專利名稱：動態(tài)控制網(wǎng)絡鏈路上的波長分配和方向的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及光網(wǎng)絡系統(tǒng)和方法，更具體地是涉及動態(tài)控制網(wǎng)絡鏈路上的波長分配和方向的系統(tǒng)和方法。
各種網(wǎng)絡，尤其是因特網(wǎng)上的數(shù)據(jù)傳輸在過去若干年急劇增加，并且隨著引入需要更多帶寬的新業(yè)務，這種趨勢數(shù)據(jù)仍會繼續(xù)下去。網(wǎng)絡通信量的驚人增加使我們認識到企業(yè)網(wǎng)絡中的設備線路和路由器自身的容量可能無法滿足對更多帶寬的需求。大量的網(wǎng)絡傳輸要求網(wǎng)絡具有高容量線路和能夠路由變長并且突發(fā)到達的數(shù)據(jù)分組的路由器。
即使能夠，當前的電子IP交換路由器也會難以測量IP傳輸?shù)脑鲩L。光數(shù)據(jù)分組交換路由器可以克服電子路由器中的困難。具體地，密集波分多路復用(DWDM)技術的出現(xiàn)顯著增加了光纖傳輸系統(tǒng)的理論容量。單根DWDM光纖每秒可以傳送超過10萬億位的數(shù)據(jù)。然而由于多數(shù)波長分配方案反映出必須在一個鏈路的兩個方向上對稱分配傳輸容量的過時觀念，對這種擴充容量的開發(fā)利用經(jīng)常是非常低效的。
近來的研究表明，因特網(wǎng)內(nèi)部鏈路和網(wǎng)絡中的典型數(shù)據(jù)傳輸模式通常是極不對稱的，無論這些鏈路是屬于WDM鏈路還是典型的傳輸鏈路均是如此。例如，在一天的較早時間內(nèi)，多數(shù)傳輸可能集中在一個方向上(例如從東到西)。而在一天的較晚時間內(nèi)，會發(fā)生完全相反的傳輸模式。根據(jù)一天的周期內(nèi)的起伏觀察到的比例大約為1∶5或1∶3。這些起伏是與時間相關的，并且時間粒度通常以小時甚至是天為單位，其中某些起伏只在更長的時間段內(nèi)才能發(fā)現(xiàn)。由于提供的容量通常是兩個方向中的最大需要容量的兩倍而不是雙向傳輸?shù)娜萘靠偤?，因而大量的傳輸容量沒有被利用。
由于在傳統(tǒng)傳輸系統(tǒng)中以對稱方式提供容量，系統(tǒng)總是處于在一個方向上使用交換機容量但在另一個方向上閑置交換機容量的狀態(tài)。這意味著在傳輸量相對較小時浪費了大量的交換機容量。當前的傳輸系統(tǒng)不提供可以根據(jù)需要以一個非對稱方式重新分配浪費的交換機和鏈路容量以便允許傳輸容量與兩個方向上的實際傳輸路由匹配的手段。
一個WDM系統(tǒng)通常具有數(shù)十甚至數(shù)百個理論上可以為兩個方向上的傳輸而分配的數(shù)據(jù)傳輸波長。傳統(tǒng)的傳輸系統(tǒng)不能利用一個方向上未充分利用的波長來增加其它可能出現(xiàn)過載的方向上的容量。因而當前的傳統(tǒng)傳輸系統(tǒng)不能彌補一個鏈路的兩個方向之間的數(shù)據(jù)傳輸量方面的差異，從而導致在不同時間點上無法充分利用一個或兩個業(yè)務流方向上的傳輸容量。
雖然在靜態(tài)光傳輸系統(tǒng)(例如光交叉連接)中在某種程度上解決了這個問題，但由于光交換技術的出現(xiàn)要求對波長(信道)資源進行極度動態(tài)的分配，這個問題隨之變得更加尖銳。實際上，某些光交換技術的效率(即WDM訪問技術的阻塞概率)取決于出端口上可用信道的數(shù)量。所以一個傳輸方案分配波長以便允許實現(xiàn)非對稱傳輸模式的傳輸方案可以在具體的光交換機解決方案和任何普通的交換解決方案中產(chǎn)生顯著的效率改進。
當前的傳輸系統(tǒng)的對稱波長分配產(chǎn)生了一種兩倍于系統(tǒng)在兩個方向中需要的最大容量的容量分配。所以各個方向均被分配了系統(tǒng)可能在任何一個方向上發(fā)現(xiàn)的最大容量。在這種方案中，兩個方向上的信道通?？赡苓h遠沒有被充分利用。與之相反，一個可以被動態(tài)配置的非對稱傳輸信道(波長)分配可以增加相同數(shù)量的信道的傳輸容量或減少傳送指定傳輸量所需的信道數(shù)量。例如，通過分配兩個方向的容量總和的方式取代為一個鏈路分配兩倍于兩個方向中的最大容量的容量的方式，其中上述容量總和可能小于最大容量的兩倍。甚至對于傳統(tǒng)的非WDM傳輸系統(tǒng)也可以帶來這種益處。
具體地，在光交換領域(主要是WDM領域)，需要使分組的入阻塞最小化。如果在某處一個系統(tǒng)具有10個可用波長并且有11個需要沿一個鏈路同時發(fā)送的分組，則沒有可用于第11個數(shù)據(jù)分組的容量。第11個數(shù)據(jù)分組會被緩沖(延遲)，如果沒有可用緩沖區(qū)或所有可用緩沖區(qū)已滿，則會被丟棄。所以，可用于系統(tǒng)的波長越多，則在指定鏈路上可以同時發(fā)送的分組就越多。一個鏈路上的波長資源動態(tài)方向管理可以提供一個在指定時間和指定方向上增加一個指定鏈路上的波長數(shù)量的手段，其中在該鏈路上可以把數(shù)據(jù)分組移到下一個結點上。通過從一個方向(容量利用不充分)向另一個缺乏容量的方向轉移波長可以實現(xiàn)這一手段。當前的傳輸系統(tǒng)不具有在WDM領域的傳輸資源提供中反映傳輸量中實際存在的非對稱的能力。
雖然早已認識到典型數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆菍ΨQ性質(zhì)，但直到最近才在建立數(shù)據(jù)網(wǎng)絡基礎設施時應用DWDM技術。雖然某些商業(yè)解決方案允許對波長方向進行靜態(tài)非對稱配置，但當前的傳輸系統(tǒng)沒有根據(jù)觀察的傳輸模式得出通過動態(tài)方向控制設計非對稱WDM系統(tǒng)的明確結論?，F(xiàn)有解決方案事實上僅適用于靜態(tài)光傳輸系統(tǒng)(即光交叉連接的互連)，并且不與動態(tài)方向控制系統(tǒng)可以為小粒度時域光交換機帶來的特殊優(yōu)勢相匹配?，F(xiàn)有方案只允許進行靜態(tài)的重新配置(即，沒有被用來動態(tài)控制數(shù)據(jù)傳輸方向的信令)。
所以，需要一種控制網(wǎng)絡鏈路上的波長分配和方向的方法和系統(tǒng)，上述方法和系統(tǒng)可以通過非對稱方式分配傳輸信道以減少或防止出現(xiàn)未充分利用一個鏈路的兩個方向上的傳輸容量的情況。
并且還需要一種控制網(wǎng)絡鏈路上的波長分配和方向的方法和系統(tǒng)，上述方法和系統(tǒng)可以動態(tài)分配波長資源以便光交換機上的數(shù)據(jù)分組入阻塞最小化。
