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1、(10)申请公布号 CN 102611573 A (43)申请公布日 2012.07.25 C N 1 0 2 6 1 1 5 7 3 A *CN102611573A* (21)申请号 201210039310.5 (22)申请日 2012.02.21 H04L 12/24(2006.01) H04B 10/08(2006.01) H04B 10/12(2006.01) (71)申请人电子科技大学 地址 611731 四川省成都市高新区（西区）西 源大道2006号 (72)发明人李永刚 曾雪 (74)专利代理机构成都行之专利代理事务所 (普通合伙) 51220 代理人温利平 (54) 发明名称。
2、 一种缩短抗毁光网络内故障恢复时间的方法 (57) 摘要 本发明公开了一种缩短抗毁光网络内故障恢 复时间的方法，通过考虑保护路径上的OXC设备 的开关预配置状态，根据OXC设备开关的预置状 态设置保护路径，在光网络恢复时，打交叉的OXC 设备数量减少，所耗费的时间也相应减少，缩短了 故障恢复的时间。本发明不仅可以得到环状网的 恢复速度，并且也可获得格状网的灵活性，充分利 用了两种网络的优势，也不会增大网络管理的复 杂度。 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书4页 附图3页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 3 页 1。
3、/1页 2 1.一种缩短抗毁光网络内故障恢复时间的方法，其特征在于，包括以下步骤： (1)、在一个给定光网络G(V，N，W)中，为每一随机时刻到达的业务Tr分配网络资源： 使用最短路径算法求取路径最短的工作路径，记为Pr，并为其分配一空闲波长，其中，V为 节点集合，N为链路集合，W为波长集合； (2)、将各业务的工作路径所占链路删除，用最短路径算法求取最短路径Br，最短路径 Br所包含的节点集合记为Z； (3)、节点集合Z与其邻接的所有节点组成节点集合Z； (4)、在节点集合Z中找出一条路径P，使得工作路径Pr出现故障的情况下，启动这条 路径P作为保护路径时，路径P上所有节点的OXC(光交叉连。
4、接，Optical Cross-connect) 设备所耗费的平均交叉时间t sw 之和最小； 平均交叉时间t sw 为： 其中，m为当前需要OXC做一次交叉才能完成切换的保护路径总量，n为不需OXC做交 叉就可完成切换的保护路径总量，t b 为OXC做一次交叉所用时间。 2.根据权利要求1所述的缩短抗毁光网络内故障恢复时间的方法，其特征在于，在步 骤(4)中，寻找路径P时，如果节点集合Z中节点构成的路径数量超过设定阈值时，则在阈 值数量路径范围内寻找路径P。 权 利 要 求 书CN 102611573 A 1/4页 3 一种缩短抗毁光网络内故障恢复时间的方法 技术领域 0001 本发明属于光。
5、网络生存性技术领域，更为具体地讲，涉及一种缩短抗毁光网络内 故障恢复时间的方法。 背景技术 0002 光网络生存性打破了传统网络安全的概念，其更加强调在网络经受攻击、故障或 自然灾害的时候能够及时的恢复主要功能的能力。随着光网络上频繁的安全问题的出现， 光网络生存性受到越来越多的关注且已成为当今网络理论研究的热点。然而，光网络生存 性研究仍处于起始阶段，当前还未形成成熟的理论体系，缺少统一规范。对生存性网络的保 护和恢复设计是一个难题。 0003 光网络生存性的主要特性是当光网络遇到攻击或故障时，能够提供必要的恢复服 务。完成这些恢复服务后，光网络应能维持原无故障时的基本性能参数，诸如数据完整。
6、性、 隐秘性等等。 0004 为了确保光网络故障后能提供主要服务的能力，生存性光网络必须有四个要素， 包括对攻击的抵抗力、识别力、故障后的恢复能力、对未来风险的自适应处理能力。 0005 光网络故障后的恢复能力主要采用光网络的P圈保护技术，这是一种新的保护方 式，其将环(Ring)网的优势和格状(Mesh)网的优势结合起来，同时具有环网快速的恢复与 格状网络很高的资源使用效率。P圈的概念可适用于各种类型的网络，例如WDM，IP，MPLS， SDH，SONET以及下一代具有智能的ASON网络。P圈保护是利用网状网中的空闲链路资源来 预先设置环形通道，即P圈，它可以实现格状网络中的快速保护，同时允。
7、许工作通道在网络 资源图上选择最短的直达路由。通常在光网络故障之前设置好P圈，并且预先设计出发生 各种故障时P圈需进行的实时倒换动作。尽管在倒换功能及网络拓扑两方面，P圈保护和环 网保护相似，但P圈保护与目前基于环的保护系统，包括1+1，单向通道保护环UPSR，双向线 路倒换环BLSR，共享备用通路保护SBPP等并不相同，因为它不仅能对环上链路(on-cycle) 的故障提供保护，还能为跨接链路(straddling span)的故障提供保护。 0006 但是P圈保护有其局限性。在许多情况下，要获得高的资源利用率必须配置足够 大的P圈。但实际光网络运行时，光链路是动态变化的，所以需要不断的调整。
