专利名称：一种基于业务区分的光网络保护资源分配方法
技术领域：
本发明涉及光网络，具体而言，涉及一种光网络保护资源分配方法，对业务进行分级，并依据所属级别采用相应的保护策略。
背景技术：
保护是提高网络生存性的一个重要方法，是指当一个工作通路失效时，利用备用设备的倒换，使工作信号通过预先设好的保护通路维持正常的传输。在故障发生时，保护在本地网元或远端网元的控制下能在50ms以内的时间完成倒换工作，使业务及时恢复正常，并且无需外部网管系统的介入。因此，对于一些比较重要的业务往往采用保护方案。但是一旦资源因为保护的目的被分配，则不能用于重路由，所以它的资源利用率往往比较低。针对传统保护方法资源利用率较低的缺陷，已经提出的改进方法包括
方法一共享通道保护。[何荣希.WDM网状网中具有业务量疏导能力的共享通路保护算法.东北大学学报，2003. 4]。对于两条链路分离的工作通路，可以建立一条与这两个工作通路都链路分离的保护通路。由于保护通路只是在工作通路失效时才使用，只要两条工作通路链路分离，在单链路失效时，这两条工作通路不会同时失效，它们对应的保护通路不会被同时启用，因此这两条工作通路对应的保护通路可以共享资源，从而提高了全网的资源利用率。方法二 'P圈保护。[顾畹仪.WDM网络中可重构圈模型的研究.光通信研究，2008. 7]。P圈保护方法是通过空闲资源预先设置的环形通道来实现格状网络中的快速保护，同时允许工作通道在网络资源图上选择最短的直达路由。/7圈的设置发生在任何网络故障之前，并且所要求的实时倒换动作是预先设计好的。P圈不仅能对环上链路的故障提供保护，还能为跨接区段的故障提供保护。对于一个保护P圈，每条链路配置单倍的保护资源，对于跨接链路可以实现双倍工作容量的保护，对于圈上链路则可以实现单倍工作容量的保护，资源利用率有了明显提高。综上所述，现有的一些光网络保护性方法都是针对提高资源利用率的，但是忽略了业务之间的差异性。随着现在业务种类的增多，各个业务优先级的划分也成为一种必然的趋势，所以目前的保护性方法无法对业务实现有效的区分。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服现有光网络保护方法的不足，提供一种基于业务区分的光网络保护资源分配方法，根据业务之间的差异性，采用相应的保护方式。本发明具体采用以下技术方案解决上述技术问题。一种基于业务区分的光网络保护资源分配方法，各类业务被分为三种级别高级业务、中极业务、低级业务；对于新到达的当前业务，首先采用最短路由算法找出一条最短路径，并考察该最短路径所在链路的当前负载
当该最短路径所在链路的当前负载小于预设的第一阈值时，则直接以该最短路径作为当前业务的工作路径，并利用最短路由算法从剩余路径中搜寻一条最短路径作为当前业务的保护路径；
当该最短路径所在链路的当前负载大于或等于预设的第一阈值，而小于预设的第二阈值时，如当前业务为中级或高级业务，则以该最短路径作为当前业务的工作路径，并利用最短路由算法从剩余路径中搜寻一条最短路径作为当前业务的保护路径；如当前业务为低级业务，则利用最短路由算法从剩余路径中搜寻一条最短路径作为当前业务的保护路径，并利用最短路由算法从除除该最短路径及当前业务的保护路径之外的路径中搜寻一条最短路径作为当前业务的工作路径；
当该最短路径所在链路的当前负载大于或等于第二阈值时，如当前业务为高级业务，则以该最短路径作为当前业务的工作路径，并利用最短路由算法从剩余路径中搜寻一条最短路径作为当前业务的保护路径；如当前业务为中级业务，则利用最短路由算法从剩余路径中搜寻一条最短路径作为当前业务的保护路径，并利用最短路由算法从除该最短路径及当前业务的保护路径之外的路径中搜寻一条所在链路当前负载小于第二阈值的最短路径作为当前业务的工作路径；如当前业务为低级业务，则利用最短路由算法从剩余路径中搜寻一条最短路径作为当前业务的保护路径，并利用最短路由算法从除该最短路径及当前业务的保护路径之外的路径中搜寻一条所在链路当前负载小于第一阈值的最短路径作为当前业务的工作路径；
其中，所述链路负载是指链路上已分配的波长数占该链路总波长数的比例；所述第一、第二阈值满足第一阈值<第二阈值< I。优选地,所述最短路由算法为Dijkstra最短路由算法。当然，也可采用其他最短路由算法，例如SPFA算法(最短路径快速算法)和Bellman-Ford算法等。相比现有技术，本发明能够保证高级业务(即最重要的业务)具有较低的阻塞率和较短的故障恢复时间，并且网络总体资源利用率也有所提高。
