[发明专利]一种波分复用网中单链路故障的子通路保护方法

说明书

技术领域

本发明属于光网络通信技术领域，特别涉及一种波分复用(WDM)网中单链路故障的子通 路保护方法。

背景技术

近几年，由于互联网业务的爆炸性增长，引发了对高速传输网络的研究。波分复用(WDM) 技术能充分利用光纤中的巨大带宽资源，因而得到广泛利用。由于每根光纤中波长通道的传 输速率可高达吉比特量级，光纤链路失效将会导致大量业务中断，因此必须对WDM光网络 进行保护设计。传统的针对WDM网中光纤链路失效均考虑以单链路失效为主，但随着WDM 光网络规模和复杂性的逐渐增长，对光纤链路失效的切换时间以及网络业务的计算时间的要 求也越来越高，在这种条件下，链路失效的可能性越来越高。如在视频电话时，如果数据在 网络中消耗地时间过多会造成视频时延即语音、图像不同步，轻则使视频电话不流畅，重则 导致电话中断。因此，光网络中保护切换时间及网络消耗时间条件下的保护问题已经得到了 广泛关注。

针对保护切换时间及网络消耗时间条件下的生存性问题，仅有部分研究考虑了保护切换 时间的折中问题，而未考虑在不同保护切换时间下的阻塞率问题，以及网络消耗时间问题。 因此这类研究未能解决实际网络问题。

在介绍WDM光网络中针对基于保护切换时间和时间复杂度的子通路保护方法之前，作如 下一些定义：

链路：相邻两个节点之间的一段光纤；

工作通路：发生业务往来的任意两个节点之间的数据传输路径；

保护通路：为某一工作通路备用的数据传输路径；

单链路失效：指同一时间段内，WDM光网络中有且只有一条链路发生失效(比如：断裂)；

保护切换时间：为子通路上链路失效的时刻起到保护通路配置完毕开始承载业务量的时 刻止。

链路分离：不同通路(无论是工作通路还是保护通路)之间不共享任一链路。

目前针对单链路故障保护的方法主要有：通路保护、子通路保护及链路保护。由于通路 保护更适合当前的网路框架，故大量研究都针对通路保护。所谓通路保护，就是为WDM网络 中任意两个节点之间需要进行数据传输时建立一条工作通路和保护通路，且工作通路和保护 通路必须在物理光纤链路上分离。如图7所示，为WDM网络中两个节点a和e之间建立一条 工作通路a-b-c-d-e和保护通路a-g-e。正常情况下，业务数据在工作通路上传输； 当整个WDM网络出现某段光纤链路失效(比如：断裂)而使得某一工作通路不通，业务数据 可以切换到该工作通路的保护通路上传输。通路保护又可再细分为专用通路保护(DPP)和共享 通路保护(SPP)。DPP和SPP的不同之处在于：DPP不允许任何保护通路之间共享链路中相同 的波长资源；SPP则允许不同的保护通路共享链路中相同的波长资源，前提是这些保护通路 各自对应的工作通路是链路分离的。如图7所示，为WDM网络中两个节点a和c之间建立一 条工作通路a-b-c和保护通路a-f-d-c；为WDM网络中两个节点d和e之间建立一条工 作通路d-e和保护通路d-c-h-e。可见，节点a和c之间的保护通路a-f-d-c和节点 d和e之间的保护通路d-c-h-e经过了相同链路d-c。采用DPP方法，链路d-c中需要 分配两个波长资源；而采用SPP方法，链路d-c中只需要分配一个波长资源，这是因为节点 a和c之间的保护通路a-f-d-c对应的工作通路a-b-c与节点d和e之间的保护通路d -c-h-e对应的工作通路d-e是链路分离的，所以节点a和c之间的保护通路a-f-d-c 与节点d和e之间的保护通路d-c-h-e可共享链路d-c中相同的波长资源。由于可共享 链路中相同的波长资源，SPP的资源利用率和阻塞率性能均优于DPP，故SPP的应用较DPP广 泛。但SPP也存在缺陷，即没有考虑保护切换时间的约束，而保护切换时间作为网络性能的 重要指标是不可忽略的。保护切换时间越短，表明故障恢复越快。

所谓子通路保护(SSP)，就是将每个业务连接请求对应的工作通路划分为n段，每 段经过的链路数为m，称为子通路；然后为每条子通路各自计算一条链路分离的子保护通路， 从而满足保护切换时间的要求。如图4所示，为WDM网络中两个节点a和f之间建立一条工 作通路a-b-c-d-f，并将工作通路分为2段子通路，分别为a-b-c和c-d-f。然后为 子通路a-b-c寻找子保护通路a-e-h-c，为子通路c-d-f寻找子保护通路c-g-i-f。