專利名稱：在光通信網(wǎng)絡(luò)中為給定連接確定頻譜路由的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在光通信網(wǎng)絡(luò)中為給定連接確定頻譜路由的方法，并且本方法還涉及用于實現(xiàn)該方法的節(jié)點。本發(fā)明特別涉及在同一根光纖上使用多個波長來同時傳輸多路數(shù)據(jù)流的波分復(fù)用(WDM)光網(wǎng)絡(luò)。
背景技術(shù)：
為了在所述類型的網(wǎng)絡(luò)中建立連接，不但必需確定一條空間路由，該空間路由包括將起始節(jié)點連接到目的地節(jié)點的一系列的路由段，而且由于每段都能夠支持多個波長，每個波長組成一個頻譜路由段，因此，還要確定一條頻譜路由。選擇頻譜路由需要在沿著空間路由的不同段上選擇要被使用的波長，或者要相繼被使用的若干個波長。有時必需對傳輸?shù)男盘柡?或信息進行操作，這需要對網(wǎng)絡(luò)及其使用添加專用的設(shè)備。然而這些處理操作是昂貴的，盡可能地避免這些操作才是理想的。所述操作可能涉及以全光的方式或者利用光-電和電-光的轉(zhuǎn)換裝置來進行的再生和/或波長轉(zhuǎn)換。
“波長連續(xù)性”是指從起始節(jié)點到目的地節(jié)點使用同一波長，即使對傳輸?shù)男盘柡?或信息進行的操作需要光-電-光轉(zhuǎn)換或1次、2次、3次再生。
使用了術(shù)語“透明度”，不同類型的透明度之間的區(qū)別在于是否避免了光-電-光轉(zhuǎn)換、波長轉(zhuǎn)換、信號的1次、2次或3次再生、或者這些操作的組合。目的是為了避免信號的路由經(jīng)過“不透明點”，或者如果這是不可能避免的，則將信號所經(jīng)過的不透明點的數(shù)量減到最小。例如，在一種沒有光-電-光轉(zhuǎn)換的透明度形式的情況中，其目的就是將光信號經(jīng)過光-電和電-光接口的次數(shù)減到最小。如果不可能完全避免轉(zhuǎn)換，那么就尋找一條能夠?qū)⑺璧霓D(zhuǎn)換次數(shù)減到最小的路由。
另外，可能有連接容量的限制或服務(wù)質(zhì)量的限制會影響到空間路由和頻譜路由的選擇。
目前，沒有令人滿意的方法來確定上述類型的透明路由。一種方法被建議給了IETF，該方法是在通用MPLS-信令功能性描述(GeneralizedMPLS-Signaling Functional Description)，3.4章和3.5章，截止日期2001年11月，網(wǎng)絡(luò)工作組，互聯(lián)網(wǎng)草案，URL＝http://search.ietf.org/internet-drafts/draft-ietf-mpls-generalized-signaling-07.txt.
所述現(xiàn)有技術(shù)的方法包括-使用傳統(tǒng)的選路方法來確定連接起始節(jié)點到目的地節(jié)點的并且包括一系列路由段的空間路由，每一段將網(wǎng)絡(luò)的兩個節(jié)點直接地互連起來；-在起始節(jié)點，確定第一組波長用于和組成所述路由的下一個節(jié)點進行通信，即與該路由上的第二個節(jié)點進行通信；-在第二個節(jié)點，從在前的節(jié)點所提出那組波長中確定第二組波長用于和組成所述路由的下一個節(jié)點進行通信，即和該路由上的第三個節(jié)點進行通信；……-在第n個節(jié)點，從在前的節(jié)點所提出的那組波長中確定第(n+1)組波長用于和組成所述路由的下一個節(jié)點進行通信，即和該路由上的第(n+1)個節(jié)點進行通信；等等，一直到目的地節(jié)點。
上述現(xiàn)有技術(shù)方法的目的僅僅是為了確保波長的連續(xù)性。因為(如果存在端到端的頻譜路由的話)所述節(jié)點不需要通過傳播波長來尋找確保波長連續(xù)性的頻譜路由，所以所述節(jié)點不用傳播各組波長。
