专利名称：选择用于新连接的具有最少数量的光再生器的光路径的制作方法
选择用于新连接的具有最少数量的光再生器的光路径
背景技术：
在大规模密集波分复用(DWDM)网络中对光连接进行选路时，可以以光学方式再生光信号，以克服由于长距离光纤引起的衰减和失真所致的损耗。光再生器接收一定光波长的传入光信号，将光信号转换为电信号，处理电信号，然后以传出光波长将经过处理的信号(将其转换回光信号以后)重新传输。因此，光再生器充当光电光(OEO)中继器。由于在DWDM网络上承载的高数据率，需要高速电子电路用于光再生器中进行的OEO转换。高速电子电路昂贵，因此使得光再生器成为通信路径上最昂贵的组件。因此，必须将其使用最小化。因为这种再生器不一定在端点之间的最短物理路径上，所以节点需要考虑网络中的所有可行路径，以找到将再生器使用最小化的路径。结果，基于在连接发信阶段考虑预定数量的最短路径的方法将不一定使得再生器使用最小化。
图I是示出具有多个节点的光网络的示例的框图，其中将节点配置为选择具有最少数量的光再生器的光路径。图2是光通信装置的框图的示例，该光通信装置被配置为确定用于新连接请求的使用最少数量的光再生器的路径。图3是示出网络地图的示例的框图，该网络地图描绘哪些节点由单个节点以光方式可到达。图4是示出网络地图的示例的框图，该网络地图描绘当确定没有光再生器的路径不可用于新连接时哪些节点由单个节点以光方式可到达。图5是示出图4的网络地图的示例的框图，其中附加节点被确定为以光方式不可到达。图6是一般性描绘用于选择用于新连接请求的具有最少数量的光再生器的路径的处理的流程图。图7和图8是一般性描绘用于图6所示处理的附加操作的流程图。
具体实施例方式鐘述这里提供一种用于在第一网络节点接收连接请求的技术，该连接请求被配置为请求到第二网络节点的连接。在第一网络节点，从第一网络节点到第二网络节点的一个或多个光路径被确定。基于一个或多个路径选择标准，从所述一个或多个光路径选择到第二网络节点的路径，所选择的路径包括被确定为具有最少数量的光再生器的路径。利用所选择的路径建立连接。示例件实施例首先参照图1，示出光网络100具有分别用附图标记110(1)-110(9)标识的节点A-I。节点A-I可以是包含路由器、添加-卸下(add-drop)复用器、转发器等等的光节点。节点E、G和I包含光再生器，对于这些节点用虚线表示。一个或多个节点A-I被配置为响应对于从一个节点到另一个节点的连接的请求，选择具有最少数量的光再生器的到另一个节点的路径。下面结合图3至图8描述一种处理，节点通过这种处理选择具有最少数量的光再生器的路径。例如图I所示，示出在节点A接收到要从节点A连接到节点C的请求。节点A进行处理，以选择具有最少数量的光再生器的到节点C的路径。被配置为进行这里所述处理的每个节点知晓网络100中光再生器的位置和能力，并尝试协调来自另一个节点且到另一个节点的具有最少数量的光再生器的路径。在图I所示的示例性网络拓扑中，节点A与节点C之间有三个可能的连接路径120 (I)、120 (2)和120 (3)。路径120 (I)示出从节点A到节点B并从节点B到节点C的可能路径，用A-B-C表示，并且该路径具有零个光再生器。用A-D-E-F-C表示的路径120 (2)在节点E有一个光再生器，用A-G-H-I-C表示的路径120 (3)在节点G和节点I有两个光再生器。为了便于说明，假定通过具有光再生器的节点的信号需要光再生，在实际DWDM网络中不一定是这样。
通常，为了将光再生器资源的使用最小化，节点A首先确定具有最少数量的光再生器的路径是具有零个光再生器的路径120(1)。节点A与其他控制平面资源合作，以确定在路径120(1)上连接是否可用。如果在路径120(1)上连接不可用，例如，如果没有波长可用，则节点A确定在具有一个光再生器的路径120(2)上连接是否可用。如果在路径120(2)上连接不可用，则节点A确定在具有两个光再生器的路径120 (3)上连接是否可用。这样一般性地说明了怎样配置节点，以确定具有最少数量的光再生器的路径。下面结合图3-图8描述该处理的进一步细节。