图I为本发明的基于业务区分的光网络保护资源分配方法的流程 图2为具体实施例的流程示意图，其中，1、2、3、4、5、6、7、8、9、10为光网络中的节点编
号，带箭头的实线表示工作路径，带箭头的虚线表示保护路径。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的技术方案进行详细说明
本发明的思路是当业务请求到来时，通过判断链路的实时负载，动态地选择工作路径，并实现各级业务之间的保护路径共享。本方法在复杂度较高的光网络环境中使得高等级业务具有较低的阻塞率和较短的业务传送时间，并且使得网络总体资源利用率也有所提 闻。本发明中，光网络中的各类业务被分为三种优先等级高级业务、中极业务、低级业务。具体的业务分级方法可根据实际情况确定，例如，可以按照以下几种方法
方法一根据业务的重要程度划分，相对重要的业务具有较高的优先级，而一般的业务具有较低的优先级。如民航、银行等重要机构的业务定为高级业务；一些公司、组织的业务定为中级业务；而一般个人用户的业务定为低级业务。方法二 根据业务对时延敏感程度划分，不同的业务对时延的敏感程度不同。使一些对时延要求比较高的业务具有较高的优先级，而对时延要求比较低的业务具有较低的优先级。例如一些会话类的业务对时延的要求比较高，定为高级业务；一些邮件，传真类业务对时延要求一般，定为中级业务；而一些后台类的业务可以接受较大的时延，定为低级业务。方法三根据业务服务质量划分，按照用户支付费用的不同，划分出高级用户、中级用户和低级用户，分别提供不同的服务质量。本发明中，链路的当前负载(用b表示)是指该链路上已使用的波长数占该链路总波长数的比例；本发明预设有两个链路负载阈值/7和^用来标记链路当前的繁忙程度，且本发明的基于业务区分的光网络保护资源分配方法，如图I所示，具体按照以下步骤
步骤I网络初始化，判断当前时刻是否有业务连接请求，如果有业务连接请求，则转步骤2 ;
步骤2 根据业务连接请求，使用Dijkstra最短路由算法计算源节点和目的节点间的一条最短链路，考察该链路当前负载6 :如果ZK/7，则转步骤3-1 ;如果则转步骤3-2 ;如果^则转步骤3-3 ；
步骤3-1 使用该最短链路中的空闲资源为该业务连接请求分配工作路径，然后在网络拓扑中删除该最短链路，用Dijkstra最短路由算法找出一条最短路径作为该业务的保护路径；
步骤3-2 判断当前业务的等级，如果是中、高级业务，则转步骤3-1 ;如果是低级业务，则转步骤3-4;
步骤3-3判断当前业务的等级，如果是高级业务，则转步骤3-1 ;如果是中级业务，则转步骤3-5 ;如果是低级业务，则转步骤3-6 ；
步骤3-4在网络拓扑中删除该最短链路以及该链路上业务的保护路径所经过的链路，用Dijkstra最短路由算法找出一条所在链路负载小于/7的最短路径作为当前业务的工作路径，并以刚才所删除的保护链路上的保护路径作为保护路径；
步骤3-5在网络拓扑中删除该最短链路以及该链路上业务的保护路径所经过的链路，用Dijkstra最短路由算法找出一条所在链路负载小于7的最短路径作为该中级业务的工作路径，并以刚才所删除的保护链路上的保护路径作为保护路径；
步骤3-6在网络拓扑中删除该最短链路以及该链路上业务的保护路径所经过的链路，用Dijkstra最短路由算法找出一条所在链路负载小于/7的最短路径作为该低级业务的工作路径，并以刚才所删除的保护链路上的保护路径作为保护路径。为了便于公众理解本发明的技术方案，下面以一个较简单的实例来进行进一步说明。如图I所示的泛欧C0ST239网络拓扑中，存在0-9这十个网络节点。对于源节点为0，目的节点为9的各级业务工作路径和保护路径选择，具体如下
