СПОСОБ КОНФИГУРИРОВАНИЯ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКОЙ СЕТИ СВЯЗИ С СИСТЕМАМИ СПЕКТРАЛЬНОГО УПЛОТНЕНИЯ Российский патент 2023 года по МПК H04W40/00 H04B10/27 

Изобретение относится к области сетей связи и может быть использовано при проектировании и построении новых или совершенствовании существующих волоконно-оптических сетей связи (ВОСС) с системами спектрального уплотнения.

Известен способ моделирования процессов обеспечения технической готовности сетей связи при технической эксплуатации и система для его реализации (См. Патент РФ №2336566, G06N 1/00, опубл. 20.10.2008, бюл. №29), заключающийся в том, что определяют схемотехнические характеристики элементов сети связи, устанавливают их взаимосвязи, описывают структуры сети связи, разделяют все связи на основные и резервные, задают произвольные комбинации повреждений элементов сети связи, определяют значения показателя аварийности состояния связей между элементами сети связи, моделируют процесс обеспечения технической готовности при эксплуатации сети связи, имитируют различные виды отказов, повреждений и сбоев основных элементов сети связи, замещают поврежденные связи резервными, определяют значения показателя восстановления работоспособности сети связи, осуществляют сбор статистики, прогнозируют техническое состояние основных элементов сети связи и рассчитывают основные показатели функционирования сетей связи.

Известный аналог учитывает надежность элементов сети связи, однако его недостатком является относительно низкая устойчивость ВОСС с системами спектрального уплотнения, так как конфигурацию сети выполняют без учета изменения пропускной способности и спектральной загруженности одномерных маршрутов, кроме того не учитывают живучесть сети при воздействии внешних дестабилизирующих факторов на ее элементы.

Известен способ обеспечения устойчивости сетей связи в условиях внешних деструктивных воздействий (См. Патент RU 2379753 С1, МПК G06F 21/20, G06N 3/02, опубл. 20.01.2010, бюл. №2), при котором контролируют внешние деструктивные воздействия, оценивают пропускную способность и, путем распределения доступного ресурса между абонентами, обеспечивают своевременность предоставления информационных услуг.

Недостатком указанного способа является низкая устойчивость ВОСС с системами спектрального уплотнения, так как учитывают только живучесть ВОСС при воздействии деструктивных воздействиях и не учитывают изменения надежности элементов сети, а также изменения пропускной способности и спектральной загруженности одномерных маршрутов.

Наиболее близким аналогом (прототипом) по технической сущности к заявленному изобретению является способ динамической реконфигурации сетей связи с многомерными маршрутами передачи сообщений (См. Патент РФ №2522851, С2. кл. H04W 40/00, опубл. 20.07.2014 г.). Известный способ заключается в том, что в каждом из узлов связи осуществляют контроль качества входящих в узел связи каналов связи, результаты контроля качества каналов связи передают на все узлы связи сети связи, в зависимости от качества канала связи оценивают пропускную способность канала связи, затем определяют пропускную способность одномерных маршрутов передачи сообщений в зависимости от пропускной способности входящих в этот одномерный маршрут каналов связи, далее формируют многомерный маршрут передачи сообщений, по которому передают сообщения, причем вначале в многомерный маршрут включают одномерные маршруты передачи с наибольшей пропускной способностью, затем - одномерные маршруты передачи с меньшей, следующей по величине пропускной способностью и так далее, до тех пор, пока пропускная способность многомерного маршрута передачи не обеспечит передачу сообщений в заданное время с требуемой вероятностью доведения сообщения, и далее передают сообщения по многомерному маршруту передачи. Кроме того, в узлах связи, которые представляют собой источники сообщений, по результатам контроля качества канала связи оценивают также тренд изменения пропускной способности каналов связи, затем оценивают тренд изменения пропускной способности одномерных маршрутов передачи и далее оценивают тренд изменения пропускной способности многомерных маршрутов передачи, при уменьшении пропускной способности многомерного маршрута передачи ниже предельно допустимого значения в многомерный маршрут добавляют одномерные маршруты передачи, начиная с оставшихся одномерных маршрутов передачи с наибольшей пропускной способностью, и так до тех пор, пока пропускная способность многомерного маршрута передачи не достигнет необходимого значения с учетом тренда изменения пропускной способности многомерного маршрута, при формировании одномерных маршрутов передачи при равной пропускной способности каналов связи, сначала выбирают менее загруженные каналы связи, а затем более загруженные каналы связи, при неравной пропускной способности сначала выбирают каналы связи, у которых пропускная способность с учетом их загрузки будет больше, затем выбирают каналы связи с меньшей пропускной способностью с учетом их загрузки.