并且還需要一種控制網(wǎng)絡鏈路上的波長分配和方向的方法和系統(tǒng)，上述方法和系統(tǒng)可以動態(tài)消除鏈路上傳輸容量與實際傳輸量之間的不均衡現(xiàn)象并且以連續(xù)方式重新配置鏈路。
并且還需要一種控制網(wǎng)絡鏈路上波長分配和方向的方法和系統(tǒng)，上述方法和系統(tǒng)可以分配波長傳輸資源，例如增加現(xiàn)有鏈路上的傳輸容量或減少在新鏈路上傳送相同的傳輸量所需的波長數(shù)量。
本發(fā)明提供了一個用于網(wǎng)絡鏈路上的波長分配的方法和系統(tǒng)，該鏈路包括一或多個被連接到至少一個結點的光纖并且具有一或多個數(shù)據(jù)信道組，其中每個數(shù)據(jù)信道組均具有至少一個信道。該系統(tǒng)包括一個沿鏈路傳送業(yè)務數(shù)據(jù)的雙向數(shù)據(jù)信道組；一個傳送信令信息的雙向控制信道組，其中在每個鏈路方向上還包括至少一個交換引導信息的元控制信道；一個位于鏈路的各個終端上，從相鄰結點接收信息并且確定雙向信道組內(nèi)部的初始信道配置的控制單元；一個位于各個鏈路終端上，測量鏈路上的傳輸強度并且產(chǎn)生一個鏈路傳輸信號的業(yè)務測量模塊；一個位于各個鏈路終端上，處理鏈路傳輸信號和相鄰結點信息并且根據(jù)這個處理重新分配雙向數(shù)據(jù)和控制信道組的信道控制系統(tǒng)；和至少一個允許各個數(shù)據(jù)和控制信道在鏈路的終端之間進行通信的發(fā)送器與接收器對。該系統(tǒng)還可以包括一或多個固定數(shù)據(jù)和控制信道組。
本發(fā)明的方法包括的步驟有在鏈路的各個終端上的控制單元之間交換引導信息以確定雙向數(shù)據(jù)信道組和雙向控制信道組內(nèi)部的初始信道配置；在控制單元上協(xié)商雙向信道組中的初始信道方向；在各個鏈路的業(yè)務測量模塊上測量鏈路上的傳輸強度以產(chǎn)生一個鏈路傳輸信號并且把鏈路傳輸信號傳遞到一個信道控制系統(tǒng)；在控制單元上從相鄰結點接收信息；處理鏈路傳輸信號和相鄰結點信息；根據(jù)處理結果重新分配雙向數(shù)據(jù)和控制信道組中的一或多個信道的方向；連續(xù)重復測量，接收，處理和重新分配步驟以控制鏈路上各個方向的數(shù)據(jù)和控制信道組容量。
本發(fā)明通過一種控制網(wǎng)絡鏈路上的波長分配和方向的方法和系統(tǒng)提供了一個重要的技術優(yōu)勢，即上述方法和系統(tǒng)可以通過非對稱方式分配傳輸信道以減少或防止出現(xiàn)未充分利用一個鏈路的兩個方向上的傳輸容量的情況。
本發(fā)明通過一種控制網(wǎng)絡鏈路上的波長分配和方向的方法和系統(tǒng)提供了另一個技術優(yōu)勢，即上述方法和系統(tǒng)可以動態(tài)分配波長資源以便光交換機上的數(shù)據(jù)分組入阻塞最小化。
本發(fā)明通過一種控制網(wǎng)絡鏈路上的波長分配和方向的方法和系統(tǒng)提供另一個技術優(yōu)勢，即上述方法和系統(tǒng)可以動態(tài)消除鏈路上傳輸容量與實際傳輸量之間的不均衡現(xiàn)象并且以連續(xù)方式重新配置鏈路。
本發(fā)明通過一種控制網(wǎng)絡鏈路上波長分配和方向的方法和系統(tǒng)提供了另一個技術優(yōu)勢，即上述方法和系統(tǒng)可以分配波長傳輸資源，例如增加現(xiàn)有鏈路上的傳輸容量或減少在新鏈路上傳送相同的傳輸量所需的波長數(shù)量。
為了更全面地理解本發(fā)明及其優(yōu)點，現(xiàn)在參照下列結合附圖所進行的描述，其中類似的索引號指示類似的部分，其中

圖1示出了一個針對DWDM信道的分配和方向的參考模型；圖2是一個圖解在出鏈路上增加信道數(shù)量所帶來的降低丟棄概率的好處的圖表；圖3是關于本發(fā)明的系統(tǒng)的一個實施例的模塊圖；和圖4A,4B和4C圖解了基于本發(fā)明的主動方向波長管理導致的線性效率改進的一個例子。
附圖中圖解了本發(fā)明的最優(yōu)實施例，其中類似編號被用來表示不同圖例中的類似和對應的部分。
本發(fā)明的方法和系統(tǒng)使用一個通過專用控制信道(組)傳送的信令協(xié)議以便允許即時調(diào)整一個選定信道子集上的數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆较?。因此，通過使用傳輸模式分析，可以動態(tài)(即時)調(diào)整單個WDM鏈路的信道結構以反映(切換)傳輸模式的非對稱性質(zhì)。在WDM和DWDM系統(tǒng)上可以實現(xiàn)本發(fā)明。
下列對本發(fā)明的描述假定了一個特定于光脈沖交換機的特定信道配置。然而信道方向管理可用于類型更廣泛的光交叉連接交換設備，并且可以在這種設備中實現(xiàn)本發(fā)明。可以使用軟件和硬件的組合來實現(xiàn)本發(fā)明?？梢陨壃F(xiàn)有的網(wǎng)絡路由器以便通過安裝軟件并對硬件進行某些修改來引入本發(fā)明，也可以使用引用本發(fā)明的中間設備。
本發(fā)明可以按照逐個鏈路的方式提供波長(信道)的動態(tài)方向管理。然而也考慮了網(wǎng)絡的總體傳輸方案。通常，進入一個具有不止一個鏈路的結點的所有傳輸最終必然會離開該結點。因而從所有鏈路進入一個結點的波長總數(shù)會或多或少地與離開一個結點的波長總數(shù)相同。縱觀所有這種結點，上述結論一定成立。然而在一個單獨的鏈路上，本發(fā)明的方法和系統(tǒng)可以動態(tài)分配數(shù)據(jù)信道的方向以便允許將波長從輸入切換到輸出(入局和出局)。
本發(fā)明的方法和系統(tǒng)沿一個鏈路或鏈路組提供一個不取決于觀察的業(yè)務流的初始波長(信道)分配。在這個″引導″階段期間，可以通過某種可能不反映實際傳輸狀況的方式分配信道。分配模式可以是隨機的，也可以是某種預定分配。本發(fā)明可以使用一個算法來執(zhí)行這種初始分配。例如，初始分配可以是完美對稱(每個方向上均有所有可用信道中的一半信道)的，也可以是某些其它的任意模式。
作為初始信道分配的一部分，某些信道(波長)會具有特殊的作用，即這些信道會是一個為控制信息而分配的特殊信道子集。在控制信道的子集中間，存在一組用于引導的信道或元控制信道，這些信道被用來在位于一個鏈路的兩端的結點之間交換信息。元控制信道可用于傳送用于初始信道分配和任何后續(xù)動態(tài)信道分配的信令信息。
控制信道組可以是用于控制信息交換的靜態(tài)信道組。一旦沿任何兩個結點之間的控制信道建立了初始通信，則結點可以協(xié)商有關連接它們的鏈路上的信道的分配。
