CN100499434C - 在光通信网络中为给定连接确定频谱路由的方法 - Google Patents

在光通信网络中为给定连接确定频谱路由的方法 Download PDF

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Abstract

为了在光通信网络中,在网络的起始节点和目的地节点之间确定频谱路由,本方法包括:使用传统的选路方法确定一条或多条连接起始节点到目的地节点的候选空间路由,每个候选空间路由包括一系列的路由段,每段直接与网络中的两个节点相连接并且适合于支持多个频谱路由;从起始节点向目的地节点发送路由建立请求消息;当消息经过沿着空间路由的每个节点时收集消息中的参数值,特别是表示频谱维度(波长的有效性、随着链路占用的函数而变化的各物理参数)的特征的透明度参数值;并且,最后,使用一种优选的方法来处理以这种方法收集到的所有参数值以选择频谱路由,从而使得如果有不止一个候选空间路由的话,则从候选空间路由中选择一个空间路由。

Description

在光通信网络中为给定连接确定频谱路由的方法
技术领域
本发明涉及一种在光通信网络中为给定连接确定频谱路由的方法,并且本方法还涉及用于实现该方法的节点。本发明特别涉及在同一根光纤上使用多个波长来同时传输多路数据流的波分复用(WDM)光网络。
背景技术
为了在所述类型的网络中建立连接,不但必需确定一条空间路由,该空间路由包括将起始节点连接到目的地节点的一系列的路由段,而且由于每段都能够支持多个波长,每个波长组成一个频谱路由段,因此,还要确定一条频谱路由。选择频谱路由需要在沿着空间路由的不同段上选择要被使用的波长,或者要相继被使用的若干个波长。有时必需对传输的信号和/或信息进行操作,这需要对网络及其使用添加专用的设备。然而这些处理操作是昂贵的,尽可能地避免这些操作才是理想的。所述操作可能涉及以全光的方式或者利用光-电和电-光的转换装置来进行的再生和/或波长转换。
“波长连续性”是指从起始节点到目的地节点使用同一波长,即使对传输的信号和/或信息进行的操作需要光-电-光转换或1次、2次、3次再生。
使用了术语“透明度”,不同类型的透明度之间的区别在于是否避免了光-电-光转换、波长转换、信号的1次、2次或3次再生、或者这些操作的组合。目的是为了避免信号的路由经过“不透明点”,或者如果这是不可能避免的,则将信号所经过的不透明点的数量减到最小。例如,在一种没有光-电-光转换的透明度形式的情况中,其目的就是将光信号经过光-电和电-光接口的次数减到最小。如果不可能完全避免转换,那么就寻找一条能够将所需的转换次数减到最小的路由。
另外,可能有连接容量的限制或服务质量的限制会影响到空间路由和频谱路由的选择。
目前,没有令人满意的方法来确定上述类型的透明路由。一种方法被建议给了IETF,该方法是在通用MPLS-信令功能性描述(GeneralizedMPLS-Signaling Functional Description),3.4章和3.5章,截止日期:2001年11月,网络工作组,互联网草案,URL=http://search.ietf.org/internet-drafts/draft-ietf-mpls-generalized-signaling-07.txt.
所述现有技术的方法包括:
-使用传统的选路方法来确定连接起始节点到目的地节点的并且包括一系列路由段的空间路由,每一段将网络的两个节点直接地互连起来;
-在起始节点,确定第一组波长用于和组成所述路由的下一个节点进行通信,即与该路由上的第二个节点进行通信;
-在第二个节点,从在前的节点所提出那组波长中确定第二组波长用于和组成所述路由的下一个节点进行通信,即和该路由上的第三个节点进行通信;
-在第n个节点,从在前的节点所提出的那组波长中确定第(n+1)组波长用于和组成所述路由的下一个节点进行通信,即和该路由上的第(n+1)个节点进行通信;等等,一直到目的地节点。
上述现有技术方法的目的仅仅是为了确保波长的连续性。因为(如果存在端到端的频谱路由的话)所述节点不需要通过传播波长来寻找确保波长连续性的频谱路由,所以所述节点不用传播各组波长。
