專利名稱：集中式頻譜靈活光網絡信息同步方法及系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及頻譜靈活光網絡技術領域，具體涉及一種集中式頻譜靈活光網絡信息同步方法及系統。
背景技術：
頻譜靈活光網絡的突出特點是根據業務的需求動態地為業務分配相應大小的頻譜帶寬。即頻譜靈活光網絡利用全光網絡給業務分配連續的子載波，此處子載波相對于傳統波分復用網絡的波長粒度更小，能更好匹配不同大小的傳輸業務，提高了網絡的頻譜利用率，降低阻塞率。由于頻譜靈活光網絡是以粒度更小的子載波為單位，網絡根據業務請求的帶寬及業務的質量要求動態的為業務分配合適數量的子載波以及為業務采用合適的調制格式。若沿用現有波長交換光網絡的路由信令方案，網絡中的路由同步信息以及網絡中的各種信令信息必然會增多，隨著網絡規模的增大，網絡中的數據通信網(DCN)信息量猛增，占用大量的DCN帶寬，勢必會影響網絡的整體性能(比如路由模塊的泛洪同步時間變長，信令時延變長，網絡中業務建立失敗率增加等)。頻譜可變光網絡采用自適應的頻譜帶寬分配、自適應的速率調整以及自適應的調制方式改變策略。它可根據業務的需求動態地為業務選擇合適的路由、動態地為業務分配相應的頻譜帶寬、并選擇合適的調試格式、實現各種保護恢復方案等。由于頻譜靈活光網絡的特點，使得網絡在實現業務資源分配的時候，要同時考慮頻譜一致性約束、頻譜連續性約束(同一業務分配的頻譜子載波必須是連續的)、業務之間保護帶寬約束以及調制格式約束、損傷約束。因而頻譜靈活光網絡中除了管理信息和控制信息等數據通信網(DCN)信息，網絡中的節點信息、鏈接信息、損傷信息以及信令信息需要占用很大部分的DCN帶寬，隨著網絡規模的增大，各種類型的DCN信息必然會大幅度增加， 并占用大量的網絡帶寬。這些控制平面信息會對數據傳輸產生一定負面影響，甚至導致網絡擁塞或連接中斷。網絡節點信息包括節點的頻譜交叉轉換能力、節點資源狀態(再生器、光發射機 /接收機等)、端口頻譜約束、連接約束矩陣和節點損傷參數等；鏈路信息包括鏈路每信道最大寬度、鏈路頻譜權重、可用頻譜信息、共享保護頻譜信息、調制格式信息、保護帶寬信息寸。由于頻譜靈活光網絡的粒度是頻譜帶寬很小的子載波(比如6. 25GHz)，網絡經過一段時間的運行之后，整個網絡由于業務的到達與離去帶來的頻譜資源變化所引起的信息量(例如網絡中個鏈接上的頻譜權重、可用的連續頻譜、頻譜碎片等)要遠大于以波長為粒度(例如100GHz)的波長交換光網絡中的信息。隨著網絡規模的擴大，以及網絡中業務的頻繁變化，頻譜靈活光網絡中的頻譜資源信息的泛洪必然迅速增長，這將消耗大量的DCN 帶寬，影響網絡的性能。節點信息以及鏈接信息中都包含損傷信息。由于物理損傷的類型和參數非常復雜和龐大，當由路由模塊來實現損傷信息的同步時，一個僅包含一條鏈路的損傷消息包就可能達到Mbit級大小，而對單個節點來說，其攜帶的損傷信息可能包括本節點以及數條相關的鏈路，因而網絡中需要傳輸大量信息。這不僅會導致路由模塊的TE-LSA和其它類型LSA 的傳輸變慢，同時也會限制數據業務的傳輸率。若采用由信令模塊攜帶損傷信息時，由于信令不僅需要傳輸原有的建路、拆路以及保護恢復等信息，還要攜帶收集大量的損傷信息，必然會增大信令開銷，使得建路時延相對增大。信令模塊實現網絡連接管理功能(連接建立、連接刪除、查詢連接狀態、修改連接屬性、恢復)時，考慮頻譜靈活光網絡中頻譜一致性約束以及連續行約束、調制格式約束時，需要增加相應的屬性(如調制格式參數、光路特性參數)，擴展原有的標簽設置對象中相關的資源分配。