本發(fā)明的方法和系統(tǒng)可被用于非硬連線交換矩陣上的統(tǒng)計交換。使用統(tǒng)計配置的交換矩陣的TDM(時域多路復用)系統(tǒng)與本發(fā)明可以通過邏輯方式分配將來的傳輸資源的動態(tài)交換系統(tǒng)之間的根本差異是不能經(jīng)常切換靜態(tài)系統(tǒng)的信道。靜態(tài)光傳輸系統(tǒng)通常是傳送TDM傳輸業(yè)務的系統(tǒng)，該系統(tǒng)允許對波長資源進行靜態(tài)和對稱的分配。然而本發(fā)明允許對資源進行更加動態(tài)的分配，這種分配更加面向數(shù)據(jù)并且在網(wǎng)絡容量分配方面提供了更多的靈活性。
圖1示出了一個參考模型100，該參考模型被假定用于本發(fā)明的一個進行DWDM信道(波長)方向分配的實施例。在圖1中，東和西被用作普通方向指示符(即一個東/西(EW)標志指示一個方向，而一個西/東(WE)標志指示相反方向)。圖1的參考模型需要把一個鏈路上的信道分割成一個控制組和三個其它信道組。第一組，即組10包括一組只會被用于從西到東的方向的信道。第二組，即組20包括一組只會被用于從東到西的方向的信道。固定數(shù)據(jù)信道組10和20可以包括零個信道，但通常至少具有一個信道(即固定數(shù)據(jù)信道組10和20中的信道數(shù)量可以是大于等于零并且小于可用波長總數(shù)的任意數(shù)量)。第三信道組是雙向數(shù)據(jù)信道組30，該信道組包括可以動態(tài)改變方向的信道。雙向數(shù)據(jù)信道組30的信道數(shù)量可以是任何大于或等于1的數(shù)量。
類似于數(shù)據(jù)信道組，控制信道群40可以包含如圖1所示的固定和雙向控制信道組。可以在控制信道組40上傳遞信令信息。可以通過若干方式實現(xiàn)控制信道組40，這些方式包含與數(shù)據(jù)波長分離的專用控制波長，或副載波傳輸技術，其中控制數(shù)據(jù)被多路復用到傳輸數(shù)據(jù)波長上。
通常，每個方向上至少有一個信道被專用于控制信道組40并且不可用于傳送非控制數(shù)據(jù)。這是由于圖1的控制信道組40必須提供雙向通信?？刂菩诺澜M40也可以傳送其它與信道方向管理無關的控制信息。由于(其它)控制傳輸?shù)臄?shù)量可以反映在傳輸數(shù)據(jù)波長上觀察到的非對稱特性，所以可以通過一種非對稱方式提供控制信道組40。
在各個控制信道組40內(nèi)部的每個方向上至少存在一個元控制信道50。元控制信道50可以被預先配置并且必須被一個WDM鏈路的兩端知道。元控制信道50被用來交換用于本發(fā)明的波長分配和方向控制系統(tǒng)的引導信息。
因此，針對一個類似圖1中示出的系統(tǒng)的n-波長DWDM系統(tǒng)，并且在假定通過專用控制波長實現(xiàn)控制信道的情況下，本發(fā)明的方法和系統(tǒng)可以提供下列信道分配λWE1…λWEj在西-東方向上分配的固定數(shù)據(jù)信道組NWE=j西-東方向上分配的固定數(shù)據(jù)信道的數(shù)量；NWE可以是0；λbidirj+1…λbidirk雙向數(shù)據(jù)信道組Nbidir=k-j雙向數(shù)據(jù)信道的數(shù)量；Nbidir通?！?；λEWk+1…λEW1在東-西方向上分配的固定數(shù)據(jù)信道組
NEW=1-k在東-西方向上分配的固定數(shù)據(jù)信道的數(shù)量；NEW可以是0；λCWE1+l…λCWEm東-西方向上分配的控制信道組NCWE=m-1西-東方向上分配的控制信道的數(shù)量；NWE通?！?，但在副載波技術被用來交換信令的情況下可以是0；λCbidirM+1…λCbidirp雙向控制信道組NCbidir=p-m雙向控制信道的數(shù)量；NCbidir通?！?；λCEWp+1…λCEWn東-西方向上分配的控制信道組NCEW=n-p東-西方向上分配的控制信道的數(shù)量；NCEW通常≥1，但在副載波技術被用來交換信令的情況下可以是0。
在本發(fā)明的這個描述中，術語″信道″被用作對波長的抽象表述。關于信道到物理波長和物理光纖的映射沒有任何假定。實質(zhì)上，可以擴充本發(fā)明的動態(tài)方向解決方案以便包括對多個光纖上所有可用波長或其一個子集的轉換。這會需要通過使一個光纖子集中的控制信道傳送控制所有光纖中的所有波長的轉換所必需的所有協(xié)議信息來優(yōu)化控制。
信道的使用是一個邏輯概念。信道在物理上可以被映射到光纖的一個波長上。本發(fā)明的方法和系統(tǒng)同樣適于分配單獨一個光纖上的若干波長或不同光纖上的若干波長。可以通過純邏輯方式實現(xiàn)本發(fā)明的系統(tǒng)和方法。接著信道可以被映射到波長，而波長可以被映射到光纖。使用信道的邏輯概念可以最好地使用諸如本發(fā)明的容量管理系統(tǒng)。例如，把邏輯信道物理映射到光纖中的波長的一個含義是相同光纖上的波長可以被分配在不同方向上。
在基于波長域統(tǒng)計多路復用的光交換系統(tǒng)的特定領域內(nèi)，本發(fā)明提供的動態(tài)波長方向具有特別的好處。實際上，波長域多址網(wǎng)絡中的阻塞概率以非線性方式信賴出口鏈路上的可用波長的數(shù)量。圖2中示出的圖例圖解了這種情況。
圖2是一個圖解在使用波長域介質(zhì)訪問進行統(tǒng)計多路復用時增加信道數(shù)量所帶來的降低丟棄概率的好處的圖表(附加的脈沖存儲曲線與本發(fā)明沒有關聯(lián))。圖表200示出了表示分別具有4,32和250個信道的一個出口鏈路的曲線210,220和230。
如圖2所示，除了增加線性容量的明顯優(yōu)點之外，一個增加強負載出口鏈路上的可用波長數(shù)量的機制還為波長域多址機制帶來了超線性效率增加(通過降低統(tǒng)計多路復用丟棄概率)的額外好處。
圖3是有關本發(fā)明用于控制波長分配和方向的方法和系統(tǒng)的一個實施例的模塊圖。圖3中的實施例示出了一個通用光交換機300，其中包含一個交換矩陣330，控制系統(tǒng)340和鏈路終端301。光交換機300與數(shù)據(jù)信道306,307和308，控制信道310,311,312和元控制信道304接口。交換矩陣330和控制系統(tǒng)340的實際內(nèi)部工作原理不是本發(fā)明的中心內(nèi)容。
由交換機控制系統(tǒng)340配置交換矩陣330，上述控制系統(tǒng)根據(jù)控制信道310,311和312上交換的控制信息進行操作。對輸出控制信道組(固定控制信道組311和出站312)的觀察產(chǎn)生了有關固定數(shù)據(jù)信道組307和出站信道308上的業(yè)務流的精確指示。對于一個指定方向，在數(shù)據(jù)信道和控制信道上交換的數(shù)據(jù)量之間存在一個瞬時正相關關系。
