[发明专利]一种基于网络编码的WDM网络专有分段保护方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及光波分复用网络中的故障保护方法。

背景技术

波分复用技术(WDM)以其传输容量大，对高层协议和应用技术适应性强，以及易于扩展等优点而备受青睐。利用WDM传输技术的光传送网被认为是下一代高速广域骨干网的最具竞争力的选择。保护和恢复是两种WDM网络中经常采用的生存性机制，在网络故障后，恢复机制寻找可用网络资源并且通过重路由使业务绕过故障网元，故障恢复时间长，常常不能满足光网络毫秒级故障恢复时间的要求。保护机制是与网络拓扑结构息息相关的一种特定的快速生存性技术，通过提前为业务分配备用资源的方式，防止可能出现的网络故障。

根据所保护网元的范围保护方法可以分为3类：1.链路保护：工作光路设计过程中，针对该路径上的每条链路准备一条避开该链路的备用路由，并且预留相应的备用波长。当某条链路失效时，所有经过它的工作光路直接在此链路附近寻找备用路由和备用波长，从而绕过失效部分而无需源-目的节点参与，工作光路上未失效的部分保持原状。2.路径保护：源节点建立到达目的节点工作光路，同时也建立相应的端到端的备用通路，并且预留相应的资源。当端到端路径上的中间链路出现故障时，源节点收到故障告警信息之后，将所传输的业务倒换到备份路径上传输；3.分段保护：将端到端路径划分为多个较小单元，即段，并寻找相应的资源建立备用路径为每个段提供保护。与通道保护相比，分段保护方式的主要优点是缩小了恢复的范围，只有与故障发生处相对应的保护段被激活，分段保护方式并不为每条链路都提供一个保护段，因而它比起链路保护又具有更高的资源利用率，但是，该方式没有考虑工作路径上数据传输的情况，仍然难以满足多媒体业务带宽和服务质量的要求。

此外，根据备用路径上资源的使用情况可以将保护方法分为两类，分别为共享保护和专有保护。共享保护属于故障告警信息触发策略，具有相同源节点和目的节点的多个工作网元之间使用相同的备份网元，若所需要保护的网元出现故障，则将其所承载的业务倒换到备份网元，即1∶1方式，这种方式下所消耗的网络资源较少，但是，由于大量波长已经占用，当该段路径上发生故障后，所建立的保护路径跳数相对较长，所耗费的传输延迟以及倒换延迟都将显著地增加所承载业务的端到端延迟。故障告警信息需要在反向路径上传输，增加了故障倒换时间；而专有保护方法中，每个网元都有相应的备份网元，不能互相共享，即1+1方式，倒换时间较短，业务的可用性得到保障，但是所耗费的网络资源较多。资源有限性导致为此段路径提供专有保护将会严重地浪费网络资源。

当前网络中所承载的多媒体业务呈爆炸式增长，对带宽和服务质量的要求随之上升。缩短故障倒换时间并降低资源消耗是保护方法所面临的主要问题，上述现有技术中的保护机制均无法兼顾两个方面问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对现有技术中WDM网络保护方法需要尽量降低故障倒换时间，同时节省所耗费网络资源的特点，提出一种基于网络编码的专有段保护方法，根据当前网络资源耗费情况，动态地确定需要保护的网元，采用单条路径对多个工作路径进行专有保护，近似实现零倒换时间，同时极大地降低网络资源消耗。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案：当节点接收到新到达的连接请求之后，对该连接所对应的端到端路径上其它节点波长使用情况进行更新，获得本地节点与中间节点之间共用波长数量。当共用波长数量较多，超过保护门限值时，则表明多个端到端连接经过该段路径，与路径上其它部分(段)相比较，此段路径较为重要，需对其提供保护。

当节点之间的共用波长数超过预先设定的保护门限值之后，则以本地节点为源节点、所对应的中间节点为目的节点，采用最短路径算法为此段路径建立一条备用路径，建立保护段，备用路径的源节点为段首节点，而目的节点为段尾节点。完成保护段的建立之后，段首节点将段内所有工作路径上传输的数据以网络编码的方式沿着备用路径发送至段尾。具体包括如下步骤：