一种在密集波分网络中建立光通道路由的方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及光传输领域，特别涉及一种在密集波分网络中建立光通道路由的方法及装置。
【背景技术】
[0002]光传输网的带宽消耗越来越快，面对市场传递的需求压力，电信运营商在网络建设方面遇到了建网成本和维护成本两个方面的巨大挑战，最可行的出路就是尽可能多地选用每比特传输成本和能耗均只有IP技术(IP technology)五分之一的密集波分传输技术。
[0003]在大规模的密集波分网络中，波长路由算法至关重要。一个密集波分单波道的传输容量可以达到100Gbit/S，当一个波道中断时，其受影响的范围非常大，此时需要以最快的速度计算备用路由。同时由于光缆与光纤、光纤与波道的复用关系，常见故障都是数个乃至数十个波道同时中断，因此波道业务的恢复实际上涉及大量备用路由的计算，这对路由算法提出了非常高的要求。此外，在新建波道业务开通的场景下，路由规划环节的时间也是越短越好。
[0004]WDM (Wavelength Divis1n Multiplexing)技术是在一根光纤中同时传输多波长光信号的一项技术。如图1所示，其基本原理是在发送端将不同波长的光信号组合起来(即复用)，并耦合到光缆线路上的同一根光纤中传输，在接收端将复用波长的光信号分开(即解复用)，并作处理，恢复出原信号后送入不同的终端，此项技术称为光波长分割复用，简称WDM技术。这些被耦合的不同波长的光信号就是光通道(Optical Channel)。从将光通道复用起来的一端开始，到将光通道解复用的一端结束，形成的一条端到端链路叫做光复用段(Optical Multiplexing Sect1n)。复用和解复用的光口就是合分波光口。将光通道信号接入到耦合器准备复用的光口，或者完成解复用后，准备向接收端输出光通道信号的光口，都叫上下波光口。
[0005]而信号不能在光域运算处理，即不存在一种“光交叉芯片”能够透明地完成光通道信号的调度。基于当前的技术，实际应用中的密集波分光通道调度是由多个器件组合构成的分布式调度系统，这些调度器件之间是通过手工光纤连接建立联系的。如图2所示，假设一个调度节点存在4个方向，分别命名为E、W、N、S，以E方向到W方向的波长调度为例，在这种分布式调度节点上，现有技术的一般实现形式是分两个基本步骤完成的，第一步在E方向上，将由频率标识的波长业务从外侧的主光口(合分波光口)调度到Ew这个上下波光口上，然后第二步，在W方向上，将We这个上下波光口上的对应波长业务调度到W的外侧主光口(合分波光口)上。由以上的分布式调度过程可见两个强烈区别于集中交换的地方:一、涉及到两条系统指令，分别下发给E方向模块和W方向模块；二、这里隐含了一个前提条件，在下发指令之前，操作者必须知道E方向和W方向是通过哪对光口进行连接的。
[0006]现有技术中一种常见的密集波分光通道调度方法，这种方法持久化各个业务方向之间的上下波光口连接，在配置业务方向之间的交叉时，能够根据上述持久化信息自动查找对应的上下波光口。这种方法仍然无法得到明确的光交叉矩阵，也就无法得到可以正确转换成图数据结构的网络模型，同时业务方向定义模糊，依赖手工指定，导致算法只适应部分厂商的部分设备型号，查找路由时仍然需要逐光口试错、回退和重算，效率低下。
【发明内容】
[0007]本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述无法转换成图数据结构、路由计算效率低下的缺陷，提供一种能正确转换成图数据结构、路由计算效率较高的在密集波分网络中建立光通道路由的方法及装置。
[0008]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:构造一种在密集波分网络中建立光通道路由的方法，包括如下步骤:
A)采集物理存量信息，并将所述物理存量信息换算成光交叉矩阵；所述物理存量信息包括通过上下波光口连接的合分波器件和辅助功能器件，以及所述合分波器件和辅助功能器件之间的连接关系；所述光交叉矩阵包括将光信号输入输出到所述光交叉矩阵各个业务方向上的合分波光口，以及各个所述业务方向的上下波光口之间的连接矩阵；所述辅助功能器件包括物理参数调节器件和信号质量检测器件；
B)采集已经存在的与波长调度相关的配置信息，并将所述与波长调度相关的配置信息进行换算，得到已经存在的光通道调度信息，并根据所述已经存在的光通道调度信息更新对应合分波光口的资源分布；
C)计算所述光交叉矩阵之间的光复用段的连接关系，并以所述光交叉矩阵为顶点，以所述光复用段提供的空闲波道资源为边，构建能套用标准软件模型的图数据结构；
D)根据所述图数据结构和用户指定的光通道路径起止点计算波长路由；所述波长路由的配置组成要素包括所经过的各个所述光交叉矩阵、所经过的各个所述光交叉矩阵之间的光复用段，以及所述波长路由所使用的一个或多个波长频率值；
E)将所述配置组成要素按照光传输设备的指令规格转换成一组光交叉配置指令，并将所述光交叉配置指令下发给光传输设备，并更新各个所述合分波光口和光交叉矩阵的资源分布ο
[0009]在本发明所述的在密集波分网络中建立光通道路由的方法中，所述步骤Α)进一步包括:
A1)从设备厂商提供的网元管理系统中查询基本存量对象；所述基本存量对象包括网元、单板、光口和光纤；所述光口包括合分波光口和上下波光口 ；