Недостатком указанного способа является относительно низкая устойчивость ВОСС с системами спектрального уплотнения, так как при формировании многомерных маршрутов не учитывают информацию об изменении надежности и живучести ее элементов при воздействии на них внешних дестабилизирующих факторов, а при определении пропускной способности одномерных маршрутов учитывают только качество канала связи и не учитывают распределение длин волн для него.

Техническим результатом при использовании заявленного способа конфигурирования волоконно-оптической сети связи с системами спектрального уплотнения, является повышение ее устойчивости за счет формировании многомерных маршрутов из одномерных маршрутов с требуемыми показателями устойчивости и спектральной загруженности.

Технический результат достигается тем, что в известном способе конфигурации волоконно-оптической сети связи с системами спектрального уплотнения, заключающемся в том, что в каждом из узлов связи контролируют качество входящих в узел связи каналов связи, оценивают пропускную способность канала связи, определяют пропускную способность одномерных маршрутов передачи сообщений, состоящих из множества каналов между двумя инцидентными узлами связи, формируют многомерный маршрут передачи сообщений, состоящий из двух и более соединений одномерных маршрутов, передают сообщения по многомерному маршруту передачи, дополнительно ВОСС с системами спектрального уплотнения представляют в виде неориентированного графа с множеством Z_n вершин, в качестве которых выступают узлы связи с оборудованием системы спектрального уплотнения, а также ребер, в качестве которых выступают волоконно-оптические линии связи, для которых формируют структурную матрицу ВОСС , где элемент матрицы a_i,k=1 при i=k и a_i,k=0 при отсутствии непосредственной связи межу i-м и k-м узлами связи, а значению a_i,k присваивают номер m-го одномерного маршрута, где m=1, 2,…,М, при наличии непосредственной связи между i-м и k-м узлами связи. Вычисляют на каждом узле связи показатель спектральной загруженности G_зm и комплексный показатель устойчивости К_ут для каждого m-го одномерного маршрута, значения которых передают на центральный узел связи ВОСС, где запоминают в виде матриц G_{з одм}=[G_зm] и K_{у одм}=[K_уm] соответственно. Формируют на основе r количества, где r=1, 2,…,R m-х одномерных маршрутов совокупность возможных многомерных маршрутов передачи сообщений между i-м и j-м узлами связи, где i=1, 2,…,I; j=1, 2,…,J; и i≠j, в виде N_ij деревьев графа ВОСС. Вычисляют для каждого из N_ij возможных многомерных маршрутов передачи сообщений показатель спектральной загруженности и комплексный показатель устойчивости . Выбирают из совокупности возможных многомерных маршрутов передачи сообщений N_ij многомерный маршрут с минимальным показателем спектральной загруженности и наибольшим комплексным показателем устойчивости . Формируют на центральном узле связи ВОСС таблицы коммутации спектральных каналов связи и распределения длин волн между i-м и j-м узлами связи с использованием информации о совокупности возможных многомерных маршрутов передачи сообщений N_ij, показателях их спектральной загруженности и комплексных показателях устойчивости . Передают на i-e и j-е узлы связи ВОСС таблицы коммутации спектральных каналов связи и распределения длин волн, задают интервалы времени определения показателей спектральной загруженности G_зm и комплексных показателей устойчивости K_ym m-х одномерных маршрутов. Изменяют таблицы коммутации спектральных каналов связи и распределения длин волн на узлах связи в ВОСС за счет исключения из совокупности возможных многомерных маршрутов передачи сообщений N_ij тех m-х одномерных маршрутов у которых K_уm<K_{уm min} и/или G_зm>G_{зm max}, где K_{уm min} - минимальный комплексный показатель устойчивости и G_{зm max} - максимальный показатель спектральной загруженности.

Кроме того, формируют совокупность возможных многомерных маршрутов передачи сообщений между i-м и j-м узлами связи на основе r количества, где r=1, 2,…,R m-х одномерных маршрутов с максимальными значениями комплексного показателя устойчивости K_уm → max и минимальными показателями спектральной загруженности G_зm → min.

