一种电力骨干光传输网波道均衡路由波长分配方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明设及一种电力骨干光传送网络(Optical IYansport化twork，0TN)领域， 特别是关于一种电力骨干光传输网波道均衡路由波长分配方法。
【背景技术】
[0002] 随着电力行业发展方式的转变，电力公司逐步信息化、数字化，通信需求急剧增 长，现有的SDH/MSTP传输网已经不具备提供更宽通道的条件，省级W上电力通信网新建大 容量OTN(光传送网络)系统成为必然，WOTN技术为支撑的电力骨干传输网的应用也愈加广 泛。OTN网络可支持基于单向点到点、双向点到点、单向点到多点的光层连接类型，可基于线 型、环型、树型、星型和网状型等多种拓扑组网。随着智能电网的发展，电力骨干传输网承载 的业务量日益增长，现有人工路由规划配置方法无法满足网络的发展需求。如何在现网中 通过资源优化配置来提高业务路由效率，均衡网络资源利用率，保证骨干传输网的可靠性 和安全性，是一项研究热点。
[0003] 为进一步提高电力骨干通信网的可靠性，提高其资源利用率，打造强健的智能电 网，进行电力通信网络路由选择及波道分配的研究是非常必要的。在OTN光传送网络的建设 过程中，波道配置的合理性是其中的重要环节，合理的路由选择和波长分配W及如何为业 务请求配置合适的带宽将直接影响网络的传输效率。在波道配置过程中，首先要解决的问 题是路由选择和波长分配的问题，简称RWA问题。OTN光网络必须在光路业务求到达同时，为 每条业务分配路由和选择波长，从而完成光传送通道传送业务。随着光网络承载的业务量 正迅猛增长，而当下却存在着光网络的可用资源(波长/光纤等)有限的问题。因而，怎样在 资源有所限制的网络中为业务配备合适的路由和选定优化的波长会直接对网络的传输效 率产生重大影响。而随着电网的发展，电力通信网络将承载大量的IP业务，而由IP承载的业 务需要较高的带宽，目前的电力通信网络已经无法满足运一要求。因此，为了提高传输效 率，如何在有限资源网络中为业务选择合适的路由和分配优化的波长W及如何为网络中的 光通路设定合适的带宽成为目前亟需解决的问题。
【发明内容】
[0004] 针对上述问题，本发明的目的是提供一种电力骨干光传输网波道均衡路由波长分 配方法，该方法能有效使全网的波道利用率达到均衡，保证了网络的稳定性及可靠性。
[0005] 为实现上述目的，本发明采取W下技术方案:一种电力骨干光传输网波道均衡路 由波长分配方法，其特征在于，该方法步骤如下：1)根据网络拓扑结构获取网络各链路信 息:获取网络拓扑中所有光纤链路的波长占用情况，可用波长及其数量;2)建立网络中节点 间的均衡路径:在计算源节点、目的节点间的均衡路径时，根据步骤1)中获取的网络链路信 息，从源节点逐步选择下一跳节点直至目的节点;3)计算网络各链路的波道利用率:统计波 道均衡路径经过网络中每条链路的次数，根据波道均衡路径经过该链路的次数，W及全网 链路的数量，设置参数波道利用率;4)根据波道均衡原则对传输业务进行选路;5)采用波长 分组分配原则和DifferService原理，根据业务服务质量需求将业务等级进行划分，各级业 务对应相应等级波长分组，当网络中业务到达时，首先为其计算出一条由源节点至目的节 点的路径，并根据到达业务的优先级别，选择对应波长组，根据组内优先分配原则为该业务 分配可用波长;若无可用波长，则拒绝该业务;6)更新各链路可用波长数，返回步骤1)，为下 个业务进行波道分配。
[0006]基于上述实施例，所述步骤2)中，在选择下一跳节点时，根据波道均衡选路因子 WBR进行选路，选择波道均衡选路因子较大的链路所连接的节点作为下一跳节点，如下式：
[000引 max{WBR(i,j) I jEneiglibor(i)}，
[0009] 其中，NiJ(A)为该节点到下一跳节点链路中可用波长数;Hopmin为下一跳节点到目 的节点的最短距离。
[0010] 基于上述实施例，所述步骤3)中，所述波道利用率R?(i)为：
[0012] 其中，NwBR(i)为所有节点间波道均衡路径经过该链路的次数;N为网络中所有链路 个数。
[0013] 基于上述实施例，所述步骤4)中，所述选路方法如下：（1)在确定源、目的节点后， 找到源节点与目的节点间所有能传输的路径，并计算每条路径所经过的所有链路中波道利 用率RwB(i)之和，W及该路径的所需跳数；（2)根据路径所经过的总跳数及路径中链路的波 道利用率RwB(i)之和，计算源节点到目的节点中所有通路的均衡优化指标WBI(s,t)化）；（3) 选择均衡优化指标WBI(s,t)化)值最大的通道为主要传输路径，第二大的作为备用路径。
[0014] 基于上述实施例，所述步骤(2)中，所述均衡优化指标WBI(s,t)(k)为：