數(shù)據(jù)信道306,307和308在光交換矩陣330上終止?？刂菩诺?10，311和312在控制系統(tǒng)340上終止。雙向數(shù)據(jù)信道308和雙向控制信道312通過方向開關314來轉換。出站控制信道311和出站312通過方向控制單元(″DCU″)302來轉換。所有控制信道(310,311和312)通過信令模塊318來轉換，信令模塊處理通過入站控制信道(310和入站312/304)上的相鄰結點接收的信令信息并且將該信息提供到DCU302。信令模塊318還允許在出站控制信道(311和出站312/304)上注入從DCU302發(fā)送到一個相鄰結點的DCU302的信令消息。元控制信道304上的元信令消息在信令模塊318上終止。所有數(shù)據(jù)信道(306,307和308)，控制信道(310,311和312)，和元控制信道(304)被認為是鏈路303的一部分。
DCU302被用來確定鏈路303上的初始信道配置并且協(xié)商雙向數(shù)據(jù)和控制信道308和312的初始方向。業(yè)務測量模塊316監(jiān)視出站(東-西)雙向控制信道組312和東-西固定控制信道311上的控制業(yè)務強度以確定數(shù)據(jù)信道組307和308上的數(shù)據(jù)業(yè)務流的強度數(shù)值。測量的業(yè)務信息被業(yè)務測量模塊316饋送到DCU302。DCU302還從信令模塊318接收來自相鄰結點的類似業(yè)務信息。一或多個控制信道可被用來和相鄰結點交換信息。
DCU302把對鏈路303上的出站業(yè)務的測量和來自相鄰結點的業(yè)務信息當作輸入以確定鏈路303的兩端上的結點的出站業(yè)務之間是否存在明顯的非對稱特性。如果出現(xiàn)，DCU302可以協(xié)商重新分配數(shù)據(jù)和/或控制信道的方向。通過使用方向開關314，信道控制系統(tǒng)320可以根據(jù)DCU302提出的要求改變雙向控制和數(shù)據(jù)信道308和/或312的方向。方向開關314可以是熟悉本領域的人們已知的循環(huán)器。以本領域眾所周知的方式使用接收器322和發(fā)送器324分別接收和發(fā)送數(shù)據(jù)和/或控制信息。也可以使用收發(fā)器單元。
接收器322，發(fā)送器324，信道控制系統(tǒng)320，信令模塊318，業(yè)務測量模塊316和DCU302可以被包含在一個光交換機300內(nèi)部。
在操作方面，圖3的系統(tǒng)可以按下述方式連續(xù)進行動態(tài)信道方向管理。在引導階段內(nèi)，一個鏈路303兩端的DCU302可以確定鏈路的初始信道配置(包含數(shù)據(jù)和控制組中的雙向信道的標識和數(shù)量)。接著，DCU302可以協(xié)商分配的雙向數(shù)據(jù)和控制信道的初始方向。預先配置的元控制信道304被用來傳送必要的協(xié)議數(shù)據(jù)單元(引導信息)。一旦分配了信道并且設置了信道的方向，便可以開始處理數(shù)據(jù)業(yè)務流。數(shù)據(jù)和控制信道組306,307,308,310,311,312和304類似于圖1中示出的參考模型的信道組10,20,30,40和50。
如上所述，業(yè)務測量模塊316監(jiān)視雙向控制信道組312和東/西控制信道組311上的業(yè)務強度。這種信息被傳遞到DCU302。DCU302還通過信令模塊318從相鄰結點接收傳輸信息。DCU302(以逐個鏈路的方式)處理來自相鄰結點的業(yè)務信息和從業(yè)務測量模塊316接收的業(yè)務測量信息，并且在確定出現(xiàn)非對稱特性的情況下可以協(xié)商重新分配數(shù)據(jù)和/或控制信道的方向。在系統(tǒng)內(nèi)部可以預先設置為開始進行方向的重新分配必須檢測的非對稱度。啟動方向切換所必需的非對稱級別是任意的，并且可以根據(jù)期望的系統(tǒng)性能指標來確定。例如，可以使用等于一個信道的容量的非對稱度。
當在鏈路303兩端的DCU302之間出現(xiàn)對稱時，可以實現(xiàn)適當?shù)膮f(xié)同改變(包含目標信道以及中間的再生中繼器上的接收器和發(fā)送器配置之間的交換)。在這個持續(xù)時間為微秒到秒級的轉換期間目標信道上的數(shù)據(jù)傳輸被中斷。在必要時可以定期重復業(yè)務測量，相鄰結點業(yè)務信息比較和重新分配方向的過程，從而導致連續(xù)調(diào)整鏈路303上各個方向的數(shù)據(jù)和/或控制信道組容量。
DCU302將來自鏈路303其本身所處的一端上的結點的出站業(yè)務與來自鏈路303另一端上的結點的出站業(yè)務進行比較。DCU302確定出站業(yè)務在對稱性方面是否存在差異并且接著判斷是否可以交換雙向數(shù)據(jù)信道組308(和/或控制組312)中的某些波長的方向。可能通過漸進或快速方式完成鏈路303的信道從一個方向到另一個方向的交換。通常不會立即完成轉換。本發(fā)明的系統(tǒng)可以觀測預定時間段上的業(yè)務量的總平均數(shù)，并且在正切換一個或其它方向上的業(yè)務時系統(tǒng)會根據(jù)某個非對稱度確定必須進行改變。引起一次切換的業(yè)務模式改變可以發(fā)生在以小時或天為單位的時間段內(nèi)業(yè)務測量模塊316可以是任意類型的，本領域技術人員已知的，用于測量WDM網(wǎng)絡上的數(shù)據(jù)傳輸。系統(tǒng)由于難以測量網(wǎng)絡中較低的物理層次上的數(shù)據(jù)業(yè)務，所以與測量實際數(shù)據(jù)業(yè)務流相反，本發(fā)明的方法和系統(tǒng)的業(yè)務測量模型316測量的是控制數(shù)據(jù)傳輸。當因為各種原因在較低物理層次的真實數(shù)據(jù)傳輸中間發(fā)送空閑幀時，通常難以將真實傳輸與這些空閑幀區(qū)別開來。所以，通常在較高的協(xié)議層次進行網(wǎng)絡中的業(yè)務測量。本發(fā)明的業(yè)務測量模塊316可以在網(wǎng)絡中實現(xiàn)本發(fā)明的結點內(nèi)的某處承擔業(yè)務測量的功能。網(wǎng)絡業(yè)務測量技術是本領域技術人員眾所周知的。
在如圖3所示的光脈沖交換環(huán)境中，存在一種可以測量數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶厥夥绞健Ｔ诠饷}沖交換機中，可以測量控制信道上的脈沖頭分組并且使用一個外推方法確定真實數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)量?？梢允褂密浖?，硬件或二者的組合來實現(xiàn)本發(fā)明的方法和系統(tǒng)。在一個網(wǎng)絡的各個結點中可以實現(xiàn)本發(fā)明的動態(tài)非對稱交換。因而根據(jù)本發(fā)明的指導在鏈路303的兩端可以鏡像本發(fā)明如圖3所示的一個實施例以完成動態(tài)非對稱交換。