下面参照图2，其中示出了可充当网络节点的光网络装置的框图的示例，通常用附图标记110表示网络节点，例如图I所示的节点A。节点110包括处理器220、网络接口单元230和存储器240。网络接口单元230实现节点A与网络100中其他网络元件之间的通信，用于与其他节点的电通信(对于控制平面通信)和光通信(对于光信息传输)两者。存储器240存储用于DWDM知晓控制平面处理逻辑300的指令以及用于最少再生器路径选择处理逻辑400的指令。DWDM知晓控制平面处理逻辑300允许节点110在控制平面上与其他节点通信并知晓网络100中的光损(opticalimpairment)和波长可用性。此外,通常DWDM知晓控制平面处理逻辑300试图为新连接找到最短的光子方面(photonically)可行或可实施的路径。但是，当最短路径不可用时，DWDM知晓控制平面处理逻辑300和最少再生器路径选择处理逻辑400 —起合作，以确定在需要具有光再生的路径时的可用连接。处理器220是数据处理装置，例如微型处理器、微型控制器、芯片上系统(SOC)或者其他固定逻辑或可编程逻辑。处理器220与存储器240连接，存储器240可以是任何形式的随机访问存储器(RAM)或存储用于这里所述技术的数据和软件指令的其他数据存储模块。存储器240可以是独立的，也可以是处理器220的一部分。可将用于执行最少再生器路径选择处理逻辑400的指令存储在存储器240中，用于由处理器220执行。通常，最少再生器路径选择处理逻辑400与DWDM知晓控制平面处理逻辑300协调工作，以建立具有最少数量的光再生器的连接。应当理解，可遍及网络100 (例如在各个节点中)分布DWDM知晓控制平面处理逻辑300和最少再生器路径选择处理逻辑400的功能，并且该DWDM知晓控制平面处理逻辑300和最少再生器路径选择处理逻辑400可以是单个软件、固件、硬件应用或其组合的一部分。
可通过用指令编码的处理器可读有形介质或者通过在一个或多个有形介质中编码的逻辑(例如，诸如专用集成电路(ASIC)这样的嵌入式逻辑、数字信号处理器(DSP)指令、通过处理器执行的软件等等)来实施处理器220的功能，其中存储器240存储用于这里所述计算或功能的数据(和/或存储被执行为实现这里所述计算或功能的软件或处理器指令)。因此，可通过固定逻辑或者可编程逻辑(例如通过处理器或者现场可编程门阵列(FPGA)执行的软件/计算机指令)来实施最少再生器路径选择处理逻辑400，或者可以用指令将处理器可读有形介质编码，当通过处理器执行指令时，使得处理器执行用于如这里所述的最少再生器路径选择处理逻辑400的操作。下面参照图3，框图示出网络地图500的示例，网络地图500描绘哪些节点由节点(例如图I的示例性网络拓扑中的节点A)以光方式可到达。因此，图3所示图示表示节点A的可到达性地图。地图500表示网络中所有节点以及它们之间从光损观点来看可到达的路径的示意图。地图包括在真实网络中的最短跳跃路径，对于没有光再生器的路径段(包括到连接端点的路径段)，这些最短跳跃路径最有可能成功连接。此外，地图包含网络中光 再生器的位置，以及它的能力和可用性，从而使得能够确定具有最少数量的光再生器的路径。换言之，可到达性地图包含用于沿端点之间的路径以光学方式可到达的路径段的节点对，以及光再生器的位置和可用性。在图3中，地图500将网络100中的原始通信链路显示为粗或加重的线。将可用于节点A的附加链路显示为细或减轻的线。将可以从地图中省略的链路显示为虚线。例如，直接路径A-H可用于绕开节点G中的光再生器。此外，地图500显示更多的直接连接，即，绕开节点的连接，例如，可能的连接A-E-C、A-F或者A-C，但是没有直接连接可用于从节点A到节点I (A-I)。由于设备限制或者光学环境条件，任何连接都可能不可用。可能限制连接性的示例性光学环境条件包括诸如衰减和色散这样的线性效应、诸如相位调制和散射这样的非线性效应、或者断开的光纤。示例性设备限制包括缺少具有所需波长、调制方案、比特率的接口，或者可用的接口对于建立连接所必需的参数在其他方面是不完善的。因此，表示地图500的信息可基于可用的接口参数。