專利名稱：一種分布式波長預(yù)留方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種分布式波長預(yù)留方法，屬于光通訊技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及自動交換光網(wǎng)絡(luò)中分布式動態(tài)波長路由的建立。
目前公開的分布式波長預(yù)留方法可以分為兩大類，一類為前向預(yù)留；一類為后向預(yù)留。
前向預(yù)留方法可以表述為1.連接請求到達(dá)后，源節(jié)點設(shè)備沿著某條信令通道，逐跳向宿節(jié)點設(shè)備發(fā)送預(yù)留信令包(Resv)，該Resv包攜帶了源節(jié)點設(shè)備可用波長信息表AvailSet。
2.每個中間節(jié)點設(shè)備收到Resv后，檢查本地鏈路信息，獲取當(dāng)前連接上下游節(jié)點設(shè)備的可用波長，與收到的AvailSet進(jìn)行比對，刪除其中屬于本地不可用的波長。然后把更新后的Resv轉(zhuǎn)發(fā)至信令通道的下游節(jié)點設(shè)備。同時本地光節(jié)點設(shè)備進(jìn)行如下操作對本地可用波長進(jìn)行預(yù)留；向上游節(jié)點設(shè)備發(fā)送釋放信令包(Rls)。Rls中包含了本地節(jié)點設(shè)備不可用波長信息。上游節(jié)點設(shè)備收到Rls，釋放已經(jīng)預(yù)留的Rls中不可用波長。
3.宿節(jié)點設(shè)備收到Resv，檢查可用波長信息表AvailSet。如果AvailSet中有可用波長，宿節(jié)點設(shè)備從AvailSet中選取一個波長，并沿Resv傳遞的反方向，向源節(jié)點設(shè)備發(fā)送一個確認(rèn)信令(Conf)，一方面通知上游節(jié)點設(shè)備用所選用的波長配置各自的光節(jié)點設(shè)備，另一方面讓上游節(jié)點設(shè)備釋放為該光通道建立所占用的其它多余波長。
4.源節(jié)點設(shè)備收到Conf后，同意本次連接請求。
5.在2、3過程中，如果中間節(jié)點設(shè)備或宿節(jié)點設(shè)備發(fā)現(xiàn)AvailSet中無可用波長，該節(jié)點設(shè)備將沿著Resv信令的反方向往源節(jié)點設(shè)備發(fā)送一個表示連接失敗的信令包(NACK)，收到NACK的光節(jié)點設(shè)備一方面釋放為此次連接保留的波長；另一方面往上游節(jié)點設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)該NACK直至源節(jié)點設(shè)備。
后向預(yù)留方法可以描述為1.連接請求到達(dá)后，源節(jié)點設(shè)備沿著某條信令通道，逐跳向宿節(jié)點設(shè)備發(fā)送探測信令包(Prob)，該Prob包攜帶了源節(jié)點設(shè)備可用波長信息表AvailSet。
2.每個中間節(jié)點設(shè)備收到Prob后，檢查本地鏈路信息，獲取當(dāng)前連接上下游節(jié)點設(shè)備的可用波長，與收到的AvailSet進(jìn)行比對，刪除其中屬于本地不可用的波長。然后把更新后的Prob轉(zhuǎn)發(fā)至信令通道的下游節(jié)點設(shè)備。
3.宿節(jié)點設(shè)備收到Prob后，檢查AvailSet，如果AvailSet中有可用波長，宿節(jié)點設(shè)備從中選擇出一個可用波長子集ResvSet，沿著Prob信令發(fā)送的反方向向源節(jié)點設(shè)備發(fā)送包含該子集的預(yù)留信令包(Resv)。
4.源節(jié)點設(shè)備如果收到Resv，從中選擇一個波長進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送；同時沿Prob信令發(fā)送方向發(fā)出一個釋放信令包(Rls)，通知中間節(jié)點設(shè)備釋放ResvSet中其它波長資源。
