本技术属于通信技术领域,提出了一种高效的光网络路径优化方法及相应的设备。该方法依据网络拓扑结构、用户业务需求和用户策略,构建目标函数和多个约束条件;通过目标函数
背景技术
OTN(Optical Transport Network,光传送网)是在DWDM(Dense WavelengthDivision Multiplexing,密集波分复用)的基础上加强了性能监控和管理维护等功能的新技术。为了应对用户多样化的业务需求,OTN技术将用户业务封装为电层的ODUk(光通道数据单元)颗粒,通过ODUk交叉完成业务的调度。而OTN的光层调度依赖于光分叉复用器,实现光信号的复用和解复用。站点的光分叉复用器通常可划分为本地组和方向组,本地组用于业务的上下话,方向组用于光信号的方向调度。
OTN的站点通常包括OADM(光分叉复用)站和OA(光放大)站两类,OADM站可以实现用户光信号的上下话和方向调度,而OA站仅能实现光放大功能,两个相邻OADM站之间可能包括多个OA站。用户的信号经由客户侧光模块输入,经过电交叉汇聚到线路侧光模块。线路侧光模块发出信号,经由OADM站的光分叉复用发往确定的方向,经过光纤的传输和OA站的光放大最终被目标站点的线路侧光模块接收,这称为建立了一条光通道。光通道通常是双向的,也就是通常有从源站点发往宿站点和宿站点发往源站点两束光信号。基于DWDM技术,一根光纤可以传播多个光信号,比如目前主流的96波系统,光纤能够承载96个光信号,它们分别对应不同的频率。在光信号传输的过程中会经受各种损耗,主要的损耗来自光纤损耗,为了补偿这种信号强度的衰减需要OA站对信号进行放大,然而光放大又向信号中引入了额外的噪声。在光信号的接收端,采用OSNR(光信噪比)来衡量光信号的质量,用户通常对接收端的OSNR有确定的阈值要求。当接收端OSNR不能满足要求时,可以添加中继来对信号进行3R再生(再整形、再放大、再定时),由于一个中继只能对应一个光信号,中继的成本通常很高。在每个节点中通常对应一个OADM(光分插复用)站点,其中包含一些光分叉复用器件的组合,这些组合根据器件的职责不同,被分为本地组和方向组,其中,本地组用于对光信号进行处理,方向组用于将光信号发送至下一条链路。每个方向组都与一条链路绑定。由于方向组是与链路绑定的,实际上方向组的波长唯一性就等价于链路的波长唯一性。
光网络路径规划被广泛应用于规划领域和控平领域等。在规划领域,光网络路径规划通常应用于用户初始业务路由规划、扩容路由规划、多点故障模拟等。通常,用户提供用于规划的网络拓扑及资源,提供待规划的业务矩阵并设置相应路由策略,规划软件输出相应的路由结果。在控平领域,光网络路径规划还被应用于业务的断纤重路由,当感知到光纤故障从而判断需要重路由时,控平将需要重新计算的业务矩阵输入至算法模块,算法输出新的可用路由和资源。
在光网络路径规划中,用户通常存在多种需求,需要在多种需求中均衡利弊从而找出最优的一种规划路径。而在现有技术中,实现光网络路径规划所最常见的手段是即KSP算法(K-shortest paths,最短路径算法)或遍历查找法。其中,KSP算法由于其单条业务依次分配的形式,可能导致在对后续业务分配路径时,所需分配的路径已被其他业务占用,从而无法得到最优的路径。而遍历查找法,当遍历的路径数量较少时,可能无法得到最优的路径,当遍历的路径数量较多时,则导致计算量呈几何倍数增长,计算量大,耗费时间长。且当用户存在多种需求时,每一种新增需求都会使KSP算法和遍历查找法的计算量增加,更加加剧了路径规划的计算复杂度,延长了路径规划所耗费的时间。
鉴于此,克服该现有技术所存在的缺陷是本技术领域亟待解决的问题。
实现思路