Wson复原的制作方法
【专利摘要】动态复原包括在波长交换光网络（20）中对非规划复原路径进行路由选择和带宽分配，该波长交换光网络（20）具有再生节点（60），一些节点各具有含光分出路径和光插入路径的ROADM（62）。一种电交换机（68）通过将选定的分出路径耦合到选定的插入路径来提供可配置再生容量。保留一些可配置再生容量用于非规划复原路径。PCE为要避开故障的业务流的非规划复原路径确定（120）路由选择和带宽分配，以及向这些节点发送（130）配置消息以动态地建立非规划复原路径并配置电交换机以在该路径上提供再生。保留一些可重新配置再生容量，能够发现远远更长的非规划路径以避开故障，并在需要的情况下能够进行波长转换。由此，可以增加找到避开故障的至少一个路径的可靠性。
【专利说明】WSON复原
【技术领域】
[0001]本发明涉及波长切换光网络中的动态复原，涉及使用此类网络中的再生节点的方法，涉及对应计算机程序，涉及调适此类网络以提供动态复原的方法，涉及此类网络的路径计算元件以及涉及此类网络的再生节点。
【背景技术】
[0002]波长切换光网络(WSON)支持网络中需要连接的节点之间的端到端光路径，称为光路。此类型的网络中的中间节点支持波长切换，并且还可以支持波长转换。与总是在一对相同节点之间提供高容量传输的点到点光通信链路相比，WSON支持在具有多个复杂拓扑，如环形、互连环形或网格拓扑的网络的多对节点之间建立和拆除光路。路由选择和波长分配(RWA)功能通常由WSON的路径计算元件来实现，并且包括对跨WSON的光路进行路由选择以及为该光路分配波长。
[0003]WSON是因特网工程任务组(IETF)的标准化工作。WSON是将GMPLS的控制面和PCE应用于“所有光”网络，即，没有电切换是WSON范围的一部分。现有技术水平是基于多阶ROADM的网络的网络景观(network landscape),其能够在几分钟内在规划阶段中定义的备选路径上切换(为了恢复的目的)。
[0004]对于使用备选路径来避开故障的任何复原，原理上表中有两个选项:预先规划(PP)和实时(0TF)。在PP选项中，备选路径的计算在服务交付之前执行，由此，计算不是时间要求严格的:这允许执行长时间且完全精确的计算，当考虑限制路径长度的光损时，这是重要的。非数据要求严格的计算允许在离线专用计算元件中利用充分详细的网络信息来执行。计算可以与网络设计一起执行，包括硬件设备需求定义:如果光路需要再生，则需要这种方式。一旦计算了恢复路径，则网络中预留恢复路径。这具有两个主要优点:恢复资源无法被任何其他用户“窃取”，并且路径计算时间不影响恢复时间。
[0005]在OTF选项中，计算是时间要求严格的，因为其时间增加到复原时间:这样需要对计算和信息进行汇总。时间要求严格性也建议靠近网络执行计算，以便避开通信开销:为此原因，OTF路径计算通常在网络节点中的分布式环境中利用汇总的信息和有限的可视性来执行，这还可能导致资源冲突。
[0006]正如前面陈述，运营商将OTF视为启用与实现多故障的PP复原相比精简的CAPEX，因为PP需要安装和预留如此多的空闲容量。尽管如此，目前对于GMPLS控制的波长切换光网络，预先规划保护路径仍是首选，因为OTF连接将无法找到任何备选路径的可能性太高。这是因为波长连续性的要求和光到达的极限所致，因此在整个网络中具有波长转换或光再生成本太高。
【发明内容】
[0007]本发明实施例提供改进的方法和装置。根据本发明的第一方面，提供一种动态复原的方法，其通过在波长切换光网络中对非规划复原路径进行路由选择和带宽分配，以便在故障之后复原业务流，该波长切换光网络具有多个节点，这些节点的其中一个或多个节点是再生节点，再生节点各具有含光分出路径和光插入路径的ROADM，这些再生节点还具有通过Ο/E转换器耦合到光分出路径的相应光分出路径的电分出路径，以及通过E/Ο转换器耦合到光插入路径的电插入路径。提供一种电交换机，用于在转换器之间形成互连以通过将电分出路径中选定的电分出路径耦合到电插入路径中相应选定的电插入路径来提供可配置再生容量。该方法包括在故障发生之前，确定至少一些节点之间什么带宽当前可用，以及在这些再生节点处有多少可配置再生容量当前可用。限制可配置再生容量的至少其中一些的分配，以便至少一些保留可用于非规划复原路径。在检测到故障之后，有该步骤:为避开故障的业务流确定非规划复原路径的路由选择和带宽分配，以及如果需要的话，将当前可用可配置再生容量的其中一些分配给非规划复原路径。向所确定的路由的节点发送配置消息，以动态地建立非规划复原路径以及根据再生容量的分配在这些再生节点的相应再生节点处配置电交换机，并且将业务流重新路由上非规划复原路径。
[0008]保持至少一些再生容量用于此类非规划复原路径的好处在于，这样能够使用远远更长的非规划路径来避开故障，并且如果需要的话，启用波长转换。这些效果能够大大地增加找到避开故障的至少一个路径的可靠性，当规划路径填满更多容量，这更加有用，以便提高带宽利用效率，或在广泛区域上提供针对多个故障的更大的恢复力。通过减少业务流的完全阻塞的可能性，在网络中需要提供的空闲带宽或冗余性更小，并且因此可以改进服务水平与带宽利用之间的平衡。因此，服务于单位数量业务流的成本得以改善。再有，该方法与现有路由选择算法兼容，并且与路由选择是集中地执行还是分布式的无关，参见图2和图3。
[0009]可以添加任何附加特征功能，下文阐述了一些此类附加特征功能。该方法可以具有在建立非规划复原路径之前尝试使用业务流的规划保护路径，然后如果规划保护路径失败，则发送配置消息的步骤。这种规划路径与非规划路径的组合的好处在于，在建立非规划路径中减少延迟期间数据损失与减少所有路径故障导致的全部数据丢失的可能性之间更好地平衡，参见图5。
[0010]该电交换机可以包括支持G.709组帧的OTN交换机，并且确定当前可用再生容量的步骤包括从OTN交换机接收OTN广告的步骤，以及将配置消息发送到电交换机的步骤包括发送OTN交换机配置消息。这种交换机的好处在于，能够使用商业渠道可获得的现有技术，并由此开发和维护成本较少，且使得如OAM和纠错的特征功能能够使用，参见图6、图7和图8。
