专利名称：一种双链路故障的共享路径保护方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在光网络中对双链路故障进行保障的技术领域，具体地说是一种双链路故障的共享路径保护方法及装置。
背景技术：
随着Internet业务的快速增长，用户对网络带宽的需求越来越大，现有的网络已经难以满足日益增长的需要。WDM(Wavelength Division Multiplexing，波分复用)技术的出现，使得在一根光纤上可以承载几十甚至数百个波长信道，每个波长信道可以达到吉比特/秒的速率。WDM技术已经获得了越来越多的业界认可和支持。WDM技术较好的解决了骨干网上的带宽需求，但在传统的点对点WDM网络中，业务在其经过的每个中间节点处需要执行代价昂贵的光/电/光转换，而且这种转换处理也使得信道速率受限于电子瓶颈。由OXC(Optical Cross Connect，光交叉连接)组成的波长路由光网络，通过提供波长级的路由，极有可能成为组建下一代骨干网的技术选择。
在波长路由光网络中，网络的存活性受到了越来越大的重视。这主要是基于下面的原因首先，由于波长路由光网络采用了WDM技术，因此即使单个网络资源(节点设备、链路)故障也可能会引起多个波长信道失效(即出现故障，下同)，从而引起大量数据损失；其次，随着电子商务、视频点播等业务的出现，人们对网络的存活性提出了越来越高的要求。目前，提高波长路由光网络的存活性主要有两种方式保护技术和恢复技术。在这两种技术中，对每个业务均建立两条通路工作通路和保护通路，通常情况下，由工作通路来承载业务，而当工作通路失效时，将受影响的业务切换到保护通路。保护技术在业务到达时就建立起工作通路和保护通路，并且在这两条通路上都预留波长，当工作通路发生故障时，直接将业务切换到保护通路上即可；而恢复技术开始只建立工作通路，当工作通路发生故障时必须重新寻找路由、分配空闲波长来建立保护通路，如果无法建立可行的保护通路(由于无法找到空闲的波长或者合适的路由等情况)，则该业务无法恢复。因此，与恢复技术相比，保护技术虽然需要预留更多的波长，但其具有恢复速度快、执行简单以及在单链路故障时可以保证100％恢复等优点。光层处于波长路由网络的底层，如果光层存活性较差，当光层无法恢复业务时，由于光层汇聚了大量的逻辑层业务，因此需要在逻辑层恢复大量的业务，并且有些情况下可能无法恢复，因此光层需要较强的存活性，而保护技术更适合于提高光层的存活性。
按照保护通路是保护整条工作通路还是保护工作通路的某个链路，保护技术可以分为路径保护和链路保护；按照波长是否可以共享，保护技术又可以分为共享保护和专有保护。与链路保护相比，路径保护需要较少的波长，不需要错误定位，但恢复时间稍长；与专有保护相比，共享保护能够节约波长、提高波长使用效率。共享保护是基于以下事实的如果两条相交的保护通路(两通路相交是指它们经过某个相同的链路)在任何情况下都不会同时使用它们的公共链路，则在它们的公共链路上只需要预留一个单位的波长。例如，在单链路故障下，如果两条工作通路不相交，并且这两条工作通路相应的保护通路相交，则这两条保护通路在它们的公共链路上可以共享波长。
网络的存活性问题已经得到了广泛的研究，但这些研究绝大多数都是基于单链路故障的。所谓单链路故障，是指在任一时刻，网络中最多只有一条链路失效。双链路故障可以看作是单链路故障的推广，它是指在任一时刻网络中最多只有两条链路失效。网络中的双链路故障情况已经不容忽视，主要因为(1)虽然恢复一条工作通路只需几毫秒至几秒的时间，然而要修复由光纤割断等情况引起的链路故障通常需要数小时甚至数天，因此在一个链路故障修复前，很可能发生另外一个链路故障；(2)物理层的一段光纤可能与光层的多条链路相关，也就是说一段光纤发生故障可能导致光层的多条链路故障；(3)某些关键业务如电子商务、视频会议等需要较高等级的服务保证，对网路的存活性提出了更高的要求，不能只限于对单链路故障的保护。这里的链路均指光层的链路。
一般说来，要保护双链路故障，就必须为每个业务建立一条工作通路和两条保护通路。如果采用路径保护方式，同一业务的工作路径和保护路径必须是链路不相交的。专有路径保护由于不考虑波长的共享，因此需要较多的波长，造成一定的资源浪费；共享路径保护对那些可以共享的保护通路只分配公共的波长，这样可以节约部分波长。在共享保护方式中，如何判断某些保护通路是否可以共享波长是一个关键。
为实现双链路故障情况下的共享保护，Wensheng He和Arun K.Somani等在“Path-based protection for surviving double-link failures in mesh-restorableoptical networks”(Proc.IEEE GLOBECOM’03，2003，pp.2558-2563)一文中提出一种判断两条相交的保护路径是否可以共享的七条准则，并以这些准则为基础将双链路故障情况下的共享保护问题归结为优化问题，通过使用优化软件求得最优解，而通过这些最优解即可知道每条链路的波长分配情况。
在这种方案下，当某条工作通路发生故障时，其恢复过程如下系统(指网络的控制中心)首先检查该工作通路的第一条保护通路是否发生故障，如果该保护通路有共享资源，检查该保护通路上共享资源是否已经被其它保护通路占用，只有当第一条保护通路未发生故障且其上的共享资源未被占用时才使用该保护通路来恢复业务，否则检查第二条保护通路。如果第二条保护通路未发生故障且其上的共享资源也未被使用，则采用第二条保护通路来恢复业务。如果两条保护通路均不能使用，则要么阻塞该业务，要么对占用共享资源的其它保护通路进行调整。
