[发明专利]一种适用于大规模光网络的毫秒级快速寻路方法

权利要求书

1.一种适用于大规模光网络的毫秒级快速寻路方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、根据光网络结构构建加权无向图，并进行预处理；

其中根据光网络结构构建加权无向图，具体包括：

将光网络中的光节点作为加权无向图的节点；

将光网络中两个光节点之间的光链路作为加权无向图的边；

将光网络中两个光节点之间的光链路的通信时延作为加权无向图的边的权重；

对加权无向图进行预处理，具体包括：

S1-1、遍历加权无向图中的每条边，判断所选取的边是否具有空闲的波长索引资源；

若是，则保留所选取的边；否则删除所选取的边；

S1-2、为每个光节点保持一组状态变量，用于记录相应的光学参数及中继资源状态，具体包括：最优通信时延、已启用的中继单板状态、可用的波长索引资源、光路损耗、及可用的中继单板资源；

S1-3、定义一个全局堆结构，用于记录每个光节点当前最优解对应的通信时延；将信源节点放进该全局堆结构，其通信时延为0；

S2、基于预处理后的加权无向图，生成从信源到每个光节点的待选路径，构建可行解；具体包括以下分步骤：

S2-1、从全局堆结构中取出通信时延最小的节点，逐跳检查其每个相邻光节点关联的光链路状态，是否满足所有的光学约束；

若满足，则将待选路径标记为该光节点的可行解；否则，跳转至步骤S2-2；

S2-2、对于不满足光学约束的光节点，从其上一跳光节点的中继单板资源中选择一个可用的中继单板，设为启用状态，再次检查待选路径是否满足所有的光学约束；

若满足，则将待选路径标记为该光节点的可行解；否则，若找不到可用的中继单板或中继单板启用后仍不满足光学约束，则将待选路径标记为不可行；

S3、判断可行解是否改善了已有寻路结果；

若是，则将该可行解记为当前节点的最优解，并更新相应光学参数及中继资源状态；否则忽略该可行解，跳转至步骤S2；

S4、判断是否满足结束条件；

若满足，则跳转至步骤S5；否则跳转至步骤S2；

S5、将评估为最优解的待选路径作为寻路结果。

2.根据权利要求1所述的适用于大规模光网络的毫秒级快速寻路方法，其特征在于，步骤S3中判断可行解是否改善了已有寻路结果；若是，则将该可行解记为当前节点的最优解，并更新相应光学参数及中继资源状态；否则忽略该可行解，具体包括以下分步骤：

S3-1、沿该待选路径计算当前光节点的通信时延；

S3-2、判断新的可行解是否小于当前光节点上已知的最优通信时延；

若小于，则将该待选路径记为当前光节点的最优解，跳转至步骤S3-3；否则，忽略该待选路径，跳转至步骤S2；

S3-3、沿该待选路径更新当前光节点的状态变量，并将当前光节点放入全局堆结构。

3.根据权利要求2所述的适用于大规模光网络的毫秒级快速寻路方法，其特征在于，步骤S3-1中通信时延的计算方法具体为：

S3-1-1、将相邻光链路上的通信时延加上上一跳光节点的状态变量中记录的通信时延；

S3-1-2、判断步骤S2中是否有中继单板开启；

若是，则再加上中继单板导致的时延；否则忽略。

4.根据权利要求2所述的适用于大规模光网络的毫秒级快速寻路方法，其特征在于，步骤3-3中更新当前光节点的状态变量，具体包括：

S3-3-1、将步骤S3-1中计算出的最优通信时延，记录到当前节点的状态变量中；

S3-3-2、计算当前节点可用的中继单板资源，记录到当前节点的状态变量中；

S3-3-3、判断步骤S2中是否有新的中继单板开启；

若是，则跳转至步骤3-3-4；否则基于上一跳光节点上的状态变量计算其它状态变量；

S3-3-4、基于新的中继单板所在节点的状态变量进行计算其它状态变量。