Кроме того, формируют совокупность возможных многомерных маршрутов передачи сообщений между i-м и j-м узлами связи на основе r количества, где r=1, 2,…,R m-х одномерных маршрутов со схожими по значению комплексного показателя устойчивости K_уm и спектральной загруженности G_зm.

Кроме того, выбирают из совокупности возможных многомерных маршрутов передачи сообщений N_ij многомерный маршрут в первую очередь с наибольшим комплексным показателем устойчивости и во вторую очередь с минимальным показателем спектральной загруженности G_зm.

Благодаря новой совокупности существенных признаков в заявленном способе реализована возможность оперативного изменения таблиц коммутации спектральных каналов и распределения длин волн между узлами связи при построении многомерных маршрутов в зависимости от показателей спектральной загруженности G_зm и комплексных показателей устойчивости K_уm одномерных маршрутов, их образующих, на интервале времени, чем и достигается повышение устойчивости ВОСС с системами спектрального уплотнения.

Заявленный способ поясняется чертежами, на которых показано:

фиг. 1 - представление ВОСС с системами спектрального уплотнения в виде неориентированного графа;

фиг. 2 - размещение одномерных маршрутов передачи сообщений в ВОСС;

фиг. 3 - возможности оборудования спектрального уплотнения на узлах связи ВОСС по организации спектральных каналах связи и спектральная загруженность одномерных маршрутов;

фиг. 4 - требования к надежности, живучести и устойчивости одномерных маршрутов;

фиг. 5 - номиналы длин волн и значения показателей загруженности G_зm m-х одномерных маршрутов передачи сообщений в ВОСС;

фиг. 6 - значения коэффициентов готовности K_r узлов связи и волоконно-оптических линий связи в ВОСС на интервалах времени;

фиг. 7 - значения показателей надежности K_нm одномерных маршрутов передачи сообщений в ВОСС на интервалах времени;

фиг. 8 - значения коэффициентов оперативной готовности K_ог узлов связи и волоконно-оптических линий связи в ВОСС на интервалах времени;

фиг. 9 - значения показателей живучести K_жm m-х одномерных маршрутов передачи сообщений в ВОСС на интервалах времени;

фиг. 10 - значения показателей спектральной загруженности G_зm и комплексных показателей устойчивости K_уm одномерных маршрутов передачи сообщений в ВОСС на интервале времени t₁;

фиг. 11 - пример формирования многомерного маршрута передачи сообщений в ВОСС;

фиг. 12 - значения показателей загруженности G_зm и комплексных показателей устойчивости K_ym одномерных маршрутов передачи сообщений в ВОСС на интервале времени t₂;

фиг. 13 - пример конфигурирования ВОСС в динамике ее функционирования.

Возможность реализации заявленного способа объясняется следующим. В соответствии с фиг. 1 ВОСС с системами спектрального уплотнения представляют в виде неориентированного графа с множеством Z_n вершин, в качестве которых выступают узлы связи с оборудованием системы спектрального уплотнения, а также ребер, в качестве которых выступают волоконно-оптические линии связи, для которых формируют структурную матрицу ВОСС [Филлипс Д., Гарсиа-Диас А. Методы анализа сетей: Пер. с англ. - М.: Мир, 1984. - 496 с, ил., стр. 18; Конечные графы и сети, Басакер Р., Саати Т., перевод с англ. Главная редакция физико-математической литературы изд-ва «Наука», Москва, 1973, 368 стр., стр. 136].

На узлах связи (УС) ВОСС №А - 1,…,6 - Б (фиг. 1 - обозначены окружностями) устанавливают оборудование системы спектрального уплотнения, например, оборудование «Волга» с блоком мультиплексора OM-40-AV-PM, который обеспечивает формирование до 40 длин волн (DWDM-каналов в сетке МСЭ-Т G.694.1) [Оборудование волоконно-оптической системы передачи со спектральным уплотнением «Волга». Блок мультиплексора OM-40-AV-PM. Руководство по эксплуатации ТВСЕ.433771.050 РЭ].

Спектральным уплотнением, или волновым мультиплексированим, или мультиплексирование по длинам волн (WDM - Wavelength Division Multiplexing) называют передачу нескольких сигналов в одном оптическом волокне на разных длинах волн (несущих), соответствующих частотному плану Сектора по стандартизации телекомуникаций Международного союза электросвязи ITU-T [Листвин В.Н., Трещиков В.Н. DWDM-системы. Москва: Техносфера, 2015. - 296 с., стр. 8].