路由的各个节点可以根据可用于下游节点连接的资源来保留或减少其从上游节点继承的那组波长。最后,如果作为结果的组包含至少一个波长,则透明路由就被建立了。所述方法的缺点是很高的阻塞概率,因为在各个节点本地进行的选择可能会减少下游节点中的选择权。因此,当有尽管不是透明的端到端但实际上却是可以接受的解决方案时,该方法制定了次优选的解决方案,或者甚至在某些情况下根本没有解决方案。此外,上述的现有技术方法只考虑了一个参数:给定波长的连续性。
发明内容
本发明的目的是提出一种不具有上述缺点的方法。
本发明包括在光通信网络中在网络的起始节点和目的地节点之间确定频谱路由的方法,该方法的特征在于:
-使用传统的选路方法确定至少一条连接起始节点到目的地节点的候选空间路由,每个候选空间路由包括一系列的路由段,每段直接与网络中的两个节点相连接并且适合于支持多个波长,每个波长组成一个频谱路由段;
-收集表示沿着每条候选空间路由的所有频谱路由段的特征的参数值;并且
-最后,使用一种优选的方法来处理所有收集到的参数值,以便通过选择要被使用的波长或要相继被使用的波长来选择频谱路由和支持其的空间路由,从而将起始节点和目的地节点连接起来。
上述方法的优点是降低了由于不能找到路由而导致的阻塞的概率,因为在任何给定的时间,该方法提供了组成一条或多条候选路由的所有段的参数值的信息(尤其是透明度参数值)。所述全部的信息可以被用来更加有效地选择透明路由或者包括最少数量不透明点的路由。这种全面的了解导致了真正的优选,即避免了在处理过程中丢弃可能的解决方案。
在优选的实施例中,为了收集表示沿着每条候选空间路由的所有路由段的特征的参数值,从起始节点向目的地节点发送路由建立请求消息,而且当该消息经过沿着候选空间路由的每个节点时收集参数值。
应该注意,为了使找到透明路由的机会最大化,所述方法可以在不同的空间路由上同时应用几次以满足同一连接建立请求。
本发明方法的优选实施例是在被请求建立的路由的终端处的节点中实现的,该节点被称为目的地节点。
本发明的方法使用网络的信令装置来传递透明度参数值,从而为每个新的路由建立请求提供最新的值。
所述参数值不仅涉及波长,而且还可以涉及网络节点之间的连接的所有其它物理参数。
在一个实施例中,表示沿着每个候选空间路由的所有频谱路由段的特征的参数考虑了透明度的限制。
在一个实施例中,表示沿着每个候选空间路由的所有频谱路由段的特征的参数考虑了连接容量的限制。
在一个实施例中,表示沿着每个候选空间路由的所有频谱路由段的特征的参数考虑了服务质量的限制。
本发明还提供了用于实现根据本发明的方法的光网络节点,该节点的特征在于,该节点包括管理装置,所述管理装置用于:
-接收关于经过该节点的预定空间路由的路由建立请求消息;
-向所述消息的内容中添加关于频谱路由的参数值,所述频谱路由是由所述空间路由上所述节点的直接上游和/或下游的空间路由段所支持的,同时向所述消息的内容中添加关于该节点接口的参数值;并且
-将通过所述方法修改的消息转发到另一个节点,该另一个节点位于所述节点的直接下游的空间路由段上,并且该另一个节点由所述消息中所包含的选路信息来指定。
附图说明
根据下面的描述和附图,将会更好地理解本发明并且其它的特征也变得显而易见,其中:
图1示出了一个使用本发明方法的光网络的例子;
图2示出了图1所示的网络例子中的本发明方法的第一部分的执行;同时
图3示出了图1所示的网络例子中的本发明方法的第二部分的执行。
具体实施方式
图1中以例子的方式示出的网络T包括光节点ON1至ON6,所述光节点ON1至ON6的互连是通过下面的双向或单向连接的,即通过:
ON1-ON2
ON1-ON3
ON1-ON4
ON2-ON6
ON3-ON5
ON3-ON6
在该例子中,网络T将三个客户网络CNA、CNB、CNC互连起来,所述三个客户网络CNA、CNB、CNC在网络T的边缘分别与节点ON1、ON4、ON6相连接。本发明的方法是在网络T中执行的并且完全地与客户网络的数量和性质无关。
