СПОСОБ УМЕНЬШЕНИЯ ОГРАНИЧЕНИЯ ПО НЕПРЕРЫВНОСТИ ДЛИНЫ ВОЛНЫ НА ОСНОВЕ СЕТИ WSON Российский патент 2018 года по МПК H04L12/721 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к области техники управления длиной волны в WSON сети (оптическая сеть с автоматическим переключением длин волн), а точнее к способу уменьшения ограничения по непрерывности длины волны на основе сети WSON. Упомянутый WSON главным образом имеется в виду WSON без преобразования длин волн.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

WSON представляет собой оптическую сеть с автоматической коммутацией (ASON), функционирующая на базе сети передачи со спектральным уплотнением (WDM), с помощью обобщенной архитектуры многопротокольной коммутации по меткам (GMPLS), элемента вычисления пути (PCE) и других технологий плоскости управления, введенной в сеть с маршрутизацией по длине волны (WRON), осуществляет динамическую диспетчеризацию маршрутизации по длине волны и ее интеллектуализацию, повышает гибкость диспетчеризации сети WDM и эффективность сетевого управления.

В сети WSON для создания соединения (оптического канала на определенной длине волны) необходимо определить маршрут (то есть проходимый канал связи и узлы), в то же время для данного соединения распределить одну или несколько применимых длин волн, это есть и вопрос по маршрутизации и распределению длин волн (RWA) в сети WSON. В традиционной сети с коммутацией каналов если одно соединение пересекает несколько каналов связи, и при наличии свободных полос пропускания на всех каналах связи, то создание такого соединения возможно. Но в WSON существует некая ограниченность. В WSON в случае отсутствия преобразователя длин волн для создания сквозного волнового пути необходимы не только свободные, но и одинаковые длины волн в проходящих каналах связи, в связи с этим, ограничение по непрерывности длины волны является ограничивающим условием для сети WSON без преобразователя длин волн.

Как и традиционная сеть с коммутацией каналов, вероятность блокировки соединения ASON является важным показателем, характеризирующим работоспособность сети и качество услуги сети. В сети с маршрутизацией по длине волны (WSON сети) без преобразования длин волн ввиду существующего ограничения по непрерывности длины волны возможно не удастся создать необходимый оптический путь по причине блокировки маршрута или недостачи полос пропускания, соответственно просьба о соединении тоже блокируется.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Чтобы преодолеть вышеупомянутые недостатки в имеющейся технологии, целью настоящего изобретения является предоставление способа уменьшения ограничения по непрерывности длины волны на основе сети WSON, для уменьшения ограничения по непрерывности длины волны в сети WSON без преобразования длин волн, сокращения конфликтов длин волн при создании оптического канала, и снижения вероятности блокировки соединения.

Для достижения вышесказанной цели, настоящее изобретение применяет следующее техническое решение:

Способ уменьшения ограничения по непрерывности длины волны на основе сети WSON, отличающийся тем, что в сети WSON по получению просьбы о расчете маршрута с применением назначенной длины волны, модуль маршрутизатора сначала по традиционному методу рассчитывает маршруты, если расчет прошел успешно, то завершается процесс; если нет, то переходит к расчету для селекции длины волны;

Упомянутый расчет для селекции длины волны включает в себя расчет общих длин волн и расчет при помощи многослойной архитектуры, в первую очередь запускается расчет общих длин волн, если расчет прошел успешно, то завершается процесс; если нет, то задействуется расчет при помощи многослойной архитектуры.

В соответствии с вышеуказанным техническим решением упомянутый расчет общих длин волн с такой последовательностью операций: рассматривать наличие общих длин волн как ограничение маршрутизации для расчета кратчайшего маршрута, если расчет прошел успешно, то из общих длин волн брать любую волну в качестве регулированной длины волны после селекции.

В соответствии с вышеуказанным техническим решением для определения наличия общих длин волн используется алгоритм Dijkstra.

