[发明专利]网络管理系统、处理器及路由和波长分配方法

说明书

一种用于在光纤系统中使用的路由和波长分配方法，该方法包括：(i)识别源节点与目的地节点之间的多个路径；(ii)选择所识别的多个路径中的一个；(iii)在所选则的路径的光谱带内限定光谱资源的一个或更多个块，其中，每个块都包括：一个或更多个未使用的波长信道、或者具有相同谱宽度的一个或更多个波长信道；(iv)基于一个或更多个块中的每个块中的波长信道的数量与光谱带中的波长信道的总数量的比率的对数，获得在其光谱带中限定光谱碎片化的所选择的路径的熵值；(v)迭代步骤(ii)至(v)，直到已经确定所识别的多个路径中的每个路径的熵值为止；以及(vi)从所识别的多个路径选择具有最低熵值的路径。

本发明涉及与光数据传输有关的装置、系统和方法，特别地但是不排他性地关于优化电信网络中的光谱资源的使用。

使用光网络的方式正在经历显著改变，部分被诸如多媒体服务的业务的巨大增长推动，以及被由于内容供应商通过互联网不断改变模型导致在预测该业务的源时增加的不确定性推动。用于更高带宽100Gb/s服务及以上的复杂调制方案是已知的并且在链路和节点数量大的且日益增加的光网络中被投入商业使用。

广泛部署这样的方案的瓶颈是由国际电信联盟(ITU)指定的“固定”波长栅格方法，其中，C带中的相关光谱范围被划分为固定尺寸光谱时隙。如在此使用的，“时隙”、“波长”或者“信道”被限定为与特定信号尺寸相关联的波长或者波长的光谱。通过在包括源与目的地之间的路径的光链路上分配光谱(即，波长)时隙进行连接。大于100Gb/s的比特率产生这样的问题：其占用太宽的光谱宽度以致不适应这样的固定尺寸的光谱时隙或者信道；通过采用倾向于折衷传输距离的更高光谱效率调制方法来强制适应。看起来清楚的是，这十年前的ITU“固定栅格”方法针对明显大于100Gb/s (例如，400Gb/s及以上)的比特率不起作用，增强了对开发更灵活的方法的需求。对这样的新“弹性光联网”方法的研究基于“灵活栅格(flexgrid)”WDM(波分复用)方法正在进行，其中，光谱可以以一种方式被分割以形成根据例如正在使用的比特率可选择的任意宽度的光谱时隙，光谱时隙被调整以适应光收发器的要求并且适应新比特率服务。

在图1中所示的示例曲线图中示出固定和灵活栅格方法的表示，其中，曲线图(a)、(c)和(d)示出固定栅格实现的示例，同时(b)和(e)示出灵活栅格方法。曲线图(a)示出在固定栅格实现中分割相邻光信道的严格保护带，以及在特定比特率处的需求或波长。曲线图(b)示出需要的信道如何被分组为单个“超级信道”，超级信道在灵活栅格系统中可以作为一个实体被传送。在曲线图(c)中，假设正交相移键控(QPSK)调制，在固定栅格上示出(改变比特率和距离的)五个需求和它们的光谱需要。曲线图(d)示出曲线图(c)的相同服务需求，具有针对所要求的比特率和到达率(reach)优化的自适应调制。在曲线图(e)的灵活栅格实现中示出任意尺寸光谱时隙分配，曲线图(e)具有与曲线图(c)和(d)相同的需求。

简言之，当波长比特率、光到达率、以及光谱参数在它们的可允许实现解决方案中被严格约束以与固定栅格架构最终一致时，在固定栅格网络中通常仅存在一种方式来实现给定需求。这意味着该需求可能占用不完整个时隙，导致光谱容量浪费，就像曲线图(c)中所示的那样。另一方面，(b)中所示的比固定时隙宽度更宽的超级信道宽度不能被容纳在固定栅格网络中。在灵活栅格方案中，当实现需求时，可以通过分配给予足够性能以达到所要求的距离的调制格式，同时放宽对由光路径占用的光谱带宽的实际宽度的要求来进行选择。可以通过在(d)中所示的固定栅格方案与相同情形在(e)中所示的灵活栅格方案下被使用时的比较看出，使用灵活栅格方法可以实现光谱节省。换句话说，远离使用在固定栅格方法中限定信道宽度的固定位置保护带可以通过在光谱中连续地或者至少相互靠近地隔开信道来实现效率。这可能会导致针对其它需求的光谱资源的释放。以此方式，灵活栅格方案在分配光谱时允许更大灵活性和选择。