(O首先使用最短路由算法计算出最短的链路为0-9，若此时链路上的负载小于/7，取此链路上的空闲路径作为工作路径，去掉0-9这条链路，使用最短路由算法求出一条最短、链路0-8-9，使用该链路空闲路径作为保护路径。(2)若0-9之间的链路负载&满足/7 ( 对于中、高级业务，继续使用0-9链路上的空闲路径作为工作路径，0-8-9作为保护链路；对于低级业务，去掉0-9以及0-8-9这两条链路，求解出一条最短链路0-7-6-9。判断0-7-6-9的链路负载，若小于/7，则使用0-7-6-9作为工作路径，0-8-9作为保护路径。否则，求解出次短链路0-5-10-9，继续判断链路的负载，直到找到一条链路负载小于P的链路来分配工作路径，以0-8-9作为保护路径。(3)若0-9之间的负载，满足( b<h则对于高级业务，继续使用0-9这条链路作为工作路径，0-8-9作为保护链路；对于中级业务，去掉0-9以及0-8-9这两条链路，求解出一条最短链路0-7-6-9。判断0-7-6-9的链路负载，若小于q，则使用0_7_6_9作为工作路径，0-8-9作为保护路径。否则，求解出次短链路0-5-10-9，继续判断链路的负载，直到找到一条链路负载小于7的链路来分配工作路径，以0-8-9作为保护路径；对于低级业务，去掉0-9,0-8-9这两条链路求解最短路径0-7-6-9，判断此路径负载，若小于/7，则使用此最短路径作为工作路径，0-8-9作为保护路径。否则，求解出次短链路0-5-10-9，继续判断链路的负载，直到找到一条链路负载小于P的链路来分配工作路径，以0-8-9作为保护路径。 (4)当高、中、低业务工作路径出现故障，则不同级别业务的路径都能切换到保护路径0-8-9上。这样就实现了高、中、低三级业务保护链路之间的共享，并且高级业务有更多的较短链路选择，所以阻塞率和业务传送时间都有所降低。
权利要求
1.一种基于业务区分的光网络保护资源分配方法，其特征在于，各类业务被分为三种级别高级业务、中极业务、低级业务；对于新到达的当前业务，首先采用最短路由算法找出一条最短路径，并考察该最短路径所在链路的当前负载 当该最短路径所在链路的当前负载小于预设的第一阈值时，则直接以该最短路径作为当前业务的工作路径，并利用最短路由算法从剩余路径中搜寻一条最短路径作为当前业务的保护路径； 当该最短路径所在链路的当前负载大于或等于预设的第一阈值，而小于预设的第二阈值时，如当前业务为中级或高级业务，则以该最短路径作为当前业务的工作路径，并利用最短路由算法从剩余路径中搜寻一条最短路径作为当前业务的保护路径；如当前业务为低级业务，则利用最短路由算法从剩余路径中搜寻一条最短路径作为当前业务的保护路径，并利用最短路由算法从除除该最短路径及当前业务的保护路径之外的路径中搜寻一条最短路径作为当前业务的工作路径； 当该最短路径所在链路的当前负载大于或等于第二阈值时，如当前业务为高级业务，则以该最短路径作为当前业务的工作路径，并利用最短路由算法从剩余路径中搜寻一条最短路径作为当前业务的保护路径；如当前业务为中级业务，则利用最短路由算法从剩余路径中搜寻一条最短路径作为当前业务的保护路径，并利用最短路由算法从除该最短路径及当前业务的保护路径之外的路径中搜寻一条所在链路当前负载小于第二阈值的最短路径作为当前业务的工作路径；如当前业务为低级业务，则利用最短路由算法从剩余路径中搜寻一条最短路径作为当前业务的保护路径，并利用最短路由算法从除该最短路径及当前业务的保护路径之外的路径中搜寻一条所在链路当前负载小于第一阈值的最短路径作为当前业务的工作路径； 其中，所述链路负载是指链路上已分配的波长数占该链路总波长数的比例；所述第一、第二阈值满足第一阈值<第二阈值< I。
2.如权利要求I所述基于业务区分的光网络保护资源分配方法，其特征在于，所述最短路由算法为Dijkstra最短路由算法。
3.如权利要求I所述基于业务区分的光网络保护资源分配方法，其特征在于，所述业务分级具体按照以下方法 根据业务的重要程度划分，相对重要的业务具有较高的优先级，而一般的业务具有较低的优先级；或者， 根据业务对时延敏感程度划分，对时延要求比较高的业务具有较高的优先级，对时延要求比较低的业务具有较低的优先级；或者， 根据业务服务质量划分，按照用户支付费用的不同，分别提供不同的服务质量。
全文摘要
本发明公开了一种基于业务区分的光网络保护资源分配方法。本发明将光网络中的各类业务分为三种不同的优先级高级业务、中级业务、低级业务；当业务请求到来时，通过判断链路的实时负载，动态地选择工作路径，并实现各级业务之间的保护路径共享。本方法在复杂度较高的光网络环境中使得高等级业务具有较低的阻塞率和较短的业务传送时间，并且使得网络总体资源利用率也有所提高。
文档编号H04Q11/00GK102638404SQ20121010050
公开日2012年8月15日 申请日期2012年4月9日 优先权日2012年4月9日
发明者梁俊, 沈建华 申请人:南京邮电大学