5.在過程3、4中，中間節(jié)點設(shè)備對宿節(jié)點設(shè)備方向發(fā)來的波長子集ResvSet中的波長進(jìn)行預(yù)留，如果某個中間節(jié)點設(shè)備發(fā)現(xiàn)ResvSet中某個波長已不再可用，則把此波長從ResvSet中刪除，同時向宿節(jié)點設(shè)備方向發(fā)送Rls，通知其下游節(jié)點設(shè)備釋放該波長資源；如果某個中間節(jié)點設(shè)備發(fā)現(xiàn)ResvSet中已無可用波長，一方面向宿節(jié)點設(shè)備方向發(fā)送Rls，通知其下游節(jié)點設(shè)備釋放為該通道建立所預(yù)留的波長資源；另一方面向源節(jié)點設(shè)備發(fā)送連接失敗的NACK信令包。
使用前向預(yù)留方法時，光通道連接建立的平均時間短，但網(wǎng)絡(luò)的阻塞率高；使用后向預(yù)留方法時，光通道連接建立的平均時間長，但網(wǎng)絡(luò)的阻塞率低。
光通道建立的平均時間短與網(wǎng)絡(luò)的低阻塞率是光網(wǎng)絡(luò)追求的兩個重要指標(biāo)。特別是當(dāng)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障，需要觸發(fā)某種生存性機制的時候，上述兩個指標(biāo)尤為重要。
本發(fā)明公開了一種分布式波長預(yù)留方法，該方法包含源宿節(jié)點設(shè)備之間光通道的建立步驟，其特征在于該方法在光節(jié)點設(shè)備之間按如下步驟執(zhí)行1)源節(jié)點設(shè)備接到連接請求后，向宿節(jié)點設(shè)備方向發(fā)送預(yù)留—探測包；所述預(yù)留—探測包包含源節(jié)點設(shè)備的可用波長表以及從所述可用波長表中隨機選取出的一個波長，所述波長標(biāo)記為Wset，其可用性標(biāo)記為flag，并將flag置為l；2)每個中間節(jié)點設(shè)備收到預(yù)留—探測包后，檢查本地鏈路信息，獲取當(dāng)前連接的下游節(jié)點設(shè)備的可用波長，與收到的波長表進(jìn)行比對，刪除其中屬于本地不可用的波長，更新預(yù)留—探測包中的可用波長表；同時檢查所收到預(yù)留—探測包中的波長Wset的可用性標(biāo)記flag，若flag＝1，則對波長Wset進(jìn)行本地預(yù)留；若flag＝0，則不對波長Wset進(jìn)行本地預(yù)留；如果所述波長Wset在中間節(jié)點設(shè)備預(yù)留成功，則中間節(jié)點設(shè)備將更新后的預(yù)留—探測包轉(zhuǎn)發(fā)至各自的下游節(jié)點設(shè)備；宿節(jié)點設(shè)備收到預(yù)留—探測包，檢查到flag＝l后，宿節(jié)點設(shè)備沿預(yù)留—探測包發(fā)送的反方向，向源節(jié)點設(shè)備發(fā)送確認(rèn)包，通知上游節(jié)點設(shè)備用波長Wset配置各自的光節(jié)點設(shè)備，源節(jié)點設(shè)備收到配置成功消息后，同意本次請求，從而建立光通道；如果所述波長Wset在某個中間節(jié)點設(shè)備沒有預(yù)留成功，則該節(jié)點設(shè)備將波長Wset的可用性標(biāo)記flag置為0，連同根據(jù)本地可用波長情況更新后的可用波長表，組成預(yù)留—探測包，發(fā)往下游節(jié)點設(shè)備；同時沿著預(yù)留—探測包發(fā)送的反方向，向上游節(jié)點設(shè)備發(fā)送釋放信令包，通知上游節(jié)點設(shè)備釋放波長Wset資源；宿節(jié)點設(shè)備收到預(yù)留—探測包，檢查到flag＝0后，再檢查波長表，如果波長表中有可用波長，則宿節(jié)點設(shè)備從中選擇出一個可用波長，將所述波長標(biāo)記為Wavail，沿著預(yù)留—探測包發(fā)送的反方向，向源節(jié)點設(shè)備發(fā)送預(yù)留信令包；上游節