这种方法有以下缺点1.不能提供100％的恢复保证。虽然这些准则可以正确地判断出单独的某两条保护路径是否可以共享波长，但由于这些准则只是独立的考虑某两条保护通路是否可以共享，没有考虑多条保护通路间的相互影响关系。当考虑工作通路和相应的两条保护通路组成的一组通路与某些组通路的共享时，该组的第一条保护通路不能用来保护其工作通路，而当考虑该组通路与其它组通路的共享时，该组的第一条通路又必须用来保护其工作通路，这样当多条工作通路同时失效时，要同时恢复它们就不可能了。例如图1所示，其中存在三组通路，第一组包含工作通路A-B(记作WP1)和保护通路A-H-B(记做PP11)、保护通路A-G-B(记作PP12)；第二组包含工作通路E-D-C(记作WP2)和保护通路E-A-H-C(记做PP21)、保护通路E-H-B-C(记作PP22)；第三组包含工作通路F-E-D(记作WP3)和保护通路F-A-G-D(记做PP31)、保护通路F-G-B-D(记作PP32)。按照现有技术的共享规则，PP11可分别与PP21、PP22共享波长，PP12可分别与PP31、PP32共享波长。当链路A-B和E-D都出现故障时，三条工作通路WP1、WP2和WP3都会失效，为了同时恢复WP1、WP2，保护通路PP11不能被使用，因为如果使用PP11来恢复WP1，由于WP2的两条保护通路均与PP11共享波长，因此无论使用PP21还是PP22均会与PP11产生共享波长占用冲突，从而WP2无法得到恢复)，另一方面，为了同时恢复WP1、WP3又必须使用PP11，因为PP12与PP31、PP32共享波长，而PP31、PP32中的一个须用来恢复WP3，因此PP12不能使用，因此根据现有技术建立的共享保护通路无法同时恢复WP1、WP2和WP3。
2.判断保护通路是否可共享的过程复杂。判断两条保护通路是否可以共享需要参考七条共享规则，而且某些规则还比较复杂。这些复杂的规则需要对四条相关的保护路径进行计算才能得出结论。
3.恢复过程复杂。该方案不仅需要检查保护通路是否发生故障，而且还需要检查该保护通路上的共享资源是否被占用。而且某些时候还需要对已经建立的保护通路作某些调整才能成功的恢复一个业务。
现有技术中还有一种永久1+1保护，即任何时候都只有一条工作路径和一条保护路径，当工作路径中断后，立即倒换到保护路径上，这样不影响业务恢复时间，然后再重路由出一条新的保护路径出来，确保1+1保护。
虽然永久1+1保护业务恢复时间较快，但它具有下面两方面的缺点1.它属于专用保护范畴，没有实现保护信道间的资源共享，资源利用率低。
2.它是利用单链路保护技术(即为每个工作信道任意时刻只预留一个备份信道)来保护多链路故障，不能保证100％的恢复。例如，当工作通路和保护通路同时失效时，1+1永久保护方案不能提供快速的业务切换，需要利用网络中的剩余容量重新尝试路由并分配波长，这种重新路由并分配波长的过程需要较长的时间，而且有可能由于没有空闲资源而导致恢复失败。再例如，当网络中某工作通路出现故障时，1+1保护将业务切换到事先预留的保护信道上，这时再尝试找到另一条保护通路。但是，成功找到一条保护信道需要时间，而且在某些时候由于其它业务占用了资源，可能因没有空闲资源而找不到其它的保护通路，如果此时失效的工作通路尚未修复而正在传输业务的保护通路发生故障，则永久的1+1保护也会失效。
文中通路与路径的关系是路径上分配了波长后便成了通路。
发明内容
为了解决现有技术在双链路故障时无法保证100％的恢复业务的问题，本发明提供一种双链路故障的共享路径保护方法及装置，它可以充分利用共享波长，以节约波长，并且可以保证100％的恢复业务。
本发明的双链路故障的共享路径保护方法为为需要双链路故障保护的业务建立工作路径，所述业务的工作路径与其他业务的主保护路径和次保护路径中的一个路径有相同路由，为所述需要双链路故障保护的业务的工作路径分配空闲波长；为所述需要双链路故障保护的业务建立与该业务的工作路径无相同路由的主保护路径，所述业务的主保护路径与其他业务的工作路径、主保护路径和次保护路径中的一个路径有相同路由，为所述需要双链路故障保护的业务的主保护路径分配共享波长；为所述需要双链路故障保护的业务建立与该业务的工作路径和主保护路径无相同路由的次保护路径，所述业务的次保护路径与其他业务的工作路径、主保护路径和次保护路径中的一个路径具有相同路由，为所述需要双链路故障保护的业务的次保护路径分配共享波长。
为所述需要双链路故障保护的业务的工作路径分配空闲波长、为所述需要双链路故障保护的业务的主保护路径和次保护路径分配共享波长的方法是如果所述需要双链路故障保护的业务的工作路径上存在可利用的空闲波长，将该空闲波长分配给所述工作路径；如果所述需要双链路故障保护的业务的主保护路径与另一个业务的次保护路径存在相同的路由，且两个业务的工作路径不存在相同的路由，把另一个业务的次保护路径上分配的波长分配给所述需要双链路故障保护的业务的主保护路径；如果所述需要双链路故障保护的业务的次保护路径与另一个业务的主保护路径存在相同的路由，且两个业务的工作路径不存在相同的路由，把另一个业务的主保护路径上分配的波长分配给所述需要双链路故障保护的业务的次保护路径；如果所述需要双链路故障保护的业务的次保护路径与另一个业务的次保护路径存在相同的路由，且下面两个条件满足其中之一(1)两个业务的工作路径不存在相同的路由；(2)两个业务的工作路径存在相同的路由，且所述需要双链路故障保护的业务的主保护路径与另一个业务的次保护路径不存在相同的路由或所述需要双链路故障保护的业务的次保护路径与另一个业务的主保护路径不存在相同的路由；将另一个业务的次保护路径上分配的波长分配给所述需要双链路故障保护的业务的次保护路径。