В соответствии с вышеуказанным техническим решением при определении применимости текущего hop упомянутый алгоритм Dijkstra проверяет о наличии общих длин волн из свободных длин волн текущего hop и всех предыдущих hop, если общей длины волны не имеется, то означает, что текущий hop не применим.

В соответствии с вышеуказанным техническим решением определение наличия общих длин волн с такой последовательностью операций: представим себе, что общими длинами волн λ_mul целого маршрута является пересечение свободных длин волн всех hop от узла источника до узла назначения, в случае если {λ_mul}≠ пустое множество, значит имеются волновые пути, удовлетворяющие ограничению по непрерывности длины волны, и из общих длин волн брать любую длину волны λ_f∈{λ_mul} для создания соответствующего оптического пути; в случае если {λ_mul} = пустое множество, то означает, что не существует волновой путь.

В соответствии с вышеуказанным техническим решением упомянутый расчет при помощи многослойной архитектуры с такой последовательностью операций: принимаем оптическую сеть, содержащую W длин вон как наложение W сетей, имеющих одинаковую физическую топологию, и каждая сеть, имеющая одинаковую физическую топологию использует разную и единственную длину волны.

В W сетях, имеющих одинаковую физическую топологию соответственно искать маршрут согласно алгоритму "первый ограниченный кратчайший путь" (CSPF), в результате нашлись несколькие кратчайшие пути, соответствующие разным длинам волн, и затем по ограничению маршрутизации сопоставлять все эти пути, и из которых подбирают самый оптимальный как окончательный путь.

Упомянутый способ уменьшения ограничения по непрерывности длины волны на основе сети WSON согласно настоящему изобретению, уменьшит ограничения по непрерывности длины волны в сети WSON без преобразования длин волн, сократит конфликты длин волн при создании оптического канала, и снизит вероятность блокировки соединений.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ФИГУР

К настоящему изобретению прилагаются следующие фигуры:

Фиг. 1: Пример топологического графа;

Фиг. 2-1: Физическая топология оптического канала с длиной волны λ1, созданного по традиционному способу;

Фиг. 2-2: Физическая топология оптического канала с длиной волны λ6, созданного по традиционному способу;

Фиг. 3-1: Физическая топология {λ1, λ2, λ3} при проведении расчета с помощью многослойной архитектуры;

Фиг. 3-2: Физическая топология {λ4} при проведении расчета с помощью многослойной архитектуры;

Фиг. 3-3: Физическая топология {λ5} при проведении расчета с помощью многослойной архитектуры;

Фиг. 3-4: Физическая топология {λ6} при проведении расчета с помощью многослойной архитектуры;

Фиг. 3-5: Физическая топология {λ7} при проведении расчета с помощью многослойной архитектуры.

КОНКРЕТНЫЕ ВАРИАНТЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ниже будет подробно описано настоящее изобретение со ссылкой на фигуры.

При вычислении маршрутизации по длинам волн в WSON (WSON без преобразования длин волн), допустим при проведении расчета маршрута длину волны назначить λ1, это означает, что модуль маршрутизатора должен во всей сетевой топологии изо всех проходящих оптических волокон искать кратчайший путь, содержащий данную общую свободную длину волны, и удовлетворяющий ограничивающему условию. А для назначенной длины волны (к примеру, допустимый λ1) данный расчет может оказаться неудачным по причине того, что изо всех проходящих оптических волокон не найдется путь, содержащий данную общую свободную длину волны. Настоящее изобретение позволяет проводить автоматическую селекцию другой длины волны (к примеру, длина волны λ2), отвечающей требованию к непрерывности длины волны и обеспечивающей успешный расчет маршрута, если расчет с применением назначенной длины волны прошел неудачно.

