[發明專利]一種災難狀態下維持業務可靠性等級的光網絡抗毀方法

有效

• 申請號: 201710151099.9
• 申請日: 2017-03-14
• 公開（公告）號: CN107040306B
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發明（設計）人: 鮑寧海;蘇國慶;吳亞坤;匡明
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: H04B10/032
• 分類號: H04B10/032;H04L12/24;H04L12/911;H04L12/927;H04L12/703
• 代理公司: 重慶市恒信知識產權代理有限公司 50102
• 代理人: 劉小紅

1.一種災難狀態下維持業務可靠性等級的光網絡抗毀方法，在災難事件發生前，網絡G(N,L)中的每個業務連接c均由一條帶寬為的工作通路構成，其可靠性R_c均大于或等于相應業務等級的可靠性門限S_k，N代表網絡中所有節點的集合，L代表網絡中所有雙向鏈路的集合，k為業務連接c的業務等級，K＝{1,2,…,k}，k值越大表示業務等級越高，且有S₁＜S₂＜…＜S_k，其特征在于，光網絡抗毀算法包括以下步驟：

101、當大規模災難事件對網絡造成嚴重損毀，光纖鏈路出現斷裂或可靠性下降時，將網絡中的受損業務連接放入集合C_d，所述受損業務包括中斷的業務連接和暫未中斷但可靠性低于門限S_k的業務連接，未受損業務連接放入集合C_s；

102、利用啟發式算法對集合C_d中的業務連接進行重路由和/或保護路由計算；具體包括步驟：

1)釋放受損業務連接集合C_d中業務連接的帶寬資源，更新網絡資源狀態；

2)根據式(4)更新全網的鏈路代價c_l，其中，r_l為鏈路l的可靠性，w_l為鏈路l上的工作帶寬，W為鏈路l上的總帶寬容量，并設權重系數m為大于1的正整數；

3)對集合C_d中的業務連接按業務等級k降序排列，并依次對每一業務連接做如下操作：利用Dijkstra算法為當前業務連接尋找一條最小代價路作為工作通路，并計算該工作通路可靠性如果此時該業務連接的可靠性如果則再次利用Dijkstra算法為該業務連接尋找一條與鏈路分離的最小代價路作為保護通路，計算該保護通路可靠性此時該業務連接的可靠性

103、根據不同等級業務的原始帶寬需求，利用MILP混合整數線性規劃模型I進行網絡帶寬資源的最優分配；對于災后話務突發期的帶寬增配需求，利用MILP混合整數線性規劃模型II進行網絡帶寬資源的最優分配；所述步驟103針對原始帶寬需求的資源分配MILP模型I的目標函數為：

公式(5)包含兩部分：第一部分用于最大化各等級受損業務的帶寬分配，第二部分(α₃+0.1α₂+0.01α₁)用于最大化不同等級業務的最小帶寬恢復度門限，權重系數{1，0.1，0.01}用于區分不同等級業務的帶寬分配優先級；

約束條件為：

公式(6)給定不同等級業務連接分配的工作帶寬范圍，其中，λ_c表示受損業務連接c在原始帶寬需求下分配的工作帶寬，α_k表示k類業務連接的最小帶寬恢復度門限，為業務連接c的原始帶寬需求；

β_c＝λ_c,c∈C_p (7)

公式(7)確保在保護通路上分配的帶寬與相應的工作通路帶寬一致，其中，β_c為業務連接c分配的保護通路帶寬；

0≤α₁≤α₂≤α₃≤1 (8)

公式(8)確定不同等級業務連接的最小帶寬恢復度關系及取值范圍；

公式(9)為鏈路容量約束，鏈路l上分配的帶寬資源不超過鏈路l上的帶寬總量；

所述步驟103原始帶寬需求的資源分配完成后，將MILP模型I中的輸出變量λ_c作為MILP模型II的輸入變量，針對災后話務突發期的帶寬增配MILP模型II的目標函數為：

公式(10)用于最大化各等級業務的帶寬分配，其中，λ_c′為災后話務突發期業務連接c分配的工作帶寬，權重系數{1，0.1，0.01}用于區分不同等級業務的帶寬增配優先級；

約束條件為：

公式(11)給定集合C_s中業務連接分配的工作帶寬范圍；

λ_c≤λ′_c≤b_c，c∈C_d (12)

公式(12)給定集合C_d中業務連接分配的工作帶寬范圍；

β_c′＝λ′_c, c∈C_p (13)

公式(13)確保在保護通路上分配的帶寬與相應的工作通路帶寬一致，其中，β_c′為災后話務突發期業務連接c分配的保護通路帶寬；

公式(14)為鏈路容量約束，鏈路l上分配的帶寬資源不超過該鏈路的帶寬總量；

104、在步驟103所述的帶寬資源分配完成后，如果或λ′_c＜b_c，則在話務分配時征用部分保護帶寬或全部保護帶寬，與工作通路上分配的帶寬一起承載所需的工作話務，以降低災損網絡的話務損失率，其中，λ_c為業務連接c在工作通路上實際分配的帶寬，λ′_c為業務連接c在災后話務突發期分配的工作帶寬，為業務連接c的原始帶寬需求，b_c為業務連接c在災后話務突發期的帶寬需求。