[發明專利]一種全光網絡中基于受限監測資源的監測跡設計方法

有效

• 申請號: 201510837072.6
• 申請日: 2015-11-26
• 公開（公告）號: CN105515644B
• 公開（公告）日: 2017-10-31
• 發明（設計）人: 任婧;袁加宇;鄒欣鈺;徐世中;趙陽明;陳歡;王陽;王雄
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H04B10/07
• 分類號: H04B10/07
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙)51220
• 代理人: 溫利平

技術領域

本發明屬于波分復用的全光網絡技術領域，更為具體地講，涉及一種全光網絡中基于受限監測資源的監測跡設計方法。

背景技術

通信網絡發展至今，采用波分復用技術的全光網絡已經成為當下通信網絡發展的主要趨勢。但是全光網絡存在一個非常大的弊端，那就是很容易遭到破壞，且對破壞非常敏感。那么我們必須針對這種情況研究出一套行之有效的方案，以達到快速定位失效鏈路的目標。在全光網絡中，對失效鏈路監測的傳統方法是采用基于通道(channel-based)或基于鏈路(link-based)的方法。隨后，研究人員提出了在物理層使用監測環(monitoring cycle)來減少所需的監測器數量的設計方案。2008年監測跡(monitoring trail)的概念被提出，打破了監測環的環形結構，使得光監測信道能自由的在光網絡中進行路由選擇，這大大地減少了其設計時受到的約束條件。采用監測跡的設計方案有希望真正實現網絡中所需要的監測器數量的最小化。

當前關于監測跡設計的非啟發式算法所采用的設計方法主要是通過整數線性規劃(ILP:Integer Linear Programming)來優化網絡中的監測資源分配。而針對監測跡設計提出的啟發式算法主要有兩種思路。一種是先確保每條物理鏈路擁有唯一編碼，再塑造監測跡的線性結構，如RCA+RCS(Random Code Assignment and Random Code Swapping)；另一種是先保證監測跡的有效線性結構，再對監測跡編碼，直到所有物理鏈路均獲得唯一編碼，如MTA(Monitoring Trail Allocation)。

MTA算法的思路是先保證監測跡的有效線性結構，再不斷增加監測跡直到所有的物理鏈路都能在發生故障時被準確的定位。

MTA算法是先把所有的物理鏈路放入一個不可分辨集合中，增加一條監測跡就會把這個集合分割為兩個集合，被新增加的監測跡經過的所有物理鏈路構成一個集合，未被監測跡經過的所有物理鏈路構成另一個集合。再增加一條監測跡就相當于把這兩個集合分割為四個集合，然后不斷地增加監測跡，不可分辨集合的數量成倍增長。當不可分辨集合中只剩一個元素，即某個不可分辨集合中只有唯一條鏈路，則表明這條鏈路成為了明確鏈路，能被當前的臨時編碼唯一標識。當被分割出來的集合數量等同于網絡的所有鏈路數，并且所有的物理鏈路都已經被至少一條監測跡經過時，所有的物理鏈路都擁有唯一的報警碼，即監測系統能準確定位網絡中的所有失效鏈路。在這個過程中，在增加單條監測跡的時候，可能會出現多個短的臨時監測跡，它們被稱為片段。在MTA算法中為了減少監測跡的數量，使用最短路算法盡可能的將多個片段都拼接形成一條長的完整的監測跡。從而達到減少了鏈路失效監測與定位系統使用的監測器的數量，降低了整個系統的成本。

然而，現有的利用監測跡進行故障監測的方案都是基于監測資源充足的前提下實現的，沒有考慮網絡中的監測資源不足的場景。由于網絡中的可用資源非常有限并且寶貴，在工程實現中很可能會出現監測資源不足的狀況。當網絡中的監測資源不足時，利用監測跡進行故障監測時將會出現部分鏈路故障無法定位的情況。假設網絡中只發生單鏈路故障，即不考慮網絡中多條鏈路同時發生故障的情況。當單鏈路故障發生在無法進行故障定位的鏈路上后，由于無法定位故障，故障鏈路上的數據就會發生丟失，這些丟失的數據被稱為業務損失。因此，在監測資源不足的情況下，如何最小化業務損失是一個非常值得研究的課題。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種全光網絡中基于受限監測資源的監測跡設計方法，通過監測跡設計和規劃路由來減小由不明確鏈路故障引起的業務損失，從而有效地解決受限監測資源下的單鏈路故障監測問題。

為實現上述發明目的，本發明全光網絡中基于受限監測資源的監測跡設計方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)、初始化相關參數

初始化監測跡條數上限M，最大迭代次數K、當前迭代次數k←0、業務需求矩陣集合D＝{d_ij}(i,j＝1,2,...,N)，其中d_ij表示節點i到節點j的業務需求，N為網絡中的節點總數，以及最小業務損失min_obj←∞、最小監測跡集合min_T←Φ和最小業務路由集合min_R←Φ；

(2)、初始化第k(k＝1,2,...,K)次迭代中的最小業務損失min_obj、最小監測跡集合min_T和最小業務路由集合min_R；

(3)、計算第k次迭代時的業務路由及各鏈路承載的波長數