(jié)點設(shè)備一方面轉(zhuǎn)發(fā)預(yù)留信令包，一方面對波長Wavail進(jìn)行預(yù)留，如果上游節(jié)點設(shè)備對波長Wavail預(yù)留成功，則往源節(jié)點設(shè)備發(fā)送確認(rèn)包，如果預(yù)留不成功，一方面向源節(jié)點設(shè)備發(fā)送不成功消息，一方面通知下游節(jié)點設(shè)備釋放波長Wavail資源；源節(jié)點設(shè)備收到確認(rèn)包，同意本次請求，從而建立光通道；源節(jié)點設(shè)備收到發(fā)送不成功消息，則拒絕本次連接請求。
本發(fā)明具有較好的網(wǎng)絡(luò)阻塞率特性，同時鏈路建立平均時間較短，適用于下一代自動交換光網(wǎng)絡(luò)(ASON)中光通道的快速建立。
圖2為光節(jié)點設(shè)備為實現(xiàn)本發(fā)明所需要固化的軟件流程圖。
圖3為現(xiàn)有方法與本發(fā)明方法的阻塞率特性比較圖。
圖4為現(xiàn)有方法與本發(fā)明方法的平均鏈路建立時間特性比較圖(3跳)。
圖2為光節(jié)點設(shè)備為實現(xiàn)本發(fā)明所需要固化的軟件流程圖，如圖2所示，光節(jié)點設(shè)備在鏈路狀態(tài)協(xié)議的支持下，維護(hù)著本地的可用波長集{x}。當(dāng)信令收模塊送來過程觸發(fā)信息后，首先判斷該信息的類型。這里消息類型有如下幾類連接請求，上游的預(yù)留—探測包(RESV PROB)，上游的釋放信令包(RLS)，下游的不成功消息(NACK)、下游的確認(rèn)包(CONF)，下游預(yù)留信令包(RESV)。其中連接請求消息類型保證了網(wǎng)絡(luò)中所有節(jié)點設(shè)備都可以充當(dāng)連接請求的源節(jié)點設(shè)備；當(dāng)節(jié)點設(shè)備收到上游消息(RESV_PROB，RLS)后，根據(jù)宿節(jié)點的設(shè)備號判斷本設(shè)備是否為宿設(shè)備；當(dāng)節(jié)點設(shè)備收到下游消息(NACK、CONF，RESV)后，根據(jù)源節(jié)點的設(shè)備號判斷本設(shè)備是否為源設(shè)備。各個設(shè)備根據(jù)信息類型作相應(yīng)的處理。
本發(fā)明是按如下步驟實施的1)源節(jié)點設(shè)備O1接到連接請求后，向宿節(jié)點設(shè)備O6方向發(fā)送預(yù)留—探測包，所述的預(yù)留—探測包(RESV_PROB)包含本地可用波長表(AvailList)、從本地可用波長表中隨機選取出的一個波長，將所述波長標(biāo)記為Wset及其可用性標(biāo)記flag置為1；如

圖1中的11過程。
2)每個中間節(jié)點設(shè)備(O2、O3、O4、O5)收到預(yù)留—探測包后，通過鏈路管理協(xié)議獲取當(dāng)前連接的下游節(jié)點設(shè)備的可用波長，與收到的AvailList進(jìn)行比對，刪除其中屬于本地不可用的波長，更新AvailList。同時檢查所收到預(yù)留—探測包中的波長Wset的可用性標(biāo)記flag，若flag＝1，則對波長Wset進(jìn)行本地預(yù)留；若flag＝0，則不對波長Wset進(jìn)行本地預(yù)留。
如果所述波長Wset在中間節(jié)點設(shè)備預(yù)留成功，則中間節(jié)點設(shè)備將更新后的RESV_PROB轉(zhuǎn)發(fā)至各自的下游節(jié)點設(shè)備。如圖1中的12、13、14、15過程。宿節(jié)點設(shè)備收到預(yù)留—探測包，檢查到flag＝1后，宿節(jié)點設(shè)備沿預(yù)留—探測包發(fā)送的反方向，向源節(jié)點設(shè)備發(fā)送確認(rèn)包(CONF)，通知上游節(jié)點設(shè)備用波長Wset配置各自的光節(jié)點設(shè)備，源節(jié)點設(shè)備收到配置成功消息后，同意本次請求，從而建立光通道；如圖1中的21、22、23、24、25過程。