當信道控制系統(tǒng)320確定一個方向交換必要時，本發(fā)明的動態(tài)非對稱交換會在交換自身期間產(chǎn)生輕微的效率損耗。這是由于在交換期間其方向正被改變的波長(信道)不能被用來進行傳輸，必須停止那些信道上的傳輸，完成交換，然后重新開始傳輸。然而由于通常在毫秒到秒的時間段內(nèi)完成交換，在經(jīng)過一天的時間段之后，轉換所導致的損失通常是輕微的。
在信道控制系統(tǒng)320的控制下可以由方向開關314執(zhí)行實際的交換。方向開關的一個例子是被稱作循環(huán)器的部件。如上所述，循環(huán)器執(zhí)行的功能是本領域的技術人員眾所周知的，方向開關314允許切換鏈路303內(nèi)雙向信道上的業(yè)務流方向。
如圖3所示，在一個光脈沖交換環(huán)境中，數(shù)據(jù)信道和控制信道是分離的。數(shù)據(jù)信道上進行的業(yè)務的層次通常是難以測量的。然而如上所述，可以根據(jù)控制信道311和312上控制流的層次推斷數(shù)據(jù)信道306和308上業(yè)務的層次。一旦確定了數(shù)據(jù)業(yè)務流，DCU302可以判定入局和出局業(yè)務中是否有需要進行雙向數(shù)據(jù)信道308和/或雙向控制信道312轉換的非對稱特性。
雖然數(shù)據(jù)傳輸信道組306,307和308上的數(shù)據(jù)業(yè)務流難以測量，但可以近似觀測控制信道組310,311和312上的控制業(yè)務流并且可以根據(jù)這種業(yè)務測量來確定數(shù)據(jù)業(yè)務流。在控制信道組310,311,312上的數(shù)據(jù)量和數(shù)據(jù)信道組306,307和308上的數(shù)據(jù)量之間存在一個對稱級別。如果在任何一個方向上有大量的控制信道業(yè)務，這通常意味著在其它方向上也有大量的數(shù)據(jù)信道傳輸。
當信道控制系統(tǒng)320決定將某些容量從東/西轉換到西/東(反之亦然)時，在數(shù)據(jù)信道和控制信道中均實現(xiàn)轉換。雖然可以在控制和數(shù)據(jù)信道之間單獨實現(xiàn)轉換，但最好根據(jù)其正相關特性同時轉換數(shù)據(jù)和控制信道。所以，雖然只在控制信道上進行業(yè)務測量，但在某些或所有數(shù)據(jù)信道組306,307,308和控制信道組310,311,312上作出任何方向交換決定。
業(yè)務測量模塊316可以是硬件和軟件的組合，這種組合可能被實現(xiàn)成實現(xiàn)340中一或多個端口的一部分。傳輸控制模塊316可以遠離交換矩陣330。
現(xiàn)在回到圖3，在初始化階段(引導階段)中，DCU302通過元控制信道304與相鄰結點的對應DCU302交換信息。在各個方向上均需要一個元控制信道304以便相鄰結點之間的DCU302可以交換信息。一旦鏈路303兩端的光交換機301的DCU302已經(jīng)確定了控制和數(shù)據(jù)信道的初始分配和方向，這種信息被傳遞到信道控制系統(tǒng)320。在鏈路303的初始引導階段選擇初始分配和方向，并且每當要重新配置鏈路303及其信道(波長和光纖)時也可以進行上述選擇。鏈路303可以包括多個光纖。一旦建立了初始方向和分配，業(yè)務流可以開始沿鏈路303傳送。
因而可以由DCU302與相鄰結點的其它DCU協(xié)同對信道控制系統(tǒng)320進行初始配置。在鏈路303上的業(yè)務流開始傳送之后，業(yè)務測量模塊316與SIG318相互配合為DCU302提供業(yè)務流信息以便維護和控制鏈路303上信道的最有效分配。如上所述，作為以前討論，業(yè)務測量模塊316只測量從交換機控制系統(tǒng)340出站的控制業(yè)務。鏈路303的另一端上的相鄰結點以相同方式測量這個光交換機300接收的業(yè)務流。相鄰結點可以通過控制信道310,311和312進行通信以便交換業(yè)務信息。因而業(yè)務測量設備316可以慶幸在鏈路303另一端的一個相鄰結點中有一個鏡像業(yè)務測量設備316。
SIG318從相鄰結點接收的業(yè)務信息被傳遞到DCU302以便進行處理。DCU302包含一個可以確定來自光交換機300的出站傳輸量與光交換機300上接收的入站傳輸量之間是否存在大于一個預定閾值的差異的算法，該算法可以是本領域技術人員已知的任何算法，例如一個滯后系統(tǒng)。如果這種差異存在，信道控制系統(tǒng)320可以通過向信道控制單元320提供配置命令將一或多個信道的方向從一個方向切換到其它方向。
本地DCU302和鏈路303另一端的相鄰結點中的DCU302在進行數(shù)據(jù)和/或控制信道的重新分配之前必須彼此同意。在鏈路303兩端的DCU320首先確定在入局和出局數(shù)據(jù)傳輸之間存在一個閾值差異之后可以達成這種一致。關于交換的決定被傳送到鏈路303的另一端，并且一旦接收到確認，便可以進行交換。可以通過SIG318在DCU302之間的控制信道組310,311和312上進行這些通信。
例如，鏈路303一端的DCU302可以在另一端的DCU302之前決定開始動態(tài)重新分配信道并且?guī)ь^開始改變。本發(fā)明的一個實施例可以包含將鏈路303一端的一個DCU302指定成一個主DCU系統(tǒng)并且把鏈路303另一端的DCU302指定成一個從DCU系統(tǒng)因而主DCU系統(tǒng)302可以發(fā)起改變一或多個數(shù)據(jù)和/或控制信道的方向。
可選地，本發(fā)明的一個實施例可以將主DCU系統(tǒng)缺省指定成作出交換決定的第一DCU302因而主和從DCU302可以在鏈路303兩端交替輪換。確定需要重新分配信道資源的第一DCU302可以把這個決定傳送到另一個DCU302當兩個DCU302確定必須重新分配時，便發(fā)生了交換。
決定重新分配信道資源的第一DCU302可以決定要改變的信道資源方向。鏈路303兩端的光交換機300停止在已經(jīng)指定改變方向的數(shù)據(jù)和控制信道上進行傳輸直到完成了轉換。交換機控制系統(tǒng)340也可以摘掉一個與交換矩陣相連的信道。
可以將其方向正被交換的任何數(shù)據(jù)和控制信道上的業(yè)務重新接通到其業(yè)務沒有被中斷的剩余信道上。一旦完成了信道交換，可以在被交換的信道的新方向上恢復業(yè)務并且在所有可用信道上重新分配傳輸量。眾所周知鏈路303的部分容量的臨時損失是一個在交換信道時在多數(shù)通信系統(tǒng)中均存在的典型信令問題。