Одномерным маршрутом передачи в ВОСС называют множество каналов связи, образованных оборудованием системы спектрального уплотнения, между двумя инцидентными узлами связи.

Многомерным маршрутом передачи сообщения в ВОСС называют два и более соединения одномерных независимых маршрутов, по которым передают сообщение.

Вычисляют на каждом узле связи показатель спектральной загруженности G_зm для каждого m-го одномерного маршрута. Для этого получают от оптических передатчиков оборудования системы спектрального уплотнения, установленного на узле связи ВОСС информацию о количестве подключенного терминального оборудования и передаваемых компонентных потоков, а от мультиплексоров WDM число формируемых спектральных каналов М и номиналы задействованных λ_з и не задействованных λ_нз длин волн λ на m-м одномерном маршруте и вычисляют показатель загруженности m-го одномерного маршрута . Оптические передатчики могут быть реализованы на основе известных устройств, например, WDM-транспондера или волнового конвертора [Оптические телекоммуникационные системы. Учебник для вузов / В.Н. Гордиенко, В.В. Крухмалев, А.Д. Моченов, Р.М. Шарафутдинов. Под ред. Профессора В.Н. Гордиенко. - М: Горячая линия - Телеком, 2011. - 368 с.: ил., стр. 278]. Мультиплексоры WDM могут быть реализованы на основе известных устройств, например, мультиплексоров с TFF фильтрами (при М≤16) или AWG решетками (при М>16) [Листвин В.Н., Трещиков В. Н. DWDM-системы. Москва: Техносфера, 2015. - 296 с., стр. 99, 104].

Вычисляют для каждого m-го одномерного маршрута показатель надежности K_нm, характеризуемый коэффициентом готовности узлов связи K_{г ус} и волоконно-оптических линий связи K_{г волс} путем перемножения их показателей K_{г ус} и K_{г волс}.

Коэффициенты готовности элементов ВОСС (узлов связи и волоконно-оптических линий связи) рассчитывают K_г=Т_о/(Т_о+Т_в), где Т_о - среднее время наработки на отказ элемента; Т_в - среднее время восстановления работоспособности элемента, и определяют в соответствии с паспортными данными на оборудование и кабели связи. Они также могут быть вычислены по среднему времени наработки на отказ и времени восстановления, которые приводятся изготовителем в технической документации на устанавливаемое оборудование [ГОСТ Р 53111 - 2008. Устойчивость функционирования сети связи общего пользования. Требования и методы проверки. - М.: Стандартинформ, 2009 г. - 19 с.], например с использованием программно реализованных секундомеров.

Вычисляют для каждого m-го одномерного маршрута a_i,k показатель живучести K_жm, характеризуемый коэффициентом оперативной готовности оборудования систем спектрального уплотнения, установленной на узлах связи K_{ог ус} и волоконно-оптических линий связи K_{ог волс} путем перемножения их показателей K_{ог ус} и K_{ог волс.} В качестве показателя живучести элементов ВОСС применяют коэффициент оперативной готовности: K_о.г=Р(Т)×K_г, где K_г - коэффициент готовности; Р(Т) - вероятность сохранения работоспособности элемента при воздействии внешних дестабилизирующих факторов.

Вычисляют комплексный показатель устойчивости K_{у m} для каждого m-го одномерного маршрута a_i,k путем перемножения их показателя надежности K_нm и показателя живучести K_жт. В качестве исходных данных могут использоваться различные данные, например, показатели методики оценки соответствия сети электросвязи заданным требованиям обеспечения устойчивости ее функционирования [ГОСТ Р 53111 - 2008. Устойчивость функционирования сети связи общего пользования. Требования и методы проверки. - М.: Стандартинформ, 2009 г. - 19 с.].

Данные о спектральной загруженности G_зm и комплексного показателя устойчивости K_уm каждого m-го одномерного маршрута передают на центральный узел связи ВОСС, с помощью оборудования системы спектрального уплотнения, например, оборудования «Волга» с блоком мультиплексора OM-40-AV-PM, установленного на узлах связи ВОСС по протоколу SNMP при помощи программного обеспечения для сетевого управления оборудованием, например, сетевой системы управления NMS «Фрактал» [«Система управления NMS «ФРАКТАЛ» (версия ПО 4.0)» ТВСЕ.11011-04, выписка из единого реестра российских программ для электронных вычислительных машин и баз данных и единого реестра программ для электронных вычислительных машин и баз данных из государств - членов Евразийского экономического союза, за исключением Российской Федерации, порядковый номер реестровой записи: 789 от 16.05.2016].