路由的各個節(jié)點可以根據(jù)可用于下游節(jié)點連接的資源來保留或減少其從上游節(jié)點繼承的那組波長。最后，如果作為結(jié)果的組包含至少一個波長，則透明路由就被建立了。所述方法的缺點是很高的阻塞概率，因為在各個節(jié)點本地進行的選擇可能會減少下游節(jié)點中的選擇權(quán)。因此，當有盡管不是透明的端到端但實際上卻是可以接受的解決方案時，該方法制定了次優(yōu)選的解決方案，或者甚至在某些情況下根本沒有解決方案。此外，上述的現(xiàn)有技術(shù)方法只考慮了一個參數(shù)給定波長的連續(xù)性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種不具有上述缺點的方法。
本發(fā)明包括在光通信網(wǎng)絡(luò)中在網(wǎng)絡(luò)的起始節(jié)點和目的地節(jié)點之間確定頻譜路由的方法，該方法的特征在于-使用傳統(tǒng)的選路方法確定至少一條連接起始節(jié)點到目的地節(jié)點的候選空間路由，每個候選空間路由包括一系列的路由段，每段直接與網(wǎng)絡(luò)中的兩個節(jié)點相連接并且適合于支持多個波長，每個波長組成一個頻譜路由段；-收集表示沿著每條候選空間路由的所有頻譜路由段的特征的參數(shù)值；并且-最后，使用一種優(yōu)選的方法來處理所有收集到的參數(shù)值，以便通過選擇要被使用的波長或要相繼被使用的波長來選擇頻譜路由和支持其的空間路由，從而將起始節(jié)點和目的地節(jié)點連接起來。
上述方法的優(yōu)點是降低了由于不能找到路由而導(dǎo)致的阻塞的概率，因為在任何給定的時間，該方法提供了組成一條或多條候選路由的所有段的參數(shù)值的信息(尤其是透明度參數(shù)值)。所述全部的信息可以被用來更加有效地選擇透明路由或者包括最少數(shù)量不透明點的路由。這種全面的了解導(dǎo)致了真正的優(yōu)選，即避免了在處理過程中丟棄可能的解決方案。
在優(yōu)選的實施例中，為了收集表示沿著每條候選空間路由的所有路由段的特征的參數(shù)值，從起始節(jié)點向目的地節(jié)點發(fā)送路由建立請求消息，而且當該消息經(jīng)過沿著候選空間路由的每個節(jié)點時收集參數(shù)值。
應(yīng)該注意，為了使找到透明路由的機會最大化，所述方法可以在不同的空間路由上同時應(yīng)用幾次以滿足同一連接建立請求。
本發(fā)明方法的優(yōu)選實施例是在被請求建立的路由的終端處的節(jié)點中實現(xiàn)的，該節(jié)點被稱為目的地節(jié)點。
本發(fā)明的方法使用網(wǎng)絡(luò)的信令裝置來傳遞透明度參數(shù)值，從而為每個新的路由建立請求提供最新的值。
所述參數(shù)值不僅涉及波長，而且還可以涉及網(wǎng)絡(luò)節(jié)點之間的連接的所有其它物理參數(shù)。
在一個實施例中，表示沿著每個候選空間路由的所有頻譜路由段的特征的參數(shù)考慮了透明度的限制。
在一個實施例中，表示沿著每個候選空間路由的所有頻譜路由段的特征的參數(shù)考慮了連接容量的限制。
在一個實施例中，表示沿著每個候選空間路由的所有頻譜路由段的特征的參數(shù)考慮了服務(wù)質(zhì)量的限制。
本發(fā)明還提供了用于實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的方法的光網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，該節(jié)點的特征在于，該節(jié)點包括管理裝置，所述管理裝置用于-接收關(guān)于經(jīng)過該節(jié)點的預(yù)定空間路由的路由建立請求消息；-向所述消息的內(nèi)容中添加關(guān)于頻譜路由的參數(shù)值，所述頻譜路由是由所述空間路由上所述節(jié)點的直接上游和/或下游的空間路由段所支持的，同時向所述消息的內(nèi)容中添加關(guān)于該節(jié)點接口的參數(shù)值；并且-將通過所述方法修改的消息轉(zhuǎn)發(fā)到另一個節(jié)點，該另一個節(jié)點位于所述節(jié)點的直接下游的空間路由段上，并且該另一個節(jié)點由所述消息中所包含的選路信息來指定。