[0011]该电交换机可以是ROADM外的外部设备。这使得更容易将更多再生容量添加到现有网络或将容量移到不同位置且使常规ROADM能够被使用。因此，能够改善灵活性和成本，参见图7和图8。
[0012]该网络可以是能够切换不同比特率的业务流的多速率网络，以及该电交换机可配置成切换不同比特率的业务流，以及确定当前可用再生容量的步骤可以包括对电交换机确定能够切换每种不同比特率的多少个新业务流，并且发送配置消息的步骤可以包括向电交换机发送消息以配置要切换的比特率。这使得不同速率的业务流能够更高效地得以调适，参见图9。
[0013]至少一些E/0转换器可以具有可调谐光波长，并且发送配置消息的步骤可以包括发送消息以调谐复原路径中使用的可调谐转换器的光波长。这意味着转换器不再需要静态地与特定光路相关，并且由此使得能够用于对许多光路中的其中之一使用。这增加了灵活性，并由此有助于实现更高的带宽利用，参见图11和图12。
[0014]再生节点可以具有用于将插入光信号切换到耦合到不同相邻节点的两个或更多个输出的其中之一的波长切换元件，以及发送配置消息的步骤包括发送消息以配置波长切换元件以建立复原路径。ROADM和光切换的组合能够使得再生节点“无方向性”，这能够有助于增加灵活性和增加可能路由的数量，或能够集中设备，并减少所需节点的数量，从而降低成本，参见图12。
[0015]该网络可以具有一个或多个路径计算元件，该路径计算元件各具有专用模块用于实现为避开故障的业务流确定非规划复原路径的路由选择和带宽分配的步骤。这使得该功能能够添加到现有PCE中，以使它能够满足比规划路径的路由选择所需的时间约束更严格的时间约束，但是共享例如相同数据库和消息传递功能的使用
本发明的另一个方面提供一种使用用于波长切换光网络中使用非规划复原路径进行动态复原以在故障后复原业务流的再生节点的方法，该波长切换光网络具有路径计算元件和具有多个节点，这些节点的其中一个或多个节点是再生节点。这些再生节点各具有含光分出路径和光插入路径的R0ADM，以及该节点具有通过0/E转换器耦合到光分出路径的相应光分出路径的电分出路径，以及通过E/0转换器耦合到光插入路径的电插入路径。提供一种电切换器，用于配置转换器以通过将电分出路径中选定的电分出路径耦合到电插入路径中相应选定的电插入路径来提供可配置再生容量。该方法包括如下步骤:在故障之前，向路径计算元件发送消息，指示多少可配置再生容量当前可用于非规划复原路径，以及在检测到故障之后，从路径计算元件接收配置消息，指示分配用于非规划复原路径的再生容量。该方法然后包括根据指示的分配配置电交换机，并在非规划复原路径上再生业务流。
[0016]另一个方面提供存储在计算机可读介质上且具有指令的计算机程序，这些指令在可被处理器执行时，使处理器实现上文提到的方法中任何一个方法。
[0017]另一个方面提供一种调适波长切换光网络以提供动态复原在故障之后复原业务流的方法，该波长切换光网络具有多个节点和路径计算元件。有提供一个或多个再生节点的步骤，这些再生节点各具有含光分出路径和光插入路径的R0ADM，这些再生节点还具有通过0/E转换器耦合到光分出路径的相应光分出路径的电分出路径，以及通过E/0转换器耦合到光插入路径的电插入路径。一种电切换器，用于在转换器之间形成互连以通过将电分出路径中选定的电分出路径耦合到电插入路径中相应选定的电插入路径来提供可配置再生容量。还有步骤:调适路径元件，以便在故障之前，确定至少一些节点之间什么带宽当前可用，以及在这些再生节点处有多少可配置再生容量。限制可配置再生容量的至少其中一些的分配，以便一些保留可用于非规划的复原路径。该方法还具有步骤:调适路径计算元件，以便在检测到故障之后，为用于避开故障的业务流确定非规划复原路径的路由选择和带宽分配，以及如果需要的话，将当前可用可配置再生容量的其中一些分配给非规划复原路径。还将其调适为便于向所确定的路由的节点发送配置消息，以动态地建立非规划复原路径以及根据再生容量的分配在这些再生节点的相应再生节点处配置电交换机，并且将业务流重新路由上非规划复原路径。这对应于上文阐述的方法，但是旨在例如通过代表网络运营商通过设备/软件提供商升级现有网络。[0018]可以将任何附加特征功能添加到此方面，本文阐述了一些特征功能。调适路径计算元件可以布置成使得在建立非规划复原路径之前，该路径计算元件尝试使用业务流的规划保护路径，然后如果规划保护路径失败，则发送配置命令。这种规划路径与非规划路径的组合的好处在于，在建立非规划路径中减少延迟期间数据损失与减少所有路径故障导致的全部数据丢失的可能性之间更好地平衡。
[0019]该电交换机可以包括支持G.709组帧的OTN交换机，并且调适路径计算元件的步骤可以布置成路径计算元件通过从OTN交换机接收OTN广告来确定当前可用再生容量，以及该路径计算元件以OTN交换机配置消息的形式发送配置消息。这种交换机的好处在于，能够使用商业渠道可获得的现有技术，并由此开发和维护成本较少，且使得如OAM和纠错的特征功能能够使用。
[0020]提供再生节点的步骤可以包括将电交换机在外部添加到R0ADM。这使得更容易将更多再生容量添加到现有网络或将容量移到不同位置且使常规ROADM能够被使用。由此能够改善灵活性和成本。
[0021]该网络可以是能够切换不同比特率的业务流的多速率网络，以及该电交换机可配置成切换不同比特率的业务流，调适路径计算元件的步骤具有执行如下操作的步骤:调适它以通过对电交换机确定能够切换每种不同比特率的多少个新业务流来确定当前可用再生容量的步骤，以及通过向电交换机发送消息以配置要切换的比特率来调适发送配置消息的步骤。这可使得不同速率的业务流能够更高效地得以调适。