在本发明方法的一个实现中,为了在客户网络CNA和CNC之间建立连接,客户网络CNA发送连接建立请求CSR给节点ON1的管理装置。该请求包括请求方客户网络CNA的标识和被请求方客户网络CNC的标识,并且指示了关于透明度、容量、服务质量等的限制。网络T应当确定一条透明路由或者如果没有可能,则要确定一条包括尽可能少的不透明点但却仍符合为连接所设置的容量限制和服务质量限制的路由。所述光透明度参数限制可以是波长值、频谱间隔、非线性效应(四波混频等)的容限、强制无再生等的值。
图2示出了本发明方法的所述实施例的第一部分。节点ON1的管理装置将连接建立请求CSR转换成路由建立请求RSR,即将关于连接请求的限制转换成为关于选路的限制。
使用传统的选路方法,诸管理装置确定了一条或多条被称为候选路由的空间路由,所述候选空间路由将客户网络CNA连接到客户网络CNC并且是作为网络T的拓扑和连接的函数的。例如,所述管理装置找到两条候选空间路由Route 1和Route 2,由于它们满足与最初的连接建立请求CSR有关的所有选路限制,因此它们是有效的。
Route 1=ON1、ON4、ON5、ON6
Route 2=ON1、ON3、ON6
于是,节点ON1的管理装置向节点ON6发送路由建立请求RSR,并且该请求的两个复制RSR1和RSR2在两个路由Route1和Route2上同时被发送。就提供请求给网络T的信令装置而言,沿着所述两个路由进行的路由选择是由起始节点ON1的管理装置来控制的。复制RSR1首先通过路由Route1上的节点ON4,并且复制RSR2通过路由Route2上的节点ON3。
路由建立请求RSR1所通过的每个节点ON1、ON4、ON5向所述请求的内容中添加参数值,所述参数值是关于相关空间路由上的节点的直接上游和/或下游的路由段的,同时还向所述请求的内容中添加关于节点接口的参数值,所述参数值与请求中所涉及的参数相对应,尤其是与光透明度参数相对应。在ON3和ON6之间的链路上,路由建立请求RSR2所通过的每个节点ON1、ON3对RSR2进行相同的操作。这些参数值可以同样地涉及节点的下游连接和上游连接。最后,路由建立请求的两个复制RSR1和RSR2到达目的地节点ON6。
在第一实施例中,由目的地节点ON6的管理装置来处理所述两个复制中所收集的数据,从而确定在节点ON1和ON6之间沿着每个由连接请求所采用的空间路由的频谱路由段的优选组合。利用优选的算法来处理所述数据,所述优选的算法使得考虑了所有收集到的参数值的成本函数最小。所述算法可以使用诸如Dijkstra算法的最短路径算法。
如果至少有一条可能的透明路由,则优选的算法就发现一条透明路由。如果不可能有透明路由,那么优选的算法就确定一条包含最少的可能的不透明点的路由,即透明子路径的一个优选组合。
图3表示本发明方法的第二部分。在通过上述的方法确定了优选的频谱路由之后,目的地节点ON6发送路由建立消息PEM给起始节点ON1以及发送路由建立请求已收到的确认消息ACK给支持所选择的频谱路由(Route 2)的空间路由上的下一节点,该节点在本例中是节点ON3。所述消息包含组成所确定的路由的节点的列表,并且在本例中路由Route 2由节点ON1-ON3-ON6组成。
目的地节点ON6发送路由释放消息RR给沿着未被采用的空间路由的其余所有直接相邻的节点,在此例子中未被采用的空间路由是Route 1。在此例子中,路由释放消息RR被发送到节点ON5,节点ON5在向着路由建立请求的源的节点(节点ON1)的方向上转发路由释放消息RR。
如果算法断定没有可能的路由(甚至不透明路由),那么目的地节点ON6就发送路由释放消息给路由Route 1和Route 2上的所有节点,即节点ON1、ON3、ON4、ON5。
在第二实施例中,路由建立请求的两个复制RSR1和RSR2(包含所有收集到的数据)不在目的地节点ON6中被处理,而是从目的地节点ON6被返回到起始节点ON1来进行处理,或者被返回到在网络T中某处的中央单元中来进行处理。如果算法断定没有可能的路由(甚至不透明路由),那么,节点ON1或者中央单元发送路由释放消息给沿着路由Route 1和Route 2的所有节点,即节点ON1、ON3、ON4、ON5。
第一实施例的优点是避免了向起始节点或中央处理单元转发所收集的全部数据。这避免为进行所述转发而占用网络资源。