圖4A,4B和4C圖解了基于本發(fā)明的主動方向性波長管理導致的線性效率改進的一個例子。圖4A,4B和4C基于的是從MCI操作的vBNS網(wǎng)絡測量的真實業(yè)務數(shù)據(jù)。如圖2所示，盡管確實重要，但對一個光脈沖交換結構中的超線性效率改進的估測需要復雜的統(tǒng)計建模并且不被認為屬于本專利的范圍。
圖4A的圖表400示出了對從美國到英國的數(shù)據(jù)干線上的數(shù)據(jù)業(yè)務的測量(曲線410)和從英國到美國的數(shù)據(jù)干線上的數(shù)據(jù)業(yè)務的測量(曲線420)。以兆位每秒為單位示出圖4A中的測量。這些業(yè)務測量被整理成圖4B的圖例430。整理成圖4B的測量被轉換成圖4C中的列表440。
圖4A比較了在一個24小時時間段上從英國到美國和從美國到英國的數(shù)據(jù)業(yè)務流。圖4B中整理出的圖例觀察的是相同時間段上的相同鏈路，但在兩個方向上示出了更多的真實業(yè)務流。圖4B示出了業(yè)務流的非對稱性質(zhì)，其中表明在24小時時間段的多數(shù)時間內(nèi)從美國到英國的傳輸要多于從英國到美國的傳輸。曲線450表示美國到英國的傳輸而曲線460表示英國到美國的業(yè)務流。
在圖4B的例子中，由于歐洲在午夜剛剛醒來，所以在午夜從美國到英國的業(yè)務流數(shù)量是英國到美國的幾乎兩倍。在大約9:00p.m.(2100時)，圖4B表明從英國到美國的傳輸比從美國到英國的傳輸多幾乎三倍。本發(fā)明的方法和系統(tǒng)的目標是根據(jù)實際數(shù)據(jù)傳輸模式在網(wǎng)絡的結點之間提供鏈路303。曲線470表示當前典型的提供系統(tǒng)為傳送圖4A和4B的業(yè)務流所需的信道數(shù)量。如下所述，曲線480表示根據(jù)本發(fā)明的指導傳送相同傳輸密度的傳輸量所需的信道數(shù)量。
假定一個單獨的信道可以傳送5個單位的傳輸內(nèi)容，并且假定帶寬要求(按照單位)如圖4A所示，可以發(fā)現(xiàn)以下結論□美國到英國的最大帶寬分配接近40個單位，需要8個信道□英國到美國的最大帶寬分配接近26個單位，需要6個信道□雙向帶寬分配的最大總和接近65個單位，需要13個信道因此，□我們保守地估計一個對稱信道分配方案需要2*max(美國-英國，英國-美國)=2*max(8,6)=16個信道，即每個方向有8個信道
□然而，我們估計一個具有動態(tài)信道方向分配的系統(tǒng)會需要max(美國-英國)+max(英國-美國)=13個信道這就節(jié)約了3個信道(=18.75％)，其中假定在一天內(nèi)轉換兩個信道。
圖4C是一個表示根據(jù)圖4A,4B和上述情況整理出的信息的圖表。這個例子的結果表明典型方案(需要確定任意時刻的最大數(shù)據(jù)業(yè)務以便確定鏈路303中需要的最大容量)需要兩倍于最大業(yè)務的對稱分配。然而，一個使用基于本發(fā)明的指導的動態(tài)信道方向分配的系統(tǒng)可以分配傳送兩個方向上的數(shù)據(jù)傳輸總量所必需的數(shù)據(jù)信道數(shù)量。如上所示，在這個例子中節(jié)省了3個數(shù)據(jù)信道。本發(fā)明的不同實現(xiàn)可以或多或少地節(jié)省信道。
因而本發(fā)明的方法和系統(tǒng)可以允許使用較少的數(shù)據(jù)信道在一個鏈路上傳送相同負載量的數(shù)據(jù)傳輸，或者可以允許使用相同數(shù)量的數(shù)據(jù)信道傳送更多的數(shù)據(jù)傳輸。因而一個實現(xiàn)本發(fā)明的網(wǎng)絡可以提供一個在使用較少數(shù)量的信道資源并且在以后又對其進行重新分配的情況下可以傳送與容量較大的系統(tǒng)一樣多的傳輸量的傳輸系統(tǒng)。
本發(fā)明考慮到了基本的守恒規(guī)則，即進入一個結點的傳輸量必須和離開該結點的傳輸量相同。通過重新分配一個指定鏈路上的數(shù)據(jù)信道的方向，在一個網(wǎng)絡系統(tǒng)內(nèi)部的其它鏈路上會產(chǎn)生不利影響?？梢栽黾恿魅胍粋€指定結點的傳輸，這導致必須重新配置離開該結點的鏈路以保證增加的業(yè)務可以流出該結點。可以通過逐個鏈路的方式實現(xiàn)本發(fā)明，但也可以使用一個優(yōu)化方案實現(xiàn)本發(fā)明，該方案分析一個網(wǎng)絡中的所有業(yè)務流以確定為了優(yōu)化數(shù)據(jù)業(yè)務流需要重新配置哪個鏈路內(nèi)的哪個信道。
本發(fā)明的某些局限性包含□由于除了需要必要的方向開關(例如循環(huán)器)之外所有Nbidir個信道的兩端均必須以接收器和發(fā)送器為終止，所以一個信道子集的可選方向必然需要更多的光部件□相同光纖內(nèi)不同波長上的同時雙向傳輸導致的串音效應和其它非線性效應會在某種程度上降低傳輸質(zhì)量□信道方向的最優(yōu)重新分配會是一個公平的復雜控制算法的結果，該算法將兩個方向上的帶寬需求的實際或期待等級當作其最初的輸入。這種重新分配和控制信道開銷造成的容量損失導致費用增加，其中需要通過期待在數(shù)據(jù)信道利用方面得到的效率改進來抵消這部分費用。
□方向轉換過程通常造成一個其間在兩個方向上不能使用目標信道的延遲周期的動態(tài)特性對整個傳輸系統(tǒng)的可用性和容量產(chǎn)生了負面影響。所以為了限制這種負面影響期待這些轉換的發(fā)生頻率會相對較低。
本發(fā)明可以包括許多本領域眾所周知的分立技術部件。例如，方向開關可以是被用來改變單個信道傳輸?shù)姆较虻难h(huán)器。并且，在本發(fā)明中可以使用處理信令信息并且通過光學DWDM傳輸系統(tǒng)將其連接起來所必需的現(xiàn)有光電系統(tǒng)。實現(xiàn)控制邏輯和協(xié)議引擎所必需的軟件系統(tǒng)，可靠交換并處理方向轉換信令PDU(協(xié)議數(shù)據(jù)單元)所必需的軟件系統(tǒng)，用于光接收器和發(fā)送器的電子控制器和其它部件也是本領域技術人員眾所周知的。
雖然已經(jīng)詳細描述了本發(fā)明，但應當理解在不偏離本發(fā)明如所附權利要求書描述的宗旨和范圍的前提下可以對其進行各種改變，替換和修改。
權利要求
1．一個用于網(wǎng)絡鏈路上的波長分配的系統(tǒng)，該鏈路包括一或多個被連接到至少一個結點的光纖，并且具有一或多個數(shù)據(jù)信道組，其中每個數(shù)據(jù)信道組均具有至少一個信道，該系統(tǒng)包括一個沿上述鏈路傳送業(yè)務數(shù)據(jù)的雙向數(shù)據(jù)信道組；一個傳送信令信息的雙向控制信道組，其中在上述鏈路的每個方向上還包括至少一個交換引導信息的元控制信道；一個位于上述鏈路的各個終端上，從相鄰結點接收信息并且確定上述雙向信道組內(nèi)部的初始信道配置的方向控制單元；一個位于各個鏈路終端上，測量上述鏈路上的業(yè)務強度并且產(chǎn)生一個鏈路業(yè)務信號的業(yè)務測量模塊；一個位于各個鏈路終端上，處理上述鏈路業(yè)務信號和上述相鄰結點信息，并且根據(jù)上述處理重新分配上述雙向數(shù)據(jù)和控制信道組的信道控制系統(tǒng)；一個處理在結點之間交換的上述信令信息的信令模塊；和至少一個允許各個數(shù)據(jù)和控制信道在上述鏈路的終端之間進行通信的發(fā)送器與接收器對。
