一种基于新型拓扑的p圈保护方法
【专利摘要】本发明涉及一种基于新型拓扑的P圈保护方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一：OTN网络P圈搜索；步骤二：确定必经节点与故障节点的位置；步骤三：OTN网络P圈配置。该方法规划的p?cycle环覆盖了所有OTN节点（27个节点），接近理论上的哈密顿环。其中环上链路27条、跨接链路14条。这样多跨接链路的加入提高了p圈先验保护效率，节省了系统资源，该p圈先验保护效率为1.96。
【专利说明】
一种基于新型拓扑的P圈保护方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种新的P圈保护方法，特别是一种基于新型拓扑的P圈保护方法，属于电力通信领域。
【背景技术】
[0002]“十二五”期间，以特高压为主干网架的大电网格局正在逐步形成，电网运行的整体性要求进一步增强，电力通信网将承担更加繁重、更加重要的支撑和服务任务。以特高压电网运行控制业务为代表的生产控制类业务，将对电力通信网络的网架结构、安全可靠性等提出更高的要求。电网调度智能化、公司管理信息化等方面的新发展，将使通信网带宽需求急剧增加。随着智能电网和电网信息化建设的深入推广，语音、数据、视频和多媒体业务倍数增加，对电力骨干光传输网的传输带宽提出更高的要求。为了提高电网整体效率和实现资源优化配置，电网不断建设发展，光缆应用的规模也越来越大，目前光纤网络在大部分地区己经初步形成了 Mesh网络结构。然而，现有电力通信网采用的保护技术大多是基于环网结构的，多为1+1、1:1线性保护和自愈环的环形保护技术。针对电力通信网趋向Mesh结构的现状，为提高电力通信网生存性，需要研究新型保护机制作为环网到Mesh网的过渡方法。因此，同时具备环网快速恢复和Mesh网高资源利用率优势的P圈保护技术成为学者们研究的热点，基于P圈的电力通信生存性问题变得日趋重要。
[0003]预配置环(P圈)是W.D.Grover教授于1998年提出的概念，按照一定准则挑选出一些环形连接，用以对Mesh网中的环上链路和跨接链路进行保护，从而扩大被保护的工作容量范围，提高资源利用效率。一旦发生故障，可立即将工作路径上的业务倒换到预先配置好的环上重新进行传输。P圈保护技术采用基于全网设计却采用本地执行的保护策略，结合了全网配置和本地执行的优势，通常具有很高的带宽效率和极短的恢复时间，并且在WDM、MPLS以及IP等网络任何一种网络中均可实施。P圈保护在网络的控制带宽开销方面与传统的生存性策略相比是最低的，而且其保护成功率也较高，保护恢复时间可以和1:1相媲及，工作业务阻塞率较1+1，I: I方式也要小很多，网络资源的冗余度也随着业务强度的增大而快速下降，当网络业务强度较大时，其冗余度比1+1，1:1要小，可见P圈保护对于未来迅速发展的突发业务量大的光网络来说是一种良好的保护方式，它可以提供良好的保护性能、网络性能和业务疏导性能，在分析光网络生存性演进技术时，研究新型拓扑的保护机制是很有意义且必要的。
【发明内容】
[0004]本发明提出一种基于新型拓扑的P圈保护方法，主要涉及到电力通信网络中广泛存在的环带弦拓扑的保护方法，解决了现有技术中对P圈的保护资源利用低，系统资源浪费的问题。
[0005]本发明是通过以下技术方案实现的:
一种基于新型拓扑的P圈保护方法，其特征在于包括以下步骤: 步骤一:OTN网络P圈搜索，首先生成候选圈，候选圈的生成包括搜索网络基本圈和对基本圈进行扩张两个阶段，采用深度优先算法(DFS)生成树再扩展生成圈，结合Grow算法对基本圈进行扩展，根据链路顺序对基本圈的每条链路实施最短路径算法寻找两端节新路径，若存在的这样的路径，用新路径替代原链路，组成新圈，若不存在这样的路径，则继续用原来的圈；
步骤二:确定必经节点与故障节点的位置，若已有路由中必经节点序列全部位于故障节点之前，则需调整故障节点的上一跳节点至目的节点的路由；
步骤三:OTN网络P圈配置，由步骤一得到P圈后，需对P圈进行配置才能用于保护，采用启发式CBM算法计算出P圈的备选集合，优化保护资源的配置，网络离线配置好P圈后，再为每个P圈的圈上链路的各向光纤预留相应的保护波长。
[0006]优选的，所述的步骤二，确定必经节点与故障节点的位置，若已有路由中故障节点之后存在必经节点，则需要调整故障节点的上一跳节点至故障节点之后的首个必经节点之间的分段路由。
[0007]优选的，所述的步骤三，P圈的配置方法包括以下步骤:
(1)利用SLA算法计算基本圈集合，利用网孔圈算法计算备选P圈集合，根据修正的业务相关容量效率对基本圈排序，根据P圈长度对网孔圈进行排序；
(2)根据动态业务矩阵的分布特性，利用Dijkstra算法对动态业务请求进行预路由来获取每条单向链路的工作容量分布；
(3)首先将对称部分在BP集合内进行配置，暂时保留无法配置保护容量的工作容量；
(4)将没有分到保护资源的对称工作容量转化为单向配置部分，采用MP继续保护，直到所有工作容量都分配保护资源，或者网络中没有可用的P圈进行配置。
[0008]优选的，所述的步骤三，每个P圈的圈上链路的各向光纤预留相应的保护波长，内环预留作为保护波长，内环的作为工作波长，外环预留作为保护波长，外环的作为工作波长，跨接链路的，都作为工作波长。
