专利名称：一种基于实际管线网的无源光接入网规划方法
技术领域：
本发明涉及一种基于实际管线网的无源光接入网规划方法，属于光通信网络技术领域。
背景技术：
随着用户对宽带服务的需求的不断增长，无源光网络(Passive Optical Network, PON)以其带宽宽、成本低、便于运行维护、接入用户多、传输距离远等优点逐渐成为有线宽带接入的最佳选择之一，并被广泛采用。作为一种经济可靠的解决方案，PON网络
的规划和组网技术得到越来越多的关注，如何设计最优的光线网络成为业界普遍关注的一 [^^ ； ^^ °在部署PON网络过程中，如何选择网络拓扑结果，如何确定光分路器和光网络单元(Optical Network Unit, 0NU)位置及分配以及如何将各ONU连至各分路器等一些问题都与PON网络是否最优化、建设成本是否最低有重要关系。为了使PON网络建设成本最小化和网络结果最优化，在PON规划设计中最重要的是如何选取分路器位置，以及如何将各ONU 连至分路器、各分路器如何连至光终端设备(Optical Line Terminal，0LT)等问题，即寻找连接到达所有ONU的最短路径。要实现这一目标通常分为三个过程0NU分组、分路器选址和寻找最小连接。首先把多个分散的ONU通过某些分类方法进行分组，然后在每个组中确定分路器的位置，最后找出OLT经过分路器到达各ONU的最短路径。目前，对PON网络规划方法的研究都是基于有界区域或有限集合，所用到的节点参数均是二维坐标，距离参数是两点间的绝对距离，而这样的规划方法对于实际布网的指导意义并不大，因此，基于实际地理信息为来设计最优光纤网络具有重要意义。
发明内容
为了实现针对实际管线网信息的PON网络规划，充分考虑部署的成本最优原则， 本发明提出了一种基于实际管线网的无源光接入网规划方法。为实现上述的发明目的，本发明采用下述的技术方案步骤1，根据已知的管道铺设情况和0LT、0NU分布情况，计算并确定接入网的规划部署区域；步骤2，在确定的规划区域内计算所有管道的交点和折点以及管道长度，组成邻接矩阵；步骤3，使用Floyd算法求得步骤2中得到邻接矩阵的距离矩阵；根据已知的0LT、 ONU的经纬度信息和步骤2中得到的点的信息，确定代表OLT和各ONU的节点，并在距离矩阵中标记出来；步骤4，根据用户指定的ONU的分组关系，计算各组内的分路器位置；步骤5，根据步骤5中计算出的各分路器位置，计算一级分路器位置；步骤6，找出从OLT到一级分路器、一级分路器到二级分路器以及二级分路器到各ONU之间的最短路径，即光纤部署路径。本发明实施例提供的技术方案的有益效果是1.使规划区域不再局限于固定有界区域。2.用数学方法来解决实际工程问题，以准确的地理数据为基础进行网络规划设计，使得光纤部署成本最小。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步的说明。附图1为本发明的流程图。
具体实施例方式本发明的前提条件其一，管道铺设情况和节点分布位置已知，且0LT、分路器和 ONU等器件都部署在道路的交点或折点上；其二 ONU分组情况已知。为使本发明的目的，技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明方式作进一步的详细描述。附图1所示为本发明的流程图。具体流程如下描述。步骤1，统计已知的OLT和所有ONU的经纬度坐标，找出边界经纬度，生成包含所有器件节点的矩形区域。这样即将无界区域规划限制在有界区域内。在此，本发明中引入一个调整参数h，在原矩形的基础上向上下左右各扩展h个单位，生成扩展矩形R，以保证在绝大多数情况下的规划路径都被包含在R中，这样不仅可以有效降低拓扑结构的规模，还能提高运算速度。步骤2，在步骤1中得出的R内计算所有管道的交点和折点。根据管道铺设情况， 循环R内每一条管道，与其余管道取交集，从而得到R内所有交点的集合P。与时，记录所有交点所在的管道ID，将这些管道ID存储在数组Road内，并计算各管道上存在的交点个数。