根據(jù)下面的描述和附圖，將會更好地理解本發(fā)明并且其它的特征也變得顯而易見，其中圖1示出了一個使用本發(fā)明方法的光網(wǎng)絡(luò)的例子；圖2示出了圖1所示的網(wǎng)絡(luò)例子中的本發(fā)明方法的第一部分的執(zhí)行；同時圖3示出了圖1所示的網(wǎng)絡(luò)例子中的本發(fā)明方法的第二部分的執(zhí)行。
具體實施例方式
圖1中以例子的方式示出的網(wǎng)絡(luò)T包括光節(jié)點ON1至ON6，所述光節(jié)點ON1至ON6的互連是通過下面的雙向或單向連接的，即通過ON1-ON2ON1-ON3ON1-ON4ON2-ON6ON3-ON5ON3-ON6在該例子中，網(wǎng)絡(luò)T將三個客戶網(wǎng)絡(luò)CNA、CNB、CNC互連起來，所述三個客戶網(wǎng)絡(luò)CNA、CNB、CNC在網(wǎng)絡(luò)T的邊緣分別與節(jié)點ON1、ON4、ON6相連接。本發(fā)明的方法是在網(wǎng)絡(luò)T中執(zhí)行的并且完全地與客戶網(wǎng)絡(luò)的數(shù)量和性質(zhì)無關(guān)。
在本發(fā)明方法的一個實現(xiàn)中，為了在客戶網(wǎng)絡(luò)CNA和CNC之間建立連接，客戶網(wǎng)絡(luò)CNA發(fā)送連接建立請求CSR給節(jié)點ON1的管理裝置。該請求包括請求方客戶網(wǎng)絡(luò)CNA的標識和被請求方客戶網(wǎng)絡(luò)CNC的標識，并且指示了關(guān)于透明度、容量、服務(wù)質(zhì)量等的限制。網(wǎng)絡(luò)T應(yīng)當確定一條透明路由或者如果沒有可能，則要確定一條包括盡可能少的不透明點但卻仍符合為連接所設(shè)置的容量限制和服務(wù)質(zhì)量限制的路由。所述光透明度參數(shù)限制可以是波長值、頻譜間隔、非線性效應(yīng)(四波混頻等)的容限、強制無再生等的值。
圖2示出了本發(fā)明方法的所述實施例的第一部分。節(jié)點ON1的管理裝置將連接建立請求CSR轉(zhuǎn)換成路由建立請求RSR，即將關(guān)于連接請求的限制轉(zhuǎn)換成為關(guān)于選路的限制。
使用傳統(tǒng)的選路方法，諸管理裝置確定了一條或多條被稱為候選路由的空間路由，所述候選空間路由將客戶網(wǎng)絡(luò)CNA連接到客戶網(wǎng)絡(luò)CNC并且是作為網(wǎng)絡(luò)T的拓撲和連接的函數(shù)的。例如，所述管理裝置找到兩條候選空間路由Route1和Route2，由于它們滿足與最初的連接建立請求CSR有關(guān)的所有選路限制，因此它們是有效的。
Route1＝ON1、ON4、ON5、ON6Route2＝ON1、ON3、ON6于是，節(jié)點ON1的管理裝置向節(jié)點ON6發(fā)送路由建立請求RSR，并且該請求的兩個復(fù)制RSR1和RSR2在兩個路由Route1和Route2上同時被發(fā)送。就提供請求給網(wǎng)絡(luò)T的信令裝置而言，沿著所述兩個路由進行的路由選擇是由起始節(jié)點ON1的管理裝置來控制的。復(fù)制RSR1首先通過路由Route1上的節(jié)點ON4，并且復(fù)制RSR2通過路由Route2上的節(jié)點ON3。
路由建立請求RSR1所通過的每個節(jié)點ON1、ON4、ON5向所述請求的內(nèi)容中添加參數(shù)值，所述參數(shù)值是關(guān)于相關(guān)空間路由上的節(jié)點的直接上游和/或下游的路由段的，同時還向所述請求的內(nèi)容中添加關(guān)于節(jié)點接口的參數(shù)值，所述參數(shù)值與請求中所涉及的參數(shù)相對應(yīng)，尤其是與光透明度參數(shù)相對應(yīng)。在ON3和ON6之間的鏈路上，路由建立請求RSR2所通過的每個節(jié)點ON1、ON3對RSR2進行相同的操作。這些參數(shù)值可以同樣地涉及節(jié)點的下游連接和上游連接。最后，路由建立請求的兩個復(fù)制RSR1和RSR2到達目的地節(jié)點ON6。