如果所述波長Wset在中間節(jié)點設(shè)備O4沒有預(yù)留成功，則中間節(jié)點設(shè)備O4將波長Wset的可用性標(biāo)記flag置為0，連同根據(jù)本地可用波長情況更新后的AvailList，組成預(yù)留—探測包，發(fā)往下游節(jié)點設(shè)備；如圖1中311、312。同時沿著預(yù)留—探測包發(fā)送的反方向，向上游節(jié)點設(shè)備發(fā)送釋放信令包(RLS)，通知上游節(jié)點設(shè)備釋放波長Wset資源；如圖l中321、322、323過程。宿節(jié)點設(shè)備收到預(yù)留—探測包，檢查到flag＝0后，再檢查AvailList，如果AvailList中有可用波長，宿節(jié)點設(shè)備從中選擇出一個可用波長，將所述波長標(biāo)記為Wavail，沿著預(yù)留—探測包發(fā)送的反方向，向源節(jié)點設(shè)備發(fā)送預(yù)留信令包(RESV)；上游節(jié)點設(shè)備一方面轉(zhuǎn)發(fā)RESV，如圖1中41、42、43、44、45過程，一方面對波長Wavail進(jìn)行預(yù)留；如果節(jié)點設(shè)備對波長Wavail預(yù)留成功，則往源節(jié)點設(shè)備發(fā)送確認(rèn)包(CONF)，如圖1中51、52、53、54、55過程。如果節(jié)點設(shè)備O3預(yù)留不成功，一方面向源節(jié)點設(shè)備O1發(fā)送不成功消息(NACK)，如圖1中的611、612過程，一方面通知下游節(jié)點設(shè)備釋放波長Wavail資源；如圖1中621、622、623過程。源節(jié)點設(shè)備收到CONF，同意本次請求，從而建立光通道；收到NACK，拒絕本次連接請求。
圖3為三種方法下所模擬的美國自然科學(xué)基金網(wǎng)絡(luò)的阻塞率特性比較圖，曲線1為前向預(yù)留方法的阻塞率特性曲線，曲線2為后向預(yù)留方法的阻塞率特性曲線，曲線3為本發(fā)明所述方法的阻塞率特性曲線，可以看到當(dāng)網(wǎng)絡(luò)載荷小于0.1Erlang時，本發(fā)明所述的方法具有最低的網(wǎng)絡(luò)阻塞率。例如當(dāng)網(wǎng)絡(luò)載荷為1E-3時，前向預(yù)留方法下網(wǎng)絡(luò)的阻塞率大于10-4，后向預(yù)留方法的大于10-5，而本發(fā)明的小于10-6。因此，本發(fā)明在輕載網(wǎng)中具有最好的網(wǎng)絡(luò)阻塞率特性。
圖4為三種方法的平均鏈路建立時間特性比較圖，曲線1為前向預(yù)留方法的鏈路建立平均時間，曲線2為后向預(yù)留方法的鏈路建立平均時間，曲線3為本發(fā)明所述方法的鏈路建立平均時間。可以看到，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)載荷較低(＜0.1Erlang)(輕載網(wǎng)情況)的時候，采用本發(fā)明所述方法可以獲得極佳的鏈路建立平均時間；當(dāng)網(wǎng)絡(luò)載荷大于0.1Erlang的時候，本發(fā)明所述方法的鏈路建立平均時間比前向預(yù)留方法的略長，但短于后向預(yù)留方法的。
本發(fā)明適用于下一代自動交換光網(wǎng)絡(luò)中光通道的快速建立。
權(quán)利要求
1.一種分布式波長預(yù)留方法，該方法包含源宿節(jié)點設(shè)備之間光通道的建立步驟，其特征在于該方法在光節(jié)點設(shè)備之間按如下步驟執(zhí)行1)源節(jié)點設(shè)備接到連接請求后，向宿節(jié)點設(shè)備方向發(fā)送預(yù)留—探測包；所述預(yù)留—探測包包含源節(jié)點設(shè)備的可用波長表以及從所述可用波長表中隨機選取出的一個波長，所述波長標(biāo)記為Wset，其可用性標(biāo)記為flag，并將flag置為1；2)每個中間節(jié)點設(shè)備收到預(yù)留—探測包后，檢查本地鏈路信息，獲取當(dāng