Запоминают показатели загруженности m-х одномерных маршрутов в виде матрицы G_{з одм}=[G_зm]. Запоминают комплексные показатели устойчивости K_ут m-х одномерных маршрутов в виде матрицы K_{y одм}=[K_ym].

Для каждого из N_ij возможных многомерных маршрутов передачи сообщений вычисляют показатель его спектральной загруженности .

Формируют на основе r количества, где r=1, 2,…,R m-х одномерных маршрутов совокупность возможных многомерных маршрутов передачи сообщений между i-м и j-м узлами связи, где i=1, 2,…,I; j=1, 2,…,J; и i≠j, в виде N_ij деревьев графа ВОСС, причем каждое n-е, где n=1, 2,…,N_ij, дерево графа состоит из Z_n вершин, соответствующих количеству принадлежащего ему узлов связи с оборудованием системы спектрального уплотнения [Конечные графы и сети, Басакер Р., Саати Т., перевод с англ. Главная редакция физико-математической литературы изд-ва «Наука», Москва, 1973, 368 стр., стр. 26].

Задают максимальный показатель спектральной загруженности G_{зm max} m-го одномерного маршрута, не включают в многомерный маршрут передачи сообщений m-е одномерные маршруты у которых G_зm>G_{зm max}, если у всех m-х одномерных маршрутов G_3m>G_{3m mах}, то включают в многомерный маршрут передачи сообщений m-е одномерные маршруты с минимальной спектральной загруженностью G_зm по отношению к другим m-м одномерным маршрутам.

Задают минимальный комплексный показатель устойчивости K_{ym min} m-го одномерного маршрута, не включают в многомерный маршрут передачи сообщений m-е одномерные маршруты у которых K_уm<K_{уm min}, если у всех m-х одномерных маршрутов K_уm<K_{ym min}, то включают в многомерный маршрут передачи сообщений m-е одномерные маршруты с максимальными значениями комплексного показателя устойчивости K_{ym min} по отношению к другим одномерным маршрутам.

Для каждого из N_ij возможных многомерных маршрутов передачи сообщений вычисляют показатель их спектральной загруженности и комплексный показатель устойчивости [ГОСТ Р 53111 - 2008. Устойчивость функционирования сети связи общего пользования. Требования и методы проверки. - М.: Стандартинформ, 2009 г. - 19 с. Приложение Б. Методика оценки соответсвия сети электросвязи заданным требованиям обеспечения устойчивости ее функционирования].

Выбирают из совокупности возможных многомерных маршрутов передачи сообщений N_ij многомерный маршрут с наибольшим комплексным показателем устойчивости и минимальным показателем спектральной загруженности .

Формируют на центральном узле связи ВОСС таблицы коммутации спектральных каналов связи и распределения длин волн между i-м и j-м узлами связи с использованием информации о совокупности возможных многомерных маршрутов передачи сообщений N_ij, показателях их спектральной загруженности и комплексных показателях устойчивости , с помощью известных алгоритмов маршрутизации, например, алгоритма Ли [Frank Rubin. The Lee path connection algorithm // IEEE Transactions on Computers. - 1974; Абрайтис Л.Б. Автоматизация проектирования топологии цифровых интегральных микросхем. - М.: Радио и связь, 1985. - 200 с.].

Изменяют таблицы коммутации спектральных каналов связи и распределения длин волн на узлах связи в ВОСС за счет исключения из совокупности возможных многомерных маршрутов передачи сообщений N_ij тех m-х одномерных маршрутов у которых K_уm<K_{уm min} и/или G_зm>G_{зm max}. Вместо них включают в многомерный маршрут передачи сообщений одномерные маршруты из матриц K_{y одм}=[K_ym] и G_{з одм}=[G_зm] У которых показатели устойчивости K_ym>K_{ym min} и спектральной загруженности G_зm<G_{3m max}, если условия по показателям устойчивости K_ут>K_{ym min} и/или спектральной загруженности G_зm<G_{зm max} m-x одномерных маршрутов из матриц K_{у одм}=[K_ут] и G_{з одм}=[G_зm] не выполняются, то показатели исключаемых m-х одномерных маршрутов сравнивают с показателями других m-х одномерных маршрутов из матриц K_{у одм}=[K_ут] и G_{з одм}=[G_зm] и в многомерный маршрут передачи сообщений включают одномерные маршруты у которых показатели устойчивости K_ут имеют наибольшее значение, а спектральной загруженности G_зm имеют наименьшее значение по отношению к другим одномерным маршрутам.