为所述需要双链路故障保护的业务建立工作路径、主保护路径和次保护路径的步骤包括A.为所述业务建立至少一条候选工作路径；B.对应每条候选工作路径建立至少一条与该工作路径不存在相同路由的候选主保护路径；C.对应每条候选工作路径和候选主保护路径的组合建立至少一条与该候选工作路径和候选主保护路径不存在相同路由的候选次保护路径；所述候选工作路径、候选主保护路径和候选次保护路径分别按优化程度排序，其中最优路径排在第一位。
为所述候选工作路径、候选主保护路径和候选次保护路径分配波长的步骤包括a.为第一条候选工作路径分配空闲波长，如果不能成功，为第二条候选工作路径分配空闲波长，依此直到分配成功，进行步骤b；如果所有候选主保护路径都不存在可利用的空闲波长，丢弃该业务；b.为分配了空闲波长的工作路径的第一条候选主保护路径分配波长，如果不成功，为第二条候选主保护路径分配波长，依此直到分配成功，进行步骤c；如果所有候选主保护路径都不存在可利用的波长，释放对应候选工作路径上已经分配的波长，返回步骤a，从该候选工作路径的后一候选工作路径开始重新分配空闲波长；c.为分配了波长的主保护路径的第一条次保护路径分配波长，如果不能成功，为第二条次保护路径分配波长，依此直到分配成功；如果所有候选次保护路径都不存在可利用的波长，释放对应主保护路径上已分配的波长，返回步骤b，从当前主保护路径的后一候选主保护路径开始重新分配波长。
所述步骤b和步骤c中，首先为所述候选主保护路径或候选次保护路径分配共享波长，如果不能成功，为所述候选主保护路径或候选次保护路径分配空闲波长。
所述为候选主保护路径分配波长的方法具体为将与所述候选主保护路径存在相同的路由且已经分配波长的其它业务的次保护路径组成次保护路径集合；将所述次保护路径集合中的次保护路径所分配的波长组成波长集合；从所述波长集合中选出一个波长，从所述次保护路径集合中找出分配该波长的其它业务的次保护路径，判断分配该波长的次保护路径能否与所述候选主保护路径共享波长，如果可以，将该波长分配给所述候选主保护路径，否则从所述波长集合中选取另一个波长进行判断；如果所述波长集合中所有波长均不能分配给所述候选主保护路径，为所述候选主保护路径分配空闲波长。
所述为候选次保护路径分配波长的方法具体为将与所述候选次保护路径存在相同的路由且已经分配波长的其它业务的主保护路径和次保护路径组成保护路径集合；将所述保护路径集合中的保护路径所分配的波长组成波长集合；从所述波长集合中选出一个波长，从所述保护路径集合中找出分配该波长的保护路径，判断分配该波长的其它业务的保护路径能否与所述候选次保护路径共享波长，如果可以，将该波长分配给所述候选次保护路径，否则从所述波长集合中选取另一个波长进行判断；如果所述波长集合中所有波长均不能分配给所述候选次保护路径，为所述候选次保护路径分配空闲波长。
所述需要双链路故障保护的业务的工作路径出现故障时，首先启用所述主保护路径继续该业务，所述主保护路径也出现故障时，启用所述次保护路径继续该业务。
本发明的双链路故障的共享路径保护装置包括路径建立模块，用于为需要双链路故障保护的要进行的业务建立工作路径、主保护路径和次保护路径，所述建立的工作路径与其他业务的主保护路径和次保护路径中的一条路径有相同路由；所述建立的主保护路径与其他业务的工作路径、主保护路径和次保护路径中的一条路径有相同的路由；所述建立的次保护路径与其他业务的工作路径、主保护路径和次保护路径中的一条路径有相同的路由路径建立模块在为某业务建立各路径时，允许其中一个路径与其它业务的一个路径存在相同的路由；波长分配模块，用于为建立好的工作路径、主保护路径和次保护路径分配波长。
所述的路径建立模块具体包括工作路径建立模块，用于为所述需要双链路故障保护要进行的业务建立至少一条候选工作路径；主保护路径建立模块，用于为所述已建立的每条候选工作路径建立至少一条候选主保护路径；次保护路径建立模块，用于为所述已建立的每条候选主保护路径建立至少一条候选次保护路径。
所述波长分配模块包括工作路径波长分配模块，用于为所述候选工作路径分配空闲波长；主保护路径波长分配模块，用于为所述候选主保护路径分配共享波长或空闲波长；次保护路径波长分配模块，用于为所述候选次保护路径分配共享波长或空闲波长。
所述的主保护路径波长分配模块和次保护路径波长分配模块分别包括共享波长分配模块，用于为相应的所述候选主保护路径或候选次保护路径分配共享波长；空闲波长分配模块，用于当共享波长分配模块为相应路径分配共享波长失败时，为所述候选主保护路径或候选次保护路径分配空闲波长。
所述主保护路径波长分配模块的共享波长分配模块和空闲波长分配模块、次保护路径波长分配模块的共享波长分配模块和空闲波长分配模块以及工作路径波长分配模块分别包括选择模块，用于选择一个波长；判断模块，用于判断由选择模块所选择的波长是否允许分配给相应的路径。
所述装置还包括排序模块，用于对所述次保护路径集合或所述保护路径集合中的路径按自小至大或自大至小候选工作路径、候选主保护路径和候选次保护路径按优化程度的顺序进行排序列。