8、P圈的尺寸，从 而资源利用率也随着P圈的缩小而降低。网络服务商也需要不断的重新优化P圈的配置， 这样就增大了光网络管理的负担。 发明内容 0007 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种缩短抗毁光网络内故障恢复时 间的方法，在减少恢复时间的同时，不增加光网络管理的负担。 0008 为实现上述发明目的，本发明缩短抗毁光网络内故障恢复时间的方法，其特征在 于，包括以下步骤： 0009 (1)、在一个给定光网络G(V，N，W)中，为每一随机时刻到达的业务Tr分配网络资 说 明 书CN 102611573 A 2/4页 4 源：使用最短路径算法求取路径最短的工作路径，记为Pr，并为其分配一空闲波。
9、长，其中，V 为节点集合，N为链路集合，W为波长集合； 0010 (2)、将各业务的工作路径所占链路删除，用最短路径算法求取最短路径Br，最短 路径Br所包含的节点集合记为Z； 0011 (3)、节点集合Z与其邻接的所有节点组成节点集合Z； 0012 (4)、在节点集合Z中找出一条路径P，使得工作路径Pr出现故障的情况 下，启动这条路径P作为保护路径时，路径P上所有节点的OXC(光交叉连接，Optical Cross-connect)设备所耗费的平均交叉时间t sw 之和最小； 0013 平均交叉时间t sw 为： 0014 0015 其中，m为当前需要OXC做一次交叉才能完成切换的保护路径总。
10、量，n为不需OXC 做交叉就可完成切换的保护路径总量，t b 为OXC做一次交叉所用时间。 0016 作为本发明的进步改进，由于光网络中，节点集合Z中的节点数量可能较大，在节 点集合Z中的节点构成的路径中需找路径P，需要计算的路径数量也也会非常巨大，这样， 会增加寻找的时间，因此，在步骤(4)中，寻找路径P时，如果节点集合Z中节点构成的路 径数量超过设定阈值时，则在阈值数量路径范围内寻找路径P。 0017 本发明的发明目的是这样实现的： 0018 光网络的WDM层中OXC设备的打交叉来对业务进行切换所耗费的时间占去光网 络恢复时间的一大部分，在5-10毫秒左右，对该参数进行优化对缩短恢复时间起。
11、到关键作 用。本发明缩短抗毁光网络内故障恢复时间的方法，通过考虑保护路径上的OXC设备的开 关预配置状态，根据OXC设备开关的预置状态设置保护路径，在光网络恢复时，打交叉的 OXC设备数量减少，所耗费的时间也相应减少，缩短了故障恢复的时间。本发明不仅可以得 到环状网的恢复速度，并且也可获得格状网的灵活性，充分利用了两种网络的优势，也不会 增大网络管理的复杂度。 附图说明 0019 图1是一种光网络在两种不同情况下的拓扑图； 0020 图2是节点的OXC设备的内交叉状态图； 0021 图3是本发明缩短抗毁光网络内故障恢复时间的方法一具体实施方式的流程图； 0022 图4是本发明缩短抗毁光网络内故。
12、障恢复时间的方法一具体实施方式下保护路 径寻找示意图。 具体实施方式 0023 下面结合附图对本发明的具体实施方式进行描述，以便本领域的技术人员更好地 理解本发明。需要特别提醒注意的是，在以下的描述中，当已知功能和设计的详细描述也许 会淡化本发明的主要内容时，这些描述在这里将被忽略。 0024 在光网络中，能够快速恢复被故障中断的业务是生存性网络的首要要求，所以重 点对业务故障下的切换时间、恢复时间等时间参数做研究，是一项重要的研究内容。光网络 说 明 书CN 102611573 A 3/4页 5 的WDM层中OXC设备的打交叉来对业务进行切换所耗费的时间占去恢复时间的一大部分， 在5-10毫。
13、秒左右，对该参数进行优化对缩短恢复时间起到关键作用。 0025 图1是一种光网络在两种不同情况下的拓扑图。 0026 如图1所示的拓扑，在E点有分支。图1(a)中，拓扑中有工作路径Pr1即路径AD 承载业务Tr1，工作路径Pr2即路径BC承载业务Tr2，此外，还有工作路径Pr1的保护路径 P1即路径AED和工作路径Pr2的保护路径P1即路径BAEC。 0027 在这里，假设正常情况下节点E的OXC设备的交叉打到了AED的方向，在工作路径 Pr1故障的时候保护路径P1启动，节点E的OXC设备不用重新动作做交叉，但当工作路径 Pr2故障时候，保护路径P2启动，这时节点E的OXC设备需要重新动作将交。