在第一實施例中，由目的地節(jié)點ON6的管理裝置來處理所述兩個復(fù)制中所收集的數(shù)據(jù)，從而確定在節(jié)點ON1和ON6之間沿著每個由連接請求所采用的空間路由的頻譜路由段的優(yōu)選組合。利用優(yōu)選的算法來處理所述數(shù)據(jù)，所述優(yōu)選的算法使得考慮了所有收集到的參數(shù)值的成本函數(shù)最小。所述算法可以使用諸如Dijkstra算法的最短路徑算法。
如果至少有一條可能的透明路由，則優(yōu)選的算法就發(fā)現(xiàn)一條透明路由。如果不可能有透明路由，那么優(yōu)選的算法就確定一條包含最少的可能的不透明點的路由，即透明子路徑的一個優(yōu)選組合。
圖3表示本發(fā)明方法的第二部分。在通過上述的方法確定了優(yōu)選的頻譜路由之后，目的地節(jié)點ON6發(fā)送路由建立消息PEM給起始節(jié)點ON1以及發(fā)送路由建立請求已收到的確認消息ACK給支持所選擇的頻譜路由(Route2)的空間路由上的下一節(jié)點，該節(jié)點在本例中是節(jié)點ON3。所述消息包含組成所確定的路由的節(jié)點的列表，并且在本例中路由Route2由節(jié)點ON1-ON3-ON6組成。
目的地節(jié)點ON6發(fā)送路由釋放消息RR給沿著未被采用的空間路由的其余所有直接相鄰的節(jié)點，在此例子中未被采用的空間路由是Route1。在此例子中，路由釋放消息RR被發(fā)送到節(jié)點ON5，節(jié)點ON5在向著路由建立請求的源的節(jié)點(節(jié)點ON1)的方向上轉(zhuǎn)發(fā)路由釋放消息RR。
如果算法斷定沒有可能的路由(甚至不透明路由)，那么目的地節(jié)點ON6就發(fā)送路由釋放消息給路由Route1和Route2上的所有節(jié)點，即節(jié)點ON1、ON3、ON4、ON5。
在第二實施例中，路由建立請求的兩個復(fù)制RSR1和RSR2(包含所有收集到的數(shù)據(jù))不在目的地節(jié)點ON6中被處理，而是從目的地節(jié)點ON6被返回到起始節(jié)點ON1來進行處理，或者被返回到在網(wǎng)絡(luò)T中某處的中央單元中來進行處理。如果算法斷定沒有可能的路由(甚至不透明路由)，那么，節(jié)點ON1或者中央單元發(fā)送路由釋放消息給沿著路由Route1和Route2的所有節(jié)點，即節(jié)點ON1、ON3、ON4、ON5。
第一實施例的優(yōu)點是避免了向起始節(jié)點或中央處理單元轉(zhuǎn)發(fā)所收集的全部數(shù)據(jù)。這避免為進行所述轉(zhuǎn)發(fā)而占用網(wǎng)絡(luò)資源。
權(quán)利要求
1.一種在光通信網(wǎng)絡(luò)(T)中在網(wǎng)絡(luò)的起始節(jié)點(ON1)和目的地節(jié)點(ON6)之間確定頻譜路由的方法，其特征在于-使用傳統(tǒng)的選路方法確定至少一條連接起始節(jié)點(ON1)到目的地節(jié)點(ON6)的候選空間路由(Route 1、Route 2)，每個候選空間路由包括一系列的路由段，每段直接與網(wǎng)絡(luò)中的兩個節(jié)點相連接并且適合于支持多個波長，每個波長組成一個頻譜路由段；-收集表示沿著每條候選空間路由的所有頻譜路由段的特征的參數(shù)值；并且-最后，使用一種優(yōu)選的方法來處理所有收集到的參數(shù)值，以便通過選擇要被使用的波長或要相繼被使用的波長來選擇頻譜路由和支持其的空間路由，從而將起始節(jié)點和目的地節(jié)點連接起來。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，為了收集表示沿著每條候選空間路由的所有路由段的特征的參數(shù)值，從起始節(jié)點(ON1)向目的地節(jié)點(ON6)發(fā)送路由建立請求消息，以及當該消息經(jīng)過沿著候選空間路由的每個節(jié)點時收集參數(shù)值。