本发明产生的有益效果是
1.本发明总是指定主保护通路优先使用，如果出现共享资源占用冲突，只可能发生在主保护通路与次保护通路之间以及次保护通路与次保护通路之间，这样就避免了当考虑该组通路与某些组通路的共享时，该组的第一条保护通路不能用来保护其工作通路，而当考虑该组通路与其它组通路的共享时，该组的第一条通路又必须用来保护其工作通路的矛盾情况的可能性，因此，本发明可以提供100％的保证恢复业务。
2.尽可能的使保护通路共享波长，从而节约网络的总体资源需求，或者在网络的总体资源需求一定的情况下，承载更多的业务。
3.简化了恢复过程，恢复过程快速、简单。当源节点监控到工作通路发生故障时，通过监控信道信息，查看主保护通路是否发生故障，如果主保护通路未发生故障，源节点将业务切换到主保护通路，如果主保护通路也发生故障，则直接切换到次保护通路，恢复过程中不需要监控次保护通路，因为在双链路故障的前提下，三条不相交的通路不可能同时失效。恢复过程也不用检测保护通路间的共享波长是否被占用，亦不用调整已经建立好的保护通路。
4.适用范围广。本发明除可用于波长路由光网络外，还可用于其它类型的网络，例如TDM(Time Division Multiplexing，时分复用)网络、子波长信道网络等。本发明即可用于静态业务也可用于动态业务，既可用于最优算法也可用于启发式算法，既可用于具有波长转换能力的网络，也可用于没有波长转换能力的网络。
图1是一种在网络中根据现有技术建立的工作路径和保护路径的实施例的示意图。
图2是本发明的双链路故障的共享路径保护方法的流程图。
图3是本发明的双链路故障的共享路径保护方法的一种实施例的流程图。
图4是建立工作路径、主保护路径和次保护路径的一种具体实施例的流程图。
图5是为工作路径、主保护路径和次保护路径分配波长一种具体实施例的流程图。
图6是当工作通路出现故障时采取的恢复方法的流程图。
图7是本发明的一种具体实施例的工作路径、主保护路径及次保护路径的示意图。
图8是本发明的双链路故障的共享路径保护装置的结构原理框图。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，但不作为对本发明的限定。
如图2所示，本发明双链路故障的共享路径保护的方法包括以下步骤步骤201为需要双链路故障保护的业务建立与其他业务的主保护路径和次保护路径中的一个有相同路由(相交)的工作路径；步骤202为步骤201中建立的工作路径分配空闲波长；步骤203.为需要双链路故障保护的业务建立与其他业务的工作路径、主保护路径和次保护路径中的一个有相同路由(相交)的主保护路径，并且该主保护路径和与其属于同一个业务的工作路径没有相同路由；步骤204为步骤203中建立的主保护路径分配共享波长；步骤205为需要双链路故障保护的业务建立与其他业务的工作路径、主保护路径和次保护路径中的一个有相同路由(相交)的次保护路径，并且该次保护路径和与其属于同一个业务的工作路径、主保护路径没有相同路由；步骤206为步骤205中建立的次保护路径分配共享波长。
双链路故障的共享路径保护方法一种具体实施例如图3所示，包括步骤301为当前要进行的业务建立互不相交的工作路径、主保护路径和次保护路径；步骤302为建立好的工作路径分配空闲波长；步骤303判断能否为建立好的主保护路径分配共享波长，如果能，进行步骤304；如果不能，进行步骤305；步骤304为建立好的主保护路径分配共享波长，进行步骤306；步骤305为建立好的主保护路径分配空闲波长，进行步骤306；步骤306判断能否为建立好的次保护路径分配共享波长，如果能，进行步骤307；如果不能，进行步骤308；步骤307为建立好的次保护路径分配共享波长，任务结束。
步骤308为建立好的次保护路径分配空闲波长，任务结束。
建立工作路径、主保护路径和次保护路径的更为具体的一种方法如图4所示步骤401从网络拓扑中选取K1条路径作为候选工作路径，并将这些路径按优化程度进行排序，其中最优的路径排在最前面，优化程度可以单独考虑路径最短、最小跳速、拥塞率最低等因素，也可以综合考虑这几种因素；步骤402从网络拓扑中为步骤401中建立的每条候选工作路径建立K2条候选主保护路径，候选主保护路径与它对应的候选工作路径不能相交；将每条候选工作路径对应的K2条候选主保护路径按优化程度进行排序，其中最优的路径排在最前面，优化程度可以单独考虑路径最短、最小跳速、拥塞率最低等因素，也可以综合考虑这几种因素；步骤403从网络拓扑中为步骤402中建立的每条候选主保护路径建立K3条候选次保护路径，候选次保护路径与它对应的候选工作路径及候选主保护路径不能相交；将每条候选主保护路径对应的K3条候选次保护路径按优化程度进行排序，其中最优的路径排在最前面，优化程度可以单独考虑路径最短、最小跳速、拥塞率最低等因素，也可以综合考虑这几种因素；上述几个步骤中的K1、K2和K3可以根据需要进行取值，可以是1或比1大的整数。
为建立好的候选工作路径、候选主保护路径和候选次保护路径分配波长的方法如图5所示，其中i、m和n的初始值都为1，具体描述如下步骤501判断能否为第i条(i的初始值为1)候选工作路径分配空闲波长，如果能，进行步骤505；如果不能，进行步骤502；步骤502判断是否所有候选工作路径都已经被选择过，即判断i值是否等于候选工作路径的总条数K1，如果是，进行步骤503；如果不是，进行步骤504；步骤503丢弃当前业务，任务结束。