例如，可基于10、40或100千兆比特比特率、各种光学线路代码或相移键控光学格式、可用波长和/或其他连接参数来生成地图。可生成单个地图用于网络，或者可生成多个地图用于每种不同的接口类型。参照图4，示出用于节点A的另一种可到达性地图600。接收到要从节点A连接到节点C的请求，如图所示。地图600显示具有最少数量的光再生器的最短连接是A-B-C。节点A中的最少再生器路径选择处理逻辑将确定路径A-B-C为挑选的路径。但是，在该时间点，节点A经由DWDM控制平面知晓路径A-B不可用，如在610所示。由于上述原因中的任一种或者其他原因，连接可能不可用。然后节点A将确定下一个最短跳跃路径为A-E-C，A-E-C绕开节点D和F。如果路径A-E由于任何原因变为不可用，则节点A可确定下一个最短跳跃路径为A-D-E-C。一旦选择路径，例如路径A-E-C，就使用控制信令(例如通过DWDM知晓控制平面处理逻辑执行)在节点E预留连接所需的光再生器接口。一旦光再生器被预留，用于光再生器之间每个段以及光再生器与连接端点之间每个段的光子路径就被建立，例如，所请求的连接被针对段A-E和E-C而建立。如地图600所示，路径A-G-I-C也可用，但是因为该路径将使用两个节点(即，节点G和I)中的光再生器资源，所以只要通过节点E的路径可用，就不选择它们。当节点A与节点C之间的连接终止时，将连接拆除，并释放节点E中用于连接的光再生器。参照图5，显示了图4的可到达性地图600，其中节点E不可由节点A到达。接收到要从节点A连接到节点C的请求，如图所示。地图显示在这种情形下路径620 (A-G-I-C)是可用的，它消费了节点G和节点I中的光再生器资源，如上所述。如在各种可到达性地图中所示，多于一个路径可用于从A到C的连接。但是，在有些情况下从光子学观点来看，最短跳跃路径可能不是最佳路径，并且节点A可能需要选择另一路径。在一个示例中，可将权重或度量(metric)分配给路径的每个链路或段，并将其存储在可到达性地图中。权重是每个链路或段的可行性或者每个节点的可到达性的衡量标准(measure)。在执行最少再生器路径选择处理逻辑时，节点A可基于可到达性地图中存储的权重来选择路径，例如路径A-G-I-C。一旦选择路径A-G-I-C，节点A就预留节点G和I中的光再生器。然后，节点A利用路径段A-G、G-I和I-C建立从节点A到节点C的连接，假定在建立连接时这些路径段在光学上可行。 如上所述，图3-图5示出的可到达性地图描绘在节点A接收到新的连接请求时可能碰到的各种情形。在每种情形中，最少再生器路径选择处理逻辑400基于被确定为具有最少数量的光再生器的一个或多个路径来确定路径。当DWDM知晓控制平面处理逻辑300确定选择的路径不可用时，最少再生器路径选择处理逻辑400选择新的路径。在此方面，找到具有最少数量的光再生器的路径可以是迭代的处理。下面参照图6，描述流程图，流程图一般性地描绘最少再生器路径选择处理逻辑400的操作。再一次地，将最少再生器路径选择处理逻辑400配置为允许第一节点针对新的连接请求、基于被确定为具有最少数量的光再生器的一个或多个路径来选择到第二节点的路径。在410，在第一网络节点接收被配置为请求到第二网络节点的连接的连接请求。在420，在第一网络节点，确定从第一网络节点到第二网络节点的一个或多个光路径。在430，基于一个或多个路径选择标准从所述一个或多个光路径中选择到第二网络节点的路径，所选择的路径包括被确定为具有最少数量的光再生器的一个或多个路径。在440，利用所选择的路径建立连接。虽然目的是找到具有最少数量的光再生器的路径，但是应当理解，由于上述原因，具有最少数量的再生器的路径可能不是最终选择的路径。通过上述可到达性地图的使用，可进一步加强最少再生器路径选择处理逻辑400。参照图7，在450，生成表示网络地图的信息(数据)，网络地图包括相互之间具有可行光路径的网络节点对以及与每个网络节点相关联的光再生能力和位置，网络节点对包括至少一个含第一网络节点的节点对。在460，对于每个网络节点对之间的每个路径指派权重，权重表示每个路径的可靠性的衡量标准。基于每个路径的权重确定具有最少数量的光再生器的路径。可到达性地图可利用规划工具而被生成并将被下载到各节点，可利用经由控制平面机制的信令或者选路(沿端点节点之间的路径的每个网络节点)而被动态地生成，或者二者。基于公知网络特性，可利用规划工具来设定初始权重。随后可响应于改变网络条件将权重更新，例如当网络扩展或改变时，光学环境条件随着波长变为阻塞或开通而改变，或者随着光再生器被预留或释放而改变。权重也可以反映当前故障和故障历史，并且可以利用诸如指数衰减函数这样的基于时间或历史的函数来进行调节。
