[发明专利]一种传送网络拓扑结构安全分析方法及实现系统

说明书

技术领域

本发明涉及传输技术领域，特别涉及一种传送网络拓扑结构安全分析方 法及实现系统。

背景技术

目前广泛应用的光纤传送网络，从业务承载的原理来看，管道、杆路等线 路上承载着光缆，光缆中包含纤芯，若干段纤芯跳接组成承载光信号的光路， 光路连通传输设备形成传输系统，在传输系统中通过交叉连接的建立及通道、 时隙的分配提供各种带宽的电路业务。传送网络作为通信网络中的基础承载网 络，其安全性是通信网络安全稳定的基础。根据实际的应用经验和习惯，节点、 设备、线路、光缆、光路是组成传输系统的几大部分，节点包括设备节点和非 设备节点，设备安装在设备节点内，线路起点终点都属于节点，线路上承载光 缆，光缆起点终点也都属于节点，光缆上承载光路，光路起点终点与设备连接。 其中，线路、光缆及光路层面分别确定了传送网络在不同层面上的拓扑结构。 为加强网络的安全管理，我们通过实施一系列的网络结构指标，如成环率、节 点数及安全节点比例等进行拓扑结构安全的分析和管理，来规范网络的拓扑结 构，并加强对单节点隐患的整治，消除在网络结构方面的严重隐患，避免对网 络安全造成重大冲击。但在对网络结构指标进行计算及对单节点隐患进行识别 时，主要依赖于手工统计的方式，不规范、容易出错、而且效率低下，比如计 算与物理路由相关的指标，如物理成环率、安全节点比例等，手工精确统计的 难度大、效率低；又如对单节点隐患的识别也容易发生错漏，有时甚至走进误 区，误以为机楼进行了双竖井、双局前井整治，或者建设了双平面、双归接入 系统就等于消除了单节点隐患，而没有从光路层面考虑进出该节点的光路所经 过的实际物理路由是否真正彻底分离，这些都成为传送网络拓扑结构安全管理 工作中的瓶颈。而传送网络中的设备或光缆等网络构件与全网密切关联，某个 网络构件失效时，网络拓扑结构将可能发生退化，导致网络安全等级随之降低， 全面而快速地分析网络构件失效对网络的影响情况，以及对失效影响的提前模 拟和备用路由的全面分析，是实现网络主动保障及资源动态调配的关键，这些 方面目前还缺乏完善和有效的分析方法及实现系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于图论模型的传送网络拓扑结构安全分析 方法及实现系统。

为实现本发明的目的采用如下的技术方案：一种传送网络拓扑结构安全 分析方法，其特点是，包括如下步骤：

第一步，用节点、设备、线路、光缆、光路、子线路和子光缆来描述传送 网络的拓扑结构；

第二步，用图论模型来表示传送网络拓扑结构，令图集合Gp＝(V，E)， 其中顶点集合V＝{v₁，v₂，…，v_n}用来表示传送网络拓扑结构中的节点或设备，边 集合E＝{e₁，e₂，…，e_m}∈V×V用来表示传送网络拓扑结构中的光路、子光缆或子 线路；邻接矩阵D用来表示顶点v之间的连接关系、关联矩阵A来表示顶点v 和边e之间的连接关系：

其中：

其中：

第三步，对所述用图论模型表示的传送网络拓扑结构进行传送网络拓扑结 构安全分析，其包括结构指标分析、光路路由分析、构件失效分析和/或备用 路由分析。

更具体的说，所述第一步中的节点包括设备节点和非设备节点，设备安 装在设备节点内，线路起点和终点都属于节点，线路上承载光缆，光缆起点和 终点属于节点，光缆上承载光路，光路起点和终点与设备连接；线路根据分支 点拆分成子线路，光缆根据分纤点拆分成子光缆，所述子线路、子光缆和光路 分别在线路层、光缆层、光路层均为最小的拓扑单元；所述最小的拓扑单元由 两个端点及连接这两个端点的线组成，线上没有任何分支点；任意两个最小的 拓扑单元可相互连接，但不会相互交叉。

所述第三步中对所述用图论模型表示的传送网络拓扑结构进行结构指标 分析，包括：(1)将映射到光路层的传送网络拓扑结构，利用图论中的网络组件 识别方法对包括双归环数、单归环数、接入链数、支环数、支链数、接入点成 环率、环上接入点数、单汇聚点最大接入链数、接入链最大节点数和末梢最大 节点数的逻辑成环指标进行分析；(2)将映射到线路层的传送网络拓扑结构，通 过分析光路的路由重叠情况来判断物理成环情况，对包括物理成环率和各级安 全节点比例的物理成环指标进行分析。