中搜尋一條所在鏈路當(dāng)前負(fù)載小于第二閾值的最短路徑作為當(dāng)前業(yè)務(wù)的工作路徑；如當(dāng)前業(yè)務(wù)為低級(jí)業(yè)務(wù)，則利用最短路由算法從剩余路徑中搜尋一條最短路徑作為當(dāng)前業(yè)務(wù)的保護(hù)路徑，并利用最短路由算法從除該最短路徑及當(dāng)前業(yè)務(wù)的保護(hù)路徑之外的路徑中搜尋一條所在鏈路當(dāng)前負(fù)載小于第一閾值的最短路徑作為當(dāng)前業(yè)務(wù)的工作路徑； 其中，所述鏈路負(fù)載是指鏈路上已分配的波長(zhǎng)數(shù)占該鏈路總波長(zhǎng)數(shù)的比例；所述第一、第二閾值滿足第一閾值<第二閾值< I。
2.如權(quán)利要求I所述基于業(yè)務(wù)區(qū)分的光網(wǎng)絡(luò)保護(hù)資源分配方法，其特征在于，所述最短路由算法為Dijkstra最短路由算法。
3.如權(quán)利要求I所述基于業(yè)務(wù)區(qū)分的光網(wǎng)絡(luò)保護(hù)資源分配方法，其特征在于，所述業(yè)務(wù)分級(jí)具體按照以下方法 根據(jù)業(yè)務(wù)的重要程度劃分，相對(duì)重要的業(yè)務(wù)具有較高的優(yōu)先級(jí)，而一般的業(yè)務(wù)具有較低的優(yōu)先級(jí)；或者， 根據(jù)業(yè)務(wù)對(duì)時(shí)延敏感程度劃分，對(duì)時(shí)延要求比較高的業(yè)務(wù)具有較高的優(yōu)先級(jí)，對(duì)時(shí)延要求比較低的業(yè)務(wù)具有較低的優(yōu)先級(jí)；或者， 根據(jù)業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量劃分，按照用戶支付費(fèi)用的不同，分別提供不同的服務(wù)質(zhì)量。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于業(yè)務(wù)區(qū)分的光網(wǎng)絡(luò)保護(hù)資源分配方法。本發(fā)明將光網(wǎng)絡(luò)中的各類業(yè)務(wù)分為三種不同的優(yōu)先級(jí)高級(jí)業(yè)務(wù)、中級(jí)業(yè)務(wù)、低級(jí)業(yè)務(wù)；當(dāng)業(yè)務(wù)請(qǐng)求到來時(shí)，通過判斷鏈路的實(shí)時(shí)負(fù)載，動(dòng)態(tài)地選擇工作路徑，并實(shí)現(xiàn)各級(jí)業(yè)務(wù)之間的保護(hù)路徑共享。本方法在復(fù)雜度較高的光網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中使得高等級(jí)業(yè)務(wù)具有較低的阻塞率和較短的業(yè)務(wù)傳送時(shí)間，并且使得網(wǎng)絡(luò)總體資源利用率也有所提高。
文檔編號(hào)H04Q11/00GK102638404SQ20121010050
公開日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2012年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月9日
發(fā)明者梁俊, 沈建華 申請(qǐng)人:南京郵電大學(xué)