[0022]另一个方面提供一种用于波长切换光网络的路由选择和带宽分配的路径计算元件，该波长切换光网络具有多个节点，这些节点的其中一个或多个节点是再生节点。这些再生节点各具有含光分出路径和光插入路径的R0ADM，这些再生节点还具有通过0/E转换器耦合到光分出路径的相应光分出路径的电分出路径，以及通过E/0转换器耦合到光插入路径的电插入路径。提供一种电切换器，用于在转换器之间形成互连以通过将电分出路径中选定的电分出路径耦合到电插入路径中相应选定的电插入路径来提供可配置再生容量。该路径计算元件具有至这些节点的通信链路和处理器，所述处理器布置成在故障发生之前，确定至少一些节点之间什么带宽当前可用，以及在这些再生节点处有多少可配置再生容量当前可用。限制可配置再生容量的至少其中一些的分配，以便至少一些保留可用于非规划的复原路径。在检测到故障之后，该处理器还布置成为用于为复原避开故障的业务流确定动态用于非规划复原路径的路由选择和带宽分配，以及如果需要的话，将当前可用可配置再生容量的其中一些分配给非规划复原路径。该处理器还布置成向所确定的路由的节点发送配置消息，以动态地建立非规划复原路径以及根据再生容量的分配在这些再生节点的相应再生节点处配置电交换机，并且将业务流重新路由上非规划复原路径。这对应于上文阐述的多个方面，但是在装置方面表示的。
[0023]再有，可以将任何附加特征功能添加到此方面。例如，该处理器可以布置成，在建立非规划复原路径之前，尝试使用业务流的规划保护路径，然后如果规划保护路径失败，则发送配置消息。
[0024]该电交换机可以包括支持G.709组帧的OTN交换机，并且该处理器可以布置成通过从OTN交换机接收OTN广告来确定当前可用再生容量，以及该处理器布置成以OTN交换机配置消息的形式发送配置消息。[0025]该网络可以是能够切换不同比特率的业务流的多速率网络，以及该电交换机可配置成切换不同比特率的业务流，以及该处理器布置成通过对电交换机确定能够切换每种不同比特率的多少个新业务流来确定当前可用再生容量，并且该处理器布置成向电交换机发送消息以配置要切换的比特率。
[0026]至少一些E/0转换器可以具有可调谐光波长，并且该处理器可以布置成发送配置消息以调谐复原路径中使用的可调谐转换器的光波长。
[0027]如果再生节点具有用于将插入光信号切换到耦合到不同相邻节点的两个或更多个输出的其中之一的波长切换元件，则该处理器可以布置成发送配置消息以配置波长切换元件以建立复原路径。
[0028]另一个方面提供一种用于波长切换光网络中的再生节点，该波长切换光网络具有路径计算元件和具有多个节点，这些节点的其中一个或多个节点是再生节点，这些再生节点具有含光分出路径和光插入路径的R0ADM。这些再生节点还具有通过0/E转换器耦合到光分出路径的相应光分出路径的电分出路径，以及通过E/0转换器耦合到光插入路径的电插入路径。提供一种电切换器，用于在转换器之间形成互连以通过将电分出路径中选定的电分出路径耦合到电插入路径中相应选定的电插入路径来提供可配置再生容量。
[0029]再生节点具有用于发往或发自路径计算元件的消息的通信链路，以及布置成在检测到任何故障之前，向路径计算元件发送消息，指示多少可配置再生容量当前可用。该再生节点布置成在检测到故障之后，从路径计算元件接收配置消息，该配置消息指示可配置再生容量的分配。该再生节点布置成根据接收的分配配置ROADM和电交换机，并在非规划复原路径上再生业务流。
[0030]可以将这些附加特征功能的任一特征功能组合在一起以及与这些方面的任一方面组合。本领域技术人员将显见到，其他效果和结果，尤其基于与其他现有技术的对比。在未基本背离本发明的权利要求的前提下，可以进行多种变化和修改。因此，应该明确地理解本发明的形式仅是说明性的，无意限制本发明的范围。
【专利附图】
【附图说明】
[0031]现在将参考附图通过举例描述如何实现本发明，其中:
图1示出网络的示意图；
图2示出再生节点的示意图；
图3示出根据实施例的方法的步骤；
图4-6示出根据又一些实施例的方法的步骤；
图7和图8示出根据实施例的再生节点；
图9示出涉及可配置比特率的切换的步骤；
图10示出WSON 1.X网络的再生节点；
图11示出无色版本的再生节点；
图12示出无方向和无色示例中的再生节点；以及 图13和图14示出网络视图。
【具体实施方式】[0032]本发明将结合特定实施例以及参考附图来予以描述，但是本发明不限于此，而是仅由权利要求限定。所描述的附图仅是示意性的而非限制性的。在附图中，可能出于说明的目的，将这些元件的其中一些放大，而未按比例绘制。
[0033]缩略语
CADU 无色分插单元
DffDM XFP密集波分复用10千兆位小型可插塞收发器
IETF IETF因特网工程任务组
GMPLS GMPLS通用多协议标签切换
OTF实时
PCE路径计算元件
PP预先规划
ROADM 可重新配置光分插复用器/解复用器 TCO总拥有成本(CAPEX+0PEX)
WSON 波长切换光网络 CAPEX 基建费用 OPEX 运营费用 定义
在本文描述和权利要求中使用了术语“包括”的情况中，这不排除其他元件或步骤，并且不应该解释为被限制于其后列出的含义。在涉及单数形式，“一个”或“该”时，使用不定冠词或定冠词的情况中，这包括多个该名词，除非明确地指出另一种情况。
[0034]所描述的节点或网络的元件或部件可以包括介质中编码用于执行任何类型的信息处理的逻辑。逻辑可以包括在磁盘或其他计算机可读介质中编码的软件和/或专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其他处理器或硬件中编码的指令。
[0035]对节点的引述可以包含任何类型的切换节点，不限于所描述的类型，不限于任何程度的集成或大小或带宽或比特率等。
[0036]对交换机的引述可以包含任何类型的交换机或交换机矩阵或交叉连接，无论该交换机是否能够处理或分开或组合正在切换的数据。
[0037]对软件的引述可以包含可直接或间接在处理硬件上执行的任何语言的任何类型的程序。