在470，根据与连接请求、连接建立时间要求、恢复时间要求相关联的参数和/或响应于改变网络条件，修改所指派的权重或度量。例如，可基于与诸如连接优先权这样的连接请求或者连接建立时间要求或者恢复时间要求相关联的参数来调节权重。在另一示例中，可积极或乐观地设定权重。这样将冒着发现一个或多个段不可行的危险(因此增加信令开销并增加连接建立时间)，允许网络找到使用更少光再生器的路径。或者，可以保守或悲观地设定权重。这样将允许网络找到使用更多光再生器的路径，因为不考虑边缘路径，因此减少信令开销并减少连接建立时间，这可能是路径保护所期望的。实际上，被指派的权重最终将与选择任何给定路径的任何给定段的可能性高度相关。图8是描绘用于图6所示操作430的附加操作的流程图。在432，确定到光再生器的路径段。到光再生器的路径段被预留，并且所选路径中到与光再生器相关联的节点的任何剩余光再生器被指定，从而使得与光再生器相关联的节点能够预留到下一个指定的光再生器的路径。到光再生器的每个路径或者到第二网络节点的每个路径形成段。在434，确定光再生器与第二网络节点之间的任何剩余路径段。在436，如果到第二网络节点的路径的任何路径段在光学上不可行，则确定到第二网络节点的另一路径。结果，利用最少数量的光再 生器在端点之间建立连接。这里描述了用于在第一网络节点接收连接请求的技术，连接请求被配置为请求从第一网络节点到第二网络节点的连接。在第一网络节点，确定到第二网络节点的没有光再生器的路径是否可用于连接。响应于确定没有光再生器的路径不可用，确定具有最少数量的光再生器的到第二网络节点的路径。利用具有最少数量的光再生器的路径建立连接。以上描述目的只是为了示例。
权利要求
1.一种方法，包括 在第一网络节点接收连接请求，该连接请求被配置为请求从所述第一网络节点到第二网络节点的连接； 确定从所述第一网络节点到所述第二网络节点的一个或多个光路径；以及 基于一个或多个路径选择标准，从所述一个或 多个光路径中选择到所述第二网络节点的路径，所选择的路径包括被确定为具有最少数量的光再生器的一个或多个路径。
2.根据权利要求I所述的方法，还包括生成表示网络地图的信息，该网络地图包括相互之间具有可行光路径的网络节点对以及与各网络节点相关联的光再生能力和位置，所述网络节点对包括至少一个含所述第一网络节点的节点对。
3.根据权利要求2所述的方法，还包括为每个所述网络节点对之间的每个路径指派度量，该度量表示每个路径的可靠性的衡量标准，其中确定具有最少数量的光再生器的路径是基于每个路径的所述度量的。
4.根据权利要求3所述的方法，还包括根据与所述连接请求、连接建立时间要求、恢复时间要求相关联的参数和/或响应于改变网络条件，修改所指派的度量。
5.根据权利要求2所述的方法，其中所述生成包括针对具有一个或多个光再生器的每个网络节点确定包括支持的连接速度、调制类型以及所述一个或多个光再生器的可用波长的光学接口参数，以及根据所述光学接口参数来确定路径的光学可行性。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述生成包括基于所述光学接口参数生成表示多个网络地图的不同信息集。
7.根据权利要求2所述的方法，其中所述生成包括基于规划工具生成表示所述网络地图的信息，并将表示所述网络地图的信息下载到所述第一网络节点。
8.根据权利要求2所述的方法，其中所述生成包括通过发信号通知沿着到所述第二网络节点的路径的每个网络节点，在所述第一网络节点处动态地生成表示所述网络地图的信息。
