[发明专利]一种面向无源光网络规划应用的节点分组算法

说明书

技术领域

本发明涉及无源光网络(Passive Optical Network，PON)规划领域，是一种面向PON网络规划应用的分组算法。该方法主要应用于PON网络规划中，能合理有效地规划光分/合路器(OBD，Optical Branch Device)和光线路终端(OLT，Optical Line Terminal)的安放位置。

背景技术

近年来，随着网络技术，特别是Internet网络的飞速发展，由于光纤技术具备大容量、低费用、安全性、惊人的传输能力等优点，为了实现更高的带宽，人们开始通过无源光网络以更经济的方式将光纤拉近用户。与以往的点到点为基础构成的线形、环形等有源光网络(SDH/PDH)不同，PON光配线网络(ODN，optical distribution network)是一种包含光分/合路器无源器件的点到多点的网络拓扑结构，这一特点给PON网络带来了诸如成本低，可靠性高、升级性好的优点，同时也使得其工程设计比以往的有源光网络复杂得多。在PON ODN的规划设计中，如何确定OBD和OLT的安放位置，是PON网络优化设计和降低建设费用的关键。

对于OBD和OLT位置的选取，目前已经提出了多种不同的算法，但是已报道的算法大多都是部分的解决了PON网络规划中的一些问题，存在一定的局限性，尤其对于距离临近的节点存在被划分在两个不同分组中的可能性，为了解决这些问题，本发明提出了一种基于最近距离的分组算法，应用于PON网络规划中。

发明内容

本发明的目的是针对PON网络规划中现有技术的不足，提出一种基于最近距离的分组算法。该方法充分考虑各光网络单元(Optical Network Unit，ONU)节点间的逻辑距离，使相邻最近的节点组成最小节点组，在已确定待放置OBD数目的情况下，根据相邻分组之间的最短距离使用节点组最近距离算法合并生成新的最小节点组，直到分组数目等于预定的OBD数目时合并结束，再根据最小分组的划分结果确定OBD位置，并进一步通过该算法进一步确定OLT数目和位置，完成PON网络整体规划。

本发明主要是解决了现有应用于PON网络规划中的分组算法中相邻节点有一定概率被分割在两个分组中的问题，在分组的过程中基于贪心策略的最近距离分组，使其成为适用于实际PON网络ODN规划的节点分组方法。

在下文中提到的符号说明如下：

N：PON网络中ONU节点数目；

W：带放置OBD数目；

O_dis：PON网络中ONU的最大差分距离；

M_dis：OLT与ONU的最大距离限制；

L_max：节点组中距离距离OLT最远的节点与OLT间的逻辑距离；

d_max：节点组中距离最大的两节点的逻辑距离；

L1：一个OBD所能连接的最大ONU数目；

L2：一个OLT所能连接的最大OBD数目；

L：一个OBD/OLT所能连接的最大节点数目；

A：ONU节点组成的N*N大小的全连接矩阵；

M：节点最近距离方法确定的最小节点组数目；

B：M个最小节点组组成的M*M全连接矩阵；

C：带放置OLT数目，

Na：节点组内节点数目；

该方法的具体步骤如下：

(1)将N个ONU节点随机编号为从1到N，计算N个ONU节点之间的逻辑距离，生成N*N大小的全连接矩阵A；

(2)按照节点最近距离方法，从第一个节点开始，依次计算得到距离该节点最近的节点组成最小分组，将拥有相同节点的最小分组合并，共形成M个最小分组；

(3)将M个最小分组随机编号为从1到M，生成M*M全连接矩阵B，值为最小分组间的最短距离(两最小分组中距离最近两节点间的距离)；

(4)已确定OBD的数目为W，若M＞W，则要合并最小分组减少分组数目。在全连接矩阵B中寻找距离最近的分组a、分组b，合并成为新的分组A，计算A中节点数目，若大于L1，则合并不成功，取消合并，重新选择距离次近的两分组进行合并，若小于L1则合并成功，M＝M-1，并更新矩阵B；

(5)跳回到(4)重新执行，直到W＝M结束，完成ONU分组。

(6)ONU分组完成后，形成W个分组，计算每个分组重心(根据地图上的平面坐标计算节点组重心坐标)，分别在每个分组重心安放1个OBD节点。若W＞L2，则继续进行下面步骤，否则直接跳转(8)；