[0038]对处理器、硬件、处理硬件或电路的引述可以包含任何类型的逻辑或模拟电路，集成到任何程度，并且不限于通用处理器、数字信号处理器、ASIC、FPGA、离散组件或逻辑等。对处理器的引述理应包含使用多个处理器的实现，例如，这些处理器可以被集成在一起或一起置于相同节点中或分布在不同的位置处。
[0039]对光路的引述可以是例如指空间上分开的路径或指没有空间分开复用在一起的不同波长路径。
[0040]介绍
将通过介绍实施例，解释本发明实施例如何解决常规设计的一些问题。阻碍实际OTF实现的一个问题是，路径计算无法包含任何设计方面:路径计算必须考虑现已存在的网络资源来执行。如果需要再生，并且期望的位置中没有再生器可用，则路径请求只能失败。遗憾的是，在大网络中，再生器始终是必需的，并且这些资源需要在使用之前预先规划。当前WSON场景中，没有OTF恢复方案是有效的。
[0041]为了解决此问题，所描述的实施例基于为动态分布式WSON的光路提供灵活的“中转”站。这样能够实现利用需要3R再生的波长的可重新配置迂回来计算往连接到多对转发器或DWDM XFP的外部电交换机的复原路径的方法。这提供可配置再生容量，能够有利于路由选择和波长分配(增加物理可行性和波长转换的自由度)，并由此减少完全阻止在WSON中进行实际OTF实现的可能性。
[0042]PCE 和 GMPLS
WSON网络通常根据通用多协议标签切换(GMPLS)来进行控制。这提供控制面的框架以管理任意面向连接的分组或电路切换的网络技术。GMPLS的两个主要协议功能是业务工程(TE)信息同步和连接管理。第一个功能同步网络中节点的TE信息数据库，并且是与开放最短路径优先业务工程(OSPF-TE)或中间系统到中间系统业务工程(ISIS-TE) —起实现。第二个功能管理连接，是通过资源预留协议业务工程(RSVP-TE)来实现。
[0043]资源预留协议(RSVP)在IETF RFC 2205中予以描述，在IETF RFC 3209中描述了其支持业务工程驱动的隧道部署(RSVP-TE)的扩充。依赖于TE信息，GMPLS支持逐跳、入局和集中式路径计算方案。在逐跳路径计算中，每个节点根据其最佳知识仅确定下一个跳。在入口路径计算方案的情况中，入口节点，即请求连接的节点，还指定路由。
[0044]在集中式路径计算方案中，请求连接的节点的功能，称为路径计算客户端(PCC),要求路径计算元件(PCE)执行路径计算，正如IETF RFC 4655 “基于路径计算元件(PCE)的体系结构”中描述的。在此方案中，路径计算客户端与路径计算元件之间的通信可以根据IETF RFC 5440中描述的路径计算通信协议(PCEP)。
[0045]图1，网络视图
图1示出WSON网络20的多个部分的示意图。在实际的网络中，可能有远远更多的节点和链路，此处为了简明而未示出。路径计算元件30用于规划路径和非规划复原路径的路由选择和带宽分配，并且可以由运行软件36的处理器33来实现。提供数据库10 (在PCE内或PCE外)以用于存储带宽可用性和再生容量。原理上，这可以设在远程位置，只要它可被PCE访问即可。PCE与节点40接触，以及一些节点可以是再生节点60。图2中示出再生节点的示例。从PCE将配置消息发送到节点以在网络中建立路径。PCE可以分布在节点之间或是集中式的。这些节点可以返回容量的可用性指示，或PCE可以随着其建立新路径而更新数据库中的可用性。
[0046]图2，再生节点
图2示出根据实施例的再生节点的示意图。ROADM 62具有可以是波长复用的信号的光信号的输入路径，以及用于波长复用的光信号的输出路径。可以光的方式将个体波长或带宽的某个部分划分到光分出路径上。可以将个体波长或带宽的某个部分从光插入路径加入波长复用输出中。在插入路径和分出路径上提供转换器，以使电交换机68能够与插入和分出路径互连。0/E转换器64提供从光分出路径到对应的电分出路径的光电转换。E/0转换器66提供从电插入路径到对应的光插入路径的电光转换。
[0047]电交换机的配置能够基于来自PCE的配置消息动态地更改，以便选择将插入路径中哪个插入路径耦合到分出路径中的哪个分出路径这些转换器可以具有固定的波长，或在一些情况中，如下文结合图10描述的，它们可以是可调谐的，以在光插入路径上输出可选择的波长，或在Ο/E转换器的情况中，具有可调谐滤光器，以选择接收哪个波长并将其转换成电信号。
[0048]在一些情况中，节点还可以具有用于记录什么可配置再生容量仍可用，如多少个路径、哪些分出波长、哪些插入波长、它们是否可调谐、调谐范围、是否可将其切换到不同相邻节点或从不同相邻节点切换来、如输出光功率的光参数等的电路。此类信息可以使用现有标准通常经由发送到其他节点的消息在开销信道上传递回PCE。
[0049]图3，根据实施例的PCE处的方法步骤
图3示出根据实施例的PCE执行的一些步骤。在步骤100中，故障之前确定可用带宽和可用可配置再生容量。在步骤110处，限制再生容量对新规划业务流的分配，以便一些可用于非规划复原路径。
[0050]在步骤120处，一旦检测到故障，则确定非规划复原路径的路由选择和带宽分配，以及如果需要的话，将一些可配置再生容量分配给非规划复原路径。在一些情况中，非规划复原路径在不使用再生的情况下是可能的。在步骤130处，如果路由选择和分配成功，则在确定的路由上向节点发送配置消息，以动态地建立复原路径以及根据分配配置电交换机并重新路由受影响的业务流。
[0051]图4，根据实施例的再生节点处的方法步骤
图4示出再生节点执行的一些步骤。在步骤200处，在故障之前，节点向PCE发送可用可配置再生容量的指示。在步骤210处，如果可用于非规划复原路径的余下可配置再生容量接近最小阈值，则它向PCE发送告警。一旦检测到故障，则在步骤230处，节点从PCE接收配置消息，其指示非规划复原路径的路由选择和带宽分配，以及如果使用再生，则指示将一些可配置再生容量分配给该非规划复原路径。在步骤235处，基于接收的路由选择和分配，该节点根据分配配置其电交换机，并再生受影响的业务流。