循环Road内每一条管道，计算每条管道上存在的交点与起点之间的距离，从而得到交点之间的邻接关系，并计算相邻交点之间的距离。根据P的邻接关系组成邻接矩阵G = (N，E)，其中E的权值正比于相邻节点之间管道的长度，这样即将实际的管道部署信息转化为点和线的拓扑结构。步骤3，利用Floyd算法计算邻接矩阵G的距离矩阵F和路由矩阵R，根据OLT和 ONU的经纬度坐标在距离矩阵中找到对应的节点，进行标记。步骤4，统计ONU的分组个数，若为1，说明所有ONU均在同一分路器覆盖范围之内，则在F中计算每个节点与所有ONU节点的距离之和，最小值所对应的点即为分路器节点，继续步骤7，若分组个数大于1，则转至步骤5。步骤5，根据给定的分组关系，选定某一分组，在F中寻找到达该组内ONU节点的距离之和最小的点，该点就是本组内的分路器节点，即二级分路器位置，在F中做出标记，同理求得其他组内的分路器节点。步骤6，在F中找出与步骤5中得到的所有S点的距离之和最小的点，作为一级分路器，并标记在F矩阵中。步骤7，利用R中最短路径的路由信息找出OLT到一级分路器、一级分路器到各二
4级分路器以及二级分路器到组内各ONU之间的最短路径，即为光纤部署路径。
上面对本发明所述的一种基于实际路网的无源光接入网规划方法进行了详细的说明，但本发明的具体实现形式并不局限于此。以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和权利要求范围之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种基于实际管线网的无源光接入网规划方法，其特征在于首先根据所有节点的经纬度位置确定规划区域边界，然后计算实际管线网中的交点、折点坐标和管道长度，得到邻接矩阵，进而转化为图并计算距离矩阵，通过距离矩阵求得到各二级分路器的位置，再计算一级分路器位置，最后得到最小路径树。
2.如权利要求1所述的规划区域边界确定方法，其特征在于把不确定的规划区域限制在有限范围内，根据所有节点的坐标位置得到边界信息，确定规划范围，不仅可以有效降低拓扑结构的规模，还能提高运算速度。
3.如权利要求1所述的将实际管线网转化为图的方法，其特征在于通过循环计算规划区域内管线网中每条管道与其他管道交点，得到交点集合和管道长度集合构成图，其中权值正比于管道长度，这样便可以用图的方法解决实际问题。
4.如权利要求1所述的分路器选址方法，其特征在于对某一分组，在距离矩阵中计算所有节点到达该组内ONU的距离之和，最小值对应的节点即该分组中分路器位置，当分组数不为1时该点是二级分路器节点，同理求出每一分组中的分路器所在的点，再以各二级分路器看作一组计算距离矩阵中到达所有分路器距离之和最小的点，选为一级分路器节点ο
全文摘要
本发明公开了一种基于实际管线网的无源光接入网规划方法，属于光通信网络技术领域。该方法的特点在于基于实际管线网信息进行规划并且区域无边界，计算过程中用到的权值均正比于管道的实际长度，规划的目标是使光纤部署的建设成本最小。规划区域可以看作是以光终端设备(Optical Line Terminal，OLT)和光节点(Optical Network Unit，ONU)等器件位置和道路的交点为节点、实际道路连接为边构成的图，采用图的方法解决接入网规划的实际问题。规划过程中由用户指定ONU分组情况，然后根据Floyd算法计算每个分组中分路器的最佳位置，再根据多个二级分路器的位置计算一级分路器位置，最后得到从OLT到一级分路器、一级分路器到二级分路器、二级分路器和各ONU之间的最短路径，即实际光纤部署路径。
文档编号H04Q11/00GK102355607SQ201110178528
公开日2012年2月15日 申请日期2011年6月29日 优先权日2011年6月29日
发明者夏营, 李慧, 纪越峰 申请人:北京邮电大学, 无锡北邮感知技术产业研究院有限公司