[发明专利]基于WSON损伤模型的最短路径的计算方法及其系统

说明书

本发明公开了一种基于WSON损伤模型的最短路径的计算方法及其系统，涉及数据和IP传输设备的技术领域。该方法包括如下步骤：根据给定的路由策略计算前K条最短路径；构造矩阵matrix[m][n]；计算数组Xsum[n]和数组rvs_Xsum[n]；构造三个迭代矩阵：矩阵trans[m][n]、矩阵sum[m][n]、矩阵rvs_sum[m][n]；从矩阵trans[m][n]的最后一列选择最小的数值，比较计算得到的K条路径的最少中继数，选择中继数最少的路径作为最短路径。该系统包括前K条最短路径计算模块、最少中继数计算模块和最短路径选择模块。本发明能够计算指定源节点到指定宿节点的最短路径，具有准确率高、实用性强的优点。

技术领域

本发明涉及数据和IP传输设备的技术领域，具体是涉及一种基于WSON损伤模型的最短路径的计算方法及其系统。

背景技术

WSON(Wavelength Switched Optical Network)也就是基于波分复用传输网的ASON，是目前IETF标准组织倡导的智能波分标准，除了传统ASON(Automatically SwitchedOptical Network)的功能外，主要解决波分网络中光纤/波长自动发现、在线波长路由选择、基于损伤模型的路由选择等问题，其核心技术依然集中在路径计算所采用的算法。

WSON是将控制平面引入到波长网络中，在路径计算时，需要考虑波长的动态变化，以及物理链路的OSNR(Optical Signal Noise Ratio)即光信噪比。通常，初始状态下，网络中每段链路可以使用的波长信号数量一样，由于硬件限制，计算得到的逻辑通道路径上各段链路必须使用统一波长的光信号，波长的动态变化，也正是因为网络拓扑中可以同时存在多条逻辑通道，经过不同路径、使用不用波长信号的通道占用了网络资源，使网络中各链路的可用波长信号发生差异。较为简单的方法是先使用常用的最短路径策略，对给定波长计算一条每段链路该波长都可用的最短路径，若算路失败，遍历每个波长，直到某个波长算路成功或遍历完所有波长。此方法实现简单，但受限于波长不可改变，造成了资源浪费。对此，可以将部分节点作为中继节点，路由经过中继节点时，允许改变后续链路传输信号的波长，同时，也允许路径经过该节点但不作为中继节点(即波长不可变)。

通常一条路径的OSNR可以由每段链路的硬件参数计算，且随着链路的增加而降低，一条符合传输要求的路径，其总OSNR必须大于给定阈值。中继节点的另一个功能就是对光信号重新放大，使整条路径的OSNR只需要满足：源节点到下一个中继节点、相邻中继节点、宿节点到上一个中继节点之间的OSNR都大于阈值。

所以，中继功能可以分为两个部分：允许变换波长、重置OSNR。如图1所示，要建立节点1到节点3的通道，由于链路1-2只有λ1波可用，链路2-3只有λ2波可用，则必须使节点2作为中继节点，才能允许通道路径的子路段信号波长不一致。又如图2所示，假设路径上波长都可用，链路1-2、2-3的OSNR都是20，而路径1-2-3的整体OSNR为15，若给定阈值为18，则必须使节点2作为中继节点，使路径1-2-3的两个子路段OSNR都大于阈值。

传统意义上的最短路径算法只需要满足节点最少、链路代价最小等路由策略，结合中继功能重新定义后的最短路径，若将路径中源节点到下一个中继节点、相邻中继节点之间、宿节点到上一个中继节点之间路径简称为子路段，其算法需求可以总结为：寻找一条指定源节点到宿节点的最短路径，要求路径中的每一条子路段选择一个都可用的统一波长，并且所有子路段OSNR不超过给定阈值。最后，由于实现中继功能的硬件代价关系，当路径经过中继节点时，该节点也可以选择不使用中继功能，作为普通节点，于是，新的算法还必须满足一个最重要的限制条件：要求路径上作为中继的节点数最少，并且此条件要更优先于路由策略。如图3所示，节点1到节点3的最短路径在节点最少的路由策略下应该是1-2-3，且节点2作为中继，但中继最少的需求更加优先时，1-4-5-6-3才是最佳路径。

发明内容