[0052]图5，根据实施例的PP与OTF的组合的PCE步骤
图5示出在使用动态非规划复原之前使用预先规划保护路径的实施例的步骤。图3所示的PCE步骤可以按如下修改。一旦检测到故障，则接着执行步骤125，其中对受影响的业务流使用规划保护路径。同时地，PCE可以执行步骤120，其中确定非规划复原路径的路由选择和带宽分配，以及如果需要的话，将一些可配置再生容量分配给非规划复原路径。在一些情况中，非规划复原路径在不使用再生的情况下是可能的。在步骤128处，仅在规划保护路径失败的情况下，才开始非规划复原路径的过程。在步骤130处，如果路由选择和分配成功，则在确定的路由上向节点发送配置消息，以动态地建立复原路径以及根据分配配置电交换机并重新路由受影响的业务流。再生节点处的对应过程可以与图4所示的过程相似。
[0053]图6，用于OTN示例的PCE步骤
在电交换机是OTN交换机的情况中，图3所示的PCE步骤可以按如下修改。在步骤102处，故障之前，通过从OTN交换机接收广告消息来确定可用带宽和可用可配置再生容量。在步骤110处，限制再生容量对新规划业务流的分配，以便一些可用于非规划复原路径。
[0054]在步骤120处，一旦检测到故障，则确定非规划复原路径的路由选择和带宽分配，以及如果需要的话，将一些可配置再生容量分配给非规划复原路径。在步骤132处，如果路由选择和分配成功，则在确定的路由上向节点发送OTN配置消息，以动态地建立复原路径以及根据分配配置OTN交换机并重新路由受影响的业务流。由于OTN能够实现多个速率切换，所以该配置消息可以包含比特率的指示。再生节点处的对应过程可以与图4所示的过程相似，其中增加了发送不同比特率下的可用性的指示，并将OTN交换机配置成切换不同比特率的步骤。
[0055]图7和图8，根据实施例的再生节点
图7和图8示出使用多阶ROADM 62的再生节点60的示例。这可以基于WSS技术或其他技术。这些特征功能可以应用于约束方向或无方向的R0ADM。能够作为交换机矩阵实现的OTN交换机168连接到作为外部设备的ROADM的插入/分出部分。该部分并非所有分插端口都连接到OTN交换机。实际上，假定所提出的设备为进入光路的子集提供再生/波长转换服务。这是有意义的假定，因为在实际WSON网络中，再生资源被视为稀缺且昂贵的服务，无论何时只要可能，则避免使用。
[0056]在图7中，ROADM配备转换器64、66，其采用支持客户端一侧上G.709 OTN组帧的转发器的形式。使用灰色光纤提供与OTN交换机168的连接。在图8中，OTN交换机配备转换器64、66，其采用如DWDM XFP的可插塞收发器的形式。这说明转换器能够位于ROADM和交换机之间的链路的任一侧。往返ROADM直接馈送外来波长(有色)，并且能够耦合到ROADM内的WSS，正如下文结合图10将解释的。
[0057]为了保持附图简单，图7和图8仅示出一个插入/分出对。在完整的设置中，多个转发器(图?中)或如DWDM XFP的可插塞收发器(图8中)确保至于多个光路的“中转站”。注意，在图7中，OTN交换机功能仅通过OTN矩阵(降低成本)来执行。
[0058]一些特定情况是可能的:如果使用可调谐转发器(图7)或可调谐DWDM XFP(图8)，则提供可配置波长转换服务是可能的。这简化波长分配过程，从而降低阻塞的概率。可调谐转发器是实现E/0转换器(用于传送(tx))和0/E转换器(用于接收(rx))的一种方式。在传送(tx)部分中，可调谐转发器具有可调谐激光器，以及对于接收(rx)侧，它具有允许哪个波长通过到达检测器的可调整的滤光器。能够调谐的是激光器和滤光器。
[0059]图9，可配置比特率的切换
使用支持不同OUT-x容器的OTN交换机，将该方法应用于多比特率的WSON是可能的。典型的情况是将一些光路从IOG (0DU-2)升级到40G (0DU-3)的WS0N。两个比特率需要定制的再生，并因此OTN交换机具有两个OTN层。在更长期演进中，支持ODU-flex容器的OTN交换机也可以基于flexigrid梳(comb)用作WS0N。这些标准和技术对此场景并不成熟，但是该方法中包含的原理仍将是可应用的。
[0060] 图9示出与图3所示的PCE相似但是按如下针对多速率网络进行了修改的PCE的步骤。在步骤104处，故障之前，通过从节点接收包含不同比特率流的可用性的广告消息来确定可用带宽和可用可配置再生容量。在步骤110处，限制再生容量对新规划业务流的分配，以便一些可用于非规划复原路径。在步骤120处，一旦检测到故障，则确定非规划复原路径的路由选择和带宽分配，以及如果需要的话，将一些可配置再生容量分配给非规划复原路径。在步骤134处，如果路由选择和分配成功，则在确定的路由上向节点发送配置消息，以动态地建立复原路径以及根据分配配置交换机并重新路由受影响的业务流。由于该交换机能够实现多个速率切换，所以该配置消息可以包含比特率的指示。再生节点处的对应过程可以与图4所示的过程相似，其中增加了发送不同比特率下的可用性的指示，并将交换机配置成按需切换选定的比特率。
[0061]图10，WSON 1.X网络的再生节点
图10示出再生节点的示例的示意图，其中网络中基于WSON 1.X景观工作的ROADM具有提出的OTN “转发”。在图10中，示出ROADM 62，其经由0/E转换器64和E/0转换器66组块耦合到OTN交换机168形式的电交换机。ROADM是多路R0ADM，其具有至承载WDM信号的其他节点的双向线路A、B和C。
[0062]ROADM具有光放大器接口部分930，以在线路A上将进入WDM信号和外发WDM信号耦合到波长选择性交换机WSS部分950。这将进入波长解复用，并将它们选择性地切换到线路B或线路C的对应WSS。原理上，ROADM内的WSS之间的光路可以是对于每个波长在空间上分开的或可以是每个WSS之间再次复用在一起的波长。在下一个WSS，线路B的920或线路C的960处，如果需要将进入波长再次分开，以便可以选择哪些波长要复用在一起以分别外发到线路B或线路C上。因此，对于每个波长，在WSS处有来自其他WSS的两个光路，并且有光交换机或选择器以选择两个中哪一个并将其传递到WSS内的WDM复用器，然后作为WDM信号输出到线路B的双向光放大器910和线路C的双向光放大器940。因此，每个WSS具有用于进入路径的解复用器和输入波长交换机，以及具有用于外发路径的位于波长复用器之后的输出波长交换机。