步骤504将i的值加上1，返回步骤501，即尝试为下一条候选作路径分配空闲波长；步骤505为所选择的候选工作路径分配空闲波长，该条选工作路径成为当前业务的工作通路，进行步骤506；步骤506判断能否为对应于已经分配了空闲波长的那条工作路径的候选主保护路径中第m条(m的初始值为1)候选主保护路径分配共享波长，如果能，进行步骤507；如果不能，进行步骤508；步骤507为所选择的候选主保护路径分配共享波长，该候选主保护路径成为当前业务的主保护通路，进行步骤512；步骤508判断能否为第m条候选主保护路径分配空闲波长，如果能，进行步骤511；如果不能，进行步骤509；步骤509判断是否所有候选主保护路径都已经被选择过，即判断m值是否等于候选主保护路径的总条数K2，如果是，释放工作通路上已经分配的波长，返回步骤502；如果不是，进行步骤510；步骤510将m的值加1，返回步骤506，即尝试为下一条候选主保护路径分配共享波长；步骤511为所选择的候选主保护路径分配空闲波长，该候选主保护路径成为当前业务的主保护通路，进行步骤512；步骤512判断能否为对应于已经分配了波长的主保护路径中第n条(n的初始值为1)候选次保护路径分配共享波长，如果能，进行步骤513；如果不能，进行步骤514；步骤513为所选择的候选次保护路径分配共享波长，该候选次保护路径成为当前业务的次保护通路，任务结束。
步骤514判断能否为第n条候选次保护路径分配空闲波长，如果能，进行步骤517；如果不能，进行步骤515；步骤515判断是否所有候选次保护路径都已经被选择过，即判断n值是否等于候选次保护路径的总条数K3，如果是，释放其对应的主保护通路上已经分配的波长，返回步骤509；如果不是，进行步骤516；步骤516将n的值加1，返回步骤512，即尝试为下一条候选次保护路径分配共享波长；步骤517为所选择的候选次保护路径分配空闲波长，该候选次保护路径成为当前业务的次保护通路，任务结束。
在上述过程中，判断是否能为待分配波长的候选主保护路径分配共享波长的个体方法是将与待分配波长的候选主保护路径链路相交的其它业务的次保护路径按相交链路数目进行自小至大的顺序进行排序，组成次保护路径集合，设置一个空的波长集合，依次将次保护路径集合中的次保护路径所分配的波长添加到波长集合中，如果该波长已经存在，不重复添加，待所有波长添加到波长集合后，从该波长集合中选取一个波长，如果分配了该波长的业务的工作路径与当前业务的工作路径不相交，判断结果为“是”；否则选取另一个波长，如果波长集合中所有波长都已经被选择，判断结果为“否”。
判断是否能为待分配波长的候选次保护路径分配共享波长的具体方法是待分配波长的候选次保护路径链路相交的其它业务的保护路径(包括主保护路径和次保护路径)按相交链路数目进行自小至大的顺序进行排序，组成保护路径集合，设置一个空的波长集合，依次将保护路径集合中的保护路径所分配的波长添加到波长集合中，如果该波长已经存在，不重复添加，待所有的波长添加到波长集合后，从该波长集合中选取一个波长，如果分配该波长的是其它业务的主保护路径，而该业务的工作路径与当前业务的工作路径不相交，则判断结果为“是”，否则判断结果为“否”；如果分配该波长的是其它业务的次保路径，当满足下列条件之一时(1)分配该波长的业务的工作路径与当前业务的工作路径不相交；(2)如果分配该波长的业务的工作路径与当前业务的工作路径相交，且当前业务的主保护路径与另一个业务的次保护路径不相交或当前业务的次保护路径与另一个业务的主保护路径不相交，判断结果为“是”，否则选取另一个波长，如果波长集合中所有波长都已经被选择，判断结果为“否”。
在为候选主保护路径和候选次保护路径分配波长的过程中，也可以先尝试为每一组候选主保护路径和候选次保护路径分配共享波长，如果一组中所有候选主保护路径或候选次保护路径都不能分配共享波长，再尝试为它们分配空闲波长，即先为第一条候选主保护路径分配共享波长，如果不可以再为第二条候选主保护路径分配共享波长，……，如果所有候选主保护路径都不能分配共享波长，尝试为第一条候选主保护路径分配空闲波长，如果不可以再尝试为第二条候选主保护路径分配空闲波长，……，依次类推，直到成功所有候选主保护路径都分配失败。为候选次保护路径分配类似。
当某个任务的工作通路出现故障时，采取的恢复方法如图6所示，描述如下步骤601判断该业务的主保护通路是否发生故障，如果没有发生故障执行步骤602，如果主保护通路也发生了帮障执行步骤603；步骤602将业务切换到主保护通路。
步骤603将业务切换到次保护通路。
下面以具体的实施例加以说明如图7所示，该网络需要执行三个业务，三个业务分别在节点A与节点B之间、节点F与节点D、节点E与节点C之间进行。
由于本网络拓扑相对简单，因此设K1＝K2＝K3＝1，即为每个业务只建立一条候选工作路径、一条候选主保护路径和一条候选次保护路径，而在选择路径的时候只考虑路径最短的因素，需要考虑其它因素时，利用相应的算法进行计算即可。
实施例一为节A与节点B之间的业务(设为业务一)建立工作通路和保护通路。
