[發明專利]一種基于全光波長轉換的路由和波長分配方法及裝置

有效

• 申請號: 202111027199.3
• 申請日: 2021-09-02
• 公開（公告）號: CN113726442B
• 公開（公告）日: 2022-07-19
• 發明（設計）人: 沈綱祥;卜欣欣
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: H04B10/50
• 分類號: H04B10/50;H04Q11/00
• 代理公司: 蘇州市中南偉業知識產權代理事務所(普通合伙) 32257
• 代理人: 王廣浩

1.一種基于全光波長轉換的路由和波長分配方法，其特征在于：包括以下步驟：

S1：在網絡中引入全光波長轉換器；

S2：根據稀疏波長轉換器放置原理，在網絡節點中放置相應數量的全光波長轉換器；

S3：為業務建立光通道，其中，建立光通道包括以下步驟：

S31：建立OSNR感知路由和波長分配算法模型，所述OSNR感知路由和波長分配算法模型包括傳輸損耗、ASE噪聲和OSNR損傷；

S32：使用所述OSNR感知路由和波長分配算法模型計算各路由的OSNR，采用最高的OSNR路由建立光通道，完成波長分配；

所述步驟S2中，根據稀疏波長轉換器放置原理，進行全光波長轉換器放置包括最短路由遍歷次數優先放置、最大跳數優先放置和阻塞原因優先放置；

所述最短路由遍歷次數優先放置，具體包括以下步驟：

計算每個網絡節點被固定最短路由遍歷的總次數，定義為V_s，s是節點序號；

利用公式在每個網絡節點放置數量C_s的全光波長轉換器，其中，T是整個網絡的波長轉換器總數量，N是網絡節點集合；

所述最大跳數優先放置，具體包括以下步驟：

比較經過每個網絡節點的固定最短路由的最大跳數，并將最大跳數定義為V_s；

利用公式在每個網絡節點放置數量C_s的全光波長轉換器，其中，T是整個網絡的波長轉換器總數量，N是網絡節點集合，將轉換器放置在最大跳數更大的節點上；

所述阻塞原因優先放置，具體包括以下步驟：

根據網絡當前的資源狀態找到被阻塞的業務；

假設網絡中所有節點都具備完全的波長轉換能力，利用自適應最短路由算法為每條被阻塞業務尋找可用路由，如找到可用路由，檢查該路由所有鏈路上的波長狀態，確定在哪個節點放置波長轉換器使得該條路由被成功建立；

在此基礎上，計算每個節點需要的全光波長轉換器總數量，定義為V_s，利用公式在每個網絡節點放置數量C_s的全光波長轉換器，其中，T是整個網絡的波長轉換器總數量，N是網絡節點集合，且一個節點的V_s越大，其越需要波長轉換；

所述OSNR感知路由和波長分配算法模型：

其中，OSNR_total表示光路初始OSNR，表示第i^th個光放大器的ASE噪聲功率；

表示第j^th個全光波長轉換器的OSNR損傷，其中，具體計算為OSNR_penalty＝OSNR_WC-OSNR_NWC＝10lg(P_NWC/P_WC)，OSNR_WC表示有波長轉換系統的OSNR，OSNR_NWC表示無波長轉換系統的OSNR，P_WC和P_NWC代表有無波長轉換系統的噪聲功率，在公式(1)中使用α表示P_NWC/P_WC，α^j為第j^th個全光波長轉換器的P_NWC/P_WC；

所述步驟S32中使用所述OSNR感知路由和波長分配算法模型計算各路由的OSNR，具體計算過程包括以下步驟：

S321：計算利用如下公式：

其中，G為第i^th個光放大器的增益，NF為對應G的噪聲；

S322：得到未考慮OSNR損傷的OSNR_s：

OSNR_s＝P_out/P_Ase＝1/P_Ase(mw) (4)

其中，P_out為光放大器的發射功率；

S323：根據得到的OSNR_s與對應的OSNR門限值比較，得到對應的調制格式，根據調制格式確定對應的OSNR損傷，根據OSNR_penalty＝OSNR_WC-OSNR_NWC＝10lg(P_NWC/P_WC)得出α^j；

S324：將每個鏈路和每個波長轉換節點的成本設置為和α^j，代入公式(1)計算，得到對應的OSNR；

S325：將每個鏈路的OSNR進行比較，選擇最高的OSNR路由建立光通道。

2.一種基于全光波長轉換的路由和波長分配裝置，采用如權利要求1中所述的一種基于全光波長轉換的路由和波長分配方法進行路由和波長分配，其特征在于：包括：

部署單元，用于根據稀疏波長轉換器放置原理，在網絡節點中放置相應數量的全光波長轉換器；

計算單元，用于為業務建立光通道，包括第一計算單元和第二計算單元，其中：

所述第一計算單元，用于建立OSNR感知路由和波長分配算法模型，所述OSNR感知路由和波長分配算法模型包括傳輸損耗、ASE噪聲和OSNR損傷；

所述第二計算單元，用于使用所述OSNR感知路由和波長分配算法模型計算各路由的OSNR，采用最高的OSNR路由建立光通道，完成波長分配。