[0016] 式中，hop化)为路径k中的总跳数;R?(i)为路径中每条链路的波道利用率。
[0017] 本发明由于采取W上技术方案，其具有W下优点：1、本发明的网络拓扑中包含多 个节点，每个节点连接多条链路，网络中节点需要具备波长转换能力，节点能够收集及统计 其所连接链路中可用波长及剩余波长数的信息，能够将接收到的信息频率进行波长转换， 转换成下一跳链路中可用的波长频率，并将信息传送给下一节点。2、本发明采用均衡优化 指标，在考虑路径中所有链路波道利用率均值的同时，还考虑到了该条路径所经过的总跳 数，在保证路径中波道利用率均值较大的条件下，W最少跳数完成信息传输;减少了时延的 同时，均衡了网络的波长利用率。3、本发明提出的波道均衡路由选择与波长分配方法能有 效使全网的波道利用率达到均衡，保证了网络的稳定性及可靠性。
【附图说明】
[001引图1是本发明的整体流程示意图；
[0019] 图2是本发明仿真环境所应用的实施例模拟电力骨干网络拓扑图；
[0020] 图3是本发明与floyd算法链路剩余波长标准差对比图；
[0021 ]图4是本发明实施例波道分配算法波长利用情况的仿真图；
[0022] 图5是传统最短路径波道分配算法波长利用情况的仿真图。
【具体实施方式】
[0023] 下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
[0024] 如图1所示，本发明提供一种电力骨干光传输网波道均衡路由波长分配方法，其步 骤如下：
[0025] 1)根据网络拓扑结构获取网络各链路信息:获取网络拓扑中所有光纤链路的波长 占用情况，可用波长及其数量；
[0026] 2)建立网络中节点间的均衡路径:在计算源节点、目的节点间的均衡路径时，根据 步骤1)中获取的网络链路信息，从源节点逐步选择下一跳节点直至目的节点。
[0027] 在选择下一跳节点时，根据波道均衡选路因子WBR进行选路，选择波道均衡选路因 子较大的链路所连接的节点作为下一跳节点，如下式：
[0029] max{WBR(i,j) jEneiglibor(i)}，
[0030] 其中，NiJ(A)为该节点到下一跳节点链路中可用波长数;Hopmin为下一跳节点到目 的节点的最短距离。
[0031] 该波道均衡选路因子WBR由所在节点与下一跳节点间链路的可用波长数及下一跳 节点到目的节点的最短距离跳数决定。下一跳链路中可用波长数量越多，下一跳节点距目 的节点距离越短的节点，优先选为波道均衡路径的下一跳节点。
[0032] 3)计算网络各链路的波道利用率：统计波道均衡路径经过网络中每条链路的次 数，根据波道均衡路径经过该链路的次数，W及全网链路的数量，设置参数波道利用率Rwb a):
[0034] 其中NwBR(i)为所有节点间波道均衡路径经过该链路的次数;N为网络中所有链路 个数。
[0035] 波道均衡路径的选择在提高全网波长利用率中，起到基础性的作用。波道均衡路 径经过一条链路时，会影响该链路的波道利用率r?( i )，波道均衡路径经过次数多的链路， RwB(i)值越大。
[0036] 链路的波道利用率RwB(i)体现出该链路在全网中波长利用率的水平，波长利用率 较低的链路获得更高的Rwb (i)值。
[0037] 4)根据波道均衡原则对传输业务进行选路：
[0038] (1)在确定源、目的节点后，找到源节点与目的节点间所有可传输的路径，并计算 每条路径所经过的所有链路中波道利用率RwB(i)之和，W及该路径的所需跳数。
[0039] (2)根据路径所经过的总跳数及路径中链路的波道利用率RwB(i)之和，计算源节点 到目的节点中所有通路的均衡优化指标WBI(St)化）：
[0041] 式中，hop化)为路径k中的总跳数;R?(i)为路径中每条链路的波道利用率。
[0042] (3)选择均衡优化指标WBI(s,t)化)值最大的通道为主要传输路径，第二大的作为备 用路径。
[0043] 均衡优化指标WBI(s,t)化)在考虑路径中所有链路波道利用率均值的同时，还考虑 到了该条路径所经过的总跳数，在保证路径中波道利用率均值较大的条件下，W最少跳数 完成信息传输。减少了时延的同时，均衡了网络的波长利用率。
[0044] 5)对传输业务进行波长分配:采用波长分组分配原则和DifferService原理，根据 业务QoS(服务质量)需求将业务等级进行划分，各级业务对应相应等级波长分组。
[0045] 当网络中业务到达时，首先利用上述步骤为其计算出一条由源节点至目的节点的 路径，并根据到达业务的优先级别，选择对应波长组，根据组内优先分配原则为该业务分配 可用波长;若无可用波长，则拒绝该业务。
[0046] 6)更新各链路可用波长数，返回步骤1)，为下个业务进行波道分