(1)在网络拓扑中选择一条最短的路径A-B作为该业务的候选工作路径；(2)在网络拓扑中去除链路A-B，在剩余的链路中选择最短的一条路径作为该业务的候选主保护路径，网络中存在两条最短的路径A-G-B和A-H-B，随机选择一条作为候选主保护路径，假设选择了A-H-B作为业务一的主保护路径；(3)在网络拓扑中去除链路A-B、A-H和H-B，在剩余的链路中选择最短的一条路径A-G-B作为该业务的候选次保护路径；(4)为候选工作路径A-B分配空闲波长，假设分配了波长为λ1的波长，候选工作路径A-B成为业务一的工作通路；
(5)为候选主保护路径A-H-B分配波长，由于此时网络中没有与该候选主保护路径相交的其它路径，因此为候选主保护路径A-H-B分配空闲波长，假设分配了波长为λ2的波长，候选主保护路径A-H-B成为业务一的主保护通路；(6)为候选次保护路径A-G-B分配波长，由于此时网络中没有与该候选次保护路径相交的其它路径，因此为候选次保护路径A-H-B分配空闲波长，假设分配了波长为λ3的波长，候选次保护路径A-H-B成为业务一的次保护通路。
实施例二为节E与节点C之间的业务(设为业务二)建立工作通路和保护通路。
(1)在网络拓扑中选择一条最短的路径作为该业务的候选工作路径，网络中存在两条最短的路径E-D-C和E-H-C，随机选择一条作为候选工作路径，假设选择了E-D-C作为业务二的候选工作路径；(2)在网络拓扑中去除链路E-D和D-C，在剩余的链路中选择最短的一条路径E-H-C作为业务二的候选主保护路径；(3)在网络拓扑中去除链路E-D、D-C、E-H和H-C，在剩余的链路中选择最短的一条路径E-A-B-C作为业务二的候选次保护路径；(4)为候选工作路径E-D-C分配空闲波长，假设分配了波长为λ4的波长，候选工作路径E-D-C成为业务二的工作通路；(5)为候选主保护路径E-H-C分配波长，由于此时网络中没有与该候选主保护路径相交的其它路径，因此为候选主保护路径E-H-C分配空闲波长，假设分配了波长为λ5的波长，候选主保护路径E-H-C成为业务二的主保护通路；(6)为候选次保护路径E-A-B-C分配波长，与该候选次保护路径相交的只有业务一的工作路径A-B，而工作路径不能与其它路径共享波长，即不能将业务一的工作路径A-B上分配的波长再分配给候选次保护路径E-A-B-C，因此给业务二的候选次保护路径E-A-B-C分配空闲波长，假设分配了波长为λ6的波长，次保护路径E-A-B-C成为业务二的次保护通路。
实施例三为节F与节点D之间的业务(设为业务三)建立工作通路和保护通路。
(1)在网络拓扑中选择一条最短的路径作为业务三的候选工作路径，网络中存在两条最短的路径F-E-D和F-G-D，随机选择一条作为候选工作路径，假设选择了F-E-D作为业务三的候选工作路径；(2)在网络中去除链路F-E和E-D，在剩余的链路中选择最短的一条路径F-G-D作为业务三的候选主保护路径；
(3)在网络拓扑中去除链路F-E、E-D、F-G和G-D，在剩余的链路中选择最短的一条路径F-A-B-D作为业务三的候选次保护路径；(4)为候选工作路径F-E-D分配空闲波长，假设分配了波长为λ7的波长，候选工作路径F-E-D成为业务三的工作通路；(5)为候选主保护路径F-G-D分配波长，由于此时网络中没有与该候选主保护路径相交的其它路径，因此为候选主保护路径F-G-D分配空闲波长，假设分配了波长为λ8的波长，主保护路径F-G-D成为业务三的主保护通路；(6)为候选次保护路径F-A-B-D分配波长，与该候选次保护路径相交的有业务一的工作路径A-B和业务二的次保护路径E-A-B-C，业务一的工作路径A-B上和业务二的次保护路径E-A-B-C上分配的波长分配是λ1和λ6，由于工作路径不能与其它路径共享波长，因此波长λ1不能分配给候选次保护路径F-A-B-D；因为业务二的工作路径E-D-C与业务三的候选工作路径F-E-D相交(链路E-D)，而业务二的主保护路径E-H-C与业务三的候选次保护路径F-A-B-D、业务二的次保护路径E-A-B-C与业务三的候选主保护路径F-G-D都不相交，所以业务二的次保护路径E-A-B-C和业务三的候选次保护路径F-A-B-D可以共享波长，因此，将业务二的次保护路径E-A-B-C上分配的波长分λ6配给业务三的候选次保护路径F-A-B-D，候选次保护路径F-A-B-D成为业务三的次保护通路。
经过上面三个实施例的配置，在网络中分别为三个业务建立了工作通路、主保护通路和次保护通路，如果其中某个业务的工作通路发生故障，检测该业务的主保护通路是否发生故障，如果没有，将业务切换到主保护通路上，如果主保护通路也发生了故障，直接将业务切换到次保护通路上，而不用检测次保护通路是否发生故障，因为双链路故障的前提下，三条不相交的链路不可能同时失效。相对于现有技术，不用检测保护通路间的共享波长是否被占用，更不用调整已经建立好的保护通路。
例如链路A-B和链路E-D同时发生故障，则造成三个业务的工作通路同时中断，此时，将业务一、业务二和业务三分别换到相应的主保护通路A-H-B、E-H-C和F-G-D，三个业务都可以恢复，不会造成无法恢复的情况。
当其它任意两个链路发生故障时，三个业务都可以恢复，下面从反面来说明这个问题。
根据本发明，如果出现共享资源占用冲突，则只可能发生在主保护通路与次保护通路之间以及次保护通路与次保护通路之间，假设业务一的主保护通路与业务二的次保护通路出现共享波长占用冲突，因为只有业务二的工作通路和主保护通路都出现故障时，才会用到其次保护通路，所以这种共享资源占用冲突意味着业务一的工作通路、业务二的工作通路和主保护通路都出现了故障，而在双链路故障的情况下，这又意味业务一的工作通路与业务二的工作通路或主保护通路相交，按照本发明的技术方案，业务一的主保护路径与业务二的次保护路径不能共享波长，因此也不会出现共享波长占用冲突的情况。其它的情况可以用同样的方式得到证明，因此本发明的技术方案不会导致因共享波长占用冲突而无法恢复的情况。