9.根据权利要求I所述的方法，还包括利用所选择的路径建立所述连接，其中建立所述连接包括确定到光再生器的路径段，预留到所述光再生器的所述路径段，以及指定所选择路径中的到与所述光再生器相关联的节点的任何剩余光再生器从而使得与所述光再生器相关联的节点能够预留到下一个指定的光再生器的路径段。
10.根据权利要求9所述的方法，还包括确定在所述光再生器和所述第二网络节点之间的任何剩余路径段。
11.根据权利要求10所述的方法，其中确定路径包括如果到所述第二网络节点的路径的任何路径段在光学上不可行，则确定到所述第二网络节点的另一路径。
12.—种设备,包括 接口单元，被配置为实现网络上的通信；以及 处理器，被配置为 接收连接请求，该连接请求被配置为请求到网络节点的连接； 确定从第一网络节点到第二网络节点的一个或多个光路径；以及 基于一个或多个路径选择标准，从所述一个或多个光路径中选择到所述第二网络节点的路径，所选择的路径包括被确定为具有最少数量的光再生器的一个或多个路径。
13.根据权利要求12所述的设备，其中所述处理器还被配置为生成表示网络地图的信息，该网络地图包括相互之间具有可行光路径的网络节点对以及与各网络节点相关联的光再生能力和位置。
14.根据权利要求13所述的设备，其中所述处理器还被配置为为每个所述网络节点对之间的每个路径指派度量，该度量表示每个路径的可靠性的衡量标准，其中确定具有最少数量的光再生器的路径是基于每个路径的所述度量的。
15.根据权利要求14所述的设备，其中所述处理器还被配置为根据与所述连接请求、连接建立时间要求、恢复时间要求相关联的参数和/或响应于改变网络条件，修改所指派的度量。
16.根据权利要求13所述的设备，其中所述处理器被配置为通过针对具有一个或多个光再生器的每个网络节点确定包括支持的连接速度、调制类型以及所述一个或多个光再生器的可用波长的光学接口参数，以及利用所述光学接口参数来确定路径的光学可行性，来生成用于所述网络地图的信息。
17.根据权利要求12所述的设备，其中所述处理器还被配置为 利用所选择的路径建立所述连接； 确定到光再生器的路径段； 预留到所述光再生器的所述路径段；以及 指定所选择路径中的到与所述光再生器相关联的节点的任何剩余光再生器从而使得与所述光再生器相关联的节点能够预留到下一个指定的光再生器的路径段。
18.一种存储指令的处理器可读介质，当由处理器执行时，所述指令使得所述处理器 接收连接请求，该连接请求被配置为请求到网络节点的连接； 确定没有光再生器的到所述网络节点的路径是否可用于所述连接； 响应于确定没有光再生器的路径不可用，确定具有最少数量的光再生器的到所述网络节点的路径；以及 利用具有最少数量的光再生器的路径建立所述连接。
19.根据权利要求18所述的处理器可读介质，其中所述指令包括用于生成表示网络地图的信息的指令，该网络地图包括相互之间具有可行光路径的网络节点对以及与各网络节点相关联的光再生能力和位置。
20.根据权利要求19所述的处理器可读介质，还包括当由处理器执行时使得所述处理器执行如下操作的指令为每个所述网络节点对之间的每个路径指派度量，该度量表示每个路径的可靠性的衡量标准，其中确定具有最少数量的光再生器的路径是基于每个路径的所述度量的。
21.根据权利要求20所述的处理器可读介质，还包括当由处理器执行时使得所述处理器执行如下操作的指令根据与所述连接请求、连接建立时间要求、恢复时间要求相关联的参数和/或响应于改变网络条件，修改所指派的度量。
全文摘要
本发明提供一种用于在第一网络节点接收连接请求的技术，连接请求被配置为请求从第一网络节点到第二网络节点的连接。在第一网络节点，确定没有光再生器的到第二网络节点的路径是否可用于连接。响应于确定没有光再生器的路径不可用，确定具有最少数量的光再生器的到第二网络节点的路径。利用具有最少数量的光再生器的路径建立连接。
文档编号H04L12/733GK102870430SQ201180022361
公开日2013年1月9日 申请日期2011年4月28日 优先权日2010年5月3日
发明者奥尔南·吉尔斯特尔, 加布里埃尔·玛利亚·加林贝蒂, 乔瓦尼·马蒂内利, 阿尔伯托·坦兹 申请人:思科技术公司