當網絡中規模變大、業務變化頻繁時，網絡中傳輸的信令必然也消耗大量的DCN帶寬，引起網絡整體質量的下降。波長交換光網絡是基于波分多路復用傳輸網的自動交換光網絡。通過將控制平面引入波長網絡，采用通用多協議標記交換(GMPLQ和路徑計算單元(PCE)等控制平面技術， 實現路由和波長資源的動態調度，提高了波分多路復用網絡調度的靈活性和網絡管理的效率。波長交換光網絡根據路由波長分配是分離式(路由+波長分配)還是集中式(路由&波長分配)以及控制平面的路徑計算是分布式還是集中式，形成基于傳統AS0N/GMPLS 分布式控制平面下的分離式和集中式路由波長分配方案，以及基于PCE的集中式控制平面下的分離式和集中式路由波長分配方案。波長交換光網絡的體系架構如圖1所示。控制平面實現了光層資源的自動發現、 波長業務提供、保護恢復。傳送平面實現端到端的用戶信息傳送，也可以提供控制和網絡管理信息的傳送。波長交換光網絡信息同步采用的方式是利用對路由協議以及信令協議的擴展實現網絡資源的同步。對路由協議(如OSPF、IS-IS協議)的擴展，如圖2所示，使得網絡中的路由模塊能夠攜帶節點以及鏈接相關的鏈路狀態廣播(LSA)信息，包括節點交換能力LSA、波長資源情況LSA。損傷信息的同步，可以采用在路由協議中擴展損傷相關的LSA或者是在信令模塊中攜帶并收集損傷信息兩種機制來實現。由于頻譜靈活光網絡中的信息量相對于波長交換光網絡增加很多(如鏈接上的頻譜資源信息、業務相關的調制格式信息、網絡中增加的信令信息)，一旦網絡中各種業務變化頻繁，網絡的信息泛洪量以及網絡中的各種信令信息會很大，導致網絡的同步時間以及信令處理時間變長，引起整個網絡中節點掌握的并不是最新的網絡狀態信息，產生信息失真，導致資源占用(源節點分配的資源已經被其他連接預留和使用)和光路傳輸質量誤判(某些物理損傷，如串擾、非線性效應等)，引起網絡的阻塞率提高，網絡性能降低。

發明內容
(一)要解決的技術問題本發明的目的是提出一種新的基于PCE的路由方案，能夠有效的實現在減少網絡中的DCN信息量的同時，又能保證網絡信息的快速同步。(二)技術方案為了解決上述技術問題，本發明提供一種集中式頻譜靈活光網絡信息同步系統， 在每個域中配有一個集中資源管理(RCM)節點和多個普通節點；RCM節點中設有流量工程數據庫(TED)，TED中存放整個域中的節點信息和資源信息，包括鏈路的頻譜資源信息；同時RCM節點接收損傷監測評估模塊傳送的損傷信息，實時地更新其TED中的損傷信息；RCM節點根據其TED中存儲的各類信息，完成網絡業務路徑的選擇，同時為業務選擇合適的可用頻譜以及調制格式；在網絡業務完成頻譜資源分配之后， RCM節點根據記錄，將其TED中的信息進行更新；普通節點只是負責節點相關信息的泛洪，也就是只有在網絡節點發生故障、節點刪除或者網絡新增節點時，才將這樣的信息在網絡中進行泛洪，達到節點信息的同步。優選地，所有節點都包含全網的拓撲信息。優選地，網絡中的節點被激活后，普通節點就開始將自己的節點信息泛洪到其它節點，在路由協議中這些信息通過不同類型的鏈路狀態廣播(LSA)來傳遞。優選地，當網絡中有業務建立請求到達時，RCM節點根據其TED中存儲的網絡資源的信息，同時完成為業務選出合適的路徑和為業務選出合適的頻譜資源及調制格式，形成集中式的路由資源分配，然后交由信令模塊進行業務資源預留；資源預留成功后，RCM節點再根據已建立成功路徑的信息更新其TED中的信息。本發明還提供一種集中式頻譜靈活光網絡信息同步方法，將網絡的鏈接信息和損傷信息全部存儲在一個集中的資源模塊節點中，由這個資源模塊節點集中完成網絡資源信息的更新；普通節點只是負責節點相關信息的泛洪，也就是只有在網絡節點發生故障、節點刪除或者網絡新增節點時，才將這樣的信息在網絡中進行泛洪，達到節點信息的同步。