[0009 ]与现有技术相比，本发明的优点为:该方法规划的p-cy c I e环覆盖了所有OTN节点(27个节点)，接近理论上的哈密顿环。其中环上链路27条、跨接链路14条。这样多跨接链路的加入提高了 P圈先验保护效率，节省了系统资源，该P圈先验保护效率为1.96。由27跳组成的单个P圈对43条链路提供了保护，并且由于它可以对其中的跨接链路提供两倍容量的保护，所以27个单位的P圈保护容量实际上保护了27X 1 + 14X2 = 55个容量的工作资源。根据P圈保护资源冗余度=保护容量+工作容量的定义，网络冗余度为41 %。通常情况下，SDH网需要配置50%的冗余容量，系统资源利用率最大才到50%。由此可见，P圈的保护资源利用尚。
【附图说明】
[0010]图1为本发明OTN网络p-cycle保护环规划示意图。
[0011]图2为本发明必经节点在故障节点之前的示意图。
[0012]图3为本发明必经节点在故障节点之后的示意图。
[0013]图4为本发明OTN网络P圈保护配置分解示意图。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图对本发明作进一步的说明。
[0015]实施例1
如图1所示，图中虚线表示新建光缆、实线表示已建光缆，其中包括了 19个地区局站点(图标节点)及10个变电站站点(圆形节点)，0ΤΝ设备为配置。SC网络配置的P圈是“A—B—C
1......-^Y^Z^A)，共27个节点，基本涵盖了所有OTN节点，接近理论上的Hamilton (哈密顿)环，采用本近似Hamilton环即可实现网络全部链路的单故障保护。
[0016]如图2所示，确定必经节点与故障节点的位置，若已有路由中必经节点序列全部位于故障节点之前，则仅需调整故障节点的上一跳节点至目的节点的路由，然后根据节点故障发生前的保护机制中的整合路由策略将调整后的这段路由与该段路由之前的分段路由进行整合。
[0017]如图4所示，左半部分为搜得的P圈拓扑简化，右半部分为在P圈上预留相应的保护波长，内环预留作为保护波长，内环的作为工作波长，外环预留作为保护波长，外环的作为工作波长，跨接链路的，都作为工作波长，构成一个保护拓扑图，除去网络预留的保护波长，剩余的波长构成一个工作拓扑图。
[0018]针对单链路故障，由图4可知保护拓扑实现了工作拓扑上任一单链路故障，到达网络的业务时，只需在由网络的工作拓扑上运行路由算法寻找工作路径即可。
[0019]实施例2
如图3所示，确定必经节点与故障节点的位置，若已有路由中故障节点之后存在必经节点，则需要调整故障节点的上一跳节点至故障节点之后的首个必经节点之间的分段路由，然后根据节点故障发生前的保护机制中的整合路由策略将调整后的这段路由与已有路由中其他的分段路由进行整合。其他部分同实施例1。
[0020]以上实施仅为本发明的具体实施举例，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种基于新型拓扑的P圈保护方法，其特征在于包括以下步骤: 步骤一:OTN网络P圈搜索，首先生成候选圈，候选圈的生成包括搜索网络基本圈和对基本圈进行扩张两个阶段，采用深度优先算法(DFS)生成树再扩展生成圈，结合Grow算法对基本圈进行扩展，根据链路顺序对基本圈的每条链路实施最短路径算法寻找两端节新路径，若存在的这样的路径，用新路径替代原链路，组成新圈，若不存在这样的路径，则继续用原来的圈； 步骤二:确定必经节点与故障节点的位置，若已有路由中必经节点序列全部位于故障节点之前，则需调整故障节点的上一跳节点至目的节点的路由； 步骤三:0TN网络P圈配置，由步骤一得到P圈后，需对P圈进行配置才能用于保护，采用启发式CBM算法计算出P圈的备选集合，优化保护资源的配置，网络离线配置好P圈后，再为每个P圈的圈上链路的各向光纤预留相应的保护波长。2.根据权利要求1所述的一种基于新型拓扑的P圈保护方法，其特征在于所述的步骤二，确定必经节点与故障节点的位置，若已有路由中故障节点之后存在必经节点，则需要调整故障节点的上一跳节点至故障节点之后的首个必经节点之间的分段路由。3.根据权利要求1所述的一种基于新型拓扑的P圈保护方法，其特征在于所述的步骤三，P圈的配置方法包括以下步骤: (1)利用SLA算法计算基本圈集合，利用网孔圈算法计算备选P圈集合，根据修正的业务相关容量效率对基本圈排序，根据P圈长度对网孔圈进行排序； (2)根据动态业务矩阵的分布特性，利用Dijkstra算法对动态业务请求进行预路由来获取每条单向链路的工作容量分布； (3)首先将对称部分在BP集合内进行配置，暂时保留无法配置保护容量的工作容量； (4)将没有分到保护资源的对称工作容量转化为单向配置部分，采用MP继续保护，直到所有工作容量都分配保护资源，或者网络中没有可用的P圈进行配置。4.根据权利要求1所述的一种基于新型拓扑的P圈保护方法，其特征在于所述的步骤三，每个P圈的圈上链路的各向光纤预留相应的保护波长，内环预留作为保护波长，内环的作为工作波长，外环预留作为保护波长，外环的作为工作波长，跨接链路的，都作为工作波长。
【文档编号】H04Q11/00GK106027389SQ201610299874
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月9日
【发明人】林忠秋, 赵宏昊, 孟凡博, 赵毅, 周雨田, 张勇, 于亮亮, 霍英哲, 由红霞, 张凤杰, 张帆
【申请人】国网辽宁省电力有限公司丹东供电公司, 国网辽宁省电力有限公司, 国家电网公司