Claims (7)

1.一种在光通信网络(T)中在网络的起始节点(ON1)和目的地节点(ON6)之间确定频谱路由的方法,包括:
-确定所述网络(T)中至少一条连接起始节点(ON1)到目的地节点(ON6)的候选空间路由(Route1、Route2),每个候选空间路由包括一系列的路由段,每段直接与网络中的两个节点相连接并且适合于支持多个波长,每个波长组成一个频谱路由段;
-收集表示沿着每条候选空间路由的所有频谱路由段的特征的参数值;
-向网络中的某一个节点转发所收集的参数值;并且
-最后,在所述某一个节点处使用一种优选的方法来处理所有收集到的参数值,以便通过选择要被使用的波长或要相继被使用的波长来选择频谱路由和支持其的空间路由,从而将起始节点和目的地节点连接起来,
其特征在于,为了收集表示沿着每条候选空间路由的所有路由段的特征的参数值,沿着每条候选空间路由从起始节点(ON1)向目的地节点(ON6)发送路由建立请求消息,以及当该消息经过沿着候选空间路由的每个节点时,向所述消息的内容中添加关于频谱路由的参数值,所述频谱路由是由所述空间路由上所述节点的直接上游和/或下游的空间路由段所支持的,同时向所述消息的内容中添加关于该节点接口的参数值。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述目的地节点(ON6)中处理所有收集到的参数值。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,表示沿着每个候选空间路由的所有频谱路由段的特征的所述参数考虑了透明度的限制。
4.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,表示沿着每个候选空间路由的所有频谱路由段的特征的所述参数考虑了连接容量的限制。
5.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,表示沿着每个候选空间路由的所有频谱路由段的特征的所述参数考虑了服务质量的限制。
6.用于实现根据权利要求1的方法的光网络节点,其特征在于,所述节点包括管理装置,所述管理装置用于:
-接收关于经过该节点的预定空间路由的路由建立请求消息;
-向所述消息的内容中添加关于频谱路由的参数值,所述频谱路由是由所述空间路由上所述节点的直接上游和/或下游的空间路由段所支持的,同时向所述消息的内容中添加关于该节点接口的参数值;并且
-将通过所述方法修改的消息转发到另一个节点,该另一个节点位于所述节点的直接下游的空间路由段上,并且该另一个节点由所述消息中所包含的选路信息来指定。
7.用于实现根据权利要求1的方法的光网络节点,其特征在于,所述节点包括管理装置,所述管理装置用于:
-接收至少一个消息,该消息包括沿着连接起始节点和所述节点的候选空间路由而收集的参数值;并且
-使用优选的方法来处理沿着至少的候选路由以此方法收集到的参数值,以便通过选择要被使用的波长或要相继被使用的波长来选择频谱路由,从而将起始节点和所述节点连接起来。
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