[0063]此外，WSS 950示出为具有从输入波长交换机馈送的光分出路径，并且通常具有光分出路径上来自WSS的输出，该输出可以再次进行波长复用以达到下一个波长解复用器970。将个体波长馈送到个体0/E转换器64。这些耦合到相应的电分出路径，经由OTN交换机168馈送到连接到相应E/0转换器66的电插入路径。如果这些转换器不可调谐，则对应的光插入路径是波长相关的，但是OTN交换机仍能够配置将哪个分出波长转换到哪个插入波长。由此，可提供相同的可配置再生和波长转换能力。例如，从线路A在例如黄色拉姆达(lambda)接收光路，以及将其转换成橙色发往线路C或接收绿色并转换成黄色。插入复用器980将光插入路径复用在一起到达WSS 960。此处，再次将它们解复用，以便能够由通过WSS 960内的输出波长交换机将它们作为要选择或不选择的输入馈送。如果选择，则将光插入路径耦合到波长复用器并成为来自线路C的外发WDM信号的一部分。
[0064]为了简明，未示出另一个方向上的对应路径，从线路C由WSS 960分出，转换成电信号，由OTN交换机168切换，并再次作为光信号插入以在线路A上外发。此布置的局限在于，它并非无色的，有颜色选择局限，并且并非无方向的，没有使用哪个输出端口的选择。
[0065]图11，无色版本
图11示出与图10的再生节点相似只是转换器不可调谐的再生节点。这是所说的无色版本，其更具可配置性。如果线路C上仅存在有限的外发波长路径仍是空闲的可用于复原，比如一百二十八中四个，则可以将任意四个分出路径耦合到它们，而无需规划哪四种颜色要保持空闲。这有助于更容易地更可靠地找到复原路径，并由此有助于减少此类复原所需的空闲容量的量。可以使这些转换器的其中任一个或二者均为可调谐的。可以使这些转换器的其中一些或全部均为可调谐的。0/E转换器164可以是可通过波长的光切换来调谐到检测器或可通过提供可调整滤光器来过滤达到检测器的波长来调谐。可以通过提供可调谐激光器来使E/0转换器166可调谐。尽管如此，这在可配置性上仍是有限的，因为仅在线路A和C之间的路径上进行再生。[0066]图12，无方向且无色示例
图12示出与图11的再生节点相似只是添加能使再生无方向的部件的再生节点。再生器(背对背转发器)不再静态地与其光路关联。相关的资源可在光路之间共享，并且能够动态地进行分配。图12示出具有无色和无方向特征功能的最灵活配置。此处，提出的“转发”工具能够用于服务所有方向，并且在可调谐范围中“从任何颜色转换成任何颜色”，以及“任何方向转换到任何方向”。
[0067]这通过具有无色和无方向插入单元998和无色和无方向分出单元997来实现。可以包含这些单元中任一单元而不包含另一个单元。分出单元从其他WffS单元的每一个接收内部光路。为每个0/E转换器提供光交换机，并且选择这些WffS单元中哪个提供对转换器的输入。这提供方向选择。该选择可以是波长复用的信号的方向，该波长复用的信号然后进行滤光以向每个转换器提供单个波长。
[0068]插入单元998从可调谐E/0转换器接收多个波长，并且具有对应数量的光交换机。这些光交换机的每一个选择将给定波长馈送到线路A、线路B还是线路C的WSS。
[0069]如前文，WSS单元与插入单元997和分出单元998之间的内部光路可以由空间上分开的波长路径形成，或由没有空间分开的波长复用的路径形成，在此情况中，插入单元内需要复用器以及分出单元中需要解复用器。
[0070]来自PCE的一个或多个配置消息需要指定OTN交换机配置、分出单元997的交换机位置、转换器之一或二者的颜色以及OTN交换机的交换机位置和插入单元998。再有，PCE需要在WSS单元910、950和960内建立交换机。对应地，剩余可配置再生容量的任何指示可以指示从插入单元998到每个WSS单元剩余多少再生路径可用，以及从分出单元997到每个WffS单元剩余多少再生路径可用。
[0071]原理上，可以通过固定波长转换器而非可调谐转换器以使图12的布置无方向，但是并非无色。如果在分出单元997中提供波长选择性交换机，则无需可调谐0/E转换器，因为波长选择性交换机能够实现相同功能。
[0072]PCE 信息
为了能够计算路径，PCE需要具有有关网络资源和拓扑，以及多少容量仍可用于新路径的信息。在GMPLS中，参与控制面节点同步它们的网络视图。即，它们广告其本地资源的TE信息，并收集其他节点的广告。为此目的，它们使用路由选择协议的业务工程扩充版本，如IETF RFC 3630:“0SPF版本2的业务工程(TE)扩充”中描述的0SPF-TE，或如IETF RFC3784 业务工程(TE)的中间系统到中间系统(ISIS)扩充”中描述的ISIS-TE。
[0073]PCE参与资源广告过程，并由此以与其他节点相同的方式收集TE信息。PCE还可以使用IETF RFC 5088 路径计算元件(PCE)发现的OSPF协议扩充”中描述的OSPF-TE或IETF RFC 5089 路径计算元件(PCE)发现的IS-1S协议扩充”中描述的ISIS-TE来将其能力广告到 PCC。IETF 个体草案文档 “draft-lee-pce-ted-alternatives-02.txt” 提供一种备选方法，其中PCE直接从节点收集TE信息。