14、叉打在了AEC方 向，那么业务Tr2切换到保护路径P2上所用的时间就应该加上节点E的重新动作的时间， 使得业务Tr2的切换时间加长。 0028 图1(b)中，正常情况下节点E的OXC设备的交叉打在了AEC的方向，工作路径Pr1 的保护路径P1变为了路径ACD，这样无论工作路径Pr1，即业务Tr1还是工作路径Pr2，即 业务Tr2故障，切换到保护路径P1或P2上时，节点E的OXC设备都不需要再重新动作做交 叉。通过图1中的情况可知，光网络中的中间节点的OXC的正常情况下打交叉的方向影响 到故障下业务恢复时间。 0029 在本发明中，定义了一个时间参数，即平均交叉时间t sw ，平均交叉时间t s。
15、w 为： 0030 0031 其中，m为当前需要OXC做一次交叉才能完成切换的保护路径总量，n为不需 OXC做交叉就可完成切换的保护路径总量，t b 为OXC做一次交叉所用时间，参数t b 一般在 5-10ms。 0032 图2是节点的OXC设备的内交叉状态图。 0033 如图2所示，光网络中有一中间节点的OXC设备，假设有m条保护路径经过i2到 o1，n条保护路径经i1到o2，此时节点的OXC设备正交叉在i1o2上，那么那m条i2到o1 的保护路径所保护的业务需要切换的时候，节点的OXC设备就要重新将打到i1o2的交叉给 切换到i2o1上，那么这n+m条保护路径在节点上的平均打交叉的时间，即。
16、平均交叉时间t sw 就是式子(1)。 0034 图3是本发明缩短抗毁光网络内故障恢复时间的方法一具体实施方式的流程图。 0035 如图3所示，在本实施例中，本发明缩短抗毁光网络内故障恢复时间的方法包括： 0036 (1)、读入光网络物理拓扑并初始化； 0037 (2)、为到达的业务Tr分配网络资源：使用最短路由算法求取路径最短的工作路 径Pr，并为其分配一空闲波长； 0038 (3)、将工作路径Pr所占链路删除，用最短路径法求取最短路径Br，最短路径Br所 包含的节点集合记为Z； 0039 (4)、节点集合Z与其邻接的所有节点组成节点集合Z； 0040 (5)、在节点集合Z中找出一条路径P，。
17、使得工作路径Pr出现故障的情况 下，启动这条路径P作为保护路径时，路径P上所有节点的OXC(光交叉连接，Optical Cross-connect)设备所耗费的平均交叉时间t sw 之和最小； 说 明 书CN 102611573 A 4/4页 6 0041 (6)、等待业务到达，返回步骤(2)。 0042 图4是本发明缩短抗毁光网络内故障恢复时间的方法一具体实施方式下保护路 径寻找示意图。 0043 图4所示是一个五节点的小型光网络，假设网络已经承载业务Tr2，且其工作路径 为Pr2、保护路径为P2，在某时刻到来业务Tr1，如图4(a)所示，此时需要为业务Tr1分配工 作路径Pr1和保护路径P。
18、1。工作路径Pr1依据最短路径算法求取，在本实施例中为AD。 0044 删除工作路径Pr1所占链路业务，业务Tr1的保护通路的计算拓扑图更新为图 4(b)。按照以下步骤求取保护路径P1： 0045 a)、最短路由算法求出路径Br1，如图4(c)所示，路径Br1上的节点集合Z1为节点 A、E和D，其中E为中间节点；节点集合Z1与其邻接的所有节点B、C组成节点集合Z1； 0046 b)、根据公式(1)，节点集合Z中找到路径AED，计算该路径上节点的OXC设备的 平均交叉时间t sw ，得节点E点的OXC设备的平均交叉时间t sw ： 0047 0048 其他节点A、B、C、D的平均交叉时间t sw。
19、 均为0； 0049 c)、在拓扑图(b)中路径还可以选择路径AECD，如图4(d)所示，这条路径中，中间 节点集合与也为E和C，与保护路径为P2相同，根据公式(1)，它们的OXC设备的平均交叉 时间t sw 都为0； 0050 d)、根据步骤b)和c)的结果进行比较，图4(d)中的路径P1所求平均交叉时间t sw 之和最小，故选取AECD作为业务Tr1的保护路径P1。 0051 本发明创新之处在于利用中间节点的OXC设备的开关预置状态来设计光网络的 保护路径，通过OXC设备的开关预置可将光网络内链路OXC的开关连成一个环状网，从而可 实现在大型Mesh网内实现与环状网技术的结合，使得保护路径。
20、兼顾了环状网的快速恢复， 减少了恢复时间，又具有Mesh网的灵活性。 0052 尽管上面对本发明说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领的技术人 员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术 人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变 化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。 说 明 书CN 102611573 A 1/3页 7 图1 图2 说 明 书 附 图CN 102611573 A 2/3页 8 图3 说 明 书 附 图CN 102611573 A 3/3页 9 图4 说 明 书 附 图CN 102611573 A 。