2．如權利要求1所述的系統(tǒng)，其中還包括一個在上述鏈路的一個第一方向上傳送數(shù)據(jù)的第一固定數(shù)據(jù)信道組。
3．如權利要求2所述的系統(tǒng)，其中還包括一個在上述鏈路的一個第二方向上傳送數(shù)據(jù)的第二固定數(shù)據(jù)信道組，其中上述第一和上述第二方向是不同的方向。
4．如權利要求3所述的系統(tǒng)，其中使用一種副載波技術在上述第一和第二固定數(shù)據(jù)信道組上傳送上述信令信息。
5．如權利要求1所述的系統(tǒng)，其中還包括一個在上述鏈路的一個第一方向上傳送信令信息的第一固定控制信道組。
6．如權利要求5所述的系統(tǒng)，其中還包括一個在上述鏈路的一個第二方向上傳送信令信息的第二固定控制信道組，其中上述第一和上述第二方向是不同的方向。
7．如權利要求6所述的系統(tǒng)，其中上述業(yè)務測量包括測量上述結點的一個出站方向上分配的所有控制信道上的業(yè)務強度。
8．如權利要求1所述的系統(tǒng)，其中使用一種副載波技術在上述雙向數(shù)據(jù)信道上傳送上述信令信息。
9．如權利要求1所述的系統(tǒng)，其中上述信道控制系統(tǒng)還包括一種位于上述雙向控制信道組和上述雙向數(shù)據(jù)信道組的各個信道的各個終端上，用于切換上述信道的方向的方向開關。
10．如權利要求9所述的系統(tǒng)，其中上述方向開關是循環(huán)器。
11．如權利要求1所述的系統(tǒng)，其中上述信道組的信道均被映射到一個不同的波長上，并且上述波長被映射到一個單獨的光纖上。
12．如權利要求1所述的系統(tǒng)，其中上述信道組的信道均被映射到一個波長上；上述波長可以被映射到兩個或更多不同的光纖上；并且不止一個信道可以被映射到相同波長上，只要任何一個光纖上沒有相同的波長。
13．如權利要求1所述的系統(tǒng)，其中上述數(shù)據(jù)和控制信道組中的上述信道可以被映射到一個光纖中的波長上，使得可以在上述光纖的各個方向上傳送數(shù)據(jù)。
14．如權利要求1所述的系統(tǒng)，其中上述信道控制系統(tǒng)還包括一個處理上述鏈路業(yè)務信號和上述相鄰結點信息以確定是否需要進行一次信道重新分配并且執(zhí)行上述重新分配的算法。
15．如權利要求14所述的系統(tǒng)，其中上述算法是一個滯后算法。
16．如權利要求1所述的系統(tǒng)，其中上述業(yè)務測量包括測量上述結點的一個出站方向上分配的上述雙向控制信道組的信道上的業(yè)務強度。
17．如權利要求1所述的系統(tǒng)，其中上述相鄰結點信息包括一個相當于上述至少一個結點的入站數(shù)據(jù)業(yè)務的相鄰結點出站數(shù)據(jù)業(yè)務測量。
18．如權利要求17所述的系統(tǒng)，其中處理上述鏈路傳輸信號和上述相鄰結點信息包括比較上述鏈路業(yè)務信號與上述相鄰結點出站數(shù)據(jù)業(yè)務測量以確定入站和出站數(shù)據(jù)業(yè)務之間是否存在一個閾值差異。
19．如權利要求18所述的系統(tǒng)，其中上述閾值是一個任意數(shù)值。
20．如權利要求19所述的系統(tǒng)，其中上述任意數(shù)值是一個單獨數(shù)據(jù)信道的容量。
21．如權利要求1所述的系統(tǒng)，其中上述重新分配包括向具有更大的業(yè)務流的方向分配額外的數(shù)據(jù)和/或控制信道。
22．如權利要求20所述的系統(tǒng)，其中根據(jù)一個倒數(shù)關系重新分配上述數(shù)據(jù)和控制信道。
23．如權利要求1所述的系統(tǒng)，其中上述相鄰結點信息包括信令信息和引導信息。
24．如權利要求1所述的系統(tǒng)，其中以一種非對稱方式分配上述雙向數(shù)據(jù)和控制信道組中的信道的方向。
25．如權利要求1所述的系統(tǒng)，其中重新分配上述雙向數(shù)據(jù)和控制信道組中的信道的方向以匹配上述鏈路的各個方向上的數(shù)據(jù)業(yè)務等級。
26．如權利要求1所述的系統(tǒng)，其中上述初始配置包括分配上述雙向數(shù)據(jù)和控制信道組中的信道的數(shù)量和方向。
27．如權利要求1所述的系統(tǒng)，其中上述雙向數(shù)據(jù)和控制信道組均可以具有在上述鏈路的各個方向上同時分配的信道。
28．如權利要求1所述的系統(tǒng)，其中上述鏈路是一個WDM鏈路。
29．如權利要求1所述的系統(tǒng)，其中上述鏈路是一個D-WDM鏈路。
30．如權利要求1所述的系統(tǒng)，其中重新分配包括重新分配上述雙向數(shù)據(jù)和控制信道組的信道配置以反映上述業(yè)務測量模塊測量的偏移非對稱數(shù)據(jù)業(yè)務流。
31．如權利要求1所述的系統(tǒng)，其中上述結點是一個光脈沖交換機。
32．如權利要求1所述的系統(tǒng)，其中上述網(wǎng)絡是一個光脈沖交換網(wǎng)絡。
33．如權利要求1所述的系統(tǒng)，其中各個雙向信道在其每個終端上分別以一個接收器和發(fā)送器作為結束。
34．如權利要求1所述的系統(tǒng)，其中以逐個鏈路的方式進行上述重新分配。
35．如權利要求1所述的系統(tǒng)，其中上述初始分配是隨機的。
36．如權利要求1所述的系統(tǒng)，其中各個鏈路終端上的上述控制單元協(xié)同執(zhí)行上述重新分配。
37．如權利要求1所述的系統(tǒng)，其中上述系統(tǒng)被包含在一個光交換機內(nèi)部。
38．如權利要求1所述的系統(tǒng)，其中還包括一個交換矩陣和交換機控制系統(tǒng)。
39．一個用于網(wǎng)絡鏈路上的動態(tài)波長分配的方法，該鏈路包括一或多個被連接到至少一個結點的光纖，并且具有一或多個數(shù)據(jù)信道組，其中每個數(shù)據(jù)信道組均具有至少一個信道，該方法包括的步驟有在上述鏈路的各個終端上的方向控制單元之間交換引導信息以確定一個雙向數(shù)據(jù)信道組和雙向控制信道組內(nèi)部的初始信道配置；在上述方向控制單元上協(xié)商上述雙向信道組中的上述信道的初始方向；在各個鏈路的一個業(yè)務測量模塊上測量上述鏈路上的業(yè)務強度以產(chǎn)生一個鏈路業(yè)務信號并且把上述鏈路業(yè)務信號傳遞到一個信道控制系統(tǒng)；在上述方向控制單元上從相鄰結點接收信息；在各個鏈路終端的上述方向控制單元上處理上述鏈路業(yè)務信號和上述相鄰結點信息；在上述信道控制系統(tǒng)上，根據(jù)上述處理結果重新分配上述雙向數(shù)據(jù)和控制信道組中的一或多個信道的方向；和連續(xù)重復上述測量，接收，處理和重新分配步驟以控制上述鏈路上各個方向的數(shù)據(jù)和控制信道組容量。