如图8所示，本发明的双链路故障的共享路径保护装置包括以下模块工作路径建立模块802，用于从网络中选取链路为待执行业务建立至少一条候选工作路径，所建立的候选工作路径与其他业务的主保护路和次保护路径中的一条路径有相同路由；主保护路径建立模块803，用于从网络中选取链路为每条候选工作路径建立至少一条与候选工作路径不相交的候选主保护路径，且该候选主保护路径与其他业务的工作路径、主保护路径和次保护路径中的一个有相同的路由；次保护路径建立模块804，用于从网络中选取链路为每组候选工作路径和候选主保护路径建立至少一条候选次保护路径，所建立的候选次保护路径与同组的候选工作路径和候选主保护路径没有相同路由，且与其他业务的工作路径、主保护路径和次保护路径中的一个有相同的路由；工作路径波长分配模块806，用于为建立好的候选工作路径分配空闲波长；主保护路径波长分配模块807，用于为候选主保护路径分配共享波长或空闲波长；次保护路径波长分配模块808，用于为候选次保护路径分配共享波长或空闲波长；排序模块809，用于对候选工作路径、候选主保护路径和候选次保护路径按优化程度进行排序。
上述各模块中，工作路径建立模块802、主保护路径建立模块803和次保护路径建立模块804组成路径建立模块801，工作路径波长分配模块806、主保护路径波长分配模块807、次保护路径波长分配模块808和排序模块809组成波长分配模块805。其中主保护路径波长分配模块807和次保护路径波长分配模块808分别由共享波长分配模块和空闲波长分配模块构成，而共享波长分配模块和空闲波长分配模块又分别由选择模块和判断模块构成，工作路径波长分配模块也由选择模块和判断模块构成。
权利要求
1.一种双链路故障的共享路径保护方法，其特征在于，所述方法为为需要双链路故障保护的业务建立工作路径，所述业务的工作路径与其他业务的主保护路径和次保护路径中的一个路径有相同路由，为所述需要双链路故障保护的业务的工作路径分配空闲波长；为所述需要双链路故障保护的业务建立与该业务的工作路径无相同路由的主保护路径，所述业务的主保护路径与其他业务的工作路径、主保护路径和次保护路径中的一个路径有相同路由，为所述需要双链路故障保护的业务的主保护路径分配共享波长；为所述需要双链路故障保护的业务建立与该业务的工作路径和主保护路径无相同路由的次保护路径，所述业务的次保护路径与其他业务的工作路径、主保护路径和次保护路径中的一个路径具有相同路由，为所述需要双链路故障保护的业务的次保护路径分配共享波长。
2.根据权利要求1所述的双链路故障的共享路径保护方法，其特征在于，为所述需要双链路故障保护的业务的工作路径分配空闲波长、为所述需要双链路故障保护的业务的主保护路径和次保护路径分配共享波长的方法是如果所述需要双链路故障保护的业务的工作路径上存在可利用的空闲波长，将该空闲波长分配给所述工作路径；如果所述需要双链路故障保护的业务的主保护路径与另一个业务的次保护路径存在相同的路由，且两个业务的工作路径不存在相同的路由，把另一个业务的次保护路径上分配的波长分配给所述需要双链路故障保护的业务的主保护路径；如果所述需要双链路故障保护的业务的次保护路径与另一个业务的主保护路径存在相同的路由，且两个业务的工作路径不存在相同的路由，把另一个业务的主保护路径上分配的波长分配给所述需要双链路故障保护的业务的次保护路径；如果所述需要双链路故障保护的业务的次保护路径与另一个业务的次保护路径存在相同的路由，且下面两个条件满足其中之一(1)两个业务的工作路径不存在相同的路由；(2)两个业务的工作路径存在相同的路由，且所述需要双链路故障保护的业务的主保护路径与另一个业务的次保护路径不存在相同的路由或所述需要双链路故障保护的业务的次保护路径与另一个业务的主保护路径不存在相同的路由；将另一个业务的次保护路径上分配的波长分配给所述需要双链路故障保护的业务的次保护路径。
3.根据权利要求1所述的双链路故障的共享路径保护方法，其特征在于，为所述需要双链路故障保护的业务建立工作路径、主保护路径和次保护路径的步骤包括A.为所述业务建立至少一条候选工作路径；B.对应每条候选工作路径建立至少一条与该工作路径不存在相同路由的候选主保护路径；C.对应每条候选工作路径和候选主保护路径的组合建立至少一条与该候选工作路径和候选主保护路径不存在相同路由的候选次保护路径；所述候选工作路径、候选主保护路径和候选次保护路径分别按优化程度排序，其中最优路径排在第一位。
4.根据权利要求3所述的双链路故障的共享路径保护方法，其特征在于，为所述候选工作路径、候选主保护路径和候选次保护路径分配波长的步骤包括a.为第一条候选工作路径分配空闲波长，如果不能成功，为第二条候选工作路径分配空闲波长，依此直到分配成功，进行步骤b；如果所有候选主保护路径都不存在可利用的空闲波长，丢弃该业务；b.为分配了空闲波长的工作路径的第一条候选主保护路径分配波长，如果不成功，为第二条候选主保护路径分配波长，依此直到分配成功，进行步骤c；如果所有候选主保护路径都不存在可利用的波长，释放对应候选工作路径上已经分配的波长，返回步骤a，从该候选工作路径的后一候选工作路径开始重新分配空闲波长；c.为分配了波长的主保护路径的第一条次保护路径分配波长，如果不能成功，为第二条次保护路径分配波长，依此直到分配成功；如果所有候选次保护路径都不存在可利用的波长，释放对应主保护路径上已分配的波长，返回步骤b，从当前主保护路径的后一候选主保护路径开始重新分配波长。
