[發明專利]一種波長轉換范圍受限的光組播動態P圈2跳段保護方法

有效

• 申請號: 201310479093.6
• 申請日: 2013-10-14
• 公開（公告）號: CN103490810A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 劉煥淋;陳勇;歲蒙;胡曉慧;王楊楊
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: H04B10/032
• 分類號: H04B10/032
• 代理公司: 重慶華科專利事務所 50123
• 代理人: 康海燕

技術領域

本發明涉及光纖通信技術領域，具體涉及一種用于解決光組播網絡中波長轉換范圍受限的動態組播業務的節點鏈路故障的2跳段P圈保護方法。

技術背景

隨著光網絡技術的發展，光網絡中單點發送、多點接收的光組播應用越來越多，光網絡帶寬的消耗和擁塞發生快速增加，隨著光纖傳輸容量的逐漸增大，一旦某一節點或者鏈路發生故障可能會導致多個目的節點不能接收數據，會有大量業務丟失，提高光網絡組播的生存性成為光網絡面臨的重要問題。目前對于光網絡生存性的保證主要有2種措施，網絡保護和網絡恢復。保護是指事先為業務預留保護資源，當故障發生時，業務可以通過備用資源承載。恢復是指并不事先為業務預留保護資源，當故障發生后，再動態地尋找網絡中可用資源來承載那些受故障影響的業務。相比而言，網絡保護方法具有較短的業務恢復時間，但需耗費較多的冗余資源；而網絡恢復方法具有較好的資源利用率，但故障恢復時間長，且不能提供完全可靠保護。

近幾年的研究表明：P圈保護是在網絡中預配置的保護環，在網絡保護中使用了較少的波長資源，有著傳統環保護的優點，同時還能對跨接鏈路進行保護，提高了保護范圍。對與傳輸容量日益增大的組播網絡是一種有效的生存保證手段。在光網絡中，波長是很稀缺的資源，使用越多資源開銷就越大，P圈通常是以最小化波長使用量為目標在網絡中通過預先計算和預先配置的環狀連接實現節點和鏈路同時保護。傳統分段保護方法多是通過預先為業務分配備用保護資源來防止所有可能出現的故障，這種保護方式優點是恢復速度快、生存性好，對靜態業務的保護可以取得較好的效果，缺點是無法適應網絡中業務的動態變化。在現有的對光網絡組播生存性的研究中，由于網絡故障的不確定性，所以一般假設網絡中每個節點都具有全波長轉換能力，這就需要使用到全波長轉換器。目前光域的全波長轉換器技術復雜且價格昂貴，因此，真正投入到市場的產品很少，實現方法還處于實驗室水平和理論研究階段，現實中的網絡多數配置有限范圍轉換的波長轉換器。本發明提出了一種基于波長轉換范圍受限的2跳段的P圈保護方法實現的光網絡動態組播業務節點故障和鏈路故障的保護。

發明內容

針對現有的保護對象只針對節點故障或鏈路故障，且保護方式多針對靜態業務的現狀。本發明設計了一種基于波長轉換范圍受限的2跳段的P圈段保護方法，該方法包括：用一種回溯式的深度優先搜索尋找無向網絡的所有環路，用啟發式算法對組播路由樹進行分段并基于有效P圈的組播2跳段保護。

本發明解決上述技術問題的技術方案是：提出一種波長轉換范圍受限的2跳

段光組播動態P圈段保護方法，包括：對到達光網絡輸入節點的光組播請求，

根據光網絡中可用波長帶寬資源及拓撲關系，為網絡尋找所有環路；對組播

樹進行路徑分段并尋找鏈路分離的路徑段；通過環路的波長資源利用率得到

效率最高的P圈，對組播請求建立組播樹和尋找P圈保護。

一種回溯式的深度優先搜索算法尋找有向網絡的所有環路包括：將光網絡抽象為包括光網絡中的節點集合V和節點對之間的光纖鏈路集合E的無向圖G(V,E)，網絡中的節點用數字1,2,3，...，m標號表示。設置變量u=1，對應u表示圖G中節點1，建立節點序號表示的網絡環路隊列{u}，采用深度優先搜索算法，查找節點u的下游鄰居節點w，若圖G中存在節點w，w∈[1,m]且w≠u，就將節點w加入環路隊列得到{u，w}，再遍歷節點環路隊列節w的所有出流鏈路，如果某條鏈路指向的下一節點v不在環路隊列且v≠u，就擴展環路隊列得到{u，w，v}，進入下一層深度優先搜索；如果節點v=u，則當前環路隊列表示從節點u到v是一個環路，輸出該環路，然后在上面的環路隊列中回溯刪除節點w，返回上層尋找與上游節點u鄰接的其它節點再深度優先搜索。找到所有包含點u的環，清空環路隊列，令節點序號u加1，重復上述回溯深度優先搜索過程，找到包括新節點u的所有環路，再清空隊列。依此類推，直到將u=m，找到所有節點的所有環路為止。

進一步在光網絡組播路由樹進行分段保護的2跳段P圈保護。根據網絡拓撲及源到所有目的節點組播請求建立一棵鏈路代價最小的組播樹，定義一個路徑段集合簇C_i，存儲所有2跳段和1跳段；在組播樹的所有路徑段集合中尋找與集合簇C_i中的路徑段鏈路分離的路徑段X，將該路徑段X存儲在集合C_i中，并在路徑段集合中刪除該路徑段X，直到路徑段集合為空，得到鏈路分離段集合簇{C_i}。