(三)有益效果與原有的兩種泛洪機制(即路由泛洪方案和分布式的信令方案)相比，本發明集中式的路由方案，網絡中普通節點間只轉發節點相關的信息，而變化最頻繁的資源信息和損傷相關的信息直接存儲在RCM節點的流量工程數據庫中，并由RCM節點根據網絡中資源的變化進行實時更新，不需要將信息在網絡中的普通節點之間泛洪，極大的減少DCN網絡中的信息。網絡信息同步時延也大大降低，從而提高網絡的整體性能。相比與現有的網絡路由機制，網絡中的普通節點的功能也將極大的簡化，使得網絡中的普通節點的實現將更加簡單，簡化網絡底層硬件的實現。


圖1為現有技術中的波長交換光網絡體系架構；圖2為現有技術中擴展路由協議實現網絡信息同步的示意圖，其中①表示生產節點相關的LSAs、鏈接頻譜相關的LSA、調制格式相關的LSA、損傷信息相關的LSA，②表示泛洪產生的LSAs，③表示接收其他節點發來的LSAs，④表示域間相關的LSA的收發；圖3為本發明信息同步機制的示意圖，其中①表示生成節點相關的LSAs，②表示泛洪節點相關的LSAs，③表示接收節點相關的LSAs，④表示路由協議，⑤表示PCEP協議更新資源相關的信息(頻譜信息、鏈路損傷信息)。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例，對本發明的具體實施方式
作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發明，但不是限制本發明的范圍。本發明所述的集中式頻譜靈活光網絡信息同步方法，將網絡的鏈接信息和損傷信息全部存儲在一個集中的資源模塊節點中，由這個資源模塊節點集中完成網絡資源信息的更新；普通節點只是負責節點相關信息的泛洪，也就是只有在網絡節點發生故障、節點刪除或者網絡新增節點時，才將這樣的信息在網絡中進行泛洪，達到節點信息的同步。本發明采用集中式信息同步系統的網絡中的節點分為兩類一種是集中資源管理 (RCM-Resources Concentrate Management)節點，每個域中配有一個 RCM 節點；一種是普通節點。如圖3所示。RCM節點中設有流量工程數據庫(TED)，TED中存放的是整個域中的節點信息和資源信息，包括鏈路的頻譜資源信息等。同時RCM節點接收損傷監測評估模塊傳送的損傷信息，實時地更新其流量工程數據庫中的損傷信息。RCM節點的功能是根據其TED中存儲的各類信息，完成網絡業務路徑的選擇，同時為業務選擇合適的可用頻譜以及調制格式。在網絡業務完成頻譜資源分配之后，RCM節點根據記錄，將其TED數據庫中的信息進行更新。普通節點負責更新網絡節點相關的信息(除了節點相關的損傷信息)，并將此信息通過路由協議泛洪到其他所有節點。這就是說普通節點不具備路徑計算功能，只具備簡單的網絡拓撲的發現以及鏈路節點故障的上報。所有節點都包含全網的拓撲信息。網絡中的節點被激活后，普通節點就開始將自己的節點信息泛洪到其它節點。在路由協議中這些信息通過不同類型的LSA來傳遞。集中式的信息同步方案的優勢在于由于將網絡中變化頻繁的信息(頻譜信息、損傷信息等)都存儲在RCM節點的流量工程數據庫中，因而整個網絡中的數據包量很小，能極大的降低網絡傳輸時延，提高網絡的整體性能。當網絡中有業務建立請求到達時，RCM節點根據其流量工程數據庫中存儲的網絡資源的信息，同時完成為業務選出合適的路徑和為業務選出合適的頻譜資源及調制格式， 形成集中式的路由資源分配，然后交由信令模塊進行業務資源預留。資源預留成功后，RCM 節點再根據已建立成功路徑的信息更新其流量工程數據庫中的信息。