)前連接的下游節(jié)點設(shè)備的可用波長，與收到的波長表進(jìn)行比對，刪除其中屬于本地不可用的波長，更新預(yù)留—探測包中的可用波長表；同時檢查所收到預(yù)留—探測包中的波長Wset的可用性標(biāo)記flag，若flag＝1，則對波長Wset進(jìn)行本地預(yù)留；若flag＝0，則不對波長Wset進(jìn)行本地預(yù)留；如果所述波長Wset在中間節(jié)點設(shè)備預(yù)留成功，則中間節(jié)點設(shè)備將更新后的預(yù)留—探測包轉(zhuǎn)發(fā)至各自的下游節(jié)點設(shè)備；宿節(jié)點設(shè)備收到預(yù)留—探測包，檢查到flag＝1后，宿節(jié)點設(shè)備沿預(yù)留—探測包發(fā)送的反方向，向源節(jié)點設(shè)備發(fā)送確認(rèn)包，通知上游節(jié)點設(shè)備用波長Wset配置各自的光節(jié)點設(shè)備，源節(jié)點設(shè)備收到配置成功消息后，同意本次請求，從而建立光通道；如果所述波長Wset在某個中間節(jié)點設(shè)備沒有預(yù)留成功，則該節(jié)點設(shè)備將波長Wset的可用性標(biāo)記flag置為0，連同根據(jù)本地可用波長情況更新后的可用波長表，組成預(yù)留一探測包，發(fā)往下游節(jié)點設(shè)備；同時沿著預(yù)留—探測包發(fā)送的反方向，向上游節(jié)點設(shè)備發(fā)送釋放信令包，通知上游節(jié)點設(shè)備釋放波長Wset資源；宿節(jié)點設(shè)備收到預(yù)留—探測包，檢查到flag＝0后，再檢查波長表，如果波長表中有可用波長，則宿節(jié)點設(shè)備從中選擇出一個可用波長，將所述波長標(biāo)記為Wavail，沿著預(yù)留—探測包發(fā)送的反方向，向源節(jié)點設(shè)備發(fā)送預(yù)留信令包；上游節(jié)點設(shè)備一方面轉(zhuǎn)發(fā)預(yù)留信令包，一方面對波長Wavail進(jìn)行預(yù)留，如果上游節(jié)點設(shè)備對波長Wavail預(yù)留成功，則往源節(jié)點設(shè)備發(fā)送確認(rèn)包，如果預(yù)留不成功，一方面向源節(jié)點設(shè)備發(fā)送不成功消息，一方面通知下游節(jié)點設(shè)備釋放波長Wavail資源；源節(jié)點設(shè)備收到確認(rèn)包，同意本次請求，從而建立光通道；源節(jié)點設(shè)備收到發(fā)送不成功消息，則拒絕本次連接請求。
全文摘要
一種分布式波長預(yù)留方法，屬于光通訊技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及自動交換光網(wǎng)絡(luò)中分布式動態(tài)波長路由的建立。本發(fā)明的特征在于源節(jié)點設(shè)備接到連接請求后，向宿節(jié)點設(shè)備方向發(fā)送預(yù)留－探測包，該包包含本地可用波長表以及從本地可用波長表中選取出的一個波長Wset；各中間節(jié)點設(shè)備一方面對波長表進(jìn)行更新，另一方面對波長Wset進(jìn)行預(yù)留；如果波長Wset在各節(jié)點設(shè)備均可用，則用波長Wset配置各光節(jié)點設(shè)備，否則由宿節(jié)點設(shè)備選取更新后的波長表中的一個可用波長Wavail，向源節(jié)點設(shè)備發(fā)送預(yù)留信令包，各中間節(jié)點設(shè)備相應(yīng)配置該波長Wavail，實現(xiàn)光通道建立。本發(fā)明具有較好的網(wǎng)絡(luò)阻塞率特性，同時鏈路建立平均時間較短。
文檔編號H04B10/00GK1426189SQ0310060
公開日2003年6月25日 申請日期2003年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月17日
發(fā)明者鄭小平, 奉飛飛, 張漢一 申請人:清華大學(xué)