3.根據(jù)前面權(quán)利要求中的任何一個所述的方法，其特征在于，在所述目的地節(jié)點(ON6)中處理所有收集到的參數(shù)值。
4.根據(jù)前面權(quán)利要求中的任何一個所述的方法，其特征在于，表示沿著每個候選空間路由的所有頻譜路由段的特征的所述參數(shù)考慮了透明度的限制。
5.根據(jù)前面權(quán)利要求中的任何一個所述的方法，其特征在于，表示沿著每個候選空間路由的所有頻譜路由段的特征的所述參數(shù)考慮了連接容量的限制。
6.根據(jù)前面權(quán)利要求中的任何一個所述的方法，其特征在于，表示沿著每個候選空間路由的所有頻譜路由段的特征的所述參數(shù)考慮了服務(wù)質(zhì)量的限制。
7.用于實現(xiàn)根據(jù)權(quán)利要求1的方法的光網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，其特征在于，所述節(jié)點包括管理裝置，所述管理裝置用于-接收關(guān)于經(jīng)過該節(jié)點的預(yù)定空間路由的路由建立請求消息；-向所述消息的內(nèi)容中添加關(guān)于頻譜路由的參數(shù)值，所述頻譜路由是由所述空間路由上所述節(jié)點的直接上游和/或下游的空間路由段所支持的，同時向所述消息的內(nèi)容中添加關(guān)于該節(jié)點接口的參數(shù)值；并且-將通過所述方法修改的消息轉(zhuǎn)發(fā)到另一個節(jié)點，該另一個節(jié)點位于所述節(jié)點的直接下游的空間路由段上，并且該另一個節(jié)點由所述消息中所包含的選路信息來指定。
8.用于實現(xiàn)根據(jù)權(quán)利要求1的方法的光網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，其特征在于，所述節(jié)點包括管理裝置，所述管理裝置用于-接收至少一個消息，該消息包括沿著連接起始節(jié)點和所述節(jié)點的候選空間路由而收集的參數(shù)值；并且-使用優(yōu)選的方法來處理沿著至少的候選路由以此方法收集到的參數(shù)值，以便通過選擇要被使用的波長或要相繼被使用的波長來選擇頻譜路由，從而將起始節(jié)點和所述節(jié)點連接起來。
全文摘要
為了在光通信網(wǎng)絡(luò)中，在網(wǎng)絡(luò)的起始節(jié)點和目的地節(jié)點之間確定頻譜路由，本方法包括使用傳統(tǒng)的選路方法確定一條或多條連接起始節(jié)點到目的地節(jié)點的候選空間路由，每個候選空間路由包括一系列的路由段，每段直接與網(wǎng)絡(luò)中的兩個節(jié)點相連接并且適合于支持多個頻譜路由；從起始節(jié)點向目的地節(jié)點發(fā)送路由建立請求消息；當消息經(jīng)過沿著空間路由的每個節(jié)點時收集消息中的參數(shù)值，特別是表示頻譜維度(波長的有效性、隨著鏈路占用的函數(shù)而變化的各物理參數(shù))的特征的透明度參數(shù)值；并且，最后，使用一種優(yōu)選的方法來處理以這種方法收集到的所有參數(shù)值以選擇頻譜路由，從而使得如果有不止一個候選空間路由的話，則從候選空間路由中選擇一個空間路由。
文檔編號H04L12/54GK1620771SQ02828250
公開日2005年5月25日 申請日期2002年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月21日
發(fā)明者M·維古勒, R·杜維爾, E·多塔若, L·恰瓦利亞 申請人:阿爾卡特公司