[0074]对于光路的规划和路由选择，PCE可以具有物理有效性模块PV以计算网络的每个光部分的接口的参数。该接口可以依据比特率、线路编码类型和调制类型的其中一种或多种来定义。为光部分支持的接口计算一组参数。光部分接口的该组参数指示沿着光部分的传输质量，将业务类型(比特率、调制、线路编码)纳入考虑，并且光部分的光损。该模块将为每个接口以及每个光部分计算的参数存储在业务工程数据库(TED)中。PCE响应网络中对光路进行路由选择的请求，并使用其PV模块确定所请求的光路跨网络的可能路由的可行性。该PV模块可以对网络的每个光部分使用预先计算存储在TED中的参数，以确定所请求的光路的路由选择是否可行。通过分析方式组合候选光路中的光部分的参数以确定路径是否可行。
[0075]2011年4月的RFC 6163波长交换光网络指示，对于波长分配，必须要知道哪个特定波长可用以及如果组合的RWA过程或分开的WA的过程运行，则占据哪些波长。目前，这不利用GMPLS路由选择来通信。在GMPLS [RFC4202]的路由选择扩充中，论述层相关的TE属性的要求。无波长转换器的光网络的RWA实施对拉姆达(或光信道)层的附加要求:知道哪些特定波长正在使用。注意目前的DWDM系统范围从16个信道到128个信道，高级实验室具有多达300个信道。给定这些信道限制，如果采用全局波长至标签的映射或部署至PCE的本地映射的方法，标通过简单的位图来表示波长的使用是可行的。
[0076]下表给出WSON路由选择信息概述。其概述可通过GMPLS路由选择送达的WSON信息，并尝试根据其静态或动态特性以及与链路或节点的关联性来将该信息分类。
【权利要求】
1.一种动态复原的方法，其通过在波长交换光网络中对非规划的复原路径进行路由选择和带宽分配以便在故障之后复原业务流，所述波长交换光网络具有多个节点，所述节点的其中一个或多个节点是再生节点，所述再生节点各具有含光分出路径和光插入路径的ROADM，所述再生节点还具有通过Ο/E转换器耦合到光分出路径的相应光分出路径的电分出路径，通过E/Ο转换器耦合到光插入路径的电插入路径，以及电交换机，所述电交换机用于在所述转换器之间形成互连以通过将所述电分出路径中选定的电分出路径耦合到所述电插入路径中相应选定的电插入路径来提供可配置再生容量，所述方法具有如下步骤: 在故障发生之前，确定所述节点的至少一些之间什么带宽当前可用，以及在所述再生节点处有多少可配置再生容量当前可用；以及 限制所述可配置再生容量的至少其中一些的分配，以便至少一些保留可用于非规划的复原路径，以及在检测到故障之后， 为避开所述故障的业务流确定所述非规划复原路径的路由选择和带宽分配，以及如果需要的话，将当前可用可配置再生容量的其中一些分配给所述非规划复原路径，以及 向所确定的路由的节点发送配置消息，以动态地建立所述非规划复原路径以及根据复原容量的分配在所述再生节点的相应再生节点处配置所述电交换机，并且将所述业务流重新路由上所述非规划复原路径。
2.如权利要求1所述的方法，所述方法具有步骤:在建立所述非规划复原路径之前尝试使用所述业务流的规划保护路径，并且然后如果所述规划保护路径失败，则发送所述配置消息。
3.如权利要求1或2所述的方法，所述电交换机包括支持G.709组帧的OTN交换机，并且确定当前可用再生容量的步骤包括从所述OTN交换机接收OTN广告的步骤，以及将配置消息发送到所述电交换机的步骤包括发送OTN交换机配置消息。
4.如前面权利要求中任一项所述的方法，所述电交换机是所述ROADM外的外部设备。
5.如前面权利要求中任一项所述的方法，所述网络是能够切换不同比特率的业务流的多速率网络，以及所述电交换机可配置成切换不同比特率的业务流，确定当前可用再生容量的步骤包括对所述电交换机确定能够交换每种不同比特率的多少个新业务流，并且发送配置消息的步骤包括向所述电交换机发送消息以配置要切换的比特率。
6.如前面权利要求中任一项所述的方法，所述E/0转换器的至少一些具有可调谐光波长，并且发送配置消息的步骤包括发送消息以调谐所述复原路径中使用的可调谐转换器的光波长。
7.如前面权利要求中任一项所述的方法，所述再生节点具有用于将插入光信号切换到耦合到不同相邻节点的两个或更多个输出的其中之一的波长切换元件，以及所述发送配置消息的步骤包括发送消息以配置所述波长交换元件以建立所述复原路径。
8.如前面权利要求中任一项所述的方法，所述网络具有一个或多个路径计算元件，所述路径计算元件各具有专用模块，所述专用模块用于实现为避开所述故障的所述业务流确定所述非规划复原路径的路由选择和带宽分配的步骤。
9.一种使用用于波长交换光网络中使用非规划复原路径进行动态复原以在故障后复原业务流的再生节点的方法，所述波长交换光网络具有路径计算元件和具有多个节点，所述节点的其中一个或多个节点是再生节点，所述再生节点各具有含光分出路径和光插入路径的ROADM，所述再生节点还具有通过0/E转换器耦合到光分出路径的相应光分出路径的电分出路径，通过E/0转换器耦合到光插入路径的电插入路径，以及电交换机，所述电交换机用于将所述转换器配置成通过将所述电分出路径中选定的电分出路径耦合到所述电插入路径中相应选定的电插入路径来提供可配置再生容量，所述方法具有如下步骤: 在故障之前，向所述路径计算元件发送消息，指示多少可配置再生容量当前可用于非规划复原路径，以及在检测到所述故障之后， 从所述路径计算元件接收配置消息，指示分配用于非规划复原路径的再生容量， 根据所指示的分配配置所述电交换机，以及 在所述非规划复原路径上再生所述业务流。
10.一种存储在计算机可读介质上且具有指令的计算机程序，所述指令在可被处理器执行时，使所述处理器执行如任何前面权利要求的方法。