Передают на i-е и j-e узлы связи ВОСС таблицы коммутации спектральных каналов связи и распределения длин волн с помощью известных протоколов, например, по протоколу SNMP при помощи программного обеспечения для сетевого управления оборудованием, например, сетевой системы управления NMS «Фрактал».

Пример конфигурирования волоконно-оптической сети связи с системами спектрального уплотнения.

Волоконно-оптическую сеть связи (фиг. 1) с системами спектрального уплотнения представляют в виде неориентированного графа с множеством вершин, в качестве которых выступают узлы связи с волоконно-оптическими системами передачи, а также ребер, в качестве которых выступают одномерные маршруты со спектральными каналами связи для которых формируют структурную матрицу волоконно-оптической сети связи

где значению a_i,k присваивают номер m-го одномерного маршрута, при наличии непосредственной связи между i-м и k-м узлами связи.

Номера одномерных маршрутов, они же номера волоконно-оптических линий в ВОСС, обозначены в квадратах над стрелками между УС на фиг. 2.

Вычисляют на каждом узле связи показатель спектральной загруженности G_зm. Число формируемых спектральных каналов М и номиналы задействованных λ_з и не задействованных λ_нз длин волн λ на m-м одномерном маршруте представлено на (фиг. 3) и (фиг. 5). Запоминают показатели спектральной загруженности m-х одномерных маршрутов в виде матрицы

Задают максимальный показатель спектральной загруженности С_{зm mах} m-го одномерного маршрута, например G_{зm max}=45%.

Не включают в многомерный маршрут передачи сообщений m-е одномерные маршруты у которых G_3m>G_{зm max}, в многомерные маршруты передачи сообщений не будет включен одномерный маршрут 3.

Вычисляют на каждом узле связи комплексный показатель устойчивости K_уm на основе требований к их надежности и живучести (фиг. 4). Вычисляют для каждого m-го одномерного маршрута a_i,k показатель надежности K_нm, характеризуемый коэффициентом готовности узлов связи K_{г ус} и волоконно-оптических линий связи K_{г волс} (фиг. 6). Значения показателей надежности K_нm, для каждого m-го одномерного маршрута а_i,k представлены на фиг. 7.

Вычисляют для каждого m-го одномерного маршрута a_i,k показатель живучести K_жm, характеризуемый коэффициентом оперативной готовности узлов связи K_{ог ус} и волоконно-оптических линий связи К_{ог волс} (фиг. 8). В примере выбран ущерб, причиняемый узлам и волоконно-оптическим линиям воздействием внешними дестабилизирующими факторами 10% и вероятность сохранения работоспособности 0,9 [ГОСТ Р 53111 - 2008. Устойчивость функционирования сети связи общего пользования. Требования и методы проверки. - М.: Стандартинформ, 2009 г. - 19 с. стр. 8, таблица 3]. Значения показателей живучести K_жm, для каждого m-го одномерного маршрута a_t,k представлены на фиг. 9.

Запоминают комплексные показатели устойчивости m-х одномерных маршрутов в виде матрицы

Задают минимальный комплексный показатель устойчивости K_{ym min} m-го одномерного маршрута, например K_{ym min}=0,6.

Не включают в многомерный маршрут передачи сообщений m-е одномерные маршруты у которых K_уm<K_{ym min}, в многомерные маршруты передачи сообщений не будут включены следующие одномерные маршруты: 3, 6 и 8.

Формируют на основе m-х одномерных маршрутов совокупность возможных многомерных маршрутов передачи сообщений между узлами связи А и Б: 1-5-7-9. Второй многомерный маршрут передачи сообщений между узлами связи А и Б: 2-4-7-9.

Для каждого из N_ij возможных многомерных маршрутов передачи сообщений вычисляют показатель их спектральной загруженности

для первого многомерного маршрута передачи сообщений: 1 - 5 - 7 - 9 = 34%;

для второго многомерного маршрута передачи сообщений: 2 - 4 - 7 - 9 = 29,8%.