5.根据权利要求4所述的双链路故障的共享路径保护方法，其特征在于，所述步骤b和步骤c中，首先为所述候选主保护路径或候选次保护路径分配共享波长，如果不能成功，为所述候选主保护路径或候选次保护路径分配空闲波长。
6.根据权利要求4所述的双链路故障的共享路径保护方法，其特征在于，所述为候选主保护路径分配波长的方法具体为将与所述候选主保护路径存在相同的路由且已经分配波长的其它业务的次保护路径组成次保护路径集合；将所述次保护路径集合中的次保护路径所分配的波长组成波长集合；从所述波长集合中选出一个波长，从所述次保护路径集合中找出分配该波长的其它业务的次保护路径，判断分配该波长的次保护路径能否与所述候选主保护路径共享波长，如果可以，将该波长分配给所述候选主保护路径，否则从所述波长集合中选取另一个波长进行判断；如果所述波长集合中所有波长均不能分配给所述候选主保护路径，为所述候选主保护路径分配空闲波长。
7.根据权利要求4所述的双链路故障的共享路径保护方法，其特征在于，所述为候选次保护路径分配波长的方法具体为将与所述候选次保护路径存在相同的路由且已经分配波长的其它业务的主保护路径和次保护路径组成保护路径集合；将所述保护路径集合中的保护路径所分配的波长组成波长集合；从所述波长集合中选出一个波长，从所述保护路径集合中找出分配该波长的保护路径，判断分配该波长的其它业务的保护路径能否与所述候选次保护路径共享波长，如果可以，将该波长分配给所述候选次保护路径，否则从所述波长集合中选取另一个波长进行判断；如果所述波长集合中所有波长均不能分配给所述候选次保护路径，为所述候选次保护路径分配空闲波长。
8.根据权利要求1至7之任意一项权利要求所述的双链路故障的共享路径保护的方法，其特征在于，所述需要双链路故障保护的业务的工作路径出现故障时，首先启用所述主保护路径继续该业务，所述主保护路径也出现故障时，启用所述次保护路径继续该业务。
9.一种双链路故障的共享路径保护装置，其特征在于，所述装置包括路径建立模块，用于为需要双链路故障保护的业务建立工作路径、主保护路径和次保护路径，所述建立的工作路径与其他业务的主保护路径和次保护路径中的一条路径有相同路由；所述建立的主保护路径与其他业务的工作路径、主保护路径和次保护路径中的一条路径有相同的路由；所述建立的次保护路径与其他业务的工作路径、主保护路径和次保护路径中的一条路径有相同的路由；波长分配模块，用于为建立好的工作路径、主保护路径和次保护路径分配波长。
10.根据权利要求9所述的双链路故障的共享路径保护装置，其特征在于，所述的路径建立模块具体包括工作路径建立模块，用于为所述需要双链路故障保护的业务建立至少一条候选工作路径；主保护路径建立模块，用于为所述已建立的每条候选工作路径建立至少一条候选主保护路径；次保护路径建立模块，用于为所述已建立的每条候选主保护路径建立至少一条候选次保护路径。
11.根据权利要求8所述的双链路故障的共享路径保护装置，其特征在于，所述波长分配模块包括工作路径波长分配模块，用于为所述候选工作路径分配空闲波长；主保护路径波长分配模块，用于为所述候选主保护路径分配共享波长或空闲波长；次保护路径波长分配模块，用于为所述候选次保护路径分配共享波长或空闲波长。
12.根据权利要求11所述的双链路故障的共享路径保护装置，其特征在于，所述的主保护路径波长分配模块和次保护路径波长分配模块分别包括共享波长分配模块，用于为所述候选主保护路径或候选次保护路径分配共享波长；空闲波长分配模块，用于当共享波长分配模块为相应路径分配共享波长失败时，为所述候选主保护路径或候选次保护路径分配空闲波长。
13.根据权利要求12所述的双链路故障的共享路径保护装置，其特征在于，所述主保护路径波长分配模块的共享波长分配模块和空闲波长分配模块、次保护路径波长分配模块的共享波长分配模块和空闲波长分配模块以及工作路径波长分配模块分别包括选择模块，用于选择一个波长；判断模块，用于判断由选择模块所选择的波长是否允许分配给相应的路径。
14.根据权利要求11、12或13所述的双链路故障的共享路径保护装置，其特征在于，所述装置还包括排序模块，用于对所述候选工作路径、候选主保护路径和候选次保护路径按优化程度进行排序。
全文摘要
本发明公开了一种双链路故障的共享路径保护方法及装置，属于对双链路故障进行保障的技术领域。本发明通过为业务建立与其他业务的路径有相同路由的工作路径、主保护路径和次保护路径，分别为工作路径、主保护路径和次保护路径分配共享波长或空闲波长。当工作路径发生故障时，首先检测主保护路径是否发生故障，如果没有，将业务切换到主保护路径；如果主保护路径也发生了故障，则将业务直接切换到次保护路径。本发明在充分考虑共享波长占用冲突的基础上会尽量为保护路径分配共享波长，如果不能分配共享波长，再分配空闲波长，节约了波长，当只发生一个或两个链路故障时，可以保证100％的恢复所有业务，并且恢复过程快速、简单。
文档编号H04J14/02GK1917412SQ200610152140
公开日2007年2月21日 申请日期2006年9月14日 优先权日2006年9月14日
发明者陈春风, 李从奇 申请人:上海交通大学, 华为技术有限公司