Способ уменьшения ограничения по непрерывности длины волны на основе сети WSON согласно настоящему изобретению, включает следующие операции:

В сети WSON по получению просьбы о расчете маршрута с применением назначенной длины волны, модуль маршрутизатора сначала по традиционному методу рассчитывает маршруты, если расчет прошел успешно, то завершается процесс; если нет, то переходит к расчету для селекции длины волны;

Упомянутый расчет для селекции длины волны включает в себя расчет общих длин волн и расчет при помощи многослойной архитектуры, в первую очередь запускается расчет общих длин волн, если расчет прошел успешно, то завершается процесс; если нет, то задействуется расчет при помощи многослойной архитектуры.

В соответствии с вышеуказанным техническим решением упомянутый расчет общих длин волн с такой последовательностью операций: рассматривать наличие общих длин волн как ограничение маршрутизации для расчета кратчайшего маршрута, если расчет прошел успешно, то из общих длин волн брать любую волну в качестве регулированной длины волны после селекции.

В соответствии с вышеуказанным техническим решением для определения наличия общих длин волн используется алгоритм Dijkstra.

При определении применимости текущего hop (прыжок, переход от одного узла к другому называется прыжком, а именно: в сети передачи данных с пакетной коммутацией процесс перехода пакета данных через маршрутизатор или непосредственно через узлы к другой сети, для успешно вычисленного маршрута представляется "прыжком") упомянутый алгоритм Dijkstra проверяет о наличии общих длин волн из свободных длин волн текущего hop и всех предыдущих hop, если общей длины волны не имеется, то означает, что текущий hop не применим.

Представим себе, что общими длинами волн λ_mul целого маршрута является пересечение свободных длин волн всех hop от узла источника до узла назначения, в случае если {λ_mul}≠ пустое множество, значит имеются волновые пути, удовлетворяющие ограничению по непрерывности длины волны, и из общих длин волн брать любую длину волны λ_f∈{λ_mul} для создания соответствующего оптического пути; в случае если {λ_mul} = пустое множество, то означает, что не существует волновой путь.

Выше описан принцип расчета общих длин волн. По традиционному методу расчета маршрута необходимо задавать конкретную длину волны, по которой производится расчет маршрута, и чтобы во всех прыжках (hop) на вычисленном маршруте содержалась данная длина волны, в случае отсутствия этой длины волны в хоть одном прыжке (hop) на всех возможных маршрутах от узла источника до узла назначения, то расчет прошел неудачно, это есть и ограничение по непрерывности длины волны. По методу расчета общих длин волн, при проведении расчета маршрута одновременно и вычисляет одинаковые длины волн всех прыжков (hop), и получаются общие длины волн целого маршрута.

В соответствии с вышеуказанным техническим решением упомянутый расчет при помощи многослойной архитектуры с такой последовательностью операций: принимаем оптическую сеть, содержащую W (значение W - положительное целое число, которое больше или равно 2) длин вон как наложение W сетей, имеющих одинаковую физическую топологию, и каждая сеть, имеющая одинаковую физическую топологию использует разную и единственную длину волны. То есть, первая сеть, имеющая одинаковую физическую топологию использует длину волны λ1, вторая сеть, имеющая одинаковую физическую топологию использует длину волны λ2, третья сеть, имеющая одинаковую физическую топологию использует длину волны λ3, …. Далее умозаключают по аналогии.

В W сетях, имеющих одинаковую физическую топологию соответственно искать маршрут согласно алгоритму "первый ограниченный кратчайший путь" (CSPF), в результате нашлись несколькие кратчайшие пути, соответствующие разным длинам волн, и затем по ограничению маршрутизации сопоставлять все эти пути, и из которых подбирают самый оптимальный как окончательный путь.

В расчете с помощью многослойной архитектуры ограничение маршрутизации не означает, что существует общая длина волны, а подразумевает, что подобранный маршрут должен отвечать прочим ограничивающим условиям, к примеру, через/не через какие-то узлы.