11.一种调适波长交换光网络以提供动态复原来在故障之后复原业务流的方法，所述波长交换光网络具有多个节点和路径计算元件，所述方法具有提供一个或多个再生节点的步骤，所述再生节点各具有含光分出路径和光插入路径的R0ADM，所述再生节点还具有通过0/E转换器耦合到光分出路径的相应光分出路径的电分出路径，通过E/0转换器耦合到光插入路径的电插入路径，以及电交换机，电交换机用于在所述转换器之间形成互连以通过将所述电分出路径中选定的电分出路径耦合到所述电插入路径中相应选定的电插入路径来提供可配置再生 容量，所述方法还具有调适所述计算路径元件以便执行如下操作的步骤: 在所述故障之前，确定所述节点的至少一些之间什么带宽当前可用，以及在所述再生节点处有多少可配置再生容量当前可用；以及 限制所述可配置再生容量的至少其中一些的分配，以便一些保留可用于非规划复原路径，以及所述方法还具有在检测到所述故障之后调适所述计算路径元件以便执行如下操作的步骤: 为避开所述故障的业务流确定所述非规划复原路径的路由选择和带宽分配，以及如果需要的话，将当前可用可配置再生容量的其中一些分配给所述非规划复原路径，以及 向所确定的路由的节点发送配置消息，以动态地建立所述非规划复原路径以及根据复原容量的分配在所述再生节点的相应再生节点处配置所述电交换机，并且将所述业务流重新路由上所述非规划复原路径。
12.如权利要求11所述的方法，调适所述路径计算元件还布置成使得在建立所述非规划复原路径之前，所述路径计算元件尝试使用所述业务流的规划保护路径，并且然后如果所述规划保护路径失败，则发送所述配置命令。
13.如权利要求11或12所述的方法，所述电交换机包括支持G.709组帧的OTN交换机，并且所述调适路径计算元件的步骤布置成所述路径计算元件通过从所述OTN交换机接收OTN广告来确定当前可用再生容量，以及所述路径计算元件以OTN交换机配置消息的形式发送配置消息。
14.如权利要求11至13中任一项所述的方法，提供再生节点的步骤包括将所述电交换机在外部添加到所述R0ADM。
15.如权利要求11至14中任一项所述的方法，所述网络是能够切换不同比特率的业务流的多速率网络，以及所述电交换机可配置成切换不同比特率的业务流，调适路径计算元件的步骤具有执行如下操作的步骤:调适它以通过对所述电交换机确定能够交换每种不同比特率的多少个新业务流来确定所述当前可用再生容量的步骤，以及通过向所述电交换机发送消息以配置要交换的比特率来调适发送配置消息的步骤。
16.一种用于波长交换光网络的路由选择和带宽分配的路径计算元件，所述波长交换光网络具有多个节点，所述节点的其中一个或多个节点是再生节点，所述再生节点各具有含光分出路径和光插入路径的ROADM，所述再生节点还具有通过Ο/E转换器耦合到光分出路径的相应光分出路径的电分出路径，通过E/Ο转换器耦合到光插入路径的电插入路径，以及电交换机，所述电交换机用于在所述转换器之间形成互连以通过将所述电分出路径中选定的电分出路径耦合到所述电插入路径中相应选定的电插入路径来提供可配置再生容量， 所述路径计算元件具有至所述节点的通信链路和处理器，所述处理器布置成: 在故障发生之前，确定所述节点的至少一些之间什么带宽当前可用，以及在所述再生节点处有多少可配置再生容量当前可用； 限制所述可配置再生容量的至少其中一些的分配，以便至少一些保留可用于非规划的复原路径，以及 在检测到故障之后，所述处理器还布置成为用于为复原避开所述故障的业务流确定动态用于非规划复原路径的路由选择和带宽分配，以及如果需要的话，将所述当前可用可配置再生容量的其中一些分配给所述非规划复原路径；以及 所述处理器还布置成向所确 定的路由的节点发送配置消息，以动态地建立所述非规划复原路径以及根据再生容量的分配在所述再生节点的相应再生节点处配置所述电交换机，并且将所述业务流重新路由上所述非规划复原路径。
17.如权利要求16所述的元件，所述处理器布置成，在建立所述非规划复原路径之前，尝试使用所述业务流的规划保护路径，并且然后如果所述规划保护路径失败，则发送所述配置消息。
18.如权利要求16或17所述的元件,所述电交换机包括支持G.709组帧的OTN交换机，并且所述处理器布置成通过从所述OTN交换机接收OTN广告来确定所述当前可用再生容量，以及所述处理器布置成以OTN交换机配置消息的形式发送所述配置消息。
19.如权利要求16至18中任一项所述的元件，所述网络是能够切换不同比特率的业务流的多速率网络，以及所述电交换机可配置成切换不同比特率的业务流，所述处理器布置成通过对所述电交换机确定能够交换每种不同比特率的多少个新业务流来确定所述当前可用再生容量，并且所述处理器布置成向所述电交换机发送消息以配置要交换的比特率。
20.如权利要求16至19中任一项所述的元件，所述E/0转换器的至少一些具有可调谐光波长，并且所述处理器布置成发送配置消息以调谐所述复原路径中使用的可调谐转换器的光波长。
21.如权利要求15至19中任一项所述的元件，所述再生节点具有用于将插入光信号交换到耦合到不同相邻节点的两个或更多个输出的其中之一的波长交换元件，以及所述处理器布置成发送配置消息以配置所述波长交换元件以建立所述复原路径。
22.一种用于波长交换光网络中的再生节点，所述波长交换光网络具有路径计算元件和具有多个节点，所述节点的其中一个或多个节点是再生节点，所述再生节点具有: 含光分出路径和光插入路径的ROADM， 所述再生节点还具有通过Ο/E转换器耦合到光分出路径的相应光分出路径的电分出路径，通过E/Ο转换器耦合到光插入路径的电插入路径，以及电交换机，所述电交换机用于在所述转换器之间形成互连以通过将所述电分出路径中选定的电分出路径耦合到所述电插入路径中相应选定的电插入路径来提供可配置再生容量， 所述再生节点具有用于往返所述路径计算元件的消息的通信链路，并且布置成在检测到任何故障之前，向所述路径计算元件发送消息，以指示多少所述可配置再生容量当前可用， 所述再生节点还布置成在检测到故障之后，从路径计算元件接收配置消息，所述配置消息指示所述可配置再生容量的分配， 所述再生节点布置 成根据接收的分配配置所述ROADM和所述电交换机，并在所述非规划复原路径上再生所述业务流。
【文档编号】H04J14/00GK103931123SQ201180074871
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2011年10月12日 优先权日:2011年9月15日
【发明者】G.博塔里, D.切卡雷利, D.卡维格利亚 申请人:瑞典爱立信有限公司