Для каждого из N_ij возможных многомерных маршрутов передачи сообщений вычисляют показатель их устойчивости :

для первого многомерного маршрута передачи сообщений: 1 - 5 - 7 - 9 = 0,15;

для второго многомерного маршрута передачи сообщений: 2 - 4 - 7 - 9 = 0,17.

Выбирают из совокупности возможных многомерных маршрутов передачи сообщений N_ij многомерный маршрут с наибольшим и минимальным показателем спектральной загруженности G_зm. Для данного примера передача сообщений между узлами связи А и Б будет осуществляться по второму многомерному маршруту передачи сообщений 2 - 4 - 7 - 9 с = 29,8% и = 0,17 (фиг. 11). Формируют таблицы коммутации спектральных каналов связи и распределения длин волн между узлами связи в волоконно-оптической сети связи. Изменяют таблицы коммутации спектральных каналов связи и распределения длин волн между УС в ВОСС за счет исключения из многомерного маршрута передачи сообщений тех m-х одномерных маршрутов у которых K_{y одм}<K_{у min одн} и/или G_{3 одм}>G_{з mах одн}, а вместо них включают в многомерный маршрут передачи сообщений одномерные маршруты из матриц K_{у одм}=[K_ут] и G_{з oдм}=[G_зm] у которых показатели устойчивости K_{y одм}>K_{у min одн} и спектральной загруженности G_{з одм}<G_{з max одн}. Например в динамике функционирования ВОСС на интервале времени t₂ показатели коэффициента готовности узлов связи K_{г ус} и волоконно-оптических линий связи K_{г волс} (фиг. 6), а также коэффициенты оперативной готовности УС K_{ог ус} и волоконно-оптических линий связи K_{ог вопс} (фиг. 8) изменились, что привело к изменению значения надежности K_нт m-х одномерных маршрутов (фиг. 7), значения их живучести K_жm (фиг. 9) и устойчивости K_{у одн} (фиг. 12).

Показатель загруженности G_зm m-х одномерных маршрутов на интервале времени t₂ не изменился, a G_{зm max} = 55%, тогда в многомерные маршруты передачи сообщений будет включены все одномерные маршруты.

В многомерные маршруты передачи сообщений в соответствии с K_уm<K_{уm min} не будут включены следующие одномерные маршруты: 2, 4, 8 и 10.

Формируют на основе m-х одномерных маршрутов совокупность возможных многомерных маршрутов передачи сообщений между узлами связи А и Б: 1-3-6-9. Второй многомерный маршрут передачи сообщений между узлами связи А и Б: 1-5-7-9.

Для каждого из N_ij возможных многомерных маршрутов передачи сообщений вычисляют показатель их спектральной загруженности

для первого многомерного маршрута передачи сообщений: 1 - 3 - 6 - 9 = 33,5%;

для второго многомерного маршрута передачи сообщений: 1 - 5 - 7 - 9 = 34%.

Для каждого из N_ij возможных многомерных маршрутов передачи сообщений вычисляют комплексный показатель их устойчивости

для первого многомерного маршрута передачи сообщений: 1 - 3 - 6 - 9 = 0,2;

для второго многомерного маршрута передачи сообщений: 1 - 5 - 7 - 9 = 0,17.

Выбирают из совокупности возможных многомерных маршрутов передачи сообщений N_ij многомерный маршрут с наибольшим и минимальным показателем спектральной загруженности G_зm. Для данного примера передача сообщений между узлами связи А и Б будет осуществляться по первому многомерному маршруту передачи сообщений 1-5-7-9 с = 33,5% и = 0,2 (фиг. 13).

Представленные расчеты показывают, что последовательность действий при конфигурировании ВОСС с системами спектрального уплотнения, обеспечивает повышение ее устойчивости за счет формировании многомерных маршрутов из одномерных маршрутов с требуемыми показателями устойчивости и спектральной загруженности.

Изобретение относится к области сетей связи и может быть использовано при проектировании и построении новых или совершенствовании существующих волоконно-оптических сетей связи (ВОСС) с системами спектрального уплотнения. Техническим результатом является повышение устойчивости ВОСС с системами спектрального уплотнения за счет формирования многомерных маршрутов из одномерных маршрутов с требуемыми показателями устойчивости и спектральной загруженности. Упомянутый результат достигается тем, что для каждого из N_ij возможных многомерных маршрутов передачи сообщений вычисляют показатель их спектральной загруженности и комплексный показатель устойчивости , выбирают из совокупности возможных многомерных маршрутов передачи сообщений N_ij многомерный маршрут с наибольшим комплексным показателем устойчивости и минимальным показателем загруженности , формируют таблицы коммутации спектральных каналов связи и распределения длин волн между узлами связи в ВОСС с использованием информации о совокупности возможных многомерных маршрутов передачи сообщений N_ij, показателях их спектральной загруженности и комплексных показателей устойчивости . 3 з.п. ф-лы, 13 ил.

