[發明專利]一種再生器在波分復用光網絡中的配置方法

有效

• 申請號: 201110460668.0
• 申請日: 2011-12-31
• 公開（公告）號: CN102523170A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 閆娟娟;武玥;鄭錚
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: H04L12/56
• 分類號: H04L12/56;H04Q11/00;H04B10/12
• 代理公司: 北京聿宏知識產權代理有限公司 11372
• 代理人: 吳大建;謝鑫

技術領域

在已知波分復用光網絡拓撲，可配置的再生器總數有限的前提下，以鏈路累計傳輸長度作為閾值，基于啟發式和整數線性規劃，確定網絡中需要配置再生器的路由節點位置及每個節點配置再生器個數的方法，屬于網絡技術領域，尤其涉及可實現波分復用光網絡具有一定與業務無關的性能保證的再生器配置算法技術領域。

背景技術

在高速、長距離波分復用(WDM)的光纖通信系統中，由于光纖色散與非線性、系統噪聲及器件老化等因素的影響，經過長距離傳輸后，信號受到不同程度的損傷，質量下降，包括脈沖畸變、信噪比下降等，嚴重者甚至無法恢復出原始信號。因此有必要進行信號再生，以延長信號傳輸距離。在WDM光網絡中，合理配置再生器可降低網絡中由于信號質量差，目的節點無法正確接收信號而導致的業務阻塞率。然而，若在每個路由節點處均配置再生器，將大大增加網絡成本。因此，需要在保證網絡性能及可控成本范圍內，采用適當的算法將再生器合理地配置在網絡中最需要的路由節點上，以有限數量的再生器最大程度地降低網絡的阻塞率，這也是WDM光網絡設計中需要解決的一個關鍵問題。

目前，已有國外學者采用兩步整數線性規劃(ILP)方法解決再生器在混合速率光網絡中的配置問題(參考文獻：A.Nag?and?M.Tornatore，Transparent?vs.translucent?optical?network?design?with?mixed?line?rates[C]，Optical?Fiber?Communication?Conference，2009，OWI7：1-3)。首先在再生器總數存在最大值的約束下，以網絡高比特率通路盡可能多為目標確定再生器的位置；然后在只考慮再生器及不同速率光轉發器成本的前提下，以整個網絡成本最低為目標確定再生器的配置個數。類似的方法還有在光路徑傳輸損傷影響下，約束業務轉發跳數，建立ILP模型，考慮WDM光網絡中的業務疏導和再生器放置問題(參考文獻：Patel?A.N.，Gao?C.，Jue?J.P，et?al.Optimal?Traffic?Grooming?and?Regenerator?Placement?in?WDM?optical?networks[C]，Optical?Fiber?Communication?Conference2010，NTuA1：1-3)。這些基于ILP的方法計算量較大，只適用于業務已知或業務可預測的靜態網絡，而不適用于復雜的動態網絡。

除使用整數線性規劃解決再生器在光網絡中的配置問題外，還有學者使用啟發式方法來解決此問題。為提供任意兩節點間的光連接，使用業務不相關的啟發式算法，確定配置再生器的路由節點位置。(參考文獻：Saradhi?C.V.，Fedrizzi?R.，Zanardi?A.，et?al.Traffic?independent?heuristics?for?regenerator?site?selection?for?providing?any-to-any?optical?connectivity[C]，Optical?Fiber?Communication?Conference，2010，OTuG4：1-3)。其中包括基于光路徑的和與連通性相關的兩類啟發式算法。基于光路徑的啟發式通過對光路徑分級排序，在網絡中選擇配置再生器的節點，以使所有網絡中由于傳輸損傷限制不可到達(即不通)的光路變為光可到達的通路。與連通性相關的啟發式在滿足任意節點間可連通的前提下，基于k中心點法，確定網絡需要配置再生器的最少路由節點數。與ILP方法相比，上述兩種啟發式算法較簡單，計算量少，可適用于復雜的動態網絡，但只能確定網絡中需要配置再生器的節點位置和平均每個節點需要的再生器個數。

因此，關于再生器在WDM光網絡中的配置問題，采用整數線性規劃或啟發式方法各有局限性，而尚未有將二者相結合的報道出現。本發明將啟發式與整數線性規劃相結合，提供一種適用于復雜動態網絡、在再生器總數有限的約束下，確定需要配置再生器的路由節點位置及每個節點配置再生器個數的方法，從而實現再生器在網絡中的合理配置，達到最大程度降低網絡由于光纖傳輸損傷限制而導致的阻塞率的目的。

為了進一步解釋上述內容，下面給出幾個重要的定義：

1、網絡中節點的平均中心距離：