一種彈性光網絡保護方法和系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開一種彈性光網絡保護方法和系統，所述方法基于彈性光網絡的頻譜約束條件及整個網絡所需的備用容量和鏈路上使用的頻率間隙數目最小化原則，預先建立利用p-Cycle技術實現網絡保護的最優保護模型，并依據該模型在彈性光網絡中配置多個p-Cycle，后續網絡出現鏈路故障時，可通過為故障鏈路選擇合適的p-Cycle實現故障恢復。相較于環恢復技術，p-Cycle保護技術可以為圈上鏈路以及跨接鏈路提供保護，即p-Cycle保護技術在同等條件下擴大了被保護的工作容量的范圍。因此，本發明采用p-Cycle保護技術，可實現利用更少的空閑資源進行彈性光網絡的快速保護，降低了網絡保護所需的備用容量，減小了帶寬。
【專利說明】一種彈性光網絡保護方法和系統
【技術領域】
[0001]本發明屬于網絡通信鏈路保護和恢復【技術領域】，尤其涉及一種彈性光網絡保護方法和系統。
【背景技術】
[0002]目前，彈性光網絡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注。
[0003]彈性光網絡承載了大量的通信量，任何網絡故障，例如光纖斷裂等，都會導致大量通信量被影響，因此，對彈性光網絡進行網絡保護、及時對中斷的通信鏈路進行恢復尤為重要。當前，主要采用環恢復技術對彈性光網絡進行網絡保護和恢復，該技術采用在網絡中預先配置的保護圈或保護環為圈上(保護圈)鏈路提供保護和故障恢復服務。
[0004]然而，環恢復技術由于僅能為圈上鏈路提供故障恢復服務，而導致其需要使用較多的備用容量及較高的帶寬。
【發明內容】
[0005]有鑒于此，本發明的目的在于提供一種彈性光網絡保護方法和系統，以克服上述問題，降低網絡保護所需的備用容量，減小帶寬。
[0006]為此，本發明公開如下技術方案:
[0007]一種彈性光網絡保護方法，包括:
[0008]基于彈性光網絡的頻譜約束條件，以及彈性光網絡所需的備用容量和網絡鏈路上使用的頻率間隙數目最小化這一原則，預先建立利用P-Cycle保護技術對彈性光網絡進行鏈路保護和故障恢復的最優保護模型；
[0009]依據所述最優保護模型，預先在彈性光網絡中配置實現網絡保護和故障恢復所需的N個p-Cycle，其中，所述N為不小于I的自然數；
[0010]在所述彈性光網絡出現鏈路故障時，依據所述最優保護模型，為故障鏈路選擇合適的 p-Cycle ；
[0011]利用選擇的所述P-Cycle對所述故障鏈路進行故障恢復。
[0012]上述方法，優選的，所述頻譜約束條件包括頻譜連續性的約束條件和頻譜相鄰性的約束條件。
[0013]上述方法，優選的，所述最優保護模型具體為整數線性規劃ILP模型，所述ILP模型包括:目標公式、限制條件以及所需的相關集合、參數和變量。
[0014]上述方法，優選的，還包括:
[0015]在沒有充足的帶寬來保證完全的故障恢復時，采用帶寬壓縮恢復BSR技術對所述故障鏈路進行部分恢復。
[0016]一種彈性光網絡保護系統，其特征在于，包括模型建立模塊、保護圈配置模塊、保護路徑選擇模塊以及故障恢復模塊，其中:[0017]所述模型建立模塊，用于基于彈性光網絡的頻譜約束條件，以及彈性光網絡所需的備用容量和網絡鏈路上使用的頻率間隙數目最小化這一原則，預先建立利用P-Cycle保護技術對彈性光網絡進行鏈路保護和故障恢復的最優保護模型；
[0018]所述保護圈配置模塊，用于依據所述最優保護模型，預先在彈性光網絡中配置實現網絡保護和故障恢復所需的N個p-Cycle，其中，所述N為不小于I的自然數；
[0019]所述保護路徑選擇模塊，用于在所述彈性光網絡出現鏈路故障時，依據所述最優保護模型，為故障鏈路選擇合適的P-Cycle ；
[0020]所述故障恢復模塊，用于利用選擇的所述p-Cycle對所述故障鏈路進行故障恢復。
[0021]上述系統，優選的，還包括:
[0022]部分故障恢復模塊，用于在沒有充足的帶寬來保證完全的故障恢復時，采用帶寬壓縮恢復BSR技術對所述故障鏈路進行部分恢復。
[0023]本發明實施例提供的彈性光網絡保護方法，基于彈性光網絡的頻譜約束條件，以及整個網絡所需的備用容量和鏈路上使用的頻率間隙數目最小化這一原則，預先建立利用P-Cycle保護技術實現網絡鏈路保護的最優保護模型，并依據該最優保護模型在彈性光網絡中配置多個P-CycIe，從而，后續在網絡鏈路出現故障時，可從配置的多個p-CycIe中為故障鏈路選擇合適的P-Cycle實現故障恢復。可見，本發明將p-Cycle保護技術應用在彈性光網絡中，區別于環恢復技術僅能為圈上鏈路提供保護的特點，P-Cycle保護技術可以為圈上鏈路和跨接鏈路提供鏈路保護和故障恢復服務，即P-Cycle保護技術在同等條件下擴大了被保護的工作容量(鏈路)的范圍。
[0024]因此，相較于現有的環恢復技術，本發明采用P-Cycle保護技術，可實現利用更少的空閑資源進行彈性光網絡的快速保護，降低了網絡保護所需的備用容量，減小了帶寬。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0025]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0026]圖1是本發明實施例一公開的彈性光網絡保護方法的一種流程圖；
[0027]圖2是本發明實施例一公開的基于P-Cycle保護技術的彈性光網絡的示例圖；
[0028]圖3是本發明實施例二公開的彈性光網絡保護方法的另一種流程圖；
[0029]圖4是本發明實施例二公開的具有BSR的基于P-Cycle保護技術的彈性光網絡示例圖；
[0030]圖5是本發明實施例三公開的SmallNet網絡示意圖；
[0031]圖6是本發明實施例三公開的C0ST239網絡示意圖；
[0032]圖7是本發明實施例三公開的完全恢復情況下P-Cycle技術和環恢復技術的備用容量冗余度測試結果曲線圖；
[0033]圖8是本發明實施例三公開的完全恢復情況下P-Cycle技術和環恢復技術的最大頻譜間隙數目測試結果曲線圖；[0034]圖9是本發明實施例三公開的SmallNet中P-Cycle技術和環恢復技術在不同帶寬壓縮率下需使用的最大頻隙數和備用容量冗余度結果曲線圖；
[0035]圖10是本發明實施例三公開的C0ST239網絡中P-Cycle技術和環恢復技術在不同帶寬壓縮率下需使用的最大頻隙數和備用容量冗余度結果曲線圖；
[0036]圖11是本發明實施例三公開的SmallNet中P-Cycle技術和環恢復技術在每條光纖鏈路上不同最大頻隙數目情況下的恢復程度結果圖；
[0037]圖12是本發明實施例三公開的C0ST239網絡中P-Cycle技術和環恢復技術在每條光纖鏈路上不同最大頻隙數目情況下的恢復程度結果圖；
[0038]圖13是本發明實施例四公開的彈性光網絡保護系統的一種結構示意圖；
[0039]圖14是本發明實施例四公開的彈性光網絡保護系統的另一種結構示意圖。
【具體實施方式】
[0040]為了引用和清楚起見，下文中使用的技術名詞、簡寫或縮寫總結解釋如下:
[0041]p-Cycle:pre configured cycle,即預置圈、P 圈，第一次被 Grover andStamatelakis提出，是一種網狀網絡中預先配置保護圈的技術，利用空閑資源預先設置的環形通道來實現網狀網絡中鏈路的快速保護，區別于環恢復技術，其最大特點就是在允許工作通道任意選擇路由的條件下，同時可對圈上鏈路和跨接區段上的鏈路故障提供保護。
[0042]備用容量冗余度:網絡中所有的保護容量與網絡中所有的工作容量之比。
[0043]頻隙:頻率間隙。
[0044]為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0045]實施例一
[0046]本發明實施例一公開一種彈性光網絡保護方法，請參見圖1，該方法包括如下步驟:
[0047]S1:基于彈性光網絡的頻譜約束條件，以及彈性光網絡所需的備用容量和網絡鏈路上使用的頻率間隙數目最小化這一原則，預先建立利用P-Cycle保護技術對彈性光網絡進行鏈路保護和故障恢復的最優保護模型。
[0048]針對彈性光網絡，對其進行網絡保護時，需要考慮其頻譜連續性的約束條件以及頻譜相鄰性的約束條件。其中，頻譜連續性是指一條光路所經過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]本發明以彈性光網絡的上述約束條件為前提，并基于最小化整個網絡所需的備用容量和鏈路上使用的頻率間隙數目這一原則，建立利用P-Cycle保護技術對彈性光網絡進行鏈路保護的最優ILP (Integer Linear Programming,整數線性規劃)模型，以實現降低網絡保護所需的備用容量、減小帶寬的目的。該最優ILP模型包括網絡保護的目標公式、限制條件以及所需的相關集合、參數和變量。
[0050]本實施例在ILP模型中為每條工作路徑分配了工作業務，其目標是最小化網絡所需的保護容量和鏈路上使用的頻率間隙數目。本模型中，假設每條光纖上的頻譜都被劃分為具有固定微小間隔的多個頻率間隙，同時假設每個節點對之間只有一條最短路徑用來建立相應的工作路徑。以下對ILP模型中各組成要素進行詳細介紹。
[0051]I)目標公式
[0052]Σ i^Si+a.c(I)
[0053]2)限制條件
[0054]
【權利要求】
1.一種彈性光網絡保護方法，其特征在于，包括: 基于彈性光網絡的頻譜約束條件，以及彈性光網絡所需的備用容量和網絡鏈路上使用的頻率間隙數目最小化這一原則，預先建立利用P-Cycle保護技術對彈性光網絡進行鏈路保護和故障恢復的最優保護模型； 依據所述最優保護模型，預先在彈性光網絡中配置實現網絡保護和故障恢復所需的N個p-Cycle，其中，所述N為不小于I的自然數； 在所述彈性光網絡出現鏈路故障時，依據所述最優保護模型，為故障鏈路選擇合適的p-Cycle ； 利用選擇的所述P-Cycle對所述故障鏈路進行故障恢復。
2.根據權利要求1所述的彈性光網絡保護方法，其特征在于，所述頻譜約束條件包括頻譜連續性的約束條件和頻譜相鄰性的約束條件。
3.根據權利要求1所述的彈性光網絡保護方法，其特征在于，所述最優保護模型具體為整數線性規劃ILP模型，所述ILP模型包括:目標公式、限制條件以及所需的相關集合、參數和變量。
4.根據權利要求1-3任意一項所述的彈性光網絡保護方法，其特征在于，還包括: 在沒有充足的帶寬來保證完全的故障恢復時，采用帶寬壓縮恢復BSR技術對所述故障鏈路進行部分恢復。
5.一種彈性光網絡保護系統，其特征在于，包括模型建立模塊、保護圈配置模塊、保護路徑選擇模塊以及故障恢復模塊，其中: 所述模型建立模塊，用于基于彈性光網絡的頻譜約束條件，以及彈性光網絡所需的備用容量和網絡鏈路上使用的頻率間隙數目最小化這一原則，預先建立利用P-Cycle保護技術對彈性光網絡進行鏈路保護和故障恢復的最優保護模型； 所述保護圈配置模塊，用于依據所述最優保護模型，預先在彈性光網絡中配置實現網絡保護和故障恢復所需的N個p-Cycle，其中，所述N為不小于I的自然數； 所述保護路徑選擇模塊，用于在所述彈性光網絡出現鏈路故障時，依據所述最優保護模型，為故障鏈路選擇合適的p-Cycle ； 所述故障恢復模塊，用于利用選擇的所述P-Cycle對所述故障鏈路進行故障恢復。
6.根據權利要求5所述的彈性光網絡保護系統，其特征在于，還包括: 部分故障恢復模塊，用于在沒有充足的帶寬來保證完全的故障恢復時，采用帶寬壓縮恢復BSR技術對所述故障鏈路進行部分恢復。
【文檔編號】H04B10/032GK103929360SQ201410178469
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年4月29日 優先權日:2014年4月29日
【發明者】沈綱祥, 魏越 申請人:蘇州大學