Ниже, со ссылкой на фиг. 1, подробно описан пример осуществления. Как показано на фиг. 1, пример, иллюстрирующий топологический граф при создании оптического канала, фигурные скобки в канале связи обозначают информацию о свободных длинах волн данного канала. Благодаря лавинной рассылке топологии канала связи и информации о свободных длинах волн всех каналах в сети, каждому узлу известна информация о каналах связи и топология всей сети.

Предполагаем, что в процессе расчета маршрута узел источника - A, узел назначения - H, назначенная длина волны - λ1. Узел источника A сначала абстрагирует свободные каналы связи с длиной волны λ1, и образуется топология, показанная на фиг. 2-1, затем на основе данной топологии по традиционному методу вычисляют маршрут: A-C-D-E-F-H, длина волны - λ1.

Предполагаем, что в процессе расчета маршрута узел источника - A, узел назначения - H, назначенная длина волны - λ6. Путем абстрагирования свободных каналов связи с длиной волны λ6 образуется топология, показанная на фиг. 2-2, очевидно, что в этом случае не имеется возможность вычисления маршрута. Для решения описанной выше задачи настоящее изобретение предлагает следующее решение:

В случае отсутствия возможности вычисления маршрута сначала применяется расчет общих длин волн. В процессе расчета маршрута: узел источника - A, узел назначения - H. Согласно алгоритму Dijkstra есть три маршрута на выбор: A-C-F-H, A-C-G-F-H и A-C-D-E-F-H:

В маршруте A-C-F-H при прихождении до узла F, {λ7} является пересечением свободных длин волн участков A-C, C-F;

В маршруте A-C-G-F-H при прихождении до узла F, {λ4} является пересечением свободных длин волн участков A-C, C-G и C-F;

В маршруте A-C-D-E-F-H при прихождении до узла F, {λ1, λ2, λ3, λ4} являются пересечением свободных длин волн участков A-C, C-D, D-E и E-F;

При прихождении до узла F необходимо определить маршрут, в случае если определение производится согласно принципу "минимальной стоимости канала связи", то подбирают A-C-D-E-F-H, пересечением свободных длин волн участков A-F, F-H являются {λ1, λ2, λ3, λ4}. В связи с этим окончательный результат расчета представляет собой A-C-D-E-F-H, применимые длины волны {λ1, λ2, λ3, λ4}.

В случае если определение производится согласно принципу "минимальных узлов", то из вышеуказанных трех маршрутов подбирается A-C-F-H. Однако при этом пересечение свободных длин волн участков A-F, F-H представляет собой пустое множество, то получается неудачный расчет, хоть есть еще и маршрут A-C-G-F-H с применимой длиной волны λ4. Но в этом случае не позволяется провести успешный расчет общих длин волн.

Во избежание этого случая можно задействовать расчет при помощи многослойной архитектуры для расчета маршрута заново. В первую очередь принимаем оптическую сеть по фиг. 1, содержащую 7 длин волн как наложение 7 сетей, имеющих одинаковую физическую топологию, и вышеуказанную топологию могут абстрагировать как наложение физических топологий {λ1, λ2, λ3}. {λ4}, {λ5}, {λ6} и {λ7}. которые соответственно показаны на фиг. 3-1, фиг. 3-2, фиг. 3-3, фиг. 3-4, фиг. 3-5.

На основе этих обстрагированных топологий соответственно рассчитывает маршруты от узла источника A до узла назначения H, согласно принципу "минимальных узлов" получаются следующие возможные маршруты и топологии соответствующих длин волн:

A-C-D-E-F-H, физическая топология {λ1, λ2, λ3};

A-C-G-F-H, физическая топология {λ4}.

Затем согласно принципу выбора маршрута (принципу "минимальных узлов") из возможных маршрутов выбрать один маршрут, и соответствующую длину волны. Окончательный результат расчета представляет собой A-C-G-F-H с применимой длиной волны {λ4}.