40．如權利要求37所述的方法，其中還包括一個在上述鏈路的一個第一方向上傳送數(shù)據(jù)的第一固定數(shù)據(jù)信道組。
41．如權利要求38所述的方法，其中還包括一個在上述鏈路的一個第二方向上傳送數(shù)據(jù)的第二固定數(shù)據(jù)信道組，其中上述第一和上述第二方向是不同的方向。
42．如權利要求39所述的方法，其中使用一種副載波技術在上述第一和第二固定數(shù)據(jù)信道組上傳送上述相鄰結點信息。
43．如權利要求37所述的方法，其中還包括一個在上述鏈路的一個第一方向上傳送信令協(xié)議信息的第一固定控制信道組。
44．如權利要求41所述的方法，其中還包括一個在上述鏈路的一個第二方向上傳送信令協(xié)議信息的第二固定控制信道組，其中上述第一和上述第二方向是不同的方向。
45．如權利要求42所述的方法，其中上述業(yè)務測量包括測量上述結點的一個出站方向上分配的所有控制信道上的業(yè)務強度。
46．如權利要求37所述的方法，其中使用一種副載波技術在上述雙向數(shù)據(jù)信道上傳送上述相鄰結點信息。
47．如權利要求37所述的方法，其中上述信道控制系統(tǒng)還包括一個處理從上述方向控制單元接收的信令協(xié)議信息的信令模塊；和一個位于上述雙向控制信道組和上述雙向數(shù)據(jù)信道組的各個信道的各個終端上，用于切換上述信道的方向的方向開關。
48．如權利要求45所述的方法，其中上述方向開關是循環(huán)器。
49．如權利要求37所述的方法，其中上述鏈路在其各個方向上還包括一個傳送上述引導信息的元控制信道。
50．如權利要求47所述的方法，其中上述引導信息包括協(xié)議數(shù)據(jù)單元。
51．如權利要求37所述的方法，其中上述信道組的信道均被映射到一個不同的波長上，并且上述波長被映射到一個單獨的光纖上。
52．如權利要求37所述的方法，其中上述信道組的信道均被映射到一個波長上；上述波長可以被映射到兩個或更多不同的光纖上；并且不止一個信道可以被映射到相同波長上，只要任何一個光纖上沒有相同的波長。
53．如權利要求37所述的方法，其中上述數(shù)據(jù)和控制信道組中的上述信道可以被映射到一個光纖中的波長上，使得可以在上述光纖的各個方向上傳送數(shù)據(jù)。
54．如權利要求37所述的方法，其中上述初始配置包括上述雙向數(shù)據(jù)和控制信道組中的信道的標識和數(shù)量。
55．如權利要求37所述的方法，其中上述方向控制單元還包括一個處理上述鏈路業(yè)務信號和上述相鄰結點信息以確定是否需要進行一次信道重新分配并且執(zhí)行上述重新分配的算法。
56．如權利要求37所述的方法，其中上述業(yè)務測量包括測量上述結點的一個出站方向上分配的上述雙向控制信道組的信道上的業(yè)務強度。
57．如權利要求37所述的方法，其中上述相鄰結點信息包括一個相當于上述至少一個結點的入站數(shù)據(jù)傳輸?shù)南噜徑Y點出站數(shù)據(jù)業(yè)務測量。
58．如權利要求37所述的方法，其中處理上述鏈路傳輸信號和上述相鄰結點信息包括比較上述鏈路傳輸信號與上述相鄰結點出站數(shù)據(jù)業(yè)務測量以確定入站和出站數(shù)據(jù)傳輸之間是否存在一個閾值差異。
59．如權利要求56所述的方法，其中上述閾值是一個任意數(shù)值。
60．如權利要求57所述的方法，其中上述任意數(shù)值是一個單獨數(shù)據(jù)信道的容量。
61．如權利要求37所述的方法，其中上述重新分配包括向具有更大的業(yè)務流的方向分配額外的數(shù)據(jù)和/或控制信道。
62．如權利要求59所述的方法，其中根據(jù)一個倒數(shù)關系重新分配上述數(shù)據(jù)和控制信道。
63．如權利要求37所述的方法，其中上述相鄰結點信息包括信令信息和引導信息。
64．如權利要求37所述的方法，其中以一種非對稱方式分配上述雙向數(shù)據(jù)和控制信道組中的信道的方向。
65．如權利要求37所述的方法，其中重新分配上述雙向數(shù)據(jù)和控制信道組中的信道的方向以匹配上述鏈路的各個方向上的數(shù)據(jù)業(yè)務等級。
66．如權利要求37所述的方法，其中上述雙向數(shù)據(jù)和控制信道組均可以具有在上述鏈路的各個方向上同時分配的信道。
67．如權利要求37所述的方法，其中上述鏈路是一個WDM鏈路。
68．如權利要求37所述的方法，其中上述鏈路是一個D-WDM鏈路。
69．如權利要求37所述的方法，其中重新分配包括重新分配上述雙向數(shù)據(jù)和控制信道組的信道配置以反映上述業(yè)務測量模塊測量的偏移非對稱數(shù)據(jù)業(yè)務流。
70．如權利要求37所述的方法，其中上述網(wǎng)絡是一個光脈沖交換網(wǎng)絡。
71．如權利要求37所述的方法，其中各個雙向信道在其每個終端上分別以一個接收器和發(fā)送器作為結束。
72．如權利要求37所述的方法，其中以逐個鏈路的方式進行上述重新分配。
73．如權利要求37所述的方法，其中上述初始分配是隨機的。
74．如權利要求37所述的方法，其中各個鏈路終端上的上述控制單元協(xié)同執(zhí)行上述重新分配。
全文摘要
用于被連接在網(wǎng)絡結點之間的網(wǎng)絡鏈路上的動態(tài)波長分配的方法,包括的步驟有:在鏈路的各個終端上的控制單元之間交換引導信息以確定雙向數(shù)據(jù)信道組和雙向控制信道組內(nèi)部的初始信道配置;協(xié)商雙向初始信道方向;測量鏈路上的業(yè)務強度以產(chǎn)生一個鏈路業(yè)務信號;傳遞鏈路業(yè)務信號;從相鄰結點接收信息;處理鏈路業(yè)務信號和相鄰結點信息;根據(jù)處理結果重新分配雙向數(shù)據(jù)和控制信道群中的一或多個信道的方向性;連續(xù)重復測量,接收,處理和重新分配步驟以控制鏈路上各個方向的數(shù)據(jù)和控制信道群容量。
文檔編號H04J14/02GK1325202SQ0111918
公開日2001年12月5日 申請日期2001年5月23日 優(yōu)先權日2000年5月23日
發(fā)明者哈基·C·坎卡亞, 熊一俊, 馬克·L·J·范丹胡特 申請人:阿爾卡塔爾公司