[发明专利]一种支持区分业务的损伤感知路由与波长分配方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光网络中物理层损伤感知路由与波长分配（IA-RWA）方法，尤其涉及一种按区分服务模型，即区分业务的物理层损伤感知路由与波长分配（IA-RWA）方法。

该方法可以在保证信号传输质量同时保证高优先级的阻塞率性能较低，使其适用于有损伤的非理想实际网络环境，属于光通信、网络优化领域。

背景技术

光网络正由传统的不透明和半透明的架构向全透明的光网络架构方向演进。波分复用和密集波分复用技术的出现，使得光网络中的可用带宽成倍的扩展，很好的解决了网络传输容量的问题。光学器件技术的不断发展，不仅使器件成本不断下降，同时也出现了全光分插复用器（OADM）和光交叉连接器（OXC），从而取消了传统的光网络中的光/电/光处理节点，形成了透明光网络（Transparent Optical Network）。随着透明光网络研究的不断深入，出现了许多新的问题，其中物理层损伤（Physical Layer Impairment）便是透明光网络发展中不可避免的重要问题。目前国内外对于未来透明光网络研究的一个重要方向就是要建立动态损伤感知（Impairment Aware）的透明光网络，其需要解决的主要问题包括：

(1）物理层损伤的监测、评估以及建模。现代光学仪器已经可以准确的监测到光网络中物理层信号的传输质量损伤情况，从而可以将获得的物理损伤情况进行进一步的评估，进而建立相应的物理损伤模型。常用的损伤模型包括光信噪比（OSNR）模型和 Q 值（Q value）模型。基于物理层损伤模型可以计算出候选光路（lightpath）的某个相应的物理层性能参量，以确定该光路是否能满足连接需求。通常以某种损伤的效果最小为优化目标，或者以某损伤效果指标在接收端能否达到预定的门限值，作为光路是否可用的判断标准。由于光网络中引起物理层损伤的机理复杂且多样，每种损伤的变化规律及其对路由选择的约束各不相同，无论是仅考虑一种光层物理损伤的影响，还是将多种损伤产生的效果折合为统一指标用于损伤效果的估计，都不能精确的和全面地反映物理层损伤的影响。如何更好地解决多物理损伤约束条件下的 RWA 问题，为业务提供信号质量有保证的传输服务，也就成为了损伤感知 RWA 算法研究的关键问题之一。

（2）损伤感知光路的建立。在透明光网络中，数据通过光通道（lightpath）进行传输，而光通道实际就是一个路由和波长的集合。网络中的连接请求到来时，就是要找到一条合适的光路来传输请求的数据，并借助波长路由分配（RWA） 算法找到合适的路由和分配适宜的波长来完成光通道的建立。当光通道由于传输质量劣化发生阻塞、或是建立一条光通道后引起其他的光通道传输质量不足时，就会发生“传输质量阻塞”。信号的传输质量不仅和信号的路径有关，还和网络中存在的非线性效应等物理损伤产生的影响有关，这大大的增加了 RWA 算法在透明光网络中的复杂性。一般情况下可将 RWA 算法分为动态 RWA 算法和静态 RWA 算法，目前大多数研究都集中在动态 RWA 算法的研究和改进。动态 RWA 算法中，连接请求的到来和终止都是动态的，算法复杂度高；静态的 RWA 算法中连接请求的到来是预先可知的，尽管其应用范围相对比较单一，但由于算法复杂度较低，计算速度较高。因此，在静态路由的 RWA 算法方面，仍值得进行深入的研究和和对原有的算法进行改进。

光网络已经由传统的传送网向业务网络演进，同时光网络承载的IP数据业务保持了爆炸式的快速增长。由于IP业务类型的多样性以及光层业务对服务质量需求的多样化，要求RWA算法必须能够适应智能光网络中面向不同业务的动态特征，而且要满足差异化QoS业务的需求。在多业务网络环境下，不仅需要处理好满足不同业务的不同服务质量需求和资源优化之间的矛盾，而且需要光网络中支持流量工程的各个功能子模块具有集成实现机制的能力，特别是还要具有适应不同物理层损伤及其对不同等级业务影响的差异化处理能力。

通常QoS提供以下三种服务模型：尽力而为服务模型（Best-Effort service）、综合服务模型（Integrated service，简称Int-Serv）、区分服务模型（Differentiated service，简称Diff-Serv）。Diff-Serv服务模型是一个多服务模型，它可以满足不同的QoS需求。

发明内容