Настоящее изобретение позволяет на основе имеющегося основного алгоритма расчета маршрутов (без создания новых алгоритмов) эффективно уменьшить ограничения по непрерывности длины волны, сократить конфликты длин волн при создании оптического канала, снизить вероятность блокировки соединений и повысить качество услуги сетей. Предполагается, что данный способ в WSON без преобразования длин волн может найти эффективное применение, и приносит большие экономические выгоды.

Содержания, кратко описанные в разделе "Описание изобретения", относятся к технике, хорошо известная техническим специалистам этой области техники.

Изобретение относится к области техники управления длиной волны. Технический результат изобретения заключается в уменьшении ограничения по непрерывности длины волны на основе сети WSON без преобразования длин волн, сокращении конфликтов длин волн при создании оптического канала и снижении вероятности блокировки соединений. В сети WSON по получению просьбы о расчете маршрута с применением назначенной длины волны модуль маршрутизатора сначала рассчитывает маршруты. Если расчет прошел успешно, то завершается процесс; если нет, то переходит к расчету для селекции длины волны; упомянутый расчет для селекции длины волны включает в себя расчет общих длин волн и расчет при помощи многослойной архитектуры. 1 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Способ расчета маршрута с применением назначенной длины волны на основе сети WSON, отличающийся тем, что в сети WSON по получению просьбы о расчете маршрута с применением назначенной длины волны модуль маршрутизатора сначала ищет кратчайший путь во всей сетевой топологии изо всех проходящих оптических волокон, содержащий общедоступную длину волны и удовлетворяющий ограничительному условию, и если расчет прошел успешно и найден кратчайший путь с общедоступной длиной волны, удовлетворяющий ограничительным условиям, то завершается процесс; если нет, то переходит к расчету для селекции длины волны;

упомянутый расчет для селекции длины волны включает в себя расчет общих длин волн и расчет при помощи многослойной архитектуры, в первую очередь запускается расчет общих длин волн, если расчет прошел успешно, то завершается процесс; если нет, то задействуется расчет при помощи многослойной архитектуры;

упомянутый расчет общих длин волн с такой последовательностью операций: рассматривать наличие общих длин волн как ограничение маршрутизации для расчета кратчайшего маршрута, если расчет прошел успешно, то из общих длин волн брать любую волну в качестве регулированной длины волны после селекции;

для определения наличия общих длин волн используется алгоритм Dijkstra; при определении применимости текущего hop упомянутый алгоритм Dijkstra проверяет о наличии общих длин волн из свободных длин волн текущего hop и всех предыдущих hop, если общей длины волны не имеется, то означает, что текущий hop не применим;

определение наличия общих длин волн с такой последовательностью операций: представим себе, что общими длинами волн λ_mul целого маршрута является пересечение свободных длин волн всех hop от узла источника до узла назначения, в случае если {λ_mul}≠ пустое множество, значит имеются волновые пути, удовлетворяющие ограничению по непрерывности длины волны, и из общих длин волн брать любую длину волны λ_f∈{λ_mul} для создания соответствующего оптического пути; в случае если {λ_mul}= пустое множество, то означает, что не существует волновой путь.

2. Способ расчета маршрута с применением назначенной длины волны на основе сети WSON по п. 1, отличающийся тем, что упомянутый расчет при помощи многослойной архитектуры с такой последовательностью операций: принимаем оптическую сеть, содержащую W длин волн как наложение W сетей, имеющих одинаковую физическую топологию, и каждая сеть, имеющая одинаковую физическую топологию, использует разную и единственную длину волны;

в W сетях, имеющих одинаковую физическую топологию, соответственно ищем маршрут согласно алгоритму "первый ограниченный кратчайший путь" (CSPF), в результате находим несколько кратчайших путей, соответствующих разным длинам волн, и затем по ограничению маршрутизации сопоставляем все эти пути, из которых подбираем самый оптимальный как окончательный путь.