A2)将所述光口之间通过所述光纤建立的连接关系，按照用软件方式描述的光口规格得到光复用段；所述光复用段由两个波段规格一致的分波单元的合分波光口和合波单元的合分波光口相互连接构成；
A3)根据所述光复用段的合分波光口所对应的上下波光口之间的连接关系，进行顺次递归搜索，搜索到的每组合分波光口和上下波光口之间的连接光纤均构成一个所述光交叉矩阵。
[0010]在本发明所述的在密集波分网络中建立光通道路由的方法中，所述步骤A3)进一步包括:
A301)遍历所述光复用段的所有合分波光口，选取某个合分波光口作为第一合分波光
P ; A302)建立第一光交叉矩阵，将所述第一合分波光口记录到所述第一光交叉矩阵中作为第一个业务方向合分波光口；
A303)遍历所述第一合分波光口的上下波光口，选取某个上下波光口作为第一上下波光口 ；
A304)判断所述第一上下波光口上是否存在连接光纤，如是，获取所述第一上下波光口上的连接光纤，以及所述连接光纤对端的第二上下波光口，执行步骤A305);否则，返回步骤A303)；
A305)判断所述第二上下波光口是否是某个合分波光口所对应的上下波光口，如是，获取所述第二上下波光口所对应的第二合分波光口，执行步骤A306);否则，返回步骤A303);
A306)判断所述第一光交叉矩阵中是否包含所述第二合分波光口，如是，执行步骤A309);否则，执行步骤A307);
A307)判断另外的光交叉矩阵中是否包含所述第二合分波光口，如是，将所述另外的光交叉矩阵的所有元素合并到所述第一光交叉矩阵中，并删除所述另外的光交叉矩阵，执行步骤A309);否则，执行步骤A308)；
A308)将所述第二合分波光口记录到所述第一光交叉矩阵中，作为一个新的业务方向合分波光口，执行步骤A309);
A309)将所述第一上下波光口到所述第二上下波光口的光纤作为所述第一合分波光口和第二合分波光口的关联方式记录到所述第一光交叉矩阵中；
A310)返回步骤A303)，直到所述第一合分波光口下的所有上下波光口被遍历处理；
A311)将所述第一合分波光口标记为已处理，返回步骤A301)选取下一个待处理的合分波光口，直至完成遍历。
[0011]在本发明所述的在密集波分网络中建立光通道路由的方法中，所述步骤B)进一步包括:
B1)遍历所有的所述光交叉矩阵，选取一个光交叉矩阵；
B2)遍历被选取的光交叉矩阵所有上下波光口连接光纤，并选取一个上下波光口的连接光纤；
B3)根据被选取的连接光纤的起止光口，确定所述被选取的连接光纤所对应的第一上下波光口和第二上下波光口；
B4)根据所述第一上下波光口和第二上下波光口分别确定其对应的第一合分波光口和第二合分波光口；
B5)查找所述第一合分波光口、第一上下波光口、第二合分波光口和第二上下波光口对应的与波长调度相关的配置信息；
B6)判断是否同时存在所述第一合分波光口到所述第一上下波光口的第一光通道调度配置和所述第二合分波光口到所述第二上下波光口的第二光通道调度配置，且所述第一光通道调度配置和第二光通道调度配置的波长频率值相同，如是，将所述第一光通道调度配置和第二光通道调度配置进行组合，得到所述被选取的光交叉矩阵从所述第一合分波光口到所述第二合分波光口的光通道调度；否则，由操作者补齐所述第一光通道调度配置和第二光通道调度配置，或者删除所述第一光通道调度配置和第二光通道调度配置。
[0012]在本发明所述的在密集波分网络中建立光通道路由的方法中，所述步骤C)进一步包括:
Cl)遍历所有的光复用段，选取某个光复用段作为第一光复用段；
C2)判断所述第一光复用段的起始点和终止点是否分别属于第一光交叉矩阵和第二光交叉矩阵，如是，执行步骤C3);否则，返回步骤C1);所述第一光交叉矩阵和第二光交叉矩阵是不同的光交叉矩阵；
C3)根据厂商规格分别确定所述第一光复用段的起始点所对应的第一密集波分频谱资源全集，以及所述第一光复用段的终止点所对应的第二密集波分频谱资源全集，并根据所述第一光复用段的起始点和终止点所对应的已有调度指令情况，分别从所述第一密集波分频谱资源全集和第二密集波分频谱资源全集中删除所述已有调度指令中出现的波长频率值，得到两个剩余波长频率值的交集就是所述第一光复用段所提供的所述第一光交叉矩阵和第二光交叉矩阵之间的频谱资源；
C4)根据所述第一光交叉矩阵和第二光交叉矩阵之间的频谱资源，生成所述第一光交叉矩阵和第二光交叉矩阵之间的边，记录在所述图数据结构中。
[0013]在本发明所述的在密集波分网络中建立光通道路由的方法中，所述步骤E)进一步包括:
E1)在指定光交叉矩阵的上下波光口光纤连接列表中查找从输入方向主光口方向到所述输出方向主光口方向的上下波光口连接光纤；
E2)从所述上下波光口连接光纤获得所述输入方向主光口方向的输入上下波光口，获得所述输出方向主光口方向的输出上下波光口；
E3)配置从所述输入方向主光口到所述输入上下波光口的输入光通道调度；
E4)配置从所述输出方向主光口到所述输出上下波光口的输出光通道调度；所述输入光通道调度的波长频率值与所述输出光通道调度的波长频率值相同。
[0014]本发明还涉及一种实现上述在密集波分网络中建立光通道路由的方法的装置，包括:信息采集换算单元:用于采集物理存量信息，并将所述物理存量信息换算成光交叉矩阵；所述物理存量信息包括通过上下波光口连接的合分波器件和辅助功能器件，以及所述合分波器件和辅助功能器件之间的连接关系；所述光交叉矩阵包括将光信号输入输出到所述光交叉矩阵各个业务方向上的合分波光口，以及各个所述业务方向的上下波光口之间的连接矩阵；所述辅助功能器件包括物理参数调