1. Способ конфигурирования волоконно-оптической сети связи (ВОСС) с системами спектрального уплотнения, заключающийся в том, что в каждом из узлов связи контролируют качество входящих в узел связи каналов связи, оценивают пропускную способность канала связи, определяют пропускную способность одномерных маршрутов передачи сообщений, состоящих из множества каналов между двумя инцидентными узлами связи, формируют многомерный маршрут передачи сообщений, состоящий из двух и более соединений одномерных маршрутов, передают сообщения по многомерному маршруту передачи, отличающийся тем, что ВОСС с системами спектрального уплотнения представляют в виде неориентированного графа с множеством Z_n вершин, в качестве которых выступают узлы связи с оборудованием системы спектрального уплотнения, а также ребер, в качестве которых выступают волоконно-оптические линии связи, для которых формируют структурную матрицу ВОСС , где элемент матрицы a_i,k=1 при i=k и a_i,k=0 при отсутствии непосредственной связи межу i-м и k-м узлами связи, а значению a_ik присваивают номер m-го одномерного маршрута, где m=1,2,…,М, при наличии непосредственной связи между i-м и k-м узлами связи, вычисляют на каждом узле связи показатель спектральной загруженности G_зm и комплексный показатель устойчивости K_уm для каждого m-го одномерного маршрута, значения которых передают на центральный узел связи ВОСС, где запоминают в виде матриц G_{з одм}=[G_3m] и K_{у одм}=[K_уm] соответственно, формируют на основе r количества, где r=1, 2,…,R m-х одномерных маршрутов совокупность возможных многомерных маршрутов передачи сообщений между i-м и j-м узлами связи, где i=1,2,…,I; j=1, 2,…,J; и i≠j, в виде N_ij деревьев графа ВОСС, вычисляют для каждого из N_ij возможных многомерных маршрутов передачи сообщений показатель спектральной загруженности и комплексный показатель устойчивости , выбирают из совокупности возможных многомерных маршрутов передачи сообщений N_ij многомерный маршрут с минимальным показателем спектральной загруженности и наибольшим комплексным показателем устойчивости , формируют на центральном узле связи ВОСС таблицы коммутации спектральных каналов связи и распределения длин волн между i-м и j-м узлами связи с использованием информации о совокупности возможных многомерных маршрутов передачи сообщений N_ij, показателях их спектральной загруженности и комплексных показателях устойчивости , передают на i-е и j-е узлы связи ВОСС таблицы коммутации спектральных каналов связи и распределения длин волн, задают интервалы времени определения показателей спектральной загруженности G_зm и комплексных показателей устойчивости K_уm m-х одномерных маршрутов, изменяют таблицы коммутации спектральных каналов связи и распределения длин волн на узлах связи в ВОСС за счет исключения из совокупности возможных многомерных маршрутов передачи сообщений N_ij тех m-х одномерных маршрутов, у которых K_уm<K_{уm min} и/или G_3m>G_{3m max}, где K_{ym min} - минимальный комплексный показатель устойчивости и G_{зm max} - максимальный показатель спектральной загруженности.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что формируют совокупность возможных многомерных маршрутов передачи сообщений между i-м и j-м узлами связи на основе r количества, где r=1, 2, …, R m-х одномерных маршрутов с максимальными значениями комплексного показателя устойчивости K_уm → max и минимальными показателями спектральной загруженности G_зm → min.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что формируют совокупность возможных многомерных маршрутов передачи сообщений между i-м и j-м узлами связи на основе r количества, где r=1, 2, …, R m-х одномерных маршрутов со схожими по значению комплексного показателя устойчивости K_уm и спектральной загруженности G_зm.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что выбирают из совокупности возможных многомерных маршрутов передачи сообщений N_ij многомерный маршрут в первую очередь с наибольшим комплексным показателем устойчивости и во вторую очередь с минимальным показателем спектральной загруженности G_зm.