因為網絡中的普通節點只是負責節點相關信息的泛洪，也就是只有在網絡節點發生故障、節點刪除或者網絡新增節點時，才將這樣的信息在網絡中進行泛洪，達到節點信息的同步，這在很大程度上減少了網絡中的泛洪信息量，使得DCN網絡中消耗帶寬的極大的減少，減少了網絡傳輸時延引起的網絡信息不同步等一系列問題，提高了網絡的整體性能。以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和替換，這些改進和替換也應視為本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種集中式頻譜靈活光網絡信息同步系統，其特征在于在每個域中配有一個集中資源管理(RCM)節點和多個普通節點；RCM節點中設有流量工程數據庫(TED)，TED中存放整個域中的節點信息和資源信息， 包括鏈路的頻譜資源信息；同時RCM節點接收損傷監測評估模塊傳送的損傷信息，實時地更新其TED中的損傷信息；RCM節點根據其TED中存儲的各類信息，完成網絡業務路徑的選擇，同時為業務選擇合適的可用頻譜以及調制格式；在網絡業務完成頻譜資源分配之后， RCM節點根據記錄，將其TED中的信息進行更新；普通節點只是負責節點相關信息的泛洪，也就是只有在網絡節點發生故障、節點刪除或者網絡新增節點時，才將這樣的信息在網絡中進行泛洪，達到節點信息的同步。
2.如權利要求1所述的集中式頻譜靈活光網絡信息同步系統，其特征在于所有節點都包含全網的拓撲信息。
3.如權利要求1或2所述的集中式頻譜靈活光網絡信息同步系統，其特征在于網絡中的節點被激活后，普通節點就開始將自己的節點信息泛洪到其它節點，在路由協議中這些信息通過不同類型的鏈路狀態廣播(LSA)來傳遞。
4.如權利要求3所述的集中式頻譜靈活光網絡信息同步系統，其特征在于當網絡中有業務建立請求到達時，RCM節點根據其TED中存儲的網絡資源的信息，同時完成為業務選出合適的路徑和為業務選出合適的頻譜資源及調制格式，形成集中式的路由資源分配，然后交由信令模塊進行業務資源預留；資源預留成功后，RCM節點再根據已建立成功路徑的信息更新其TED中的信息。
5.一種集中式頻譜靈活光網絡信息同步方法，其特征在于將網絡的鏈接信息和損傷信息全部存儲在一個集中的資源模塊節點中，由這個資源模塊節點集中完成網絡資源信息的更新；普通節點只是負責節點相關信息的泛洪，也就是只有在網絡節點發生故障、節點刪除或者網絡新增節點時，才將這樣的信息在網絡中進行泛洪，達到節點信息的同步。
全文摘要
本發明是一種集中式頻譜靈活光網絡信息同步方法及系統，該系統中在每個域中配有一個集中資源管理(RCM)節點和多個普通節點；RCM節點中設有流量工程數據庫(TED)，TED中存放整個域中的節點信息和資源信息，包括鏈路的頻譜資源信息；同時RCM節點接收損傷監測評估模塊傳送的損傷信息，實時地更新TED中的損傷信息；RCM節點根據TED中存儲的各類信息，完成網絡業務路徑的選擇，同時為業務選擇合適的可用頻譜以及調制格式；在網絡業務完成頻譜資源分配之后，RCM節點根據記錄，將TED中的信息進行更新；普通節點只是負責節點相關信息的泛洪，也就是只有在網絡節點發生故障、節點刪除或者網絡新增節點時，才將這樣的信息在網絡中進行泛洪，達到節點信息的同步。
文檔編號H04L12/56GK102394826SQ201110346068
公開日2012年3月28日 申請日期2011年11月4日 優先權日2011年11月4日
發明者喻子燕, 喻松, 張 杰, 紀越峰, 趙永利, 顧畹儀 申請人:北京郵電大學